Isıl yabancı ot kontrolü için değişken oranlı bir alev makinesi prototipinin geliştirilmesi


Creative Commons License

Kurtulmuş F., Arslan S. (Yürütücü), Güneş M.

TÜBİTAK Projesi, 2017 - 2021

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Ocak 2017
  • Bitiş Tarihi: Ocak 2021

Proje Özeti

Bu araştırmann amacı, yabancı ot mücadelesi için kullanılabilecek oransal kontrollü bir alev makinesi prototipinin geliştirilmesidir. Makinenin 4 sıralı olması ve sıra aralarında bulunan yabancı otlara alevleme yapabilecek özellikte olması amaçlanmıştır. Bu amaçla önce mekanik ve gaz yakma alt-sisteminden oluşan sabit basınçlı bir alev makinesi prototipi geliştirilmiştir. Sabit basınçlı alev makinesinin tarla denemeleri boş bir parselde iki yıl, bir ayçiçeği tarlasındaki sıra aralarında ise bir yıl denenmiştir. Sabit basınçlı uygulamalarda 2.5 bar (0.25 MPa) gaz basıncı kullanılmış ve 5 farkı gaz dozunda farklı yabancı otların doz-cevap davranışı log-lojistik istatistik modeller kullanılarak belirlenmiştir.

Tarlada yabancı ot yoğunluğunun görüntü işleme ile belirlenmesi için yapay aydınlatmalı bir görüntü işleme sistemi geliştirilmiştir. Görüntü işleme, tek üniteli imal edilen deneysel bir çatı üzerinde geliştirilmiş, yine tek üniteli bir alev makinesi ile entegre edilmiştir. Gaz basıncının oransal olarak kontrol edilmesi için traktör aküsünden gerekli enerji dönüştürmeleri yapılmış, aydınlatma sistemi, mikroişlemci, voltaj dönüştürücüler ve oransal valf traktör aküsüyle beslenmiştir. Oransal vana, görüntülenen yabancı ot yoğunluğuna bağlı olarak, kullanılan gaz memesinin verimli çalışma aralığı olarak belirlenen 1.5-2.5 bar basınç aralığında, istenildiği gibi kontrol edilebilmiştir. Traktörün önünde bulunan görüntü alma sistemi  ile üç nokta askı sistemine yarı asılır tipte bağlanan alevleme ünitesi arasındaki fiziksel mesafenin sinyal işleme ve zaman gecikmesi sorunları yaratmaması için gerekli programlama ve veri işleme rutinleri başarılı bir şekilde çalıştırılmıştır. 

Görüntü işlemeye dayalı olarak geliştirilen oransal kontrol sisteminin traktör hızına bağlı olarak kullanıcı dostu bir arayüz üzerinden ayarlanabilir olması proje çıktısının güçlü yanını oluşturmaktadır. Ancak, ortak bir gaz tankına bağlı çoklu vana sisteminde farkı vanaların açılıp kapanmasının neden olduğu basınç dalgalanmaları tek gaz depolu ve çok alev başlıklı bir makine üzerinde uygulanabilir bulunmamıştır. Bu nedenle, her bir alevleme ünitesinin ayrı bir ünite tasarlanması, değilse çok maliyetli çözümler aranması gerektiği sonucuna varılmıştır.