Çukurova Ün İvers İtes İ fen b İlİmler İ enst İtÜsÜa computer system the spacings of the...

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

Kadir YİĞİT EKİM MAKİNALARINDA ELEKTRONİK TABANLI TOHUMLAR ARASI

UZAKLIK ÖLÇME SİSTEMİ

TARIM MAKİNALARI ANABİLİM DALI ADANA, 2006

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Kadir YİĞİT

YÜKSEK LİSANS TEZİ

TARIM MAKİNALARI ANABİLİM DALI

Bu tez 22/12/2006 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oy Birliği ile Kabul

Edilmiştir.

İmza ............................. İmza .......................................... İmza ........................................

Doç.Dr. Zeliha B.BARUT Yrd.Doç.Dr. A.Musa BOZDOĞAN Yrd.Doç.Dr. Kubilay VURSAVUŞ DANIŞMAN ÜYE ÜYE

Bu tez Enstitümüz Tarım Makinaları Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No:

Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ

Enstitü Müdürü İmza ve Mühür

Bu çalışma Ç.Ü.Bilimsel Araştırma Projeleri Destekleme Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: ZF2005YL24 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

EKİM MAKİNALARINDA ELEKTRONİK TABANLI TOHUMLAR

ARASI UZAKLIK ÖLÇME SİSTEMİ

I

ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ

KADİR YİĞİT

Kadir YİĞİT

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSİ

TARIM MAKİNALARI ANABİLİM DALI

Danışman: Doç.Dr. Zeliha Bereket BARUT

Yıl: 2006 Sayfa:67

Jüri: Doç.Dr. Zeliha Bereket BARUT

Yrd.Doç.Dr. A. Musa BOZDOĞAN

Yrd.Doç.Dr. Kubilay VURSAVUŞ

Bu araştırmada, tek tohum ekim makinasında, ardışık düşen tohumlar arası uzaklığı kolay ve hassas bir şekilde ölçebilen elektronik tabanlı bir ölçme sistemi geliştirilmeye çalışılmıştır. Geliştirilen elektronik tabanlı ölçme sistemi, makinadan atılan ve serbest düşen tohumları algılayıcılar vasıtasıyla algılamaktadır. Bu algılamayla, elektronik ölçme sistemi içinde bulunan mikrokontroller ünitesi yardımıyla zaman geçişleri belirlenmektedir. Mikrokontroller ünitesinde tasarlanan program yardımıyla ardışık düşen tohumların zaman farkları mesafeye dönüştürülüp, bu ünitede bulunan seri port yardımıyla bilgisayara aktarılmıştır.

Denemelerde kontrol faktörü olarak yapışkan bant sistemiyle ölçülen veriler kullanılmıştır. Toplanan sıra üzeri tohum aralığı verileri, tek tohum ekim makinasının etkinliğini ortaya koyacak ortalama sıra üzeri tohum aralığı, tohum aralıklarının standart sapması ve varyasyon katsayıları değerlerinin hesaplanmasında kullanılmıştır.

Karşılaştırılan iki test sisteminin sonuçları arasında varyans analizine göre istatistiksel olarak %1 önem seviyesinde farklılık belirlenmiştir. Bu farklılık ilerleme hızı ve dane atım frekansına bağlı olarak değişmiştir.Elektronik tabanlı ve yapışkan bant ölçüm sisteminde elde edilen tohum aralıkları değerlerinin regrasyon katsayısı (R2) 0.7735 olarak bulunmuştur. Regresyon katsayısının 0.7735 çıkması sistemlerin ilişkili olduğu anlamına gelmekte olup sistemin kullanabilirliği hakkında fikir vermektedir.

Anahtar Kelimeler:Ekim Makinaları, Tohumlar Arası Uzaklık, Algılayıcılar, Mikrokontroller

EKİM MAKİNALRINDA ELEKTRONİK TABANLI

TOHUMLAR ARASI UZAKLIK ÖLÇME SİSTEMİ

II

ABSTRACT M.Sc. THESIS

Kadir YİĞİT

DEPARTMENT OF AGRICULTURAL MACHINERY

INSTITUTE OF BASİC AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA

Supervisor:Asc.Prof.Zeliha Bereket BARUT

Year:2006 Pages:67

Jury :Asc.Prof.Zeliha Bereket BARUT

Asst.Prof.Ali Musa BOZDOĞAN

Asst.Prof.Kubilay VURSAVUŞ

In this study, an electronic-based measurement system is used in order to determine the seed spacing uniformity in the single seed drill. The sensor located on the drop point of measurement unit of a planter is connected to a micro-controller or a computer system the spacings of the dropped seeds are measured on time scale. These measured time data are calculated as seed spacings by a computer programme or a micro-controller. The results, obtained on electronic-based measurement system, are compared with the results of spacing uniformity on the grease belt under the same working conditions and the time differences are transfered to a computer via serial port.

In researches, the measured data, on the band with grease, are used as a control factor. The collected data of seed spacing are used to calculate the performance of single seed drill, which gives average seed spacing, standard deviation and coefficient of variation in seed spacing.

Statistically 1% significant difference is found between the results of the two measurement systems (grease belt and electronic-based measurement systems) when variation analyzing is applied. The difference in variation analyzing results changes depending on forward velocity and seed drop frequency. The regression coefficient of the value of seed spacing as a result of electronic-based measurement and grease belt system is calculated (R2) 0.7735. The regression coefficient result shows that the two systems are correlated and it shows the reliability of the electronic-based measurement system. Key words: Drill, Seed spacing, Sensor, Micro-Controller

ELECTRONIC-BASED MEASUREMENT SYSTEM IN

DRILLS FOR SEED SPACING MESUREMENTS

III

ÖNSÖZ

Tek tohum ekim makinalarının etkinliği, tohumları istenen aralıklarda toprağa

yerleştirmesi ile ölçülür. Ekim makinalarının bu etkinliği laboratuar ve tarla

koşullarında ölçülmektedir Tarla koşullarında ölçümler ya doğrudan ekilen

tohumların üzerindeki toprak kaldırılarak ardışık tohumların uzaklıkları ya da toprak

yüzeyine çıkan ardışık bitkilerin aralıkları ölçülerek yapılmaktadır. Laboratuar

koşullarında ise yapışkan bant üzerine düşürülen tohumların aralıklarının ölçümü

şeklindedir. Bu işlemler oldukça zaman alıcı, yorucu ve yeterince hassas değildir. Bu

nedenle tek tohum ekim makinalarının performansını ortaya koyan daha hassas ve

doğru ölçüm yapabilen teknolojik olarak gelişmiş ölçüm sistemlerine gereksinim

vardır.

Bu bağlamda, ardışık düşen tohumlar arası mesafeyi kolay ve hassas bir

şekilde ölçebilen elektronik tabanlı bir ölçme sistemi geliştirilmeye çalışılmıştır.

IV

TEŞEKKÜR

Yüksek Lisans çalışmamın planlaması ve yürütülmesinde bana yol gösteren,

her türlü ilgi ve yardımlarını esirgemeyen danışman hocam Sayın.Doç. Dr. Zeliha

Bereket BARUT’a en içten teşekkürlerimi sunarım.

Beni teşvik eden Prof.Dr. Veyis TANSI’ya, Prof.Dr. Ali BAYAT’a,

Müdürümüz Doç.Dr.Salih KAFKAS’a ,araştırmanın yürütülmesinde ve uygulamanın

yapılmasında desteklerini gördüğüm mesai arkadaşım Ogr.Görv.Tuncay ALTUN’a

Ögr.Gör. İnci ANDIRAN’a ve mezun ettiğimiz örgencilerimizden Sayın Birol

KIRPIK’a , tez yazımında bana yardımcı olan Müge SALKIM’a ve manevi

desteklerini esirgemeyen Saliha YALÇINA’a , çeviride yardımlarını esirgemeyen

Ögr. Gör. Mehmet YURTAL’a , Tarım Makinaları Bölüm Hocalarına, Tarım

Makinaları Laboratuarı çalışanlarına, çalışmayı destekleyen Çukurova Üniversitesi

Araştırma Fonu’na ve benden maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen eşime ve

oğluma teşekkür ederim.

V

İÇİNEKİLER

Sayfa ÖZ………………………………………………………………………...... I

ABSTRACT……………………………………………………………...... II

ÖNSÖZ……………………………………………………………………. III

TEŞEKKÜR……………………………………………………………...... IV

İÇİNDEKİLER…………………………………………………………...... V

ÇİZELGELER DİZİNİ……………………………………………………. VIII

ŞEKİLLER DİZİNİ………………………………………………………... IX

1. GİRİŞ………………………………………………………………... 1

1.1. Genel………………………………………………………… 1

1.2. Ekim…………………………………………………………. 2

1.3. Sıraya Ekim Makinaları ve Üniteleri………………………... 3

1.3.1. Sıraya Kesiksiz Ekim Yapan Ekici Düzenler……… 5

1.3.1.1. Tek Tohum Ekim Yapan Ekici Düzenler 5

1.3.1.1.(1) Mekanik Tek Tane Ekici

Düzenler………………….

5

1.3.1.1.(2) Pnomatik Ekici Düzenler... 6

1.4. Algılayıcılar………………………………………………...... 8

1.4.1. İndüktif Algılayıcılar………………………………. 9

1.4.1.1. İndüktif Algılayıcıların Özelikleri……... 10

1.4.1.2. İndüktif Algılayıcıların Kesiti………..... 11

1.4.2. Kapasitif Algılayıcılar……………………………... 11

1.4.2.1. Kapasitif Algılayıcıların Özelikleri…..... 12

1.4.2.2. Kapasitif Algılayıcıların Kesiti………... 12

1.4.3. Opto-Elektronik Algılayıcılar……………………... 13

1.4.3.1. Optik Algılayıcılarda Alılama İlkesi…... 14

1.4.3.2. Karşılıklı Algılayıcılar…………………. 14

1.4.3.3. Refrektörlü Algılayıcılar………………. 16

1.4.3.4. Cisimden Yansımalı Algılayıcılar……... 19

VI

1.4.4. Ultrasonik Algılayıcılar……………………………. 20

1.4.4.1. Ultrasonik Algılayıcıların Çalışma İlkesi 21

1.4.5. Fiber-Optik Kablolar………………………………. 21

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR…………………………………………… 24

3. MATERYAL VE METOD……………………………….……......... 30

3.1. Materyal……………………………………………………... 30

3.1.1. Mikrodenetleyiciler………………………………... 30

3.1.1. Mikrodenetleyici Bacak Bağlantıları….. 30

3.1.2. RS232 ve DB9 Konnektörü………………………... 33

3.1.3. Max- 232…………………………………………... 34

3.1.4. Kullanılan programlar ve Yazılımlar……………… 35

3.1.5. Karşılıklı Fiber-Optik Fotosel……………………... 36

3.1.6. Hava Emişli Hassas Ekim Makinesi………………. 37

3.1.7. Tohumlar…………………………………………... 39

3.2. Metod………………………………………………………... 40

3.2.1 Mikrokontroller Ünitesi……………………………. 42

3.2.2. Tohum Algılama Ünitesi…………………………... 43

3.2.3. Kontrol Ünitesi…………………………………….. 44

3.2.4. Bellek Ünitesi……………………………………… 45

3.2.5. Bilgisayar………………………………………...... 46

3.2.6. Ekim Makinası Deneme Düzeni…………………... 47

3.2.6.1. Elektronik Tabanlı Ölçüm Sistemindeki

Algılayıcıların Yerleştirilmesi………….

48

3.2.6.2. Yapışkan Bant Sistemi………………… 49

3.2.6.3. Denelerde Kullanılan DAF ve Tohum

Aralığının Hesaplanması……………….

50

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA…………………...... 53

4.1. Sıra Üzeri Tohum Dağılımına Etkili Parametreler…………... 53

4.2. Ölçüm Sistemlerine Göre Dane Atım Frekansının Sıra Üzeri

Tohum Dağılımına Etkisi…………………………………….

53

4.3. Ölçüm Sistemlerine Göre İlerleme Hızının Sıra Üzeri Tohum

VII

Dağılımına Etkisi………………………………….................. 55

4.4. Ölçüm Sistemlerine Göre Dane Atım Frekansı ve İlerleme

Hızının Sıra Üzeri Tohum Dağılımına Etkisi………………...

57

4.5. Elektronik Tabanlı Ölçüm Sistemi ve Bant Ölçüm Sisteminin

Karşılaştırılması……………………………………………...

58

5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER………………………………………. 60

5.1. Sonuçlar……………………………………………………… 60

5.2. Öneriler………………………………………………………. 61

KAYNAKLAR…………………………………………………………….. 62

ÖZGEÇMİŞ……………………………………………………………...... 65

EKLER…………………………………………………………………….. 66

VIII

ÇİZELGELER DİZİNİ

Şekil No Sayfa 3.1. Mikrodenetleyiciler Bacak İşlevi……………………………………. 31

3.2. RS-232 Pinlerinin Görevleri…………………………………………. 34

3.3. Sönmezler PM-01 Model Hassas Ekim Makinası Teknik Özelikleri.. 37

3.4. Karşılıklı Fiber-Optik Algılayıcı Teknik Özelikleri…………………. 38

3.5. Denelerde Kullanılan Tohumların Bazı Fiziksel Özelikleri…………. 39

3.6. Test Sistemlerinde İlerleme Hızlarına Göre Yapışkan Bant Sistemi

Devirleri……………………………………………………………...

51

3.7. Denemelerde kullanılan İlerleme Hızları, Plaka Delik Sayıları ve

Dane Atım Frekanslarına Göre Tohumlar Arası Mesafe…………….

52

4.1. Dağılım Düzgünlüğü Parametrelerinin Varyans Analizi Sonuçları…. 53

4.2. Ölçme Sistemlerine Göre Dane Atım Frekansının Tohum Dağılım

Düzgünlüne Etkisi……………………………………………………

54

4.3. Ölçme Sistemine Göre İlerleme Hızının Tohum Dağılım

Düzgünlüğüne Etkisi…………………………………………………

56

4.4. Ölçme Sistemine Göre Dane Atım Frekansı ve İlerleme Hızının

Tohum Dağılım Düzgünlüğüne Etkisi……………………………….

57

IX

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil No Sayfa 1.1. İndüktif algılayıcıların manyetik etkisi……………………………… 10

1.2. İndüktif algılayıcı kesit görünüşü……………………………………. 11

1.3. Kapasitif algılayıcıların kapasitif alan etkisi………………………… 12

1.4. Kapasitif algılayıcı kesit görünüşü…………………………………... 13

1.5. Karşılıklı algılayıcılarda verici ışının yapısı………………………... 14

1.6. Refrektörlü algılayıcılarda ışığın yansıması…………………………. 16

1.7. Refrektörlü algılayıcılarda ışığın prizmatik olarak yansıması………. 16

1.8. Yansıtıcılı algılayıcının alıcı özelliği……………………………….. 17

1.9. Yansıtıcılı algılayıcıların cisimleri algılaması……………………….. 18

1.10. Cisimden yansımalı algılayıcılarda yüzey rengine göre algılama

mesafesi………………………………………………………………

20

1.11. Cisimden yansımalı algılayıcılarda yüzey boyutuna göre algılama

mesafesi………………………………………………………………

20

1.12. Ses enerjisinin yansıması……………………………………………. 21

1.13. Karşılıklı ve cisimden yansımalı fiber-optik kablo………………...... 22

2.1. Tohumlar arası mesafe ölçme sistemi üniteleri……………………… 25

2.2. Tohumlar arası mesafe ölçme sistemi algılayıcı kısmı……………… 25

2.3. Yapışkan bant ve elektronik sistem test düzeneği………………….... 26

2.4. Ekici ünitelerden tohum akışını algılayan algılayıcı devresi………... 27

2.5. Tohum akışı cihazını test etmek için geliştirilen model……………... 28

3.1. AT89S8252 Mikrodenetleyici uçları………………………………… 30

3.2. Mikroişlemci blok diyagramı……....................................................... 33

3.3. RS-232 Dişi ve erkek konnektörü…………………………………… 34

3.4. Max-232 Bacak bağlantıları ve elektronik devre……………………. 35

3.5. Proteus 6.0 Lite programının bilgisayardan görünüşü………………. 36

3.6. Sönmezler PM-01 model hassas ekim makinası…………………...... 38

3.7. Tek tane ekim makinası 16 delikli plaka…………………………...... 39

3.8. Test sisteminde kullanılan mısır tohumları………………………...... 39

X

3.9. Elektronik tabanlı tohumlar arası mesafe ölçme test cihazı…………. 40

3.10. Ekim makinalarında elektronik tabanlı tohumlar arası mesafe ölçme

test cihazı……………………………………………………………..

41

3.11. Elektronik tabanlı ölçme sistemi baskı devre şeması……………….. 41

3.12. Mikrokontroller ünitesi görünüşü……………………………………. 42

3.13. Mikrokontroller ünitesi elektronik devre şeması……………………. 43

3.14. Tohum algılama ünitesinde kullanılan fiber-optik kablolar…………. 44

3.15. Kontrol ünitesinin görünüşü……………………………………......... 44

3.16. Kontrol ünitesi elektronik şeması………………………………......... 45

3.17. Bellek ünitesinin kart üzerinden görünüşü…………………………... 46

3.18. Bilgisayar ekranında görülen Emilatör terminal görünüşü………….. 47

3.19. Tohumlar arası mesafe ölçümünün yapıldığı test sistemleri………… 48

3.20. Elektronik tabanlı ölçüm sisteminde algılayıcıların görünüşü………. 49

3.21. Tohumlar arası mesafe ölçümünün yapıldığı yapışkan bant sistemi… 50

4.1. Ölçüm sistemlerinin dane atım frekanslarına göre sıra üzeri tohum

dağılımına etkisi……………………………………………………...

54

4.2. Ölçüm sistemlerine göre dane atım frekanslarının tohum aralığına

etkisi…………………………………………………….....................

55

4.3. Ölçüm sistemlerine göre ilerleme hızının tohum aralığı

düzgünlüğüne etkisi………………………………………………......

56

4.4. Ölçüm sistemlerine göre hız ve dane atım frekanslarının tohum

dağılım düzgünlüğüne etkisi…………………………………………

58

4.5. Elektronik tabanlı ölçüm sistemi (E) ile bant ölçüm sistemi (B)

arasındaki ilişki……………………………………………………....

59

1. GİRİŞ Kadir YİĞİT

1

1. GİRİŞ

1.1. Genel

Modern tarım; kaynağa dayalı üretimden, teknoloji ve organizasyona dayalı

üretime geçişi ifade eder. Bu süreçte tarımsal mekanizasyon kavram olarak, tarımsal

üretim işlemlerinin mekanik araçlarla yapılmasıdır. Bir başka deyişle tarımsal

mekanizasyon; toprak işleme, ekim, dikim, gübreleme, sulama, bitki koruma, hasat,

harman gibi üretim işlemlerini hızlandıran bir üretim teknolojisidir. (Yavuzcan ve

ark., 2001).

Üretimin artırılması demek; birim alandan daha çok ürün elde etmek

demektir. Bunun için birim alandaki bitki sayısının artırılması ve her bitkinin

faydalanabileceği "Yaşama Alanının" küçültülmesi gerekir. Ancak bir bitkinin

yaşama alanı ise istenildiği kadar küçültülemez. Çünkü her bitkinin gelişebilmesi için

yeteri kadar ışık, hava, nem, sıcaklık ve besin maddelerini sağlayabilecek optimum

bir yaşama alanına ihtiyacı vardır (Barut, 2006). Optimum yaşam alanı için

tohumların sıra üzeri uygun aralıklarla bırakılması gerekmektedir. Özelikle pamuk,

mısır, soya, ayçiçeği gibi çaba bitkilerinin ekiminde sıra üzeri tohum aralıkları büyük

önem taşımaktadır (Kumar ve Durairaj, 2000).

Teknolojik yönden gelişmiş ülkelerde, tarımda çalışan nüfusun, toplam nüfus

içindeki ortalama %5 gibi düşük oranına ancak tarımın makinalaşması ile

ulaşılabilmiştir. 21.yüzyıla kısa süre kaldığı şu dönemde, gelişen dünya ile rekabet

edebilmesi ve çağdaşlık seviyesini yakalayabilmesi için Türk tarımının da kısa

zamanda makinalaşması gerekmektedir (Zeren, 1991).

Üreticinin bir ekim makinasını ekim öncesi istenilen değerlere göre

ayarlaması, ekim esnasında bazı değerleri görebilmesi, kötü performans durumunda

üreticiyi uyarması ve bu değerleri kaydetmesi verim açısından önemlidir.

Sanayide ve endüstriyel üretimin bir çok evresinde yüzlerce elektrikli,

elektronik ve mikroişlemci tabanlı cihazlarla iç içe yaşıyoruz. İnsan yaşantısını

kolaylaştıran bu cihazlar aynı zamanda çok düşük hatayla çalışmakta, yüksek verim

elde edilmekte ve aynı zamanda herhangi bir makinanın düzgün kalibrede çalıştığı


2

test edilmektedir. Bu teknolojiden yararlanmak tarımda tohum ekiminde, tohumların

düzgün şekilde ve düzgün aralıklarla toprağa yerleştirilmesi açısından önemlidir.

Bu tür cihazların otomatik olarak çalışmasını sağlamak için algılayıcı ve

dönüştürücü adı verilen devre elemanlarından faydalanılır. Günümüzde bütün

nesneleri algılayabilecek algılayıcılar imal edilmiştir. Bu algılayıcı elamanlarını

kullanarak kolaylıkla çok küçük nesneler algılanabilir. Algılanan bu nesneler

kolaylıkla mikroişlemciyi uyaracak elektronik sinyallerine dönüştürülebilir

(Raheman, ark., 2003).

1.2. Ekim

Doğa içerisinde rüzgar, kuş, karınca, vb. etkenlerle sessizce kendiliğinden

gelişen ekim işlemi insanoğlu tarafından keşfedilince, insanlığın sosyo-kültürel

yaşamında büyük bir değişime neden olmuştur. Bitkisel üretimin döngüsünü

sağlayan ekim, ana bitkiyi oluşturacak tohumların çimlenme ve çıkış özeliklerine

uygun olarak toprağa yerleştirilip üzerinin kapatılması işlemidir.

Ekimde yüksek verim için gerekli koşul, iyi bir çimlenme ve çıkıştır.

Çimlenmeye etkili faktörlerden olan sıcaklık, su ve oksijene uygun miktar ve oranda

hazır duruma gelmesinde en önemli etken ise ekim derinliğidir. Toprağa yerleştirilen

tohum ile toprak üst yüzey arasındaki düşey uzaklık olan ekim derinliğinin çok fazla

ve az olması çıkış üzerinde olumsuz etkilere neden olmaktadır. Çok yüzeye ve

derine düşen tohumlar çimlenme ve çıkış için yeterli şartları sağlayamadıklarından

düzgün bir çıkış elde edilmemekte ve olumsuz durum verime yansımaktadır. Bu

nedenle ekim derinliğinin eşit tutulması, eş zamanda bitki gelişimi ve yüksek verim

açısından önem kazanmaktadır.

Verimi etkileyen diğer bir faktör de her bir bitkinin sahip olduğu yaşam

alanıdır. Bitkilerin sağlıklı büyüyüp olgunlaşabilmesi için yeterli, su, ışık, sıcaklık,

hava ve besin maddelerini sağlayabileceği bir yaşam alanına gereksinimi vardır.

Uygun ve yeterli bir yaşam alanı için tohumlar eşit aralıkla toprak içerisine

yerleştirilmelidir. Böylece her bitki ile rekabetten kaynaklanan strese girmeden,

yetişme süresince tüm gereksinimlerini topraktan sağlayabilir. Ancak birim alandaki


3

bitki sayısının azalması alan veriminin düşmesine neden olacaktır. Yaşam alanının

küçülmesi ise birim alandaki bitki sayısının artışına neden olurken, bitki başına

verimi düşürecektir (Barut, 2006). Özelikle sıra üzeri tohum aralığı üretim

maliyetlerini ve ürün verimini doğrudan etkilemektedir (Barut ve Özmerzi, 1997).

Her çevre ve bitki için ayrı bir yaşam alanın ve dolaysıyla birim alan için bitki

sıklığının belirlenmesine yol açmaktadır.Uygun bitki sıklığı, birim alana atılacak

tohum sayısıyla, başka bir deyişle ekim normuyla belirlenir

Ekim normu, birim alana ekilebilecek tohum miktarı olarak bilinir ve

aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplanır;

Q = 103.b.h / s.ç ....................................................................(1.1)

Q : Ekim Normu (kg/da),

b : Tohumluğun bin dane ağırlığı (kg/1000 tohum),

h : Birim alanda istenilen bitki sayısı (bitki/m3),

s : Tohum sarfiyatı (%),

ç : Tohumluğun çimlenme gücü (%)’ dür.

1.3. Sıraya Ekim Makinaları ve Üniteleri

Farklı çeşit ve büyüklükteki tohumları, ayarlanan ekim normlarında birbirine

paralel sıralara ekebilen makinalardır. Küçük tohumlu yem bitkilerinden, büyük

tohumlu baklagil tohumlarına kadar her türlü tohumu ekebilecek özelikte çeşitli tip

sıraya ekim makinaları geliştirilmiştir.Yöntemlerin makinaların farklılığına

karşın,ekim tekniği açısından sıraya ekim makinalarında bulunması gereken temel

özelikler aşağıdaki gibidir ( Mutaf, 1984; Tezer ve Zeren, 1995; Ülger, 1982).

• Oluşturulan ekim sıraları birbirinden eşit uzaklıkta olmalı,

• Ekici düzenler tarafından atılan tohum miktarları ekim süresince

değişmemelidir. Sıralara atılan tohum miktarları arasındaki fark %5

aşmamalı,


4

• Tohumlar sıralar üzerine düzgün bir şekilde dağılmalıdır; özellikle tek

dane ve ocaklara ekimde tohumların sıra üzeri uzaklıkları ayarlanabilmeli

ve birbirine eşit olmalı,

• Makine agroteknik isteklere uyabilecek geniş sınırlar içerisinde ekim

normlarına ayarlanabilmeli,

• Arazi eğilimleri ve makinedeki titreşimler ekim normuna ve tohumların

bir örnek ekilisine etkili olmamalı,

• Ekici ayaklar ekilecek tohumların uygun ekim derinliklerine göre

ayarlanabilmelidir ve tohumlar aynı derinliğe bırakılmalı,

• Ekimde tohumlarda çimlenmeyi olumsuz etkileyebilecek mekanik

zedelenmeler meydana gelmemeli,

• Tohum sandığının, ekici düzen ve diğer parçaların temizlenmesi, bakım

ve ayarları kolay olmalıdır.

Sıraya ekim makinasında bir depo içerisinde taşınan tohumlar, ekici düzen

tarafından ayarlanan ekim normlarında alınarak tohum borsusuna gönderilir.

Tohumlar buradan agroteknik özeliklere uygun olarak açılmış çizerlere iletilir ve

üzeri yumuşak bir toprak tabaksı ile kapatılarak ekim işlemi tamamlanır.

Sıraya ekim makinaları ekilecek tohumluğun çeşidine, uygulanacak ekim

yöntemine, toprak ve iklim koşullarına göre çeşitli parçalardan oluşmaktadır.

Bununla beraber sıraya ekim makinalarında bulunan genel parçalar; tohum deposu

(sandığı), ekici düzen, tohum borusu, çizi açıcı ayaklar, baskı tekerleği, hareket

iletim sistemi, derinlik ve ekim normu ayar düzeni, çatı ve tekerleklerdir.

Ekim makinasının en önemli parçasını ekici düzenler oluşturur. Çünkü ekim

tekniğine en uygun bir ekimin yapılabilmesi birinci derecede ekici düzenlere

bağlıdır. Bu düzenler, depo içindeki tohumları belli miktarda alır ve tohum borusuna

ve çizerlere bırakılır.Ekim makinalarının gelişim süreci içerisinde çeşitli ekici

düzenler ortaya atılmıştır. Günümüz tarımında en çok kullanılan düzenler sıraya

kesiksiz ekim yapan ekici düzenler, ocağa (kümeye) ekim yapan ekici düzenler ve

tek tek tohum eken ekici düzenledir (Barut, 2006).


5

1.3.1. Sıraya Kesiksiz Ekim Yapan Ekici Düzenler

Günümüz tarım tekniğinde daha çok tahıl, baklagil ve yem bitkilerinin

ekiminde kullanılan bu düzenler ekimde sürekli akış sağlayan tiplerdir.Bunlar içinde

en yaygın olanları oluklu makaralar, dişli makaralar, içten kertikli bilezikler, santrifüj

etkili, pnömatik dağıtmalı ve helezonlu makaralı ekici düzenlerdir.

1.3.1.1. Tek Tohum Ekim Yapan Ekici Düzenler

Her çeşit tohumun ekimi için geliştirilen bu düzenler ,tohumları ayarlanan

sıra üzeri uzaklıklarda tek tek ekebilecek hassasiyettedir.Tek tohum ekici düzenlerin

diğer ekici düzenlere göre sağladığı bazı önemli avantajlar vardır.

• Sıraya kesiksiz ekime göre tohumluk tüketiminde önemli korunum sağlar,

• Ekim derinliği daha tekdüze ve bunun sonucunda makinalı hasat kayıpları

daha azdır,

• Her bitki için en uygun yaşam alanı sağlar,

• Seyreltme işgücü gereksinimini ortadan kaldırır.

• Hastalıklı ve zararlılara dayanıklı ,çimlenme gücü yüksek tohumluk

kullanımını verim artışı sağlar.

Tek tohum ekici düzenler yapısal farklılık olarak mekanik ve pnömatik olmak

üzere iki ana gruba ayrılır.

1.3.1.1.(1). Mekanik Tek Tohum Ekici Düzenler

Mekanik hassas ekici düzenler, tohumu belli sıra aralığı ve belli sıra üzeri

mesafelere ekebilen tek tohum ekim makinalarında kullanılır. Bu ekici düzenler,

ekim makinası tekerleğinden aldığı hareketle tohum deposu altındaki tohum

hücresinde çalışırlar. Tohum hücresinden ekici düzen tarafından tek tek alınan

tohumlar kendi aralığı ile çizi ayarları tarafından acılan çiziye iletilir. Arkadan gelen

ara baskı tekeri tohumu toprağa bastırır ve kapatıcılar tohumun üzerini gevşek toprak


6

tabakasıyla kapatarak konik baskı tekerinin geçişiyle ekim işlemi tamamlanır.

Yaygın kullanılan mekanik tek tohum ekici düzenler;

• Yuvalı çarklar

• Delikli çarklar

• Kaşıklı çarklar

• Çift çarklar

• Bant çarklar

• Kıskaçlı ekicilerden oluşmaktadırlar.

Mekanik tek tohum ekici düzenlerin başarısı ilerleme hızını, tohum ile

yuva/delik arasındaki boyut uyumuna, tohumluğun sınıflandırılmış olasına

bağlıdır.Aynı şekil ve boyutta olmayan havuç şeker pancarı gibi tohumların mekanik

tek tohum ekici düzenlerle hassas olarak ekimi söz konusu değildir. Şekli düzgün

olmayan ve çok küçük tohumların bu tip düzenlerle hassas olarak ekilebilmesi için

kaplama yapılarak tohum 2-4 mm çapında küre haline getirilir (Özmerzi, 1996). Bu

düzenlerde sıra üzeri tohum aralığı ekicilerin dönü hızı veya ekicilerdeki delik, kaşık

veya kıskaç sayısı değiştirilerek ayarlanır.

1.3.1.1.(2). Pnomatik Ekici Düzenleri

Mekanik hassas ekici düzenlerde karşılaşılan tohum ve yuva yada delik

boyutlarının kesin uygunluğu, tohum dağılım düzgünlüğünün bozulmaması için

düşük ilerleme hızında çalışma, tohumluğun iyi sınıflandırılmış ve düzgün şekilli

olması, çok küçük tohumların kaplamadan ekilmemesi gibi sakıncaları ortadan

kaldırmak için pnömatik tek tohum ekim düzenleri geliştirilmiştir.

Bu düzende tohumun depodan alınıp çiziye kadar taşınması traktör kuyruk

milinden hareket alan bir aspiratörün oluşturduğu vakumlu hava ile yapılır. Tohumlar

düşey düzlemde dönene delikli tohum plakasına vakumla tutunarak düşme noktasına

kadar taşınır. Düşme noktasında vakum kesildiğinden tohumlar kendi ağırlığı ile

ayağın açtığı çiziye tek tek düşer.


7

Delikli plaka, tohum deposunun alt yanında yer alan hücreyi ikiye

bölmektedir. Hücrenin bir yanı , vakumlu hava kanallarının bulunduğu hava

hücresini diğer yanı ise depodan gelen tohumların bulunduğu tohum hücresini

oluşturmaktadır. Tohum plakası üzerindeki deliklerin çapı tohum boyutlarından daha

küçüktür. Plakanın arka yüzünden etki eden vakumlu hava delikler üzerinde

tohumların tutulmasını sağlar. Ekim makinası tekerleğinden hareket alan plakanın

dönüşüyle tutulan tohumlar yukarı doğru taşınır. Bazen tohum deliği tam olarak

kapatamamasından dolayı aynı deliğe birden fazla tohum tutunabilmektedir. Çoklu

tohum ekimini önlemek için tohumların özelliğine göre ayarlana bilen bir sıyırıcı

kullanılarak, fazla tohumların hücreye geri düşmesi sağlanır. Böylece her delikte bir

tohum taşınmış olur. Plakanın dönmesiyle tohumlar ekici ayağın üstündeki düşme

noktasına gelirler.Bu arada delik üzerine etki eden vakum kanallarının olmaması

nedeniyle havanın emme etkisi kesilir ve bir iticinin etkiyle tohum deliği terk ederek

açılan çizi içine düşer. Bu tip pnömatik ekici düzenlerde plaka üzerinde delikler

genellikle bir sıra dizilmekle birlikte teknolojisi biraz daha gelişmiş makinalarda

tohum plakası üzerinde iki veya üç sıra halinde birbirlerinin boşluklarına gelecek

şekilde delikler açılmaktadır. Bu tip çok sıralı diziliş,plakanın düşük devirle

çalışmasını sağladığı için tohum dağılım düzgünlüğü daha iyi olmaktadır.

Pnömatik etkili diğer bir itici düzen , üzerinde emme deliklerinin bulunduğu

kanatlı bir çarktan oluşmaktadır. Deliklerin bulunduğu çember ile kanatlar tek parça

şeklinde yapılmış olmasına karşın, hareket yönünde bakıldığından yan yana

yerleştirilmiş oldukları görülür. Burada delikler tarafından tutulan tohumların

kanatlara geçmesi, mekanik ekici düzenlerden kaşıklı çarklarda olduğu gibi

gerçekleşir .Bir kanaldan deliklerin bulunduğu bölmeye akan tohumlar hava akımı ile

deliklerde tutulurlar ve yukarı doğru taşınırlar bir delik üzerinde birden fazla tutulan

tohumlar çapraz şekilde yerleştirilmiş sıyırıcılarla geri düşürülür en üst noktada

deliklere etki eden hava akımı kesilir ve tohum aradaki açıklıktan, yönlendirme

plakası üzerinden yuvarlanarak kanatlar arasına düşer. Bu kez kanatlar tarafından

taşınan tohum ekici ayak üzerindeki açıklıktan çiziye bırakılır (Ülger ve ark, 1996).

Tek tohum ekicilerinde ekim normu (sıra üzeri tohum aralığı), delik sayısı

farklı tohum plakası kullanarak veya plakanın dönü hızı değiştirilerek ayarlanır.


8

1.4. Algılayıcılar (Sensörler)

Günlük yaşamda ve endüstriyel üretim süreçlerinde yüzlerce elektrikli ve

elektronik aygıtlarla iç içe yaşıyoruz. İnsan yaşantısını kolaylaştıran, üretimi

kolaylaştıran bu cihazların otomatik olarak çalışmasını sağlamak için sensör

(algılayıcı ) ve tranducer (dönüştürücü) adı verilen elemanlardan yararlanılır.

Mikro-elektronik teknolojisindeki hızlı gelişme yeni bir buluş ve yeni bir

uygulama tipi geliştirilmesine olanak sağlamaktadır (Anonymous, 2005).

Günümüzde her türlü unsuru algılayacak algılayıcılar (sensörler)

geliştirilmiştir. Endüstride en sık kullanılan algılayıcılar aşağıdadır.

1. İndüktif

2. Kapasitif

3. Hız

4. İvme

5. Hava Hızı

6. Akım

7. Öteleme

8. Isı Akıntısı

9. Nem

10. Ani Sarsıntı

11. Ses Basıncı

12. Gerilme

13. Sıvı Seviyesi

14. Işık

15. Nükleer Radyasyon

16. Basınç

17. Sıcaklık

18. Tork

19. Açı

20. Fark

21. Kızıl Ötesi

22. Kütle

23. Parlaklık

24. Elektromanyetik

25. Fotokondaktif

26. Termoelektrik

27. Fotovoltik

28. Fotokondaktif

29. Potonsiyometrik

30. Piezoelektrik

31. Ultrosonik

32. Elektro-Optik

Algılayıcılar tarafından algılanan değerler bir şey ifade etmez.Yani

algılayıcıların algıladığı bilgiler başka elemanlarla ( taransistör, tristör, triyak, op-

amp, diyot vb. ) kullanılabilir hale getirilir.


9

Özetlersek ortamdaki bir değişikliği algılayan elamanlara sensör, algılanan

değeri başka bir enerjiye çeviren elemanlara da transducer denilmektedir. Bu

nedenle bu elemanlar hep birlikte kullanılır. Algılayıcıları birbirinden farklı birçok

sınıfa ayırmak mümkündür.En çok sınıflandırmada baz alınan değerler ; ölçülen

büyüklük ve çıkış büyüklüğü, besleme gerilimidir.

Genelde mekanikte en çok kullanılan algılayıcılar; yer değiştirme, indüktif,

kapasitif, foto-elektrik ve ultrasonik algılayıcılar kullanılmaktadır (Anonymous,

2005; Anonymous, 2006a).

1.4.1. İndüktif Algılayıcılar

Tüm otomatik işlemlerde üretimin akışı ve makine hareketlerinin, geri

besleme bilgisi olarak denetleyici birimlere aktarılması için sensörlere kesinlikle

gerek vardır. İndüktif ve kapasitif algılayıcılar çok geniş bir malzeme çeşidini

dokunmadan algılamak için uygundur.

İndüktif yaklaşım anahtarı, iletken malzeme içerisinde girdap akımı

kayıplarının neden olduğu bir rezonans devresinin kalite faktöründeki değişikliğin

fiziksel etkisinden yararlanır. Bir LC osilatörü 100 kHz. ile 1 MHz. arasında yüksek

frekanslı bir elektromanyetik alan oluşturur. Şekilde 1.1’de görüldüğü gibi alan

herhangi bir yöne yönelmeden, sargı eksenine göre simetrik biçimlenir. Bununla

beraber gerçekte, yalnızca akım taşıyan iletkenden oluşan bir sargı kullanılmaz ve

yüksek geçirgenliği olan Ferit malzeme yardımıyla elektromanyetik alana, istenilen

doğrultuda bir yön vermeye çalışılır (Şekil 1.1).

Ferit çekirdek üzerine yerleştirilen sargının manyetik alanı sensör etrafında

yoğunlaşmış olur. Özellikle duyarlı bir hale gelen sensörün etkin alanının ön

tarafında meydana gelir. Eğer sargı ve Ferit çekirdek ayrıca bir metal ekranla

çevrilmiş ise manyetik alan tümüyle sensörün ön tarafındaki alanda sınırlanmış olur.

Böylece sensörün kenarları anahtarlama özelliğini etkilemeden tümüyle metalle

çevrilebilir.


10

Şekil 1.1 İndüktif algılayıcıların manyetik alan etkisi

Eğer bir iletken malzeme, yaratılan elektromanyetik alan içine girerse,

indüksiyon yasasına göre malzeme içinde girdap akımları oluşur ve osilatör

devresinden enerji çeker.

Osilasyon devresini sınırsız bir enerji ile beslemek olası olmadığı için

yaklaşım anahtarının etkin alanının içine bir iletken malzeme girdiği zaman

osilasyon bozulur ve bu gerilim kolaylıkla değerlendirilebilecek bir sinyale

dönüştürülür.

1.4.1.1. İndüktif Algılayıcıların Özelikleri

Bir indüktif sensör tüm iletken malzemeleri algılayabilir. çalışması ne

mıknatıslanabilir malzemelerle nede metallerle sınırlıdır. Salınan elektromanyetik

alana dayalı çalışma ilkesinden dolayı yaklaşım anahtarı, cisimlerin hareket edip

etmemelerine bakmadan onları algılar. İndüktif sensör birkaç mikrowat’lık bir

elektrik enerjisi ile çalıştığından yarattığı yüksek frekanslı alan radyo gürültüsünü

artırmaz. Ayrıca hedef cisim üzerinde ölçülebilecek kadar çok ısınma olmaz.

Sensörün cisim üzerinde manyetik bir etkisi yoktur. Tüm pratik uygulamalarda hedef

cisim her türlü etkiden uzaktır.


11

1.4.1.2. İndüktif Algılayıcıların Kesiti

Şekil 1.2’de bir İndüktif algılayıcının iç yapısını göstermektedir. İndüktif

algılayıcılar led gösterge, muhafaza, sensör, elektriksel devre, ekran ve elektriksel

beslemeden oluşmaktadır.

Şekil 1.2. İndüktif algılayıcıların kesit görünüşü

Bu, sensöre vibrasyon ve darbelere karşı ayrıca aynı oranda da neme

karşı iyi bir koruma sağlar. Böylece endüstrinin her yerinde kullanılabilir ve sağlam

siviç gereksinimini karşılar (Anonymous, 2005).

1.4.2. Kapasitif Algılayıcılar

Kapasitif Sensör, bir kapasitörün elektrik alanına yaklaşan cismin neden

olduğu kapasite değişikliğini algılayan siviç’tir. Şekil 1.3’de bir plaka kondansatör

elektrik alanı görülmektedir. Elektrik alanının en yoğun olduğu kısım sadece hedefin

giremeyeceği bölgedir. Yoksa, birbirine bakan iki plakadan oluşan yapı gerekli

olacaktır. Fakat bu plakaların çalışma ilkesinden yararlanabilmek için plaka kapasitör

Şekil 1.3.’de görüldüğü gibi geliştirilmiş ve sensörün bir tarafında toplanmıştır. Bu

durumda, elektromanyetik alan içine yaklaşan bir cismin yarattığı 0.1 pF

dolaylarındaki çok küçük kapasite değişimleri uygun olan bir yöntemle

değerlendirilmeli ve bir sayısal anahtarlama sinyaline dönüştürülmelidir.


12

Şekil 1.3. Kapasitif algılayıcıların kapasitif alan etkisi

1.4.2.1. Kapasitif Algılayıcıların Özellikleri

Bu kapasitif, bir osilatör devresinin parçası olarak geliştirilmiştir. Kapasitörün

değeri uygun büyüklükte olmalıdır. Bir cisim elektromanyetik alan içine girerse,

kapasite hafifçe artar ve osilasyon koşulu gerçekleşir. Osilatör yüksek genlikle

salınmaya başlar. İndüktif yaklaşım anahtarlarında olduğu gibi düşük ve yüksek

salınım genliği arasındaki fark veya bozulan salınım devre tarafından değerlendirilir

ve sayısal çıkışa dönüştürülür.

Kapasitif sensör plastik, cam, seramik, su, yağ gibi maddeleri, iletken veya

iletken olmayan malzemeleri algılayabilir. Ayrıca, şüphesiz ki topraklanmış veya

topraklanmamış tüm iletken malzemeleri algılar. Bir potansiyometre yardımı ile

yapılan ince hassasiyet ayarı, belirli malzemeleri algılayabilmesini sağlar.

1.4.2.2. Kapasitif Algılayıcıların Kesiti

Kapasitif algılayıcıların kesiti Şekil 1.4’de görülmektedir. Algılayıcının

yapısında genel olarak led, potansiyometre, kompanizasyon elektrotu, muhafaza,

elektronik devre ve elektriksel besleme bulunmaktadır.

1.GİRİŞ Kadir YİĞİT

13

Şekil 1.4. Kapasitif algılayıcıların kesit görünüş

1.4.3. Opto-Elektronik Algılayıcılar

İndüktif ve kapasitif sensörlere ek olarak, günümüz otomasyon teknolojisinde

opto-elektronik sensörler gittikçe daha önemli olmaktadır. Bunlar, dokunmasız

makine hareketlerini algılamaktadır. Makinalarda ve fabrikalarda farklı ürünleri

emniyetli olarak algılama olanağı sağlar.

Optik sensörler yüksek performansları ve gittikçe küçülen tasarımları ile ivme

kazanmaktadır. Çünkü, büyük olmalarından dolayı indüktif ve kapasitif sensörlerle

çözülemeyen uygulamalarda kullanılabilirler.

Büyük indüktif ve kapasitif sensörlerde, sensörle hedef cisim arasındaki en

uzun mesafe 60 - 100 mm dolaylarındadır. Fakat optik sensörler küçük boyutlarda

bile birkaç metrelik alanı kontrol edebilir. Bu sensörler üç farklı algılama ilkesine

göre sınıflandırılabilir. Karşılıklı sensörler, yansıtıcılı sensörler ve cisimden

yansımalı sensörler. Her algılama ilkesi aşağıda ayrıntılı anlatılan farklı özelliklere

sahiptir (Anonymous, 2005 ; Anonymous, 2006a).


14

1.4.3.1. Optik Algılayıcılarda Algılama İlkesi

Dokunmaksızın bir cismi ışık (optik) yardımıyla algılama, sonra elektronik

olarak değerlendirme ve sinyale dönüştürme demektir.

Kızıl ötesi ışık olası dış kaynakların etkilerine karşı olabildiğince çok

bağışıklık kazandırmak için çeşitli nedenlerle kullanılır.

Birincisi; alıcı olarak kullanılan transistör en yüksek duyarlılığa kızıl ötesi

ışıkta sahiptir.İkincisi; çok küçük toz parçalarının çapından daha uzun dalga boyu

olan ışığın hiçbir sorunla karşılaşmadan bu parçacıkları geçmesi olayından

yararlanılır. Kirlenme ve toza karşı koruma sağlamak uzun dalga boylu ışınım (UV

değil IR) kullanımının nedeni budur. Üçüncüsü, kızıl ötesi ışık kullanımıyla sensörler

görülebilir aralıktaki dış ışık kaynaklarından daha az etkilenir.

1.4.3.2. Karşılıklı Algılayıcılar

Belli konumda bir kızıl ötesi diyotun verici olarak ve ikinci konumda alıcı

olarak foto-transistör (veya foto-diyot) yerleştirilmesidir. Bir cismin alıcı ile verici

arasındaki düz yolu kestiği her zaman, alıcı transistörün elektriksel tepkisi değişir.

Şekil 1.5. Karşılıklı algılayıcılarda verici ışının yapısı


15

Şekilde 1.5’de verici ışının yapısını ve alıcının duyarlılığını göstermektedir.

Montaj yapılırken verici alıcının yolunda olmalı (ışın yolu, sensörün algılama

mesafesine ve ±1.3o ile ± 10o arasındaki bakış açısına bağlıdır) ve alıcı vericinin

yolunda olmalıdır. Alıcı ile verici öyle bir şekilde ayarlanmalıdır ki bir optik eksen

üzerinde aralarında doğrudan kesişme olmalıdır. Alıcıya giden ışını tümüyle kesmek

için algılanacak cismin boyutları en az bu etkin bölge (optik eksen) kadar olmalıdır.

Göz önünde bulundurulması gereken nokta; algılama alanının (etkin bölge) sürekli

olarak faydalı alandan daha küçük olmasıdır.

En uzun mesafe, toza ve kirlenmeye karşı en büyük aşırı kazanç, (çalışma

güvenilirliği için) verici ile alıcının optik eksen üzerinde olası en iyi şekilde

ayarlanmasıyla sağlanır.

İki veya daha fazla karşılıklı sensörün yan yana bağlanması durumunda,

birbirlerinden etkilenmemelerine özen gösterilmelidir. Bunun için sensörler arasında

bırakılması gereken en az uzaklık, verici ile alıcı arasındaki uzaklığa ve ışın

yollarının bakış açısına bağlıdır.

Birkaç sensör yan yana bağlanacağı zaman alıcı ile vericinin değişimli

montajı iyi bir çözüm olabilir.

Karşılıklı sensörlerin özellikleri aşağıda özetlenmiştir:

o Işık vericiden alıcıya tek yönlü yol aldığı için uzun algılama mesafesi,

o Optik eksen başından sonuna kadar geniş çalışma aralığı,

o Optik eksen boyunca kesin anahtarlama noktası,

o Montajı ve bağlantısı gereken iki ayrı birim,

o Şeffaf cisimlerde emin olmayan algılama,

o Mat cisimlerde emin algılama ,

o Emniyetli çalışma için kesinlikle doğru ayarlama gereklidir.


16

1.4.3.3. Refrektörlü Algılayıcılar

Diğer bir tip fotosel, yansıtıcılı sensör olarak adlandırılır. Verici ile alıcı bir

kılıf içine yerleştirilmiştir ve izlenecek alanın bir tarafına monte edilir. Diğer tarafta

ışık bir yansıtıcı (reflektör) yardımıyla yansıtılır (Şekil 1.6).

Eğer yansıtıcı yüzeyi düz olursa ve optik eksene tam dik olarak

yerleştirilmemişse yansıyan ışık asla alıcıya ulaşmaz. Hatta dik ayarlamada bile

alıcıya doğru sadece küçük bir ışık yansır. Buna engel olmak için özel yansıtıcı

kullanılır. Yani prizmatik yansıtıcı. Prizmatik yansıtıcıda gelen ışık ışını sürekli

olarak ışığın yayıldığı yöne doğru geri yansıtılır (Şekil1.7).

Şekil 1.6.Refrektörlü algılayıcılarda ışığın yansıması

Şekil 1.7.Refrektörlü algılayıcılarda ışığın prizmatik olarak yansıması

Bu yansıtıcılar büyük yansıma kayıpları olmadan verici ışınına 15o lik açıyla

yerleştirilebilir. Normal düz yansıtıcılarda durum oldukça farklıdır. Çünkü ışın

sürekli olarak dik açısına göre yansıtıcıya çarptığı açıyla geri yansıtılır. Bu durum

yansıtıcılı sensörlerle, düz yansıtıcı kullanılırsa büyük sorunlarla karşılaşılacağını

gösterir.


17

Şekil 1.8. Yansıtıcılı algılayıcının alıcı özelliği

Şekil 1.8’de yansıtıcılı sensörün alıcı özelliğini göstermektedir. Etkin alan,

yansıtıcı çapına eşit olana kadar yansıtıcıya yaklaştıkça büyür. Eğer cisim yansıtıcıya

yakın bir noktada algılanacaksa en azından yansıtıcı alanın tümünü kaplamalıdır.

Cisim sensöre yakın olacaksa daha küçük olabilir.Yansıtıcılı sensör aşağıdaki

özelliklere sahiptir;

1. Bazen sadece alıcının duyarlılığı değiştirilerek şeffaf cisimler

algılanabilir.

2. Olası en yüksek çalışma güvenilirliğini sağlamak için mat cisimleri

algılamada alıcı (karşılıklı veya yansıtıcılı) duyarlılığı maksimuma

ayarlanmalıdır.

3. Normal olarak yansıtıcı cisimler algılanamaz.

Ancak, yansıtıcılı sensörler çok iyi ayarlandıkları zaman yansıtıcı cisimleri

algılayabilir. Sensörü ve yansıtıcıyı cisme göre çapraz ayarlayarak, cismin yansıttığı

ışının alıcıya gelmemesi sağlanabilir. Böylece yansıtıcı cisimler emniyetli olarak

algılanabilir (Şekil 1.9).

Böyle zor cisimler için polarizasyon filtreli yansıtıcılı sensörler daha uygun

olurlar. Bu tür yansıtıcılı sensör vericisinin yaydığı ışık, normal olarak rasgele

yönlendirilmiş dalga yapısına (osilatör yönü) sahiptir.


18

Şekil 1.9.Yansıtıcılı algılayıcıların cisimleri algılaması

Polarizasyon filtresi sadece belli doğrultuda yönlendirilmiş ışığın yayılmasını

sağlar. Eğer bu ışık yansıtıcı bir cisme (paket folyosu, cam, ayna) çarparsa yansıma

yönlendirmeyi değiştirmez. Yansıyan ışık alıcı yönüne doğru yol alır. Fakat alıcının

ön tarafında, ilk filtreye göre dikey ayarlanmış ikinci bir polarizasyon filtresi,

(çözümleyici) aynı kılıf içine yerleştirilmiştir. Bu ışının alıcıya ulaşmasına engel

olur. Sensör cismi algılar (yani "geri gelen yansıyan ışın yok").

Fakat ışın bir prizmatik yansıtıcıya çarparsa depolarize edici etkisinden

dolayı, iletilen ışığın polarizasyonu yaklaşık 90 derece döndürülür. Böyle

değiştirilmiş ışık yansıtıcıdan alıcıya giderken ikinci polarizasyon filtresinden

geçerek alıcıya ulaşır. Bunun anlamı; yansıtıcılı sensörün algılama alanı içinde hiçbir

cisim (yansıtıcı yada yansıtıcı olmayan) yoktur.

Polarizasyon filtreli yansıtıcılı sensörlerle kullanılmak üzere özel olarak

üretilen yansıtıcı kağıt da depolarize edicilik özelliğine sahiptir. Fakat algılama

mesafesini optimize etmek ve aşırı kazanç sağlamak için kağıt sürekli olarak lens

sistemine (polarizasyon filtreleri) dik olarak yerleştirilmelidir.

Normal olarak, polarizasyon filtreli sensörler kızıl ötesi ışık değil de kızıl ışık

diyotu ile çalışırlar. Çünkü kullanımdaki polarizasyon filtreleri ancak görülebilir ışık

spektrumunda yeteri kadar iyi çalışırlar.

Filtreler ve kızıl ışık yayan diyot nedeni ile sensör algılama mesafesi ayni tip

normal sensörlere göre %50 kısalır (Anonymous, 2005 ; Anonymous, 2006a).


19

1.4.3.4. Cisimden Yansımalı Algılayıcılar

Cisimleri opto-elektronik olarak algılamanın üçüncü yöntemi; Cisimden

yansımalı tip sensörlerdir. Burada da verici ve alıcı aynı kılıf içine yerleştirilmiştir.

Fakat cisimden yansımalı sensörler; bir prizmatik yansıtıcı veya yansıtıcı

kağıttan yansıyan ışıkla değil de hedef cisimden yansıyan ışıkla çalışır. Bu indüktif

ve kapasitif yaklaşım anahtarları çalışma ilkelerine benzeyen tek opto-elektronik

algılama ilkesidir.

Onlarda cismi doğrudan algılar , eğer cisim varsa yaklaşım anahtarı algılar

cisim yoksa yaklaşım anahtarı algılamaz.

Cisimden yansımalı sensörlerin önemli avantajları şunlardır;

o Monte edilecek sadece bir sensör,

o Yanlış ayarlama ve yansıtıcı kirlenmesi yoktur.

o Şeffaf cisimler karşılıklı ve yansıtıcılı sensörlerden daha iyi

algılanabilir.

Cisimden yansımalı algılayıcılarında bazı dezavantajları vardır. Bunlar;

cisimden yansıyan ışığın değerlendirilmesi ve algılaması nedeni ile cismin algılaması

büyük oranda cisim yüzeyinin özelliklerine bağlıdır. Genel olarak cisimlerin

yansıtma oranının daha düşük olmasından dolayı, verici ile alıcı arasındaki ışının

açıkça kesildiği (alıcıda kızıl ötesi ışık var /yok), karşılıklı ve yansıtıcılı sensörlere

göre olası maksimum algılama mesafesi daha kısadır. Cisimden yansımalı sensörde,

alıcıya ulaşan kızıl ötesi ışık, anahtarlama noktasına doğru artar.

Kolaylıkla anlaşılabileceği gibi, daha büyük bir cisim küçük olandan ve

yansıtıcı beyaz olan Cisim mat siyah olandan daha fazla ışık yansıtır. Dolayısıyla

algılama mesafesi cismin boyutlarına ve rengine bağlıdır (Şekil 1.10).


20

Şekil 1.10. Cisimden yansımalı algılayıcılarda yüzey rengine göre algılama mesafesi

Şekil 1.11. Cisimden yansımalı algılayıcılarda yüzey boyutuna göre algılama mesafesi

Cisimden yansımalı sensörlerde algılama mesafesi büyük oranda algılanacak

cismin yüzey ve renk özelliklerine bağlıdır (Şekil 1.11).

Opto–elektronik sensörler algılama mesafeleri ile karşılaştırıldıklarında çok

küçük boyutlardadır. Dış etkilere karşı büyük oranda bağışıklıkları vardır. Nem

girişine ve tümüyle reçine ile doldurulduklarından harici vibrasyona karşı da

korunmuşlardır (Anonymous, 2005).

1.4.4. Ulrasonik Algılayıcılar

Ultrasonik algılayıcılar genellikle robotlarda engellerden kaçmak, navigasyon

ve bulunan yerin haritasını çıkarmak amacıyla kullanılmaktadır. Bu türden


21

çalışmaları ilk olarak, Polaroid firması Ultrasonik sensörü kullanarak ve bunu bir

aletin içine koyup kamera uzaklığını anlayan sistem geliştirmiştir.

1.4.4.1. Ultarasonik Algılayıcıların Çalışma Özelikleri

Ultrasonik uzaklık algılayıcıları, piezoelektrik transducerden gelen 40khz

ultrasonik sesin kısa darbelerini yayarak çalışmaktadır. Ses enerjisinin küçük bir

kısmı sensörün önündeki cisimlerden yansıyarak dedektöre yani farklı bir

piezoelektrik transducere gelir (Şekil 1.12). Alıcı yükselteci yansıyan işareti

mikrokontrolöre gönderir. Sinyalin havadaki hızına bağlı olarak mikrokontrolör,

cisimlerin ne kadar uzakta olduklarını zamanlama prosessi koşarak belirler.

Şekil 1.12. Ses enerjisinin yansıması

1.4.5. Fiber Optik Kablolar

Fiber-optik bağlanmış optik sensörler. Fiber-optikler, çok küçük cisimlere ve

çok sıcak veya çok sulu ortamlara ışığı iletebilir. Yayılan veya yansıyan ışık ,fiber–

optik içinde çok fazla sayıdaki toplam yansımalarla iletilir. Şekil 1.13’de

görülebileceği gibi karşılıklı veya cisimden yansımalı sensörler olarak çalışabilirler.


22

Şekil 1.13.Karşılıklı ve cisimden yansımalı fiber-optik kablolar

Gerçekte, ışınların yansımasından daha çok kırılması olan toplam yansımayla

ilgili daha detaylı bilgi aşağıda verilmiştir. Bir şeffaf ortamdan daha mat bir ortama

geçen ışık ışını, kırılma yasalarına uygun olarak kırılır.

Kırılma, aynı zamanda geliş açısına bağlı olmakla birlikte ışınlar sürekli

olarak geliş açısının dikine (temas noktasında ortam sınır yüzeyine dik çizgi ) doğru

kırılır.

Basit olarak, bu ilkeden yararlanarak opto-elektronik sensörlerin ışığı

otomatik olarak fiber optik içinde tutulur. fiber optiğin kendisi çok ince bir camdan

veya plastik fiberden oluşur ve etrafını saran ortam havadır. Eğer ışık ,böyle bir

fibere çarparsa (çok geniş bir açıda olmamak koşulu ile) toplam yansıma yöntemi ile

sınır yüzeyi boyunca iletilir. Fiberin sonunda, başta çarptığı şekilde yayılır. Tam bir

fiber–optik, fiberlerin kırılmaması için kaygan yağla kaplanmış binlerce bunun gibi

fiberden oluşur. Bu fiber optiği esnek ve genel kullanımlara uygun yapar. Fiber–

optik kaplamaları normal olarak PVC veya esnek alüminyumdan yapılır. Plastik

kaplamalar normal çevre koşullarında (+80 oC’ye kadar ve nemli ortamlarda)

kullanılmaya uygundur ve alüminyum kaplamalar yüksek sıcaklıktaki ( +290 oC ’ye

kadar) uygulamalarda kullanılabilir. Ayrıca, yüksek sıcaklık ve ıslak ortamların

birlikte bulunduğu özel uygulamalar için de çözüm vardır: silikon koruyucu tüp

içinde alüminyum kaplamalı fiber–optik genel olarak, fiber–optikler cam fiberlerden

oluşur. Çünkü cam sıcaklığa, asit ve alkali gibi kimyasal maddelere karşı


23

dayanıklıdır, plastikten daha az yıpranır ve böylece bastırma daha azdır. Fakat

dezavantajı yüksek fiyatıdır. Ayrıca, camdan güzel fiber–optikler yapmak plastikten

yapmaktan daha zordur (Şekil 1.13).

Cam veya plastikten yapıldığına bakılmaksızın fiber-optik kullanırken

aşağıdaki noktalara özen göstermek gerekir;

o Fiber –optikleri bükülmemesi gerekir.

o Fiber–optikleri aşırı sıkılmaz.

o Çok aşındırıcı ortamlara uzak olmalıdır.

o Fiber–optikleri aşırı gerilme altında bırakılmazlar ve asla baskı altında

iken monte esilmezler.

o Fiber–optikleri aşırı kıvrılmazlar.

o Uç parçası bakır kablolarda olduğu gibi sıkılmaz .

o Bir cisim üzerindeki birkaç fiber-optik, birbirini etkileyebilir. Bu

nedenle aralarındaki uzaklığa dikkat edilmelidir.

o Fiber–optikler ışık iletimi için özel birimlerdir. Kullanıcı tarafından

geliştirme girişimi yapılmamalıdır.

Uygun fiber–optikli sensörler, çok küçük cisimlerde iyi ve emin algılama

olanağı için oldukça kullanılışlıdır (Anonymous, 2005 ; Anonymous, 2006a).

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Kadir YİĞİT

24

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

Schrottmair (1976), ekim makinalarının etkiliğini belirlemek farklı

makinalarda kullanılmak üzere sıra üzeri tohum aralığını pratik olarak ölçebilen

elektronik bir sistem geliştirilmiştir. Düşen tohumlar uzunluk olarak zaman olarak

ölçülmüş ve aşağıdaki eşitlik yardımıyla sıra üzeri tohum aralıkları hesaplanmıştır.

z =1/(n*p) .....................................................................(2.1.)

i =n/m .....................................................................(2.2.)

V =n*d*m= π *d*n/i .....................................................................(2.3.)

z = π *d/(i*d*V) .....................................................................(2.4.)

K = π *d/i*p .....................................................................(2.5.)

z =K/V .....................................................................(2.6.)

K =V*z =So ......................................................................2.7.)

Burada;

z :Ardışık iki tohum arasındaki zaman (s),

n :Ekici plakanın devir sayısı (min-1),

p :Plakadaki delik sayısı (adet),

i :Transmisyon oranı,

m :Ekim makinasının tekerleğinin devri (min-1),

d :Ekim makinasının tekerleğinin çapı (m),

V :İlerleme hızı (m/s),

K :Makine sabiti,

So :İstenen sıra üzeri tohum aralığı (m)’dir.

So, istenen transmisyon oranı ve delik sayısına göre değişmektedir. S/So

oranı 1 olduğu zaman sıra üzeri tohum dağılım düzgünlüğü idealdir. Fakat

uygulamada her zaman için bunu yakalamak güçtür. Bu ölçüm seti kullanılarak

yapılan araştırmada, hassas ekim makinası ile iki tip (küçük-yassı ve büyük-

yuvarlak) mısır tohumlarının ekim olanakları üzerinde çalışılmıştır. Araştırmada So


25

10 cm olarak seçilmiştir. Uzun daneli mısır tohumları ile yapılan ekim denemeleri

sonunda, ikizlemenin diğer mısır çeşidine göre daha fazla olduğu saptanmıştır. S/So

0 ile 0.25 arasında değişmiştir. Düşük ilerleme hızlarında (1-1.25 m/s) tohum

dağılımı daha iyi olmasına karşın yüksek ilerleme hızlarında (>2.25 m/s) dağılım

bozulmuştur.

Müller j. ve ark. (1994), tohum aralığı hesaplamasında kullanılan yapışkan

bant sisteminin, maliyet ve iş yoğunluğuna neden olduğundan dolayı bunun yerine

tam otomatik bir ölçme sitemi geliştirmişlerdir. Sistemde; algılama ünitesi,

mikroişlemci ünitesi ve verilerin okunması için bilgisayar ünitesinden meydana

gelmiştir Algılama için görülen iki düzlemde toplam 40 adet sensörden

faydalanmıştır (Şekil 2.1; Şekil 2.2).

Şekil 2.1. Tohumlar arası mesafe ölçme sistemi üniteleri

Şekil 2.2. Tohumlar arası mesafe ölçme sisteminde algılayıcı kısmı


26

Opto- elektronik sistemi test edebilmek için 5 metre uzunluğunda yapışkan

bant sistemi kullanmışlardır. Tohumlar arası gerçek mesafeyi elle ölçmüşlerdir.Elle

ölçülen değerler alındıktan sonra yapışkan bent sitemi ile opto- elektronik sensör

karşılıklı test edilmişlerdir (Şekil 2.3).

Şekil 2.3. Yapışkan bant ve elektronik sitem test düzeneği

İki metot da buğday ve arpa tohumlarının standart sapmaları %5

seviyelerinde bulunmuştur. Bant sistemindeki hata % 5 den biraz büyük olduğundan

dolayı sistem kabul edilebilir olarak kabul edilmiştir.

Tohumlar arası mesafenin iyileştirilmesi ön şartın tohum dağılım

düzgünlüğü olduğu ve bununda laboratuar şartlarında hızlı ve güvenilir bir şekilde

olması gerektiği yazılmıştır.

Koç ve ark. (1987), pnömatik ve mekanik ekim makinalarında çıplak şeker

pancarı ekimi için bir opto-elektronik sensör geliştirmişlerdir. Test yönteminde 3,5,7

km/saat de yapılmıştır. Algılayıcılar yapışkan bant sitemi ile tohum borusu altındaki

boşluğa tohum düşmeden algılanma olayının gerçekleşmesi için yerleştirilmiştir.

Test sistemde tohumlar arsı 8 cm deki denemelerde hız 3-7 km/saat de hata % 5

önem seviyesinde bulunmuştur. Çalışmaya başlanıldığında küçük tohumları


27

algılayacak sensör bulunmasında zorluk çekilmiştir.Sensörün cevap süresi 0,5 msn

olup sistemin hesaplanan süresi zaman aralığı 37-160 msn teorik olarak

hesaplanmıştır. Sensörün bütün tohumları algılamada yeterli olduğu ancak

algılanmayan tohumların az olduğu yazılmıştır. Önemli olmasına rağmen bazı

tohumların algılama aralığının dışına çıktığı bu sorununda sensör sayısının

arttırılarak çözülebileceği yazılmıştır.

Sonuç olarak bu elektronik sistemin yapışkan bant siteminin yerine

kullanılabileceği ifade edilmiştir.

Hofman ve ark. (1998), tohumun geçişini belirlemek için bir ekici ünitenin

tohum borusu üzerine bir optik lazer sensör bağlantısı yapmışlardır. Ekici ünitenin

çalışma hızı ve tohumlar arası düşme zamanı belirlemek için bir mikrobilgisayar

borduyla bir optik sensör kullanmışlardır. Tohum düzgünlü, ekici ünitenin hızı ve

tohumlar arası mesafe kaydedilerek belirlenmiştir.

Raheman ve Singh (2003), ekim makinalarının ekici ünitelerinden tohum

akışını algılayan ışık engelleme tekniğine dayalı bir sensör geliştirmişlerdir.

Algılayıcı ekim makinasının tohumların serbest düştüğü kısma montajlanmıştır.

Bu sensör; bir foto transistör, bir gerilim bölücü, bir IC 4033B entegre, yedi

parçadan meydana gelen bir gösterge ve bir kızılötesi yayıcıdan meydana gelmiştir.

Devrenin elektriksel şeması Şekil 2.4’deki gibidir.


28

Şekil 2.4. Ekici ünitelerden tohum akışını algılayan algılayıcı devresi

Cihazı test edebilmek için geliştirilen bir modelle farklı ilerleme hızındaki

buğday, mısır ve hardal tohumları gres yağ ile kaplı bant üzerine düşürülmüştür

(Şekil 2.5).

Geliştirilmiş sensör, buğday ve hardal tohumlarını %18 hatayla başarıyla

algılamıştır. Bu hatalar kısa bir zaman aralığında çoklu tohumlamayı

algılayamadığından oluşmuştur.

Mısır tohumları için %10 hata bulunmuştur. Tarla çalışması yapılmamasına

rağmen geliştirilmiş sensör tohum akışını algılama potansiyeline sahiptir. Böylece

ölçme cihazının çalışabilirliğini operatör kolayca bilebilir.

Display

Tohumlar

Foto transistör

Foto transistör

Tohum borusu


29

Şekil 2.5. Tohum akışı cihazı test etmek için geliştirilmiş model

Bu çalışmanın sonucunda yapışkan banda düşürülen tohum sayıları ile

elektronik algılayıcının algıladığı tohum sayıları arasında fark belirlenmiştir. Bu fark

buğday ve hardal için %18, mısır için ise %10’un altında olmuştur. Mısır

tohumlarının sayımında hatanın daha az olması ardışık düşen tohumlar arasındaki

sürenin fazla olmasından kaynaklanmıştır.

Tohum toplama kovası

Ana çatı Bant Ekici mil Ekici silindir

Yükseklik ayar kolu

Ekici ünite

Tohum toplama kovası Elektrik motoru

Hız kontrol ünitesi Tohum algılama sensörü Bant

3. MATERYAL VE METOD Kadir YİĞİT

30

3. MATERYAL VE METOD

3.1. Materyal

3.1.1. Mikrodenetleyicler

Tek yongada yerleşik bilgisayar olarak tanımlayabileceğimiz

mikrodenetleyici bu çalışmada fiber optik algılayıcıdan gelen veriyi toplama,

saklama, hesaplama ve istenilen noktaya veri gönderme işleminde kullanılmıştır.

Dünyada çeşitli firmalar tarafından değişik isimlerde mikrodenetleyiciler

üretmekle beraber uygulamada daha çok 8051 ve 8052 seri mikrodenetleyici ailesi

kullanılmaktadır. Bu çalışmada 8052 ailesinden Atmel tipi AT89S8252

mikrodenetleyici entegresi kullanılmıştır (Axelson, 2000).

3.1.1.1. Mikrodenetleyici Bacak Bağlantıları

8052-BASİC mikrodenetleyicinin 8051 ailesine ait 8052 mikrodenetleyicisi

yer almaktadır. İlk defa 1980 yılında İntel tarafından üretilen 8051

mikrodenetleyicisi günümüze kadar değişik başka firmalarca başka markalar altında

üretilen binlerce mikrodenetleyicide temel oluşturmuştur.Bunlar arasında ilk akla

gelenler Philips, Siemens, Dallas, OKİ, Fujitsu, Harris, ,Atmel vb.dir. Atmel 8052

ailesinin görünüşü ve pin bağlantısı şekildeki gibidir (Şekil 3.1.). Bacak işlevleri ise

aşağıdaki çizelgede görülmektedir (Çizelge 3.1).

Şekil 3.1. AT89S8252 mikrodenetleyici uçları


31

Çizelge 3.1. Mikrodenetleyici Bacak İşlevleri

Pin

Sembol Giriş/Çıkış

Fonksiyon

1 P1.0-T2 Giriş/Çıkış

Port 1,Bit 0 Timer2 External İnput

2 P1.1-T2 (EX) Giriş/Çıkış

Port 1, Bit 1 Timer2 External Reload

3 P1.2 Giriş/Çıkış

Port 1, Bit 2


Port 1, Bit 3


Port 1, Bit 4


Port 1, Bit 5

7 P1.6. Giriş/Çıkış

Port 1, Bit 6

8 P1.7. Giriş/Çıkış

Port 1, Bit 7

9 Reset

Giriş Reset System

10 P3.0-RXD Giriş/Çıkış

Port 3, Bit 0 Serial Receive

11 P3.1-TXD Giriş/Çıkış

Port 3, Bit 1 Serial Transmit

12 P3.2-İNT0 Giriş/Çıkış

Port 3, Bit 2 External İnterrupt 0

13 P3.3-İNTO1 Giriş/Çıkış

Port 3, Bit 3 External İnterrupt 1


Port 3, Bit 4 Timer 0 External İnterrupt


Port 3, Bit 5 Timer 1External İnterrupt

16 P3.6-WR Giriş/Çıkış

Port 3, Bit 6 Writte Strobe for External Memory

17 P3.7-RD Giriş/Çıkış

Port 3, Bit 7 Read Strobe for External amaemory

18 XTAL1 Giriş İnverting Oscilatör Amplifier ( Cristal)

19 XTAL2 Çıkış İnverting Oscilatör Amplifier ( Cristal)

20 VSS

Giriş Circuit Ground


32

21 P2.0-A8 Giriş/Çıkış

Port 2,Bit 0 Adress Bit 8







25 P2.4.-A12 Giriş/Çıkış








29 PSEN Çıkış Program Store Enable Read Strobe for External Program Memory

30 ALE Çıkış Adress Latch Enable 31 EA Giriş External Access Enable For Program

Memory 32 P0.7-AD7 Giriş/

Çıkış Port 0,Bit 7 Adress/Databit 7

33 P0.6-AD6 Giriş/Çıkış

Port 0,Bit 6 Adress/Databit 6













40 VCC Giriş Supply Voltage


33

Mikrodenetleyiciler birçok elektronik malzemelerin birleşmesiyle

oluşturulmuştur. İşlevi ve görevi bakımından blok diyagramı Şekil 3.2’deki gibidir

(Anonymous, 2006b).

Şekil 3.2. Mikroişlemci blok diyagramı

3.1.2. RS-232 ve DB 9 Konnektörü

Seri olarak gönderilen verinin alınması veya iletilmesini gerçekleştiren

cihazlar arasında bu tür haberleşmenin sağlanabilmesi için geliştirilen bir konnektör

kullanılmıştır (Şekil 3.3). RS232 DB-9 Erkek ve dişi konnektörlerinin pinlerinin

görevleri Çizelge 3.2 ‘de verilmiştir (Anonymous, 2006b).

Yapılan çalışmada mikrodenetleyicinin programı bilgisayardan RS232

konnektörü tarafından iletilmiştir. Ayrıca mikrodenetleyici kartı ve kumanda

kartının haberleşmesini sağlamıştır.


34

Şekil 3.3. RS-232 DB-9 dişi ve erkek konnektörü

Çizelge 3.2. RS-232 Pinlerinin Görevleri

DB-9 Sinyal Yönü

Sinyal İsmi

3 DTE-DCE Gönderilen Data (Transmitted Data) 2 DCE-DTE Alınan Data (Received Data) 7 DTE-DCE Gönderme önerisi (Request To Send) 8 DCE-DTE Gönderi için temizlik (Clear To Send) 6 DCE-DTE Data set hazır (Data Set Ready) 5 X Sinyal Şasesi (Signal Ground) 1 DCE-DTE Alındı mesajı (Carrier Detect) 4 DTE-DCE Data terminal hazır (Data Terminal Ready) 9 DCE-DTE Telefon çalıyor (Ring Indicator)

3.1.3. Max232

Yaptığım çalışmada kullanılan algılayıcılardan gelen lojik 1 seviyesindeki

bilgiler 14-18 volt arası, lojik 0 seviyesinde ise 0 –3.2 volt değerindedir.

Bu değerler bilgisayara, mikrodenetleyicilere, kumanda panosuna ve

göstergelere zarar verebilir.Bu nedenle çok yaygın olarak kullanılan MAX-232

entegresi kullanılmıştır. Bu entegrenin bacak bağlantıları ve devresi Şekil 3.4’de

verilmiştir (Axelson, 2000).


35

Şekil 3.4. Max-232 bacak bağlantıları ve elektronik devresi

Max-232 ‘nin 14-7 numaralı pinler RS-232 çıkışları, 13-8 numaralı pinler

RS-232 girişleri, 11-10 numaralı pinler dış devreden gelen bacaklar, 12-9 numaralı

pinler dış devreye giden pinler, 15 numaralı pin toprak, 16-2–6 numaralı pinler

beleme ve 1-3-4-5 numaralı pinler ise kondansatör bağlantılarıdır.

3.1.4. Kullanılan Programlar ve Yazılımlar

Şema ve baskı devre çizimleri labcenter elektronik firmasının tasarladığı

Proteus 6 Lite programıyla yapılmıştır. Mikrodenetleyici entegresinin işlev ve

programını tasarlamak içinde Bascom programı kullanılmıştır (Anonymous, 2006c).

Devre yapımında kullanılan similasyon programının bilgisayardan görünüşü

aşağıdaki şekildeki gibidir (Şekil 3.5).


36

Şekil 3.5. Proteus 6.0 Lite programının bilgisayardan görünüşü

3.1.5. Karşılıklı Fiber Optik Fotesel (Algılayıcı)

İnfra firması tarafından imal edilen ve araştırmada kullanılan bu algılayıcı da;

butonla ayarlanan algılama, yüksek hassasiyet, yüksek anahtarlama frekansı, dar

alanlarda kullanım kolaylığı, yüksek performans, 10mm genişlik, 600mm maksimum

algılama mesafesi, saydam cisim algılanması için yüksek çözünürlük, OFF-Delay

zamanlayıcı, Light-ON yada Dark-ON çalışma, bitişik çalışabilme özelliği (Crosstalk

Prevention), ters polarite , kısa devre korumalı ve güçlendirilmiş ABS gövde

(sıcaklığa dayanıklı) gibi teknik özellikleri bulunmaktadır.

Ölçüm setinde 2 adet karşılıklı fiber-optik algılayıcı kullanılmış olup

tohumların geçebileceği alanlar taranmıştır (Çizelge 3.3.).


37

Çizelge 3.3. Karşılıklı Fiber-Optik Algılayıcı Teknik Özelikleri

Besleme Gerilimi 12-24V DC

Anahtarlama Frekansı 1Khz

Anahtarlama Şekli: PNP/NPN

Çıkış Tipi NPN, N.A.+ N.K

Çıkış Gerilimi-Max -----

Çıkış Akımı 80mA

Durum Göstergesi Var

Işık Kuvveti Göstergesi Var

Bitişik Çalışabilme Var

Işık Kaynağı infrared led

Zamanlayıcı: yok

Koruma Sınıfı: IP65

Devre Koruma ters polarite korumalı

Çalışma Sıcaklığı -10+60

3.1.6. Hava Emişli Hassas Ekim Makinası

Denemelerde Ç.Ü.Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü atölyesinde

bulunan Sönmezler Tarım Makinaları San.ve Tic. Şti. (Adana) yapımı PM-01 model

hava emişli 4 sıralı hassas ekim makinasının bir ünitesi kullanılmıştır (Şekil 3.6).

Değişik tür ve cinslerdeki bitki tohumlarını istenilen sıra üzeri aralığında ekebilecek

şekilde imal edilen makinanın ekici ünitesi düşey tohum plakasından oluşmuştur.


38

Şekil 3.6. Sönmezler PM-01 model hassas ekim makinası

Denemede kullandığımız hassas ekim makinasının teknik özellikleri

aşağıdaki Çizelge 3.4’deki gibidir.

Çizelge 3.4. Sönmezler PM-01 Model Hassas Ekim Makinasının Teknik Özellikleri Teknik Özelikler Değerler Toplam uzunluk (mm) 2018 Toplam genişlik (mm) 2900 Toplam yükseklik(mm) 1620 Ağırlık (kğ) 800 Ekici ayaklar arası uzaklık (mm) 290-800 Tohum deposu hacmi (dm3) 30,6 Kuyruk mili aspiratör iletim oranı 1/7 Aspiratör devir sayısı (d/min) 3150 Aspiratör kanat uzunluğu (mm) 700 Baskı tekerleği çapı(mm) 320 Kapatma Genişliği (mm) 145 Aspiratör emiş gücü (mbar) 130

Çalışmada delik çapı 5 mm2 olan 4, 8 ve 16 delikli tohum plakaları

kullanılmıştır (Şekil 3.7). Ekim makinası 80 mbar basınç uygulanmış olup 3 farklı

tohumlar arası mesafede çalışma yapılmıştır.Bu mesafeler 43 cm, 21.5 cm ve 10.75

cm dir.


39

Şekil 3.7 Tek tane atım makinası 16 delikli plaka

3.1.7. Tohumlar

Çalışmada Çukurova yöresinde tarımı yoğun yapılan mısır bitkisi tohumları

kullanılmıştır (Şekil 3.8). Tohumlara ilişkin bazı fiziksel özellikler Çizelge3.5’ de

verilmiştir.

Çizelge 3.5. Denemede Kullanılan Tohumlarının Bazı Fiziksel Özellikleri Boyutlar (mm)

Tohumu a b c

KO (%)

BDA (g/1000 toh.)

Mısır 9.85 ± 0.36 8.16 ± 0.46 4.79 ± 0.28 73.86 272.24 a: tohum uzunluğu, b: tohum genişliği, c: tohum kalınlığı

Şekil 3.8. Denemelerde kullanılan mısır tohumları


40

3.2. Metod

Çalışmada oluşturulan elektronik tabanlı ölçüm düzeni hassas ekim makinası,

mikrokontroller ünitesi, tohum algılama ünitesi, bellek ünitesi ve bilgisayar gibi ana

kısımlardan meydana gelmektedir (Şekil 3.9; 3.10).

“

Şekil 3.9. Elektronik tabanlı tohumlar arası mesafe mesafe ölçme test cihazı blok diyagramı

MCU Mikrokontroller

Ünitesi

Tohum Algılama Ünitesi

Bilgisayar

Bellek Ünitesi

AT89S8252

Hassas Ekim

Makinası

Serbest Düşen

Tohumlar


41

Şekil 3.10. Ekim makinalarında elektronik tabanlı tohumlar arası mesafe ölçme test cihazı.

Elektronik ölçüm sisteminde oluşturulan devrenin baskı devre şeması Şekil

3.11.’de verilmiştir.

Şekil 3.11. Devre baskı devre şeması

Mikrokontroller Ünitesi

Kontrol Ünitesi

Algılayıcı Anfileri


42

Ekim makinasından serbest şekilde düşürülen tohumlar, algılama ünitesine

karşılıklı olarak yerleştirilen fiber-optik algılayıcı tarafından algılanmıştır.

Algılayıcıdaki tohumla ilgili veriler ve bilgiler, tasarlanan uygun programla

mikrokontrol ünitesinde değerlendirilmiştir. Her ünitenin ayrı bir görevi olup

görevleri ve elektronik devre çizimleri aşağıda açıklanmıştır.

3.2.1. Mikrokontreller Ünitesi

Mikrokontreller ünitesine Atmel tipi AT89S8252 tipi entegre kullanılmıştır.

Geliştirilen test cihazı hassas ekim makinasından serbest şekilde düşen tohumu

sayma , düşen ardışık tohumları arası uzaklığı hesaplama ve uzun süreli tohumsuz

geçişlerde operatörü uyarma işlemini yapmaktadır (Şekil.3.12; Şekil 3.13).

Şekil 3.12. Mikrokontroller ünitesi görünüşü

Mikrokontroller ünitesinin program akış şeması, Ek 1 ‘de verilmiştir.

32KB Ram 62256

Mikrokontroller AT 89S8252


43

Şekil 3.13. Mikrokontreller ünitesi elektronik şeması

3.2.2. Tohum Algılama Ünitesi

Tohum algılama ünitesinde fiber optik algılayıcı anfisi ve karşılıklı fiber optik

kablo kullanılarak ekim makinasından geçen tohumlar algılanmıştır. Algılamanın

hassasiyetini arttırmak için 2 adet fiber optik algılayıcı ve 2 adet karşılıklı fiber kablo

kullanılmıştır (Şekil 3.14). Algılama sonucunda anfi devresi bir gerilim üretmiş olup

bu gerilim mikrokontrollerı tetiklemiştir.


44

Şekil. 3.14. Tohum algılama ünitesinde kullanılan fiber-optik algılayıcılar

3.2.3. Kontrol Ünitesi

Şekil 3.15. Kontrol ünitesinin görünüşü

1

1

2

2

1) Algılayıcı anfileri 2) Fiber-optik kablolar


45

Yapılan uygulamada kontrol ünitesinin çizimi aşağıdadır (Şekil 3.16).

Mikroişlemcide ölçülen tohum sayısı, iki tohum arasındaki mesafe, bilgisayar

ekranından gözlemlenebilmektedir.

Bu ünitede 4 adet buton ve devrenin çalışıp çalışmadığını gözlemlemek için

2 adet led vardır. Butonlar yardımıyla uygulamada kullanılan ilerleme hızı ayarlan

ve reset görevi yapılmaktadır. F1 butonu hız büyütme, F2 butonu hız küçültme, F3

butonu yedek veya reset butonu, F4 butonunda ise zaman başlangıcı ayarı

yapılmaktadır (Şekil 3.15).

Şekil 3.16. Kontrol ünitesi elektronik şeması

3.2.4. Bellek Ünitesi

Yapmış olduğum çalışmada yapışkan bant üzerine çok fazla sayıda tohumlar

arası mesafeyi bulacağımızdan dolayı mikrokontrollürün belleği yetersiz

kalmaktadır. Bu nedenle bu çalışmamda 512 KB’lık ilave bir bellek ünitesi devreye

eklenmiştir. Bu bellek ünitesinin resmi ve elektrik şeması aşağıdadır (Şekil 3.17). Bu

bellek ünitesinde tohumlar arası mesafe ve algılayıcıdan geçen tohum miktarı

bilgileri kaydedilmektedir.


46

Şekil 3.17. Bellek ünitesinin kart üzerinde görünüşü

3.2.5. Bilgisayar

Mikroişlemdeki ve bellekteki veriler RS-232 den bilgisayarın seri portuna

gelmekte ve Bascom 2.0 programında bulunan Terminal Emilatör menüsünden

gözlenmektedir. Gösterdiği değerler kartta tasarlanan programla istenilen yere,

istenilen dosya isminde ve text uzantılı şekilde kayıt edilmektedir (Şekil 3.18).

Ram kontrol Entegresi

Ram 32KB

Mikrokontroller AT 89S8252

Ram Kontrol Entegresi


47

Şekil 3.18. Bilgisayar ekranında görülen Emilatör Terminal görünüşü

3.2.6. Ekim Makinası Deneme Düzeni

Bu çalışmada tasarlanıp geliştirilen elektronik tabanlı ölçüm cihazının

kullanabilirliğini test etmek için Şekil 3.19’da görülen deneme düzeneğinden

yararlanılmıştır. Bu düzenekte tohumlar arası uzaklık, elektronik tabanlı test cihazı

ile belirlenirken aynı anda yapışkan bant sistemiyle de ölçülebilmektedir.


48

Şekil 3.19. Tohumlar arası mesafe ölçümünün yapıldığı test sistemleri

3.2.6.1. Elektronik Tabanlı Ölçüm Sistemindeki Algılayıcıların Yerleştirilmesi

Çalışma yapılan elektronik tabanlı ölçüm sisteminin algılayıcı ünitesi iki

fiber-optik sensörden oluşmuştur. Algılayıcı ünite Şekil 3.20‘de görülen ekici

ünitenin alt kısmına, tohumun serbest düştüğü yapışkan bant sisteminin üstüne

algılayıcıların kayıpsız olarak algılayabileceği seviyede yerleştirilmiştir.

2

1 3

9

4

8

6

5

7

6) Elektronik ünite 7) Algılayıcı anfisi 8) Güç kaynağı 9) Bilgisayar

1) Baskı tekeri 2) Tohum sandığı 3) Ekici ünite 4) Yapışkan bant 5) Algılayıcılar


49

Şekil 3.20 Elektronik tabanlı ölçüm sisteminde algılayıcıların görünüşü

Algılayıcılar kısmında bulunan fiber kablo arasından geçen tohumlar,

algılayıcılar tarafından algılanmakta ve algılayıcı kısmının anfi devresinde oluşan

analog sinyal, elektronik kartta bulunan analog-digital dönüştürücü kısmına

iletilmektedir.

3.2.6.2. Yapışkan Bant Sistemi

Elektronik tabanlı ölçüm sisteminin güvenirliğini ortaya koymak amacıyla

tohumlar arası uzaklık ölçümleri yapışkan bant sisteminde de yapılmıştır. Yapışkan

bant ölçüm sistemi; devri ayarlanabilen güç kaynağı (elektrik motoru), bant ve ekim

düzeninden oluşmuştur. Ekici düzen için gerekli 80 mbar’lık vakum basıncı bir

negatif basınç üretecinden sağlanmıştır. Bu bant sisteminde istenen dane atım

frekansında ve ilerleme hızında tohumlar gresli bant üzerine düşmekte, banda

yapışan tohumların arası cm cinsinden şerit metre ile ölçülmüştür (Şekil 3.21).

2 2 2

1

1

1) Algılayıcılar 2) Tohumlar


50

Şekil 3.21. Tohumlar arası mesafe ölçümünün yapıldığı yapışkan bant sistemi

3.2.6.3. Denemelerde Kullanılan Dane Atım Frekansı ve Tohum Aralığının

Hesaplanması

Denemeler 0.5 m/s ve 1 m/s’lik ilerleme hızlarında yürütülmüştür. Bu hızları

sağlayacak bant sistemin devir sayısı aşağıdaki eşitlikler yardımıyla hesaplanmıştır

(Schrottmair, 1976).

np =60*Vb/( π *Db) .....................................................................(3.1.)

np = i*nb .......................................................................................................(3.2.)

VP = np 6* π * Dp/60 .....................................................................(3.3.)

Burada;

nb :Banda hareket veren milin devir sayısı (min-1)

Vb :Bant (ilerleme hızı) hızı (m/s)

1

2

5

4

3

1) Elektrik motoru 2) Negatif basınç kaynağı 3) Tohum sandığı 4) Ekici ünite 5) Yapışkan bant sistemi


51

Db :Banda hareket veren silindirin çapı (m)

np :Tohum plakasının devir sayısı (min-1)

VP :Deliklerin bulunduğu dairenin (tohum plakasının ) çevre hızı (m/s)

Dp :Tohum plakası deliklerinin merkezinden geçen dairenin çapı (m)

i :İletim Oranı

Test sisteminde banda hareket veren milinin çapı (Db) 27.3 cm olarak

ölçülmüştür. Denemelerde kullanılacak ilerleme hızlarını veren bant mili devir sayısı

Çizelge 3.6’da verilmiştir.

Çizelge 3.6 Test Sistemlerde İlerleme Hızlarına Göre Yapışkan Bant Sisteminin Devirleri

Hız (m/s)

Devir Sayısı (min-1)

1 70

0.5 35

Elektronik tabanlı ölçüm sisteminde ardışık düşen tohumların arası uzunluk

olarak değil zaman olarak ölçülmüş ve aşağıdaki eşitlikler yardımıyla sıra üzeri

tohum aralığı hesaplanmıştır (Barut, 1996).

ti =1/(n*p) ................................................................................(3.4.)

i =n/m ................................................................................(3.5.)

V= π *d*n/(i*60) ................................................................................(3.6.)

So= ( π *d)/(i*p) ................................................................................(3.7.)

ti =So/ Vb ................................................................................(3.8.)

So = Vb * ti ................................................................................(3.9.)

Burada:

ti :Ardışık iki tohum arasındaki zaman (s),

n :Ekici plakanın devir sayısı (min-1),

p :Plakadaki delik sayısı (adet),

i :Transmisyon oranı,


52

m :Ekim makinasının tekerleğinin devri (min-1),

d :Ekim makinasının tekerleğinin çapı (m),

Vb :İlerleme hızı (m/s),

So :İstenen sıra üzeri tohum aralığı (m)’dir.

Yapışkan banda hareket veren silindir ile ekici mil arasındaki iletim oranı 0.5

olup ilerleme hızı ve plaka üzerindeki delik sayısına göre dane atım frekansları

Çizelge 3.7’de verilmiştir.

Çizelge 3.7. İlerleme Hızı ve Delik Sayılarına Göre Dane Atım Frekansları (toh/s)

İlerleme Hızı Delik Sayısı Tohumlar Arası Mesafe Dane Atım Frekansı

(m/s) (Adet) (cm) (toh/s)

4 10.75 1.19 0.5 8 21.50 2.27 16 43.00 4.16

4 10.75 2.27 1 8 21.50 4.16

16 43.00 9.32

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Kadir YİĞİT

53

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA

4.1. Sıra Üzeri Tohum Dağılımına Etkili Parametreler

Ölçüm sistemlerinin karşılaştırıldığı bu çalışma, iki farklı ilerleme hızına

bağlı olarak, üç farklı dane atım frekansında yapılmıştır. Ölçme sitemi, dane atım

frekansı ve ilerleme hızının tekli, ikili ve üçlü interaksiyon halinde sıra üzeri tohum

aralığı düzgünlüğüne etkilerini ortaya koymak için yapılan varyans analizinin

sonuçları Çizelge 4.1’de verilmiştir.

Çizelge 4.1. Dağılım Düzgünlüğü Parametrelerin Varyans Analizi Sonuçları

Varyasyon Kaynağı

Serbestlik Derecesi

Kareler Toplamı

Ortalamaların Kareleri

F Değeri

Olasılık

Ölçme Sistem (A) 1 1086.105 1086.105 207.9979 0.0000

Hız(B) 1 70.704 70.704 13.5405 0.0005 (AxB) 1 67.83 67380 12.9037 0.0007

Dane Atım Frekansı (C) 2 8174.667 4087.334 782 0.0000 (AxC) 2 1293.771 646.885 7575 0.0000

(BxC) 2 28.323 14.161 123.8838 0.0745

(AxBxC) 2 81.37 40.685 2.712 0.0010

Hata 60 313.303 5.222 7.7915

Toplam 71 11115.623

Varyasyon Katsayısı : %10.45

Yapılan varyans analizine göre ölçme sistemi, ilerleme hızı ve dane atım

frekansı tohum aralığını istatistiksel olarak %1 önem seviyesinde etkilemiştir. Bu

etki tekli (A, B ve C), ikili (AxB, AxC ve BxC) ve üçlü (AxBxC) interaksiyon

şeklinde devam etmiştir.

4.2. Ölçüm Sistemlerine Göre Dane Atım Frekansının Sıra Üzeri Tohum

Dağılımına Etkisi

Ölçüm sistemlerine göre dane atım frekansının değişimi ortalama tohum

aralığı değerleri arasında istatiksel olarak farklılık yaratmıştır (P<0.01). Sistemlerde


54

varyasyon katsayısı %22.26-%5.07 arasında değişmiştir. Elektronik sistemdeki

varyasyon katsayısı %22.26-5.07 aralığında gözlemlenirken yapışkan bant

sisteminde ise %8.39-5.21 aralığında gözlemlenmiştir (Çizelge 4.2).

Çizelge 4.2. Ölçme Sistemlerine Göre Dane Atım Frekansının Tohum Dağılım Düzgünlüğüne Etkisi SİSTEM DAF X VK (tohum/s) (cm) (%)

1.19 45.356 a 8.39 B(Bant Sistemi) 2.27 21.827 c 5.21

4.16 10.013 e 8.47

1.19 25.628 b 22.26 E (Elektronik Sistem) 2.27 19.303 d 5.07

4.16 8.960 e 11.06

P<0.01

Yapılan LSD testine göre elektronik tabanlı ölçüm sisteminden elde edilen

ortalama değerler ile yapışkan bant ölçüm sisteminden elde edilen ortalama değerler

arasında istatistiksel olarak farklılık oluştuğu belirlenmiştir. Her iki sistemde de 2.27

tohum/s dane atım frekanslarında düşük varyasyon katsayısı (<%5.3) elde edilmesine

karşın 1.19 tohum/s DAF’ında elektronik tabanlı ölçüm sisteminde %22.26 gibi

yüksek bir varyasyon katsayısı değeri hesaplanmıştır (Şekil 4.1).

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 Dane Atım Frekansı (toh/s)

Var

yasy

on

Kat

sayı

sı (

%)

B(cm )

E(cm )

Şekil 4.1.Ölçüm sistemlerinin DAF’na göre sıra üzeri tohum dağılımına etkisi


55

Ölçüm sistemlerinin DAF na bağlı olarak tohum aralığı ortalama değerlerinin

varyasyon katsayısı farklarının düşük olması nedeniyle ölçüm sistemleri arasında

ilişkiyi ortaya koyacak regrasyon analizine gereksinim duyulmuştur. Bu analiz

sonucuna göre elektronik tabanlı ölçüm sisteminde dane atım frekanslarında elde

edilen ortalama tohum aralıkları değerlerinin regrasyon katsayısı (R2) 0.9997 olarak

bulunmuş olup yapışkan bant isteminde ise ortalama tohum aralıkları değerlerinin

regresyon katsayısı (R2) 0.8855’dir. Her iki sistemde dane atım frekansı ile tohum

aralığı arasında ters orantılı doğrusal bir ilişki vardır. Bu da olması gereken beklenen

bir durumdur. Dane atım frekansı arttıkça ölçüm sistemleri arasındaki ölçüm

farklılığı azalmıştır (Şekil4.2).

BX = -11.262DAF + 54.338 R2=0.8855 EX = -5.5964DAF + 32.178 R2=0.9997

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1 2 3 4 5

Dane Atım Frekansı (toh/s)

To

hu

m A

ralığ

ı (c

m)

Bcm

Ecm

Şekil 4.2.Ölçüm sistemlerine göre DAF’nın tohum aralığına etkisi

4.3. Ölçüm Sistemlerine Göre İlerleme Hızının Sıra üzeri Tohum Dağılımına

Etkisi

Ölçüm sistemlerine göre ilerleme hızının değişiminin tohum aralığı ortalama

değerleri arasında istatiksel olarak farklılık yaratmıştır (P<0.01). Sistemlerde

varyasyon katsayısı %40.17-56.87 arasında gözlemlenmiştir. Elektronik sistemdeki

varyasyon katsayısı %42.82-40.17 aralığında gözlemlenirken yapışkan bant

sisteminde ise %56.86-55.87 aralığında gözlemlenmiştir. Varyasyon katsayıları farkı


56

0,5 m/s ilerleme hızında %14.40 olurken 1 m/s ilerleme hızında %15.70 değerinde

gözlemlenmiştir (Çizelge.4.2).

Çizelge 4.3. Ölçme Sistemine Göre İlerleme Hızının Tohum Dağılım Düzgünlüğüne Etkisi

SİSTEM

Hız (m/s)

X (cm)

VK (%)

B(Bant Sistemi) 0.5 25.755 a 56.86 1 25.708 a 55.87

E (Elektronik Sistem) 0.5 19.22 b 42.82 1 16.005 c 40.17

30

35

40

45

50

55

60

0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 İlerleme Hızı (m/s)

Var

yasy

on

Kat

sayı

sı (

%)

B(cm)

E(cm)

Şekil 4.3. Ölçüm sistemlerine göre ilerleme hızının tohum aralığı düzgünlüğüne etkisi

İlerleme hızı 0.5 m/s’den 1 m/s’ye yükseltildiğinde, ölçüm sistemlerin

dağılım düzgünlükleri arasındaki fark artmaktadır (Şekil 4.3). Diğer taraftan

sistemler kendi içinde değerlendirildiğinde, 1 m/s’lik ilerleme hızında sıra üzeri

tohum dağılım düzgünlüğü 0.5 m/s’lik hıza göre iyileşmektedir.


57

4.4. Ölçüm Sistemlerine Göre Dane Atım Frekansı ve İlerleme Hızının Sıra

Üzeri Tohum Dağılımına Etkisi

Ölçüm sistemlerine göre ilerleme hızı ve dane atım frekansının ikili

interaksiyonu ortalama tohum aralığı değerleri arasında istatiksel olarak farklılık

yaratmıştır (P<0.01). LSD testine göre elektronik ölçüm sisteminin sıra üzeri tohum

aralığı değerleri ile yapışkan bant ölçüm sisteminin değerleri arasında istatistiksel

olarak farklılık oluştuğu belirlenmiştir. Her iki ölçme sisteminde de aynı ilerleme

hızlarında ve 1.19 toh/s frekansında elde edilen tohum aralığı değerleri arasında

önemli farklılık vardır (P<0.01). Ölçüm sisteminin aynı hızlar için diğer iki frekansın

tohum aralığı değerleri arasında istatistiksel olarak farklılık saptanmamıştır (Çizelge

4.4).

Çizelge 4.4. Ölçme Sistemine Göre Dane Atım Frekansı Ve İlerleme Hızının Tohum Dağılım Düzgünlüğüne Etkisi

SİSTEM V DAF X VK Bant ve Elk.Sistem (m/s) (tohum/s) (cm) * (%)

1.19 44.762 a 0.29 0,5 2.27 21.966 c 1.02

Bant Sistemi 4.16 10.533 d 3.32

2.27 45.945 a 12.12 1 4.16 21.687 c 7.66 9.32 9.492 d 9.49

1.19 29.967 b 0,96 0,5 2.27 20.132 c 1.47

Elektronik Sistem 4.16 9.668 d 2.62

2.27 21.29 c 24,13 1 4.16 18.474 c 3.32 9.32 8.253 d 11.47

V: İlerleme Hızı, DAF: Dane atım frekansı, X: Sıra üzeri tohum aralığı, VK: Varyasyon katsayısı; * P<0.01

Sistemlerin sıra üzeri tohum aralığı ortalamalarının varyasyon katsayıları

(VK) %24.13-%0.29 arasında değişmiştir. Elektronik sistemdeki varyasyon katsayısı

%24.13‘in altında olurken yapışkan bant sisteminde ise %12.12’nin altında

olmuştur. Her iki sistemdeki en büyük varyasyon katsayısı 1 m/s ilerleme hızındaki

1.19 toh/s dane atım frekansında oluşmuş olup aralarındaki fark %12 seviyesindedir


58

(Şekil 4.4). Diğer 0.5 m/s hızındaki dane atım frekanslarında ve 1 m/s hızındaki

2.16-4.32 toh/s frekanslarında varyasyon katsayısı farkları %4.5 seviyesindedir. En

düşük varyasyon katsayısı her iki ölçüm sisteminde de 0.5 m/ ilerleme hızı ve 1.19

tohum/s dane atım frekansında elde edilmiştir. Söz konusu hız ve frekanslarda

varyasyon katsayısı %1’in altında bulunmuştur.

0

5

10

15

20

25

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Dane Atım Frekansı (toh/s) tjkjkjkjttt(toh/s)

Var

yasy

on

Kat

sayı

sı

(%)

BV1 EV1

BV2 EV2

BV1: 0.5 m/s hızında bant sistemi BV2: 1 m/s hızında bant sistemi EV1: 0.5 m/s hızında bant sistemi EV2: 1 m/s hızında bant sistemi

Şekil 4.4. Ölçüm sistemlerine göre hız ve dane atım frekanslarının tohum dağılım düzgünlüğüne etkisi

4.5. Elektronik Tabanlı Ölçüm Sistemi ve Bant Ölçüm Sisteminin

Karşılaştırılması

Çizelge 4.1’de verilen varyans analiz sonuçlarına göre elektronik ölçüm

değerleri ile yapışkan bant ölçüm değerleri arasında istatistiksel. olarak farklılık

oluştuğu için ölçüm sistemleri arasında ilişkiyi ortaya koyacak regrasyon analizine

gereksinim duyulmuştur (Şekil 4.5).


59

E= 0,4392B + 6,6629 R2 = 0,7735

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40 50

Bant Sistemi ile Ölçülen Tohumlar arası aralık (cm)

Ele

ktro

nik

Sis

tem

ile

Ölç

üle

n T

oh

um

lar

Ara

sı

Ara

lık (

cm)

Şekil 4.5. Elektronik tabanlı ölçme sistemi (E) ile yapışkan bant ölçme sistemi (B) arasındaki ilişki

Bu analiz sonucuna göre elektronik tabanlı ölçüm sistemi ile yapışkan bant

ölçüm sisteminde (B) elde edilen tohum aralıkları değerlerinin regrasyon katsayısı

(R2) 0.7735 olarak bulunmuş ve aralarındaki ilişki;

E=0.4392B + 6.6629

denklemiyle ortaya konmuştur. Elektronik tabanlı ölçme sistemi (E) ile yapışkan

bant ölçme sistemde oluşan sayısal farklılık nedeniyle yukarıdaki eşitlik elektronik

tabanlı ölçme sisteminin kalibrasyonu için önemlidir.

5.SONUÇLAR VE ÖNERİLER Kadir YİĞİT

60

5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER

5.1. Sonuçlar

Bu araştırmada tek tohum ekim makinalarında kullanılmak üzere tohumlar

arası uzaklığı ölçebilen, algılayıcı, mikrokontroller ve bilgisayardan meydana gelen

elektronik tabanlı bir ölçme sistemi geliştirilmeye çalışılmıştır. Geliştirilen elektronik

tabanlı ölçme sistemi, düşen tohumları algılayıcılar vasıtası ile algılamaktadır.

Ardışık düşen tohumların zaman geçişleri mikrokontroller yardımıyla zaman

geçişleri belirlenmekte ve yine bu çalışma kapsamında tasarlanan program

yardımıyla ardışık düşen tohumların zaman farkları mesafeye dönüştürülmektedir.

Bu araştırma kapsamında geliştirilen elektronik tabanlı ölçüm sisteminin

güvenirliliğini ortaya koymak için elde edilen tohum aralıklarının ortalama değerleri

yapışkan bant sisteminde elde edilen tohum aralıklarının ortalama değerleri ile

karşılaştırılmıştır.

Çalışmada mısır tohumları kullanılarak tek tohum ekim makinasından

düşürülen tohumların ardışık aralıkları, geliştirilen elektronik tabanlı ölçüm sistemi

ile belirlenmiştir. Aynı zamanlı olarak tohumlar yapışkan bant üzerine düşürülerek

ardışık tohum aralıkları bir şerit metre yardımıyla ölçülmüştür. Elektronik tabanlı

ölçme sistemi ve yapışkan bant sisteminde iki farklı ilerleme hızına bağlı olarak üç

farklı dane atım frekansında çalışılmıştır. Ölçülen aralıklar, sıra üzeri dağılım

düzgünlüğünün (ortalama tohum aralıkları, tohum aralıklarının standart sapması ve

tohum aralıklarının varyasyon katsayısı) hesaplanmasında kullanılmıştır.

Karşılaştırılan iki test sisteminin sonuçları arasında varyans analizine göre

istatistiksel olarak %1 önem seviyesinde farklılık belirlenmiştir. Benzer farklılık

ölçüm sistemine bağlı olarak ilerleme hızı ve dane atım frekansında da bulunmuştur.

Sistemler arasında en büyük fark, düşük dane atım frekansında ve düşük

hızda meydana gelmiştir. Bu durum, düşük frekansta bir tohum algılayıcı tarafından

algılanmadığı zaman tohumlar arası aralığın diğer frekanslardaki aralıklardan büyük

olmasından kaynaklanmıştır.

5.SONUÇLAR VE ÖNERİLER Kadir YİĞİT

61

Elektronik tabanlı ölçüm sistemi ile yapışkan bant ölçüm sisteminde elde

edilen tohum aralıkları değerlerinin regrasyon katsayısı (R2) 0.7735 olarak

bulunmuştur. Regresyon katsayısının 0.7735 çıkması sistemlerin ilişkili olduğu

anlamına gelmekte olup sistemin kullanabilirliği hakkında fikir vermektedir.

Bu çalışma ile elektronik ölçüm sistemlerinin ekim makinalarının

etkinliklerinin (tohum aralığı, tohum atım frekansı, ekim normu, atılan tohum miktarı

gibi) belirlenmesinde kullanılabileceği ortaya konmuştur.

5.2. Öneriler

Çalışma sonuçları göz önüne alınarak bundan sonraki çalışmalara ışık

tutması açısından aşağıdakiler önerilebilir:

• Hata oranın azaltılması için elektronik tabanlı ölçüm sisteminde

tasarlanan mikrokontroller entegresinde tasarlanan programdaki

zaman gecikmelerinin minimuma indirilmesi,

• Zaman gecikmesine neden olduğundan dolayı mikrokontroller

entegresi programı tasarlanırken amacın dışında ek programlardan

kaçınılmalı, test analizi amacı dışında ilave programlar yapılmamalı,

• Tohumların geçtiği bölgeler iyi analiz edilmeli ve algılayıcılar uygun

yere konulmalı,

• Tüm tohumları algılayabilecek sayıda algılayıcı kullanılmalı,

• Yüksek dane atım frekansında hassas algılama yapabilecek

algılayıcıların geliştirilmesi,

• Algılayıcı teknolojisinin gelişmesi ile daha az hata ile ekim makinaları

test edilebilecektir.

• Tasarlanan elektronik tabanlı ölçüm sisteminin performansını test

edebilmek için cihazın farklı tohumlar ve farkı makinalarda

kullanılması uygun olacaktır.

62

KAYNAKLAR

ANONYMOUS, (2005). Sensörlerin Çalışma Prensipleri ve Uygulama Alanları.

01.Jun.2005. Online :http://www.voltam.com.tr

ANONYMOUS, (2006a). Algılayıcılar (Sensors-Transducers). 14.May.2006. Online:

http://www.mekatronikkulubu.org/ algilayicilar_sensors_transducers

ANONYMOUS, (2006b). AT89S8252 Datasheets. 12.Sept.2006. Online:

http://www.atmel.com

ANONYMOUS, (2006c). Proteus VSM for 8051/8052. The ProSPICE Simulator.

16.Dec.2006. Online: http://www.labcenter.co.uk/index uk.htm.

AXELSON, J., DİNÇER, G., (2000). Her Yönüyle 8051/52, Bileşim Yayıncılık,

İstanbul, p223.

BARUT, Z.B., ÖZMERZİ, A., 1997. Hava Akımlı Hassas Ekim Makinalarında

Tohum Plakası Delik Şeklinin Ekim Düzgünlüğüne Etkisi. Tarımsal

Mekanizasyon 17. Ulusal Kongresi Bildiri Kitabı, 17-19 Eylül, Tokat. s: 474-

484.

BARUT, Z.B., 2006. TARIM MAKİNALARI 2., Bölüm II., Ekim Makinaları, Ed:

Öztekin, S., Nobel Kitabevi, Adana, s:55-110.

HOFMAN, V., STAFNEY, J. 1998. An Optical Sensor for Rapid Measurement of

Planter Seed Spacing Accuracy. Research Specialist Ag and Biosystems

Engineering. North Dakota State University.

KACHMAN, S. D., SMİTH J. A., 1995. Alternative Measures of Accuracy in Plant

Spacing for Planters Using Single Seed Metering. Transaction of the ASAE

38(2), 379-387.

KOCHER, M.F., LAN, Y., CHEN, C., SMİTH, J.A., 1997. Opto-electronic sensor

system for rapid evaluation of planter seed spacing uniformity. Transactions

of the ASAE, 41(1): 237-245.

63

KUMAR, V., DURAİRAJ, C.D., 2000. Influence of Head Geometry on the

Distributive Performance of Air-assisted Seed Drills. J. Agric. Engng. Res.,

75 (2), 81-95.

LAN, Y., KOCHER, M.F., SMİTH, J.A., 1999. Opto-electronic Sensor System for

Laboratory Measurement of Planter Seed Spacing with Small Seeds. J. Agric.

Engng Res., 72 (2), 119-127.

MUTAF, E., 1984. Tarım Alet ve Makinaları .Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi

Yayınları, No: 218, Bornova, İzmir, s: 464.

MÜLLER, J., RODRİGUE, G., KÖLLER, K., 1994. Optoelectronic Measurement

System for Evaluation of Seed Spacining. Hohenheim University , Instiltute

for Agricultrural Engineering in Tropics and Subtropics, Stuttgart, Germany

ÖNAL, İ., 1975. Bir Pnömatik Hassas Ekim Makinası ile Mısır Tohumunun Ekim

Olanakları Üzerinde Bir Araştırma. TÜBİTAK V. Bilim Kongresi TOAG

Tebliğleri, 29 Eylül-2 Ekim, İzmir. s: 253-273.

ÖZMERZİ, A., 1996. Bahçe Bitkilerinin Mekanizasyonu. Akdeniz Üniversitesi

Basımevi,Yayın No: 63, Antalya, s:148.

ÖZMERZİ, A., BARUT, Z.B., 1991. Antalya Yöresinde Pamuk Tarımında

Kullanılan Tarım Alet ve Makinalarının Zaman Tüketimleri Üzerinde Bir

Araştırma.Tarımsal Mekanizasyon 13. Ulusal Kongresi, Konya, s:551-560.

ÖZSERT, İ., ÜLGER, P., 1985. Tahıl Ekim Makinaları Dağıt Düzenleri Üzerinde

Bir Araştırma. Tarımsal Mekanizasyon 9. Ulusal Kongresi, 20-22 Mayıs,

Adana, s:139-149.

RAHEMAN, H., SİNHG, U., 2003. A Sensor for Seed Flow from Seed Metering

Mechanisms. IE(I) Journal-AG, 84(1): 6-8.

SCHROTTMMAIER, J., (1976). Elektronisches Mebverfahren zur Bestimmung der

Körnerverteilung von Saemeschinen. Forschungsberichte der

Bundesversuchsund Prüfungsanstalt für landwirtschaftliche Maschinen und

Geraete, Wieselburg, Heft 4.

KOÇ, T. M., DURSUN, G. İ., 1987. A Research on Seed Sensing Possibilities for

Sugar Beet Seeds with Precision Drill by Means of an Opto-elektronic

64

Sensor. Problems on Agricultural and Forest Engineering, 14th International

Conference, Warsaw, Poland, s:169.

TEZER, E., ZEREN, Y., 1995.Tarımsal Mekanizasyon I. Çukurova Üniversitesi

Ziraat Fakültesi Ders Kitabı, No:72, Adana, s: 260.

ÜLGER, P., 1982. Tarımsal Makinaların İlkeleri ve Projeleme Esasları. Atatürk

Üniversitesi Yayınları, No: 605, Ders Kitapları Serisi no: 43, 455 s. Erzurum.

ÜLGER, P., GÜZEL, E., AKDEMİR, B., KAYIŞOLU, B., PINAR, Y., EKER, B.,

BAYHAN, Y., 1996. Tarım Makinaları İlkeleri. Fakülte Matbaası, İstanbul,

s: 435.

YAVUZCAN, H.G., ÇAY, C.İ., 2001. Azerbaycan Cumhuriyeti’nde Tarımsal

Mekanizasyon ve Tarımsal Üretimdeki Öncelikli Sorunların Çözümünde

Türkiye’nin Rolü.Tarımsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi. Bildiriler: 25-

37. Şanlıurfa

YILMAZ, M., YUMAK, H., YILDIZ, E., TEKELİOĞLU, O., UÇART., 1991.

Pnomatik Tektane Ekim Makinalarının Meyve Tohumlarının Ekimde

Kullanılmaları ve Teknik Başarılar Üzerinde Bir Araştırma. ,Van, Y.Y.Ü.

Ziraat Fakültesi Dergisi, Cilt:1, No:2, s:163-177.

ZEREN, Y., 1991. Türkiyede Traktör, Biçerdöver ve Tarım İş Makinaları İmalat

Sanayinin Durumu ve Yönelimi.Ç.Ü.Ziraat Fakültesi Tarımsal Mekanizasyon

Bölümü, Adana, s:30.

65

ÖZGEÇMİŞ

1966 yılında Kadirli’ de doğdum. İlk, orta ve lise eğitimimi Kadirli’de

tamamladım. Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik

Mühendisliği Bölümünden 1992 yılında Elektrik-Elektronik Mühendisi olarak mezun

oldum. Sİ-EL Ltd.Şti ve Yiğit Elektrik Ltd.Şti.’de dört yıl Teknik Müdürlük yaptım.

2002 yılında Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitütüsü Tarım Makinaları

Anabilim Dalında Yüksek lisans eğitimine başladım. Halen Çukurova Üniversitesi

Kadirli Meslek Yüksekokulunda Öğretim Görevlisi olarak çalışmaktayım.

Çukurova Ün İvers İtes İ fen b İlİmler İ enst İtÜsÜa computer system the spacings of the...

Documents