Die Isobus-Datentechnik standardisiert im Wesentlichen die Kommunikation zwischen Traktoren und Anbaugeräten, aber auch den Datentransfer zwischen diesen Maschinen und der landwirtschaftlichen Software im Büro.

Die Isobus-Datentechnik standardisiert im Wesentlichen die Kommunikation zwischen Traktoren und Anbaugeräten, aber auch den Datentransfer zwischen diesen Maschinen und der landwirtschaftlichen Software im Büro.Fotolia

Traktoren sind heute nicht mehr nur einfache Zugmaschinen, sondern High-Tech-Schaltzentralen, von denen aus der Landwirt per Knopfdruck die komplette Bewirtschaftung seiner Anbauflächen steuert. Bei modernen Pflügen kann der Landwirt zum Beispiel direkt über einen Touchscreen im Führerhaus die Pflugtiefe verstellen. Die verbesserte Pflugtiefe spart wiederum Kraftstoff und verringert den Verschleiß. Auch die Menge der ausgebrachten Dünger- und Pflanzenschutzmittel lässt sich optimieren. Steuerungen sind in der Lage über GPS positionsgenau die richtige Menge zu dosieren – sogenanntes Precision Farming.

Die wichtigsten Neuerungen der Landtechnik entstehen heute in der Elektronik. Jedoch verhinderte bislang die unzureichende Kompatibilität der Systeme verschiedener Hersteller einen wirklich nutzbringenden Einsatz elektronisch gesteuerter Geräte. Erst die Anwendung von herstellerübergreifenden Standards konnte diesen Systemen zum Durchbruch verhelfen. Der Isobus ist dieser Standard.

Die Isobus-Datentechnik standardisiert im Wesentlichen die Kommunikation zwischen Traktoren und Anbaugeräten, aber auch den Datentransfer zwischen diesen Maschinen und der landwirtschaftlichen Software im Büro. Des Weiteren wurden auch die physikalischen Verbindungen der Systeme, also Stecker und Kabel, standardisiert. Dieser Standard, den nahezu alle Hersteller von Traktoren und Anbaugeräten weltweit unterstützen, sorgt heute für die Kompatibilität der Systeme. Somit ist es nun zum Beispiel möglich den Isobus-Pflug eines Herstellers an einem Traktor mit Isobus-Steckdose eines anderen Herstellers zu betreiben. Während bisher viele verschiedene elektrische und hydraulische Verbindungen zwischen Schlepper und Gerät hergestellt werden mussten, ist es nun nur noch notwendig, das Isobus-Kabel sowie zwei Hydraulikleitungen für Vor- und Rücklauf zu koppeln.

Ein Standard für die Landtechnik

Die Organisation Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF) verwaltet und entwickelt den Isobus weiter. Die Firmen Agco, Claas, CNH, Grimme, John Deere, Kverneland Group und Pöttinger haben die Non-Profit-Organisation ins Leben gerufen. Die Organisation hat einige Arbeitsgruppen gegründet,  die sich um die Weiterentwicklung des Standards kümmern. Eine weitere Aufgabe der AEF ist es, die Konformität der Isobus-Produkte zum Standard sicherzustellen. Für den Isobus wurde auch eine internationale Norm, die ISO 11783, veröffentlicht.

Ein Isobus-System besteht mindestens aus den Komponenten Isobus-Terminal, Traktor-Job-Rechner und Implement-Job-Rechner.

Ein Isobus-System besteht mindestens aus den Komponenten Isobus-Terminal, Traktor-Job-Rechner und Implement-Job-Rechner.Lapp

Ein Isobus-System besteht mindestens aus den Komponenten Isobus-Terminal, Traktor-Job-Rechner und Implement-Job-Rechner. Das Isobus-Terminal ist die Schnittstelle, über die der Benutzer die Funktionen der Anbaugeräte steuert. Der Implement-Job-Rechner befindet sich im Anbaugerät und steuert die dortigen Funktionen eigenständig. Die Befehle dafür erhält er vom Isobus-Terminal.

Physikalisch basiert der Isobus auf dem CAN-Bus, der heute in landwirtschaftlichen Fahrzeugen weit verbreitet ist. Die Datenübertragung findet beim Isobus deshalb auch auf zwei verdrillten Leitungen statt – CAN High und CAN Low. Die Busleitungen sind beim Isobus nicht geschirmt, was Installationsaufwand und Kosten verringert. Dennoch ist der Isobus ausreichend robust gegenüber Störungen und ermöglicht Datenübertragungsraten von 250 kBit/s bei einer maximalen Leitungslänge von 40 m.

Der Isobus muss terminiert werden, um Reflexionen zu vermeiden. Das heißt, am Ende der Busleitung muss ein Abschlusswiderstand angeschlossen werden.  Der Widerstand kann den Bus jedoch nicht einfach fix abschließen, da der Bus beim Abkuppeln des Anhängers an der Steckdose des Traktors sonst offen wäre. Eine automatische Abschlussschaltung, TBC (Termination Bias Circuit), die sich üblicherweise in der Isobus-Steckdose des Traktors befindet, übernimmt diese Aufgabe. Zwei zusätzliche Leitungen im Isobus-Kabel, TBC PWR und TBC RTN, versorgen diese Schaltung.

Physikalisch basiert der Isobus auf dem CAN-Bus, der heute in landwirtschaftlichen Fahrzeugen weit verbreitet ist.

Physikalisch basiert der Isobus auf dem CAN-Bus, der heute in landwirtschaftlichen Fahrzeugen weit verbreitet ist.Lapp

Vier Stecker für den Traktor

In der ISO 11783-2 sind für die einzelnen Anwendungsfelder des Isobus-Systems vier verschiedene Steckverbindungen und dazu passende Kabel spezifiziert. Der Bus Extension Connector kommt als Steckverbindung im Fahrzeug zum Einsatz. Damit lässt sich der Isobus um zusätzliche Steuergeräte erweitern. Zum Einsatz kommt dafür ein vierpoliger Stecker, der CAN High, CAN Low, die Stromversorgung für die Steuergeräte (ECU PWR) und die Masse für die Terminierung (TBC RTN) überträgt. Der In Cab Connector ist, wie der Bus Extension Connector, zum Anschließen von Steuergeräten gedacht. Er ermöglicht jedoch aufgrund der integrierten TBC-Schaltung ein An- und Abkoppeln von Steuergeräten während der Bus in Betrieb ist. Für den Anschluss eines Diagnosegeräts kommt ein neunpoliger Rundsteckverbinder zur Anwendung, der sogenannte Diagnostic Connector. Hierüber lässt sich das Isobus-System im Servicefall diagnostizieren.

Der Implement BUS Breakaway Connector ist der Steckverbinder, den der Anwender von Isobus-fähigen mobilen Arbeitsgeräten am häufigsten in die Hand nimmt. Über diese Steckverbindung wird das Anbaugerät mit dem Traktor verbunden. Die Steckdose soll sich am Heck des Zugfahrzeugs befinden. Optional kann eine zusätzliche Steckdose an der Front des Traktors angebracht sein. Die Steckverbindung besteht aus einer neunpoligen Steckdose am Zugfahrzeug und passendem Gegenstecker am Anhänger. Neben den Daten wird auch die Stromversorgung für die Steuergeräte (ECU PWR) und die Aktorik im Anbaugerät übertragen.

Für das zugehörige Kabel beschreibt die Norm die elektrischen Anforderungen an die Isobus-Leitungen. Die beiden CAN-Bus-Leitungen für die Isobuskommunikation sollen gemeinsam mit den beiden TBC-Leitungen verdrillt werden und einen Querschnitt von 0,5 bis 1 mm² aufweisen. Des Weiteren sind kapazitive Grenzwerte einzuhalten. Für die Aktorik-Versorgungsleitungen (Power) ist der Querschnittsbereich von 5 bis 8 mm² für Ströme bis zu 60 A vorgesehen. Zwei weitere Leitungen mit 2 bis 3 mm² (ECU PWR) und 25 A versorgen die Steuergeräte.

Robuste Leitungen für den Acker

Leitungen an landwirtschaftlichen Geräten sind extremen Bedingungen ausgesetzt, wie hohen Temperaturbelastungen oder Überfahren und Schleifen der Leitung am Boden. Außerdem werden die Kabel über Jahre hinweg einer hohen UV-Belastung durch Sonneneinstrahlung ausgesetzt, was zum Beispiel bei normalen PVC-Leitungen zu einer schnellen Alterung des Kabelmantels führt. Dieser wird spröde und bricht. Deswegen ist der Einsatz von robusten Leitungen notwendig, die für diese Umweltbedingungen geeignet sind, um für eine hohe Verfügbarkeit der Arbeitsgeräte zu sorgen.

Die Stuttgarter Lapp Gruppe hat Leitungen entwickelt, die konform zur ISO 11783-2 und sich gleichzeitig für die Umweltbedingungen in landwirtschaftlichen Maschinen eignen. Die Unitronic-Isobus-Leitungen für die Anwendung zwischen Traktor und Anhänger sind so aufgebaut, dass sie mit Zug- und Torsionsbelastungen gut zurechtkommen. Für hohe Beständigkeit gegen Sonneneinstrahlung sowie mechanische Robustheit lassen sich die Leitungen mit einem Kabelmantel aus schwarzem PUR (Polyurethan) ausstatten. PUR besitzt zudem eine gute Resistenz gegen Kraftstoffe und Öle. Die Leitungen sind ausgelegt für einen Temperaturbereich von -40 bis 85 °C.