Açık kaynak donanım ve yazılım ile hidroponik bitki yetiştirme ortamı prototipi ve çevre koşulları kontrol sistemi geliştirilmesi

Abstract

Hızla artan nüfus ve kentleşme ile tarımsal arazilerinin küçülmesi, artan çevre sorunları ve kirlilik tarımsal üretim için tehdit oluşturmaktadır. Tüm bu sorunların yanında geri dönülemez noktaya gelinen küresel ısınma sonucu değişen çevresel koşullar, buna bağlı iklim değişikliği nedeniyle mevcut tarımsal üretim alanlarının gelecekte bölgesel olarak değişiklikler gösterecek olması insanların beslenme ihtiyaçlarının yeterince karşılanamamasına neden olabilir. Bu nedenle yeterli miktarda tarımsal üretimin yapılabilmesi, gıda güvenliği için önem arz etmektedir. Gelecekte ortaya çıkacak küresel ısınma, çevre kirliliği, tarım arazilerinin azalması, gıda güvenliği gibi tehditlerin tarımsal üretime etkisinin en aza indirilmesi için tam kontrollü kapalı ortamlarda üretim yapılabilir. Bu tür kapalı ortamlarda bitkisel üretim yapılması aydınlatma, sulama ve bitki besleme gibi kültürel işlemlerin yüksek derecede kontrol edilmesini ve izlenmesini gerektirmektedir. Gelişen teknoloji, iç mekânda tarımsal üretim için (Indoor Agriculture) bazı yeni imkânlar sunmaktadır. Bu çalışmada, dış ortam iklim koşullarından bağımsız olarak kapalı ortamda hidroponik kültür ile bitkisel üretim yapılabilmesine olanak sağlayacak bir prototip geliştirilmiştir. Bu prototipin geliştirilmesinde açık kaynak donanım ve yazılım araçları kullanılmıştır. Algılayıcılarla ölçülen sıcaklık, oransal nem ve ışık değerleri, geliştirilen yapay zekâ bilgisayar yazılımı ile analiz edilerek, aydınlatma, sulama, bitki besleme, ortam hava kalitesi gibi çevresel koşullar bitki istekleri doğrultusunda kontrol edilebilmiştir.

Rapidly increasing population and urbanization, the contraction of agricultural lands, increasing environmental problems and pollution pose a threat to agricultural production. In addition to all these problems, the global changes in the global environment as a result of irreversible environmental conditions, the changes in the existing agricultural production areas due to climate change in the future may cause the nutritional needs of the people to be adequately met. Therefore, sufficient agricultural production is important for food safety. In order to minimize the effects of global warming, environmental pollution, and loss of agricultural land and food security on agricultural production in the future, production can be done in fully controlled closed environments. Plant production in such closed environments requires a high degree of control and monitoring of cultural processes such as lighting, irrigation and plant nutrition. Developing technology offers some new possibilities for indoor production (Indoor Agriculture). In this study, a prototype has been developed to enable the production of crops with hydroponic culture indoors, regardless of the outdoor climate conditions. Open source hardware and software tools were used in the development of this prototype. Temperature, relative humidity and light values, artificial intelligence software developed by the sensors can be analyzed and environmental conditions such as lighting, irrigation, plant feeding and ambient air quality can be controlled according to plant requirements.