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Sichere ISOBUS-Steckverbindungen

„Plug-and-play“ für die Landwirtschaft dank ISOBUS

Precision Farming ISOBUS Stecker Jaeger
am Montag, 04.11.2019 - 15:37

Einfacher, schneller, effizienter – so bringen es Fachleute auf den Punkt. Der ISOBUS-Standard ist eine tolle Sache. Noch besser wäre es allerdings, wenn noch mehr Hersteller auf diesen Zug aufspringen würden. Denn letztlich profitiere davon nicht nur der Landwirt, sondern auch die Umwelt. So das Credo vieler Anwender.

ISOBUS Komponenten Erich Jaeger

Die moderne Landwirtschaft mit immer mehr elektronischen und digitalisierten Funktionen in allen Maschinenkomponenten und damit verbunden mit immer größeren Datenströmen vom Anbaugerät zum Zugfahrzeug, verlangt nach einheitlichen Standards und Schnittstellen. Vor allem die Umrüstzeiten am Traktor auf ein anderes Anbaugerät – vom Saatgut- zum Düngerstreuer, vom Ladewagen zur Ballenpresse – stellen die Maschinenführer vor Probleme. Anderes Kabel, verschiedene Stecker, neues Terminal: proprietäre Insellösungen sorgen für leidige und ineffiziente Aufenthaltszeiten auf dem Hof.

 

Was für Peripheriegeräte am PC oder dem Laptop schon lange gilt – nämlich Plug-and-play in Verbindung mit kompatiblen Schnittstellen – bringt in Zeiten von Precision Farming auch landwirtschaftliche Prozesse entscheidend voran. Es macht die täglichen Abläufe einfacher, verkürzt Umrüstzeiten auf ein Minimum und sorgt so für einen veritablen Zuwachs an Effizienz. So ist die punktgenaue Saatgutablage am Vorgewende oder die georeferenzierte Dünger- und Pflanzenschutzabgabe nur mit einer hocheffizienten Einheit aus Traktor, Terminal und Gerätefunktionen möglich. Kompatibilität und Konformität aller Komponenten bis ins Detail sind gefragt. 

 

Komplexere Abläufe und immer mehr Funktionen

Hier sorgt der ISOBUS-Standard (definiert in der Normreihe ISO 11783) seit 1991 für herstellerübergreifende Kompatibilität zwischen Traktoren, Anbaugeräten und landwirtschaftlicher Software am Büro-PC. Um diesen gemeinsamen, internationalen Standard auf allen Ebenen weiterzuentwickeln und um Kommunikation und Datenaustausch zu optimieren, treibt die 2008 gegründete Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF) dieses Thema aktiv voran. Dabei bringt sie unterschiedliche Hersteller von Landmaschinen und Komponenten an einen Tisch.

Die Kompatibilität neuer Komponenten wird überprüft, deren Konformität getestet und dabei neue Standards festgelegt. Diese betreffen alle relevanten Komponenten der Versorgungs- und Kommunikationskette, von gemeinsamen Schnittstellen und Übertragungsprotokollen bis hin zu einer einheitlichen Hardware. Damit legt die AEF die Basis für die Zertifizierung der Produkte gemäß dem ISOBUS-Standard fest und ermöglicht die Kompatibilität der Komponenten unterschiedlicher Hersteller. Steckverbinder-Spezialist Erich Jaeger ist Mitglied der AEF und arbeitet innerhalb einer Subgroup zur Entwicklung und Normung der Steckverbinder an der kontinuierlichen Weiterentwicklung von ISOBUS mit.

Reibungslose Verbindungen

ISOBUS Steckdosen Active Passive

ISOBUS steckt in vielen Komponenten und verschiedenen Funktionalitäten. So sind diese auch geräteübergreifend nutzbar. Und nur so funktioniert auch das gewünschte Plug-and-play. Erich Jaeger bildet mit seinen Steckersets, Komponenten und Zubehör das gesamte Spektrum des ISOBUS Breakaway Connector (IBBC) ab.

In der Entwicklung des Steckverbindersystems orientierte sich das Unternehmen an den Lastenheften mehrerer namhafter Landmaschinenhersteller. So erfüllt das System sehr hohe Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit (von -40°C bis +95°C), Umwelt- und Medieneinflüsse, elektromagnetische Störungen und an die Kurzschlusssicherheit. Somit ist die Funktionsfähigkeit auch in Extremsituationen garantiert. Alle Komponenten entsprechen dem Standard ISO 11783-2. Zu den verschiedenen Modellvarianten gehören zum Beispiel Active- und Passive-Steckdosen wie in der Norm beschrieben. 

 

Master- und Slave-Dosen

ISOBUS Active und Passive Steckdose Erich Jaeger

In Übereinstimmung mit der ISO 117 83-2 wird Active (Master) in der Regel hinten am Traktor verbaut. Die Steckdose verfügt über eine interne Verbindung zwischen ECU_PWR (ECU = Electronic Control Unit) und TBC_PWR (TBC = Terminating Bias Circuit) und stellt so die elektrische Versorgung der Abschlussschaltung sicher. Dabei versorgt sie die Abschlussschaltung aller Steckdosen am Bussegment. Bei dieser Konfiguration darf am Zugfahrzeug maximal eine Master-Dose verbaut werden.

Passive (Slave) kommt dagegen am Anbaugerät und eventuell vorne am Traktor zum Einsatz. Bei Slave-Dosen sind ECU_PWR und TBC_PWR nicht verbunden. Hier muss die Versorgung extern erfolgen, da TBC ansonsten funktionslos bleibt. Das bedeutet aber auch: Erfolgt die Versorgung der Abschlussschaltungen aller zugfahrzeugseitigen Dosen über den Traktor, dürfen lediglich Slave-Dosen und keine Master-Dosen zum Einsatz kommen. 

Kundenspezifische CM-Steckdose

Current Monitoring“ ISOBUS-Steckdose Erich Jaeger

Beim ISOBUS-System für den weltweit agierenden Landmaschinenhersteller Fendt hat Erich Jaeger die bestehenden Steckverbindungen zusätzlich kundenspezifisch optimiert. Die elektrische Versorgung für die Abschlussschaltung (TBC) erfolgt auch hier über das Zugfahrzeug. Auf Grund dessen kommen hier ausschließlich Slave-Dosen zum Einsatz. Wolfgang Wiese, Geschäftsführer bei Erich Jaeger, berichtet: „Erich Jaeger kann auf eine lange Zusammenarbeit mit Fendt zurückblicken. Hinsichtlich der ISOBUS-Steckdose wollte der Landmaschinenhersteller das bestehende System optimieren. Bei der konventionellen ISOBUS-Verbindung bestand die Gefahr, dass durch einen Kurzschluss im Anbaugerät – hervorgerufen beispielsweise durch ein defektes Kabel – das elektrische System von Zugmaschine oder Anhänger beschädigt wird. Durch eine spezielle Schaltung sollte dies verhindert werden.“

So nahm sich die Entwicklungsabteilung des Unternehmens die Elektronik der ISOBUS Steckdose erneut vor und implementierte innerhalb des TBC_PWR-Stromkreises eine entsprechende Schutzschaltung. Steigt die Stromstärke am Anschluss TBC_PWR aufgrund eines Kurzschlusses auf über zwei Ampere, registriert das die Schutzschaltung und unterbricht den Stromkreislauf. Somit ist die Gefahr einer Beschädigung des elektrischen Systems gebannt.

Das Ergebnis dieser Entwicklung ist die Passive-Dose mit Current Monitoring (CM). Zur optischen Abgrenzung gegenüber den anderen ISOBUS-Steckdosen hat die CM-Dose einen grünen Einsatz. 

Aktuelle Entwicklungen

Auch aktuell arbeitet Erich Jaeger gemeinsam mit der AEF aktiv an der weiteren Entwicklung des ISOBUS-Standards mit. In der Pipeline ist zum Beispiel die Entwicklung der Steckdose für Twisted Pair Physical Layer (TPPL) wie in der aktuellen Ausgabe der ISO 11783-2:2019 beschrieben. Dabei handelt es sich bei dieser Steckverbindung um ein kostengünstigeres System zum Einsatz in kleineren Traktoren und Anbaugeräten. TBC_PWR und TBC_RTN werden hier nicht genutzt, eine Differenzierung in Active und Passive entfällt. Das System bietet jedoch eine vollständige Abwärtskompatibilität zu aktuellen ISOBUS-Anbaugeräten. Diese Entwicklung findet sich in der dritten Edition der ISO 11783-2, die im April 2019 veröffentlicht wurde.

Ein nächster Entwicklungsschritt ist außerdem die Realisierung von HSI-Steckverbindern zur Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung. Die High-Speed ISOBUS-Steckdosen orientieren sich am Wunsch von Herstellern und Landwirten nach noch höheren Datenübertragungsraten, wie sie zum Beispiel für die M2M-Kommunikation, für elektronische Support- und Diagnosefunktionen oder Echtzeit-Videosysteme notwendig sind. Dabei werden Datenübertragungsraten von bis zu ein Gbit/s benötigt, die man sonst nur von leistungsfähigen Ethernet-Netzwerken kennt.

Ausblick

Die kontinuierliche Weiterentwicklung von ISOBUS wird landwirtschaftliche Geräte, Komponenten und Abläufe auch zukünftig sicherer, präziser und effizienter machen. Erich Jaeger will diese Entwicklung als weltweiter Marktführer für Steckverbindungen zwischen Zugfahrzeug und Anhänger im Rahmen der AEF weiter begleiten. Denn ISOBUS-konforme Steckverbindungen sind funktionaler Bestandteil der Vernetzung aller Systeme im Fahrzeug. Nur so kann die Digitalisierung im Landmaschinen- und Nutzfahrzeugbereich wirkungsvoll unterstützt und ausgebaut werden. Und nur mit intelligenteren und effizienteren Abläufen ist die moderne Landwirtschaft für die Herausforderungen der Zukunft gerüstet.