T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

KARBONMONOKSĠT GAZI

DEDEKTÖRÜ

Muhammet Dursun TATAS

DANIġMAN

Yrd. Doç. Dr. Gökçe HACIOĞLU

Mayıs 2013

TRABZON

iii

T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

KARBONMONOKSĠT GAZI

DEDEKTÖRÜ

Muhammet Dursun TATAS

DANIġMAN

Yrd. Doç. Dr. Gökçe HACIOĞLU

Mayıs 2013

TRABZON

ii

iii

LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU

Muhammet Dursun TATAS tarafından Gökçe HACIOĞLU yönetiminde hazırlanan

“CO GAZI DEDEKTÖRÜ” baĢlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiĢ,

kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiĢtir.

DanıĢman : Yrd. Doç. Dr. Gökçe HACIOĞLU

Jüri Üyesi 1 : Prof. Dr. Temel KAYIKÇIOĞLU

Jüri Üyesi 2 : Doç. Dr. Ali GANGAL

Bölüm BaĢkanı : Prof. Dr. Ġsmail H. ALTAġ

iv

v

ÖNSÖZ

Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında emeği geçenlere, kılavuzun son halini

almasında yol gösterici olan kıymetli hocam Sayın Gökçe HACIOĞLU’na Ģükranlarımı

sunmak istiyorum. Ayrıca bu çalıĢmayı destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi

Rektörlüğü’ne, Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği

Bölüm BaĢkanlığına içten teĢekkürlerimi sunarım.

Her Ģeyden öte, eğitimim süresince bana her konuda tam destek veren aileme ve bana

hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarıma saygı ve sevgilerimi sunarım.

Destekleri ve yardımlarından ötürü önce aileme, sonra arkadaĢlarıma sonsuz

teĢekkürlerimi sunarım.

Mayıs, 2013

Muhammet Dursun TATAS

vi

vii

ĠÇĠNDEKĠLER

LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU……………………………..…….....iii

ÖNSÖZ…………………………………………………………………………….…......v

ĠÇĠNDEKĠLER…………………………………………………………………….......vii

ÖZET…………………………………………………………………………………….x

SEMBOLLER VE KISALTMALAR…………………………..………………...…..xii

1. GĠRĠġ…………………………………………………………………………….....1

2. KARBONMONOKSĠT (CO) ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER………………………..3

2.1.KARBON (C) VE OKSĠJEN (O) ELEMENTLERĠ VE KĠMYASAL

ÖZELLĠKLERĠ………………………………………………………………..3

2.1.1. KARBON……………………………………………………………...3

2.1.2. OKSĠJEN……………………………………………………………...4

2.2.PERĠYODĠK CETVEL VE MOLEKÜL AĞIRLIĞI – YOĞUNLUK

ĠLĠġKĠSĠ………………………………………………………………………..5

2.3.CO GAZI NEDĠR?.............................................................................................5

2.4.CO GAZI FARK EDĠLEBĠLĠR MĠ? FARK EDĠLEBĠLĠRSE NASIL

FARK EDĠLĠR?..................................................................................................6

2.5.CO ZEHĠRLENMELERĠNDE GÖRÜLEN BELĠRTĠLER………………..8

2.5.1. KARBONMONOKSĠT (CO) GAZININ ETKĠ ġEKLĠ…………....8

2.5.2. KARBONMONOKSĠT ZEHĠRLENMELERĠ VE

BELĠRTĠLERĠ……………………………………………………......8

2.6.CO ZEHĠRLENMESĠNDE YAPMAMIZ GEREKENLER………………10

2.7.KARBONMONOKSĠT GAZI SIZMASI SONUCU BĠR TAKIM

OLAYLAR………….……………………………..……………….…………11

3. DETEKTÖR ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER…………………….….………….……13

3.1.DETEKTÖR NEDĠR?......................................................................................13

3.1.1. KARBONMONOKSĠT DETEKTÖRLERĠ………………...…......13

3.2.SENSÖR NEDĠR?............................................................................................13

3.2.1 CO SENSÖRÜ………………………………...……………………...13

4. DEVRE ELEMANLARI VE ÖZELLĠKLERĠ………………………………...15

viii

4.1.MĠKRODENETLEYĠCĠ……………………………………………………..15

4.1.1. MĠKRODENETLEYĠCĠ NEDĠR?.....................................................15

4.1.2. MĠKRODENETLEYĠCĠYE NEDEN ĠHTĠYAÇ DUYARIZ?........15

4.1.2.1.NEDEN PIC SEÇTĠK?.................................................................16

4.1.3. KULLANDIĞIMIZ PIC ÇEġĠTLERĠ VE ÖZELLĠKLERĠ……..17

4.1.3.1. PIC 16F628A…………………………………………………….17

4.1.3.2. PIC 12F675………………………………………………………18

4.2. ULN2003……………………………………………………………………...19

4.3. MQ-7 SENSÖRÜ…………………………………...………………………..22

4.4. RÖLE……………………………...………………………………………….23

4.5. W06 – TEK FAZLI SĠLĠKON KÖPRÜ DOĞRULTUCU………………..23

5. PIC ĠLE YAPILAN ĠġLEMLER VE KODLAR………………………………25

5.1. KOD BĠLGĠLERĠ……………………………………………………………25

5.2. PIC 16F628A ĠLE YAPMIġ OLDUĞUMUZ KODLAMA ĠġLEMĠ……..30

6. CO DETEKTÖRÜNÜN ÇALIġMA PRENSĠBĠ………………………………35

7. SONUÇ………………………...…………………………………………………46

KAYNAKÇA……………………………………..………………………….…..48

EKLER……………………………………………………………………….…..50

ix

x

ÖZET

Karbonmonoksit (CO) gazı bildiğimiz gibi son derece zehirli ve fark edilmesi neredeyse

imkansız olan bir gazdır. Bu zehirli gaza maruz kaldığımızda karĢılaĢtığımız belirtileri elen

alan bir yazı ile iĢin ciddiyetini gözler önüne serdikten sonra, bu zehirli gaza maruz

kalmamak için tasarladığımız bu detektörün ne derece önem arz ettiğini ve bu gaz

detektörünün tasarım aĢamasını ve çalıĢmasını iĢleyeceğiz.

Son derece zehirli bir gaz olan karbonmonoksit gazının sızması durumunda, ülkemizde

maalesef her yıl yüzlerce insanımız hayatını kaybediyor. Biz de bu konuda bir araĢtırma

yaparak gaz zehirlenmelerindeki belirtileri de ele alarak, bu gaz zehirlenmelerine hiç

sebebiyet vermeden bir çözüme kavuĢturmak için bir CO (karbonmonoksit) detektörü

tasarladık.

Karbonmonoksit (CO) gazı renksiz, kokusuz ve tatsız olmakla birlikte son derece

zehirli bir gazdır. Duyu organlarımızla bu gazı fark etmemiz maalesef mümkün değildir.

Bu zehirli gaz birçok kiĢi tarafından yanlıĢ bilinmektedir. Genelde eksik yanma sonucu

oluĢan bu gaz ne yazık ki sobalardan sızarak ülkemizde yüzlerce insanın hayatını

kaybetmesine sebep olmaktadır. Karbonmonoksit gazına maruz kalan kiĢi belli bir süre

sonra öleceğini dahi bilse olduğu yerden ayrılamaz konuma gelir. Son derece ölümcül olan

bu gaza karĢı ülkemizde ve birçok yabancı ülkede de yeterince önlem alınamamaktadır. Bu

durumu esas alarak biz de bir CO (karbonmonoksit) detektörü tasarladık. AĢamalarıyla

birlikte detaylıca anlatacağımız bu detektör bizi bu zehirli gaza karĢı uyarıp, önlemimizi

almamız için yeterli süreyi kazanmamızı sağlayacaktır. Detektörümüz sayesinde gazı

algılayıp istediğimiz bir alarm Ģekliyle kendimize uyarı vermesini sağladık. Biz kendimize

üç farklı yol seçtik ve olası bir sızıntı halinde sesli uyarı veren, ıĢıklı uyarı veren ve aynı

zamanda kısa mesaj yoluyla bize gaz sızıntısını bildiren bir proje gerçekleĢtirdik.

xi

xii

SEMBOLLER VE KISALTMALAR

V: Volt

A: Amper

mA: mili Amper

C: Karbon

O: Oksijen

CO: Karbonmonoksit

Ppm: Bir milyon hava partikülündeki gaz partikülü sayısı

CO-Hb: Karboksihemoglobin

PIC: Peripheral Interface Controller (Çevresel Üniteleri Destekleme Arabirimi)

PCB: Printed Circuit Board (Baskı Devre)

PBP: Pic Basic Pro

g/mol: gram/mol

Hz: Hertz

MHz: Mega Hertz

TTL: Transistor Transistor Logic

CMOS: Complementary Metal Oxisde Semiconductor (Tamamlayıcı Metal Oksit

Yarıiletken)

LED: Light Emitting Diode (IĢık Saçan Diyot)

xiii

1

1. GĠRĠġ

KıĢ aylarının getirdiği en büyük zorluk malum soğuk hava koĢullarıdır. Bunun için

çeĢitli ısınma yöntemleri kullanmaktayız. Doğalgaz, merkezi sistem ve soba günümüzde en

yaygın olan ısınma sistemleridir. Doğalgazın pahalı olmasından ve ulaĢımının her yere

yapılamamasından dolayı, halkımızın büyük bir kısmı sobayı tercih etmektedir. Sobanın da

kendine göre zorlukları, tehlikeleri vardır. Bulunduğumuz bölge olan Karadeniz Bölgesi

gibi yerler oldukça rüzgarlı alanlardır ve rüzgar sobanın bir numaralı düĢmanıdır. Sobadan

olası bir karbonmonoksit sızması ölümcül vakalara sebebiyet vermektedir. Bu aĢamada

tasarlamakta olduğum proje MQ-7 karbonmonoksit(CO) sensoru sayesinde bu tehlikeli

gazı tespit edecek ve tehlikeye karĢı bize ıĢıklı ve sesli alarm ile uyarı verecektir. PIC

16F628A mikrodenetleyicisi kullanarak dizayn edeceğimiz devreyi gereken programla

kodladıktan sonra elimizde CO detektörü bulunmuĢ olacak ve kıĢ aylarında soba

kullanmakta olan evlerde CO zehirlenmelerine karĢı tedbir alınmıĢ olacaktır. Bu sayede

artık güven içerisinde sobamızı yakabileceğiz.

CO detektörü yapımı ve alarm sistemini tanımamız için bilmemiz gereken bazı

hususlar ve tanımamız gereken bazı malzemeleri sınıflandıracak olursak; öncelikli

olarak CO gazını ve detektör kavramını iyi bilmemiz gerekir. Bu kavramları da birkaç

başlıkta inceleyebiliriz.

2

3

2. KARBONMONOKSĠT (CO) ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER

2.1 KARBON (C) VE OKSĠJEN (O) ELEMENTLERĠ VE KĠMYASAL

ÖZELLĠKLERĠ

2.1.1. KARBON

Ametalik özellik gösterir. Uzayda en sık rastlanan 6. elementtir.

Özellikleri

Atom numarası 6’dır. Atom ağırlığı ise 12,011 g/mol olan karbon, periyodik

cetvelin IVA grubunda yer alır. Simgesi C’dir[1]. ġimdi Çizelge 1.’e bakarak fiziksel ve

kimyasal özelliklerini inceleyelim.

Çizelge 1. Karbonun temel özellikleri

Periyodik Tabloda Karbon

Atom numarası 6

Element serisi Ametaller

Grubu 14

Periyot 2

Atom ağırlığı 12.0107 g/mol

Maddenin hali Katı

Elektrik Direnci (119–165) nΩ·m (20°C'de)

Isıl iletkenlik (900–2320) W/(m·K)

Ses hızı 28350 m/s

4

2.1.2. OKSĠJEN

Simgesi O’dur. Atom numarası 8’dir. Kütlesel olarak evrende hidrojen ve helyumdan

sonra en çok bulunan elementtir. Yer kabuğunda ise en çok bulunan elementtir ve hemen

hemen yarısını oluĢturur[2].

Ġki O atomu birleĢerek ’yi meydana getirir. Oksijen doğada molekül olarak bu

Ģekilde bulunur.

Özellikleri

Oksijen normal Ģartlar altında soluk mavi ve kokusuz bir gazdır.

Standart sıcaklık ve basınçta çok soluk mavi renkte ve kokusuz bir gazdır.

Çizelge 2.’den de gördüğümüz üzere oksijenin kütle numarası 16'dır.

Çizelge 2. Oksijenin temel özellikleri

Periyodik Tabloda Oksijen

Atom numarası 8

Grubu 16

Periyot 2

Görünüm Renksiz

Atom ağırlığı 15.9994 g/mol

Isıl iletkenlik 0,02674 W/(m·K)

Ses hızı 28350 m/s

5

2.2. PERĠYODĠK CETVEL VE MOLEKÜL AĞIRLIĞI – YOĞUNLUK ĠLĠġKĠSĠ

Periyodik cetvelde soldan sağa doğru gittiğimizde kütle numarası artar. Atom

numarası, proton-nötron-elektron sayısı artar. Değerlik elektron sayısı artar. Atom çapı ve

atom hacmi ise küçülür.

Periyodik cetvelde yukardan aĢağıya doğru gittiğimizde ise yine kütle numarası artar.

p-n-e sayıları artar. atom hami ve atom çapı büyür. Değerlik elektron aynı kalır.

Elektronegatifliği azalır.

Burada kütle numaralarına dikkat çekmek gerekir, çünkü gazlarda kütle ağırlığı bizim

için çok önemlidir. Gazlar, havaya göre konumlarını kütlelerine göre belirler. Eğer bir

gazın kütlesi havadan ağırsa yoğunluğu daha fazla demektir ve yere yakın mesafede

bulunur. Kütlesi havadan hafif bir gaz ise aynı mantıkla yukarı yönelir. Yoğunluğu

havadan küçük olduğu için kapalı bir ortamda tavana çıkar.

Bunları göz önüne alarak C ve O atomlarının periyodik tablodaki yerlerini ele alalım.

C atomunun kütle numarasının 12.01 yani atom ağırlığının 12.01 gram/mol, O

atomunun kütle numarasının ise 16 yani atom ağırlığının 16 gram/mol olduğunu periyodik

cetvelden biliyoruz.

2.3. CO GAZI NEDĠR?

Bir karbon ve bir oksijen atomundan meydana gelen moleküle karbonmonoksit denir,

CO Ģeklinde sembolize edilir.

Karbonmonoksit (CO) gazının rengi yoktur. Karbonmonoksit gazının kokusu

yoktur. Karbonmonoksit gazının tadı yoktur. Kısacası karbonmonoksit gazını beĢ

duyu organımızla hissedemeyiz. Bütün bunların yanı sıra yanıcı ve zehirli bir gazdır.

Havadan çok az da olsa hafif bir gazdır. Çok az miktarlarda bile oldukça zehirleyicidir.

Havaya nazaran az da olsa hafif olmasından kaynaklı sıklıkla kapalı alanların tepesinde,

tavana yakın bölgelerde birikir. Yanıcı olmasından sebeptir ki havadaki oranı %12 - %75

aralığı dahilinde ise patlamayla sonuçlanabilir. Duvarlardan sızması muhtemeldir.

Solunum yolu vasıtasıyla vücuda girip, parçalanmaz. Aynı yolla dıĢarı atılır.

6

Karbonmonoksit gazı doğal gaz, gaz yağı, tüp gaz, kömür ve odun gibi yakıtların eksik

yanması sonucu oluĢan oksijen yetersizliğinden oluĢur.

Molekül ağırlığı= Oksijen Mol. Ağ. + Karbon Mol. Ağ.=Karbonmonoksit (1)

16 g/mol + 12.01 g/mol = 28.01 g/mol (2)

Kısaca CO gazının kimyasal özelliklerinden bahsedecek olursak;

Sembolü: CO

Molekül Ağırlığı: 28.01 g/mol

Fiziksel özellikler: Renksiz, kokusuz bir gaz

Kaynama noktası : -191,5 °C

Ergime noktası : -205 °C

Yoğunluk (0°C) : 1,25 g/l

Toksisite: Çok güçlü bir zehirdir.

2.4. CO GAZI FARK EDĠLEBĠLĠR MĠ? FARK EDĠLEBĠLĠRSE NASIL FARK

EDĠLĠR?

Karbonmonoksit gazı yukarda da bahsettiğimiz üzere; renksiz, kokusuz ve tatsız

olduğundan ötürü duyu organlarımızla fark edemeyeceğimiz, hissedemeyeceğimiz bir

zehirli gaz çeĢididir[3]. Bu sebeptendir ki bu gaza maruz kaldığımızda büyük bir ihtimalle

zehirlenme durumuyla karĢılaĢırız ve bu zehirlenmeler ölümcül vakalarla sonuçlanabilir.

Ülkemizde maalesef yüzlerce insanımız sobadan sızan karbonmonoksit gazından

zehirlenerek hayatını kaybediyor. Bunun için alabileceğimiz baĢlıca önlem bir

karbonmonoksit detektörüdür. Gazı algıladığında sesli yada ıĢıklı yada her iki yolla alarm

veren bir detektör sayesinde sızan gazı tespit etmiĢ ve olası bir zehirlenmeyi önlemiĢ

oluruz.

7

Zehirlenme sebebi olarak bilinen büyük bir yanlıĢ vardır. Bilindiği üzere kullandığımız

yakıtlar değildir sebep. Kömür, odun ve petrol ürünlerinin eksik yanması, oksijenin

yetersiz olması durumudur. ile tam tepkimeye giren C, karbondioksit oluĢturacakken

yetersiz yanma sonucu yetersiz oksijen sebebiyle ½ ile tepkimeye girip

karbonmonoksiti oluĢturmaktadır. Meydana gelen karbonmonoksit (CO) gazı rengi,

kokusu veya tadı olmadığı için hissedilemez.

Karbonmonoksit (CO) gazından kaynaklanan zehirlenmeler, daha çok kapalı ortamlarda

oluĢan yanma sırasında görülür. Bu zehirlenme vakalarında derhal bir tıbbi müdahale

uygulanmazsa ölümcül vakalarla sonuçlanabilir.

C (katı kömür veya fosil yakıt) + ⁄ (havadan) = CO (çıkan gaz) (3)

Ortamdaki karbonmonoksit (CO) gazını her ne kadar fark edemesek de yanan alevin

rengine bakarak ortama karbonmonoksitin sızıp sızmadığına göre bir yorum yapabiliriz.

Alevin renginden yanmanın tam veya eksik olduğu hakkında tahmin yürütebiliriz en

azından. Mavi renkte yanıyorsa eksik yanma ihtimali zayıftır. Turuncumsu bir renk ise

eksik biryanma söz konusu olabilir. Bu bizim için CO gazı sızıntısı tehlikesi demektir.

Yine de sağlıklı bir sonuç almak için kapalı bir ortamda mutlaka karbonmonoksit detektörü

bulundurmalıyız. En sağlam yol, en iyi tedbir budur.

BaĢlıca karbonmonoksit kaynaklarından bahsedecek olursak:

Uzun süre açık kalan yanmamıĢ ocak, tıkalı bir bacası olan sobada sıklıkla rastlanır.

Karbonmonoksit (CO), havagazı ve generator gazlarının bileĢiminde görülür. Yangın ve

patlamadan sonra çıkan dumanlarda da görülmektedir.

Motorlarda egzoz gazlarının içerisinde de rastlanmaktadır. (Dizel motorlarda

benzinlilere göre daha nadir). Daha çok kapalı garajlarda, park binalarında, feribotlarda,

motor tamiri iĢliklerinde tehlike arz eder.

Ayrıca yanlıĢ yapılan her türlü ısıtma sistemleri, açık ocaklar, karbonmonoksitli

gazların üretimi, dağılımı, kullanımı, tünel, maden ocağı gibi alanlardaki yangın ve

patlamalar, kimya endüstrisindeki karbonmonoksit (CO) kullanılan alanlarda da çok büyük

tehlikeler oluĢturur[4].

8

2.5. KARBONMONOKSĠT (CO) ZEHĠRLENMELERĠNDE GÖRÜLEN

BELĠRTĠLER

2.5.1 KARBONMONOKSĠT (CO) GAZININ ETKĠ ġEKLĠ

Karbonmonoksitin zehir etkisi; hemoglobinin (Hb) (Kanda oksijen taĢıyan kırmızı kan

hücrelerinin içerisinde bulunan bir madde) oksijeninkine nazaran çok daha fazla

bağlanmasından dolayı oluĢan Karbonoksihemoglobin (CO-Hb) hipoksomiye sebebiyet

verir. Bu bileĢim ayrılabilir özellik taĢır çünkü geri dönüĢümlüdür [5].

AraĢtırdığım ve edindiğim bilgi doğrultusunda osha.org sitesinden edinmiĢ olduğum bu

bilgi beni zehirlenme belirtilerinin ne yönde olacağı konusunda baĢka bir araĢtırmaya itti

ve bir sonraki aĢamada da zehirlenme aĢamalarından bahsedeceğim. ġimdi hemoglobin ile

karbonmonoksit ilgisini biraz daha açalım:

Karbonmonoksitin hemoglobine ilgisi, oksijenin bağlanma kapasitesinden takriben iki

yüz misli daha hızlıdır. Karboksihemoglobin bileĢiminin vücuttaki genel oranı

zehirlenmenin aĢamasını belirtir. Bu olayın bağlı olduğu etkenlerden bahsedecek olursak:

Soluduğumuz havada bulunan karbonmonoksitin yoğunlaĢması,

Solunumun dakikadaki hacmi ve etki süresi,

Hemoglobin miktarı.

2.5.2. KARBONMONOKSĠT (CO) ZEHĠRLENMELERĠ VE BELĠRTĠLERĠ

Karbonmonoksit zehirlenmesi baĢta grip etkisine benzer bir tablo ortaya koyar. BaĢ

ağrısı bilinç bulanıklığı ve huzursuzluk bu etkilerin bir kısmıdır.

Hemoglobinin % 20’si karbonoksihemoglobine (CO-Hb) dönüĢtüğü için sonrasında

baĢ ağrısı, baĢ dönmesi, bulantı ve kusma, taĢikardi ve kan basıncı yükselmesi, kulak

çınlaması, dalgınlık, genel bitkinlik ve halsizlik gibi belirtilerde Ģiddetlenme

gözlenir[6].

DüĢük Seviye: Genellikle 50 ppm ve aĢağısı

9

Orta Seviye: Genellikle 50 ppm ile 100 ppm arasında

Yüksek Seviye: Zehirlenme belirtilerini gösteren biri yok ise genellikle 100 ppm ve

üstü

Tehlikeli Seviye: Zehirlenme belirtilerini gösteren biri var ise genellikle 100 ppm ve

üstü

Zehirlenme durumunda bir takım belirtiler, orta seviyeden itibaren görülmeye

başlar.

Karbonmonoksit (CO) çok az miktar maruz kalındığında bile insanlara etkisini

gösterir. Karbonmonoksitin (CO) kandaki hemoglobine bağlanma kapasitesi oksijene

oranla iki yüz elli – üç yüz kat daha büyüktür. CO-Hb oluĢtuğunda hemoglobin

kanımıza oksijeni götüremez.

Zehirlenme 3 safhada gerçekleĢir:

Ġlk AĢama: Karbonmonoksit gazını soluyan kiĢide uyuĢukluk baĢlangıcı, durgunluk ve

uyuklama görülür. Bu tablo bize zehirlenmenin baĢladığını gösterir. Zehirlenenler hemen

temiz havaya çıkarılırsa bu aĢamada iken kurtarılma Ģansları olabilir. Karbonmonoksit

gazından uzaklaĢmazsa, hareket kabiliyeti yok olur, üzerlerine bir rahatlık çöker.

Uyuklama isteği baĢlar. KiĢi öleceğini bilse dahi oradan kıpırdamak istemeyebilir.

Ġkinci AĢama: Titreme, kasların kasılması, çene kilitlenmesi ve diĢ gıcırdatmaları

baĢlar. Gözler bir noktada sabitlenmeye baĢlar ve ateĢlenme görülür.

Son AĢama: Solunum zayıflar. Kalp durmaya yaklaĢır. Vücut ısısını kaybeder, bilinç

kaybı oluĢur. Ölüm gerçekleĢir. Karboksihemoglobin etkisiyle kırmızımsı olan vücut derisi

koyulaĢır. Yüzde tebessüm oluĢur.

Karbonmonoksit zehirlenme oranları ve belirtilerine Çizelge 3.’ten de gördüğümüz

üzere incelersek ne kadar zehirli ve ölümcül olduğunu görebiliriz.

10

Çizelge 3. Havadaki karbonmonoksit oranına göre zehirlenme belirtileri

Havadaki oran (maruz kalma süresi) Zehirlenme belirtileri

% 0.001 Atmosferdeki ortalama oranı

% 0.01 Ciddi bir olgu gözlenmez, tesirsizdir

% 0.02 (1.5 saat) BaĢ ağrısı ve zehirlenme izleri

% 0.04 - % 0.05 (1 saat) BaĢ dönmesi, göz kararması, kusma, Ģuur

kaybı ve ortamda kalmaya devam edilirse

ölümle sonuçlanır.

% 0.08 - % 0.1 (1 saat) Bilinç kaybı, ortamda kalmaya devam

edilirse ölümle sonuçlanır.

% 1 (0.5 saat) Ölümle sonuçlanır.

2.6. CO ZEHĠRLENMESĠNDE YAPMAMIZ GEREKENLER

Öncelikle CO gazının sızmaması için tedbir almalıyız.

Yılda en az iki kez bacalarımızı temizlemeliyiz.

Kapalı alanlarda bacasız ısıtma kullanımından kaçınmalıyız.

Banyo içine Ģofben kurmamalıyız.

Kapalı garajda arabayı uzun müddet çalıĢtırmamalıyız.

Eğer yatmadan önce kömür atılmıĢsa, atılan kömürün yandığından kesinlikle emin

olunması, lodoslu havalarda soba yakılmaması ve imkan dahilinde yatılan odalarda soba

kullanılmaması gerekir. Soba ve boruların uygun özelliklerde olması ve ayda bir baca

bakımının yapılması gerekip, kapalı ortamların havalandırılması da aksatılmamalıdır.

ġofben kaynaklı karbonmonoksit zehirlenmelerinde ise; baca bağlantılı Ģofbenler

kullanmalı, Ģofbenler-kombiler hava akımı fazla olan yerlere monte edilmemeli ve

havalandırma menfezi veya kapı altı eĢiğinden yeterli hava giriĢi sağlanmalıdır. Kapalı

garajlarda arabalar çalıĢır halde bırakılmamalıdır ve aynı ortamda bulunulmaktan

kaçınmalıyız.

11

Bu önlemlere rağmen hala bir karbonmonoksit kaçağı ihtimali varsa bulunduğumuz

kapalı alanda bir karbonmonoksit detektörü bulundurmalıyız. Sesli veye ıĢıklı yada her iki

Ģekilde bize uyarı alarmı verecek Ģekilde tasarlanmıĢ bir karbonmonoksit (CO) detektörü

bizi sızan bir zehirli karbonmonoksit gazına karĢı uyarır ve güvende olmamızı sağlar.

Renksiz, kokusuz ve tatsız olan bu gazı gözle göremediğimiz gibi kokusundan yada

tadından da fark edemeyiz. Bu sebepten detektör kullanımı dıĢında zehirli olan CO gazını

fark etmemiz mümkün değildir ve ölümcül sonuçlar doğurabilen zehirlenmelere karĢı

mutlak surette bulunduğumuz kapalı ortamda detektör bulundurmalıyız.

Ülkemizde hala birçok ilimizde kömür yakıtı kullanılmaktadır. Sobayla ısınan evlerimiz

her daim tehdit altında kalmaktadır. Rüzgarın etkisiyle bacadan çıkan dumanın içeri

yönelmesi ve oksijenin yetersiz kalmasıyla birlikte evimize, odamıza karbonmonoksit gazı

sızabilir ve bizi uykuda da yakalayabilir. Her yıl yüzlerce vatandaĢımız soba zehirlenmesin

yüzünden hayatını kaybetmektedir. Buna önlem olarak bu evlerde mutlaka bir CO

detektörü bulundurulmalıdır.

2.7. KARBONMONOKSĠT GAZI SIZMASI SONUCU BĠR TAKIM OLAYLAR

2010 yılında yapılan bir araĢtırmaya göre ülkemizde on bin yüz elli dört

karbonmonoksit zehirlenmesi olayı ve bu zehirlenme olayları sonucu 39 kiĢinin hayatını

kaybettiği gözlemlenmiĢtir. Karbonmonoksit kaynaklı zehirlenmelerin oranı %0.0137’dir

ve bu da yaklaĢık yüz binde on dörde tekabül eder. YaklaĢık on milyonda beĢ kadar da

ölüm oranı vardır. En çok ölümün gerçekleĢtiği ilimiz ise 18 ölüm olayıyla Bursa’dır. KıĢ

aylarında bu vakaların daha fazla meydana geldiğini görüyoruz [7].

Ankara’da yapılan bir araĢtırmada ise 2002 ile 200 yılları arasında yapılan otopsilerde

4539 olgunu 175’inde karbonmonoksit zehirlenmesinden kaynaklanan ölümler olduğunu

tespit etmiĢtir. Bu sayı yaklaĢık olarak % 3.85’e tekabül eder.

Bu dağılımı yıllara göre inceleyecek olursak;

2002’de yapılan 709 otopsinin 27’sinde

2003 yılında yapılan 806 otopsinin 27’sinde (%3.35)

2004 yılında yapılan 896 otopsinin 30’unda (%3.35)

12

2005 yılında yapılan 1039 otopsinin 46’sında (%4.43)

2006 yılında yapılan 1089 otopsinin 45’inde (%4.13) ölümün karbonmonoksitten

kaynaklanan zehirlenmeler sonucu olduğu görülmüĢtür[8].

13

3. DETEKTÖR ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER

3.1. DETEKTÖR NEDĠR?

Detektör; bir maddenin varlığını, yerini, oranını ya da mesafesini saptamamıza yarayan

elektronik cihazdır.

3.1.1. KARBONMONOKSĠT DEDEKTÖRLERĠ

CO gazı; zehirli olduğu kadar patlayıcı da bir gazdır. YaklaĢık olarak havanın ağırlığı

ile aynı ağırlığa sahiptir. Bu durumu gözeterek, dedektörler yerden bir buçuk metre

yukarıya ve gaz kaynağının yatay olarak bir ya da iki metre uzağına montajlanmalıdır.

Detektörler; bina dıĢına, hava akımını önleyecek Ģekilde dolapların arkasına veya içine,

nemli bölgelere, soba veya soba gibi yanan bir cihaz üstüne ve sıcaklığın çok yüksek veya

çok düĢük olduğu yerlere yerleĢtirilmemelidir.

Gaz düzeyi 30-50 ppm (bir milyon hava partikülündeki gaz partikülü sayısı) aralığında

olması durumunda, detektörümüz sesli ve görsel olarak alarm vermelidir.

3.2. SENSÖR NEDĠR?

Sensörler; fiziksel bir iĢareti elektriksel bir iĢarete çevirmeye yarayan elektronik devre

elemanlarıdır.

3.2.1. CO SENSÖRÜ

Gaz sensörlerinin çok fazla çeĢidi bulunmaktadır ve gazlara göre uygun sensörler

üretilmiĢtir. Her gazı farklı bir sensörle algılayıp, ölçebiliriz. Bu gaz çeĢitlerine göre birkaç

sensörden bahsedecek olursak:

Alkol Sensörü: MQ-3

Metan Gazı Sensörü: MQ-4

14

LPG Sensörü: MQ-6

Duman Sensörü: MQ-8

Karbonmonoksit Sensörü: MQ-7

Karbonmonoksit ve Yanıcı Gaz Sensörü: MQ-9

Biz karbonmonoksit algılayıcı bir detektör yapacağımız için MQ-7 sensörü kullanacağız.

Karbonmonoksit algılayıcı detektörü montaj edeceğimiz yeri seçerken de daha önceden

belirttiğimiz gibi hava ile CO gazının molekül ağırlığını göz önüne alarak montaj

yapmalıyız. Hava birçok gazın birleĢiminden meydana gelip molekül ağırlığı yaklaĢık

olarak 29 g/mol dür. CO gazının molekül ağırlığını ise;

Karbon = 12.01 g/mol

Oksijen = 16 g/mol

Dolayısıyla CO = 16.01 g/mol dür.

Karbonmonoksit ile havanın arasında bariz bir yoğunluk farkı olmadığını görüyoruz. Bu

sebeptendir ki detektörümüzü ne odamızın tavanına yakın ne de tabanına yakın

yerleĢtirmeliyiz.

Eğer tespit etmek istediğimiz gazın molekül ağırlığı havadan ağır ise yoğunluk

farkından aĢağı çökecektir ve bu durumda gaz detektörünü odanın tabanına yakın bir

mesafede kullanmalıyız.

Eğer tespit etmek istediğimiz gazın molekül ağırlığı havadan daha hafif ise yoğunluk

farkından dolayı yukarı çıkacaktır ve bu durumda gaz detektörünü tavana yakın bir

mesafede kullanmamız gerekir.

Karbonmonoksit bu iki duruma da uymadığı için odanın ne tavanına ne de tabanına

yakın mesafede montaj edilmelidir. Tabandan bir buçuk metre yükseğe ve gaz kaynağının

yataydan bir iki metre uzağına montajlanmalıdır.

15

4. DEVRE ELEMANLARI VE ÖZELLEĠKLERĠ

4.1. MĠKRODENETLEYĠCĠ

4.1.1. MĠKRODENETLEYĠCĠ NEDĠR?

Ucuz ve tek bir çipten oluĢan bilgisayarlardır. Tek chip bilgisayar, bir bilgisayarın

sistemindeki tüm çipleri barındıran tümleĢik devre çipi (Integrated Circuit chip) demektir.

Mikrodenetleyicinin içine yerleĢtirilen silikon parçacıklarının özellikleri günümüzde

kullanmakta olduğumuz standard kiĢisel bilgisayarlarımızdakilerle epey uyuĢmaktadır.

Mikrodenetleyiciler için denilebilecek en mühim Ģey, bir programı içerisinde depolayıp,

çalıĢtırabilme yeteneğinin oluĢudur. Bu yeteneğiyle mikroiĢlemciden en büyük farkını

oluĢturur. Mikrodenetleyicilerin bünyesinde, bir CPU (Central Processing Unit), RAM

(Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), I/O (Input/Output) uçları, seri ve

paralel portlar, sayıcılar, bazılarında da A/D (Analog to Digital) veya D/A (Digital to

Analog) dönüĢtürücüler bulunur. Halbuki mikroiĢlemcili sistemde (Standard PC’lerdeki

gibi) tüm bu parçalar ayrı çipler halinde anakart üzerine serpiĢtirilmiĢ Ģekilde bulunur[9].

4.1.2. MĠKRODENETLEYĠCĠYE NEDEN ĠHTĠYAÇ DUYARIZ?

Mikrodenetleyicinin ucuz oluĢundan dolayı, tek chip ile elektronik projeler üretmenin

masrafının nispeten az olması tercih sebeplerinden birincisidir. Ġkincisi ise

mikrodenetleyicinin çalıĢtıracağı programı içerisindeki bir EEPROM bellekte veya FLASH

bellekte depolaması ve istenildiğinde çalıĢtırılabilmesidir.

Misalen, bir programcı mikrodenetleyici programlayarak önceden belirlenen koĢulları

yada I/O uçlarından gelen verileri ele alarak karar verdirilebilir. Eldeki verileri kullanarak

bazı matematik ve mantıksal iĢlevleri yürütüp, elde ettiği neticeyi yine I/O uçlarından

digital veriler [5V (lojik 1), 0V (lojik 0)] olarak çıkarılabilir. Kısacası, bu bahsettiğimiz

iĢlemleri sayısal kapı devreleri ile yapmak istenildiğinde çok karmaĢık devreler kurarak

onlarca entegre kullanmak gerekir. Halbuki mikrodenetleyicili çözümlerde bu iĢlevleri

sadece tek bir mikrodenetleyici kullanmak yeterli olabilir.

16

Mikrodenetleyiciye yüklenen bazı programlar ise onun sinirsel algıların

algılayabildikleri gibi gösterebilmesini, yani normal mantık devrelerin kullanabildiği 5V ve

0V arasında sonsuz sayıdaki değerleri de algılayabilmesini sağlarlar. Bu durumda

mikrodenetleyici bir fuzzy-logic (fazi lojik) denetleyici görevini üstlenmesi sağlanır.

Mikrodenetleyici sisteminin olmadığı elektronik cihaz neredeyse yok denecek kadar

azdır. Bunlardan bazılarından bahsedecek olursak; kiĢisel tüketici cihazlarında (cep

telefonu, çağrı cihazı, dijital fotoğraf makinesi, video kaydedici, video kaset oynatıcı,

taĢınabilir video oyunları, hesap makinesi, DVD oynatıcı, televizyon, radyo, CD player,

PC klavyesi), elektrikli ev cihazları (mikrodalga fırın, telesekreterli telefon, bina alarm

sistemi, yangın alarm sistemi, çamaĢır makinesi ve bazı aydınlatma sistemleri), ofis

cihazlarında (faks cihazı, fotokopi makinesi, lazer veya mürekkepli yazıcı, tarayıcı),

otomobillerde (otomatik vites sistemi, yol bilgisayar sistemi, yakıt enjeksiyonu, ABS

sistemi), elektronik ölçme cihazları (dijital mutimetre, dijital osiloskop, lojik analizör).

Kısaca bahsettiğimiz bu mikrodenetleyicili sistemler ilerleyen yıllarda kuĢkusuz çok daha

uzun bir liste olarak karĢımıza çıkacaktır.

4.1.2.1. NEDEN PIC SEÇTĠK?

Mikrochip’in ürettiği PIC, adını Ġngilizce’deki Peripheral Interface Controller

(Çevresel Üniteleri Destekleme Arabirimi) cümlesinden almıĢtır. PIC yerine bazen

PICmikro adı da kullanılmaktadır. Günümüz elektronik piyasasında bu kadar geniĢ bir

yelpaze varken neden PIC chip’leri seçtiğimize gelecek olursak;

PIC’lerin çok kolaylıkla ve ucuza elde edilebilmesi

Çok geniĢ bir kullanıcı kitlesinin bulunması nedeniyle bol miktarda örnek

programın internetten tedarik edilebilir olması

Programlamada çok az sayıda ve basit komutlar kullanıldığında öğrenilmesinin çok

kolay olması

Çok basit reset, clock sinyali ve güç devreleri gerektirmeleri

Programlama için gerekli yazılımın MĠcrochip tarafından internet vasıtasıyla

ücretsiz sağlanması

17

Microchip’in www.microchip.com adresinde “Application Notes” baĢlığı altında

verdiği sayfasından indirilen uygulama programlarının yazılım geliĢtirmede örnek

olarak kullanılabilmesi

Basic, Pascal ve C dili benzeri (PicBasic, JAL, Pic-C gibi) dillerle

programlanabilmeleri nedeniyle karmaĢık sistem dizaynında programlamayı

kolaylaĢtırması

Elektronikle devrelerle uğraĢmaktan zevk alanların dahi kullanmakta problem

yaĢamadıkları basit elemanları kullanarak, gerçekleĢtirilen donanımla

programlanabilmesi

gibi tatmin edici özellikler sıralayabiliriz.

4.1.3. KULLANDIĞIMIZ PIC ÇEġĠTLERĠ VE ÖZELLĠKLERĠ

4.1.3.1. PIC 16F628a

Bundan önce mikrodenetleyicilerden bahsetmiĢtik ve hemen ardından devremiz için

neden PIC seçtiğimizden bahsetmiĢtik. ġimdi seçmiĢ olduğumuz mikrodenetleyici PIC

16F628a’yı Çizelge 4.’ten de yaralanarak inceleyip, daha yakından tanıyalım.

Parametrelerinin değerlerinden bahsedecek olursak;

Çizelge 4. PIC 16F628a parametre – değer iliĢkisi

Parametre ismi Değeri

Program hafıza tipi Flash

Program hafızası 3.5 KB

CPU hızı 5 MIPS

RAM 224 bytes

Data EEPROM 128 bytes

Sayısal haberleĢme

çevre birimi

1-A/E/USART

Yakala / KarĢılaĢtır 1 CCP

18

PWM çevre birimleri

Zamanlayıcı -bit, -bit

KarĢılaĢtırıcı 2

Sıcaklık aralığı -40 ile 125

ÇalıĢma gerilimi 2 – 5.5 V

Pin sayıcı 18

Çalıma hızı 4 – 20 MHz

PIC 16F628a 18 bacaklı bir mikrodenetleyicidir. 16 tane I/O pini bulunmaktadır. Vdd

ve Vss dıĢındaki tüm pinler birkaç iĢlem yapabilme yetisindedir. Bu pinlerin hepsini de I/O

olarak kullanabiliriz.

4.1.3.2. PIC 12F675

Fiyatı oldukça uygun olan bu mikrodenetleyicinin özelliklerinden bahsedecek olursak;

Çizelge 5. PIC 12F675 parametre – değer iliĢkisi

Parametre ismi Değeri

Program hafıza tipi Flash

Program hafızası 1.75 KB

CPU hızı 5 MIPS

RAM 64 bytes

Data EEPROM 128 bytes

Sayısal haberleĢme

çecre birimi

1-A/E/USART

Zamanlayıcı -bit, -bit

KarĢılaĢtırıcı 2

Sıcaklık aralığı -40 ile 125

ÇalıĢma gerilimi 2 – 5.5 V

19

Pin sayıcı 8

ADC 4 ch, 10-bit

Yukarda da belirttiğim gibi oldukça uygun fiyatı olan bu mikrodenetleyici, devremizde

kullanmıĢ olduğum diğer elemandır. Çizelge 5.’ten de fark edildiği üzere diğer

mikrodenetleyicilere göre bizim iĢlemimizi görme açısından pek bir özellik kaybı yoktur.

Yine Flash hafızaya sahip olduğu için yazılıp silinebilir bir hafıza içerirler. Ġç ve dıĢ

osilatör seçeneği vardır. Akım çıkıĢı 25 mA’dir. 8 bacaklı olduğunu ve pinlerinin neler

olduğunu datasheet’ine bakarak anlayabiliriz.

Devremizde sensörle olan haberleĢmeyi bu mikrodenetleyicimizle kurduk. Sensörün

gazı algıladığı iĢlemde sensör ile devremiz arasındaki haberleĢmeyi PIC 12F675

mikrodenetleyicimiz ile kontrol etmiĢ oluyoruz. Sensörümüz gazı algılamaya baĢladığında

içindeki tel ısınarak yavaĢ yavaĢ kırmızıya dönmeye baĢladığında bir tetikleme meydana

gelecek ve sensörümüz gaz tespit ettiğine dair bilgiyi bu mikrodenetleyicimize gönderecek

ve mikrodenetleyicimiz de gerekli tetiklemeyi devremize ileterek bize uyarı verecektir.

Telefon ile bize mesaj yollama kısmında ise diğer mikrodenetleyicimiz devreye girecek ve

gaz tespit edildiğine dair bize uyarı vermesi için telefonla haberleĢmeyi sağlayıp bize

mesaj olarak gaz tespit edildiğini bildirecek.

4.2. ULN2003

ULN2003 yedi adet darlington transistör çiftinden oluĢan bir entegredir. Yüksek gerilim

ve akım kazancı için ideal bir entegredir. Uygulamada röle sürücüsü, LED lamba sürücü ve

diğer yüksek gerilim ve yüksek akım üzerinde kullanılır. Bizim devremizde de röle

sürücüsü olarak ULN2003’ü seçtik.

Entegre devre sürücüyü endüktif anahtarlamayı kullanıĢlı hale getiren her bir NPN

darlington çiftinin ortak katotlu kelepçe diyotlarından oluĢtuğunu ULN2003’ün

datasheet’ine bakarak rahatlıkla görebiliyoruz.

20

ġekil 1. NPN darlington çifti

Sürücünün çıkıĢı açık kollektördür ve her bir darlington çiftinin kollektör akımı 500mA

dir. Daha yüksek bir akım gerekli ise, darlington çiftleri paralel olabilir. Sürücü IC(entegre

devre) ayrıca her bir darlington çifti için 2.7kΩ luk baz direncinden oluĢmaktadır. Bu

nedenle her bir darlington çifti TTL veya 5V CMOS cihazları ile direkt olarak

kullanılabilir[10].

ULN2003 entegresinin daha iyi anlaĢılabilmesi için darlington yapısını bilmemiz

gerekmektedir:

Transistörlerde darlington bağlantının neden yapıldığını anlatmadan önce bu bağlantı

Ģeklini biraz inceleyelim. Darlington bağlantıda ġekil 1.’den de gördüğümüz gibi iki

transistör birbirine bağlanır ve birbirine bağlanan bu iki transistör tek transistör gibi çalıĢır.

Ġki transistör birbirine darlington Ģeklinde bağlanacaksa birinin emetörü diğerinin bazına

bağlanır, iki transistor ün de kolektör bacakları birbirine bağlanır.

21

ġekil 2. Ġki transistorün darlington bağlantısı

Transistörlerde darlington bağlantının yapılmasının nedeni yüksek kazanç elde etmektir.

Bu bağlantı Ģeklinde özellikle amfi devrelerinde sık sık rastlanır. Darlington bağlantıda ise

yüksek kazanç elde edilir ve dolayısıyla yüksek çıkıĢ akımı da elde edilmiĢ olur.

Darlington bağlantıda kazanç hesaplanırken birbirine bağlanan transistörlerin kazançları

çarpılır. Örnek olarak ġekil 2.’deki devrede transistörlerin ikisinin de kazancını 10 olarak

varsayalım. Bu iki transistör birbirine darlington Ģeklinde bağlandıktan sonra kazanç:

(4)

olur.

22

4.3. MQ-7 SENSÖRÜ

Karbonmonoksit dedektörü yaparken ana malzemelerimizden olan sensörümüzü daha

iyi tanımamız açısından MQ-7 sensöründen biraz bahsedelim:

Sensörümüz yarıiletken yapıda ve düĢük maliyetli bir devre elemanıdır. Kullanım

alanları ve karakteristiklerinden de alt satırlarda bahsedeceğiz.

Sensörümüz devrede iken gazı algılamaya baĢladığı anda yukardan bakınca içerisinde

tel benzeri bir maddenin ısındığını ve renginin kırmızıya döndüğünü görüyoruz. Bu sensör

içindeki malzemenin kırmızıya dönmesi yani ısınması, gazın algılandığını ve sensörün

harekete geçtiğini bize gösterecektir.

MQ-7 gaz sensörünün hassas malzemesi olan SnO2 temiz havada düĢük iletkenliği

vardır. Bu çevrim yüksek ve düĢük sıcaklık metodu ile tespiti yapar ve düĢük sıcaklıkta ise

CO algılar (1.5V ile ısıtılır). Sensörün iletkenliği gaz konsantrasyonun artmasıyla birlikte

çok daha yükselir. Yüksek sıcaklıkta (5.0V ile ısıtılmaktadır), düĢük sıcaklık altında absorb

edilen diğer gazları temizler. Basit bir elektronik devre kullanarak, gaz konsantrasyonunun

çıkıĢ iĢaretiyle haberleĢmesi için iletkenlik değiĢtirerek dönüĢtürülür.

MQ-7 gaz sensörü Karbonmonoksit için yüksek hassasiyete sahiptir. Karbonmonoksit

içeren farklı gazları tespit etmek için kullanılan bu sensör, maliyeti ucuz ve farklı

uygulamalara da açıktır.

Karakteristiği

Yanıcı gazlar için geniĢ bir menzilde iyi bir hassasiyeti vardır.

Doğalgaz için yüksek hassasiyeti vardır.

Uzun ömürlü ve düĢük maliyetlidir.

Sürücü devresi basittir.

Uygulamaları

Ev için gaz kaçağı dedektörü.

Endüstriyel karbonmonoksit dedetktörü.

Portatif gaz dedektörü.

Ürün hakkında daha fazla bilgi verecek olursak MQ-7 gaz sensörü karbonmonoksit

gazını tespit etmeye yarar. Ortamda bulunan ve konsantrasyonu 10 ile 10.000 ppm arasında

değiĢen karbonmonoksiti algılayan bu yarıiletken gaz sensörü, -10 ile 50°C arasında

23

çalıĢabilir ve 5V’ta sadece 150mA akım çeker. Analog çıkıĢı sayesinde algılanan gaz

konsantrasyonu ise kolayca okunabilir.

4.4. RÖLE

Röle; bir elektrik devresinde anahtarlama görevi yapan, açılıp kapanma iĢlemini

düzenleyen bir devre elemanıdır. Farklı frekans ve farklı dalgalarda etkilenmeksizin

anahtarlamayı bize sağlar. Üzerlerinden akım geçtiği anda aktif konuma gelirler. Bunun

sebebi ise elektromanyatik bir devre elemanı olmasıdır.

Bizim devremizde kullanmıĢ olduğumuz 5 adet röle vardır ve her birini farklı çıkıĢlar

alabilmek için kullandık. KullanmamıĢ olduğumuz rölelere de devremize almak

istediğimiz farklı çıkıĢlar düĢündüğümüz takdirde, istediğimiz çıkıĢları rölelerimize

bağlayarak devremize entegre edebiliriz. Bizim devremizde örnek telefonla haberleĢmemiz

için mikrodenetleyiciden gelen bilgiyi, bize telefon yardımıyla mesaj olarak

gönderebilmesi için telefonu bir çıkıĢ olarak kullandık ve röle ile iliĢkilendirdik. Bu sayede

alarm çıkıĢımız olarak bir tanesini telefonla bize uyarı vermesi yönünde kullanmıĢ olduk.

KullanmıĢ olduğumuz rölelerin tipinden ve özelliklerinden bahsedecek olursak, model

olarak flourishing röle kullandık. Bunlar telekominikasyon rölesidir. Subminyatür güç

rölesi tipindedirler. Özelliklerinden bahsedecek olursak;

Flourishing FL 1-2C, telekominikasyon kullanımı için subminyatür güç rölesidir.

Ġç direnci 100 olan rölemiz gümüĢ alaĢımdan üretilmiĢtir. Minimum yükü 1 mA 5V

DC dir. Yük oranı 1A 120V AC, 2A 24V DC dir. ĠĢlem yapma- salma süresi 4ms-6ms dir.

Nominal iĢlem gücü 150/200/360 mW dır. Maksimum 2A akım çekiyor, maksimum

çalıĢma gerilimi 240V AC / 60V DC dir ve maksimum çalıĢma gücü 120 VA/ 60W dır.

24

4.5. W06 – TEK FAZLI SĠLĠKON KÖPRÜ DOĞRULTUCU

Bu devre elemanımızın azami oranlarını ve elektriksek karakteristiklerini inceleyelim.

Çizelge 6.’ya bakarak doğrultucumuzun karakteristiklerini daha yakından tanıyabiliriz.

Tek fazlı, yarım dalga, 60 Hz, dirençsel yada endüktif yük.

Kapasitif yük için %20 akım yükü azalır.

Çizelge 6. W06 karakteristiği

Sembol W06

Max. Tekrarlayan ters tepe gerilimi Vrrm 600 V

Max. efektif gerilim Vrms 420 V

Max. DC gerilim Vdc 600 V

Akımın ortalama değeri Iave 1.5 A

ÇalıĢma sıcaklığı Tj -55 ile 125 C

25

5. PIC ĠLE YAPILAN ĠġLEMLER VE KODLAR

5.1. KOD BĠLGĠLERĠ

Mikrodenetleyicilerden ve seçtiğimiz PIC 16F628a nın özelliklerinden ve pinlerinden

bahsettikten sonra mikrodenetleyicimizi nasıl kullanacağımızdan da bahsetmeliyiz.

Devremizde kullandığımız 16F628 mikrodenetleyicisine yazdığımız kodlardan ve ne için,

ne Ģekilde kullanıldığından bahsedelim.

Öncelikli olarak TRIS komutundan baĢlayalım. TRIS komutu TRISA yada TRISB

Ģeklinde PORTA yada PORTB yi çıkıĢ yada giriĢ olarak yönlendirmek için kullandığımız

komuttur.

TRISA=%00000000 Ģeklinde yazılırsa binary biçimde, TRISA=0 Ģeklinde yazılırsa

ondalık biçimde yazılmıĢ olur.

Hemen sonrasında PORTA=0 komutundan bahsedelim. PORTA=0 tüm değerleri

sıfırlar. PORTA yı giriĢ, PORTB yi çıkıĢ olarak aldığımızda giriĢ ve çıkıĢ değerlerini

sıfırlamak için PORTA=0, PORTB=0 Ģeklinde yazarız.

TRISB=%11111111 (PORTB nin tüm pinlerini giriĢ olarak yönlendir)

TRISB=255

TRISA=%00000000 (PORTA nın tüm pinlerini çıkıĢ olarak yönlendir) TRISA=0

PORTA=0 (PORTA nın giriĢlerini sıfırla)

PORTB=0 (PORTB nin çıkıĢlarını sıfırla)

Ġkinci adım olarak DEFINE komutundan bahsedelim.

26

DEFINE komutu: Clock osilatör frekansı ve LCD pin yerleĢimi gibi bazı elemanlar

Pic Basic Pro içerisinde tanımlıdır. DEFINE komutu istenirse bu tanımlamaların

değiĢtirilmesini sağlar.

Önceden tanımlı olan clock osiltörü değerinin değiĢtirilmesi, DEBUG pinlerinin ve

baud rate ve LCD pin yerleĢiminin değiĢtirilmesi gibi iĢlemler DEFINE ile

değiĢtirilebileceklerden bazılarıdır. DEFINE ile yapılan tanımlamaların hepsi büyük harfle

yazılmalıdır.

Osilatörümüzü dahili osilatör olarak kullanıyoruz, yine de 4MHz olarak gösterelim.

DEFINE OSC 4 (3, 4, 8, 10, 12, 16 veya 20 MHz seçilebilir)

PORTlardan bahsedecek olursak hangi ucu sıfır yada bir yapacağımızı kodlamak için

PORTB.5 Ģeklinde yazarız.

portb.5 (PORTB nin 5 numaralı ucunu 0 yap.)

PORTB=0 (PORTB nin çıkıĢlarını sıfırla)

High ve Low komutlarından bahsedecek olursak, değerleri 1 yapmak yani 5V

göndermek için HIGH komutunu, değerleri 0 yapmak yani 0V göndermek, daha doğrusu

gerilim gönderilmemesi için ise LOW komutunu kullanırız.

HIGH: Belirlenen pin çıkıĢını high (1) yapar.

LOW: Belirlenen pin çıkıĢını low (0) yapar.

high porta.0 (porta nın 0. Bitini high 1 yap, yani 5V yap)

low porta.0 (porta nın 0. Bitini low 0 yap, yani 0V yap)

portb.5=0 (PORTB nin 5. Bitini 0V yap)

27

GOTO komutundan bahsedecek olursak;

GOTO: Belirlenen bir etikete dallanmayı sağlar.

GOTO komutundan bahsetmiĢken söylememiz gerekir ki bi program içerisinde çok fazla

GOTO kalıbı kullanmaktan kaçınmalıyız. GOTO komutunun kullanımı çok gerekli

olduğunda bile mümkün mertebe az kullanılmalıdır. Çünkü program akıĢı aĢağı doğru

devam ederken geriye doğru dallanmalar karmaĢaya ve okunurluğun zorlaĢmasına neden

olur. GOSUB komutunun kullanımıyla bu gibi karıĢıklıkların üstesinden gelinebilinir.

goto dn (dn etiketine git, dn yi tekrar kontrol et)

GOSUB komutundan bahsedecek olursak GOSUB, bir PBP alt programını çağırır.

GOSUB: Etiket ile belirlenen alt programa dallanmayı sağlar. Programın çalıĢması alt

programın sonundaki RETURN komutuna gelince, program akıĢı GOSUB komutundan

sonraki komuta geçer.

Bir programda sınırsız sayıda alt program kullanılabilir. Alt programlar gerektiğinde iç

içe yazılabilir. BaĢka bir deyiĢle, bir alt program içerisinden baĢka bir alt program

çağırmak mümkündür. Ġç içe alt program yazılırken 4 seviyeden daha fazla çağırma

yapmaktan kaçınmalıyız.

gosub bir (bir altprogramına atla.)

Bir sonraki aĢama olarak RETURN komutundan bahsedelim.

RETURN komutu, programı en son kullanılan GOSUB komutundan sonraki komuttan

itibaren devam ettirir.

RETURN: Alt programdan sonra ana programa dönüĢ komutudur. Alt program

çağırma komutu olan GOSUB dan sonraki komuttan itibaren programın devam etmesini

sağlar.

gosub bir (bir alt programına atla)

28

.

.

return (ana programa geri dön)

DEVICE komutları ise mikrodenetleyicimizin baĢlangıç koĢullarını ve iĢlevini

ayarlamamıza imkan sağlar. Mikrodenetleyicimizin modelini burda belirtmeliyiz. Biz PIC

16F628 kullandığımız için @DEVICE pic16F628 yazdık, farklı bir mikrodenetleyici için

kendi modelinin adını yazmalıyız.

Kullandığımız DEVICE komutlarını görelim ve sırasıyla ne iĢlem yaptıklarını

açıklayalım Ģimdi:

@ DEVICE pic16F628 (iĢlemci tipi 16F628)

@ DEVICE pic16F628, WDT_OFF (Watchdog Timer pasif)

@ DEVICE pic16F628, PWRT_ON (Power-On Timer aktif)

@ DEVICE pic16F628, PROTECT_OFF (Program kodu koruması aktif)

@ DEVICE pic16F628, MCLR_OFF (MCLR pini kullanmılıyor)

@ DEVICE pic16F628, INTRC_OSC_NOCLKOUT (Dahili osilatör kullanılacak)

Ġlk sırada PIC16F628 mikrodenetleyicisinin kullanılacağını tanımladık. Ġkinci sırada

Config değerini oluĢturmak üzere kullanılan Watch Dog Timer’ı OFF yapıyoruz. Üçüncü

sırada Power On Timer açık olarak ayarlandı. Dördüncü sırada Kod Protek’i kapalı

konuma ayarladık.

BeĢinci sırada MCLR pinini kullanma durumumuza göre MCLR yi ON yada OFF

olarak ayarlıyoruz. PIC16F628’in bir özelliği olan MCLR pini gerektiğinde bir INPUT pini

olarak kullanılabilmektedir. Burada MCLR yi biz OFF yaparak bir INPUT pini olarak

kullanabilmiĢ olacağız.

29

Son satırda ise yine PIC16F628’e özel bir komut olan, mikrodenetleyicimizin içerisinde

bulunan dahili osilatörün kullanılıp dıĢarıya ayrıca Clock çıkıĢı yapılmayacağını göstermiĢ

oluyoruz.

CMCON=7 satırı: Bazı iĢlemcilerde Komparatör bazılarında ise Analog-Digital

Konvertörler bulunur. Bu sistemler açılıĢta önseçimli (default) olarak açık çalıĢırlar. Yani

Komparatör’ü olan bir PIC’de aksine bir emir koymazsak Komparatör önseçimli olarak

çalıĢacaktır. ġayet bu Komparatör bacaklarono iptal edip onları normal giriĢ-çıkıĢ pinlerine

dönüĢtürmezsek programımızda hata oluĢacaktır. Bu yüzden programın bu sırasında

Komparatörlerin iptali için

CMCON=7 (16F628 de komparatör pinleri iptal, tüm pinler giriĢ çıkıĢ)

Ģeklinde bir komut yazıyoruz.

IF…THEN komutlarından bahsedecek olursak;

IF..THEN..ELSE..ENDIF: Bir koĢula bağlı olarak farklı komut veya komut grupları

çalıĢtırmak için kullanılır.

END: Programı durdurur ve düĢük güç moduna geçer.

IF…THEN: IF…THEN karĢılaĢtırılan ifadelerin doğru veya yanlıĢ oluĢunu

değerlendirerek, farklı iĢlemler gerçekleĢtirmek için kullanılır. KarĢılaĢtırma sonucu

doğruysa THEN den sonraki komut çalıĢtırılır. KarĢılaĢtırma sonucu yanlıĢsa THEN den

sonraki komut çalıĢtırılmadan bir sonraki komuta geçer. KarĢılaĢtırma ifadesinin olduğu

yerdeki sayı 0 ise yanlıĢ olarak değerlendirilir. Diğer tüm sayılar doğru olarak

değerlendirilir. Tüm karĢılaĢtırmalar iĢaretsizdir, çünkü Pic Basic Pro sadece iĢaretsiz

sayıları destekler.

KarĢılaĢtırma iĢlemleri sırasını belirlemek için parantezleri doğru olarak

yerleĢtirdiğimizden emin olmalıyız. Aksi takdirde değerlendirme kullanılan karĢılaĢtırma

operatörlerinin önceliğine göre yapılacak ve sonuç istenildiği gibi olmayacaktır.

30

IF…THEN deyiminin bir kullanıĢ biçimi de etiket kullanarak program akıĢını

değiĢtirme Ģeklindedir. KarĢılaĢtırma doğruysa program akıĢı THEN den sonra yazılan

etikete dallanır. YanlıĢsa THEN den sonraki komuttan devam eder.

IF…THEN deyiminin baĢka bir kullanıĢ biçimi de THEN den sonra bir grup komut

çalıĢtıracak olduğu zaman kullanılır. Bu durumda grup halinde çalıĢacak olan deyimlerden

sonra ELSE veya ENDIF yazılmalıdır.

if portb.5=0 then (portb.0 sinyal gelmedikçe 0, sinyal geldiğinde 1 olur)

ĠĢlem sırasında bir gecikme meydana gelmesini istiyorsak PAUSE komutunu kullanırız.

PAUSE komutu ms olarak, PAUSEUS komutu ise saniye olarak gecikme yapar.

Yaptığımız iĢlemi daha iyi takip edebilmek için iki iĢlem arasına koymak isteyebileceğimiz

bir gecikmeyi PAUSE komutu ile yapabiliriz.

PAUSE: Ġstenilen bir zaman süresinde gecikme yapar. Zaman birim aralıkları 1ms’dir.

PAUSE 10 (10 ms gecikme yap)

5.2. PIC 16F628A ĠLE YAPMIġ OLDUĞUMUZ KODLAMA ĠġLEMĠ

;************************************************************************

@ DEVICE pic16F628

@ DEVICE pic16F628, WDT_OFF

@ DEVICE pic16F628, PWRT_ON

@ DEVICE pic16F628, PROTECT_ON

@ DEVICE pic16F628, MCLR_OFF

31

@ DEVICE pic16F628, INTRC_OSC_NOCLKOUT

'-------------------------------------------------------------------------------

'DEFINE OSC 4

'-------------------------------------------------------------------------------

CMCON=7

TRISB=%11111111

TRISA=%00000000

PORTA=0

PORTB=0

;-------------------------------------------------------------------------------

CLEAR 'tüm değiĢkenler sıfırlandı

'-------------------------------------------------------------------------------

portb=%00000000

porta=%00000000

basla:

if portb.5=0 then

pause 10

if portb.5=0 then

pause 10

if portb.5=0 then

pause 10

32

if portb.5=0 then

pause 10

if portb.5=0 then

pause 10

if portb.5=0 then

pause 10

if portb.5=0 then

pause 10

if portb.5=0 then

pause 10

if portb.5=0 then

pause 10

if portb.5=0 then

pause 10

gosub bir

gosub bir

gosub iki

gosub iki

gosub bir

gosub bir

gosub bir

gosub iki

33

gosub iki

gosub iki

gosub bir

gosub bir

gosub bir

gosub bir

dn:

high porta.0

pause 500

low porta.0

pause 200

goto dn

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

endif

34

endif

goto basla

bir:

high porta.2

pause 300

low porta.2

pause 400

return

iki:

high porta.1

pause 300

low porta.1

pause 400

return

END

35

6. CO DETEKTÖRÜNÜN ÇALIġMA PRENSĠBĠ

Karbonmonoksit gazı daha önceden de bahsettiğimiz gibi renksiz, kokusuz, tatsız ve

dolayısıyla da fark etmemizin pek mümkün olmadığı son derece zehirli bir gazdır.

Ülkemizde ve yabancı ülkelerin çoğunda da yakıt olarak soba kullanılmaktadır. Soba

kıĢ aylarında özellikle de lodoslu havalarda bizler için büyük bir tehlike arz etmektedir.

Sobamızın yeterli Ģekilde yanamaması odamıza karbonmonoksit sızmasına yol açacaktır.

Bizim asıl olarak önlem almak istediğimiz nokta da budur. Kapalı garajlarda veya diğer

Ģekillerde de karbonmonoksite maruz kalabiliriz ama en yaygın Ģekilde ihtiyaç

duyduğumuz alan sobalı evlerdir. Soba ısınmak amaçlı olduğu için bizlere bir zaruriyet

doğurmaktadır. Bu nedenle ısındığımız evimizde eğer ki soba kullanıyorsak can

güvenliğimizi sağlamanın en önemli tedbiri, evimizde bu Ģekilde bir detektör

bulundurmaktır.

Bu projede en çok dikkat çeken husus telefonla mesaj yollayarak alarm durumunu

öğrenmek için yapılan adımlar. Neden sorusunu soracak olursak;

Bu projeye baĢlarken düĢündük ki alarm durumunu algıladığı halde elinden kurtulmak

için bir Ģey gelmeyen birisi ne yapabilir. Örnek olarak evde küçük çocuğumuz tek baĢına

ve ıĢıklı ve sesli alarm ile CO gazı sızıntısı olduğu alarmı veriliyor. Küçük bir çocuk bu

durumu anlayıp, tedbir alma teĢebbüsünde bulunamayacağı için biz de kısa mesaj olarak

bir alarm durumu öğrenme sistemi de ekledik. Mesaj böylelikle bize geldiğinde evdeki

çaresiz olan çocuğumuzu da kurtarmak için uyarılmıĢ olacağız.

Yapmakta olduğumuz bu detektörün prensibine gelecek olursak;

Öncelikli olarak elimizde bir MQ7 sensörümüz bulunmakta. Bildiğimiz üzere bir

sensörün görevi aldığı analog bir iĢareti elektriksel bir iĢarete çevirmektir. Elimizdeki MQ7

sensörü de karbonmonoksit algılayan bir sensördür. Devremizdeki görevi de

karbonmonoksiti algıladığında bunu elektriksel iĢarete çevirecektir. Bu Ģekilde aldığı gaz

miktarına bağlı olarak gerilimde de bir değiĢme olacaktır. Biz bu değiĢimi ölçüp, belli bir

artıĢı yakaladığımızda da mikrodenetleyicimize haber göndereceğiz.

36

Mikrodenetleyicimiz ise aldığı bilgiyi alarm almak istediğimiz çıkıĢlara aktaracak ve

bize uyarı verecek. Temel prensibimiz buna dayanmaktadır.

Biz bu çıkıĢları beyaz LED ile ıĢıklı uyarı verecek Ģekilde, buzzer ile sesli uyarı verecek

Ģekilde ve telefonla bize sms yollayacak Ģekilde seçtik. Bu çıkıĢlar daha da geniĢletilebilir.

Temel mantığı bu düzene oturtmuĢ olduğumuz CO detektörümüz gazı artık algılayıp, bize

sesli alarm, ıĢıklı alarm ve sms yoluyla uyarı Ģeklinde bildirecek düzeye gelmiĢ olacaktır.

Buna uygun olarak düĢündüğümüz devre profilini ise Proteus programında simule

ederek projemize ekledik. Devre modelimizi de bu Ģekilde oluĢturduktan sonra

mikrodenetleyicimizi sensörden bilgiyi alacak ve aldığı bilgiyi çıkıĢlardaki rölelere bağlı

olan sesli alarm verecek olan zilimize, ıĢıklı uyarı verecek olan LED lambamıza ve sms

yoluyla bize mesaj atacak olan telefonumuza verecek Ģekilde kodlama iĢlemimizi yaptık.

ġimdi ġekil 3.’e bakarak devre modelimizi görebiliriz:

37

ġekil 3. Devre Ģeması pcb baskısı

Temel olarak çalıĢma prensibine daha ayrıntılı bir Ģekilde inecek olursak;

Devremize enerji verdiğimizde çalıĢtığını gösteren bir kırmızı LED kullanabiliriz.

ġekilde en solda bulunan iki yuvarlaktan alttaki bu kırmızı LED’dir. Üstteki yuvarlak ise

beyaz LED ve CO algılandığında sürekli olarak yanacaktır.

Devremizin en sağında bulunan 5 kutu rölelerimizdir ve bunları kendi arasında bağlantı

kurarak bir ICs’ye bağlıyoruz. Bu röleler sayesinde çıkıĢta istediğimiz alarmları yani

buzzer’ın sesli alarm vermesini ve telefonun sms göndermesini sağlıyoruz. Yukardan aĢağı

doğru 16 bacaklı olan elemanımız bizim ICs (Integrated Circuits) elemanımızdır ve modeli

ULN2003’tür. ULN2003’ü de pcb Ģeklinde gördüğümüz gibi PIC 16F628’e bağlıyoruz.

ICs’nin 13 numaralı çıkıĢına da 3. röleyi bağlayıp bu çıkıĢtan buzzer’la sesli alarmı

alıyoruz. 4. ve 5. (alttaki iki röle) röleler ile de telefonun bağlantısını kurarak bunları da

38

ICs’nin 10 ve 11 çıkıĢlarına bağlıyoruz. Bu sayede telefon bağlantımızı da kurmuĢ

oluyoruz. PIC 1 çıkıĢını ICs 1 çıkıĢına bağlıyoruz.

ICs’nin 8. bacağını da alttaki en sağdaki yuvarlak olan W06’ya bağlıyoruz. Diğer iki

yuvarlak ise 1mF’lık kondansatörlerimiz.

ġeklin ortasında gördüğümüz yarım daireler ise transistörlerimiz ve bu transistörlerin

kollektörleri de 16f628’in 9 ve 10 çıkıĢlarına bağlanıyor. Soldaki boyalı bölgemiz ise

bizim devremizin kalbi olan MQ7 sensörümüz. Kırmızı ve beyaz LED’e de bağlı olan

sensörümüz aynı zamanda 12F675’e bağlı. 12F675 sensörümüzün hemen sağ üstünde olan

diğer bir PIC elemanıdır. Beyaz LED’imizin artısını bu elemana bağlayarak onun ıĢıklı

alarmını da sağlamıĢ oluruz.

En altta bulunan karelerden ortadaki besleme giriĢimizdir ve 12 Vdc gerilim vererek

devremizi çalıĢtırırız. Besleme giriĢinin hemen solundaki eleman ise regülatör elemanı

L7805’tir.

Devremizdeki diyot ve dirençleri de Ģekildeki gibi bağlantısını kurduktan sonra

bilmemiz gereken tek Ģey mikrodenetleyizimizin kodlanması. Gerekli kodları yazdıktan

sonra PICleri devremizde bu Ģekilde kurduğumuzda sistemimiz artık hazır haldedir.

Devre Ģemamızın PCB baskısını gördükten sonra Ģimdi de ġekil 4.’e bakarak Proteus

çizimini görelim. Bu sayede elemanları daha net görebiliriz ve daha ayrıntılı anlayabiliriz.

39

ġekil 4. Devre Ģeması

ġekil 4.’te gördüğümüz devremiz 12V luk DC adaptör ile enerji verilerek çalıĢıyor. 12V

luk adaptörümüzü prize bağladığımızda devremiz üzerindeki kırmızı LED yanmaya

baĢlıyor, devremizin çalıĢıp çalıĢmadığını gösteren bu kırmızı LED temassızlık yada

çalıĢmama durumunda yanmayacaktır. Kırmızı LED yandığına göre devremize enerji

geliyor ve çalıĢıyor demektir.

Sensörümüz eksik yanma sonucu oluĢan karbonmonoksiti algıladığında içerisindeki tel

ısınıp kırmızıya dönecektir ve bu da sensörün aktif duruma geldiğini gösterir. Bir süre

karbonmonoksit gazını sensörümüze yavaĢça verdiğimizde yaklaĢık 30ppm seviyesini

algıladığında sensör içerisindeki tel yeterinde ısınıp, kırmızıya dönecek ve uyarı vermeye

hazır hale gelecektir. Karbonmonoksit gazını sensörümüze verdik ve sensör içerisindeki

telin kırmızıya döndüğünü görüyoruz, sensör tehlikeli gazı algıladığında beyaz LED

yanmaya baĢladı ve bu da bizim için ilk uyarıdır. Beyaz LED sensörümüzün gaz tespit

ettiğini bize bildiriyor Ģu durumda, fakat iĢlem henüz tamamlanmadı. Devremiz beyaz

LED ile birlikte uyarı vermeye baĢlıyor ve bir tetikleme meydana getiriyor. Tık tık diye ses

gelmeye baĢladığında bu tetiklemenin meydana geldiğini gösteriyor. Bu tetiklemeyi

40

duyduktan sonra buzzer sesli uyarı vermeye baĢlıyor. Bu sayede bir gaz tespit edildiğini

sesli uyarı vasıtasıyla da öğrenmiĢ oluyoruz.

Bir sonraki adımda ise gazın tespit edilmesiyle birlikte bize bir uyarı mesajını

görüyoruz. Daha önceden devre kullanmıĢ olduğumuz telefonumuzda kayıtlı olan mesajı

bu alarm durumunda, yani gaz tespit edildiğinde bize mesaj yoluyla uyarı olarak göreceğiz.

Telefonumuz mikrodenetleyicimiz vasıtasıyla tuĢları kısa devre ettirerek çalıĢmaktadır.

Gerekli adımlar sırayla telefonda devreden gelen sinyal doğrultusunda gerçekleĢiyor ve

kendi telefonumuza kısa mesaj olarak “Alarm! CO gazı tespit edildi” göderiliyor. Bu mesaj

daha önceden devredeki telefona kaydetmiĢ olduğum mesajdır. Pic 16f628a ile telefonla

haberleĢme kurduğumuzdan bahsetmiĢtik. Burada gerçekleĢen adımları telefonun iki tuĢu

ile gerçekleĢtik. Seçme tuĢuna ve sağ yön tuĢuna kısa devre yapacak Ģekilde kablolarla

telefon arasında bağlantımız mevcut. Bu sayede sırasıyla seçenek tuĢuna basıyoruz ve

mesajlar seçeneği geliyor. Ġkinci kez tekrar seçme tuĢuna basıyoruz ve mesajlara girmiĢ

oluyoruz. Arka arkaya iki kez de sağ yön tuĢuna bastığımızda gönderilen mesajlara

giriliyor. Sonra tekrar seçme tuĢuna üç kez basıyoruz. Gönderilen mesajlar açılıp sil

seçeneği gelmiĢ oldu. Üç kez sağ tuĢuna bastığımızda ilet seçeneğine geliyoruz ve seçme

tuĢuna basıyoruz. Mesajımızı seçiyor ve seçme tuĢuna tekrar bastığımızda numara soruyor.

Rehbere A ismi ile kendi numaramı kaydettiğim için ilk seçenek olan A ismi geldiğinde

seçme tuĢuna tekrar basarak numaramızı girmiĢ oluyoruz. Sonra son kez seçme tuĢuna

basıyor ve mesajımızı göndermiĢ oluyoruz.

Bu iĢlemleri telefonda tuĢlara basarak öğrenmiĢ olduk ve sonrasında da

mikrodenetleyiciye ona göre kodlama yaptık. Seçme tuĢunu 1, sağ yön tuĢunu 2 olarak ele

alacak olursak; sırasıyla iki kez 1’e, iki kez 2’ye, üç kez 1’e, üç kez 2’ye, dört kez 1’e

sinyal gönderiyoruz ve bu tuĢları sırasıyla aktif etmiĢ, kısa devre yaparak tuĢlamıĢ

oluyoruz. Bu sayede telefonumuz da bize kısa mesaj olarak gaz tespit edildiğini uyarı

olarak vermiĢ oluyor.

Devremizi çalıĢtırdık ve adımlar sırasıyla gerçekleĢti, beyaz LED ile görsel uyarı,

buzzer ile sesli uyarı ve telefon yardımıyla bilgi uyarısı Ģeklinde üç farklı alarm ile uyarı

vermektedir. Sonuç olarak olası bir karbonmonoksit gazı tehlikesinde alarm verecek üç

farklı yöntemimiz ile birlikte tehlikeyi fark edip, hayatımızı kurtarabilecek bir projeye

imza atmıĢ bulunmaktayız.

41

Bu iĢlemler görsel olarak zihnimize daha iyi kazınacağından resimler eĢliğinde tekrar

ele alalım. Öncelikle ġekil 5.’e bakarak devremizin Ģeklinden baĢlayalım:

ġekil 5. Devre elemanları ve devremiz

Gördüğümüz gibi devremizde gri olan yuvarlak biçimde bir sensörümüz bulunmakta.

MQ-7 model bu sensörümüz ile hemen üzerinde bulunan 8 bacaklı olan PIC 12F675 ile

bağlantı kurulu. Soldaki yukardan aĢağı doğru 5 kutu görünüyor. Bunlar bizim rölelerimiz.

Flourishing model, subminyatür güç röleleridir. En altta bulunan PIC 16F628 ve onun

üzerinde bulunan 16 bacaklı entegremiz ULN2003’tür.

Devremizi gördükten sonra telefonumuz ile bağlantımızı ġekil 6.’da görelim Ģimdi de:

42

ġekil 6. Devre-telefon bağlantısı

Telefonumuzun seçme ve sağ yön tuĢu ile bağlantı kurduğumuzu söylemiĢtik. 12V DC

adaptörümüz ile de devremize enerji veriyoruz.

Devremizin baskısını da ġekil 7.’ye bakarak görelim Ģimdi de:

43

ġekil 7. Devre baskısı ve bağlantıları

Telefonumuz ile yaptığımız bağlantıda ise telefonumuzun seçme ve sağ yön tuĢunu iki

rölemize çıkıĢ alacak Ģekilde bağladık.

Baskımızı, telefon ile olan bağlantımızı ve gerekli diğer bağlantılarımızı gördükten

sonra enerji vermemiz halinde kırmızı LED’in yanıp sönecektir. Bu devrenin çalıĢır

durumda olduğunun göstergesidir.

12V DC gerilim uyguladığımızda devremiz çalıĢır hale gelmiĢtir. Gaz tespit ettiği

aĢamada neler olduğundan bahsetmiĢtik. Ġlk etapta beyaz LED sürekli olarak yanmaya

baĢlıyor, bir tetikleme meydana geliyor ve hemen akabinde buzzer sesli alarmı duymaya

baĢlıyoruz.

Bu aĢamada telefonumuz PIC 16F628 kontrolünde iĢlemlerine baĢladı. 16F628 sinyal

göndermeye baĢladığında ilk olarak beyaz kablo aracılığıyla seçme tuĢunu aktifleĢtirip,

44

mesajlar menüsüne geliyor. Ġkinci aĢama olarak yine seçme tuĢu aktif hale gelip, “mesaj

yaz” menüsüne geliyor. ġimdi ise kahverengi kablo aracılığıyla sağ tuĢuna sinyal gönderip

aktif olmasını sağlıyoruz ve gelen kutusu menüsüne geliyoruz.

ĠĢlemlerimiz doğru bir Ģekilde gerçekleĢiyor ve gelen kutusu menüsüne geldik. ġimdi

tekrar sağ tuĢu aktif ediyoruz ve gönderilmiĢ öğelere geliyoruz. Bu aĢamada tekrar seçme

menüsünü seçerek içine gireceğiz ve gönderilmiĢ olan son mesaja geliyoruz.

Burada son mesaj alarm durumunu bilgi edinmek isteyen telefon numarasını görüyor.

Bu mesajı daha önceden telefona yazmıĢtık. ġimdi ise tekrar seçme tuĢunu aktif ederek

mesaja giriyoruz.

Bu mesaj bizim önceden alarm durumunu bildirmek üzere yazmıĢ olduğumuz mesajdır.

Ġsteğe göre mesaja farklı içerik de yükleyebiliriz. Biz “Alarm CO gazı sızıntısı algılandı

önleminizi alınız” olarak alarm mesajımızı seçtik.

Bu aĢamada tekrar seçme tuĢunu aktif ediyoruz ve seçeneklerin olduğu, sırasıyla “sil,

düzenle, numarayı kullan, ilet” menüsüne geliyoruz.

Ġlet menüsüne gidebilmek için sağ yön tuĢunu aktif ederek önce düzenle menüsüne

iniyoruz.

Düzenle menüsüne indikten sonra yine sağ yön tuĢunu aktif ederek “numarayı kullan”a

iniyoruz.

Son olarak tekrar sağ yön tuĢunu aktif ederek “ilet” seçeneğine geliyoruz.

Burada ilet seçeneğine girebilmek için Ģimdi seçme menüsünü aktif ediyoruz ve hangi

numaraya mesaj göndereceksek o numarayı yazacağımız ekrana geliyoruz.

Biz daha önceden kendi numaramızı “A” olarak telefona kaydetmiĢtik. ġimdi “bul”

seçeneğine girebilmek için yine seçme tuĢunu aktif ediyoruz.

Dediğimiz gibi önceden kaydetmiĢ olduğumuz “A” isimli numaranın sahibi, göndermek

istediğimiz kendi telefonumuz. Bu numaraya mesajı gönderebilmek için tekrar seçme

tuĢunu aktif ediyoruz.

Telefon numarası olarak göndermek istediğimiz numara sonunda ekranımıza geldi ve

artık son olarak “tamam”ı seçmek için yine seçme tuĢunu aktif ediyoruz ve artık gönderme

45

iĢlemimiz baĢlamıĢtır. “A” isimli numarayı değiĢtirerek göndermek istediğimiz telefon

numarasını değiĢtirmemiz mümkündür. BaĢka bir telefondan CO gazı alarm durumunu

bilgi edinmek istersek buradan telefon numarasını değiĢtirip, kaydetmemiz yeterli

olacaktır.

Bu iĢlemler neticesinde bilgi edinmek istediğimiz telefonumuza mesajımızın baĢarıyla

iletildiğini görüyoruz.

Sonuç olarak CO gazını sensörümüze yaklaĢtırdığımızda beyaz LED sürekli olarak

yanmaya baĢladı, akabinde buzzer sesli alarm vermeye baĢladı ve aynı anda telefonumuz

yukarda anlattığımız iĢlemleri sırasıyla gerçekleĢtirdi. CO sızıntısı olduğuna dair ıĢıklı,

sesli ve kısa mesaj yoluyla üç farklı Ģekilde uyarıldık. Alarm durumunu bu Ģekilde

öğrenmiĢ olduk.

YapmıĢ olduğumuz bu detektör sayesinde evimizde, garajımızda yada baĢka bir kapalı

alanda olası bir sızıntıda üç farklı yolla uyarı alıp, sızıntının olduğunu öğrenebilme imkanı

elde etmiĢ bulunmaktayız. Hayatımızı CO gazı sızıntısına karĢı bu detektör sayesinde

güvence altına alabiliriz.

46

7. SONUÇ

Ülkemizde karbonmonoksit gazından günümüze kadar binlerce insan zehirlenmiĢ,

birçoğu da maalesef hayatını kaybetmiĢtir. Bu durumu göz önüne alarak girmiĢ olduğumuz

bu proje karbonmonoksit gazını olası bir sızıntı durumunda fark etmemizi sağlayacaktır.

Dedektörümüz karbonmonoksit (CO) gazını algılayıp, uyarı vermek üzere tasarlanıp

faaliyete geçirilmiĢtir. YapmıĢ olduğumuz testler sonucunda projemizin doğru bir Ģekilde

çalıĢtığını gördük. Daha önceden de belirttiğimiz gibi üç farklı Ģekilde gaz sızıntısına dair

uyarı alıyoruz. KullanmıĢ olduğumuz alarm tipleri ıĢıklı olarak LED ile, sesli olarak buzzer

ile ve kısa mesaj atarak bilgilendirmek üzere telefonladır.

Testlerimizi yaptık ve neticesinde istediğimiz sonuçlara ulaĢtık. Devremizi 12V ile

çalıĢtırdığımızda kırmızı LED yanıp sönmeye baĢladı. Karbonmonoksit gazını

sensörümüze yaklaĢtırdığımızda ise beyaz LED yandı ve ıĢıklı uyarı almıĢ olduk. Hemen

akabinde buzzer ötmeye baĢladı ve sesli uyarımızı aldık. Aynı anda telefonumuz PIC

16F684 kontrolünde gerekli adımları gerçekleĢtirerek bilgi mesajımızı telefonumuza

gönderdi. Doğru netice elde etmiĢ bulunmaktayız.

Bu adımları atmamızın yanı sıra projemizin daha da geliĢtirilebilir olması, projemiz için

güzel noktalardan bir baĢkasıdır. Örnek olarak çıkıĢlarımıza bir fan ekleyebiliriz. Bu

sayede karbonmonoksit gazı sızıntısı olan bir kapalı ortamda, bir sirkülasyon meydana

getirerek gazı seyreltebiliriz. Daha geliĢmiĢ teknikler kullanarak masrafımızı artıracak

olursak; gaz algılandığı durumda pencereyi açan bir sistem geliĢtirebiliriz. Biz uygun

bölgelerde uygun maliyet açısından bu projenin kapsamını uyarı verecek, alarm durumunu

bildirecek Ģekilde tasarlayıp, gözler önüne sunduk.

Bu projeyi hayata geçirerek hala devam eden karbonmonoksit zehirlenmelerine karĢı

önemli bir adım atmıĢ olduk. Umuyorum ki daha fazla can kaybı yaĢanmaz, daha fazla

vatandaĢımız bu zehirli gaz yüzünden gözyaĢı dökmez. Yine de temennimizin yanı sıra

iĢimizi, daha doğrusu hayatımızı bu yönde koruma altına alabilmek için evimizde ya da bir

baĢka kapalı alanda karbonmonoksit dedektörü bulundurmalıyız.

Projemizin amacına hizmet etmesi temennisiyle...

47

48

KAYNAKÇA

[1]. J. B. Hopkins, P. R. R. Langridge-Smith, and, M. D. Morse, R. E. Smalley,

Chemical Physics, Houston-Texas, USA, 1983

[2]. (2013) Los Alamos National Labaratory website, [Online]. Available:

periodic.lanl.gov

[3]. A. Ernst, J.D. Zibrak, and, D. Josepf, Carbonmonoxide Poisoning, England,

November 1998.

[4]. J.C. Jones, Atmospheric Pollution, Ventus Yayınları, 2008

[5]. A. Verma, D.J. Hirsch, C.E. Glatt, G.V. Ronnett, S.H. Snyder, Carbon

monoxide: A putative neural messenger, 1993

[6]. A. Verma, D.J. Hirsch, C.E. Glatt, G.V. Ronnett, S.H. Snyder, Carbon

monoxide: A putative neural messenger, 1993

[7]. Meclis Araştırma Önergesi - Türkiye’de Karbonmonoksit Gazı Zehirlenmeleri,

TBMM

[8]. N., Vural, Toksikoloji, Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Yayınları,

Ankara 2005

[9]. O., AltınbaĢak, PIC Basic Pro ile PIC Programlama, AltaĢ Yayınları, 2010

[10]. P., Horowitz, The Art of Electronics, Cambridge University Yayınları,

Winfield Hill, 1989

49

50

EKLER

Standartlar ve Kısıtlar Formu

Tasarım Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aĢağıdaki soruları

cevaplayınız.

1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.

Projemiz karbonmonoksit gazına duyarlı bir dedektör tasarlayıp, gazı algıladığında alarm

vermesi üzerine uygulamaya geçirildi. Özellikle sobalı evlerde günümüzde hala

karbonmonoksit gazından kaynaklı ölümler gerçekleĢmektedir. Bu duruma çare amaçlı

olarak karbonmonoksit gazı tespit edildiğinde ıĢıklı, sesli ve telefon aracılığıyla mesaj

yoluyla üç farklı alarm vermektedir.

2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?

Telefon ile mesaj atarak karbonmonoksit gazı sızıntısını uyarı olarak vermesini düĢünüp

kendimiz tasarladık. Telefonun tuĢları sökülüp, tuĢlara kablolarla bağlantı kurarak gaz

sızıntısı durumunda mesaj yollamasını sağladık.

3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?

Bilgisayar Programlama ve MikroiĢlemci derslerinde öğrendiğimiz program yazma

komutları ve sisteme aktarılmasını, Devreler dersinde aldığımız teorik bilgileri,

labaratuvarlarda öğrendiğimiz pratik bilgileri projemizde kullandık. Sensörler hakkında

öğrendiğimiz bilgilerden oldukça yararlandık.

4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?

Proje tasarım ve gerçekleĢtirme aĢamalarında TSE ve WLAN IEEE 802.11 standartları

göz önünde bulundurulmuĢtur.

51

5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?

a) Ekonomi

Halkımızın büyük bir kitlesi soba ile evlerini ısıtmaktadır ve soba ile evlerini

ısıtanların da önemli bir kısmı ucuz olmasından dolayı sobayı tercih etmektedir.

Bunu göz önünde bulundurarak bu cihazı bu evlere sokabilmek için optimum

maliyetli bir çözüm sunduk. Son derece makul fiyatta tasarımı mümkündür.

b) Çevre sorunları:

Karbonmonoksit sızıntısında uyarılma amaçlı tasarladık. Çevresel olarak hiçbir

sorun teĢkil etmez, aksine oluĢacak faciayı, zehirlenmeyi önleyecektir.

c) Sürdürülebilirlik:

Günümüz Ģartlarında olduğu kadar gelecekte de ihtiyaç duyulacak bir projedir.

Günümüzde olduğu gibi ilerleyen yıllarda soba ile ısınma devri kalmayabilir,

fakat gerek garajlarda çalıĢır durumda bırakılan bir araç, gerekse ev içerisinde

eksik bir yanmadan kaynaklı karbonmonoksit sızıntısı olması muhtemeldir. Bu

sebeptendir ki ilerleyen yıllarda da ekonomik ve kullanıĢlı bir proje olacaktır.

d) Üretilebilirlik:

Gerekli devre elemanlarını her daim bulmak oldukça kolay olduğundan üretimi de

her daim münkündür.

e) Etik:

Herhangi bir çevresel ya da kurumsal sakıncası olmayıp bilakis insanlık için,

ölümlerin azalması için ortaya koyduğumuz bir projedir.

52

f) Sağlık:

Sağlık açısından hayati önem taĢımaktadır. karbonmonoksit zehirlenmelerine karĢı

mükemmel bir çözüm yolu oluĢturmakla birlikte ölüme sebebiyet verecek vakaları

önler..

g) Güvenlik:

Herhangi bir güvenlik problemi kesinlikle yoktur. Tam aksine güvenliğimiz için

üretilmiĢr bir cihazdır.

h) Sosyal ve politik sorunlar:

Halkımızın büyük bir bölümü hala ısınma yolu olarak soba kullanmaktadır ve bu

çerçevede can güvenliklerini sağlamak amacıyla ürettiğim bu cihaz sosyal açıdan

oldukça ehemmiyetlidir.

Not: Gerek görülmesi halinde bu sayfa istenilen maddeler için geniĢletilebilir.

Projenin Adı KARBONMONOKSİT GAZI DETEKTÖRÜ

Projedeki Öğrencilerin adları Muhammet Dursun TATAS

Tarih ve İmzalar 22.05.2013

53

ÖZGEÇMĠġ

MUHAMMET DURSUN TATAS

26.08.1988 tarihinde, Ankara’da doğdum. Ġlk ve orta öğretimimi Ankara’da KurtuluĢ

Ġlköğretim Okulu’nda bitirdim. Ġncesu Anadolu Lisesi’nden mezun olduktan sonra Ģu an

okumakta olduğum Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-

Elektronik Mühendisliği’ni kazandım ve öğretim hayatıma burada devam ediyorum.