Yapılan denemelerde elde edilen verilerin istatistik analizlerine ait sonuçlar Çizelge 5.2’de verilmiştir. Yapılan tüm denemelerde (27 farklı koşul) sağ ve sol bumlardan ölçülen yükseklik değerleri ortalamaları arasında, %5 anlamlılık düzeyinde yapılan T-testi analizi sonucunda istatistiksel olarak farklılık gözlenmemiştir (p>0.05). Yani sistemin, sağ ve sol bum üzerinde bulunan mesafe ölçüm sensörlerinden gelen verilere bağlı olarak, tüm koşullar altında iki bumu girilen ayar değerlerine bağlı olarak kumanda etmiştir. Sistemin, sağ ve sol bumu kumanda eden hidrolik güç elemanları ve elektronik kumanda elemanlarının çalışmaları sırasında bir farklılık gözlenmemiştir.
Sağ bum ve sol bum uç noktalarına sabitlenen sensörlerin ölçtükleri yükseklik değerleri arasında bir farklılık çıkmamıştır.
Zeminlere göre tüm denemelerde ölçülen yükseklik ortalamaları arasındaki fark yapılan varyans analizi sonucunda önemli çıkmıştır (p<0.05). Bu farklılığında yapılan Tamhane T2 testi aracılığıyla tırmıkla işlenmiş zemin ile yoncalı zemin arasında ölçülen yükseklik ortalamalarından kaynaklandığı bulgusuna ulaşılmıştır. Blitz J. (1971) yaptığı çalışmasında zeminleri oluşturan materyallere ait karakteristik empedansların, birbirlerinden farklı olduğu sonucuna ulaşmıştır. Bu durumda ultrasonik ses ile mesafe ölçümü yaparken zemin koşullarının, ultrasonik sesin yansımasını etkilediğini belirtmiştir. Aynı şekilde Lida and Burks (2002) yaptığı çalışmada, kullandığı ultrasonik mesafe ölçüm sensörlerinin bitki yoğunluğunun arttığı bölgelerde hata oranlarının arttığını belirtmiştir. Vatandaş et al. (2007) yaptıkları çalışmada ultrasonik yöntemle farklı yoğunluktaki alkol-sıvı karışımlarında kullanılan alkol tipini ve yoğunluğunu ölçmeye çalışmışlardır. Yaptıkları çalışma sonucunda ultrasonik sesin ortam yoğunluğundan ve sıcaklıktan etkilendiğini belirtmişlerdir.
Hızlara göre tüm denemelerde ölçülen yükseklik ortalamaları arasındaki fark yapılan varyans analizine göre önemli çıkmıştır (p<0.05). Yani 3.5 km/h hız kademesinde, 4.5 km/h hız kademesinde ve 6.0 km/h hız kademesinde tüm denemelerde elde edilen yükseklik verilerinin ortalamaları arasındaki farklılık önemli çıkmıştır. Bu farklılığın
hangi alt koşuldan kaynaklandığının bulunması için Tamhane T2 testi uygulanmış ve farklılığın 4,5 km/h ve 6,0 km/h hızlar arasından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Lida and Burks (2002) aynı özelliklere sahip üç adet ultrasonik mesafe ölçüm sensörleriyle, farklı traktör hızlarına göre yaptıkları çalışmada elde ettikleri standart hatalar Çizelge 5.1’de verilmiştir. Çizelge 5.1’de verilen değerlere göre araştırıcılar, ultrasonik mesafe ölçüm sensörlerinin hızdan etkilendiğini ve hız artıkça standart sapmanın en üst noktaya ulaştığını belirtmişlerdir.
Ayar değerlerinde, denemelerde kullanılan üç hız kademesinde elde edilen yükseklik ölçüm ortalamaları arasında bir farklılık istatistiksel olarak gözlenmemiştir (p>0.005).
Üç farklı zeminde (anızlı, tırmıkla işlenmiş, yoncalı) kullanılan ayar değerlerinden 60 cm ayar değerinde 3.5 km/h, 4.5 km/h ve 6.0 km/h hız kademelerinde elde edilen yükseklik ortalamaları arasında bir farklılık gözlenmemiştir. Aynı şekilde 80 cm ayar değerinde 3.5 km/h, 4.5 km/h ve 6.0 km/h hız kademelerinde elde edilen yükseklik ortalamaları arasında bir farklılık gözlenmemiştir. Üçüncü ayar değeri olan 100 cm’de de 3.5 km/h, 4.5 km/h ve 6.0 km/h hız kademelerinde elde edilen yükseklik ortalamaları arasında bir farklılık gözlenmemiştir. Sistem bu ayar değerlerinde, farklı hız kademelerinde istenilen ayar değerlerini sağlamıştır. Ayar değerlerinde ölçülen yükseklik ortalamaları hızlardan etkilenmemiştir (p>0.05).
Zeminlerin ölçülen yükseklik ortalamalarına etkilerinin araştırılması için yapılan analizde %5 önemlilik düzeyine göre, zeminlerin 60 cm’de ölçülen yükseklik
ortalamalarına etkisi istatistiksel olarak önemli çıkmamıştır (p>0.05). 80 cm ve 100 cm’lik ayar değerlerinde, anızlı, tırmıkla işlenmiş ve yoncalı zeminlerde ölçülen yükseklik ortalamaları arasında ise %5 önemlilik düzeyine göre farklılık istatistiksel olarak önemli çıkmıştır (p<0.05). Denemelerin yapıldığı zemin koşulları birbirlerinden farklı yoğunlukta oldukları için, ultrasonik mesafe ölçüm sensörlerinin bu koşullarda ölçtükleri yükseklik verileri farklılık göstermiştir. Bu koşullarda çalışma yapılırken sensörlerin çalışılacak zeminde kalibre edilmesi gerekir.
İstenilen ayar değerlerinde, bumlara göre ölçülen yükseklik ortalamaları arasındaki farklılık önemli çıkmamıştır (p>0.05). Yani farklı ayar değerlerinde, sağ ve sol bum birbirlerinden bağımsız olarak çalışmalarına rağmen, aynı karakteristik özellikleri göstermişlerdir. Sistem bumları birbirinden bağımsız olarak kumanda edebilmiştir.
Bumların uç noktalarında yer alan sensörlerden gelen yükseklik verileri farklılık göstermemiştir. Buradan çıkarılacak diğer bir sonuç ise farklı zeminlerde veya eğimli arazilerde, sistem sağ ve sol bumu girilen ayar değerlerine göre yer düzlemine paralel olarak tutabilmiştir.
Farklı zeminlerde istenilen ayar yükseklik değerlerinde, ölçülen yükseklik ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemli çıkmıştır (p<0.05). Bu sonuç sistemin çalışmasının olumlu bir göstergesidir. Sistem girilen ayar değeri farklılıklarını algılamış ve bu farklılıklara uygun olarak bumları yer düzlemine paralel tutmaya çalışmıştır.
Zeminlere göre, farklı hızların ölçülen yükseklik ortalamalarına etkisi istatistiksel olarak önemli çıkmıştır (p<0.05). Anızlı zeminde 6.0 km/h’lik hızda alınan yükseklik ölçüm ortalama değerleri, hem 3.5 km/h ve hem de 4.5 km/h’lik hızlarda alınan yükseklik ortalamalarına göre istatistiksel olarak farklı çıkmıştır (p<0.05). Yoncalı zeminde alınan yükseklik verilerinde ise 3.5 km/h’lik hızlarda alınan yükseklik ortalama değerleri, hem 4.5 km/h ve hem de 6.0 km/h’lik hızlarda alınan yükseklik ortalamalarına göre farklı çıkmıştır (p<0.05). Tırmıklı zeminde ise 3.5 km/h’lik hızlarda alınan yükseklik ortalama değerleri, hem 4.5 km/h ve hemde 6.0 km/h’lik hızlarda alınan yükseklik ortalamalarına göre farklı çıkmıştır (p<0.05). Bu farklılık ilerleme hızlarının ultrasonik mesafe ölçüm
sensörlerini etkilemesinden kaynaklanmaktadır (Lida et al. 2002).
Zeminlere göre ölçülen sağ ve sol bum yükseklik ortalamaları arasındaki fark anızlı ve tırmıkla işlenmiş zeminlerde istatistiksel olarak önemli çıkmamıştır (p<0.05). Anızlı ve tırmıkla işlenmiş zeminlerde bumlar girilen ayar değerlerine göre yer düzlemine paralel tutulmuşlardır. Yoncalı zeminde ise iki bumdan ölçülen yükseklik ortalamaları arasındaki farklılık önemli çıkmıştır (p<0.05). Bu farklılığın yoncalı zeminlerde bulunan bitki yoğunluğu ve bitki boyu farklılıklarından kaynaklandığı söylenebilir.
Geliştirilen sistemle ilgili olarak bazı öneriler aşağıda sıralanmıştır.
1. Sistemde kullanılan ultrasonik mesafe ölçüm sensörleri, ultrasonik sesin yayılma özelliğinden kaynaklı olarak, farklı tarla koşullarında ve farklı çevre sıcaklıklarında ölçtükleri mesafe verileri farklılık göstermektedir. Bundan dolayı farklı tarla koşulları için sensörlerin kalibrasyonu yenilenmelidir.
2. Geliştirilen sistemde prototip tarla pülverizatörü bumları üzerinde sağ ve solda birer adet olmak üzere iki adet ultrasonik mesafe ölçüm sensörü kullanılmıştır. İleriki çalışmalarda sensör sayılarının artırılarak, aktif bum dengelemeye yönelik denemeler yapılabilir.
3. Sistemde aktif dengeleme için aç-kapa (on-off) kontrol yöntemi kullanılmıştır. İleride yapılacak çalışmalarda, PI ya da PID kontrol yöntemleri kullanılarak daha hassas bir aktif dengeleme yapılabilir.
4. Sistem ticari bir tarla pülverizatörüne takılarak ilaçlama etkinliği üzerine etkisi belirlenmelidir.
5. Geliştirilen sistem ve elektronik kumanda kartı uygun bağlantı düzenekleri ile birlikte biçerdöver tablasının aktif dengelenmesi için de kullanılmalı ve sistem performansı ortaya konmalıdır.
Çizelge 5. 2 Yapılan denemelerde elde edilen verilerin istatistik analizlerine ait sonuçlar
n Önemlilik (p) Fark Çıkan Değişkenlere İlişkin Açıklama
Önemli Yoncalı -tırmıklı zeminler arasında
Tırmıklı 3959
Önemli Tırmıklı - yoncalı zeminler arasında
Tırmıklı 1275
Önemli Tırmıklı - yoncalı zeminler arasında
Tırmıklı 1297
Yoncalı 1140
Sağ bum 1803
Önemsiz -
Sol bum 1838
Ölçümlerin Alındığı
n Önemlilik (p) Fark Çıkan Değişkenlere İlişkin Açıklama
KAYNAKLAR
Altınbaşak, O. 2004. PIC Basic Pro ile PIC Programlama. Atlaş Yayıncılık ve Elektronik Tic. A.Ş. İstanbul.
Anonymous. 2007. Web Sitesi: www.leadix.com/sites/Mechatronics/
Erişim Tarihi: 10.10.2007.
Atıcı, A. 1994. Ultrasonik ile Malzeme Muayenesi, Dokuz Eylül Üniversitesi Basımevi, İzmir.
Anonim. 2007. T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı web sayfası http://www.cedgm.gov.tr/
cevreatlasi/toprakvearazi.pdf. Erişim Tarihi: 05.12.2007
Anthonis, J., Ramon, H., and De Baerdemaeker, J. 2000. Implementation of An Active Horizontal Suspension On a Spray Boom. American Society of Agricultural Engineers. Vol. 43(2):213-220.
Blitz, J. 1971. Ultrasonics Methods and Applications. Van Nostrand Reınhold Company, New York.
Cetinkunt, S. 2005. Mechatronics. John Wiley & Sons,INC. Press. ABD Culpin, C. 1986. Farm Machinery. Elevent Edition.
Çelen, İ.H. 1995. Tarla Pülverizatörlerindeki Bum Askı Sistemlerinin Titreşim Modellenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Ankara.
Çilingir, İ. 1989. Tarla Pülverizatörlerinde Bum Stabilitesi. Tarım Makinaları Bilimi ve Tekniği Dergisi. Sayı 3.
Deprez, K., Anthonis J. and Ramon, H. 2003. System for Vertical Boom Corrections On Hilly Fields. Journel Of Sound And Vibration.Vol.266: 613-624
Engürülü B., Çiftçi Ö., Kılınç S.K., Gölbaşı M., Başaran, Ç. ve Akkurt M. 2001.
Biçerdöverler . ANKARA.
Erden, A. 2005. Mekatronik teknoloji ve uygulamaları. www.obitet.gazi.edu.tr. Erişim Tarihi: 01.04.2007
Green, R.E. 2004. Non-contact Ultrasonic Techniques, Elsevier Ultrasonics, 42: 9-16.
Gürdal, O. 2000. Algılayıcılar ve Dönüştürücüler. Nobel Yayın Dağıtım, Ankara.
Hedden, O.K. 1961. Spray Drop Sizes and Size Distribution in Pesticide Sprays.
Transsactions of ASAE, 4(2): 158-159.
Histand, M. B. and Alciatore, D. G. 1998. Introduction to Mechatronics and Measurement Systems, McGraw-Hill Book Co. ABD.
Jeon, H.Y., Womac, A.R. and Gunn, J. 2004a. Sprayer Boom Dynamic Effects on Application Uniformity. American Society of Agricultural Engineers. Vol.
47(3): 647-658.
Jeon, H.Y., Womac, A.R. and Gunn, J. 2004b. Sprayer Boom Instrumentation For Field Use. American Society of Agricultural Engineers. Vol. 47(3): 659-666.
Karagülle, H., Karakuzu, R. ve Varol, K. 2001. Endüstriye yönelik bilgisayar destekli tasarım eğitimi.Makina Tasarım ve İmalat Teknolojileri Kongresi, Makina Mühendisleri Odası Konya Şubesi, 2-3 Kasım 2001.Konya.
Kepner, R.A., Bainer, R. And Barger, E.L. 1972. Principles of Farm Machinery. The Avi Publishing Company, Second Edition, Connecticut.
Keskin, R. ve Koç, C. 2005. Piezoelektrik Yöntemle Verdi Ölçüm Sisteminin Tasarımı.
Tarım Makinaları Bilimi Dergisi. ISSN 1306-0007 Cilt I. sf15-21.
Koçer, H. 1985. Yabancı Ot Savaşında Kullanılan Tarla Püskürtme Sistemleri Üzerine Bir Araştırma. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Basılmamış Doktora tezi, Ankara.
Kuo, B.J. 2005. Otomatik Kontrol Sistemleri. Literatür Yayınları 7. Baskı. İstanbul.
Legg, B.J. and Miller, C.H. 1989. Crop Spraying Developments Outlook on Agriculture, 18(1):18-23, U.K.
Lida M. and Burks, T.F. 2002. Ultrasonic Sensor Development for Automatic Steering Control of Orchard Tractor.ASAE Oublication Number 701P0502,ed. Qin Zhang.
Lopes, G. T., Magalhaes, P.S.G. and Nobrega, E.G.O. 2002. Optimal Header Control System for Combine Harvesters. Biosystems Engineering.
Vol.81 (3):261-272.
Lüders, W. 1979. Pflanzenschutzmaschinen und DerenEinsatz.P.1-502. Stuttgart.
Maxbotix. 2007. Web sitesi. www.maxbotix.com. Erişim Tarihi: 10.03.2007.
Merkle, D., Schrader, B. and Thomes, M. 1991. FESTO Hidrolik Temel Seviye.
Copyright by Festo Didactic KG, D-7300 Esslingen1.
Nation, H.J. 1978. Developments in Spray Boom Design. Proceeding 1978 British Crop Protection Conference-Weeds:649-656.
Nation, H.J. 1982. The Dynamics Behaviour of Field Sprayers Booms. Journal of Agricultural Engineering Research, 27 (1): 61-70.
National Instruments. 2007. Web sitesi. www.ni.com.2007. Erişim Tarihi: 15.12.2007.
Norac.co. Web sitesi. Biçerdöver Tabla Yükseklik Kontrolü Şematik Görünümü (www.norac.ca). Erişim tarihi:06.06.2007
Özdamar, K. 1999. SPSS ile Biyoistatistik. 3. Baskı, Kaan Kitabevi, Eskişehir.
Pochi, D. and Vannucci, D. 2001. Labaratory Evaluation Of Linear And Angular Potentiometers For Measuring Spray Boom Movements. Journel Of Agricultural Engineering Res. Vol. 80(2): 153-161.
Raju, M. 2001. Ultrasonic Distance Measurement With the MSP430, Texas Instriments Application Report.
Sartori, S., Domingues E.L., Kimura, J.B. and Garrito, S.A. 2002. Automatic Control Of Boom Height And Positioning On A Self Propelled Sprayer. 13 -15 March 2002, Iguacu Falls, Brasil. Pp. 421-431.
Schueller, J. K. 2006. Section 4.1 Automation and Control, pp. 185-195 of Chapter 4 Mechatronics And Application.
Tarabanov, E. 2006. The Virtual Prototyping of Robots Dynamics. www14.in.tum.de.
Erişim tarihi: 05.11.2007
Williams.,C. D.H. Feedback and Temperature Control. http://newton.ex.ac.uk. Erişim tarihi: 05.05.2007.
Vatandaş, M. ve Gürhan, R. 1996. Doppler Kaymasından Yararlanarak Traktör İlerleme Hızının Belirlenmesi. 6. Uluslararası Tarımsal Mekanizasyon ve Enerji Kongresi.582-593. Ankara.
Vatandas, M., Koc, A.B. and Koc, C. 2007. Ultrasonic velocity measurements in ethanol water and methanol water mixtures. European Food Research and Technology. Vol. 225: 525–532.
Yaldız, E., Yılmaz, N. ve Sağlam, H. 2005. PC Kulanıcı Arayüzlü PIC-tabanlı Ultrasonik Mesafe Ölçüm Sisteminin Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi.
Erişim tarihi: 10.12.2007.
EK-I TARLA DENEMELERİNE AİT GRAFİKLER
Şekil 1 Anızlı tarla ayar değeri 60 cm hız 3.5 km/h
Şekil 2 Anızlı tarla ayar değeri 60 cm, hız 4.5 km/h
Şekil 3 Anızlı tarla ayar değeri 60 cm, hız 6.0 km/h
Şekil 4 Anızlı tarla ayar değeri 80 cm, hız 3.5 km/h
Şekil 5 Anızlı tarla ayar değeri 80 cm, hız 4.5 km/h
Şekil 6 Anızlı tarla ayar değeri 100 cm, hız 3.5 km/h
Şekil 7 Anızlı tarla ayar değeri 100 cm, hız 4.5 km/h
Şekil 8 Anızlı tarla ayar değeri 100 cm, hız 6.0 km/h
Şekil 9 Tırmıkla işlenmiş tarla ayar değeri 60 cm, hız 4.5 km/h
Şekil 10 Tırmıkla işlenmiş tarla ayar değeri 60 cm, hız 6.0 km/h
Şekil 11 Tırmıkla işlenmiş tarla ayar değeri 80 cm, hız 3.5 km/h
Şekil 12 Tırmıkla işlenmiş tarla ayar değeri 80 cm, hız 4.5 km/h
Şekil 13 Tırmıkla işlenmiş tarla ayar değeri 80 cm, hız 6.0 km/h
Şekil 14 Tırmıkla işlenmiş tarla ayar değeri 100 cm, hız 3.5 km/h
Şekil 15 Tırmıkla işlenmiş tarla ayar değeri 100 cm, hız 4.5 km/h
Şekil 16 Tırmıkla işlenmiş tarla ayar değeri 100 cm, hız 6.0 km/h
Şekil 17 Yonca tarlası ayar değeri 60 cm, hız 3.5 km/h
Şekil 18 Yonca tarlası ayar değeri 60 cm, hız 4.5 km/h
Şekil 19 Yonca tarlası ayar değeri 60 cm, hız 6.0 km/h
Şekil 20 Yonca tarlası ayar değeri 80 cm, hız 3.5 km/h
Şekil 21 Yonca tarlası ayar değeri 80 cm, hız 4.5 km/h
Şekil 22 Yonca tarlası ayar değeri 80 cm, hız 6.0 km/h
Şekil 23 Yonca tarlası ayar değeri 100 cm, hız 3.5 km/h
Şekil 24 Yonca tarlası ayar değeri 100 cm, hız 4.5 km/h
ÖZGEÇMİŞ
Lise :Aydınlıkevler İnönü Lisesi (1992)
Ön lisans : Kırıkkale Üni. MYO. İnşaat Bölümü (1994)
Lisans : Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü (1999)
Yüksek Lisans : Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı (2002)
Çalıştığı Kurum/Kurumlar ve Yıl
Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü Araştırma Görevlisi (2000)
Yayınları (SCI ve diğer)
Koc, A.B., H. Silleli, C. Koc and M.A. Dayioglu, 2007. Monitoring of dry powder mixing with real-time image processing. Journal of Applied Sciences. Vol. 7(8): 1218-1223.
Vatandas, M., A.B. Koc and C. Koc, 2007. Ultrasonic velocity measurements in ethanol water and methanol water mixtures. European Food Research and Technology.
Vol. 225: 525–532.
Koç, C. Tarımda Mekatronik Uygulamaları. 2007. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bölüm Semineri. Ankara.
Koç, C. , R. Keskin, 2007. Tarla Pülverizatörlerinin Aktif Dengelenmesi İçin Mekatronik Bir Sistemin Geliştirilmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi. ISSN 1306-0007. Sf:123-127.
Koç, AB., C. Koç, M. Vatandaş. 2007. Sıvılarda Ultrasonik Ölçümlere Uygun Bir Düzeneğin Geliştirilmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi. ISSN 1306-0007.Sf:117-122.
Keskin, R., C.Koç. 2006. Aktif Bum Dengeleme Sistemlerindeki Gelişmeler.
Tarımsal Mekanizasyon 23. Ulusal Kongresi Bildiriler Kitabı. sf283-286.
Koç, A.B., C.Koç, Y.B Yurtlu, M Vatandaş. 2006. Düşük Maliyetli Bir GPS Alıcısının Statik ve Dinamik Testi. Tarımsal Mekanizasyon 23. Ulusal Kongresi Bildiriler Kitabı. sf277-282.
Keskin, R., C.Koç, 2005. Piezoelektrik Yöntemle Verdi Ölçüm Sisteminin Tasarımı.
Tarım Makinaları Bilimi Dergisi. ISSN 1306-0007 Cilt I. sf15-21.
Saral,A., M.Vatandaş, M. Güner,U.Türker, T.Yenice ve C.Koç. 2003. Ziraat Mühendisliği Öğretiminde Sorunlar ve Çözüm Önerileri. Tarımsal Mekanizasyon 21.
Ulusal Kongresi,3–5 Eylül,sf99–106.
Koç, C. Piezoelektrik uygulamaları. 2002. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bölüm Semineri. Ankara