Bağ ilaçlama uygulamaları için bir drone tasarımı, imalatı ve performansının belirlenmesi

Bu çalışmada yer araçlarının rahatlıkla giremediği bağ alanlarının ilaçlama ve gübrelemesini havadan yapabilecek bir dronun tasarımı, imalatı ve farklı uçuş koşullarında performansının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda açık kaynak yazılım programından yararlanarak 6 motorlu ve çoklu rotor sistemine sahip (Hexacopter) bir dron tasarlanarak imalatı tarafımızdan yapılmıştır. Teknik ölülere göre lazer kesimi yapılan dronun ana gövdesini oluşturulduktan sonra bu gövde üzerine uçuş ve ilaçlama için gerekli organların montajını yapılarak imalat süreci tamamlanmış olup uçuşa hazır hale gelmiştir. Bu drone 20 km menzile ve 10 lt depo kapasitesine sahiptir. GPS Koordinatları verilerek manuel veya otomatik olarak belirtilen tarla, bağ veya farklı alanlarda püskürtme veya ilaçlama yapama özelliğine sahiptir. Araç takibi drone üzerine monte edilen kameradan 640x480 çözünürlükte dijital olarak radyo dalgaları üzerinden kumandaya iletilmektedir. Kumandaya TYPE-C veya Micro USB kablo yardımı ile cep telefonu, tablet, bilgisayar üzerinden canlı olarak görüntü aktarımı sağlanmaktadır. Aracın anlık uçuş verileri; irtifa, hız, yükseklik, batarya bilgisi, kalkış mevkiine olan uzaklığı, gibi genel parametrelerin hesaplanması için tarafımızca bu işe özel olarak kodlanan, açık kaynak kodlu Arducopter yazılımından faydalanılmıştır. Bu yazılım ile belirtilen tüm veriler 20 Km menzil kapasitesine sahip olup aynı şekilde bilgisayar, Android tabanlı cep telefonu, tablet gibi cihazları yer istasyonu olarak kullanımına olanak sağlamaktadır. Uçuş denemeleri Dicle Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümüne ait bağ alanlarında gerçekleştirilmiştir. Denemelerde iz maddesi ve kalıntı miktarını ölçmek için suya duyarlı kağıtlar ve filtre kağıtlar kullanılmıştır. Denemelere başlanmadan önce bu kağıtlar asmanın üst, orta ve alt kısmına yerleştirilmiştir. Daha sonra püskürtülme denemeleri gerçekleştirilmiştir. Denemeler 0.5 m/s, 1.00 m/s ve 2 m/s uçuş hızında ve 30 cm, 60 cm ve 90 cm gibi farklı yükseklikte ve üç tekerrürlü olarak gerçekleştirilmiştir. Her uçuş denemesi sonucunda asma ağacının farklı noktalarına yerleştirilen kağıtların iz maddesi birikim miktarları spektrofotometre cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Suya duyarlı kağıtlar ise tarayıcıdan taratılarak fotoğraf olarak dijital ortama alınması sağlanmıştır. Daha sonra MATLAB programında oluşturulan görüntü işleme yazılımı yardımıyla bu fotoğraflar analiz edilmiş, damlaların filtre kağıtlarında kapladığı alan ölçülerek elde edilen değer % orana dönüştürülerek kaplama oranı değerleri bulunmuştur. Uçuş denemelerinin sonuçlarına göre iz maddesi birikim miktarları bitkinin üst bölgelerinde daha fazla bulunmuş olup, alt bölgelere inildikçe birikim miktarları azalış göstermiştir. Genel olarak bütün ilerleme hızlarında en iyi iz maddesi birikim miktarı 30 cm uçuş yüksekliğinde elde edilmiştir. 0.5 m/s uçuş hızında bitki içindeki birikim miktarı 24-25 µgcm-2 iken bu değer 60 cm yükseklikte 20-21 µgcm-2 ve 90 cm uçuş yüksekliğinde 20 µgcm-2 'e düşmüştür. Dolaysıyla 0.5 m/s ilerleme hızında elde edilen en düşük birikim miktarı ise 90 cm yükseklikten yapılan denemelerde gerçekleşmiştir. Kalıntı birikim miktarım 2 m/s'lik uçuş hızında ve 90 cm yükseklikteki değeri 0.5 m/s'lik hıza göre yarıya düşmüştür. Tüm uçuş hızlarında ve yüksekliklerinde en fazla kalıntı miktarı asmanın üst kısımda oluşurken alt bölgeye doğru bu oran azalmıştır. Püskürtme yüksekliğinin artmasının, damlacıkların bitki içine penetrasyonunu da olumsuz anlamda etkilediği sonucuna varılmıştır. Düşük hızlarda birikim miktarının daha iyi olduğu, hız arttıkça bitki içi birikim miktarının pervanelerin yarattığı hava akımından dolayı azaldığı görülmüştür