AKILLI OTOPARK OTOMASYONU - eee.ktu.edu.treee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler... ·...
Transcript of AKILLI OTOPARK OTOMASYONU - eee.ktu.edu.treee.ktu.edu.tr/bitirme.dosyalar/bitirme_projeler... ·...
I
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
AKILLI OTOPARK OTOMASYONU
228495 Fatih YALÇINKAYA
228461 Zekeriya KIRMIZIGÜL
Danışman
Yrd. Doç. Dr. Kadir TÜRK
Mayıs 2014
TRABZON
II
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
AKILLI OTOPARK OTOMASYONU
228495 Fatih YALÇINKAYA
228461 Zekeriya KIRMIZIGÜL
Danışman
Yrd. Doç. Dr. Kadir TÜRK
Mayıs 2014
TRABZON
III
LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU
Fatih YALÇINKAYA ve Zekeriya KIRMIZIGÜL tarafından Yrd. Doç. Dr. Kadir TÜRK
yönetiminde hazırlanan “Akıllı Otopark Otomasyonu” başlıklı lisans bitirme projesi
tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak
kabul edilmiştir.
……………………………
Yrd. Doç. Dr. Kadir TÜRK
Yönetici
…………………….................... …………………………………
Jüri Üyesi Jüri Üyesi
……………………………
Prof. Dr. İsmail H. ALTAŞ
Bölüm Başkanı
IV
ÖNSÖZ
RFID günümüzde birçok uygulama ve kullanım alanları bulmuştur. Bina giriş-çıkışları,
geçiş ücreti toplama, otopark giriş kontrolü, perakende satış stok denetimi, kütüphane
kitaplarını izleme, hırsızlığı önleme, araç güvenlik sistemleri ve hareket izleme bu alanlardan
bir kısmıdır.
Günümüzde özellikle sayıları hızla artan büyük alışveriş merkezleri ve havaalanları her
gün daha fazla tüketiciyi ve yolcu çekmektedir. Bunun yanı sıra alışveriş merkezlerinin
karşılaştıkları en büyük sorunlarından bazıları otopark alanlarında oluşan yoğun araç trafiği
ve artan bekleme süreleridir. Otopark alanlarının büyük, araç yoğunluğunun fazla oluşu,
müşterilerin dakikalarca uygun park yeri arayışı içerisinde boş yere yakıt harcamalarına ve
vakit kaybetmelerine sebep olmaktadır. Bunun yanında park yeri arama esnasında yaşanan
stres ve sinir, alışveriş merkezlerine gelen ziyaretçileri olumsuz etkilemektedir.
Projede RFID teknolojisinin yaygın kullanımlarından olan otopark giriş kontrolünün
herhangi bir otopark için bir örmeği yapılacaktır. Bu uygulamaya ek olarak otopark alanına
giren araçlara zamandan be yakıttan tasarrufları için en yakın park alanına yönlendirme
yapılacaktır.
Çalışmalarımız boyunca verdiği fikirlerle bizi yönlendiren hocamız Sayın Yrd. Doç. Dr.
Kadir TÜRK’e teşekkür ederiz. Ayrıca bu çalışmayı destekleyen Karadeniz Teknik
Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölüm Başkanlığına ve TÜBİTAK’a
teşekkürlerimizi sunarız. Aynı zamanda bizlere yardımını esirgemeyen değerli arkadaşımız
Ömer YILDIRIM’a en içten teşekkürlerimizi sunarız.
Her şeyden öte, hayatımız boyunca bize her türlü maddi ve manevi desteklerini hiçbir
zaman esirgemeyen ailelerimize şükranlarımızı sunarız.
Mayıs 2014
Fatih YALÇINKAYA
Zekeriya KIRMIZIGÜL
V
İÇİNDEKİLER
LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU .................................................................. III
ÖNSÖZ ................................................................................................................................ IV
İÇİNDEKİLER ..................................................................................................................... V
ÖZET .................................................................................................................................. VII
SEMBOLLER VE KISALTMALAR .............................................................................. VIII
1.GİRİŞ .................................................................................................................................. 1
2.TEORİK ALTYAPI ........................................................................................................... 3
2.1 RFID Teknolojisi ve RFID Sistemleri ......................................................................... 3
2.1.1 RFID Okuyucusu................................................................................................... 5
2.1.2 Etiket(Tag) ............................................................................................................ 7
2.1.2.1 Pasif Etiketler ................................................................................................. 8
2.1.2.2 Aktif Etiketler ................................................................................................. 9
2.1.2.3 Yarı-Aktif (Yarı-Pasif) Etiketler .................................................................. 10
2.1.3 RFID Çalışma Frekansları ................................................................................... 10
2.1.4 Okuyucu İle Etiket Arasındaki İletişim Türü ...................................................... 12
2.1.4.1 Modüleli Geri Saçılma.................................................................................. 12
2.1.4.2 Verici Tipi .................................................................................................... 12
2.1.4.3 Transponder Tipi .......................................................................................... 12
2.1.6 Projede Kullanılacak Olan RFID Okuyucu ......................................................... 13
2.2 Arduino Mega ............................................................................................................ 14
2.2.1 Arduino Mega Enerji Düzeyi .............................................................................. 15
2.2.2 Arduino Mega Pinleri .......................................................................................... 16
2.2.3 Arduino Mega Güvenlik Düzeyi ......................................................................... 16
2.3.1 DC Servo Motorun Çalışması ............................................................................. 18
2.4 Foto Direnç(Light Dependent Resistance) ................................................................ 19
2.4.1 LDR Nedir? ......................................................................................................... 19
2.4.2 Yapısı ve Çalışması ............................................................................................. 20
2.4.3 Sağlamlılık Testi ................................................................................................. 22
2.5 Optokuplor(4N25) ve Çalışma Prensibi .................................................................... 22
2.6 555 Zamanlayıcı Entegresi ........................................................................................ 23
VI
2.7 4017 Entegresi ile Led Sürme .................................................................................... 24
3. TASARIM ....................................................................................................................... 26
3.1 Servo Motorlar ve Bariyer Açılması .......................................................................... 26
3.2 Otopark İçerisinde Yönlendirme Sistemi .................................................................. 28
3.3 Baskı Devre Çizimi .................................................................................................... 29
3.4 Microsoft Visual Studio ile Arayüz Oluşturulması ................................................... 31
4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ......................................................................................... 36
5.SONUÇLAR ..................................................................................................................... 38
6. DEĞERLENDİRME ....................................................................................................... 39
KAYNAKLAR .................................................................................................................... 40
EKLER ................................................................................................................................ 41
EK-1 ................................................................................................................................. 41
EK-2. ................................................................................................................................ 44
EK-3 ................................................................................................................................. 45
EK-4 ................................................................................................................................. 46
EK-5 ................................................................................................................................. 48
EK-6. ................................................................................................................................ 54
ÖZGEÇMİŞ ......................................................................................................................... 55
VII
ÖZET
Teknoloji çok hızlı bir şekilde gelişirken, beraberinde birçok yenilik ve kolaylıklar
getirmiştir. Bu yönüyle teknoloji hayatımızın vazgeçilmez bir parçası olmuştur. Bu
yeniliklerden biride tartışmasız RFID(Radio Frequency Identification)’dir. RFID;
günümüzde bu teknoloji otomasyon sistemlerine ilave edilmesiyle beraber nesnelerin takibi
ve sınıflandırılması, fabrikalarda, insanların takip edilmesinde, kütüphanelerde
kullanılmaktadır. Gerçekleştirilen bu projede RFID teknolojisinin otopark sistemlerine de
getirdiği yenilikler sayesinde bu alanda daha verimli bir şekilde bu teknolojiyi nasıl insan
hayatına yararlı olunabilir düşüncesiyle kapalı otoparklarda kullanılabilen bir otomasyon
sistemi tasarlanmıştır. Tasarlanan projede her aracın bir RFID karta sahip olduğu
düşünülmüştür. Örneğin; bir üniversite kampüsüne girecek olan araç daha öncede sisteme
kayıt edilmiş ve kampüs içerisine araç girişi bu şekilde oluşturulmuştur. Eğer sistemde kaydı
yok ise ilgili araç kampüs içerisine girişi engellenmiştir. Sistemde kayıtlı olan araçlar RFID
okuyucu ile tanınmış ve giriş kapısı otomatik olarak açtırılmıştır. Daha sonra ilgili araç
otopark alanına geldiğinde ise otopark alanındaki boş yerler için yönlendirme işlemi
gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda kampüs alanına araç girdiği anda aracın bilgileri
bilgisayar ortamına aktarılmış ve aracın kampüse ne zaman girdiği, kampüs içerisinde ne
kadar durduğu kayıt altına alınmıştır. Tasarlanan bu sistem sayesinde; otoparklara zaman
kaybı olmadan giriş yapabilme, otomatik geçiş sistemi, giriş çıkışlardaki beklemenin
minimuma indirilmesi, insan müdahalesiz araç yönetimi, otoparka giriş çıkış yapan araçların
bilgilerinin raporlanması yapılmıştır. Aynı zamanda geliştirilen algoritma sayesinde ise yer
bulma sorununu en aza indirgenmiş zamandan ve yakıttan tasarruf edebilme imkanı
sağlanmış. Bu avantajlar sayesinde otopark içerisindeki hava kirliliğinin ve gereksiz eleman
çalıştırılmasının da önüne geçilmesi planlanmıştır.
İçişleri Bakanlığının araç kimliklendirme sistemi çalışması kapsamında araçlara RFID
etiketlerin yerleştirilecektir[1]. Bu etiketlerde sadece güvenlik seri numarası ile plaka
bilgisi yer alacaktır. Bu şekilde alınan karar doğrultusunda yapılan bu proje için bir amaç
oluşturmuştur.
VIII
SEMBOLLER VE KISALTMALAR
RFID:Radio Frequency Identification
RF: Radio Frequency
RADAR: RAdio Detecting And Ranging
LDR: (Light Dependet Resistance)
C: Kondansatör
L: Endüktans
R: Direnç
Ω: Ohm
µ: Mikro
F: Farad
n: Nano
H: Henry
I: Amper
V: Volt
F: Frekans
UHF: Ultra High Frequency
VHF: Very High Frequency
LF: Low Frequency
HF: High Frequency
PWM: Pulse Width Modulation
1
1.GİRİŞ
Tasarlanan bu projede amaç; kapalı veya açık otoparklarda giriş ve çıkışlarda araçların
zaman kaybı yaşamadan bu noktalardan hızlı bir şekilde geçmeleridir. Bu hızı sağlayabilmek
içinde bu projede araçlara monte edilen pasif etiketler kullanılmıştır. Otomobillerin otopark
girişlerine vardıklarında RFID okuyucuların algılama mesafelerine giren araçlar okuyucu
tarafından algılanıp ve kapıda herhangi bir bekleme olmadan bariyer açılarak araç otopark
içerisine alınır. Ayrıca otopark içerisine giren araçların zaman kaybetmeden de araçlarını
park edebilmeleri için otopark içerisine LED sistemi döşenip, araç sahiplerine en yakın park
yerini, otopark içerisine döşenen bu led ışıkları tarafından yönlendirme yapılmıştır.
Tasarlanmış olan bu proje ile birlikte; otopark, özel kurum alanları, kampüs alanları gibi
yerlerde araç sahiplerinin girişteki süre kayıpları azaltmaya, bu alanlar içerisinde park
edilecek en yakın boş alanlar sistem tarafından belirlenme ve bu alanlarda çalışacak olan
fazla eleman ihtiyacı da azaltılması hedeflenmiştir. Aynı zamanda araçların giriş çıkış
bilgileri de sistem tarafından kayıt altına alınmış, ücretlendirilmesi yapılmıştır. Bu kayıt
işlemi ile birlikte otoparkların güvenlik düzeyleri de arttırılmıştır. Çizelge 1.’de çalışma
takvimi belirtilmiştir.
2
Çizelge 1. Çalışma takvimi
TARİH
YAPILAN İŞ
23
-30
EY
LÜ
L
1
-14
EK
İM
15
-31
EK
İM
1-1
7 K
AS
IM
18
-29
KA
SIM
1-1
6 A
RA
LIK
16
-
31
AR
AL
IK
1-2
8 Ş
UB
AT
1-3
1 M
AR
T
1-3
0 N
İSA
N
1-3
1 M
AY
IS
RFID okuyucusu
sistem parçalarının
araştırılması
Arduino programlayıcısı ve
atmega2560 işlemcisinin
araştırılması
Projede kullanılacak olan
diğer devre elemanlarına karar
verilmesi
RFID okuyucusu ile
atmega328 işlemcisinin
haberleşmesi için gerekli olan
protokollerin araştırılması
Sistem elemanlarının
belirlenmesi
Servo motor seçiminin
yapılması
LDR seçimi ve teorik
yapısının öğrenlmesi
İlgili projede yer alacak olan
elektronik devrelerin proteus
simulasyon programında
çizimi
Atmega2560
mikroişlemcisinin
programlanması
Access ortamında sanal bir
arayüz programının
oluşturulması
Gerekli elemanların temin
edilmesi
Projenin prototipinin dizaynı
ve oluşturulması
3
2.TEORİK ALTYAPI
Bu kısımda hedeflenen sistemin gerçekleştirilmesinde kullanılan elemanlar ele
alınacaktır. Sistemde kullanılacak olan RFID sistemi, servo motorlar, arduino mega
mikroişlemci programlayıcısı, Microsoft Visual Studio de oluşturulan arayüz ve buna bağlı
olan veri tabanı ele alınacak ve son olarak da yönlendirme sistemi için kullanılan led sürme
modüllerinde yer alan 555,4017,4N25(optokuplor) entegreleri ve bu entegreleri projede
kullanım amaçları ve sisteme sağlayacakları faydalara değinilecektir.
2.1 RFID Teknolojisi ve RFID Sistemleri
RFID objelere ait bilgileri bir mikro denetleyici ve bu mikro denetleyiciye mikro şerit
hatlar vasıtasıyla entegre edilmiş anten ve bu antenden gelen sinyallerin niteliğini değiştirip
tekrar bu anten aracılığıyla okuyucuya yani mikro denetleyiciye gönderen bir mikro
sistemden oluşmaktadır. Öyle ki bu mikro şerit hatlar ve mikroçip (yonga) belirli frekans
aralığında ilintili bulunduğu RFID alıcısının çalışma frekansıyla uyumlu olması
gerekmektedir. Aksi takdirde bu mikro sistem ortamda bulunan başka radio frekanslardan
etkilenerek sistemin düzgün çalışmasına engel olmaktadır. Bu yüzden belirlenecek olan
frekans aralığı için gerekli olan testlerin ve güvenlik seviyelerinin iyi seçilmesi
gerekmektedir. RFID etiketi (tag) ile RFID okuyucu arasında fiziksel bir temas mevcut
değildir. Yapılacak olan bu proje çerçevesinde de kullanılacak olan etiket de okuyucu ile
herhangi bir fiziksel temasa gereksinim duymamaktadır. Bu nedenle enerjisiz halde bulunan
etiketler okuyucunun etkin alanına girmedikleri sürece herhangi bir elektriksel sistem
devreye girmez. Ne zaman ki bu etiketler okuyucuların etkin alanına girerse o zaman
okuyucuyla etiket arasında elektro manyetik dalga alışverişi gerçekleşmeye başlayacaktır.
Bu alışveriş gerçekleştirilirken aracın otopark girişindeki okuyucuyla olan bağlantısı o araca
ait etiketin sistemin veri tabanında olup olmadığı okuyucu tarafından kontrol edildikten
sonra sistem mikro denetleyicisi tarafından bariyer sistemi aktif edilerek araç otopark
içerisine girecektir. Aşağıda da belirtilmek üzere ya pasif etiketlerin enerjisini okuyucunu
gönderdiği elektromanyetik dalga üzerinden sağlayarak ya da aktif etiketler kullanılarak ki
(bu projede bu aktif etiketler kullanılacaktır),bu aktif etiketler ömürleri yaklaşık olarak 5-6
4
yıl süren içerisindeki çipe takılı olan pil sayesinde aldıkları elektromanyetik dalganın
niteliğini değiştirmek yani module etmek için gerekli olan enerjiyi bu pil üzerinden Tüm bu
anlatılanlar RFID alıcısı ve etiketinin kullandığı çalışma frekansı ve etiketin aktif ya da pasif
olma durumuna bağlı olmaktadır. Şekil-1’de RFID sistemine ait temel bileşenler
gösterilmiştir.
Şekil 1. RFID Sistem Bileşenleri[2]
RFID teknolojisinin kullanımı, ikinci dünya savaşı yıllarına dayanmaktadır. İkinci dünya
savaşı sırasında ordu tarafından kullanılan bu teknolojinin ticarileştirilmesi, 1980’lerin
başında gerçekleşmiştir.
RFID etiketlerin icadı ve yaygınlaşması aşağıda ki gibi sıralanmaktadır[2].
Nükleer madde stoklarının kontrolü ve izlenmesinde,
Çiftlik hayvanlarının izlenmesin de,
ABD, İtalya, Fransa, Portekiz ve Norveç’te otoban ve köprülerde
geçişlerin ücretlendirilmesinde,
5
1959 yılında yabani hayvanların izlenmesi için RFID etiketleri icat
edildi.
1973 yılında pasif RFID etiketlerinin patenti alındı.
1990 yılında pasif RFID etiketleri, hırsızlığa karşı geniş bir yelpazede
kullanıldı.
2.1.1 RFID Okuyucusu
RFID okuyucuları içerisine monte edilmiş olan alıcı anten vasıtasıyla etiketlere
gönderdikleri elektromanyetik dalgaları tekrar aldıktan sonra gerekli olan analog digital
dönüştürme işlemini gerçekleştirdikten sonra bu digital verileri bilgisayar ortamına
aktarmaktadır. Analog-sayısal dönüştürme işlemini gerçekleştiren mikro denetleyicinin
bir başka görevi ise alıcı ile etiket arasında sağlanmakta olan haberleşme protokolünü
barındırmaktadır. Başka görevi ise alıcı ile etiket arasında sağlanmakta olan haberleşme
protokolünü barındırmaktadır. Gerekli olan bilgi alışverişi Şekil-2’de görsel olarak
tasarlanmıştır.
Şekil 2. RFID okuyucunun içyapısı
GÜÇ KAYNAĞI
MİKROİŞLEMCİ
ANTEN
OKUYUCU
6
RFID okuyucusunda çalışma frekansını rezonans devreleri belirler. Bu devreler
sayesinde çalışma frekansı belirlenir. Örneğin bu projede kullanılan etiket için anten
rezonans devresi Şekil-3’de belirtilmiştir.
Şekil 3. RFID rezonans devresi
RA=Anten direnci; 0…3….8 Ω
LA=Anten endüktansı; 0.3…4µH
CA=Anten kapasitansı; 3…30pF
FRA=Antenin rezonans frekansı
CA= (1 / (2πf RA)*(2πf RA)*LA) (1)
Buradaki değerler RFİD okuyucusunda bulunan antenden yayılım yapan dalganın
frekansının belirlenmesinde kullanılmaktadır. Yukarıda 1. denklemde bu değerle standart
değerlerdir ancak projede çalışma frekansı olarak 125 KHz seçilirse;
Ra=8 Ω
La=4µH olursa
Ca=40.52 µF seçilmelidir.
Şekil-4’den de anlaşılacağı üzere RFID okuyucuları etiketlere saat ve enerji sağlarken
data transferi ise çift yönlü oluşmaktadır.
Anten
7
Şekil 4. RFID Okuyucusu ve Etiket Arası Alışverişler
2.1.2 Etiket(Tag)
RFID etiketleri içerisinde bulunan mikroçip vasıtasıyla ilintili bulunduğu RFID alıcısına
veri transferini gerçekleştirmektedir. Bu veriler alıcıya radyo dalgaları vasıtasıyla
gönderilmektedir.
RFID etiketler enerji depolama özelliklerine göre üç kısımda incelenmektedir. Etiketler
okuyucudan gelen radyo dalgalarının modülasyonun gerçekleştirmek ve ona üzerinde
bulunduğu nesne hakkındaki dataları tekrardan alıcıya göndermek için gerekli olan enerjiyi
şu şekillerde sağlamaktadır. Şekil-5’de bir etiketin içyapısı gösterilmektedir. Etiketler anten
ve mikroçipten meydana gelmektedir.
Şekil 5. Etiket İç Yapısı[2]
RFID OKUYUCU
ETİKET(TAG)
SAAT
ENERJİ
DATA
8
2.1.2.1 Pasif Etiketler
RFID etiketi (tag) ile RFID okuyucu arasında herhangi bir fiziksel temas mevcut
değildir. Bu nedenle enerjisiz halde bulunan etiketler okuyucunun etkin alanına girmedikleri
sürece herhangi bir elektriksel sistem devreyi girmez. Ne zaman ki bu etiketler okuyucuların
etkin alanına girerse o zaman okuyucuyla etiket arasında elektromanyetik dalga alışverişi
gerçekleşmeye başlayacaktır. İşte bu radyo dalgalarının alışverişi sırasında okuyucudan
alınan AC sinyalleri kullanarak çalışmaktadırlar. Bu enerjinin sağlanabilmesi etiketin aktif
hale geçebilmesi için okuyucunun çok yakın bir bölgesinde olması yaklaşık olarak 15mm-
20mm arasında bir mesafede bulunması gerekmektedir. Ayrıca okuyucunu gücüne ve
etikette bulunan antenin kazancına göre bu uzaklık birkaç metrelere kadar artmaktadır. Bu
yüzden ömürleri diğer etiket türlerine göre çok daha uzundur[2].
Anten: Okuyucu anteninden gelen sinyali mikroçipe aktaran kısımdır. Etiketin kullanım
alanına göre değişik türlerde mikroçiplere monte edilebilir. Antenlerin fiziksel boyları ise
gelen dalganın frekansına bağlı olarak değişmektedir. RFID etiket içerisinde bulunan çipin
iç yapısı Şekil-6’da gösterilmektedir.
Şekil 6. Mikroçipin İç Yapısı
MODULATOR
GÜÇ KONTROL
SAAT AYIRICI
MANTIK
BELLEK
9
Güç kontrol ünitesi, okuyucudan alınan sinyalin AC (alternatif akım) bileşenini DC
(doğru akım) sinyale etiket içerisinde bulunan diğer ünitelerin çalışması için gerekli olan
enerjiyi sağlamaktadır.
Saat ayırıcı ünitesi ise okuyucudan alınan sinyal içerisinde ki saat tonunu ayırmaktadır.
Modülatör ünitesi ise sinyalin niteliğini değiştirerek modülasyon işlemini
gerçekleştirmektedir. Etiketin cevabı, modüle edilen bu sinyale iliştirilerek bu sinyalin daha
sonra etiket tarafından okuyucu antenine gönderilmesini sağlamaktadır. Lojik işlemlerin
gerçekleştirildiği mantık birimi de gerekli haberleşme protokolünü devamlılığını
gerçekleştirmektedir. Bellek birimi ise veri depolamak için kullanılır. Bu işlemlere bakarak
aslında bir etiketin fiziksel büyüklüğünün büyük olması gerektiği düşünülse de bir toplu iğne
ucu kadar mikroçipler yukarıda belirtilen işlemleri gerçekleştirmek için yeterli olacaktır. Bu
gelişmelerde RFID teknolojisinin ne kadar hızlı yayıldığının göstergesidir.
2.1.2.2 Aktif Etiketler
Aktif etiketler pasif etiketlerden farklı olarak üzerlerine monte edilmiş enerji kaynağı ve
bir dizi işlemleri gerçekleştirmek için entegre devre elemanlarına sahiptirler. Aktif etiketler,
okuyucuya veri transferini gerçekleştirmek için gerekli olan bu enerjiyi bu kaynak üzerinden
sağlamaktadırlar. Dolayısıyla, veri transferi için harici bir enerjiye ihtiyaç duymazlar.
Entegre devre elemanları; mikroişlemciler, sensörler, giriş/çıkış portları gibi devre
elemanlarıdır ve dâhili güç kaynağı tarafından enerjilendirirler. Bu elemanlar ortamın
sıcaklık, basınç, nem gibi fiziksel nicelikleri hakkında verileri toplayarak okuyucuya
aktarmakta ve üzerinde bulunduğu nesnenin üretim ve tüketim bilgilerini saklamaktadır.
Aktif etikler çevreye belirli periyotlar da sinyal gönderirler. Bu nedenle aktif etiketlerin
kullanıldığı sistemlerde okuyucu belirli periyotlarla gönderilen bu sinyallere cevap verdikten
sonra iletişim başlayacaktır. İki çeşit aktif etiket vardır. Okuyucun uzak alanında
bulunmasına rağmen okuyucuya sinyal gönderebilen etiketlere “verici tipi aktif etiket” adı
verilmektedir. İkinci tip aktif etiketler ise “transponder tipi aktif etiketler” olarak
adlandırılan etiketlerdir. Bu tipteki aktif etiketler okuyucunun uzak alanında oldukları zaman
diliminde düşük enerji sarfiyatı gerçekleştiren modda çalışırlar. Data göndermek yerine, etki
10
alanlarında ilintili bulunduğu bir okuyucu olup olmadığını belirlemek için belli periyotlar da
ortama bir sinyal gönderirler. Okuyucu bu sinyali aldığı zaman, düşük enerji sarfiyatı
modundan çıkması için bir implus yani uyandırma sinyali gönderir. Etiket, okuyucunun
gönderdiği bu implus sinyalini aldığı zaman transponder tip çalışmadan verici tipi olarak
çalışmaya geçer. Bir aktif etiketin okuma mesafesi 100 metreye kadar çıkmaktadır. Aktif
etiketlerin iç yapısı Şekil-7’de gösterilmektedir.
Şekil 7. Aktif Etiket İçyapısı
2.1.2.3 Yarı-Aktif (Yarı-Pasif) Etiketler
Yarı-aktif etiketler üzerlerinde, aktif etiketlerde olduğu gibi, entegre güç kaynağı ve
entegre devre elemanları bulundurmaktadırlar. Güç kaynağı etiketin devre elemanlarını
çalıştırmak için gerekli olan gücü sağlar. Veri iletimi için gerekli olan güç ise enerji
kaynağından değil de, okuyucudan çekilen enerji ile sağlanmaktadır.
2.1.3 RFID Çalışma Frekansları
RFID sistemleri dört farklı frekans bandında çalışırlar. Bunlar:
•LF (125-134 Khz) (Düşük frekans)
•HF (13.56 MHz) (Yüksek frekans)
• UHF (860-960 MHz) (Ultra yüksek frekans)
11
• Mikrodalga (2.45 GHz ve 5.8 GHz)Aşağıda Çizelge 2.’de bu çalışma frekanslarda
ölçülmüş olan bazı değerler gösterilmektedir[3]. Belirtilen çalışma frekanslarının ayrıntılı
biçimi Çizelge-2’de gösterilmektedir.
Çizelge 2. Radyo Frekanslarının Özellikleri (ERA BUILD 2006) [3]
Uzun okuma mesafesi (10 metreden uzun) uygulamalarda UHF ya da mikrodalga frekans
bandına sahip sistemlerin kullanılması gerekmektedir. Bir başka dikkat edilmesi gereken
nokta ise sistemin kullanılacağı ortam da frekans seçimi için önemlidir. Örnek olarak bazı
maddeler sınırlı bir frekans bandını geçirirken öte yandan diğer frekansları soğurabilir ya da
yansıtabilir.
Düşük
Frekans(LF)
Yüksek
Frekans(HF)
Çok Yüksek
Frekans(UHF)
Mikrodalga
Frekans Aralığı 125-135 kHz 13.56 MHz 400-960 MHz 2.45-5.8
GHz
Okuma Aralığı <0.5 m
(pasif)
<1.0 m
(pasif)
<10 m (pasif),
>10 m (yarı-
pasif ve aktif)
>100 m
(aktif)
Standartlar ISO 11784/5,
14223,18000-
2
ISO 14443,
15693,18000-
3
ISO 18000–
6/7, EPCGen1
and 2
ISO 18000–
4/5
Metal Sıvı Etkisi Çok düşük Düşük Yüksek Yüksek
Veri Aktarım Hızı
Çoklu Okuma
Kullanım Alanları
Düşük
-
Tarım,
Güvenlik,
İçecek
Fabrikaları
Orta
50 taşıyıcı/sn
İlaç Sanayisi,
Sağlık
Sektörü
Yüksek
150 taşıyıcı/sn
Üretim,
Lojistik, İnşaat
Sektörleri
-
Askeriye,
Gemi ile
Nakliyat,
Hava
Yolları
12
2.1.4 Okuyucu İle Etiket Arasındaki İletişim Türü
Okuyucu ile etiket arasındaki iletişim üç farklı şekilde olabilmektedir:
•Modüleli Geri Saçılma
•Verici Tipi
•Transponder Tipi
2.1.4.1 Modüleli Geri Saçılma
Bu tipteki iletişim hem pasif hem de yarı aktif etiketler için geçerlidir. Okuyucu etikete
AC güç sinyali ve saat sinyali içeren bir sürekli radyo dalgası gönderir. Etiket anteni AC güç
sinyalini DC güç sinyaline çevirerek, mikroçipe enerji sağlar. Alınan sinyalden saat sinyali
ayrıştırılır. Etiket, alınan sinyali, içine kendi verisini de gömerek modüle eder ve okuyucu
antenine geri gönderir. Okuyucu alınan bu sinyali çözer ve etiket verisini okur. Mikroçip
genellikle okuma işlemleri için yaklaşık 1.2 volta, yazma işlemleri için de yaklaşık 2.2 volta
ihtiyaç duyar.
2.1.4.2 Verici Tipi
Bu tipteki iletişim sadece aktif etiketler için geçerlidir. Etiket anteni, etiket verisini belli
aralıklarla ortama gönderir. Bu gönderme işlemi ortamda okuyucu olsa da olmasa da
gerçekleşir.
2.1.4.3 Transponder Tipi
Bu iletişim tipi transponder tipi aktif etiketler için geçerlidir. Etiket, okuyucunun
olmadığı durumlarda bir tür uyku modunda ya da düşük güç modunda çalışır. Ve veri
gönderimi yerine, ortamda okuyucu olup olmadığını sorgulamak için belli aralıklarla ortama
bir sinyal gönderir. Okuyucu bu sinyali aldığı zaman, etikete uyku modundan çıkması için
bir uyandırma sinyali gönderir. Etiket, okuyucunun gönderdiği bu uyandırma sinyalini aldığı
zaman transponder tipi olarak çalışmayı bırakıp, verici tipi olarak çalışmaya başlar.
13
2.1.5 RFID Standartları Global Etiket Standartları
Çizelge 3.’de tüm dünyada geçerliliği olan EPC global standartları belirtilmiştir.
Çizelge 3. EPCglobal Standartları[4]
2.1.6 Projede Kullanılacak Olan RFID Okuyucu
Bu projede RFİD READER USB (125khz-EM4100) okuyucusu kullanılmıştır.
Okuyucuya ait özellikler aşağıdaki gibidir.
• 5V-12V aralığında çalışabilme,
• Dâhili RFID 125 KHz,
• -40 °C… +85 °C Endüstriyel Çalışma Sıcaklığı,
14
• Sesli Uyarı sistemi,
• USB Modunda çalışırken dışarıdan herhangi bir besleme olmadan çalışabilme,
• USB 2,0 haberleşme seçeneğine sahiptir,
• RS232 Haberleşme (300-115200 Baudrate),
• RS485 Haberleşme (300-115200 Baudrate),
Şekil-8’de projede kullanılan RFID okuyucusu gösterilmektedir.
Şekil 8. Rfid Reader Usb RFID (125khz-EM4100)
2.2 Arduino Mega
Bu projede kullanılan mikro işlemci atmel firmasına ait Atmega 2560'dır. Bu projede
kullanılan işlemci RFID okuyucudan alınan verileri değerlendirerek bariyeri açma ve
kapama işlemini gerçekleştirecektir. Bu işlem için Microsoft Visual Studio programı
yardımıyla oluşturulan ara yüz programıyla birlikte otopark girişinde ki RFID okuyucusu bu
ara yüz programıyla Seri Port üzerinde haberleşmektedir. Bu haberleşme sonucunda
okuyucudan alınan etiket numaraları önceden aynı arayüz programıyla birlikte oluşturulan
Microsoft Acces veri tabanı programında kayıtlı olan bu etiket numaraları ara yüzde
karşılaştırılıp bu karşılaştırma sonucunda eğer numara sisteme kayıtlı ise bir ASCI
karekteri arduino mega mikroişlemcisine gönderilip bu veri sayesinde servo motorun bağlı
olduğu bariyer açılacaktır. Aynı zamanda işlemci; otopark içerisindeki park alanlarına
yerleştirilecek foto dirençlerden işlemciye gönderilecek olan analog bilgi sayesinde ilgili
15
yerin boş veya doluluğuna göre aracın yönlendirilmesini sağlayacaktır. Son olarak da
mikroişlemci üzerinde bulunan digital pinlerin bir kısmını da prototip üzerinde araç
yerlerinde bulunan kırmızı-yeşil renkli ledleri yakmak için kullanılmıştır. Şekil-9’da
Arduino programlayıcı kartının görünümü verilmektedir.
Şekil 9. Ardunio Mega Programlama Kartı[5]
ATmega2560 Mikro denetleyici
Mikro denetleyici: ATmega2560
Çalışma Gerilimi: 5V
Besleme Voltajı (Önerilen): 7-12V
Besleme Voltajı (Limit): 6-20V
Dijital I/O Pinleri: 54 (14ü PWM çıkışı)
Analog Giriş Pinleri: 16
I/O Pinlerinin Akımı: 40 mA
3.3V Pini Akımı: 50 mA
Flash Bellek: 256 KB (8kB’ını bootloader kullanıyor)
SRAM : 8 KB
EEPROM: 4 KB
Clock(saat) Frekansı: 16 MHz[6]
2.2.1 Arduino Mega Enerji Düzeyi
Arduino Mega mikro işlemci programlayıcısı USB ‘den, harici bir adaptör ve pil ile
çalıştırılabilir. Kaynağın gerilimi programlayıcı kartı tarafından belirlenir. Örneğin; Arduino
16
Mega 6 ile 20V DC gerilim arasında değişen bir harici kaynaktan beslenebilir. 7V'dan az bir
gerilim uygulanırsa çıkıştan 5 Volt alınamayacaktır ve programlayıcı kart kararsız çalışma
durumuna geçecektir. 12V'tan daha yüksek bir gerilim uygulandığında ise kart üzerinde
bulunan voltaj regulatörü zorlanır ve kart ısınmaya başlar. Bu nedenle kart 7 ile 12 Volt DC
gerilim arasında çalışması önerilir.
2.2.2 Arduino Mega Pinleri
Arduino Mega üzerinde 54 dijital giriş ve çıkış pinleri bulunur. Bu pinler; pinMode(),
digitalWrite(), ve digitalRead() fonksiyonları kullanılarak giriş çıkış işlemlerinde
kullanılabilir. Her bir pin üzerinden 5 Volt DC gerilim ve en fazla 40mA çıkış
alınabilmektedir. Pinlerde 20 ile 50 kOhm pull-up dirençleri (normalde bağlantısız) vardır.
Bu pinlerin haricinde özel görevi olan pinler de mevcuttur[6]:
•Seri: 0 (RX) ve 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) ve 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) ve 16 (TX); Serial
3: 15 (RX) ve 14 (TX). Veri almak için (RX), data transfer etmek için ise (TX) kullanılır.
•Harici Kesme: 2 (interrupt 0), 3 (interrupt 1), 18 (interrupt 5), 19 (interrupt 4), 20 (interrupt
3), and 21 (interrupt 2). Bu pinler harici kesmeler için kullanılır. AttachInterrupt()
fonksiyonunun kullanılarak hangi interruptın ne şekilde kullanılacağı belirlenir.
•PWM: 0 dan 13. pine kadar 8-bit PWM çıkış verir. analogWrite() fonksiyonu kullanılır.
•LED: 13 nolu pinde bir LED bulunmaktadır. Çıkış High edildiğinde LED yanar, LOW
edildiğinde söner.
Mega2560′ın her biri 10 bit çözünürlükte 16 analog girişi bulunur.
2.2.3 Arduino Mega Güvenlik Düzeyi
Arduino Mega2560′ın aynı zamanda USB aşırı akım koruması da vardır. Normalde her
bilgisayarda bu koruma bulunur. Arduino Mega bu korumaya ek olarak 500mA'in üzerinde
akım uygulanırsa atacak bir sigorta bulunmaktadır.
17
2.3 DC Servo Motorlar
Pozisyon veya hız kontrolünün gerektiği uygulamalarda servo motorlar kullanılır. Servo
motorlar istenileni hız ve pozisyon göre ayarlanabilmektedir.
Bir servo motorun sahip olması gereken özellikler; Geniş bir hız aralığında kararlı olarak
çalışabilmesi,
• Küçük momentlerde büyük tork oluşturabilmeli,
Devir sayısı hızlı ve düzgün bir şekilde değiştirilebilmelidir.
Servo motorların klasik dc motoru üretiminden pek farkı yoktur. Tek fark boyutlarının
küçük olmasıdır. Ayrıca aletleri küçültmek amacıyla uzunluk/yarıçap oranı yüksektir. Bu
projede otopark girişindeki bariyeri kontrol etmek üzere TowerPro SG90 Micro Servo
Motoru kullanılacaktır. Projede kullanıl servo motorun özellikleri aşağıdaki gibidir.
Hız (4.8V yüksüz): 0.12sn/60 derece
Zorlanma Torku: 1.2kg-cm (4.8V); 1,6 kg-cm (6.0V)
Çalışma Voltajı:4,8V-7,2 Volt
Dönüş açısı: 180 derece
Şekil-10 projede kullanılan bariyerleri hareket ettirmekte kullanılan servo motor
gösterilmektedir.
Şekil 10. TowerPro SG90 Mikro Servo Motor
18
Açısal olarak döndürme yaptıklarından dolayı hassas bir yapıya sahiptirler. Dairesel
alanda ettiklerinden dolayı 360 ° lik açı oluştururlar. Servo motorlardaki hassasiyet adım
sayısı ile belirler. Örneğin; bir adımda kat edilen açı ne kadar az ise servo motorun
hassasiyeti de o kadar yüksek olur. Hassas bir servo motorun adım sayısı fazla olmalıdır.
2.3.1 DC Servo Motorun Çalışması
Servo motorlar değişken genlikteki darbeler ile kontrol edilirler. Kontrol kablosu bu amaç
ile kullanılır. Gönderilen darbelerin parametreleri; minimum darbe genişliği, maksimum
darbe genişliği ve darbenin tekrarlama oranı olarak belirtilebilir. Servo motorun dönme açısı
kontrol kablosuna uygulanan darbenin süresi ile belirlenir.
Bu duruma darbe genişliği modülasyonu(pulse with modulation) adı verilir. Her 20 ms
de bir darbe üretilir. Darbenin uzunluğu motorun ne kadar döneceğini belirler. Örneğin 1.5
ms genişlikteki darbe boyunca motor 90° lik açı dönecektir. Şekil-11’de PWM darbe
genişliğine bağlı olarak değişen servo motor milinin dönme açısı gösterilmektedir.
Darbe genişliği=1ms(minumum)
Darbe genişliği=1ms
T=20ms
Minimum darbe
genişliği 0
19
Darbe genişliği=1.5ms
Darbe genişliği=2ms
Şekil 11. PWM darbe genişliği
Bu projede otopark veya özel alan kapısına gelen araçlar RFID ile tanındığı zaman
girişteki bariyer bir servo motor yardımı ile açılıp kapatılacaktır. RFID okuyucudan
işlemciye gelen bilgi doğrultusunda servo motora pwm darbesi gönderilir ve servo motorun
90° açı yapacak şekilde hareket etmesi sağlanır.
2.4 Foto Direnç(Light Dependent Resistance)
Foto dirençlere yaygın olarak LDR(Light dependent resistance) denilmektedir. LDR nin
üzerine düşen ışık miktarına göre direnç değeri değişim gösterir.
2.4.1 LDR Nedir?
Direnç değeri ışık yoğunluğu ile azalan, karanlıkta artan elemana LDR(fotodirenç) denir.
LDR nin direnç değerleri tam aydınlıkta 5-10 Ω (ohm) arasındayken karanlıkta ise 200Ω
değerindedir. LDR tam aydınlıkta neredeyse bir iletken gibi davranır. Bu özelliğinden dolayı
ışık değişimi ile kontrol edilmek istenen devrelerde kullanılabilir. Örneğin sokak
Başlangıç noktası
90
Maksimum
Darbe genişliği
180
20
lambalarında ve geceleyin lambalarında sıklıkla kullanılırlar. Fotodirençlerin ışık şiddetine
bağlı olarak değişen direnç değerleri Şekil-12’de belirtilmiştir.
1 10 100
Şekil 12. LDR Işık Şiddeti Direnç Değişimi
2.4.2 Yapısı ve Çalışması
LDR ler kalsiyum sülfat ve kadmiyum selenid gibi bazı maddelerden yapılırlar. Bu
maddelerin üzerine düşen ışık miktarıyla ters orantılı olarak malzemenin direnci değişir.
LDR' nin yapımında kullanılan maddeler algılama süresini ve algılayıcının hassasiyetini
belirlemektedir. Ayrıca LDR' ye gelen ışığı odaklamak için üst kısmı cam veya şeffaf
plastikle kaplanır. LDR'nin üzerine ışık düştüğünde kalsiyum sülfat ve kadmiyum gibi
maddelerin son yörüngelerinde bulunan elektronlar serbest hale geçer. Bu sayede direncin
değişmesi sağlanır. Işık şiddetiyle orantılı olarak açığa çıkan serbest elektron sayısı artar,
direnç de aynı oranla azalır. Işık şiddeti azaldığında ise bahsedilen durumun tersi gerçekleşir
ve dirençte büyür. Şekil 13’de foto direnç iç yapısı gösterilmektedir.
10KΩ
ΩΩ
100Ω
1MΩ
lux(ışık şiddeti)
R(Ω)
21
Şekil 13. LDR İç Yapısı[7]
Şekil 14’de araçlara otopark içerisinde ayrılan kısımların altlarına yerleştirilen foto
dirençler ve bunlara bağlanan ledlerin bağlantısının devre şeması gösterilmektedir.
Şekil 14. Foto dirençler ve ledlerin bağlantısı
Proje kullanılan foto direnç ve sistemde yer alan parçaları yukarıda ki şekilde
belirtilmiştir. Foto dirençler yardımıyla otopark içerisine giren araçlar başlangıçta otoparkın
girişine bir adet foto direnç yerleştirerek sistemin otopark içerisine giren yeni araçlar için
yönlendirme aktif edilecektir. Bu sayede sistem gereğinden fazla enerji harcamayacaktır.
Daha sonra ise yukarıda ki şekilde de belirtildiği gibi prototip üzerinde otopark üzerinde
belirlenen araç yerlerine bu elemanlar yerleştirilerek, araç geldiğinde foto direnç üzerinde ki
direnç artarak bu bilgi mikroişlemci üzerinde digital bir bilgiye çevrilerek işlenmiştir.
22
İşlenen bu digital bilgi eklerde belirtili olan programda sayesinde araçlar için ayrılmış olan
kısımların girişine konulan kırmızı-yeşil çift renkli ledleri aktif etmektedir.
2.4.3 Sağlamlılık Testi
Öncelikle multimetre ohm(Ω) kademesine alınır. Foto direnci multi metreye bağlayıp
üzerine bir fener yardımıyla ışık düşürdüğümüzde direncinin azaldığını, üzerini bir cisimle
kapattığımızda ise direnç değerinin arttığını gözlemlemek gerekir. Eğer ölçümler bu
durumun aksine ise LDR arızalıdır.
2.5 Optokuplor(4N25) ve Çalışma Prensibi
Bu projede yönlendirme sistemi için kullanılan olan ledleri 12 Volt değerinde beslemek
, Arduino Mega (2560) mikroişlemcisinin harici bir beslemeden zarar görmesini engellemek
amacıyla devreyi izole etmek de kullanılmıştır. Son olarak da sistemin her zaman değil de
işlemciden işaret geldiği zaman aktif olmasını sağlamak amacıyla optokuplor(4N25)
entegresi tercih edilmiştir. Optokuplörler girişlerinde bulunan bir infrared diyot ve çıkışta
da bir fototransistör bulunmaktadır. Bu iki eleman arasında elektriksel bir bağlantı mevcut
değildir. Optokuplor (4N25) entegresi içerisinde bulunan infrared diyot gerekli gerilim
uygulandığı zaman entegre içerisinde bulunan foto transistörü tetikleyerek devrenin
çalışmasını ve sisteme besleme sağlamaktadır. Aşağıda ki şekilde de görüldüğü gibi
entegrenin birinci pinine arduinodan aldığımız işaret pinini, 2.pinine ise arduinonun toprağı
bağlanacaktır. Ayrıca 5. Pin besleme pini ve son olarak çıkışımız 4. Pin emitör çıkışıdır.
Bura da dikkat edilmesi gereken nokta arduinonun toprağı ile optokuplorü besleyeceğimiz
kaynağın topraklarının farklı ve birbirinden izole edilmesi gerekmektedir. Aksi takdirde
olumsuz bir durum oluştuğunda mikroişlemci zarar görebilir. Şekil 15 de 4N25 enegresinin
bağlantıları belirtilmiştir.
23
Şekil 15. Optokuplor (4N25) ve Bağlantıları
Yukarıda ki şekilde 1. pin 12 Voltluk beslemedir ve 4N25 entegresinin beşinci
Bacağına bağlanmıştır. İkinci pin ise arduino megadan alınan topraktır ve entegrenin
ikinci bacağına bağlanmıştır. Son olarak da üçüncü pin ise arduino da alınan tetikleme
pinidir ve entegrenin birinci bacağına bağlanmıştır. Entegrenin beşinci pininden alınan
işaret ise modülü tetiklemede kullanılmıştır.
2.6 555 Zamanlayıcı Entegresi
555 entegresi sistemimiz de yönlendirme sistemi için için kullanılacak olan ledlerin
yanmasında kullanılmıştır. Bu işlem de 555 entegresi saat darbesi üretmektedir. Bu saat
darbesi mono stable olarak çalışan 555 entegresinin üçüncü pininden alınmaktadır. Bu alınan
darbenin frekansı denklem 2’de hesaplanmaktadır.
T=ln(2)*C*(R1+R2) (2)
2 bağıntısında modül üzerinde kullandığımız elemanların değerlerini yerine yazdığımızda
R1=1kΩ , R2=1kΩ , C=0,1µF eleman değerleri devremizde kullanıldığından;
T=1,386*10-4 saniye olarak hesaplanmıştır ve sürülen her bir led için frekans değeri ise
f=7213 Hz olarak hesaplanmıştır. Eğer ledler bu frekans değerinde çalıştırıldığında gözümüz
bu yanan ledleri sürekli yanıyormuş gibi görmektedir. Bu işlemin sistemimize sağladığı
fayda ise tek bir ledin harcadığı güç ile zaman aralığını da kullanarak her bir modülde 10
adet ledi yakmaktır. Projenin yapım aşamasında kondansatör değeri 10µF olarak da
24
seçilmiştir ve ledler yürüyen ışık şeklinde gözlemlenmiş fakat istenilen verim
alınmadığından dolayı yukarıda ki değerlerle modüller tasarlanmıştır. Şekil 16’da 555
entegresinin 4017 entegresini tetiklemek için gerekli olan bağlantıları gösterilmektedir.
Şekil 16. 555 Entegresi ve bağlantıları
2.7 4017 Entegresi ile Led Sürme
4017 entegresi tasarlanan sistemde 555 entegresinde alınan saat darbeleriyle birlikte
üzerinde yer alan 10 adet ledi yakmakta kullanılmıştır. Ledlerin sürekli bir şekilde
yanıyormuş bibi görünmeleri 555 entegresinde alınan saat darbesiyle sağlanmaktadır.
Gerekli olan frekans değeri 555 entegresine bağlanmış olan dirençler ve kondansatör ile
birlikte sağlanmış ve 2 bağıntısından frekans ifadesi çıkarılmıştır. Şekil 17’de ise oluşturulan
modüllerin devre şeması gösterilmektedir.
Şekil 17. 4017 Entegresi ile Led sürme Devresi
25
Belirtilen bu devre şeması tasarlanan otopark prototipinin alt kısmına 10 adet
yerleştirilmiştir. Yerleştirilen bu modüller ise dışarıdan 12 voltluk batarya ile
beslenmektedir.
26
3. TASARIM
Bu bölümde ise arduino programlayıcısının RFID okuyucusu ile nasıl bir haberleşme
gerçekleştireceğine, servo motor ile bariyerin nasıl açtırılacağına ve araçlara yönlendirme
işleminin nasıl yaptırılacağına değinilmiştir.
3.1 Servo Motorlar ve Bariyer Açılması
Bu kısımda ise arduino programlayıcısının RFID okuyucusu ile nasıl bir haberleşme
gerçekleştirdiği, servo motorlar ile birlikte bariyerlerin nasıl açtırıldığı açıklanmıştır.
125khz-EM4100 okuyucusu ile araçlara takılı olan kartlar sayesinde etiket üzerinde yazılı
olan numara okuma işlemi yerine getirilmiştir. Bu okuyucu ile birlikte sistem etiket
numarasını veri tabanına göndererek aracın sistemde kayıtlı olup olmadığı test edilip daha
sonra eğer araç numarası veri tabanında kayıtlı ise bariyer açılıp araç otopark içerisine
girebilecektir. Etiket, RFID okuyucusu ve pc arasında ki veri alış verişi Şekil 18’de
gösterilmektedir.
Şekil 18. RFID okuyucunun pc ile bağlantısı
Servo motora bağlı üç adet kablo vardır. Bunlar kırmızı, siyah ve beyaz renkte
olmaktadırlar. Bu kablolar sırasıyla volt, toprak ve PWM girişleridir.
Kırmızı: gerilim girişi
Siyah: toprak
27
Beyaz: PWM
Servo motor klasik dc motorlardan farklı olarak PWM sinyali ile çalışır. Servo motor
belli açılarda dönme kapasitesine sahiptir. Örneğin bu projede kullanılan servo motor en
fazla180° dönme özelliğine sahiptir. Bu dönme açısı PWM sinyalinin darbe genişliği ile
ayarlanabilir.
Otopark önüne gelen aracın tanımlanması işlemi gerçekleştiği anda mikroişlemci ile
servo motora PWM sinyali gönderilip otopark girişindeki bariyer açtırılmıştır. Aynı işlemci
üzerinden hem ledler ile yönlendirme hem de servo motorun yaptırılması işlemciden fazla
akım çekmemize ve işlemciyi zarar görmesine neden olabilir. Bunun için servo motorlar
atmel mikroişlemci ailesinden olan atmega328 mikroişlemcisine bağlantıları yapılmıştır.
Bariyer sistemini kontrol eden servo motorun işlemci ile bağlantıları Şekil 19’da
gösterilmektedir.
Şekil 19. Servo motor pinlerinin işlemciye bağlantısı
Yukarıda ki şekilde belirtilen servo motorların çalışması ve gerekli işlemlerin senkron bir
şekilde gerçekleştirilmesi için Arduino Uno mikro işlemci programlayıcı üzerinde bulunan
atmega328 işlemcisine gerekli olan program yazılmıştır ve Ek-3’de belirtilmiştir.
28
3.2 Otopark İçerisinde Yönlendirme Sistemi
Bu kısımda ise ledler ile araçlara yönlendirme nasıl gerçekleştirildiği anlatılacaktır. Park
alanların zeminine yerleştirilen foto dirençler(LDR) ile bu alanda araç olup olmayacağı foto
dirençler üzerine düşen ışık miktarını değişimiyle algılanmıştır. Bu algılama işlemi için foto
dirençlere seri olarak 10kΩ dirençler bağlanmıştır. Bu seri dirençlerin bağlanma nedeni ise
devrenin gerilim bölücü olarak çalıştırılıp foto direnç üzerine düşen ışığın miktarının
değişimiyle birlikte direncinin değişimi ilkesinden yararlanılarak foto direnç üzerine düşen
gerilimi mikroişlemciden alınan analog pin sayesinde digital veriye dönüştürülmüştür.
Belirlenen eşik değerin altında ya da üstünde ki seviyeye göre araçlara ayrılan kısımların
girişlerinde bulunan kırmızı-yeşil çift renkli ledlerin bağlı olduğu pinler aktif veya pasif
edilmesi ile birlikte bahsedilen araç yerinin dolu yada boş olduğu anlaşılmıştır. Park yeri boş
olduğunda ise LDR nin o andaki analog bilgiyi işlemci tarafından değerlendirilerek
bilgilendirme ledi boş yer arayan araç sahipleri için yönlendirme sağlayacaktır. Bu projenin
başka bir avantajı ise, araçlara uygun boş yerler için girişe en yakın boş yere yönlendirme
yapılması olmasıdır. Park alanları girişten itibaren en yakından en uzağa olacak şekilde
numaralandırılıp ve bu yollar hat boyunca adlandırılıp işlemcinin belleğine kaydedilecektir.
Otopark alanında birden fazla boş alan olduğunda işlemci kaydedilen yollar arasında
karşılaştırma yaparak girişe en yakın yerde bulunan alana araç zemine döşenen ledler ile
yönlendirilmiştir. Bu işlemin gerçekleştirilmesi için yazılan program Ek-4’de belirtilmiştir.
Şekil 20’ de gerçekleştirilen otopark prototipinin bir görünümü şekillendirilmiştir.
Şekil 20. otopark düzeni
29
Gerçekleşen sistemin akış diyagramı Şekil-21’de ki gibidir.
Şekil 21. Sistemin akış diyagramı
3.3 Baskı Devre Çizimi
Şekil 17’de devreye ait modüllerin baskı devre çizimi Şekil-22’de belirtilmiştir. Baskı
devre ARES ortamında hazırlanmıştır. Baskı devre hazırlandıktan sonra gerekli malzemeler
temin edilmiştir. Baskı devre için gerekli olan malzemeler ise aşağıda belirtilmiştir.
Tuz ruhu
Bakır plaket
Matkap
Perhidrol
Tiner
Ütü
Baskı devrenin basıldığı kuşe kağıtı
30
Baskı devre lazer yazıcıdan kuşe kağıdına çıktı alındıktan sonra bakır plaket ütü ile
başlangıçta ısıtılmaktadır. Daha sonra ise kuşe kağıda alınan baskı devre çıktısı bakır plaket
üzerine yerleştirilmiştir. Daha sonra ise ütü ile üzerinden kağıt kaymayacak şekilde
ısıtılmıştır. Son olarak ise gerekli ısıtma işlemi gerçekleştirildikten sonra kağıt plaket
üzerinden alınıp bakır plaket tuz ruhu ve perhidrol karışımına daldırılmıştır. Bu işlem
sonucunda plaket üzerinde sadece bakır yollar üzerinde ki mürekkep izleri kalmaktadır.
Daha sonra ise plaket bu karışımdan çıkarıldıktan sonra su ile temizlenip mürekkep yerleri
ise tiner ile temizlenerek baskı işlemi gerçekleştirilmiştir. Son olarak ise plaket üzerinde pin
yerleri delinerek modül üzerine elemanlar lehimlenmiştir. Bu işlem her modül için
tekrarlanmıştır. Tasarlanan modülün baskı devre şeması Şekil 21’de gösterilmektedir.
Şekil 21. Ares Baskı Devre Çıktısı
31
3.4 Microsoft Visual Studio ile Arayüz Oluşturulması
Tasarlanan projede; sisteme ilave edilen araçların kaydının yapılması ve otopark kullanım
ücretinin hesaplanması Microsoft Visual Studio ortamında hazırlanmıştır. Kayıtların
saklanması ve gerek duyulduğunda kullanılmasına olanak sağlayan veri tabanı ise Microsoft
Access ortamında oluşturulmuştur. Şekil 22’de oluşturulan ara yüze ait port ayar penceresi
gösterilmektedir.
Şekil 22. Port Ayarı
Yukarıda ki şekilde de görüldüğü gibi araçların sisteme kayıtlarının yapılması için
başlangıçta port ayarlarının yapılması gerekmektedir, aksi takdirde RFID okuyucunun USB
çıkışı bilgisayar tarafından algılanamaz ve sistem aktif hale gelemeyecektir. Port ayarının
yapılması için oluşturulan bu ara yüzde başlangıçta bağlantı noktası yani COM belirlenir
daha sonra ise baud rate oranı yani seri haberleşmenin gerçekleşmesi için RFID okuyucunun
veri gönderim hızı belirlenir. Burada dikkat edilmesi gereken nokta okuyucunun baud rate
değeri belirlenen nokta için aynı olması gerekmektedir. Bu işlem için bilgisayardan COM11
bağlantı noktası ve baud rate ise 9600 olarak seçilmiştir. Ayrıca ara yüz üzerinde sanal bir
ışık yardımıyla bağlantının sağlanıp sağlanmadığı kontrol edilmektedir. Başka bir kontrol
yolu ise yine ara yüz üzerinde oluşturulan mesaj bölümüne yazılan karakterlerin
gönderilmesi ile sağlanabilmektedir.
32
Şekil 23’de belirtilen görüntü projenin ara yüzüne ait kayıt sayfasıdır.
Şekil 23. Ara yüz Görünümü
Port ayarı yapıldıktan sonra yukarıda ki şekilde de belirtildiği gibi araçların kayıt
işleminin gerçekleştirilmesi için başlangıçta araca takılan etiket numaralarının RFID
okuyucusu yardımıyla okutulup veri tabanına aktarılması gerekmektedir. Şekil-24’de ise
sisteme kayıt yaptıran araçlar ve onlara ait bilgilerin tutulduğu veri tabanın tutulduğu
programa ait Microsoft Access görüntüsü verilmiştir.
Şekil 24. Microsoft Access veri tabanı görünümü
33
Kayıt işlemi gerçekleştirilirken araca ait etiket numarası, araç plakası, araç sahibine
ilişkin bilgiler ve araca ait olan yakıt tipi ve renk bilgisi de yukarıda ki şekil de belirtilen
sistemin veri tabanına aktarılmaktadır. Veri tabanında araç bilgi tablosunda otoparka kayıtlı
araçların bilgisi tutulmaktadır. Otopark içerisinde o anda bulunan araçların bilgisi ise rapor
tablosunda tutulmaktadır ve eğer araç otoparktan çıkış yaparsa o araca ait bilgiler sadece
rapor kısmında silinmektedir. Ayrıca giriş çıkış işlemi yapan araçların ücretlendirme
bilgileri ise aynı ver tabanı üzerinde oluşturulan crystal reports tablosundan
gözlemlenmektedir. Kayıt işlemi tamamlandıktan sonra, etiket numarasının veri tabanında
kontrolü yapılıp otopark girişinde bulunan servo motor kontrollü bariyer sisteminin hareketi
sağlanır. Son olarak da aracın otopark içerisine girmesine sistem tarafında izin verilmektedir.
Aynı işlem yeni gelen araçlar için de kayıt bölümünde tekrarlanabilmektedir. Şekil-25 ve
Şekil-26’de araçların giriş ve çıkış işlemlerinin gerçekleştirildiği pencerenin görüntüsü
verilmiştir. Ayrıca o araca ait ücret bilgisi Şekil 27’de gösterilmektedir.
Şekil 25. Araç Giriş-Çıkış Bilgi Ekranı
Kayıt işlemi gerçekleştirilirken araca ait etiket numarası, araç plakası, araç sahibine
ilişkin bilgiler ve araca ait olan yakıt tipi ve renk bilgisi de yukarıda ki şekil de belirtilen
sistemin veri tabanına aktarılmaktadır. Veri tabanında araç bilgi tablosunda otoparka kayıtlı
34
araçların bilgisi tutulmaktadır. Otopark içerisinde o anda bulunan araçların bilgisi ise rapor
tablosunda tutulmaktadır ve eğer araç otoparktan çıkış yaparsa o araca ait bilgiler sadece
rapor kısmında silinmektedir. Ayrıca giriş çıkış işlemi yapan araçların ücretlendirme
bilgileri ise aynı ver tabanı üzerinde oluşturulan crystal reports tablosundan
gözlemlenmektedir. Kayıt işlemi tamamlandıktan sonra, etiket numarasının veri tabanında
kontrolü yapılıp otopark girişinde bulunan servo motor kontrollü bariyer sisteminin hareketi
sağlanır. Son olarak da aracın otopark içerisine girmesine sistem tarafında izin verilmektedir.
Aynı işlem yeni gelen araçlar için de kayıt bölümünde tekrarlanabilmektedir. Yukarıda ki
şekil de araç giriş işlemi tamamlanırken ekran görüntüsü verilmektedir.
Araçların otopark içerisine giriş işlemleri tamamlanırken RFID okuyucusunun etiket
numaralarını okumasıyla birlikte o araca ait giriş bilgileri; tarih ve saati cinsinde tutulmaya
başlamaktadır. Bu işlem sonrasında elde edilen tarih ve saat bilgileri oluşturulan veri
tabanında ki farklı bir tabloya aktarılmaktadır.
Şekil 26. Araç Giriş-Çıkış Bilgi Ekranı 2
Veri tabanında saklanan araca ait giriş tarih ve saati; ta ki o araç otoparktan çıkana dek
devam tutulmaktadır. Aracın çıkış işleminin gerçekleşebilmesi için de yine araca takılı olan
etiket numarasının RFID okuyucusu tarafından okunması gerekmektedir. İkinci defa
okutulan bu etiket numarası bu okuma işlemini çıkış olarak algılayarak otopark çıkışında
bulunan ikinci bir servo motor kontrollü bariyer sistemini harekete geçirerek aracın çıkışı
35
sağlanmaktadır. Bu işlemin gerçekleştirildiği esnada ise çıkış tarihi alınıp ücretlendirme
işlemi de gerçekleştirilmiştir. İstenildiği takdirde bu ücret bilgisi Microsoft Visual Studio
programına ek bir paket programı olan sap crystal reports programı ile raporlandırılması
sağlanabilmektedir.
Yukarıda belirtilen araç için çıkış işleminin ekran görüntüsü şekil 26’ da ki gibi devam
etmektedir. Çıkış işlemi tamamlandıktan sonra araca ait ücret bilgisi şekil 27’de ki
raporlandırılmaktadır.
Şekil 27. Rapor Görüntüsü
36
4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
Bu projede deneysel olarak gerçekleştirilip bilgisayar ortamında simülasyonları yapılan
konular aşağıda belirtilmiştir.
Oluşturulan modüller için elemanların seçimi ve tasarımının yapılması,
Yönlendirme sistemi için programın yazılması,
Proteus devre çizim programında arduino mikro işlemci programlayıcısı oluşturulup
servo motorun çalıştırılması ve simülasyonu,
Şekil 28.’da hazırlanan her modülün bilgisayar ortamında hazırlanan simülasyonundan bir
görüntü gösterilmektedir. Simülasyon çalıştırılıp ledlerin sırasıyla yanarken elde edilen
gerilim ve akım değerleri de Şekil 28’da belirtilmiştir. Bir tane led üzerine düşen gerilim
4,75 Volt olarak, o led üzerinden geçen akım ise 2,55 mA olarak gözlemlenmiştir. Akım
değerini de sınırlamak için 1KΩ’luk dirençlerde eklenmiştir.
Şekil 28. Hazırlanan modüllerin simülasyon çıktısı
Yukarıda ki şekilde de belirtildiği üzere her bir led devrede (1) bağıntısında ile belirlenen
frekansta yanıp sönmektedir.
37
CA= (1 / (2πf RA)*(2πf RA)*LA) (1)
Sisteme kayıtlı araç otopark girişine gelip kartını okuttuğunda girişte bulunan servo
otomatik olarak açılacaktır. Çıkışta bulunan servo ise görevli tarafından ücret ödemesi
yapıldıktan sonra açtırılacaktır. Şekil 29’da giriş ve çıkışta bulunan servo motorların
bağlantıları görülmektedir.
Şekil 29. Servo motorların bağlantı şekilleri
38
5.SONUÇLAR
Projede kullanılan okuyucu ve etiketler sayesinde sisteme dışarıdan müdahale
edilmeden devamlılığı sağlanmıştır,
Otopark giriş ve çıkışlarındaki araçların bekleme sürelerinin azaltılmıştır,
Dizayn edilen led sürme modülleri sayesinde modülerlik sağlanmıştır,
Otopark içerisine dizayın edilen sistem ile birlikte araçların park etme sürelerinin
azaltılmıştır,
Oluşturulan veri tabanı ve ara yüzü ile birlikte otopark girdi ve çıktılarının kayıt
altına alınması gerçekleştirilmiştir,
Sistem prototip olarak gerçekleştirildiğinden bu alandaki gelişmelere paralel olarak
geliştirilebilirliği hedeflenmiştir;
Sistemin yukarıda ki belirtilen avantajlarına karşın proje tamamlandıktan sonra
modüllerde ki ledlerin aynı parlaklıkta yanmadığı gözlemlenmiştir. Bunun sebebinin 4017
entegresinde çıkış pinleri eşit miktarda gerilim vermediğinde böyle bir olumsuzluk ile
karşılaşılmıştır.
39
6. DEĞERLENDİRME
Yukarıda da bahsedildiği gibi yapılmış olan katkılar sayesinde;
RFID sistemlerinin özel kurumlara ait yerlerde daha aktif şekilde kullanılması,
Bu alanda yapılacak projelere örnek teşkil etmesi,
Geliştirilecek olan arayüz ile birlikte araç sahibinin otoparkı internet ortamında
görebilme imkânın sağlanması,
Araç sahiplerinin otoparka gitmeden önce internetten doluluk oranını görmesi ve
internet üzerinden rezerve imkânın sağlanması,
Tasarlanan bu sistem yukarıda belirtilen gelişmelere öncülük etmektedir.
Bitirme projemizde grup arkadaşlarımızla eş çaba sarf ederek belli bir plan doğrultusunda
çalışılmıştır. Aynı iş üzerinde ortak fikirler alınıp ortak kararlar verilip projemiz için en
yüksek verimi alabileceğimiz yöntemler uygulanmıştır. Ana hedefimize ulaşırken küçük ve
ara planlarla bir yol çizilip adım adım ilerlenmiştir.
40
KAYNAKLAR
[1]. A. Yeşil, S. Katran, M. Temur, E. Selçuk, T.C. Ulaştırma Denizcilik ve Haberleşme
Bakanlığı Yayınları – 17: Akıllı Ulaşım Sistemleri Çalıştayı Bildiriler Kitabı, Baskı; Ankara,
Türkiye, Aralık 2012
[2]. Z.Pala “RFID Teknolojisi ile Otomasyon Bir Uygulama Olarak Otopark Takibi” Şubat
2007,Muş, Sayfa:33
[3]. E. Demiral, İ. Rakıp Karaş1, M. Turan,” RFID Sistemleri ile Konum Belirleme
Uygulamaları”, 14-17 Mayıs 2013, Ankara, sayfa:2:2
[4]. (2011)The Epc Global website. [Online].Available: http://www.gs1.org/gsmp/kc/epcglobal/
[5]. D. Wheat, “Technology In Action: Arduino Internals”, page:13
[6]. “Atmel 2560 datasheet”, San Jose, CA 95131, USA
[7]. Elektrik-Elektronik Teknolojisi: Sensörler ve Transdüserler, T.C Milli Eğitim
Bakanlığı ,MEGEP,2012
41
EKLER
EK- 1
IEEE Etik Kuralları
IEEE üyeleri olarak bizler bütün dünya üzerinde teknolojilerimizin hayat standartlarını
etkilemesindeki önemin farkındayız. Mesleğimize karşı şahsi sorumluluğumuzu kabul
ederek, hizmet ettiğimiz toplumlara ve üyelerine en yüksek etik ve mesleki davranışta
bulunmayı söz verdiğimizi ve aşağıdaki etik kuralları kabul ettiğimizi ifade ederiz.
1. Kamu güvenliği, sağlığı ve refahı ile uyumlu kararlar vermenin sorumluluğunu kabul
etmek ve kamu veya çevreyi tehdit edebilecek faktörleri derhal açıklamak;
2. Mümkün olabilecek çıkar çatışması, ister gerçekten var olması isterse sadece algı olması,
durumlarından kaçınmak. Çıkar çatışması olması durumunda, etkilenen taraflara durumu
bildirmek;
3. Mevcut verilere dayalı tahminlerde ve fikir beyan etmelerde gerçekçi ve dürüst olmak;
4. Her türlü rüşveti reddetmek;
5. Mütenasip uygulamalarını ve muhtemel sonuçlarını gözeterek teknoloji anlayışını
geliştirmek;
6. Teknik yeterliliklerimizi sürdürmek ve geliştirmek, yeterli eğitim veya tecrübe olması
veya işin zorluk sınırları ifade edilmesi durumunda ancak başkaları teknolojik
sorumlulukları üstlenmek;
7. Teknik bir çalışma hakkında yansız bir eleştiri için uğraşmak, eleştiriyi kabul etmek ve
eleştiriyi yapmak; hatları kabul etmek ve düzeltmek; diğer katkı sunanların emeklerini ifade
etmek;
8. Bütün kişilere adilane davranmak; ırk, din, cinsiyet, yaş, milliyet, cinsi tercih, cinsiyet
kimliği, veya cinsiyet ifadesi üzerinden ayırımcılık yapma durumuna girişmemek;
9. Yanlış veya kötü amaçlı eylemler sonucu kimsenin yaralanması, mülklerinin zarar
görmesi, itibarlarının veya istihdamlarının zedelenmesi durumlarının oluşmasından
kaçınmak;
10. Meslektaşlara ve yardımcı personele mesleki gelişimlerinde yardımcı olmak.
42
IEEE Code of Ethics
We, the members of the IEEE, in recognition of the importance of our technologies in
affecting the quality of life throughout the world, and in accepting a personal obligation to
our profession, its members and the communities we serve, do hereby commit ourselves to
the highest ethical and professional conduct and agree:
1. to accept responsibility in making engineering decisions consistent with the safety, health
and welfare of the public, and to disclose promptly factors that might endanger the public or
the environment;
2.to avoid real or perceived conflicts of interest whenever possible, and to disclose them to
affected parties when they do exist;
3. to be honest and realistic in stating claims or estimates based on available data;
4. to reject bribery in all its forms;
5. to improve the understanding of technology, its appropriate application, and potential
consequences;
6. to maintain and improve our technical competence and to undertake technological tasks
for others only if qualified by training or experience, or after full disclosure of pertinent
limitations;
7. to seek, accept, and offer honest criticism of technical work, to acknowledge and correct
errors, and to credit properly the contributions of others;
8. to treat fairly all persons regardless of such factors as race, religion, gender, disability,
age, or national origin;
9. to avoid injuring others, their property, reputation, or employment by false or mlicious
action;
10. to assist colleagues and co‐workers in their professional development and to support
them in following this code of ethics.
Approved by the IEEE Board of Directors
August 1990
ieee‐ies.org/resources/media/about/history/ieee_codeofethics.pdf
43
Mühendisler İçin Etik Kuralları
Code of Ethics for Engineers
Etik kurallarıile ilgili faydalıweb adresleri
IEEE Code of Ethics
http://www.ieee.org/about/corporate/governance/p7‐8.html
NSPE Code of Ethics for Engineers
http://www.nspe.org/resources/ethics/code‐ethics
American Society of Civil Engineers, UC Berkeley Chapter
http://courses.cs.vt.edu/professionalism/WorldCodes/ASCE.html
EngineeringEthicsBYDENISENGUYEN EngineeringEthicsBYDENISENGUYEN
http://sites.tufts.edu/eeseniordesignhandbook/2013/engineering‐ethics‐2/
Code of Ethics of Professional Engineers Ontario
http://www.engineering.uottawa.ca/en/regulations
Bir kitap:
What Every Engineer Should Know about Ethics
Yazar: Kenneth K. Humphreys
CRC Press
EMO –Elektrik Mühendisleri Odası
Etik Kütüphanesi
http://www.emo.org.tr/genel/bizden_detay.php?kod=50871&tipi=46&sube=0#.U1QfyVV_
tjs
44
EK-2.
DİSİPLİNLER ARASI ÇALIŞMA
Projenin tasarım kısmını gerçekleştirdikten sonra yapım aşamasında bir kaç meslek
dalanından yararlanılmıştır. İlk olarak projede kullanılmak üzere gerekli elektronik
malzemelerin tedariki gerçekleştirildi. Ancak sistemin test aşamasında arızalanan elemanlar
da hesaba katarak her elemanın yedeği de hesaplanarak satın alma işlemi buna göre yapıldı.
Projenin ilerlemesiyle birlikte görüldü ki gerçekten kullanılan bazı malzemeler test
aşamasında arızaya uğramıştır. Arızaya uğrayan bu elemanlar değiştirilip yerine yenileri
monte edildi. Prototip oluşturulurken prototipin sağlam olması da göz önüne alınarak ayrıca
kolay bir şekilde işlenebilmesi sayesinde 5mm kalınlığında ahşap malzeme temin edildi.
Ayrıca bu ahşap malzeme üzerinde otopark yerlerini, giriş çıkışları, ve yönlendirme için
kullanılacak olan led sisteminin doğru bir şekilde sisteme monte edilebilmesini sağlamak
için marangoz ile birlikte ortak bir çalışma gerçekleştirildi. Ayrıca led sistemini üzerine
monte ettiğimiz malzeme ise reklam panoları yapan bir firmadan kullandığımız malzeme
temin edildi. Böyle bir malzemenin kullanma nedeni ise hem çok hafif hem de işlenebilmesi
kolay olmasındandır. Çizelge 4.’de prototip için maliyet tablosu oluşturulmuştur.
45
EK-3
MALİ ANALİZ
Çizelge 4. Maliyet Tablosu
Sıra No Malzemenin
Adı
Proje
Faaliyetlerindeki
Kullanım Amacı
Adet Birim
Fiyatı
Toplam
Fiyatı
1 RFID reader
ve tag
Araç tanıma 1 32 TL 32 TL
2 Servo Motor Bariyeri Açma 1 20 TL 20 TL
3
Arduino
Mega
Araçları boş
yere
yönlendirme
1 94 TL 94 TL
4 LDR Araç Algılama 10 1,50 TL 15 TL
5 LED Araç
yönlendirme
100 0.05 TL 5 TL
6
Güç Kaynağı Besleme
Gerilimi
1 30 TL 30 TL
7 Direnç LED lerin akım
sınırlaması
100 0.05 TL 5 TL
8
Kırtasiye
Malzemeleri
Otopark
Protopinin
Oluşturulması
50 TL
9 Havya ve
Lehim
Lehim 1 50TL 50 TL
10 4N25 yalıtım 20 0.75 15tl
11 555 entegre Tetikleme
elemanı
20 0.5 10tl
12 4017 Led sürmek için 20 0.5 10 tl
13 İletken kablo bağlantı 50metre 0.5
(metresi)
25 tl
Toplam:361 TL
46
EK-4
#include<Servo.h>
Servo servo1;
Servo servo2;
int pin1=6;
int pin2=5;
void setup()
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
pinMode(pin1,OUTPUT);
servo1.attach(pin1);
pinMode(pin2,OUTPUT);
servo2.attach(pin2);
void loop()
// put your main code here, to run repeatedly:
if(Serial.available())
int c=Serial.read();
if(c==65)//a karakteri gönderildiğinde
47
servo1.write(90);
delay(5000);
servo1.write(180);
delay(2000);
else if(c==66)//b karakteri gönderildiğinde
servo2.write(90);
delay(5000);
servo2.write(180);
delay(2000);
48
EK-5
int yer[] = 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
int opto[] = 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11;
int threshold=400;
void setup()
Serial.begin(9600);
for (int a=20; a<=39; a++)
pinMode(a, OUTPUT);
digitalWrite(a, HIGH);
for (int val=2; val<=11; val++)
pinMode(val, OUTPUT);
void loop()
aa :
49
for (int i=0; i<=9; i++)
int b = analogRead(i);
Serial.println(b);
if (b<threshold)
yer[i]=1;
int led0 = (2*i)+20; //Kırmızı çiftler yak
int led1 = led0+1; //Yeşil tekler söndür
digitalWrite(led0, LOW);
digitalWrite(led1, HIGH);
else
yer[i]=0;
int led2 = (2*i)+21;
int led3 = led2-1;
digitalWrite(led2, LOW);
digitalWrite(led3, HIGH);
int x = analogRead(10);
Serial.println(x);
50
delay(300);
if (x<threshold)
for (int k=0; k<=9; k++)
digitalWrite(opto[k], LOW);
for (int i=0; i<=9; i++)
int b = analogRead(i);
Serial.println(b);
if (b<threshold)
yer[i]=1;
int led0 = (2*i)+20; //Kırmızı çiftler yak
int led1 = led0+1; //Yeşil tekler söndür
digitalWrite(led0, LOW);
digitalWrite(led1, HIGH);
else
yer[i]=0;
51
int led2 = (2*i)+21;
int led3 = led2-1;
digitalWrite(led2, LOW);
digitalWrite(led3, HIGH);
for (int j=0; j<=9; j++)
if (yer[j]==0)
xx :
for (int k=0; k<=j; k++)
digitalWrite(opto[k], HIGH);
if (analogRead(j)<threshold)
for (int k=0; k<=j; k++)
digitalWrite(opto[k], LOW);
for (int i=0; i<=9; i++)
52
int b = analogRead(i);
Serial.println(b);
if (b<threshold)
yer[i]=1;
int led0 = (2*i)+20; //Kırmızı çiftler yak
int led1 = led0+1; //Yeşil tekler söndür
digitalWrite(led0, LOW);
digitalWrite(led1, HIGH);
else
yer[i]=0;
int led2 = (2*i)+21;
int led3 = led2-1;
digitalWrite(led2, LOW);
digitalWrite(led3, HIGH);
goto aa;
53
else
goto xx;
54
EK-6. STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU
Bitirme Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aşağıdaki soruları cevaplayınız.
1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.
Bu proje evrensel olup RFID kartların daha aktif kullanımını sağlamak ve otopark veya birçok özel kurum
alanlarında kullanımını artırmaktır. Ayrıca otoparklarda en yakın boş yer tespiti yapılmış olması da bu
alanda yapılan otomasyonlara önemli katkılarda bulunacaktır.
2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?
Evet, projede araçlar için en yakın boş yerin tespiti için arduino mega nın programlanması olmak üzere
karşımıza çıkan birçok sorunu çözerek en verimli sonuca ulaşılmaya çalışılmıştır.
3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?
Malzeme bilgisi, Bilgisayara Giriş, Antenler ve Propagasyon, Mikrodalga Sistemleri, Elektrik
Makinaları, Elektroniğe Giriş derslerinde edindiğimiz bilgiler proje kapsamında yardımcımız olmuştur.
4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?
RFID Standartları Global Etiket Standartları kullanılmıştır.
5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?
a) Ekonomi
Tasarlanan olan bu projenin verimli çalışması göz önünde bulundurularak olabildiğince ucuz
malzemeler kullanılmıştır.
b) Çevre sorunları:
Çevre sorunu bulunmamaktadır.
c) Sürdürülebilirlik:
Araçlara RFID sisteminin takılacak olmasıyla birlikte bu sistemin başta otopark alanlarında olmak
üzere birçok alanda kullanımı artacaktır. Ayrıca otoparklarda bu sisteme ilave birçok özellik
eklenebildiğinden bu proje geliştirilmeye açıktır.
d) Üretilebilirlik:
Yapılan bu proje üretilip, özel kurum alanlarına ve otoparklara uygulanabilecek bir projedir.
e) Etik:
Sistemin tasarımı tamamen proje ekibi tarafından yapılmış ve etik kurallar göz önünde
bulundurulmuştur.
f) Sağlık:
Manyetik alan insan sağlını etkileyecek seviyeye çıkarılmayacaktır, ayrıca düşük akım ve gerilim
değerlerinde çalışılmıştır.
g) Güvenlik:
Sistem herhangi bir güvenlik riski içermemektedir.
h) Sosyal ve politik sorunlar:
Tasarımı hedeflenen ürün sosyal ve politik sorunlara yol açmayacak niteliktedir.
Not: Gerek görülmesi halinde bu sayfa istenilen maddeler için genişletilebilir.
Projenin Adı AKILLI OTOPARK OTOMASYONU
Projedeki Öğrencilerin adları Fatih YALÇINKAYA ve Zekeriya KIRMIZIGÜL
Tarih ve İmzalar 22.05.2014
55
ÖZGEÇMİŞ
Fatih YALÇINKAYA
Fatih YALÇINKAYA 20.02.1990 tarihinde Samsun'da doğdu. İlk ortaokul ve lise
öğrenimini Samsun'da tamamladı. 2009 yılında başlayan lisans eğitimi ise Karadeniz
Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü'nde
devam etmektedir.
Zekeriya KIRMIZIGÜL
Zekeriya KIRMIZIGÜL 01.11.1990 tarihinde Malatya'da doğdu. İlk ortaokul ve lise
öğrenimini Malatya 'da tamamladı. 2009 yılında başlayan lisans eğitimi ise Karadeniz
Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü'nde
devam etmektedir.