mini|Frühes ISOBUS Terminal von 2009 ISOBUS wird der weitverbreitete Industriestandard für die Kommunikation zwischen Traktor und Anbaugeräten in der Landwirtschaft genannt. Meist wird die Beschreibung des Bussystems synonym für die Gesamtheit der elektronischen Steuerung von Anbaugeräte verwendet.
Die landtechnische Datenbus-Anwendungen wurden von der Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF) als konform mit der Normenreihe ISO 11783 zertifiziert. Diese Norm definiert erstens die physischen Eigenschaften, wie Steckverbinder und Leitungen, zweitens die Art der Teilnehmer und drittens die Datenformate und Schnittstellen des Netzwerkes. Grundlagen sind die Protokolle SAE J1939 und NMEA-2000 sowie die ältere Norm DIN 9684.
Die gängige Anwendung ist die Steuerung von Sämaschinen, Ballenpressen, Spritzen und anderen Anbaugeräten durch ein Terminal in der Fahrerkabine des Traktors. Mittels des Terminals können gesammelten Daten zur Dokumentation und Planung verwendet und die Anwendungen mit GPS-geführten Lenksystemen kombiniert werden. Die Systeme sollen neben einer Arbeitserleichterung auch dazu beitragen, durch gezieltere und kontrolliertere Anwendungen Kraftstoff, Dünger und Spritzmittel zu sparen.
Etwa 65 % der neuen Traktoren in Europa waren im Jahr 2024 mit ISOBUS-Terminals bzw. vorbereiteter Anschlusstechnik für diesen ausgestattet, bei steigendem Trend.
Verbreitung und Zweck Ausgeklügelte elektronische Steuerungs- und Regelungstechniken werden durch die neueren Konzepte für die Land-, Forst- und Kommunalwirtschaft zunehmend notwendig. Ziele sind Precision Farming und „gläserne Produktion“, die in Europa teilweise auch durch die GAP von den Landwirten gefordert wird.
Um die notwendigen Dosierungen für Dünger und Pflanzenschutzmittel zu bestimmen, soll berücksichtigt werden, welche Bedingungen auf dem jeweiligen Feldstück vorgefunden werden. Beispielsweise soll auf einem stärker verunkrauteten Acker mehr Pflanzenschutzmittel verteilt werden als auf anderen (siehe Precision Farming). Es soll auch aufgezeichnet werden, welche Maßnahmen es bei der Bearbeitung der einzelnen Äcker gegeben hat, sodass nachvollzogen werden kann, unter welchen Bedingungen die Pflanzen gewachsen sind (gläserne Produktion). Diese modernen Formen der Landtechnik setzen voraus, dass Geräte eingesetzt werden, die laufend Daten untereinander austauschen können. ISOBUS ist mittlerweile der weltweit gängige Standard für diesen Austausch und hat seinen Vorläufer LBS abgelöst.
Durch den Einsatz von ISOBUS-fähigen Geräten können Landwirte eine bessere Übersichtlichkeit auf dem Traktor gewinnen. Schon seit längerem sind Traktor-Anbaugeräte im Einsatz, die vom Traktor her über ein Computer-Terminal gesteuert werden. Bisher jedoch gab es für jedes Gerät ein separates Terminal. Mit ISOBUS ist es möglich, Anbaugeräte verschiedener Art (und auch verschiedener Hersteller) über dasselbe Terminal zu steuern.
Mittlerweile können Landwirte am PC auf dem Hof auch georeferenziert festlegen, wie viel Dünger und Pflanzenschutzmittel ausgebracht werden sollen. Diese Applikationskarten oder Dosisvorgaben werden dann auf ein Traktorsteuergerät übertragen und von dort an die Anbaugeräte weitergegeben. Ebenso können Sensoren auf den Anbaugeräten Daten über Bodenbeschaffenheit, Unkrautmengen und anderes ermitteln und diese Daten an das Traktorsteuergerät weitergeben, sodass sie dort georeferenziert zwischengespeichert und auf den Hof-PC oder in die Cloud übertragen werden.
Geschichte
Der Vorläufer: Landwirtschaftliches BUS-System (LBS) Das Landwirtschaftliche BUS-System wurde an der Technische Universität München unter der Leitung von Hermann Auernhammer entwickelt.
Man orientierte sich an dem OSI-Referenzmodell. Es mussten allerdings nur die Schichten 1, 2 und 7 berücksichtigt werden. Schon früh fiel die Entscheidung für den CAN-Bus. Dadurch ist ein großer Teil der Schichten 1 und 2 abgedeckt.
Obwohl das LBS durch das DIN genormt wurde (DIN 9684), konnte es sich nicht durchsetzen. Es gab bei den Herstellern von Landmaschinen lange Zeit eine große Skepsis bei der Frage, ob man sich auf gemeinsame Standards würde einigen können. Gleichzeitig zeichnete es sich auch ab, dass durch die Wahl eines CAN-Busses mit einem 11-Bit Identifier und dem damit im Gegensatz zu einem 29-Bit-Identifier deutlich geringeren Adressraum, hier weniger auf die Teilnehmer als auf die mögliche Anzahl verschiedener PGNs (Parameter Group Number) bezogen, und einer Datenrate von 125 kBit/s ein wenig ausbaufähiges System geschaffen worden war.
Allerdings gab es schon zu der Zeit für Forschungszwecke weit automatisierte Anwendungen, die von der Funktion weiter waren als alles, was bis etwa Mitte 2008 kommerziell verfügbar war.
Entstehung und Organisation des ISOBUS hochkant=2|mini|Orga Trotz dieser Rückschläge blieb das Grundproblem bestehen. Auch war hierfür bei den Landmaschinenherstellern mittlerweile erkannt worden, dass ein Bussystem unumgänglich sein würde. Unter diesen Voraussetzungen kam es zu einem internationalen Zusammenschluss. Viele Grundideen des LBS wurden beibehalten. Allerdings wurde das Konzept leistungsfähiger und ausbaufähiger gestaltet. Aus dem LBS entwickelte sich der ISOBUS. Dieser wird mittlerweile von allen wichtigen Landmaschinenherstellern, sowohl den Herstellern von Traktoren als auch den Herstellern von Anbaugeräten, unterstützt. Die Norm wird von der AEM (NAIITF) in Nordamerika und von dem VDMA in Deutschland betreut. Eine Taskforce für Südamerika wird angestrebt.
WG steht für die einzelnen (dt. Arbeitsgruppen) die einzelne Aspekte der Norm ausarbeiten und neue Abschnitte erarbeiten. Es finden von beiden Verbänden regelmäßig Treffen statt. Über das Steering Committee findet auch ein Austausch zwischen den beiden Gruppen statt. Mittlerweile ist die Entwicklung eindeutig von den Hochschulen in die Industrie übergegangen. Im Rahmen des Sterbens der agrartechnischen Hochschulen wird dieses Thema nur noch von sehr wenigen Universitäten und Fachhochschulen behandelt oder aktiv weiterentwickelt.
Zeitleiste 1970 Erster Einsatz von elektronischen Anzeigen in Traktoren 1975 Erste elektronische Regelungen in Traktoren 1991 Start der Standardisierung des LBS in Deutschland DIN9684 1991 Start der Standardisierung in den USA und Kanada ISO11783 1994 Erste geobasierende Funktionalitäten 1996 Demonstration der Interoperabilität von LBS-Geräten 2001 Entscheidung, den LBS in den ISOBUS zu überführen 2001 Gründung der IGI 2002 Gründung NAIITF 2004 Gründung FTI in Brasilien 2008 Gründung AEF als Ablösung für IGI, NAIITF, FTI
Agricultural Industry Electronics Foundation Die Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF) ist ein Zusammenschluss von Unternehmen, die sich im Bereich Elektrik und Elektronik in der Landwirtschaft engagieren. Einer der Arbeitsschwerpunkte liegt in der Weiterentwicklung des ISOBUS. Neben Administrativen Aufgaben zur Koordination und Abstimmung mit den Normungsgruppen existieren auch zahlreiche Arbeitsgruppen, die sich z. B. um High Speed ISOBUS, Wireless Infield Communication, Kompatibilitätstests, TIM und Schnittstellen zu FMIS kümmern. Hierbei sind die Arbeitsgruppen herstellerübergreifend international besetzt. Ziel ist es, abgeschlossene Projekte in die Norm zu überführen. Ein weiteres Tätigkeitsfeld ist, durch Marketing-Aktivitäten die Verbreitung des ISOBUS zu fördern.
Die AEF veröffentlicht in der AEF-ISOBUS-DATABASE die Kompatibilität der getesteten Geräte.
ISOBUS-Hardware Bei einem voll ausgebauten ISOBUS-System kommen eine Reihe von Geräten zum Einsatz, die alle wie kleine Computer funktionieren. Teilweise werden Geräte wie das Virtual Terminal, Task Controller und Fileserver in einem Gerät und sogar auf einer CPU zusammengefasst. Auch ist es nicht ungewöhnlich, dass mehrere logische Anbaugerätesteuerungen auf einer CPU zusammengefasst werden, wie z. B. bei einer Feldspritze, bei der jede Teilbreite eine eigene logische ECU hat.
ISOBUS Stecker mini|ISOBUS Breakaway Plug (IBBP) Anbaugeräteseitig
Mit der Einführung einigte man sich auf einen einheitlichen Stecker für den Anschluss von Anbaugeräten. Dieser stellt nicht nur die Datenleitungen zur Verfügung, sondern auch Anschlüsse über die elektrische Leistung entnommen werden kann. Zusätzlich ist vorgesehen, dass eine Schaltung enthalten ist, die, wenn notwendig, den CANBUS aktiv terminiert. Dies ist notwendig, da der BUS ja sowohl mit als auch ohne Gerät, bzw. im Extremfall auch mit mehreren Anbaugeräten betrieben werden kann. Der Stecker ist für den landwirtschaftlichen Einsatz ausgelegt und verfügt über eine Funktionalität, die ein in der Regel schadenfreies Abreißen ermöglicht, falls z. B. beim Abbau des Anbaugerätes vergessen worden ist, den Stecker zu trennen. Teilweise haben einige Landmaschinenhersteller den Stecker auch für nicht ISOBUS Anwendungen genutzt. Ferner sind für Anwendungen in der Kabine noch andere Steckverbindungen vorgesehen. Eine große Rolle spielt hier die Baureihe DT von der Firma Deutsch. Neben dem InCab Connector (9-poliger Tyco-CPC-Stecker) zum Anschluss von Terminals und AUX-Hardware findet teilweise noch ein Diagnosestecker Verwendung.
Gerätestecker z. B. Deutsch HD34-24-91PE und HDB36-24-91SE
Zur Erweiterung zum Anbaugerät. Ohne Anbaugerät endet der ISOBUS im IBBC (ISOBUS BUS Breakaway Connector) und wird dort terminiert. Da eine Geräte ECU in der Regel mehr als 1 m vom IBBC entfernt ist, muss der BUS dorthin verlängert werden. Damit muss aber auch die Terminierung bei der Arbeitsgeräte-ECU erfolgen. Um den Terminator im IBBC zu deaktivieren, ist im Gerätestecker Pin 4 mit 5 gebrückt. Sobald das Arbeitsgerät eingesteckt ist, wird so ein Schaltelement im IBBC aktiviert und trennt den Terminator. In der Regel werden alle Anschlüsse benutzt.
Pin 1 GND Masse Pin 2 ECU_GND Masse Pin 3 PWR Pin 4 ECU_PWR Pin 5 TBC_DIS Pin 6 TBC_PWR Pin 7 TBC_GND Pin 8 CAN_H Pin 9 CAN_L
Bei selbstfahrenden Maschinen wird oft auf diese Verbindung verzichtet, da ein Wechsel des Arbeitsgerätes nicht notwendig ist. Teilweise wird statt eines vollen IBBC nur eine einfache und günstigere Steckverbindung ohne interne Schaltung verbaut. Dann ist ein Wechsel des Arbeitsgerätes möglich, jedoch der BUS unvollständig wenn kein Arbeitsgerät angebaut ist.
In der Regel speist der an der Rückseite des Traktors angebrachte IBBC die Signale TBC_PWR und TBC_GND aus ECU_PWR und ECU_GND. Da dies immer nur einmal möglich ist, wird in einer eventuell verbauten Frontsteckdose ein IBBC verwendet der die TBC-Schaltung nicht selbst versorgt.
BUS Erweiterungsstecker z. B. Deutsch DT04-04PE und Deutsch DT06-04SE
in der Regel ist dieser Stecker zumindest an der Rückseite des IBBC (IBRC ISOBUS – Breakaway Rear Connector) zu finden. Alle Anschlüsse müssen verwendet werden. Pin 1 TBC_PWR
Pin 2 CAN_H Pin 3 TBC_GND Pin 4 CAN_L
Diagnosestecker z. B. Deutsch HD10-9-1939PE (traktorseitig) und HD16-9-1939SE (zum Diagnosetool)
Für die reine ISOBUS Diagnose reichen die Anschlüsse H und J aus. Einige Maschinen verwenden auch weitere Pins, z. B. Stromversorgung über A und B. Pin A nicht belegt Pin B nicht belegt Pin C CAN2_H_Traktorbus Pin D CAN2_L_Traktorbus Pin E nicht belegt Pin F nicht belegt Pin G nicht belegt Pin H CAN1_H_ISOBUS Pin J CAN1_L_ISOBUS
Terminatorstecker Dieser Stecker wird zum Anschluss von Terminatoren außerhalb von Steuergeräten verwendet. Je nach Aufbau des ISOBUS werden Pin A und C nicht verwendet, wenn doch, dann meist wenn kein IBBC angeschlossen ist. In dem Fall wird an einem Terminator die ECU Versorgung für die Speisung des TBC genutzt.
z. B. 6 poliger MetriPak 150 Stecker Pin A ECU_PWR Pin B TBC_PWR Pin C ECU_GND Pin D TBC_RTN Pin E CAN_H Pin F CAN_L
inCab-Stecker Hier werden Terminals und Eingabegeräte angeschlossen. Bei der Belegung gibt es verschiedene Varianten. mini|inCab als einfacher Seitenzweig