Küçük bir hidroponik sistem için pH ve EC izleme ve otomatik aydınlatma takip sistemi geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, ev tipi hidroponik tarım uygulamalarına yönelik düşük maliyetli, sensör tabanlı bir otomasyon sistemi geliştirilmiştir. Sistem, ESP32 mikrodenetleyicisi kullanılarak tasarlanmış olup, pH, EC (elektriksel iletkenlik) ve ışık şiddeti gibi temel çevresel parametreleri ölçen sensörlerle donatılmıştır. Ölçülen veriler, Bluetooth teknolojisi aracılığıyla mobil uygulamaya aktarılmış ve kullanıcı, gerçek zamanlı olarak bu parametreler takip edilebilmektedir. Ayrıca, sistemde yer alan RGB LED aydınlatma, mobil arayüz üzerinden kontrol edilerek bitkilerin farklı gelişim evrelerine uygun ışık döngüleri başarıyla uygulanmıştır. Mobil uygulama, MIT App Inventor platformu kullanılarak geliştirilmiş ve kullanıcı dostu bir arayüz sunmuştur. Sensör kalibrasyonları, tampon çözeltiler yardımıyla yapılmış, kalibrasyon öncesi sapmalar önemli ölçüde azaltılarak ölçümlerin doğruluğu artırılmıştır. Yapılan ölçümlerde, pH değeri 5.8 ile 6.3 arasında, EC değeri ise 1100 ile 1300 µS/cm aralığında seyretmiş; bu da özellikle marul gibi yeşil yapraklı sebzeler için ideal ortam koşullarını göstermiştir. Işık şiddeti sensörü sayesinde ortam aydınlığı izlenmiş ve yetersiz ışık algılandığında LED aydınlatma otomatik olarak devreye alınmıştır. Sistem, ev tipi kullanım için yeterli IP koruma derecesine sahip sensörlerle kurulmuş olsa da, ticari uygulamalar için daha dayanıklı ve otomatik kalibrasyon özellikli sensörlerin tercih edilmesi önerilmektedir. Ayrıca, Bluetooth yerine Wi-Fi veya LoRa gibi daha geniş menzilli iletişim protokollerinin entegre edilmesi, sistemin ölçeklenebilirliğini artıracaktır. Sonuç olarak, düşük maliyetli bileşenlerle çalışmasına rağmen yüksek işlevsellik sunan bu otomasyon sistemi, hobi amaçlı hidroponik tarım uygulamalarında etkili ve kullanışlı bir çözüm sunmaktadır.This study aims to develop a low-cost, sensor-based automation system designed for home-scale hydroponic farming applications. The system is built around an ESP32 microcontroller and equipped with sensors measuring key environmental parameters such as pH, electrical conductivity (EC), and light intensity. Collected data is transmitted via Bluetooth technology to a mobile application, allowing users to monitor these parameters in real time. Additionally, the system features RGB LED lighting that can be remotely controlled through the mobile interface to apply light cycles suitable for different plant growth stages. The mobile app was developed using the MIT App Inventor platform, providing a user-friendly interface for real-time monitoring of pH and EC values. Sensors were calibrated using buffer solutions, significantly reducing measurement deviations observed before calibration and aligning results with reference devices. Measurements indicated pH values ranging between 5.8 and 6.3 and EC values between 1100 and 1300 µS/cm, reflecting optimal conditions especially for leafy vegetables like lettuce. The light sensor monitored ambient brightness and automatically activated the LED lighting when insufficient light was detected, enhancing energy efficiency. Although the system employs sensors with adequate IP protection for home use, more durable sensors with automatic calibration capabilities are recommended for commercial applications. Furthermore, integrating wider-range communication protocols such as Wi-Fi or LoRa instead of Bluetooth could improve system scalability. In conclusion, despite using low-cost components, the developed automation system offers high functionality and presents an effective solution for hobbyist hydroponic farming.