Development of micro-optical furnace with atmospheric control for research purposes

Abstract

In this thesis, a desktop temperature controlled laboratory type micro-optical chamber system has been developed which can be used for vertical agricultural experiments to observe the development of plants with different wavelengths according to different atmospheric and temperature values using LED light sources. The main purpose of this thesis is to develop a laboratory type easy-to-use device that can control the ideal atmosphere and temperature to perform experimentally the effect of light rays of different wavelength to observe its development of the plant placed in the chamber. In this study, a chamber with rectangular prism geometry was created to prevent the negative effects of harmful insects on plants. Second, a fan system is formed to allow air circulation inside the chamber. Then, a heating unit with electrical resistance system was developed in order to increase or decrease the ambient temperature of the plants. In addition, a control unit with an electronic temperature control circuit is formed to control the atmospheric air circulation and temperature in the chamber. Using the completed system, it was concluded that it is possible to monitor the chamber using LED light sources with different wavelengths to monitor plant growth behaviors in the temperature and atmospheric controlled chamber. In this respect, the changes in the ambient temperature and LED light sources with different wavelengths can be practically used to monitor the growth behavior of the respective plants in chamber.

Bu tezde, farklı atmosfer ve sıcaklık değerlerine göre bitkilerin gelişimini farklı dalgaboylarına sahip LED ışık kaynakları kullanarak gözlemlemek için bir masaüstü ısı kontrollü laboratuvar tipi dikey tarım deneyleri için kullanılabilecek mikro-optik yapılı bir fırın sistemi geliştirilmiştir. Bu tezin temel amacı, içerisine gelişimi gözlemlenmek için yerleştirilen bitki için ideal atmosfer ve sıcaklığı kontrol edebilen ve farklı dalga boyundaki ışık ışınlarının büyüme üzerindeki etkisini deneysel olarak gerçekleştirmeyi sağlayacak olan laboratuvar tipi kolay kullanıma sahip bir düzenek geliştirmektir. Bu çalışmada, ilk olarak ısı yalıtımı sağlayan zararlı haşerelerin bitkilere olumsuz etkilerini engellemeyi sağlayacak olan dikdörtgen prizması geometrisine sahip bir hazne oluşturulmuştur. İkinci olarak, hazne içerisinde hava sirkülasyonunu sağlamak için bir fan sistemi oluşturulmuştur. Daha sonra, bitkilerin içerisinde bulunduğu ortam sıcaklığını arttırıp azaltmak amacıyla elektrikli rezistans sistemine sahip ısıtma birimi geliştirilmiştir. Ayrıca hazne içerisindeki atmosferik hava sirkülasyonunu ve sıcaklığı kontrol etmek için elektronik sıcaklık kontrol devresi içeren kontrol birimi oluşturulmuştur. Tamamlanmış sistemini kullanarak, sıcaklık ve atmosferik kontrollü hazne içerisinde bitki büyüme davranışlarını izlemek için farklı dalga boylarına sahip LED ışık kaynakları kullanarak hazne içerisinde gözlem yapmanın mümkün olduğu sonucuna varılmıştır. Bu doğrultuda, geliştirilen sistem ortam sıcaklığındaki değişiklikler, farklı dalga boyuna sahip LED ışık kaynaklarının kullanıldığı ortamlarda ilgili bitkilerin davranışlarının gözlemlenmesinde pratik olarak kullanılabililir.