Prototip serada hidroponik yetiştiricilikte kullanılan otomasyon sistemlerinin optimizasyonu

Dünyada giderek verimsizleşen tarım alanlarının yanı sıra küresel ısınma ve gıda fiyatlarındaki artış gelecekteki sıkıntıların habercisidir. Gelişmekte olan ülkelerde su kaynaklarının yetersizliği, tarım alanına yerleşim politikaları, sanayi tesislerinin tarım alanlarına kurulması, yanlış gübre ve ilaç kullanımı gibi başlıklar tarım alanlarını bekleyen tehditler altında toplanabilmektedir. Topraksız tarım ya da hidroponik tarım, toprak olmadan durgun veya hareketli su kültürü içinde uygulanan bir tarım biçimidir. Hijyenik ve daha aromatik ürünler yetiştirme imkânının dışında, gübreleme, ilaçlama, aşırı sulama gibi faktörlere gerek duyulmayan topraksız tarımda, başta geleneksel sebzeler olmak üzere hassas tıbbi bitkiler ve yumru kök içermeyen yeşillikler daha sağlıklı yetiştirilebilmekte ve hastalık seviyesi minimum düzeylere indirilebilmektedir. Hidroponik yetiştiricilikte, iklim değerlerine bağlı kalmadan, daha kısa zamanda ve daha fazla ürün elde edilmsi ve özellikle girdi maliyetlerinin oldukça düşürüldüğü, hastalık ve zararlıların meydana getireceği ürün kayıplarının bertaraf edilebileceği bir üretim yapılması, bu sistemin önemli avantajlarıdır. Bunun yanı sıra Ülkemizde seracılık faaliyetlerinde ve örtüaltı sistemlerinde önemli oranda otomasyon sistemleri kullanılmasına rağmen hidroponik yetiştiricilik sistemlerinde henüz tam otomasyonlu sistemler ve yazılımlar yok denecek kadar azdır. Bu amaçla bu çalışmada, prototip bir hidroponik sistem tasarımı yapılmış ve buna ilave olarak kontrol sistemleri, açık kaynaklı kodlarla geliştirilen bir yazılım yardımıyla sistemin çalışması sağlanmıştır. Tasarımı yapılan otomasyon sistemi, sadece suyun otomatik olarak dolaştırılacağı bir sistem değildir. Sürekli su içerisinde anlık N (azot), P (fosfor), K (potasyum) elementlerini takip edecek ve dolaşım suyu içerisinde oluşacak bu bitki besin elementlerinin eksikliklerini sürekli ilave edecek bir sistemdir. Bunun yanında, ışık şiddeti ayarlamaları PAR (Photosynthetically Active Radiation) üzerinden ölçülendirilmiştir. Anlık olarak ölçülüp ve bitki gelişimi ile PAR arasındaki ilişkinin belirlenen sistemde iklim şartlarının senaryolarının birebir benzerleri yaratılmış (birden fazla iklim şartları gözetilerek) bitkilerin gelişimleri 24 saat/gün kamera ile kayıt altına alınmıştır.