Topraktaki organik madde analizi için mobil ve akıllı bir sistem tasarımı
Design of a mobile and smart system to analyse organic matter of soil
Yazar: YASİN ASLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN GÖKTAŞ
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Kızılötesi spektrometre = Infrared spectrometry

Özet:
Tarımda, toprağın verimli bir şekilde işlenmesi için öncelikle toprağın özellikleri bilinmelidir. Toprağın içerdiği organik madde miktarı bu özellikler arasında önemli bir yere sahiptir. Bu özelliklerin belirlenmesi genellikle kimyasal yöntemlerle laboratuvar koşullarında yapılır. Laboratuvarda yapılan analizlerin örnek azlığı, zaman alması ve kimyasal malzeme kullanımı gerektirmesi gibi dezavantajları bulunmaktadır. Son zamanlarda bu yöntemlere alternatif olarak yakın kızılötesi (Near InfraRed-NIR) spektrometre kullanılarak yapılan çalışmalar, toprağın organik madde miktarının uzaktan ışık yansıması ile tahmin edilebileceğini göstermiştir. Bu çalışmada NIR spektrometre yöntemiyle toprağın organik madde miktarını tahmin edebilecek taşınabilir, gerçek zamanlı bilgi veren bir cihaz geliştirme hedeflenmiştir. Tasarlanan cihaz dahili batarya, spektrometre, bilgisayar, ekran, elektronik donanım ve mekanik ayna düzeneğine sahip gömülü bir sistemdir. İçindeki bilgisayar sayesinde cihaz makine öğrenme algoritmalarını kullanarak ayna mekanizmasıyla spektrometreden aldığı verileri işlemektedir. Ölçüm sonuçlarını ise ekranda göstererek kullanıcıya bilgi vermektedir. Bu yöntem ile laboratuvar analizleri olmadan toprak organik madde miktarı hakkında bilgi alınabilir. Aynı zamanda daha fazla ölçümü gerçek zamanlı alabildiği için hassas tarım uygulamalarında kullanılabilecek potansiyele sahip bir cihaz özelliği kazanmaktadır.

Abstract:
In agriculture, the characteristics of the soil should be known for the efficient processing of the soil. Organic matter contained in the soil has an important place among these properties. The determination of these properties is usually done by chemical methods in laboratory conditions. Laboratory analysis has disadvantages such as lack of sample, time consuming and chemicals. Recent studies have shown that organic matter content in the soil can be estimated by using near infrared (NIR) spectrometer as an alternative to these methods. In this study, it is aimed to develop a portable device that can estimate the amount of organic matter in soil by using NIR spectrometer method in real time. The designed device is an embedded system with internal battery, spectrometer, computer, screen, electronic hardware and mechanical mirror assembly in order to get light into spectrometer. With the computer inside, the device processes the data it receives from the spectrometer using machine learning algorithms. It shows the measurement results on the screen and informs the user. With this method, information about the soil organic matter can be obtained without laboratory analysis. At the same time, as it can take more measurements in real time, it becomes a device that has the potential by using this method in applications of precision agriculture.