Rehber

Akıllı sulama sistemi: parklar ve şehirler için otomatik sulama

Akıllı sulama sistemi, sabit bir takvime göre değil, sahanın gerçek ihtiyacına göre sular. ESTRON bu kararı yapay zeka ile verir ve LoRaWAN üzerinden pilli vana kontrol ünitelerine iletir.

• Nedir?
• Nasıl çalışır?
• Otomatik mi, akıllı mı?
• Bileşenler
• Kurulum
• Tasarruf
• Karşılaştırma
• Uzaktan kontrol
• Yatırım

Akıllı sulama sistemi nedir?

Klasik otomatik sulama sistemi zamanlayıcıyla çalışır. Her gün aynı saatte, aynı süre boyunca su verir. Yağmur yağsa da program değişmez.

Akıllı sulama sistemi bu mantığı tersine çevirir. Önce sahanın durumuna bakar, sonra sulamaya karar verir. Hava tahmini, toprak nemi ve bitkinin durumu her gün yeniden değerlendirilir.

ESTRON'da karar merkezi yapay zekadır. Her sulama hattı için ayrı karar verilir. Gerekmiyorsa o gün sulama yapılmaz. Gerekiyorsa süre ihtiyaca göre kısalır ya da uzar.

Sonuç üç başlıkta toplanır: daha az su, daha az iş gücü ve daha sağlıklı yeşil alan.

Otomatik sulama sistemi nasıl çalışır?

Otomatik sulama sistemi ESTRON'da üç adımda çalışır. Her adım her gün, her hat için tekrarlanır.

1. Veri toplanır

Sentinel-2 ve MODIS uydularından bitki sağlığı (NDVI) ve toprak nemi verisi alınır. Saatlik hava tahmini eklenir: sıcaklık, rüzgâr, yağış ihtimali ve miktarı. Sahadaki yağmur, nem ve debi sensörleri de bu veriye katılır.

Uydu verisinin nasıl kullanıldığını NDVI ve uydu tarama sıklığı yazılarında anlattık. Uydudan su içeriği: NDWI.

2. Yapay zeka karar verir

Bitkinin günlük su ihtiyacı FAO-56 yöntemiyle hesaplanır (ETc). Son günlerin yağışı ve sulama geçmişi düşülür. Yapay zeka bu tabloya bakar ve hat için bir karar üretir: tam süre sula, kısalt, ertele ya da atla.

Kullanıcı kuralı kendi cümlesiyle yazabilir. Örnek: "Rüzgâr 6 m/s'yi geçerse ertele." ya da "Hafta sonu sulama yok." Yapay zeka bu kurallara uyar.

Her karar gerekçesiyle kaydedilir. Panelde o günün sıcaklığı, rüzgârı, yağış tahmini ve su ihtiyacı görünür. Hangi etkenin belirleyici olduğu işaretlenir. Kararın adım adım nasıl verildiğini yapay zeka ile sulama sayfasında anlattık.

3. Karar sahaya ulaşır

Karar LoRaWAN ağı üzerinden vana kontrol ünitesine gider. Menzil şehir içinde 2 km'ye kadar, açık alanda 10 km'ye kadardır. Ünite mevcut selenoid vanayı belirlenen süre boyunca açar.

Bağlantı koparsa sulama durmaz. Ünite dahili hafızasındaki son programı uygulamaya devam eder. Ayrıntı: internet kesilse bile sulama durmaz.

Otomatik sulama ile akıllı sulama arasındaki fark

Otomatik sulama, vanayı sizin yerinize açıp kapatan her sistemdir. En basit hâli zamanlayıcıdır. Belirlenen saatte açar, süre dolunca kapatır.

Akıllı sulama da otomatiktir. Fark, kararın nasıl verildiğidir. Zamanlayıcı takvime bakar. Akıllı sistem sahaya bakar: hava tahmini, toprak nemi ve bitkinin durumu.

ESTRON'da her iki mod da vardır. İsterseniz sabit program çalışır. İsterseniz yapay zeka her gün, her hat için karar verir. İki mod arasında panelden geçilir.

• Sabit program. Gün, saat ve süre siz belirlersiniz. Yağmur sensörü yağışta erteler.
• Yapay zeka modu. Süre her gün yeniden hesaplanır. Yağmur bekleniyorsa ertelenir, toprak nemliyse atlanır.

Yapay zeka modunun ayrıntısı: yapay zeka ile sulama.

Satır satır karşılaştırma: zamanlayıcı ve ESTRON tablosu.

Sistemin bileşenleri

Akıllı sulama sistemi dört parçadan oluşur. Hepsi birlikte çalışır, ama kademeli de kurulabilir.

Vana kontrol ünitesi

Mevcut selenoid (solenoid) vananıza takılır. 2 × 9 V pille çalışır, kablo çekilmez. İki selenoid çıkışı vardır. Ünite su ve toza dayanır; boyut 7 × 5 × 5 cm. Şifre korumalıdır; çalınırsa kullanılamaz.

İki sürüm vardır. ESTRON BLE telefondan Bluetooth ile programlanır; internet gerekmez. ESTRON BLE-LoRa buna LoRaWAN ekler; vanalar ofisten yönetilir. Ayrıntılar LoRaWAN pilli vana kontrol ünitesi sayfasında.

LoRaWAN gateway

ATL413LW gateway sahadaki tüm üniteleri buluta bağlar. 25.000 cihaza kadar destekler. Buluta 4G, Wi-Fi ya da Ethernet (PoE) ile bağlanır. Gövdesi IP67 alüminyum dökümdür. İsteğe bağlı güneş paneliyle beslenebilir.

LoRaWAN açık bir standarttır. Aynı ağa başka LoRaWAN cihazlar da eklenebilir. Bkz. açık standart ve LoRa menzili.

Web paneli ve mobil uygulama

Tüm saha haritada görünür. Programlar yüzlerce vanaya tek seferde gönderilir. Raporlar, alarmlar ve yapay zeka kararları tek yerden izlenir. Mobil uygulama iOS ve Android'de çalışır; sahada Bluetooth ile vanaya doğrudan bağlanır. Ayrıntılar peyzaj sulama yazılımı sayfasında.

Sensörler

Yağmur sensörü, toprak nem sensörü, basınç, debi ve sıcaklık sensörleri üniteye bağlanır. Yağmur sensörü yağışta sulamayı erteler. Toprak nem sensörü gereksiz sulamayı engeller. Debi sensörü kaçak tespitini sağlar: vana kapalıyken akış varsa alarm üretilir. Bkz. su kaçağını sahaya gitmeden yakalayın.

Kurulum nasıl yapılır?

Kurulum mevcut sulama altyapısını değiştirmez. Borular, fıskiyeler ve selenoid vanalar yerinde kalır.

1. Keşif. Sahayı birlikte değerlendiririz. Vana sayısı, hat yapısı ve gateway konumu belirlenir. Hangi hatlara debi sensörü takılacağı ve sulama penceresi bu adımda kararlaştırılır. Mevcut zamanlayıcı varsa programı not edilir; ilk referans süre oradan gelir.
2. Gateway kurulumu. Gateway yüksek ve açık bir noktaya yerleştirilir. Bina çatısı ya da direk uygundur. Elektrik ve internet (4G, Ethernet) bağlanır; güneş paneli seçeneği vardır.
3. Vana üniteleri. Her selenoid vanaya bir kontrol ünitesi takılır. Pil takılır, kablo çekilmez. Ünite vana kutusunda, selenoidin yanında durur.
4. Panel tanımı. Alanlar ve su yolları panele işlenir. Sulama programı ya da yapay zeka modu seçilir. Her hat için referans süre ve kurallar girilir: rüzgâr sınırı, sulama yapılmayacak günler, saat aralığı.
5. İzleme. İlk günlerde kararlar ve saha birlikte izlenir. Gerekirse kurallar düzenlenir. Her hat bir kez panelden açılıp fıskiyeler kontrol edilir.

Büyük sahalarda pilot bölgeyle başlanabilir. Sonuç görülünce diğer bölgeler eklenir. Zamanlayıcıdan ya da sensörlü sistemden geçiş: mevcut sistemi yenilemeden geçiş.

Ne kadar su tasarrufu sağlar?

Sabit programlı sulamaya göre %40'a kadar daha az su kullanılır. Tasarruf üç yerden gelir:

• Yağmur beklenen gün sulama yapılmaz.
• Toprak nemi yeterliyse sulama atlanır.
• Serin günlerde süre kısalır, sıcak günlerde ihtiyaç kadar uzar.

Su tasarrufu enerji tasarrufu da demektir. Daha az pompa çalışması, daha az elektrik. Ayrıntı: su tasarrufu nasıl sağlanır?

İş gücü tasarrufu da önemlidir. Vanalar sahaya gitmeden açılıp kapanır. Arızalar panelden görülür. Saha ekibi yalnızca gerektiğinde çıkar.

Karşılaştırma tablosu: zamanlayıcı ve ESTRON

Uzaktan kontrol: sahada Bluetooth, ofisten LoRaWAN

Uzaktan sulama kontrolü iki kanalla yapılır. Sahadaki ekip mobil uygulamayla, vananın 10 m yakınından Bluetooth ile bağlanır. Program yüklemek için internet gerekmez.

Ofisteki ekip web panelini kullanır. Vanalar haritada görünür. Bir program yüzlerce vanaya tek seferde gönderilir. Vana açma, kapama ve süre değişikliği sahaya gitmeden yapılır.

İki kanal birbirini tamamlar. Gateway kapsamı dışındaki tek bir vana bile sahada Bluetooth ile yönetilir. Görevler ofiste hazırlanır, sahada yürürken menzile giren cihazlara kendiliğinden iletilir.

Böylece dağınık sahalar kablosuz bir merkezi sulama kontrol sistemine dönüşür. Kablolu sistemle karşılaştırma: merkezi sulama kontrol sistemi.

Raporlama ve denetim izi

Her vana hareketi tarih ve saatiyle kaydedilir. Sulama süreleri tarih aralığına göre grafikte izlenir. Cihaz ve program listeleri Excel'e aktarılır.

Yapay zeka kararları gerekçeleriyle saklanır. Hangi gün neden sulanmadığı sonradan görülür. Bu kayıt, kurum içi denetim ve su bütçesi raporları için hazır veri sağlar.

Alarmlar tek listede toplanır: düşük pil, ulaşılamayan cihaz, iletilemeyen komut ve kaçak. Bildirimler mobil uygulama, e-posta ve SMS ile ilgili kişilere gider. Ayrıntı: detaylı raporlama.

Güvenlik ve veri

Veri iletimi şifrelidir. Her cihaz benzersiz bir kimlik taşır. Vana üniteleri şifre korumalıdır; çalınan cihaz başka hesapta kullanılamaz.

Panelde yetkiler rol bazlıdır. Her kullanıcı yalnızca kendi alanını görür ve yönetir. Birden çok saha ve müşteri aynı panelde, birbirinden ayrı tutulur.

Kurumlar isterse yazılımı kendi sunucusunda barındırır. Mevcut SCADA sistemleriyle entegrasyon mümkündür. Ayrıntı: güvenli bağlantı ve kurum sistemiyle entegrasyon.

Yatırım ve geri dönüş

Akıllı sulama sistemine geçiş mevcut altyapıyı korur. Boru, fıskiye ve vana yatırımı yerinde kalır. Maliyet, vana başına bir kontrol ünitesi ve saha başına bir gateway ile sınırlıdır.

Geri dönüş üç kalemden gelir: su faturası, pompa elektriği ve saha iş gücü. Arıza sahaya gitmeden görüldüğü için bakım ziyaretleri azalır. Kaçaklar erken yakalandığı için su kaybı kısalır.

Büyük sahalarda pilot bölgeyle başlamak yaygın yoldur. Bir sezonluk kayıt, kararı rakamla destekler.

Fiyatı belirleyen kalemleri akıllı sulama sistemi maliyeti sayfasında anlattık. ESTRON yerli üretimdir; donanım ve yazılım Türkiye'de geliştirilir.

Kurulumda dikkat edilecekler

• Gateway konumu. Yüksek ve açık bir nokta seçin. Binalar ve ağaçlar menzili kısaltır.
• Pil takibi. Pil seviyesi panelde görünür. Alarm geldiğinde pil değiştirilir; sulama aksamaz.
• Sensör yerleşimi. Yağmur sensörü açık alana, toprak nemi sensörü temsilî bir noktaya konur.
• Kurallar. Sahaya özel kurallar baştan yazılır: rüzgâr sınırı, sulama yapılmayacak günler, gece sulaması.
• Kademeli geçiş. İlk hafta kararlar birlikte izlenir. Sonra yapay zeka moduna tam geçilir.
• Gateway görüş hattı şart. Vana kutusu ile gateway arasında yoğun bina ya da toprak dolgu varsa sinyal düşer. Kapsama keşifte ölçülür; gerekirse ikinci gateway konur ya da o vana sahada Bluetooth ile yönetilir.
• Sensör yanlış yerde yanlış okur. Fıskiye dibindeki toprak nem sensörü sahayı hep ıslak gösterir; ağaç altındaki yağmur sensörü yağmuru görmez. Yerleşim kadar test de gerekir.
• Pil takibi sizin işinizdir. Ünite yıllarca çalışır ama pil sonsuz değildir. Alarm geldiğinde sahaya gitmek gerekir; alarmı kimse izlemiyorsa hat sulamaz.
• Çok küçük tek hatta kazanç düşük. Tek vanalı küçük bir alanda sabit program çoğu zaman yeter. Kazanç hat sayısı, dağınıklık ve saha ziyareti maliyetiyle büyür.

Bu sınırlar keşifte konuşulur; teklif ona göre hazırlanır.

Kimler kullanır?

Belediyeler parkları, refüjleri ve millet bahçelerini tek panelden yönetir. Park sulama ve yeşil alan sulaması için bkz. belediyeler için park sulama sistemi.

Peyzaj firmaları birden çok siteyi ve müşteriyi aynı panelde izler. Bkz. peyzaj sulama otomasyonu.

Konut siteleri ortak alan sulamasını otomatikleştirir. Referans projelerimizi inceleyebilirsiniz.

Teknik konular konu konu: Neden ESTRON?

Sık sorulan sorular

Pil ömrü, menzil, mevcut vanalarla uyum ve kurulum süresiyle ilgili yanıtlar SSS sayfasında. Projeniz için teklif alın.