Search

Weed control is vital in agricultural production. Chemical control methods are generally preferred in weed control as they (1) affect quickly and (2) reduce the labour requirement. However, in conventional applications chemicals are generally applied to whole field surface. Therefore, non-targeted areas are also sprayed. This increases 1) amount of herbicide used and (2) risk of off-target chemical movement. In this study, a patch spraying system was developed to automatically detect and spray herbicides on weeds in the corn field based on weed density. In order to determine the weed regions, a digital camera was fitted in front of the tractor. The images taken using the camera were then simultaneously processed using an algorithm written in MatlabTM software. The results of the field study showed that at 4, 6 and 8 km h-1 forward speeds, application volumes decrease by 30.21%, 28.82% and 32.28%, respectively, when it is compared to the conventional application methods. It was also determined that the application accuracy rates were 80%, 81.66% and 75% respectively for 4, 6 and 8 km h-1 speeds.

Türkiye’dehassas tarım araştırmaları önem kazanmaktadır ancak değişken oranlı uygulamahalen emekleme aşamasındadır. Bu araştırmanın amacı, öncelikle yeşil nesnelerinalgılanabilmesi için bir makine görme sistemi geliştirilmesi, sonra uygulanan püskürmemiktarının azaltılması için nokta püskürtme sistemi geliştirilmesidir. Üç selenoidkullanılarak toplam yedi meme kontrol edilmiştir. Farklı aralıklarla düz birzemine yerleştirilen yeşil nesnelerin belirlenmesi için traktörün önüne birkamera yerleştirilmiştir. Püskürtme sırasında doğru uygulama yapabilmekamacıyla basınç kontrollü tarla pülverizatörünün hız kontrollü pülverizatöredönüştürülmesi için bir kontrolör adapte edilmiştir. Deneyler 4, 5 ve 6 kmh-1ilerleme hızlarında yapılmıştır. Kameradan elde edilen görüntüler, her bir selenoidiçin bir bölge olmak üzere, üç bölgeye ayrılmış ve hangi bölgenin/bölgelerinaynı anda püskürtmelerine karar vermek için Matlab yazılımı ile analizedilmiştir. Püskürtme memelerinin kontrolü PLC kullanılarak yapılmıştır. Kameraile memeler arasındaki mesafe ve hız algılayıcısı verileri kullanılarak zamangecikmesi belirlenmiştir. Zaman gecikmesi 4, 5 ve 6 km h-1 hızlardasırasıyla 3808, 3006 ve 2527 ms olarak bulunmuştur. 1.5 m aralıklı nesnelerüzerinde yapılan uygulamada püskürtme nesneden 30 cm önce başlayıp 30 cm sonrabitirilmiştir. Değişken oranlı uygulama ile yabancı otları temsil eden yeşilnesnelerin üzerine püskürme işlemi başarılı bir şekilde yapılmış, yeşil nesnebulunmayan bölgeler püskürtme yapılmadan geçilebilmiştir. Laboratuvar ve atölyeçalışmaları sonucunda, görüntü işleme ve selenoid kontrol sistemleri başarılıbir şekilde çalıştırılmıştır.&nbsp

Tarımsal üretimde yabancı ot mücadelesi, teknik, ekonomik ve çevresel açıdan önemli bir konudur. Yabancı ot mücadelesinde, kısa sürede etki göstermesi ve insan işgücünü azaltması gibi nedenlerden dolayı günümüzde en fazla kimyasal mücadele yöntemi kullanılmaktadır. Kimyasalların geleneksel yöntemlerle tüm araziye tekdüze bir şekilde uygulanması ile hedef olmayan alanlar ilaçlanmakta ve böylece ilaç kullanım miktarı artmaktadır. Ülkemizde üretilen ilaçlama makinelerinde arazi görüntüleri kullanılarak değişken düzeyli ilaçlama uygulaması gerçekleştiren sistemler bulunmamaktadır. Bu çalışmada, ülkemizde yaygın tarımı yapılan mısır bitkisinde, yabancı otların bulunduğu bölgeler görüntü işleme teknikleri ile gerçek zamanlı olarak belirlenerek bu bölgelere yabancı otların sayısına bağlı olarak bir kontrol sistemi aracılığı ile püskürtme uygulaması gerçekleştirilmiştir. Arazi üzerinde yabancı otların bulunduğu bölgelerin belirlenmesi için traktör ön kısmına yerleştirilen bir kameradan alınan görüntüler Matlab programına aktarılmış ve bir algoritma ile görüntüdeki bazı öznitelikler ön plana çıkarılmıştır. Görüntü üzerinde yabancı otların bulunması durumunda OPC (Endüstriyel otomasyon için birlikte çalışabilirlik standardı) sunucu yazılımı kullanılarak Matlab-PLC arasında veri alışverişi sağlanmıştır. Sistemin etkinliğini belirlemek amacıyla ilk olarak ön testler gerçekleştirilmiştir. Bu testler süresince beton zemin üzerine farklı aralıklarla yerleştirilen yeşil nesnelerin bulunduğu bölgelere püskürtme uygulamaları gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise arazi testleri gerçekleştirilmiş ve testler sonucunda kamera kullanılarak gerçekleştirilen değişken düzeyli uygulama yönteminde, klasik uygulama yöntemine göre uygulama hacimlerinde; 4, 6 ve 8 km/h traktör ilerleme hızlarında sırasıyla %30.21, %28.82 ve %32.28 azalma olduğu belirlenmiştir. Ayrıca basınç regülatörü yerine debi kontrol sisteminin etkinliği incelenmiş ve bu sistemin değişken traktör hızlarında 100 L/ha hedeflenen normu %8.94 sapma ile kontrol altında tuttuğu görülmüştür. Weed control is a major subject in agricultural production in terms of technical, economic and environmental aspects. In weed control, chemical control methods are commonly used today because of having effect in a short time and reducing the human labor. With the application of chemicals in a uniform manner to all surfaces with traditional methods, non-target areas are being sprayed and thus the amount of herbicide use is increased. In the spraying machines that are produced in our country, there are no systems that apply variable rate spraying by using land images. In this study, the regions where weeds were found in the cornfields, that are widespread in our country, were determined in real time by image processing techniques and spraying was applied to these regions via a control system depending on the weed population. In order to determine the regions with weeds on the land, the images taken by a camera placed in front of the tractor were transferred to Matlab software and some features in the image were foregrounded by an algorithm. If there are weeds on the image, data exchange is provided between Matlab and PLC using OPC (OLE for Process Control) server software. Preliminary tests were conducted to determine the effectiveness of the system. During these tests, spraying was applied to the regions where the green objects were placed on the concrete floor at different intervals. In the second stage, the field tests were carried out and as a result, it was found that in the variable rate application method performed by using the camera, at 4, 6 and 8 km/h tractor speeds, application volumes were decreased by 30.21%, 28.82% and 32.28% respectively when compared to the classical application methods. In addition, the effectiveness of a flow-based control system which is used instead of a pressure regulator was examined and it was found that this system controlled the targeted norm of 100 L/ha with a deviation of 8.94% at a variable tractor speed. 119

Otomasyon sistemlerinin gerçek zamanlı kontrolü, proseslerin anlık olarak takip edilmesi ve gerekli müdahalelerin yapılabilmesi açısından oldukça önemli bir konudur. Saha üzerinde en alt denetim organı olan PLC (Programlanabilir Mantıksal Denetleyici) ve DCS (Dağıtılmış Kontrol Sistemi) gibi kontrolörlerin, modern kontrol yöntemlerine paralel olarak gelişen karmaşık sistem görevlerini sürdürebilmeleri mümkün değildir. Bu görevlerin yerine getirilebilmesi için bilgisayarlardaki çeşitli programlarla kontrolörlerin gerçek zamanlı olarak haberleşmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, mısır bitkisi arazisine ait fotoğraflar bir bant sistemi üzerine belirli aralıklarla yerleştirilmiştir. Fotoğrafların üzerine yerleştirilen bir video kamera ile görüntüler MATLAB programına aktarılmış ve bir algoritma ile görüntüdeki bazı öznitelikler ön plana çıkarılmıştır. Algoritma çıktılarına bağlı olarak OPC (OLE for process controlEndüstriyel otomasyon için birlikte çalışabilirlik standardı) sunucu yazılımı kullanılarak MATLAB-PLC arasında veri alışverişi sağlanmıştır. Algoritmanın genel amacı değişken düzeyli ilaçlama sistemini simüle etmek için, fotoğraflar üzerindeki yeşil bitkilerin bulunduğu alanları belirlemek ve OPC aracılığı ile PLC’ye veri göndermektir. Böylece PLC çıkış birimi üzerinden fotoğraflar üzerindeki bölgelere istenilen uygulama gerçekleştirilebilmektedir. Real-time control of automation systems are a very important issue with regards to monitoring of the processes instantly and making the necessary interventions. Controllers such as PLC (Programmable Logic Controller) and DCS (Distributed Control System) which are the lowest inspection bodies on the field are not possible to pursue complex system tasks that develop in parallel with modern control methods. In order to perform these tasks, the controllers must communicate with the various programs on the computers in real time. In this study, photographs of a corn field were placed on a band system at regular intervals. Images with a video camera placed on the plant photos were transferred to the MATLAB program and some the attributes with an algorithm in the image were foregrounded. Depending on the algorithm output, OPC (OLE for Process Control) is provided data exchange between MATLAB and PLC by using server software. The general purpose of the algorithm, to simulate the variablelevel spraying system determine the areas of green plants on the photographs and send data to the PLC through OPC. Thus, the desired application can be carried to areas on the PLC output unit through photos.

Otomasyon sistemlerinin gerçek zamanlı kontrolü, proseslerin anlık olarak takip edilmesi ve gerekli müdahalelerin yapılabilmesi açısından oldukça önemli bir konudur. Saha üzerinde en alt denetim organı olan PLC (Programlanabilir Mantıksal Denetleyici) ve DCS (Dağıtılmış Kontrol Sistemi) gibi kontrolörlerin, modern kontrol yöntemlerine paralel olarak gelişen karmaşık sistem görevlerini sürdürebilmeleri mümkün değildir. Bu görevlerin yerine getirilebilmesi için bilgisayarlardaki çeşitli programlarla kontrolörlerin gerçek zamanlı olarak haberleşmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, yeşil bitkilerin bulunduğu fotoğraflar bir bant sistemi üzerine belirli aralıklarla yerleştirilmiştir. Bitki fotoğraflarının üzerine yerleştirilen bir video kamera ile görüntüler MATLAB programına aktarılmış ve bir algoritma ile görüntüdeki bazı öznitelikler ön plana çıkarılmıştır. Algoritma çıktılarına bağlı olarak OPC (Endüstriyel Otomasyon için birlikte çalışabilirlik standardı) sunucu yazılımı kullanılarak MATLAB - PLC arasında veri alışverişi sağlanmıştır. Algoritmanın genel amacı değişken düzeyli ilaçlama sistemini simüle etmek için, fotoğraflar üzerindeki yeşil bitkilerin bulunduğu alanları belirlemek ve OPC aracılığı ile PLC’ye veri göndermektir. Böylece PLC çıkış birimi üzerinden fotoğraflar üzerindeki bölgelere istenilen uygulama gerçekleştirilebilmektedir.

Tarla koşullarında engebelerin traktörde yarattığı yatay ve düşey salınımlar tarım makinelerinin hızını yavaşlattığı gibi ilaçlama makinelerinin bum sisteminin yer düzlemine göre paralelliğini bozmakta, ilaç dağılım düzgünlüğünü olumsuz yönde etkilemektedir. Araştırıcılar, bu etkiyi minimize etmek için pasif ve aktif dengeleme sistemleri geliştirmişlerdir, ancak ülkemizde tarla tarımında kullanılan ilaçlama makinelerinin çok büyük kısmında bum dengeleme sistemi yoktur. Bazı imalatçılar aktif dengeleme sistemlerini geliştirme ve uygulamaya aktarma çalışmaları içindedir. Bu araştırmanın amacı, bir tarla pülverizatörü bumunun paralellik ayarını otomatik olarak sağlayacak elektro-hidrolik kontrollü bir ayar düzeninin geliştirilmesi ve modellenmesine yönelik bir mekatronik sistem geliştirmektir.İlk olarak sistem davranışı hakkında ön bilgiler edinmek amacıyla PIC C ve Ladder programlama dillerinde yazılan kontrol programlarının bilgisayar üzerinde simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Daha sonra ahşap malzemelerle bir çatı oluşturulmuş ve çatının her iki tarafına düşey yönde hareket edebilen kanatlar monte edilmiştir. Kanatların üzerine ultrasonik sensörler yerleştirilerek, sensör verileri PLC cihazına yüklenen kontrol programı ile yorumlanmıştır. PLC çıkışlarına bağlanan elektro-hidrolik valfler ile hidrolik silindirler otomatik olarak tahrik edilerek kanatların paralellik ayarı yapılmıştır. Laboratuar denemelerinde ultrasonik mesafe sensörlerinin kalibrasyonu yüksek bir korelasyon katsayısı ile (R2=0.999) sağlanmıştır. Vertical and horizontal vibrations caused by field topography causes tractors to move slowly and result in poor stability in terms of boom control and hence reduce accuracy in pesticide spray distribution. Researchers developed passive and active boom control systems to reduce this effect, but the great majority of field sprayers in Turkey are not equipped with such control mechanisms. Some manufacturers are into developing active boom control systems. The objective of this study is to develop a mechatronic system that achieves boom control automatically by incorporating electrohydraulic control system.Firstly, in order to get prior knowledge about the system behavior, the simulations of control program written in PIC C and Ladder programming languages were executed on a computer. Then, the booms which can move vertically were mounted on two sides of a simulated roof which was created using chipboard. Next, parallelism adjustment of the booms was made by locating ultrasonic sensors on the booms, interpreting the sensor data with the control program loaded on the PLC device and automatically controlling hydraulic valves and hydraulic cylinders which were connected to PLC output. In the lab experiments, the calibration of the ultrasonic distance censors could be implemented with a high correlation coefficient (R2=0.999). 56