Algılayıcıların (sensor) tarımda kullanım olanakları

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi ALGILAYICILARIN (SENSOR) TARIMDA KULLANIM OLANAKLARI M. Türer OZBEYLER Makina Mühendisi Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı Danışman: Prof.Dr. Selçuk ARIN 1996, 78 Sayfa Jüri: ProfDr. Selçuk ARIN (Danışman) Jüri: Doç.Dr. Bahattin AKDEMİR Jüri: Yrd.Doç.Dr. Cihangir SA?LAM Bu çalışma tarımın makineleşmesinden doğan sorunlara yönelik algılayıcı ve elektronik kontrollü makinelerin kullanılmaları konusunda, önemli araştırma çabalarının dünya çapında yayıldığım göstermektedir. Bu sahada büyüyen araştırmaların gelecektede gelişerek devam edeceği olasıdır. Klasik anlamda elektronik kontrol konusuna ilgi, uzun bir süredir tarım aletlerinin geri beslemeli kontrol sistemlerinin uzun geçmişinden kaynaklanır. SonII yıllarda tarım makinelerinin kontrolü ve uzaktan otomatik olarak kumanda edilebilmesi etkinliğine çok çeşitli elektronik algılayıcılar ve mikro işleyiciler ilave edilmiştir. İşletmenlere yardımcı olmak için geliştirilen bu elektronik verimliliğin, tarım makineleri konusunda parlak bir geleceği vardır. Biçerdöver ana bileşenlerinde bilgisayar kontrolü üzerindeki araştırmalar yoluyla, tarım makinelerine giderek daha fazla derecede yapay zeka sokulmaktadır. Biçerdöverlerin otomatik yönlendirilmesi, traktör yönlendirme sistemleri, gelişmeler şu anda ekonomik olmasa bile çok yüksek seviyede teknolojik bir fizibiliteyi gerektirmektedir. Klasik elektronik kontrol uygulamaları, yani yeniden programlanabilir işleticiler, tarımsal çalışmalarının makineleşmesi için biçerdöver, çim biçicileri ve öğütücüler gibi tarım makineleri konusunda yeni mekanizasyon fırsatları getirmektedir. Bazı meyve ve sebzelerin sürekli mekanik hasadım sağlayabilmek amacı ile, üretimden ve kaliteden bir miktar fedakarlık edilerek özel olarak üretilmiş ya da kültür yolu ile değiştirilmiştir. Öyle görünüyor ki algılayıcı kullanan hasat makineleri çeşitli ürün tiplerine yüksek derecede bir uyum sağlayacak ve gelecekteki ürünler için bitkiye zarar vermeden hasat yapabilecektir. Önümüzdeki günlerde benzer tipteki elektronik kontrollü mekanizmaların tarımsal üretim ve yöntemlerindeki çalışmalarda yapılacak çeşitli uygulamalar geleceğin tarım makinelerinin üretim maliyetlerinin kontrolunda pozitif etken olacaktır. Tarımsal uygulamalar için algılayıcıları yönlendirecek bir çeşit yönlendirme sistemine ihtiyaç duyulacağı açıktır. Tarım konusundaki elektronik uygulamalarda algılayıcı mekanizmaları yönetmek için bir çeşit görüntüleme sistemine gereksinim olduğu kuşkusuzdur. Her ne kadar üretim konusunda bazı görüntüleme sistemleri şu an üretiliyorsa bile bu sistemler henüz düşünülen tarımsal uygulamalara uyarlanabilecek teknik seviyede değildirler. Tarımda otomatik kontrolün uygulamalarında da olduğu gibi tarımsal elektronik uygulamaların da yine agılayıcı teknolojisinin geliştirilmesi anahtar bir rol oynayacaktır. Biyolojik materyallerin fiziki özellikleri üzerinde yapılacak temel çalışmalar, istenilenIll kontrol parametrelerinin edinilmesinde elektrik ve optik özelliklerin kullanılması için gerekli olacaktır. Elektroniğin tarımsal çalışanların geliri üzerinde yaratacağı potansiyel etki mutlaka göz önüne alınmalıdır. Ancak bu çalışmaların öznel çalışmalar yerine nesnel çalışmalar olmasına dikkat edilmelidir. Gelecekte dünya pazarları şartlan tarımsal üretimlerin rekabetçi olmasına yol açacaktır. Bu nedenle yapılacak çalışmalar tarımsal emeğin mekanizasyona nasıl uyarlanacağı yönünde yapılmalı ve tarımsal telmolojinin ilerlemesine set çekmemelidir. Her ne kadar çoğu henüz planlama ve fizibilite çalışması safhasında da olsa bu çalışmaları yapanlar, tarımsal elektronik teknolojisi konusunda dünyanın her tarafında yapılan çalışmaların fazlalığından etkilenmişlerdir. Algılayıcıların taran mekanizasyonu tasarımlan üzerindeki gerçek etkisini görebilmek için uygulamacı bilim adamlarının ve ziraat mühendislerin çalışmalarını tamamlamalarım beklememiz gerekmektedir.

rv SUMMARY Postgraduate Thesis USING POSSIBILITY OF SENSORS IN AGRICULTURE M. Türer ÖZBEYLER Istanbul University of Trakya Graduate School of Natural and Applied Science Agricultural Mechanization Department Supervisor: ProfDr. Selçuk ARIN 1996, of pages : 78 Jury: ProfDr. Selçuk ARIN (Supervisor) Jury: Doç.Dr. Bahattin AKDEMİR Jury: Yrd.Doç.Dr. Cihangir SA?LAM This work has demonstrated that there are significant research efforts being expended worldwide aimed at the application of sensors and machine with electronic control to agricultural mechanization problems. Increased research in this general area will be conducted in the future. Interest in machine with electronic control in the classical sense has stemmed from a long history of feedback control systems used in agricultural equipment. In recent years a wide variety of electronic sensors and microprocessors have added to theversatility and effectiveness of monitoring and automatic control in farm machinery. Improving the efficiency of these electronic aids for the operator has a bright future in the farm equipment industry. Higher degrees of intelligence are being built into farm machines by way of research on computer control of combine components. Automatic guidance of combines and tractor guidance systems indicate the high degrees of technical feasibility if not current economic feasibility of these developments. The application of classical electronic control,i.e., re-programmable manipulators, opens new opportunities for mechanizing agricultural operations that had defied application of continuous non-selective machines like combines, mowers and grinders. Some fruit and vegetable crops have been bred or cultured to accommodate continuous mechanical harvest with some sacrifice of yield and quality. It appears that harvesting machines using electronic control would offer a high degree of adaptability to various crops and the ability to harvest without destroying the plant for future production. The potential application of similar types of sensor mechanisms to a wide variety of operations in agricultural production and processing should be a positive factor in controlling the cost of manufacture of future farm machinery. It is apparent that some type of guidance systems will be needed to guide electronic control arms for agricultural applications. It is apparent that many potential sensor applications to agriculture will involve the use of vision systems to guide electronic control mechanisms. Some application of vision systems is being made in manufacturing, although not yet at the technical level needed for proposed agricultural applications. As in the more applications of automatic control to agriculture, the development of sensor technology will be a key input to advancing agricultural electronic control. More basic research information on the physical properties of biological materials will be needed to relate electrical and optical properties to desired control parameters. The potential impacts of electronic controls on the welfare of agricultural workers is an issue that must be addressed, hopefully with objective research and notVI subjective opinion. Future world market conditions will require agriculture to be competitive, thus principal issues may be how we help Labor adapt to new mechanization, not how we halt the trend toward more mechanization. Who prepare this works were pleasantly surprised by the amount of research on agricultural sensors in progress around the world, although much of it is still in the planning and feasibility assessment stage. Much work remains for bench scientists and engineers before we will know the real impact of sensors on farm machinery design.