GPS destekli hareketli bir otomatik toprak örnek alma makinasının tasarımı
The design of a mobile GPS-supported automated soil sampling machine
Yazar: HALİL ERTAŞ
Danışman: PROF. DR. MEHMET TOPAKCI
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Delme makinesi = Drilling machine ; Tarım makineleri = Agricultural machinery

Özet:
Bu çalışmada, 30 cm derinliğe kadar toprak örneği alarak barkodlu kutulara yerleştiren, kutu ve toprak örneğinin konum bilgileriyle birlikte kayıt yapabilen otomatik toprak alma makinasının tasarımı gerçekleştirilmiştir. Otomatik toprak örnek alma makinası 4x2 çekiş sistemine sahip arazi aracı üzerine monte edilmiştir. Makina iki adet 3 fazlı asenkron motor ile çalıştırılmaktadır. Bu motorların kontrolleri elektronik motor sürücü üniteleri tarafından yapılmıştır. Birinci motor dikey eksende hareketi gerçekleştirmiştir. İkinci motor örnek almak için kullanılan burguyu döndürmek için kullanılmıştır. İşlem sırası dahilinde, her iki motorun hareket kontrolleri otomatik ve manuel olmak üzere iki ayrı çalışma şeklinde PLC tarafından gerçekleştirilmektedir. Yatay eksende toprak örneklerinin istiflendiği döner tabla bulunmaktadır. Burgu ile çıkarılan toprak örneği tablanın üzerindeki barkodlu kutuların içerisine istiflenmiştir. Tablanın hassas hareketi adım motoru ve elektronik sürücü devre kullanarak gerçekleştirilmiştir. İstif kutularının barkod bilgileri, döner tabla sayısı, arazi bilgisi, toprak örneğinin coğrafi konum bilgisi mikro denetleyici vasıtası ile SD karta kayıt edilmiştir. Makinanın genel durum bilgilerini kullanıcıya aktarmak ve örnekleme kaydı için gerekli bilgilerin kullanıcı tarafından girilmesi adına yaklaşık 7 cm genişliğinde dokunmatik ekran tasarımı gerçekleştirilmiştir. Arazi taşıtı üzerinde kullanıcı kontrol ve elektrik kontrol panosu olmak üzere iki adet pano bulunmaktadır. Çalışmada, tasarımı tamamlanan makina ile 12 dekarlık anız halindeki arazi üzerinde 30 toprak örneği alma çalışması yapılmıştır. Alınan toprak örnekleri analiz edilmiş ve analiz sonuçları ile makinada kaydedilen arazi bilgileri ArgGIS 10.5 programında uydu görüntüsü üzerinde haritalandırılmıştır. Tasarımı gerçekleştirilen makina ile geniş arazilerde yorucu ve zaman alıcı olan toprak örneği alma işleminin daha kısa sürede rahatlıkla yapılabileceği söylenebilir.

Abstract:
An automated soil sampling machine, sampling the soil from up to 30 cm depth into barcoded boxes and recording  the data of the samples' location and boxes, is designed in this study. Automated soil sampling  machine is installed on an 4x2 off-road vehicle. The machine is powered by two three-phase asynchroncus motors. These motors are controlled by electronic motor drive units. The first motor performs the movement on veritical axis. The second motor is used for spinning the auger which is used for sampling. Within the sequence of actions, the controls of each motor's movements are made by PLC both autameted and manual. There is a turntable stacking soil samples on horizontal axis. The sample soil, taken by the auger, is stacked into barcoded boxes on the tray. Accurate movement of tray is controlled by using stepper motor and electronic driver circuits. Barcode data of stacking boxes, turntable number, terrain data, soil sample's geographical location data are recorded into the SD card by means of a microcontroller. A touchscreen about 7 cm width is designed for transferring the machine's general situation data to the user and for data input, necessary for recording sampling process, by user. Two panels (user control panel and electric control panel) are installed on land vehicle. In total, 30 soil sampling studies were carried out on 1.2ha stable terrain by the designed machine. Soil samples were analysed and with the terrain data recorded into the machine, analysis results were  mapped on ArcGIS 10.5 on stallite image. It can be seen that soil sampling process  which is time consuming and tiring on wide fields, can be performed easily and in a shorter time period by the help of the designed machine.