Tarımsal ilaçlamada tüp tipi lineer senkron motor ile püskürtücü yükseklik kontrolü
Nozzle height control with tubular type linear synchronous motor in agricultural spraying
Yazar: AHMET ILICA
Danışman: PROF. DR. ALİ FUAT BOZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Anahtar kelimeler: Tarımsal ilaçlama, püskürtücü yükseklik kontrolü, sabit mıknatıslı tüp tipi lineer senkron motor
Tarımsal ilaçlama işleminde, püskürtme yüksekliğini doğru değerde tutmak ilaç sürüklenmesini azaltmakta ve hedef bitki üzerinde eşit dağılımlı ilaç birikimi sağlamaktadır. Bu çalışmada, üçgen hareket profiline sahip sabit mıknatıslı tüp tipi lineer senkron motor (PMTLSM) kullanılarak püskürtücü (nozul) ile bitki arasındaki yüksekliği ayarlayabilen bir tarımsal ilaçlama yükseklik kontrol sistemi geliştirilmiştir. Sistemde, ultrasonik mesafe sensöründen gelen yükseklik bilgisine bağlı olarak, püskürtücü yüksekliği ayarı PMTLSM tarafından gerçekleştirilmektedir. Sistemde ultrasonik sensör iki farklı şekilde konumlandırılmıştır. Birinci yapıda PMTLSM'dan önce ve ikinci yapıda ise motor rotoru ucuna olacak şekilde bir yerleştirme yapılmıştır. Geliştirilen sistem, laboratuvar ortamında ve arazi şartlarında test edilmiştir. Laboratuvar deneyleri, üzerinde yapay bitkiler bulunan konveyör bant sisteminde kimyasal sıvı kullanılmadan yapılmıştır. Deneylerde üç farklı kontrol yöntemi ile PMTLSM'nin altı farklı ivme değeri (2,5, 5, 10, 20, 40, 60 m/s2) ve konveyör bandın dört farklı ilerleme hızı (1, 2, 3, 4 km/h) için püskürtücü yüksekliği, püskürtücü yüksekliği varyasyon katsayısı (CV) değeri ve PMTLSM RMS akım değeri hesaplanmıştır. Arazi deneylerinde aktif püskürtücü kullanılmış ve üç farklı traktör ilerleme hızı (4, 8, 12) için CV değeri, ıslak alan yüzdesi (kaplama oranı) ve ilerleme yönündeki sıvı dağılım düzgünlüğü hesaplanmıştır.
Laboratuvar deneylerinde minimum CV ve minimum RMS akım kriterine göre en uygun ivme değeri 20 m/s2 olarak bulunmuştur. Arazi deneylerinden alınan sonuçlara göre, püskürtücü yükseklik kontrolü uygulandığında en yüksek ilerleme hızı 12 km/h için CV değeri %16,77'den %5,17 azalırken, ilerleme yönündeki sıvı dağılım düzgünlüğü %56,57'den %86,11'e yükselmiştir.
Geliştirilen sistem, farklı boylardaki bitkiler ile püskürtücü arasındaki mesafeyi test koşulları altında ayarlanan set değerinde minimum hata ile tutmuş ve ilerleme yönündeki sıvı dağılım düzgünlüğünü arttırmıştır.

Abstract:
SUMMARY
Keywords: Agricultural spraying, nozzle height control, permanent magnet tubular linear synchronous motor
In agricultural spraying, keeping the height of the spraying at the correct value reduces pesticide drift and provides uniformly distributed pesticide accumulation on the target plant. In this study, an agricultural nozzle height control test system was developed that can adjust the spraying height between spraying nozzle and the plant using a permanent magnet tubular linear synchronous motor (PMTLSM), which has the triangle motion profile. In the test bench, the nozzle height adjustment is performed by the PMTLSM, depending on the height data from the ultrasonic distance sensor. Ultrasonic sensor has been located in two different position. In the first construction, it has been located before the PMTLSM and in the second construction, it has been located on the rotor of the PMTLSM. The developed system was experimentally tested in the laboratory environment and under field conditions. Laboratory experiments were carried out without the use of chemical fluids in the conveyor belt system with artificial plants. In the experiments, the nozzle height coefficient of variation (CV) and the PMTLSM RMS current value were calculated for six different acceleration values (2.5, 5, 10, 20, 40, 60 m/s2) of PMTLSM and four different speeds (1, 2, 3, 4 km/h) of conveyor belt. In the field tests, the active nozzle was used and the CV value for the three different tractor speed (4, 8, 12), percentage wetted area and the uniformity of distribution in the forward direction was calculated.
In the laboratory experiments, the optimum acceleration value according to minimum CV and minimum RMS current criterion was found as 20 m/s2. According to the experimental results, when nozzle height control was applied, the CV value decreased from 16.77% to 5.17%, while the uniformity of distribution in the forward direction increased from 56.57% to 86.11% at 12 km/h under field conditions.
Under the test conditions, the developed system has kept the distance between the different sized plants and the nozzle with the minimum error at the set value and also increased the uniformity of distribution in the forward direction.