​

AKILLI SULAMA SİSTEMİ PROJE REHBERİ

​

İÇİNDEKİLER

1. Proje Genel Bakış
   • Proje Amacı
   • Sistem Mimarisi
   • Bileşenler
2. Donanım Bileşenleri
   • Gerekli Malzemeler
   • Sensörler
   • Kontrol Ünitesi
   • Su Pompası ve Kontrol Devresi
   • Güç Kaynağı
3. Donanım Kurulumu
   • Raspberry Pi Kurulumu
   • Sensör Bağlantıları
   • Su Pompası Kontrol Devresi
   • Güç Kaynağı Bağlantıları
4. Yazılım Kurulumu
   • Raspberry Pi İşletim Sistemi
   • Gerekli Kütüphaneler
   • Veritabanı Kurulumu
5. Yazılım Geliştirme
   • Sensör Veri Okuma Kodları
   • Su Pompası Kontrol Kodları
   • Veri Analizi ve Karar Verme Algoritmaları
   • Veritabanı Yapısı ve Yönetimi
6. Mobil Uygulama
   • Uygulama Mimarisi
   • Kullanıcı Arayüzü
   • Backend API
   • Veri Görselleştirme
   • Bildirim Sistemi
7. Sistem Entegrasyonu
   • Bileşenlerin Birleştirilmesi
   • Test ve Kalibrasyon
8. Sorun Giderme ve Bakım
   • Sık Karşılaşılan Sorunlar
   • Bakım Prosedürleri
9. Kaynaklar ve Referanslar

​

1. PROJE GENEL BAKIŞ

​

1.1. Proje Amacı

• Su kullanımını optimize ederek tasarruf sağlamak
• Bitki sağlığını ve verimini artırmak
• Manuel sulama ihtiyacını ortadan kaldırmak
• Uzaktan izleme ve kontrol imkanı sunmak
• Çevre dostu ve sürdürülebilir bir sulama çözümü sunmak

​

1.2. Sistem Mimarisi

1. Sensör Ağı: Toprak nemi, sıcaklık, nem ve yağmur sensörleri
2. Kontrol Ünitesi: Raspberry Pi tabanlı merkezi işlem birimi
3. Su Dağıtım Sistemi: Su pompası ve vana kontrol mekanizması
4. Güç Kaynağı: Sistem bileşenlerini besleyen güç ünitesi
5. Yazılım Bileşenleri: Veri toplama, analiz ve karar verme algoritmaları
6. Kullanıcı Arayüzü: Mobil uygulama ve web arayüzü

• Sensörler çevresel verileri toplar ve Raspberry Pi’ye iletir
• Raspberry Pi, verileri analiz eder ve sulama kararlarını verir
• Gerektiğinde su pompası ve vanalar kontrol edilerek sulama yapılır
• Tüm veriler veritabanında saklanır ve analiz edilir
• Kullanıcı, mobil uygulama üzerinden sistemi izleyebilir ve kontrol edebilir

​

1.3. Bileşenler

​

1.3.1. Donanım Bileşenleri

• Raspberry Pi 4 (2GB veya üzeri RAM)
• Toprak nemi sensörleri (kapasitif)
• DHT22 sıcaklık ve nem sensörü
• Yağmur sensörü
• Su seviye sensörü
• 12V DC su pompası
• Röle modülü
• 12V güç adaptörü
• Kablolar ve bağlantı elemanları
• Su boruları ve sulama başlıkları

​

1.3.2. Yazılım Bileşenleri

• Raspberry Pi OS (Debian tabanlı)
• Python programlama dili
• SQLite veritabanı
• Flask web çerçevesi (API için)
• React Native (mobil uygulama için)
• MQTT protokolü (isteğe bağlı, IoT iletişimi için)

​

2. DONANIM BİLEŞENLERİ

​

2.1. Gerekli Malzemeler

​

2.2. Sensörler

​

2.2.1. Toprak Nemi Sensörü

• Çalışma Gerilimi: 3.3V - 5V
• Çıkış: Analog (0-3V) veya Dijital (Eşik değeri ayarlanabilir)
• Ölçüm Aralığı: 0% (kuru) - 100% (tamamen ıslak)
• Hassasiyet: ±3%

• VCC: Güç girişi (3.3V veya 5V)
• GND: Toprak
• AO: Analog çıkış
• DO: Dijital çıkış (bazı modellerde)

​

2.2.2. DHT22 Sıcaklık ve Nem Sensörü

• Çalışma Gerilimi: 3.3V - 5V
• Sıcaklık Ölçüm Aralığı: -40°C - 80°C
• Nem Ölçüm Aralığı: 0% - 100% RH
• Sıcaklık Hassasiyeti: ±0.5°C
• Nem Hassasiyeti: ±2% RH

• Pin 1: VCC (3.3V - 5V)
• Pin 2: DATA (Veri pini)
• Pin 3: NC (Bağlantı yok)
• Pin 4: GND (Toprak)

​

2.2.3. Yağmur Sensörü

• Çalışma Gerilimi: 3.3V - 5V
• Çıkış: Analog ve Dijital
• Hassasiyet: Ayarlanabilir (potansiyometre ile)

• VCC: Güç girişi (3.3V veya 5V)
• GND: Toprak
• AO: Analog çıkış
• DO: Dijital çıkış

​

2.2.4. Su Seviye Sensörü

• Çalışma Gerilimi: 3.3V - 5V
• Çıkış: Analog
• Ölçüm Aralığı: 0mm - 40mm

• VCC: Güç girişi (3.3V veya 5V)
• GND: Toprak
• S: Sinyal çıkışı (analog)

​

2.3. Kontrol Ünitesi

• İşlemci: Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz
• RAM: 2GB, 4GB veya 8GB LPDDR4-3200 SDRAM
• Bağlantı: 2.4 GHz ve 5.0 GHz IEEE 802.11ac wireless, Bluetooth 5.0, BLE
• GPIO: 40 pin
• USB: 2 × USB 3.0 ports; 2 × USB 2.0 ports
• Güç: 5V DC via USB-C connector (minimum 3A)

• Toprak Nemi Sensörü 1: GPIO 17 (Analog giriş için ADC gerekli)
• Toprak Nemi Sensörü 2: GPIO 27 (Analog giriş için ADC gerekli)
• Toprak Nemi Sensörü 3: GPIO 22 (Analog giriş için ADC gerekli)
• DHT22 Sensörü: GPIO 4
• Yağmur Sensörü: GPIO 18 (Analog giriş için ADC gerekli)
• Su Seviye Sensörü: GPIO 23 (Analog giriş için ADC gerekli)
• Röle Modülü (Pompa): GPIO 24
• Röle Modülü (Vana 1): GPIO 25
• Röle Modülü (Vana 2): GPIO 8
• Röle Modülü (Vana 3): GPIO 7

​

2.4. Su Pompası ve Kontrol Devresi

​

2.4.1. Su Pompası

• Çalışma Gerilimi: 12V DC
• Akım: 0.5A - 1A
• Su Basma Kapasitesi: 3-5 L/dk
• Maksimum Basma Yüksekliği: 3-5 metre

​

2.4.2. Röle Modülü

• Kanal Sayısı: 4
• Kontrol Gerilimi: 5V DC
• Röle Kapasitesi: 10A 250VAC / 10A 30VDC
• Tetikleme Tipi: Düşük seviye (LOW)

• VCC: 5V güç girişi
• GND: Toprak
• IN1, IN2, IN3, IN4: Kontrol girişleri (GPIO pinlerine bağlanır)

​

2.4.3. Kontrol Devresi Şeması

                   +5V
                    |
                    |
Raspberry Pi      10kΩ       4 Kanal Röle Modülü
GPIO Pin -------|/\/\/\|-----|IN1    NO1|------- Su Pompası (+)
                    |         |        |
                    |         |       COM1|------ +12V
                    |         |        |
                    |         |        NC1|------ (Bağlı değil)
                    |         |        |
                    |         |        |
                    |         |       GND|------ GND
                    |         |        |
                    |         |       VCC|------ +5V
                    |         |        |
                    |         |        |
                    |         |        |
                    |         |        |

​

2.5. Güç Kaynağı

1. Raspberry Pi için: 5V 3A USB-C güç adaptörü
2. Su pompası ve diğer bileşenler için: 12V 5A DC güç adaptörü

AC Güç Girişi
     |
     |
     |------- 5V 3A USB-C Adaptör ------- Raspberry Pi
     |
     |
     |------- 12V 5A DC Adaptör --------- Su Pompası
                                |
                                |--------- Röle Modülü (VCC)
                                |
                                |--------- Sensörler (VCC)

​

3. DONANIM KURULUMU

​

3.1. Raspberry Pi Kurulumu

1. Raspberry Pi Imager ile microSD karta Raspberry Pi OS’u yükleyin
2. Raspberry Pi’yi bağlayın ve ilk açılış yapılandırmasını tamamlayın
3. Gerekli sistem ayarlarını yapın (SSH, I2C, SPI etkinleştirme vb.)
4. Sistem güncellemelerini yapın ve gerekli paketleri yükleyin

​

3.2. Sensör Bağlantıları

​

3.2.1. Toprak Nemi Sensörü Bağlantısı

Toprak Nemi Sensörü 1:
- VCC -------- 3.3V (Raspberry Pi Pin 1)
- GND -------- GND (Raspberry Pi Pin 6)
- AO --------- ADS1115 A0

Toprak Nemi Sensörü 2:
- VCC -------- 3.3V (Raspberry Pi Pin 1)
- GND -------- GND (Raspberry Pi Pin 6)
- AO --------- ADS1115 A1

Toprak Nemi Sensörü 3:
- VCC -------- 3.3V (Raspberry Pi Pin 1)
- GND -------- GND (Raspberry Pi Pin 6)
- AO --------- ADS1115 A2

ADS1115:
- VDD -------- 3.3V (Raspberry Pi Pin 1)
- GND -------- GND (Raspberry Pi Pin 6)
- SCL -------- SCL (Raspberry Pi Pin 5)
- SDA -------- SDA (Raspberry Pi Pin 3)
- ADDR -------- GND (0x48 adresi için)

​

3.2.2. DHT22 Sensör Bağlantısı

DHT22:
- Pin 1 (VCC) -------- 3.3V (Raspberry Pi Pin 1)
- Pin 2 (DATA) ------- GPIO4 (Raspberry Pi Pin 7)
- Pin 4 (GND) -------- GND (Raspberry Pi Pin 6)

* Pin 2 ve Raspberry Pi arasına 10kΩ pull-up direnci bağlayın

​

3.2.3. Yağmur Sensörü Bağlantısı

Yağmur Sensörü:
- VCC -------- 3.3V (Raspberry Pi Pin 1)
- GND -------- GND (Raspberry Pi Pin 6)
- AO --------- ADS1115 A3
- DO --------- GPIO18 (Raspberry Pi Pin 12) (Opsiyonel, dijital çıkış için)

​

3.2.4. Su Seviye Sensörü Bağlantısı

Su Seviye Sensörü:
- VCC -------- 3.3V (Raspberry Pi Pin 1)
- GND -------- GND (Raspberry Pi Pin 6)
- S ---------- ADS1115 A4 (İkinci bir ADS1115 modülü gerekebilir)

​

3.3. Su Pompası Kontrol Devresi

Röle Modülü:
- VCC -------- 5V (Raspberry Pi Pin 2)
- GND -------- GND (Raspberry Pi Pin 6)
- IN1 -------- GPIO24 (Raspberry Pi Pin 18) - Su Pompası
- IN2 -------- GPIO25 (Raspberry Pi Pin 22) - Vana 1
- IN3 -------- GPIO8 (Raspberry Pi Pin 24) - Vana 2
- IN4 -------- GPIO7 (Raspberry Pi Pin 26) - Vana 3

Su Pompası:
- (+) -------- Röle Modülü NO1
- (-) -------- 12V Güç Kaynağı GND

Röle Modülü COM1 -------- 12V Güç Kaynağı (+)

​

3.4. Güç Kaynağı Bağlantıları

1. Raspberry Pi’yi 5V 3A USB-C adaptör ile besleyin
2. 12V 5A DC adaptörün (+) ucunu röle modülünün COM terminallerine bağlayın
3. 12V 5A DC adaptörün (-) ucunu su pompasının (-) ucuna ve GND hattına bağlayın
4. Tüm bileşenlerin GND bağlantılarını ortak bir noktada birleştirin

​

4. YAZILIM KURULUMU

​

4.1. Raspberry Pi İşletim Sistemi

1. Raspberry Pi Imager ile microSD karta Raspberry Pi OS’u yükleyin
2. İlk açılış yapılandırmasını tamamlayın
3. Sistem güncellemelerini yapın:

sudo apt update
sudo apt upgrade -y

​

4.2. Gerekli Kütüphaneler

# Genel araçlar ve kütüphaneler
sudo apt install -y git python3-pip python3-dev

# I2C ve GPIO kütüphaneleri
sudo apt install -y python3-smbus i2c-tools python3-rpi.gpio

# SQLite veritabanı
sudo apt install -y sqlite3

# Web sunucusu (Flask için)
sudo apt install -y nginx

# Python kütüphaneleri
pip3 install --upgrade pip
pip3 install wheel setuptools
pip3 install adafruit-circuitpython-dht
pip3 install adafruit-circuitpython-ads1x15
pip3 install RPi.GPIO
pip3 install flask flask-restful flask-cors gunicorn
pip3 install sqlalchemy
pip3 install matplotlib pandas numpy
pip3 install paho-mqtt

​

4.3. Veritabanı Kurulumu

1. Proje dizinini oluşturun:

mkdir -p ~/irrigation-system
cd ~/irrigation-system

2. Veritabanı şema dosyasını oluşturun:

nano database_schema.sql

3. Veritabanı Yapısı dosyasındaki SQL şemasını bu dosyaya kopyalayın.
4. Veritabanını oluşturun:

sqlite3 irrigation_data.db < database_schema.sql

5. Veritabanı yönetim sınıfını oluşturun:

nano database_manager.py

6. Veritabanı Yapısı dosyasındaki DatabaseManager sınıfını bu dosyaya kopyalayın.

​

5. YAZILIM GELİŞTİRME

​

5.1. Sensör Veri Okuma Kodları

# sensor_reading.py dosyasının içeriği için sensor_reading_code.py dosyasına bakın