Yeni nesil aeroponik bitki büyütme kabininin tasarımı ve gerçek zamanlı kontrolü
Design and real-time control of a next-generation aeroponic plant growth chamber
- Tez No: 994618
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN ÇAKIR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dinamik kontrol, Geri beslemeli kontrol, Oransal kontrol, PD kontrol, Süreç kontrol, Çok noktalı kontrol, Dynamic control, Feedback control, Proportional control, PD control, Process control, Multipoint control
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yüzyılda dünya nüfusunun dört katına çıkacağı öngörülmekte olup, artan gıda talebini karşılayabilmek için tarımsal üretimin yaklaşık %70 oranında artırılması gerekmektedir. Bu ihtiyaç, geleneksel tarım yöntemlerinden modern, otonom ve verimli sistemlere geçişi hızlandırmıştır. Bu yöntemlerden biri olan aeroponik tarım, bitkilerin topraksız ve kontrollü bir ortamda yetiştirilmesini sağlayarak iklim koşullarından, hastalıklardan ve zararlılardan kaynaklanan riskleri önemli ölçüde azaltmaktadır. Ayrıca su kullanımında %98, besin kullanımında %60 ve pestisit kullanımında %100'e varan tasarruf sunarken, geleneksel tarıma kıyasla %45–75 oranında verim artışı sağlamaktadır. Bu doktora tezinde, ilk aşamada bireyler, araştırmacılar ve profesyonel üreticiler tarafından kullanılabilecek yenilikçi bir aeroponik bitki büyütme kabininin üç boyutlu endüstriyel tasarımı gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada kabinin ısıtma yapısı analiz edilmiş; toplam güç tüketimi, eşdeğer termal dirençler, hava yoğunluğu ve termal kapasiteler dikkate alınarak kabinin sıcaklık değişimini açıklayan analoji tabanlı bir termal model oluşturulmuştur. Bu model simülasyon ortamında PID tabanlı kontrolcüler ile test edilerek performans sonuçları değerlendirilmiştir. Tezin son kısmında, geliştirilen kabin üzerinde çeşitli deneysel çalışmalar yapılmıştır. Aydınlatma paternleri ve LED modelleri belirlenmiş; sıcaklık, nem, elektriksel iletkenlik ve pH alt sistemleri için dinamik modeller çıkarılmış ve kontrol algoritmaları uygulanmıştır. Elde edilen bulgular, önerilen model ve denetleyici yapılarının aeroponik bitki büyütme kabininin çevresel parametrelerini etkin ve kararlı bir şekilde kontrol edebildiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In the last century, the world population has been projected to increase fourfold, and to meet the rising demand for food, agricultural production must be increased by approximately 70%. This need has accelerated the transition from conventional agricultural practices to modern, autonomous, and efficient systems such as robotics. One such method, aeroponic agriculture, enables plants to be grown without soil in a controlled environment, significantly reducing the risks arising from climatic conditions, diseases, and pests. In addition, it offers up to 98% savings in water use, 60% savings in nutrient use, and up to 100% savings in pesticide use, while providing a yield increase of 45–75% compared with conventional agriculture. In this doctoral dissertation, at the first stage, the three-dimensional industrial design of an innovative aeroponic plant growth chamber intended for use by individuals, researchers, and professional growers was developed. In the second stage, the heating structure of the chamber was analyzed, and an analogy-based thermal model describing the temperature variation of the chamber was established by considering the total power consumption, equivalent thermal resistances, air density, and thermal capacities. This model was tested with PID-based controllers in a simulation environment, and its performance was evaluated. In the final part of this thesis, various experimental studies are conducted on the developed chamber. Lighting patterns and LED models were determined, dynamic models were derived for the temperature, humidity, electrical conductivity, and pH subsystems, and control algorithms were implemented. The obtained results demonstrate that the proposed model and controller structures can effectively and stably control the environmental parameters of an aeroponic plant growth chamber.
Benzer Tezler
- Smart garden: Hydroponic LED garden
Başlık çevirisi yok
MERT KALAYCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Ziraatİzmir Ekonomi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT AŞKAR
- Yeni nesil cam-ionomer sistemin in-vivo ve insitu değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
1996
Diş Hekimliğiİstanbul ÜniversitesiDiş Hastalıkları ve Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. METE ÜÇOK
- Yeni nesil self-etching adeziv sistemlerin mikrogerilim bağlanma dayanımları ve nanosızıntı bakımından etkinliğinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi
A comparison of microtensile bond strength and nanoleakage of current-generation self-etching adhesive systems
İHSAN HUBBEZOĞLU
Doktora
Türkçe
2004
Diş HekimliğiCumhuriyet ÜniversitesiDiş Hastalıkları ve Tedavisi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. FERİDUN HÜRMÜZLÜ
- Yeni nesil internet protokolü IPv6'da güvenlik riskleri ve olası çözüm önerileri
The security risks and probable solution suggestions on a new generation internet protocol IPv6
ALİ EFE
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBeykent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. RIFAT ÇÖLKESEN
- Yeni nesil polimerik nanoyapıların hazırlanması ve enzim immobilizasyonunda kullanılması
Preparation of a new generation polymeric nanostructure and usage for enzyme immobilization
GÜLAY DOĞAN