Plastik örtülü seralarda rüzgar ve kar yükü izleme sisteminin geliştirilmesi
Develeopment of wind ve snow load monitoring system for plastic covered greenhouses
Yazar: SEFA AKSU
Danışman: PROF. DR. ÜNAL KIZIL
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Bitkisel üretimde ürün kalite ve miktarının arttırılması için üretim alanlarının çevresel etkenlerden korunması gerekmektedir. Üretim alanlarını kaplayan, fotosentez için gereken güneş ışığını geçiren fakat dolu, zirai don, vb. fiziksel etkenlerden korunmasını sağlayan örtü malzemelerinin kullanıldığı seralar bu amaca hizmet etmektedir. Ülkemizde özellikle küçük aile işletmeciliği şeklinde yapılan seracılık faaliyetlerinde en çok tercih edilen sera şekli boru profilli plastik örtülü seralardır. Yapı maliyetinin az olması, çeşitli arazi koşullarında kolay ve hızlı bir şekilde kurulabilmesi tercih sebebi olmuştur. Buna karşın, kullanımı son 50 yılda hızla artmakta olan plastik örtülü seralarda özellikle rüzgar ve kar yükünden dolayı büyük yapısal problemler yaşanmaktadır.
Çalışma kapsamında boru profilli plastik örtülü seraların gerçek koşullarda rüzgar ve kar yükü kaynaklı yapısal tepkileri izlenmek istenmektedir. Literatürde kontrollü ortamda ve gerçek boyutlu modellerde gerçekleştirilen bükülme testleri sonucunda, çeşitli mimari şekillere göre mukavemet eşitlikleri belirlenmiştir. Arazi koşullarında öngörülemeyen etken kuvvetler ve malzeme yorgunluğundan ileri gelen deformasyonun bu eşitliklerle açıklanamıyor olması saha test ekipmanlarının kullanılmasını zorunlu kılmaktadır.
Otomotiv, güvenlik, biyomedikal, inşaat vb. sektörlerin ihtiyaçları doğrultusunda çeşitli sensörler üretilmektedir. Bu sensörlerden birisi de pasif rezistif esneklik sensörleridir. Genel yapısı itibariyle karbon bileşenli iletken materyal üzerinden geçen akımın dijital olarak ifade edilmesini sağlamaktadır. Plaka şeklindeki iki iletken yüzey arasına yerleştirilen karbon bileşen, plakaların bükülmesi sonucunda çatlaklar oluşturarak iç direncini arttırır ve sensör üzerinden iletilen akım azalır. Teorik olarak bu sensörler, üzerine sabitlendiği materyalin eğilme miktarını dijital olarak ifade edebilmektedir. Buradan hareketle sera örtü ve iskelet malzemesi üzerine sabitlenen esneklik sensörleri, rüzgar ve kar yükü altında esneyen malzemenin açısal değişiminin izlenmesini sağlayabilmektedir. Bunun için Arduino tabanlı bir geliştirme kartı kullanan esneklik sensörü ağı oluşturulmuştur. Öncelikli olarak laboratuvar koşullarında performans testi yapılan sistem, ardından bitkisel üretim yapılan bir serada veri kaydedecek şekilde kurulmuştur. Yaz ve kış olmak üzere iki sezon veri kaydedilen sistemin, rüzgar yükü altındaki sera yapı materyalinin tepkilerini anlık olarak web arayüzüne aktarması sağlanmıştır.

Abstract:
Plantation areas must be protected from environmental factors in order to increase quality and quantity in crop production. This is the purpose of the greenhouses that cover the production area, which passes the sunlight required for photosynthesis, but protect them from physical factors such as hail, agricultural frost, etc., with the cladding material. The most common type is pipe-framed plastic covered greenhouses among small family businesses in our country. Due to the low cost of construction, it is preferable to plant them easily and quickly in various terrains. However, there are major structural drawbacks with plastic covered greenhouses, whose usage has been increasing rapidly by the last 50 years, especially due to wind and snow loads.
Within the scope of the study, it is aimed to observe the structural responses of the pipe-framed plastic covered greenhouses against wind and snow load under field conditions. According to literature, results of the buckling tests carried out in the controlled environments and real size models, the resistance equations are determined relevant to various architectural forms. The fact of unforeseeable forces in field conditions and deformation due to material fatigue cannot be explained by these equations, which makes it necessary to use field testing equipment. 
Various sensors are produced in line with the needs of the automotive, security, biomedical, construction, etc. sectors. One of these sensors is passive resistive flexibility sensors. It provides a digital representation of the current passing through the carbon-containing conductive material in its general structure. The carbon component, which is placed between the two flat shaped conductive plates, creates cracks with the bending action of the plates, increasing the internal resistance and reducing the current delivered through the sensor. Theoretically, these sensors can digitally express the angular movement of the material, which they are fixed on. The flexibility sensors have fixed on the greenhouse cladding and frame material. Monitoring the angular movement of the material under wind and snow loads will be available. Network of flexibility sensors using an Arduino based developer board has created for this purpose. The system, which first subjected to performance tests under laboratory conditions, then installed in such a way as to record data in a crop production greenhouse. The system, which recorded data along two seasons in summer and winter, transferred the responses to the web interface instantly of the greenhouse frame and cladding material under the wind and snow load.