Traktörler için otomatik dümenleme sisteminin geliştirilmesi
Development of automatic steering system for tractors
Yazar: ARDA ALTINKARADAĞ
Danışman: PROF. DR. BAHATTİN AKDEMİR
Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Tarımsal girdilerin efektif olarak kullanımı, otomasyonu sağlanmış bir tarımsal mekanizasyon ile mümkündür. Otomatik dümenlemeli traktörler sayesinde hatlar paralel işlenebilecek, toprak işleme, ekim, gübreleme, ilaçlama gibi tarımsal işlemlerin çok daha başarılı bir şekilde yapılabilecektir. Otomatik dümenleme sistemine sahip traktörlerin kullanılmasıyla yakıt, zaman ve işgücü tasarrufu sağlanabilecektir. Bu çalışmanın amacı; traktörler için otomatik dümenleme sistemi geliştirmek ve bu sistemin traktörlere monte edilerek testlerinin gerçekleştirilmesidir. Sistem;  direksiyon kontrol ünitesi, konum belirleme sistemi, kullanıcı ara yüzü ve merkezi kontrol ünitesinden oluşmaktadır. Traktörlerin farklı tarım alet ve makinaları ile tarlada  belirlenen çalışma şekillerine göre rotalar seçilebilmektedir. Otomatik dümenleme sisteminde traktörün konumu küresel konum belirleme sistemi ile belirlenir. Bu konum bilgilerini işleyen bir elektronik kontrol ünitesinin verdiği komutlar sayesinde elektrohidrolik valfler traktörü yönlendirmektedir. Geliştirilen sistemin laboratuar testlerinde konum belirleme sistemi  testi,  rota takibi testi, valf  ile dümenleme kontrol testi,  CAN BUS ile GNSS verilerin alımı testleri ve dümenleme açı testleri sonucunda  bileşenlerin sorunsuz ve uyumlu bir şekilde çalışması sağlanmıştır. Saha testleri olarak GNSS sabit noktalarda ve yolda denenmiş ve verileri kaydedilmiştir. Rota takip performansı testinde geliştirilen kameralı ölçme sistemi ile yapılan testlerde en küçük ortalama sapma değeri 0,44m olarak 18 km/h hızda, en büyük ortalama sapma değeri ise 0,124m olarak 2,4 km/h hızda ölçülmüştür. Tarlada ekipmansız olarak yapılan testlerde ortalama olarak 0,163m sapma ölçülmüştür. Ekipmanlarla yapılan testlerde ortalama sapma 0,32m olarak ölçülmüştür. Tarla testleri sonucunda, ekipmanların otomatik dümenleme sisteminin performansına etki ettiği saptanmıştır. Kontrol yapısının hıza bağlı olmaması sebebiyle hızın artmasıyla sapmaların azaldığı ortaya çıkmıştır

Abstract:
Effective using of agricultural inputs is possible with automated agricultural mechanization. Rows can be tillaged in paralel with auto-steering tractors, agricultural operations such as tillage, planting, fertilizing, spraying, such as agricultural operations can be performed more successfully. Fuel, time and labor savings can be achieved with using auto-steering tractors. Objective of this research is to develope an automatic steering system for tractors and to perform its tests by integrating a tractor. The system consists of, steering control unit, GNSS, user interface, and the central control unit. Different working tracks can be choosen according to working conditions of the tractor and equipment. The position of auto-steering tractor was determined by the GNSS. Electrohydraulic valves steer the tractor through commands from electronic control unit that processes positioning data. Laboratory tests such as positioning system tests, route following test, test of receiving  GNSS  data with  CAN BUS as well as steering angle tests were conducted and systems were worked with harmony and without any problem between components. GNSS was tested on road and in fixed points as well as in field tests and all data were recorded simultaneously. According to results of route tracking performance test with developed camera measuring system, the smallest mean deviation was measured 0.44 m at 18 km/h and highest mean deviation was measured 0,124 m at 2,4 km/h respectively. Average 0,163 m and 0,32 m deviations were also determined at the field tests that were performed without equipments and with and without equipments respectively. As a result of field tests with equipments, it was determined that performance of automatic steering system was affected from equipments behind tractor.  Due to independence of control system from speed, deviation reduced when speed increased.