Post on 29-Jan-2021
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
ULTRASONİK SENSÖR İLE SIVI SEVİYE
KONTROLÜ
UYGAR AKKAN
210399
Danışman
Yrd. Doç. Dr. GÖKÇE HACIOĞLU
Mayıs 2012
TRABZON
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
ULTRASONİK SENSÖR İLE SIVI SEVİYE
KONTROLÜ
UYGAR AKKAN
210399
Danışman
Yrd. Doç. Dr. GÖKÇE HACIOĞLU
Mayıs 2012
TRABZON
ii
LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU
UYGAR AKKAN tarafından Yrd.Doç.Dr. GÖKÇE HACIOĞLU yönetiminde
hazırlanan “Ultrasonik Sensör İle Sıvı Seviye Kontrolü” başlıklı lisans tasarım projesi
tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak
kabul edilmiştir.
Danışman: Yrd.Doç.Dr. Gökçe HACIOĞLU
Jüri Üyesi 1: Prof.Dr. Temel KAYIKÇIOĞLU
Jüri Üyesi 2: Doç.Dr. Ali GANGAL
Bölüm Başkanı: Prof. Dr. İsmail H. ALTAŞ
iii
ÖNSÖZ
Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında emeği geçen, kılavuzun son halini
almasında yol gösterici olan kıymetli hocam Sayın Yrd.Doç.Dr. Gökçe HACIOĞLU ‘na
şükranlarımı sunmak istiyorum. Ayrıca bu çalışmayı destekleyen Karadeniz Teknik
Üniversitesi Rektörlüğü’ne Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve Elektrik-Elektronik
Mühendisliği Bölüm Başkanlığına içten teşekkürlerimi sunarım.
Her şeyden öte, eğitimim süresince bana her konuda tam destek veren aileme ve bana
hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarıma saygı ve sevgilerimi sunarım.
Mayıs 2012
Uygar AKKAN
iv
İÇİNDEKİLER
Lisans Bitirme Projesi Onay Formu .................................................................................. ii
Önsöz .............................................................................................................................. iii
İçindekiler ......................................................................................................................... iv
Özet ................................................................................................................................. vi
Şekiller Dizini-Çizelgeler .................................................................................................vii
Denklemler .................................................................................................................... viii
Sembol ve Kısaltmalar .................................................................................................... viii
1.Giriş
1.1 Amaç ................................................................................................................ 1
1.2 Sıvı Seviye Kontrol Yöntemleri ........................................................................ 2
1.2.1 Elektrot ile Sıvı Seviye Kontrolü ........................................................ 2
1.2.2 Yüzen Şamandıra ile Sıvı Seviye Kontrolü ........................................ 2
1.2.3 Basınç ile Sıvı Seviye Kontrolü ......................................................... 3
1.2.4 Ultrasonik Sensör ile Sıvı Seviye Kontrolü ........................................ 3
2.Teorik Çalışmalar............................................................................................................ 4
2.1 Mikro denetleyiciler .......................................................................................... 4
2.2 PIC .................................................................................................................. 4
2.2.1 PIC 16f648a ....................................................................................... 5
2.2.2 Hafıza Ünitesi ..................................................................................... 7
2.2.3 Merkezi İşlem Ünitesi......................................................................... 7
2.2.4 Interrupt (Kesme) ............................................................................... 7
2.2.5 PWM Metodu ..................................................................................... 8
2.3 Kristal Osilatör ................................................................................................. 9
2.4 Ultrasonik Sensörler........................................................................................ 10
2.4.1Ultrasonik Sensör Çeşitleri ................................................................ 11
2.4.2 Ultrasonik Sensörlerin Kullanım Avantajları..................................... 11
2.4.3 Ultrasonik Sensörlerin Güncel Uygulama Alanları ............................ 11
2.5 Proje Sensörü Dyp-Me007 .............................................................................. 12
2.5.1 Sensörün Temel Çalışma İlkesi ......................................................... 13
2.5.2 Ultrasonik Mesafe Ölçüm Metodu .................................................... 14
v
2.6 DC Su Motoru ................................................................................................ 15
2.6.1 DC Motor Kontrolü .......................................................................... 16
2.7 LCD................................................................................................................ 17
3.Ultrasonik Sensör ile Sıvı Seviye Kontrolü.................................................................... 19
3.1 Sistemin Çalışması .......................................................................................... 19
3.2 Ultrasonik Sensör ile Sıvı Seviye Kontrolünün Avantajları ............................. 21
3.3 Ölçümde Hata Sebepleri ................................................................................. 21
4.Simülasyon Çalışmaları................................................................................................. 22
4.1 Isıs-Ares-Baskı Devre ..................................................................................... 22
5.Deneysel Çalışmalar ..................................................................................................... 26
6.Sonuçlar ve Yorumlar ................................................................................................... 27
6.1 Sistemin Dezavantajları .................................................................................. 27
7.Kaynaklar ..................................................................................................................... 28
Ekler ................................................................................................................................ 39
Özgeçmiş ......................................................................................................................... 32
vi
ÖZET
Proje endüstride ve sanayide çeşitli amaçlar için kullanılmak amacıyla tasarlandı. Sıvı
seviye kontrolüne yeni bir bakış açısı kazandırmak amacıyla sistemde ultrasonik sensör
kullanıldı. Bu şekilde sıvıyla direkt temas halinde bulunamadan sadece sıvı yüzeyine ses
dalgası gönderip seviye kontrolü sağlanacaktır. Projenin en büyük özelliği temassız seviye
kontrolünün sağlanmasıdır.
Projede ultrasonik sensör, PIC mikro denetleyici,L293D motor sürücü entegre, LCD ve
DC su motoru kullanıldı. Sistemin maliyeti diğer seviye kontrol cihazlarına göre oldukça
düşüktür. Ayrıca bu sistem diğer seviye kontrol sistemlerine göre daha güvenilir ve daha
teknolojik bir şekilde kontrol sağlamaktadır.
Sistem sensörün mesafe ölçümü ile çalışmaya başlar. Bu ölçüme LCD ekranda
gözlemlenir. Ultrasonik sensör sıvı tankerine tepeden bakmaktadır ve tanker ile sensör
arası mesafe sabit tutulur. Ölçülen mesafeye göre L293D motor sürücü entegresi ile DC su
motoru faaliyet gösterir. Önceden sistem için belirlenen referans mesafesine göre su
motoru tankeri doldurmaya başladığında her an için LCD’den sıvı seviyesini takip etmek
mümkündür. Gerekli referans mesafesine ulaşılınca su motoru duracaktır. Sistem bu
şekilde tasarlandı.
Sistem günlük hayatta yakıt tankerlerindeki yakıt seviye kontrolü, uçak depolarındaki
yakıt kontrolü gibi birçok önemli alanda kullanım kolaylığı sağlayacaktır.
vii
Şekiller Dizini
Şekil 2.2.1. 16F648A yapısı ...................................................................................................... 5
Şekil 2.2.2. PWM çıkışı ............................................................................................................. 8
Şekil 2.3.1. Kristal sembolü........................................................................................................ 9
Şekil 2.3.2. Eşdeğer devre .......................................................................................................... 9
Şekil 2.3.3. Mikro denetleyici kristal bağlantısı ...................................................................... 9
Şekil 2.4.1. Cisim algılama ..................................................................................................... 10
Şekil 2.5.1. Dyp-Me007 ........................................................................................................... 12
Şekil 2.5.2. Sensörün çalışma ilkesi ....................................................................................... 13
Şekil 2.5.3. Mesafe ölçüm metodu .......................................................................................... 14
Şekil 2.5.4. Ses dalgası yolu .................................................................................................... 15
Şekil 2.6.1. Su motoru .............................................................................................................. 15
Şekil 2.6.2. L293D motor sürücü entegresi ............................................................................. 16
Şekil 2.7.1: LCD ....................................................................................................................... 17
Şekil 3.1.1. Sıvı seviyesi kontrol şeması ................................................................................ 20
Şekil 3.1.2. Sistemin çalışma algoritması ............................................................................... 21
Şekil 4.1. Açık şema karşılığı ................................................................................................... 22
Şekil 4.2. PCB karşılığı ............................................................................................................ 22
Şekil 4.3. Ares baskı devre görüntüsü .................................................................................... 23
Şekil 4.4. 3D Önden görüntü ................................................................................................... 24
Şekil 4.5. Baskı devre görüntüsü ............................................................................................. 25
Çizelgeler
Çizelge 1.1.1. Projede uygulanan iş-zaman grafiği................................................................... 2
Çizelge 2.2.1. PIC 16F648A pin yapısı .................................................................................... 6
Çizelge 2.7.1. LCD elektronik özellikleri ................................................................................ 18
viii
Denklemler
PWM Periyodu = İş Süresi + Bekleme Süresi (1)
(2)
(3)
Sembol ve Kısaltmalar
ST = Schmitt Tetikleme Girişi
AN = Analog
XTAL = Kristal Osilatör
PWM = Darbe Genişliği
DC = Doğru Akım
LCD = Sıvı Kristal Ekran
CMOS = CMOS Çıkışı
TTL = TTL Çıkışı
Vdd = Giriş Gerilimi
Idd = Besleme Akımı
Vf = LED Gerilimi
If = LED Akımı
Vel = Güç Gerilimi
Vdd-Vo = LCD Gerilimi
1.GİRİŞ
1.1 Amaç
Bu proje ultrasonik sensörlerin algılama özelliğinden yararlanılarak sıvı seviye kontrolü
yapmaktır. Değişik yöntemlerle seviye kontrolü yapılabilir. Ultrasonik sensör ile bu
kontrolün yapılmasının sebebi maliyetinin düşük, kullanışlı ve suya temas etmeden ölçüm
yapabilmektir. Bu ölçümde mikrodenetleyici, ses dalgası gödermek için ultrasonik sensör,
mesafeyi gözlemleyebilmek için LCD ve su kontrolünü sağlayabilmek için su motoru
kullanılacaktır.
Günlük hayattan bu projenin nerelerde kullanılacağına örnek vermek istersek benzin
tankerlerini gösterebiliriz. Bilindiği gibi bu araçlar taşıdıkları yakıtlardan dolayı son derece
tehlikeli olabilirler. Yüklü miktarda yakıta yaklaşmak son derece tehlikeli olabilir.
Ultrasonik sensör ile seviye kontrolü sayesinde bu tehlike ortadan kaldırılabilir. Tankerin
içine yerleştirilecek olan sensör sayesinde tanker içerisindeki benzin seviyesi ölçülebilir ve
gerekli miktarda tankere benzin ilavesi yapılabilir. Bu yöntem sağlık açısından da oldukça
kullanışlı ve güvenlidir.
Bir başka örnek vermek gerekirse evlerde kullanılan su depolarını gösterebiliriz. Evde
musluk açıldığında depodaki su miktarı azalmaya başlayacaktır. Azalan bu su miktarını
yeniden eski haline getirebilmek için ana depodan su akışı başlayacaktır. Evin su
deposunun içine yerleştirilecek olan seviye kontrol sistemi ile ana depodan su pompası
vasıtası ile gerekli miktarda su seviye kontrolü ile evin deposuna taşınabilir. Bu sistem
endüstride, fabrikalarda ve daha birçok alanda kullanılabilir. Kısaca örneklere devam
edersek boya fabrikalarında orantılı boya karışımlarında, petrol rafinerilerinde varillere
ham petrol doldurmada, uçakların depolarının kontrolünde ve daha birçok alanda günlük
hayatı kolaylaştıracak şekilde uygulamaya geçirilebilir.
Bu amaçlar doğrultusunda yapılan çalışmalar Çizelge 1.1.1’de gösterilmektedir.
2
Çizelge 1.1.1. Projede uygulanan iş-zaman grafiği
Güz dönemi Şubat Mart Nisan Mayıs
Proje seçimi x
Proje hakkında bilgi toplama x
Algoritma oluşturma x
Malzeme belirleme x x
Malzeme satın alma x x
Programlama x x x
Deneysel çalışmalar x x x
Mekanik tasarım x x
Tez yazılımı x
1.2 Sıvı Seviyesi Kontrol Yöntemleri
1.2.1 Elektrot İle Sıvı Seviye Kontrolü
Sıvı tankeri içerisindeki sıvı seviyesi gözlemlemek için tercih edilen bir yöntemdir. Bir
kaç çeşidi vardır. En basit örneği led kullanmaktır. Deponun içinde elektriksel bir devre
bulunmaktadır. İletken sıvı seviyesi yükseldikçe sıvı ile temas haline geçen elektrotlar
kendileriyle bağlantılı halde bulunan ‘led’lere enerji verecektir. Bu sayede sıvı seviyesinin
hangi aşamada bulunduğu kontrol edilecektir.
1.2.2 Yüzen Şamandıra İle Sıvı Seviye Kontrolü
Bu yöntem sıvıların kaldırma özelliği kullanılarak tasarlanmıştır. Tankerin içerisine
basit bir mekanizma sistemi ile şamandıra yerleştirilir. Tanker sıvı ile doldurulmaya
başlanınca şamandıra tanker içerisinde yükselmeye başlar. Şamandıra tankerin üst
seviyesine ulaştığında fiziksel bir temas ile sistemin elektriksel mekanizmasını durdurur.
Böylece sistemi dolduran elektriksel vana kapanır.
3
1.2.3 Basınç Ölçümü ile Sıvı Seviye Kontrolü
Kapalı sıvı tankerlerine yerleştirilen basınç sensörleri vasıtası ile yapılan ölçüm
metodudur. Kapalı kap içerisinde sıvı seviyesi yükseldikçe gaz için hacim azalacaktır. Gaz
için azalan hava basıncı artıracaktır. Tanker içerisinde bulunan basınç sensörleri yardımı
ile basınç miktarındaki değişim voltmetre yardımı ile gözlemlenebilir. Gerilim değişimi ile
seviye kontrolü yapılabilir. Buradaki dezavantaj ise tankerin kapalı olmasından
kaynaklanır.
1.2.4 Ultrasonik Sensör İle Sıvı Seviye Kontrolü
Ses dalgaları sıvı yüzeylerden yansıma özelliğine sahiptirler. Bu özellikten yararlanarak
ultrasonik sensör kullanarak da sıvı seviyesi kontrolü yapmak mümkündür. Tankerin
üstüne yerleştirilmiş bir ultrasonik sensörü ve su pompasını bir mikrodenetleyici ile kontrol
ederek sıvı seviyesini bir LCD ekranda gözlemlemek mümkündür. Bu yöntem oldukça
kullanışlı ve maliyeti düşüktür.
4
2. Teorik Çalışmalar
2.1 Mikro denetleyiciler
Mikro denetleyiciler temel olarak RAM, CPU ve giriş/çıkış fonksiyonları tek bir cip
içinde bulundurur. 3 ünitenin bir arada kullanılması maliyetini düşürdü ve endüstriyelde
kullanımı arttırdı.
2.2 PIC (Peripheral Interface Controller)
PIC; lamba, servo motor, dc motor, zaman rölesi, sensör, LCD gibi çevresel birimleri
kontrol etmede kullanılan bir mikro denetleyicidir.
Harvard Mimarisine göre tasarlanmıştır ve bu sebeple çok hızlı işlem gösterir.
PIC seçimi yapılırken yapılacak işe en uygun olanı seçilmelidir. Bu sebeple PIC ‘in
özellikleri araştırılmalıdır. Örneğin;
Motor sürmek için darbe sinyal çıkışı
Timer modülü bulunup bulunmaması
İnterrupt (kesme ) özelliği
Analog giriş-çıkış
PIC’in avantajlarını yazılım programı ücretsiz olarak temin edilebilme, çok yaygın
olarak kullanılabilme, maliyeti düşük ve kolay temin edilebilme, kullanımı kolay, bir proje
yapınca gerçeklemeden önce simülasyon yapabilme imkanı olarak sıralayabiliriz. PIC
programlamak için kullanılan bilgisayarın IBM uyumlu olması, programlama dili bilmek,
PIC donanımına sahip olmak, PIC yazılımı için gereken şartlar arasında sayılabilir.
PIC16F648A çok az enerji harcar. Flash belleği vardır. Bu sayede clock pinine
uygulanan sinyal kesilince veri o şekilde kalır. Tekrar işaret verilinde kaldığı yerden
devam eder.
5
Şekil 2.2.1 ‘de olduğu gibi entegrenin pin yapısını bilmek en az programlama yazabilmek
kadar önemlidir. Kullanacağımız çıkışı doğru pinden almazsak uygulamada hata yapılır ve
proje çalışmaz.
RA2/AN2/VREF RA1/AN1
RA3/AN3/CMP1 RA0/AN0
RA4/T0CKI/CMP2 RA7/OSC1/CLKIN
RA5/VPP RA6/OSC2/CLKOUT
VSS VDD
RB0/INT RB7/T1OSI
RB1/RX/DT RB6/T1OSO/T1CKI
RB2/CK RB5
RB3/CCP1 RB4
Şekil 2.2.1. 16F648A yapısı
2.2.1 PIC16F648A Özellikleri
Clock 20 MHz
Flash program hafızası (words) : 4096
RAM Data hafızası (bytes) : 256
EEPROM Data hafızası (bytse) : 256
Timer modülleri: TIMER0 – TIMER1 – TIMER2
Karşılaştırıcı (comparator) : 2
PWM modül: 1
Interrupt kaynak: 10
Giriş –çıkış pinleri: 16
Gerilim (volt) : 3-5,5
1 18
2 17
3 16
4 15
5 14
6 13
7 12
8 11
9 10
6
PIC 16f648a mikro denetleyicisinin pinlerinin görevleri Çizelge 2.2.1’de verilmektedir. Bu
çizelge ile pinlerin hangi amaç için kullanılabileceğini belirtmektedir.
Çizelge 2.2.1. PIC 16F648A pin yapısı [1]
Pin adı Giriş Çıkış Görev
RA0 ST CMOS İki yönlü giriş/çıkış portu
AN0 AN ------- Analog karşılaştırıcı girişi
RA1 ST CMOS İki yönlü giriş/çıkış portu
AN1 AN ------- Analog karşılaştırıcı girişi
RA2 ST CMOS İki yönlü giriş/çıkış portu
AN2 AN ------- Analog karşılaştırıcı girişi
RA3 ST CMOS İki yönlü giriş/çıkış portu
AN3 AN ------- Analog karşılaştırıcı girişi
CMP1 ------ CMOS Karşılaştırıcı 1 çıkışı
RA4 ST OD İki yönlü giriş/çıkış portu
T0CKI ST ------- Timer0 saat girişi
CMP2 ------ OD Karşılaştırıcı 2 çıkışı
RA5 ST ------- Giriş portu
RA6 ST CMOS İki yönlü giriş/çıkış portu
OSC2 ------ XTAL Kristal osilatör çıkışı
RA7 ST CMOS İki yönlü giriş/çıkış portu
OSC1 XTAL -------- Kristal osilatör girişi
CLKIN ST -------- Harici saat kaynağı girişi
INT ST -------- Harici kesme
RX ST --------- USART alıcı pin
DT ST CMOS Senkron data giriş çıkışı
RB2 TTL CMOS İki yönlü giriş/çıkış portu
CK ST CMOS Senkron saat giriş çıkışı
T1OSO ------ XTAL Timer1 osilatör çıkışı
T1CKI ST -------- Timer1 saat girişi
RB7 TTL CMOS İki yönlü giriş/çıkış portu (interrupt)
T1OSI XTAL -------- Timer1 osilatör girişi
7
2.2.2 Hafıza Ünitesi
Hafıza ünitesi mikro denetleyicinin veri depolama fonksiyonudur. Kullanılan terimler
şunlardır:[2]
Yazı döngü süresi (Write cycle time) : Belleğe yazılan iki komut arasındaki süredir.
Erişim süresi (Access time) : Hafıza okuma işleminin başlangıcı ile datanın
okunuşuna kadar geçen süredir.
Bellek büyüklüğü (Memory size) : Hafızada tutulan data miktarı.
Erişim çevrim süresi (Access cycle time ) : Hafızada yapılacak ard arda iki okuma
arasındaki süredir.
2.2.3 Merkezi İşletim Sistemi
Çarpma, bölme, çıkartma işlemleri bu ünitede yapılır. Hafız alanlarına register denir.
Registerler çeşitli matematiksel işlemlerin yapıldığı bellek yerleridir. Registerler
matematiksel ve diğer işlemlere yardımcı olurlar. Registerların veri taşıdığı yola hat (bus)
denir. [2]
3 çeşit hat vardır. Bunlar:
Veri hattı
Adres hattı
Kontrol hattı
2.2.4 İnterrupt (Kesme)
PIC’in portundan gelen bir işaret(sinyal) nedeniyle çalışan ana programın kesilmesine
interrupt denir. Ana program kesildiğinde alt program çalışır. Alt program bitince tekrar
ana program kaldığı yerden çalışmaya devam eder. Sonuç olarak interrupt ana programı bir
süreliğine durdurur.
Harici Kesme
Kullanılması için 2 öge gerekir:
Yazılım
Donanım
8
2.2.5 PWM Metodu
PWM (Pals Genişliği Ayarlama) PIC’in çıkış uçlarından herhangi bir tanesinden kare
dalga üretme işlemidir.
PWM çıkışı Şekil 2.2.2’de görüldüğü gibi kare dalga şeklindedir. Birçok kullanım alanı
vardır. Telekomünikasyonda, motor sürücülerinde, güç devrelerinde, kodlama ve kod
çözme tekniklerinde, güç voltaj düzenleyicilerinde, ses üreteçlerinde veya yükselteçler gibi
çeşitli uygulama alanlarında kullanılmaktadır.
Periyot
5V
0V
İş Süresi Bekleme Süresi
Şekil 2.2.2. PWM çıkışı
Eğer iş süresi bekleme süresine eşitse voltmetre çıkış gerilimini 2.5V ‘u gösterir. Bu
çıkış gerilimi iş süresi ve bekleme süresi ile değişir.
(1)
PIC’ın çıkışında standart bir gerilim ayarı vardır. Kare dalgada bu işaretin üzerinde
çıkış gerilimi gelince Lojik 1, bu işaretin altında gerilim gelinde Lojik 0 olarak çıkış alır.
9
2.3 Kristal Osilatör
Herhangi bir osilatörün sabit frekansta kalabilme özelliğine “frekans kararlılığı” denir
ve osilatörlerde frekans kararlılığı çok önemlidir. Kristal kontrollü osilatörlerde frekans
kararlılığı çok iyi seviyededir. RC ve LC devrelerinde ise frekans karakteristiği iyi değildir.
Şekil 2.3.1’de görüldüğü gibi kristal maddenin ana yapısını quartz maddeden yapılan
piezoelektrik oluşturur. Kuartz belirli ölçüde hassas olarak kesilir. İki metal levha arasına
yerleştirilir. Şekil 2.3.2’de de görüldüğü gibi kristal osilatörün eşdeğer devresinde R-L ve
C elemanları bulunur.Şeklin üst tarafındaki Lve C rezonans frekansını belirler.
R L C
Şekil 2.3.1. Kristal sembolü Cm
Şekil 2.3.2. Eşdeğer devre
Kristal osilatörlerin kullanıldığı devrelerde kondansatörlerin seçimine özen
gösterilmelidir. Kristal ve kondansatör “zamanlamanın önemli” olduğu yerlerde kullanılır.
Şekil 2.3.3 ‘de kondansatörler ile kristalin bağlantı şekli gösterilmektedir.500KHz ‘lik
kristal osilatör için 20-68pF’lık kondansatör, 1MHz ‘lik kristal osilatör için 15-68pF’lık
kondansatör, 2MHz ‘lik kristal osilatör için 15-47pF’lık kondansatör, 4MHz‘lik kristal
osilatör için 15-33pF’lık kondansatör kullanılmalıdır.
C1
C2 XTAL
Şekil 2.3.3. Mikro denetleyici kristal bağlantısı [1]
OSC1
OSC2
16F648A
10
2.4 Ultrasonik Sensörler
Ultrasonik sesler insan kulağının duyma frekansının üzerindeki seslerdir. İnsanlar
yaklaşık olarak 20 Hz ile 20 KHz arası frekans bandını duyabilme özelliğine sahiptirler. Bu
veriler üst ve alt sınırlardır. Ultrasonik sesler ise 20 KHz ile 1GHz arası frekans bandında
bulunurlar. Bazı canlılar bu sesleri duyabilir. Örneğin yarasalar, yunuslar vb. Ultrasonik
sensörler bir alıcı ve bir de verici transdüserden oluşmaktadır. Verici transdüserden
gönderilen ultrasonik ses dalgaları engele çarpıp geri döner. Alıcı transdüser tarafından
yansıyan dalgalar alınır. Şekil 2.4.1’de verici transdüserden çıkan ses dalgalarının cisimden
yansıyarak alıcı transdüser tarafından algılanması gösterilmektedir. Aradaki mesafe ses
hızının zaman ile çarpılıp 2’ ye bölünmesiyle hesaplanır.
verici
alıcı
Şekil 2.4.1. Cisim algılama
Bu kadar yüksek frekansta ses dalgası kullanılmasının sebebi yüksek enerjiye sahip
olmaları ve dalgaların düzgün bir şekilde ilerleyebilmeleridir. Ayrıca yüzeylerden yüksek
verimlilikle geri yansıyabilirler.
cisim
11
2.4.1 Ultrasonik Sensör Çeşitleri
İki çeşit ultrasonik sensör bulunmaktadır fakat işlevleri aynıdır.
Polaroid sensör: Tek bir transdüser tarafından ultrasonik ses dalgaları yayılır ve tekrar
geri alınır.
Hitechnic sensör: Ultrasonik ses verici transdüser ile yayılır, alıcı transdüser ile geri
alınır.
2.4.2 Ultrasonik Sensörün Kullanım Avantajları
Tüm malzemelerden yapılmış hareketli cisimleri algılayabilme
Nesnelerin sayılmasında kullanılabilme
Nesneye temas etmeden aradaki mesafeyi ölçebilme
Nesne büyüklüğünü ve küçüklüğünü algılayabilme
Nesnenin renginden, şeklinden etkilenmeme
Hacimsel olarak küçük alan kaplama
Ortamdaki ışık miktarından etkilenmez
2.4.3 Ultrasonik Sensörün Güncel Uygulamaları
Otomobillerde park sensörü olarak sıkça kullanılır. Otomobilin bir cisme
yaklaşması ile tehlike mesafesine girilince alarm ile kullanıcı uyarılır.
Otomobillerde otomatik fren sistemi olarak kullanılır. Trafikte seyir halinde iken
kullanıcının fren yapması gerektiği bir zamanda fren yapamaması durumunda fren
sistemini aktif hale geçirir.
Tankerlerde sıvı seviyesinin ölçümünde oldukça pratik bir şekilde kolay ve
zahmetsiz ölçüm yapma olanağı sağlar.
Otomatik kapı sistemlerinde oldukça sık kullanılmaktadır. Kapıya yönelen bir kişi
algılanınca kapı otomatik olarak açılır.
Araç alarm sistemleri, ev güvenlik sistemleri, park aydınlatma sistemleri gibi
endüstriyelde birçok alanda oldukça kullanışlıdırlar.
12
2.5 Proje Sensörü Dyp-Me007
Endüstriyel projelerde yüksek performansa sahip, kolay kullanımlı bir parça olarak
tasarlanmıştır. 3 cm ‘den 4 m ‘ye kadar ölçüm yapabilme özelliğine sahiptir. Ölçümlerinde
3mm ‘lik hata payı bulunabilir. Şekil 2.5.1 projede kullanılan ultrasonik sensörün fiziksel
yapısını göstermektedir. Modül ultrasonik verici, ultrasonik alıcı ve kontrol devresi içerir.
40mm
Kristal
20mm
Ultrasonik verici transdüser Ultrasonik alıcı transdüser
Vcc GND
TRIG OUT
ECHO
15mm
Şekil 2.5.1. Dyp-Me007 [3]
13
DYP-ME007 Özellikleri
Çalışma gerilimi: 5V (DC)
Çalışma akımı: 15mA (maksimum)
Minimum ölçüm: 3cm
Maksimum ölçüm: 4m
Çalışma frekansı: 40KHz
Giriş tetikleme sinyali: 10us TTL darbe
ECHO çıkış sinyali: TTL PWL sinyali
En iyi görüş açısı: 30 derece
Ölçüler: 40-20-15 mm
2.5.1 Sensörün Temel Çalışma İlkesi
Sensörü çalıştırmak için TRIG pinine yaklaşık olarak 10us ‘lik TTL bir darbe
gönderilir. TRIG pininden gönderilen bu darbe ile sensör aktif hale geçip çalışma frekansı
olan 40KHz ‘lik 8 adet cycle üretir ve bu darbeler verici transdüserden gönderilir.
Gönderilen bu ultrasonik ses dalgası 15o C ‘lik ortamda ve deniz seviyesinde 340m/s hızla
ilerler. İlerleyen bu ses dalgaları doğru açı ile bir engele çarpıp geri yansır (Sıvılarda da
%98 -99 oranında geri yansıma vardır). Şekil 2.5.2’de görüldüğü gibi verici transdüserden
işaret gönderildiği anda ECHO pini lojik1 seviyesine çıkar ve işaret alıcı transdüsere
gelene kadar lojik1 seviyesinde kalır. Alıcı transdüsere işaret gelince ECHO pini lojik 0
seviyesine geçer. [3]
10us TTL sinyal zaman diyagramı
Trigger giriş sinyali
8 adet cycle
40KHz lik işaret
ECHO çıkış işaretinin değişimi TTL PWL sinyali
Şekil 2.5.2. Sensörün çalışma ilkesi
14
2.5.2 Ultrasonik Mesafe Ölçüm Metodu
Temel olarak fizik kurallarına dayalı bir olaydır. Sensörün yaydığı ultrasonik ses 15oC’
de ve deniz seviyesinde 340 m/s hızla yayılmaktadır. Şekil 2.5.3’de de görüldüğü gibi hız
bilindiğine göre belirli bir zaman diliminde alınan yol;
(2)
denkleminden hesaplanır.
Şekil 2.5.3. Mesafe ölçüm metodu
Buradaki “zaman” kavramı sensörün verici transdüserinden ses dalgasının çıkmasıyla
başlar ve alıcı transdüseri ile ses dalgası alınıp sonlanır. Burada aslında “zaman” bize
gereken sürenin iki katıdır çünkü ses dalgaları cisim ile engel arasında mesafeyi iki defa
kat etmiş olur. Yani mesafe;
(3)
denklemi ile hesaplanır.
CİSİM
LCD
P
IC 1
6F64
8
15
Şekil 2.5.4 ses dalgasının verici transdüserden çıkıp alıcı transdüsere ulaşacağı yol
gösterilmektedir. Şekilden de anlaşılacağı gibi ses dalgaları cisim ile sensör arasında 2 defa
gitmiş olur. Bu mesafe cisim ile sensör arasındaki mesafenin 2 katıdır.
Yol
Cisim
Zaman
Şekil 2.5.4. Ses dalgası yolu
Fiziksel olarak bu şekilde ölçüm yapılabilir ancak mikrodenetleyici ile işler biraz daha
farklıdır. Mikro denetleyicideki “zaman” kavramı ECHO pininin lojik 1 kalma süresidir.
Bu süre mikro denetleyicinin “timer”ı ile ölçülüp mesafeye dönüştürülür.
2.6 DC Su Motoru
Bu motor projenin önemli elemanlarından biridir. Motor DC enerji verilinde var olan
suyu vakumlayıp musluk kısmından pompalayarak çalışmaktadır. Günlük hayatta benzer
su motorları birçok alanda da kullanılmaktadır. Örnek verecek olunursa; otomobillerde
silecek motoru olarak çalışan su motorlarını en başta söylenebilir. Şekil 2.6.1’de bir oto
silecek motoru gösterilmektedir. Enerjisini aküden 12V dc gerilim olarak alan bu motorlar
tek yönde dönerek çalışmaktadırlar. Oldukça küçük olup hafif ve kullanışlıdırlar. Bir başka
örnek olarak da pilli damacana su pompaları verilebilir. Tasarım için seçilen motorun hızlı
bir şekilde su pompalaması sisteme zaman kazandıracaktır.
Enerji girişi Musluk ucu
Su vakumlayıcısı
Şekil 2.6.1. Su motoru
16
2.6.1 DC Motor Kontrolü
DC motor direk devreye bağlanarak çalışmamaktadır. Bu nedenle motoru kullanmak
için bir sürücü gerekmektedir. Motor sürücüsü olarak devrede L293D kullanılacaktır. Şekil
2.6.2’de L293D motor sürücü entegresinin bağlantısı şemasında görüldüğü gibi bu entegre
ile aynı anda 2 tane motor sürülebilir. Bu projede ise 1 adet motor sürülecektir. Kurulum
şekilde açıkça belirtilmektedir. İlk önce 4-5-12 ve 13. bacaklar birleştirilip toprak olarak
kullanılır. Motorlar tercihe göre 3-6 ve 11-14 numaralı bacaklara takılır.1-9 ve 16.
bacaklara 5V’luk enerji uygulanır. 2. ve 7. bacaklar bir motoru 10. ve 15. bacaklar farklı
bir motoru çalıştırır. 8. bacaktan ise motora gerilim uygulanır.[4]
Şekil 2.6.2. L293D motor sürücü entegresi
Entegrenin motor kontrolü şöyledir. 2. ve 3. girişler arasına bağlana bir motor
bacaklardan gelecek işaretler ile çalışmaya başlayacaktır. 2 giriş sayesinde de motorun
dönme yönü ayarlanabilir. Motorun dönebilmesi için mutlaka girişlerden birine işaret
verilmeli diğerine verilmemelidir. İki girişe de enerji verilir ya da iki girişe de enerji
verilmezse motor dönmeyecektir. Entegre bu şekilde motor sürmektedir.
1 16
2 15
3 14
4 13
5 12
6 11
7 10
8 9
MO
TOR
MO
TOR
Giriş
Giriş Giriş
Giriş
5V 5V
5V Motor
enerjisi
17
2.7 LDC (Sıvı Kristal Ekran)
Projede kullanılacak olan LCD’nin fiziksel özellikleri Şekil 2.7.1’de gösterilmektedir.
Bu LCD 16 karakter göstermekte olup küçük ve kullanışlıdır.
25mm
85mm
Şekil 2.7.1. LCD fiziksel görünümü
LCD Özellikleri
Metal çerçeve ile kaplılık
+5 V güç kaynağı ile çalışma
16 karakter yazabilme
Modül boyutu: 85-28 mm
Ekran ölçüsü: 66-16 mm
Nokta boyutu: 0.55-.75 mm
Karakter boyutu: 3.07- 6.56 mm
Pin Bağlantısı
1.Pin: Vss = LCD toprak bağlantı pinidir.
2.Pin: Vdd= LCD ‘nin besleme pinidir. Bu pine +5V uygulanmalıdır.
3.Pin: Vo = LCD’nin kontrast ayarı bu pin ile yapılır. Ekranın parlaklığı değiştirilir.
4.Pin: RS = H/L durumuna göre LCD ‘ye data mı yoksa komut mu gönderileceği
belirlenir.
5.Pin: R/W = LCD ‘ ye data gönderebilir ya da data alabiliriz. Bu fonksiyonu sağlar.
14 13
2 1
18
Okuma-yazma komutunu belirler.
6.Pin: E = Mikro denetleyicinin portuna bastığımız bitleri LCD ‘ye göndermek için bu pine
düşen kenar tetikleme uygulanır.
7~14: Pin: Veri hattı.Bu pinler sayesinde LCD’ye karakter girişi yapılır.
LCD’ye ait olan başlıca elektronik özellikler Çizelge 2.7.1’ verilmektedir. Bu veriler
LCD’nin doğru bir şekilde çalışmasını sağlayacak önemli verilerdir.
Çizelge 2.7.1 LCD elektronik özellikleri [5]
MADDE SEMBOL DURUM BİRİM
Giriş gerilimi Vdd +5V volt
Besleme akımı Idd +5V mA
LCD Gerilimi Vdd-Vo 25oC V
LED Gerilimi Vf 25oC V
LED Akımı If 25oC mA
Güç Gerilimi Vel Vel=100 V
19
3.Ultrasonik Sensör İle Sıvı Seviye Kontrolü
3.1 Sistemin Çalışması
Sistem; mikrodenetleyici, ultrasonik sensör, LCD ve su pompasından oluşmaktadır.
Burada bir tankerin içerisindeki sıvı seviyesi kontrol edilecektir. Bu kontrol mesafe ölçümü
ile yapılacaktır. Ultrasonik sensör verici transdüseri tarafından yaydığı ses dalgaları ile
mesafe ölçümü yapılabilmektedir. Ultrasonik sensör tankerin iç yüzeyine bakacak şekilde
konumlandırılır. Sıvı doldurulacak tankerin çapı, yüksekliği ve su pompasının dakikada
akıtacağı sıvı miktarı sistemi etkilemeyecektir. Çünkü sistem tamamen sıvı yüksekliği ile
çalışmaktadır.
Tankerin yüksekliği ve sensörün tankere göre konumu dana önceden ayarlanmalıdır ki
mikrodenetleyici sıvı seviyesine yönelik su pompasını gerek aktif gerekse pasif hale
geçirsin. Referans noktaları belirlendikten sonra mikrodenetleyici ile gerekli programlama
yapılır. Tankere tepeden bakacak şekilde konumlandırılan ultrasonik sensör her an için
ölçüm yapmaktadır. Referans noktasının altında yaptığı her anlık ölçümler için su pompası
aktif haledir ve sıvı akıtmaya başlar. Bu sırada tankerdeki sıvı seviyesi sürekli bir halde
ölçülüp LCD ekranda kullanıcıya gösterilir. Sıvı seviyesi yükseldikçe LCD’ de gösterilen
mesafe azalacaktır. Sıvı yüksekliği belli bir seviyeye gelince (referans seviyesi ) su
pompası mikrodenetleyici vasıtasıyla durdurulacaktır. Buradaki sıvı yüksekliği algılama
olayı sensörün gönderdiği ses dalgalarının sıvı yüzeyine çarpıp tekrar geri dönmesi ile
oluşmaktadır ve ses dalgaları %98-99 oranında sıvı yüzeyden geri yansımaktadır. Şekil
3.1.1’de sıvı seviyesi kontrolü şeması gösterilmektedir.
Bu şekilde sıvıya temas etmeden, maliyeti düşük, oldukça kullanışlı bir sistem ile
seviye kontrolü yapılır. Sistem su pompasının dakikadaki sıvı akıtma süresi artırılarak yani
daha yüksek kapasiteli bir sıvı pompası kullanılarak daha hızlı bir şekilde
gerçekleştirilebilir. Geliştirilen bu sistem fabrikalarda seri imalat halinde üretime
geçirilebilir.
20
ULTRASONİK SENSÖR
Sıvı seviyesi
Şekil 3.1.1. Sıvı seviyesi kontrol şeması
Şekil 3.1.2’de sistemin çalışma algoritmasından da anlaşılacağı gibi sistem çalıştığında
ultrasonik sensör ile mesafe ölçümü yapılır. Daha önceden belirlenmiş olan referans
noktasına göre ölçülen mesafe karşılaştırma yapılır. Ölçülen mesafenin referans
mesafesinden küçük olduğu durumlarda sıvı seviyesi istenilen seviyenin üzerinde bir
konumdadır. Bu konumda motor çalıştırılmaz. Ölçülen mesafe referans mesafesinden daha
fazla ise su pompası çalıştırılır. Sıvı seviyesi yükselirken de ölçüm kontrol edilir. Motorun
çalışması; ölçülen mesafenin, referans mesafeden küçük olacağı sıvı seviyesine kadar
devam eder. Ölçülen mesafe referans mesafesinden küçük olunca istenilen seviye
yüksekliğine erişilmiş olur.
SU
POMPASI
TANKER
PIC 16F648A
LCD
21
Şekil 3.1.2. Sistemin çalışma algoritması
3.2 Ultrasonik Sensör İle Seviye Sıvı Kontrolünün Avantajları
Diğer sistemlere göre bu yöntem daha güvenilir ölçüm yapmaktadır
Kullanımı daha kolaydır
Teknolojiye ayak uyduran bir sistemdir
Maliyeti düşüktür
Kullanılacak eleman temini kolaydır
Sıvı ile temas etmeden ölçüm yapılır
3.3 Ölçümde Hata Sebepleri
Ölçüm yaparken birçok etkenden dolayı hatalı ölçüm yapılabilir. Bunlar:
Sıcaklık
Havadaki nem
Frekans kararlılığının sağlanamaması
Sıvının dolma aşamasında yüzeysel hareketli dalgalar oluşturması
Girişim (interference)
Ölçüm yapılacak cismin yapısından kaynaklanan doğal parazitlik
Başla Mesafe ölçümü
yap
Mesafeyi referans ile
karşılaştır
Mesafe referans noktasından büyük mü?
Hayır Evet
Motor çalışmaz Motoru çalıştır
Sonuç: İstenilen seviyede sıvı kontrolü
22
4.Simülasyon Çalışmaları
4.1 Isıs-Ares-Baskı Devre
Isis’de simülasyon elemanlarını seçerken Ares’de karşılığının var olup olmadığına
dikkat edilmelidir. Yani Isis’de seçilen elemanın Ares’de baskı devre karşılığı
gözükmelidir. Şekil 4.1’de kapasitenin simülasyon eşdeğeri, Şekil 4.2 de ise PCB karşılığı
gösterilmektedir. Ares’te karşılık modeli olmayan elemanların modelini Ares ‘te
oluşturmamız gerekir. İsis’deki açık şema karşılığının Ares‘te olup olmadığını anlamak
için seçilen elemanın üzerine sağ tıklanır ve “Packaging Tool” komutu seçilir. Böylece
kullanılacak elemanın Ares’te karşılığının olup olmadığı öğrenilir. Eğer karşılığı yoksa
Ares açılır ve karşılığı oradan çizilir.
Şekil 4.1. Açık şema Şekil 4.2. PCB görüntü
Ares’te karşılık modeli olmayan elemanların modelini Ares ‘te oluşturmamız gerekir.
İsis’deki açık şema karşılığının Ares‘te olup olmadığını anlamak için seçilen elemanın
üzerine sağ tıklanır ve “Packaging Tool” komutu seçilir. Böylece kullanılacak elemanın
Ares’te karşılığının olup olmadığı öğrenilir. Eğer karşılığı yoksa Ares açılır ve karşılığı
oradan çizilir.
İsis’ deki pin isimleriyle Ares’ deki pin isimlerinin aynı olması dikkat edilir. İsis‘deki
pin isimleri, elemanın ‘Packaging Tool’ komutundan karşılığını bakarken öğrenilir.
Ares’te elemanın PCB karşılığı çizildikten sonra şeklin tamamı seçilir. “Library“
menüsünden “Make Package “ seçilir. Karşımıza çıkan pencereden “New Package Name”
den oluşturulan pakete yeni isim verilir ve yeni paket “Package Category” ye eklenir.
23
Isis’ e geri dönüldüğünde elemanın paket karşılığının Ares de var olduğu
gösterilmelidir. Isis‘de elemanın üzerine sağ tıklanır ve “Packaging Tool” seçeneği seçilir.
Karşımıza çıkan pencereden “Add” seçeneği seçilir ve paket adı burada aratılır.
Oluşturulan paket bulunur ve onaylanır. Bu sırada karşımıza pin yapısı da çıkar ve pinler
de karşılıklı şekilde onaylanır. Böylece gerekli paket Ares’te oluşturulur.
Isis’de gerekli simülasyon devresi oluşturulduktan sonra kırmızı yazı ile yazılmış Ares
seçeneğine tıklanılarak Ares moduna geçilir.Ares‘te öncelikli olarak baskı devre plaketinin
sınırları belirlenir. “Auto Placer” seçilerek Ares‘in malzemeleri otomatik olarak
yerleştirmesi sağlanır. İsteğe bağlı olarak elemanların yerleri değiştirlebilir. Henüz bu
aşamada bağlantı yolları çizilmemiş konumdadır.
Yolların çizimini “Tools” menüsünden “Auto Router” yani “otomatik çizici “
seçeneğinden yolların çizimi yapılır. Şekil 4.3’de devrenin baskı devre görüntüsü
gösterilmektedir. Böylece Ares programı baskı devreyi oluşturmuş olur.
Şekil 4.3. Ares baskı devre görüntüsü
24
Devrenin ön izlemesi “Output” menüsünden 3D Visualization seçeneğinden 3 boyutlu
olarak gözlemleyebiliriz. Şekil 4.4‘de devrenin 3D simülasyon görüntüsü gösterilmiştir.
Şekil 4.4. 3D Önden görüntü
Hazırlanan baskı devre şeması lazer yazıcı ile kuşe kâğıda çıktı olarak alınır. Devreyi
çıkartacağımız bakır plaketin temiz olması oldukça önemlidir. Hatta plaket önceden ince
zımpara kağıdı ile zımparalanabilir. Bu çıktının daha iyi bir şekilde plakette kalmasını
sağlar. Plaket temizlendikten sonra bakır yüzeyde parmak izi kalması için el ile temas
etmemek gerekir. Ya da aseton ile bakır kısmı temizlenebilir.
Kuşe kâğıt hazırlanan bakır plaketin üzerine güzelce yerleştirilir. Kâğıdın üzerinde ütü
gezdirilir. Kullanılan ütünün buharı kapalı olmalıdır. Ütü kâğıda buhar vermemelidir.
Sadece ütünün ısısından yaralanılmalıdır. Ütü kâğıt üzerinde bastırılarak gezdirilir. Sabit
bir şekilde kâğıdın üzerinde tutulmamalıdır. Aksi taktirde bakır plaket eğrilir. Kâğıt
üzerinde yaklaşık 5-10 dakika kadar ütü gezdirilir. Kâğıt bir süre sonra bakır levhaya
yapışacaktır. Ilık su yardımı ile plaket ve kağıt ayrıştırılır. Levha üzerinde mürekkep
çıkmayan bölgeler baskı devre kalemi ile boyanır. Yolların tam anlamıyla çıkmasına özen
gösterilir.
25
Bu aşamadan sonra eritme aşamasına geçilir. Plastik bir kabın içerisine 4 ölçek tuz ruhu
1 ölçek perhidrol katılır. Perhidrol bakırı eriten kuvvetli bir asittir. Çok fazla perhidrol
kullanılmamalıdır. Bakırın hızlı bir şekilde çözünmesi yollara zarar verebilir. Bakırla
tepkimeye giren çözelti yeşil bir renk alır. Tepkimeden çıkan gazı solumamak gerekir.
Zararlı bir gazdır. Levha çözelti içerisinde çok fazla bekletilmemelidir. Çözeltiden
çıkartılan levha suya tutulur ve asitten iyice arındırılır. Levhanın üzerindeki boyayı
çıkartmak için aseton, tiner veya alkol kullanılır. Levha delinir ve lehim aşamasına
gelinmiş olunur. Şekil 4.5’ de devrenin baskı devre şekli gösterilmektedir. Lehim yaparken
dikkat edilmesi gereken önemli bir husus da lehimi iletim yollarına bulaştırmamaktır. Bu
durumda proje kısa devre olur ve sistem çalışmaz.
Şekil 4.5. Baskı devre görüntü
26
5.Deneysel Çalışmalar
Programlama çalışmalarında bölüm laboratuarında bir takım deneysel çalışmalarda
bulunuldu. İlk olarak sensörün çalıştırılmasında bölüm laboratuarında osiloskop ile
sensörün çalışıp çalışmadığı gözlemlendi. Ultrasonik sensörün nasıl çalıştığı daha önceki
bölümlerde anlatıldı.(Bölüm 2.5.1-sayfa 13) Sensörün çıkış (ECHO) pinini direkt olarak
osiloskop ile gözlemleyerek çalıştığında 40 KHz lik PWM dalgası üretip üretmediği
gözlemlendi Bu çalışmalar uzun bir zaman zarfı sonrasında da olsa sonuç verdi. Elde
edilen verilere göre cismin önüne gelen engel ile cisim arasındaki mesafe artınca kare
dalga işaretin lojik 1 kısmındaki süreklik de artmaktadır. Bu mesafe azalınca osiloskopta
gözlemlenen kare dalganın lojik 1 kısmındaki sürekliliğin de azaldığı gözlemlendi.
27
6.Sonuç ve Yorumlar
Proje için yapılan teorik ve deneysel çalışmalar sonucunda proje başarı ile tamamlandı.
Projede DC su motoru yerine buzzer kontrol edildi. Referans mesafesi olarak 20 cm
uzaklık alındı. Bu 20 cm uzaklıktan daha fazla ölçüm yapıldığında mikro denetleyici
tarafından buzzer aktif hale getirilip ses çıkartmaya başlayacaktır. Bu olay DC su
motorunun su pompalamaya başlaması gibi düşünülebilir. Aynı şekilde mesafe ölçümü 20
cm’nin altına düştüğünde ise buzzer mikro denetleyici tarafından pasif hale getirilecek ve
susturulacaktır. Bu da sıvı tankerinin içindeki yükselen sıvı seviyesinin referans
mesafesine ulaşıp DC su motorunun durdurulması gibi düşünülebilir. Sonuç olarak
ultrasonik sensör ile sıvı seviyesi kontrolü kısmen gerçekleştirildi.
6.1 Sistemin Dezavantajları
Sistem seviye kontrolünü daha önceden belirlenmiş bir referans mesafesine göre
yapmaktadır. Sıvı doldurulacak tankerin çapı burada önem taşımamaktadır. Tankerin
çapının artması sadece motorun daha fazla çalışacağı anlamına gelmektedir. Fakat tankerin
yüksekliği değişirse sistemin çalışması bozulacaktır. Ultrasonik sensör ile tanker arasındaki
mesafe değişeceğinden yazılım yapılırken belirlenen referans mesafesi sistemi yanlış
çalıştıracaktır. Bu olay tankerden sıvı taşmasına veya tankerin belirlenen sıvı seviyesinden
daha az bir miktarda sıvı ile dolmasıyla sonuçlanacaktır. Aynı şekilde ultrasonik sensörün
sıvı tankerine göre yüksekliğinin değiştirilmesi de aynı sonuçlar ortaya çıkacaktır. Bu
sebeplerden dolayı sistemde aynı fiziksel standartlara sahip sıvı tankerleri kullanılmalıdır.
Aksi durumda yazılımda küçük bir değişiklik yapılmalıdır.
28
7.Kaynaklar
[1] “PIC 16f648a data sheet,” Microchip Technology, California, U.S.A.
[2] Cagatay Akpolat, Pic Programlama, Lecture Notes in Electronics, Istanbul, Turkey:
Pusula Yayıncılık, 2006, vol 12.
[3] “DYP-ME007 data sheet,” Shen Zhen Dypsensor Co.Ldt, Shenzhen, China.
[4] “L293D data sheet,” Texas Instrument, Dallas, Texas, U.S.A.
[5] “P123-BC1601B data sheet,” Bolymin Company, Dong-Guang, China.
29
EKLER
EK-1 Maliyet tablosu
Alınan malzeme Miktarı Fiyatı
Ultrasonik sensör 1 Adet 5$
PIC programlama aparatı 1 Adet 50TL
PIC 16f648a entegresi 1 Adet 5TL
DC su motoru 1 Adet 25TL
1x16 LCD 1 Adet 10TL
L293D 1 Adet 5TL
30
EK-2 Standartlar ve Kısıtlar Formu
1.Projenin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.
15x10x5 boyutlarındadır. Kişisel isteğe göre daha büyük bir şekilde de tasarlanabilir.
2.Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip çözdünüz mü?
Hayır
3.önceki derslerde elde ettiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız
Endüstriyel elektronik; DC motor kontrolü
Bilgisayar programlama; C programlama dili
Mikroişlemciler; Mikro denetleyici kullanma
4.Kullandığını veya dikkate aldığınız kısıtlar nelerdir?
a)Ekonomi; Yapılan projenin en ucuz şekilde tasarlanması amaçlanan hedeflerin bir
parçasıdır. Bu özellik projeyi diğer sıvı seviyesi kontrol sistemleri karşısında avantajlı
kılar.
b)Çevre Sorunları; Sıcaklık ve nem sensörün çalışmasını etkilemektedir. Bu da yanlış
ölçüm yapılmasını sağlar.
c)Sürdürülebilirlik; Projenin belirtilen dezavantajları(bölüm6.1 sayfa 28) giderilerek sistem
daha da uygun hale getirilebilir.
d)Üretilebilirlik; Sistem kişisel ihtiyaçlar için seri üretime geçirilebilir. İnsanlar günlük
hayatlarında birçok şekilde sıvı seviye kontrolünden çeşitli alanlarda yararlanabilir.
Örneğin; Evlerin su depolarının seviye kontrolü gibi.
e)Etik; Etik açıdan bir problem oluşturmaz.
f)Sağlık; Sağlık açısından bir problem oluşturmaz.
g)Güvenlik; Güvenlik açısından bir problem oluşturmaz.
31
Projenin adı Ultrasonik Sensör ile Sıvı Seviyesi Kontrolü
Projeyi gerçekleyen Uygar AKKAN
Tarih ve İmza
32
Özgeçmiş
Uygar AKKAN 4 Eylül 1989 Trabzon-Vakfıkebir doğumludur. Aslen Çarşıbaşı’lıdır.
İlkokulu mahallesindeki Kerem Mahallesi İlkokulu’nda okuyup ortaokulu Çarşıbaşı
İlköğretim Okulu’nda okudu. İlköğretim hayatını okul 2. si olarak tamamlayıp LGS (Lise
Giriş Sınavı) ile Vakfıkebir Anadolu Lisesi’nde okumayı hak kazandı. Lise eğitiminde 2
yıl okul erkek voleybol takımında oynayıp bu branşta okul takımıyla 2 yılda bir Trabzon İl
3.lüğü bir de Trabzon İl 4.lüğü elde etti. Lise eğitiminde de başarılı bir eğitim geçirip 2007
yılında mezun oldu. 2008 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik Elektronik
Mühendisliği bölümünü kazandı. Bu lisans bitirme tezi Uygar AKKAN’ ın ilk yayınıdır.