insansız sualtı aracı - KTÜ Elektrik

T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği
İNSANSIZ SUALTI ARACI
210259 Dilek DOĞRU
210291 Didem GENÇ
210215 Mehmet Emre TERZİ
228435 Murat GEDİKLİ
210290 Servet PEKER
228468 Elvan DOĞAN
Yrd. Doç. Dr. Adnan CORA
Öğr. Gör. Dr. Emre ÖZKOP
Mayıs, 2013
TRABZON
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği
İNSANSIZ SUALTI ARACI
210259 Dilek DOĞRU
210291 Didem GENÇ
210215 Mehmet Emre TERZİ
228435 Murat GEDİKLİ
210290 Servet PEKER
228468 Elvan DOĞAN
Yrd. Doç. Dr. Adnan CORA
Öğr. Gör. Dr. Emre ÖZKOP
Mayıs, 2013
TRABZON
LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU
210259 Dilek DOĞRU, 210290 Servet PEKER, 228468 Elvan DOĞAN, 210215
Mehmet Emre TERZİ, 210291 Didem GENÇ ve 228435 Murat GEDİKLİ tarafından Yrd.
Doç. Dr. Adnan CORA ve Öğr. Gör. Dr. Emre ÖZKOP yönetiminde hazırlanan
“İNSANSIZ SUALTI ARACI” başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş,
kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir.
Danışman
:
Yrd. Doç. Dr. Adnan CORA
………………………….
Jüri Üyesi 1
: Yrd. Doç. Dr. Salim KAHVECİ
………………………….
Jüri Üyesi 2
: Yrd. Doç. Dr. Haydar KAYA
………………………….
Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İsmail H. ALTAŞ
ÖNSÖZ
Hazırlamış olduğumuz bu çalışmada değerli zamanını bizlere ayıran, her türlü bilgi ve
birikimini sunmaktan kaçınmayarak, çalışma süresince fikirleri ile bizleri aydınlatan
bitirme projesi danışmanlarımız Sayın Yrd. Doç. Dr. Adnan CORA ve Sayın Öğr. Gör. Dr.
Emre ÖZKOP’a şükranlarımızı sunuyoruz.
Bölüm olanaklarının bitirme çalışmalarında kullanılmasına izin verdiği için Bölüm
Başkanlığı’na, desteklerinden dolayı Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve KTÜ
Rektörlüğüne teşekkürlerimizi sunarız. Aldığımız mühendislik eğitiminde, iyi bir
mühendis olabilmemiz için değerli bilgilerini bizlerden esirgemeyen bütün bölüm
hocalarımıza da teşekkürlerimizi sunar ve saygılarımızı iletiriz. Elektrik ve Güç sistemleri
Laboratuvarı Teknikeri Yüksel SALMAN’a; ayrıca projede birlikte çalıştığımız
arkadaşlarımıza desteklerinden dolayı teşekkür ederiz.
Son olarak bizlerin bugünlere gelmesinde her türlü fedakarlığı gösteren ve hayatımız
boyunca her türlü maddi ve manevi desteklerini hiçbir zaman esirgemeyen, proje süresince
gerginlik ve stresimize katlanan ailelerimize sonsuz teşekkürlerimizi sunarız.
Didem GENÇ
Elvan DOĞAN
Servet PEKER
Dilek DOĞRU
Mehmet Emre TERZİ
Murat GEDİKLİ
Mayıs 2013
v
İÇİNDEKİLER
Sayfa No
ÖNSÖZ .................................................................................................................................. v
İÇİNDEKİLER ..................................................................................................................... vi
ÖZET .................................................................................................................................. viii
ŞEKİLLER DİZİNİ .............................................................................................................. ix
SEMBOLER ve KISALTMALAR ...................................................................................... xi
1.
2.
GİRİŞ ............................................................................................................................. 1
1.1.
İnsansız Hava Araçları (İHA) ................................................................................. 2
1.2.
İnsansız Kara Araçları ............................................................................................ 2
1.3.
İnsansız Sualtı Araçları ........................................................................................... 3
TEORİK ALTYAPI ....................................................................................................... 7
2.1. Kontrol ve Haberleşme Sistemi .................................................................................. 7
2.1.1.
RS-232 Haberleşmesi ...................................................................................... 7
2.1.2.
Kullanıcı Arayüzü Yazılımı ............................................................................ 9
2.2.
Enerji ve Dağıtım Sistemi ..................................................................................... 11
2.3.
Motor ve Motor Sürücü Sistemi ........................................................................... 12
2.3.1.
Motor ............................................................................................................. 12
2.3.2.
Sürücü Sistemi ............................................................................................... 16
2.3.3.
Darbe Genişlik Modülasyonu (DGM) ........................................................... 16
2.4. Aydınlatma Sistemi ................................................................................................... 17
2.5.
2.5.1.
Entegre Silikonlu Basınç Sensörü MPX5999................................................ 18
2.5.2.
LM35 Sıcaklık Sensörü ................................................................................. 19
2.6.
3.
4.
Sensörler ve Transduserler .................................................................................... 17
Kamera Sistemi ..................................................................................................... 20
TASARIM .................................................................................................................... 21
3.1.
Gövde .................................................................................................................... 21
3.2.
Su Hazneleri .......................................................................................................... 22
3.3.
Kapalı Hazneler .................................................................................................... 23
3.4.
Araç Aparatlarının Kablo Bağlantı ve Besleme Noktaları ................................... 24
DENEYSEL ÇALIŞMALAR ...................................................................................... 25
vi
4.1. Kontrol Devresi ......................................................................................................... 25
4.2. Kullanıcı Arayüz Parçaları ........................................................................................ 27
4.2.1. Bağlantı Paneli ................................................................................................... 27
4.2.2. Hareket Kontrol Paneli ....................................................................................... 28
4.2.3.
Joystick Kontrol Paneli .................................................................................. 33
4.2.4.
Sensör Bilgi Paneli ........................................................................................ 33
4.2.5. Veri Gönderme Paneli ........................................................................................ 35
4.2.6. Aydınlatma Paneli .............................................................................................. 36
4.2.7. Görüntü Paneli.................................................................................................... 36
5.
4.3.
Karşılaşılan Zorluklar ve Alınan Önlemler .......................................................... 37
4.4.
Baskı Devre........................................................................................................... 38
SONUÇLAR ................................................................................................................ 39
5.1. Motorların PIC ile Kontrolü ..................................................................................... 39
6. YORUMLAR DEĞERLENDİRMELER ........................................................................ 45
KAYNAKLAR .................................................................................................................... 46
EKLER ................................................................................................................................ 47
EK 1. STANDARTLAR VE KISITLAR ....................................................................... 47
EK 2. 1,100.1000 Adet İçin Proje Malzeme Birim Fiyat Listesi……………………….50
ÖZGEÇMİŞ………………………………………………………………………………..62
vii
ÖZET
Bu projede; insansız sualtı aracının kullanım alanları ve yapılan uygulamalarına yer
verilmiştir. İnsansız sualtı aracı projesi kapsamında savunma sanayi, balıkçılık teknolojisi,
sualtı gözlem ve veri toplama alanları hedef kitle olarak belirlenmiştir.
Projenin yapımı yedi ana bileşen esas alınarak gerçekleştirilmiştir. Bu bileşenler;
tasarım, kontrol ve haberleşme sistemi, enerji ve dağıtım sistemi, motor ve sürücü sistemi,
aydınlatma sistemi, sensörler ve kamera sistemidir.
İnsansız sualtı aracına dönüş hareketi sağlayacak olan motorlar, aracın batma işlemi için
gerekli olan sağ ve sol hazneler üzerine montelenmiştir. Aracın su içerisinde aşağı yukarı
hareketi sağlayacak olan orta motor gövdeye bağlı haldedir. Motorların kontrolü ise
bilgisayar kontrollü PIC yazılımı üzerinden RS232 haberleşmesi ile gerçekleştirilmiştir.
Aracın enerji ihtiyacı 12V-39Ah’lik jel akü ile sağlanmıştır.
Sualtında görüntü almak için kamera sistemi ve aydınlatmanın sağlanması için ise
anahtarlı led devresi kullanılmıştır. Su altında sensörler yardımı ile alınan veriler ise basınç
ve sıcaklıktır.
Sonuç olarak insan gücü ile yapılan uygulamalar insansız sualtı aracı ile yapılarak hem
zamandan tasarruf edilip hızlı çalışma olanağı sağlanmış, hem de insanların can
güvenliklerini tehlikeye atacak olası durumlar önlenmiş olacaktır. Sualtı aracı çok fazla
maliyete sebep olmadığı için geliştirilip ülke genelinde, sadece askeri savunma sanayinde
değil, şahıslar tarafından da birçok alanda kullanılabilir.
viii
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa No
Şekil 1. Genel insansız araç sistem mimarisi ……………………………………..........…1
Şekil 2. 9 Pinli dişi RS-232 konektör görünümü………………...…………………………8
Şekil 3. Kullanıcı arayüzü görüntüsü……………………………………………………...10
Şekil 4. Elektriksel motorlar……………………………………………………………….12
Şekil 5. Fırçasız DA motoru eşdeğer devresi………………………………………….…..14
Şekil 6 Araç genel görüntüsü……………………………………………………………...21
Şekil 7. Araç ana gövde görüntüsü………………………………………………………..22
Şekil 8. Su haznesi görüntüsü……………………………………………………………..22
Şekil 9. Kamera haznesi görüntüsü………………………………………………………..23
Şekil 10. Sürücü haznesi görüntüsü……………………………………………………….23
Şekil 11 Kontrol devresi görüntüsü……………………………………………….….…...24
Şekil 12 Kablo bağlantı noktası görüntüsü……………………………………………..…24
Şekil 13. Araç kontrol devre şeması……………………………………………………....25
Şekil 14. Anahtarlama devresi…………………………………………………………....26
Şekil 15. Bağlantı paneli………………………………………………………….….…...28
Şekil 16. Hareket paneli…………………………………………………………….…….28
Şekil 17. Joystick kontrol paneli……………………………………………………….....33
Şekil 18. Sensör paneli……………………………………………………………….…...34
Şekil 19. Veri gönderme paneli……………………………………………………….…..35
Şekil 20. Aydınlatma paneli………………………………………………………….......36
Şekil 21. Görüntü paneli………………………………………………………………….37
Şekil 22. Baskı devre şeması……………………………………………………………..38
ix
Şekil 23. D1 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………………………………...39
Şekil 24. D2 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………………………………...40
Şekil 25. D3 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………………………………..40
Şekil 26. Verilen 150 değeri için D1 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………41
Şekil 27. Verilen 170 değeri için D1 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………41
Şekil 28. Verilen 190 değeri için D1 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………42
Şekil 29. Verilen 200 değeri için D1 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………42
Şekil 30. Verilen 100 değeri için D2 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………43
Şekil 31. Verilen 150 değeri için D2 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………43
Şekil 32. Verilen 100 değeri için D3 pininden alınan osiloskop görüntüsü………………44
Şekil 33. Verilen 150 değeri için D3 pininden alınan osiloskop görüntüsü……………….44
x
SEMBOLER ve KISALTMALAR
DA
Doğru Akım
AA
Alternatif Akım
PIC
Peripheral Interface Controller
ROM
Read Only Memory
AD
Analog to Digital
DA
Digital to Analog
USB
Universal Serial Bus
UART
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
ESC
Electronic Speed Controller
ID
Identity
DB
Data Base
ASCII
American Standard Code for Information Interchange
RS
Recommended Standard
Rpm
Round Per Minutes
DGM
Darbe Genişlik Modülasyonu
xi
1. GİRİŞ
İnsansız araçlar; içerisinde insan bulunmaksızın dışardan insan kontrolü ve müdahalesi
gerektiren veya otonom çalışan araçlardır. İnsansız araçlar terörle mücadelede özellikle
bölge tespiti ve mayın taraması yapılmasında; bina ve tesis güvenliklerinin sağlanmasında;
uçak, gemi, denizaltı gibi büyük çaplı araçların kontrollerinin ve sağlık muayenesinin
yapımında; uzay araştırmalarında ve buna benzer daha birçok faaliyette etkin olarak
kullanılmaktadır. Kullanım amacı ise insanları olası bir tehlikelerden korumak, mürettebat
ölümlerini engellemek ve tehlikeli olayların en az hasarla atlatılmasını sağlamaktır.
İnsansız araçlar boyutlarının küçük oluşu (daha az malzeme ile gerçekleştirilişi) ve daha az
yakıt tüketmeleri nedeniyle tercih edilirler.
Şekil 1.’de genel insansız araç sistem mimarisi verilmiştir, yaklaşık olarak her insansız
araçta sistem işleyişi aynıdır.
HABERLEŞME UNSURU
Data Link
PLANLAMA/
KONTROL UNSURU
Şekil 1. Genel insansız araç sistem mimarisi
İnsansız araçlar üç kategoride incelenebilir. Bunlar:
1. İnsansız hava araçları,
2. İnsansız kara araçları,
3. İnsansız sualtı araçlarıdır.
PLATFORM
HEDEFLENEN
GÖREVLER
1.1. İnsansız Hava Araçları (İHA)
İnsansız hava aracı ihtiyacı; savaş sırasında ülkelerin silah ve bomba taşımacılığı
yanında insan kaybının da sıfıra inmesinin hedeflenmesi üzerine Alman Dr. Fritz Gosslau
tarafından biri pilotlu diğeri pilotsuz iki sistem kurmasıyla karşılanmıştır. Pilotsuz olan
dronun, pilotlu olan araç tarafından kontrol edilerek silah ve yaklaşık bir ton bomba
taşıması ve kontrolü pilotlu olan uçağın altına yerleştirilen radyo frekans alıcı verici
tarafından kontrol edilebilmekteydi [1].
İnsansız hava araçları;
1. Askeri alanda; harp sahası hasar tespit ve fiziksel saldırı planlanmasında,
2. Mayın tespiti ve imhasında,
3. Arama kurtarma, sivil güvenlik ve sınır güvenliği çalışmalarında,
4. Nükleer, biyolojik, kimyasal kirlilik tespitinde,
5. Atmosferik gözlemlerde,
6. Tarımsal ilaçlamalarda,
7. Yangın tespiti ve izlenmesinde de kullanılır.
1.2. İnsansız Kara Araçları
İlk otonom mobil robot Shakey, 1960 yılında geliştirilen bir test cihazı olup,
geliştirilirken yapay zeka kullanılmıştır. Navigasyon özelliği olan ve keşif yapabilen bu
cihaz, radyo frekansları kullanılarak bilgisayara bağlantısı sağlanmıştır. Tekerlekleri,
dönebilen kamerası, ultrasonik menzil bulucusu ve dokunma sensörleriyle oluşturulmuş bu
otonom proje durdurulmuş olmasına rağmen ileriye dönük çalışmalar için ilham kaynağı
olmuştur [2].
İnsansız kara araçlarına ihtiyaç duyulan konular;
1. Yakın ve uzak mesafeden keşif, gözetleme ve tespit yapabilmesi,
2. Yapı ve tesislerin içerisini uzaktan inceleyebilmesi,
3. Aydınlık ve karanlık ortamlarda görüntü alabilmesi,
4. Data saklayabilme ve gönderebilmesi,
5. Konuşma tanıyabilme ve üç boyutlu ses algılayabilmesi,
2
6. Mesafeye göre patlamamış patlayıcı maddeleri imha edebilmesi,
7. Yangına müdahale edebilmesi,
8. Nükleer, biyolojik ve kimyasal bakımdan kirli ortamlarda çalışabilmesi,
9. Alarm kaynağını uzaktan sorgulayabilmesi,
10. Otonom yön bulabilme ve pozisyon alabilmesi şeklinde sıralanabilir.
1.3. İnsansız Sualtı Araçları
Kayıtlardaki ilk insansız sualtı aracı Luppis Whitehead Automobile tarafından 1864
yılında torpido şeklinde tasarlanmıştır. Günümüzde kullanılan manasıyla tasarlanan ilk
araç ise 1953 senesinde Dimitri Rebikoff tarafından tasarlanmıştır [3].
İnsansız sualtı araçları boyutlarının küçüklüğü, motor sayısına bağlı olarak manevra
kabiliyetinin ve hızının daha yüksek oluşu ve dalgıçların giremeyecekleri kadar küçük
alanlarda da çalışma kolaylığı sağlıyor olmasından dolayı tercih edilir.
İnsansız sualtı araçlarına ihtiyaç duyulan konular;
1. Balıkçılık teknolojileri,
2. Açık deniz petrol arama,
3. Sualtı gözlem ve veri toplama,
4. Arama ve kurtarma çalışmaları,
5. Hidroloji, Hidrojeoloji, Eko hidroloji gibi bilim dalları,
6. Tarihi eser arama ve arkeoloji çalışmaları,
7. Batık araç tespiti,
8. Gemi ve diğer birçok deniz araçlarının taban kontrollerinin yapılmasında şeklinde
sıralanabilir.
Bitirme kapsamında yapılan çalışmanın insansız sualtı aracı olmasının nedenleri;
1. Yapılan araştırmalar ve çalışmalarda ihtiyaç duyulan insan gücünü azaltmak,
2. İnsan sağlığı için tehlike oluşturacak her türlü olumsuz ortam koşullarından
kaçınılmasını sağlamak,
3
3. Herhangi bilimsel araştırma, balık avı veya sualtı keşiflerinde ekstra donanım
ihtiyacı gerektirmeden, zamandan ve konuda uzman kişilere harcanan maliyetten
kazanç sağlamak,
4. Basınç farkından kaynaklanan ve vurgun adı verilen ölümcül durumun yarattığı
tehlikeden insan sağlığını korumak,
5. Boyutlarından dolayı, dalgıçların rahatlıkla hareket edemeyeceği dar alanlarda
gözlem yapabilmesini sağlamaktır.
Aylara göre araç için yapılan çalışmalar Çizelge 1.’de verilmiştir. Mavi ile doldurulan
kutucuklar o ay yapılan çalışmaların varlığını belirtmektedir.
Çizelge 1. İş zaman çizelgesi
Yapılan çalışmalar
ŞUBAT
MART
Bitirme çalışması için
bölüm başvurusunun
yapılması
Malzeme tedarikinim
dekanlıktan talebi
Sensör devreleri
kurulumu ve
simülasyon
çalışmasının yapılması
Aracın mekanik
donanımı için
çizimlerin yapılması
Temin edilen parçaların
montajı
4
NİSAN
MAYIS
Çizelge 1. İş zaman çizelgesi devamı
Sinyal üreterek motorun
çalıştırılması ve
verilerin elde edilmesi
Aracın donanımının
tamamlanması
Tez yazım ve kontrolü
5
2. TEORİK ALTYAPI
2.1. Kontrol ve Haberleşme Sistemi
2.1.1. RS-232 Haberleşmesi
RS-232 standardı 1962 yılında geliştirilen seri asenkron verinin iletilmesini veya
alınmasını sağlayan bir iletişim protokolüdür. DB-9 ve DB-25 olmak üzere iki çeşit
konnektör tipinde bulunmaktadır. İlk olarak geliştirilen DB-25 in pinlerinin bazılarına yeni
teknoloji sistemlerinde gerek duyulmamasından dolayı daha sonra 9 pinli olan DB-9
geliştirilmiştir.
RS-232 seri haberleşme protokolüdür. Seri olarak iletilecek veriler ASCII formatındadır
ve bu formatta bir harf 8 bit uzunluğundadır. Seri iletişimde 8 bit uzunluğundaki harften
sırasıyla her defasında 1 bit alınarak tek seferde karşı tarafa tek bit gönderilir. Gönderilen
harf lojik-1 ve lojik-0 kombinasyonlarından (10111010) oluşmaktadır. Bu lojik değerler
iletilirken 3 V ile 25 V aralığında iletilebilir.
Seri haberleşme ile paralel haberleşme karşılaştırıldığında seri haberleşme daha yavaş
ve yazılım olarak daha karmaşıktır. Ancak daha uzak mesafeler ile haberleşme yapılmak
istendiğinde seri kabloların daha uzun olması nedeniyle seri haberleşme kullanılır. Ayrıca
seri iletişimde veri iletim seviyesi paralel iletişime (5 V) göre daha yüksek olduğu için
iletim sırasında oluşacak kayıplardan daha az etkilenir.
Bilgisayarın içinde gerçekleşen iletim düşünüldüğünde seri iletişim paralel olarak
yapılmaktadır. Bu yüzden iletişimin seri yapılabilmesi için önce gönderilecek verilerin
bilgisayar içinde seri forma dönüştürülmesi gerekmektedir. Bu işlemi ise UART devresi
yapmaktadır. Gönderilecek veriler seri forma dönüştürüldükten sonra bilgisayardaki veri
dış ortama gönderilebilir. Aynı şekilde RS-232 ile alınan verilerin de alıcıda paralel
verilere dönüştürülmesi gerekmektedir. Çizelge 2.’de RS-232 bağlantısının pinlerine göre
işlevleri verilmiştir. RS232 ve PIC bağlantısı MAX232 ile birlikte yapılır. Şekil 2.’de 9
pinli dişi RS-232 konnektör görünümü verilmiştir.
7
Şekil 2. 9 Pinli dişi RS-232 konnektör görünümü
Çizelge 2. 9 pinli RS-232 konnektör pinlerinin işlevleri
Pin No
Pin İşlevi
Pin 1
Taşıyıcı sinyali algıladığında bilgisayara ON sinyali gönderir.
Pin 2
Alıcıdan gelen sinyalleri bilgisayara aktarır.
Pin 3
Alıcı tarafa gönderilen verileri iletir.
Pin 4
Bilgisayar haberleşmeye hazır olduğunda ON olur.
Pin 5
Veri aktarımında kullanılan tüm sinyaller için referans noktasıdır (toprak
noktası).
Pin 6
ON olduğunda veri transferi için alıcı ile verici arasındaki bağlantıların
uygun olduğunu belirtir.
Pin 7
Alıcı tarafa bilgi gönderilmek istendiğini belirten sinyali gönderir.
Pin 8
Alıcı tarafın bilgi almaya hazır olduğunu belirten sinyali bilgisayara
gönderir.
Pin 9
Ring sinyalini belirlemek için kullanılır.
8
2.1.2. Kullanıcı Arayüzü Yazılımı
C# programlama dili Microsoft firması tarafından .NET platformu için geliştirilmiştir.
Nesne tabanlı bir programlama dilidir. Projede; Visual Basic dili kadar basit ve C++ dili
kadar güçlü olması sebebiyle projede C# programlama dili kullanılmıştır.
Kontrol sistemi, sualtı aracı projesinin en önemli aşamalarından biridir. Bir sualtı
aracına hareket kabiliyetini kazandırmak kontrol sistemi sayesinde gerçekleştirilir.
Kazandırılan
hareketler;
bilgisayar
üzerinden
araca
verilen
manuel
komutlarla
kullanılmıştır. Bu işlemi yapabilmek Visual Studio 2010 platformunda, C# programlama
dilinde bir program yazılmıştır.
Yazılımın başarılı olabilmesi için kolay kullanım ve erişilebilirliğinin olması
gerekmektedir. Hazırlanan programda bu ölçütler dikkate alınarak sade, bilgiye kolay
erişilebilir, basit yapılı arayüz tasarlamaya özen gösterilmiştir. Hazırlanan kullanıcı
arayüzü şekil 3.’de verilmiştir.
Programın arayüzü parçalara ayrılarak, istenilen kontrole hızlıca erişimi sağlamaya
çalışılmıştır. Bu parçalar;
1. Bağlantı Paneli,
2. Hareket Kontrol Paneli,
3. Joystick Kontrol Paneli,
4. Sensör Bilgi Paneli,
5. Video Görüntü Paneli,
6. Aydınlatma Paneli,
7. Veri Gönderme Paneli’dir.
Program arayüz parçaları ve simülasyon görüntüleri, parçaların çalışma mantığıyla
birlikte kısım 4 ‘ DENEYSEL ÇALIŞMALAR’ başlığı altında verilmiştir.
9
10
2.2. Enerji ve Dağıtım Sistemi
İnsansız sualtı aracının enerji kaynağı 12V 39Ah’lik bir adet jel akü ve akü araca monte
edilmeksizin dışardan kablo bağlantısı ile sağlanmıştır.
İçerisinde jöle tipi elektrolit madde bulunan akülere jel akü denir. Ağır çevresel
koşullara; örnek verecek olursak özellikle sıcaklığı yüksek veya düşük, nemli veya sulu
ortamlara ve titreşime karşı dayanıklı bakımsız akülerdir. Bağlantı şekilleri ve duruşları
sorun oluşturmaz, akü istenilen açıda durabilir. Jel Akülerin şarj olma süreleri uzun olsa
da, derin deşarj sonrasında tamamen geri döndürülebiliyor olmaları (şarj edilmeleri)
günlük çevrimsel kullanım için ideal hale gelmelerini sağlar.
İnsansız sultı aracında iyon pil yerine jel akü kullanılmasının diğer bir nedeni de jel
akülerin fiyat olarak daha uygun olup normal kullanım koşullarında en az on yıl
ömürlerinin oluşudur. Ayrıca kendi kendilerine deşarjlarının düşük oluşu başka bir avantaj
oluşturur, öyle ki iki yıla yakın sürede deşarjları %100’ü bulmadan durabilirler.
Motorların yüksek akım çekiyor olmasından dolayı araç içerisinde akım dağıtımı için ve
araca giden besleme kabloları olarak 25’lik NYAF kablo kullanılmıştır. Bu kablolar 83130 A arası akıma karşı dayanıklıdır. Araca verilen +V,-V gerilimleri araç içerisinde
klamens ve köprülerle çoğaltılmıştır. Aküden çıkan +V ucuna sigorta bağlanarak araç ve
can güvenliği sağlanmaya çalışılmıştır.
11
2.3. Motor ve Motor Sürücü Sistemi
2.3.1. Motor
ELEKTRİK MOTORLARI
DA (DOĞRU AKIM MOTORLARI)
FIRÇALI
DA
DİSK
TİPİ
FIRÇASIZ
DA
DIŞ
ROTORLU
ALTERNATİF
MOTORLARI
EVRERSEL
MOTORLAR
ADIM
DA
ASENKRON
AA
SENKRON
AA
İÇ
ROTORLU
Şekil 4. Elektriksel motorlar
Şekil 4.’te elektriksel motorlar ve çeşitleri gösterilmiştir. Koyu renkli kısımlar
kullanılan motorun cinsine doğru adımları göstermektedir.[4]
Bitirme projesi kapsamında yapılan insansız su altı aracında araç hareketini
sağlamak için doğru akım motoru kullanılmıştır. Bu tip motorun tercih edilme nedenleri
DA motorunun;
1.
Hareket olarak daha düzgün, kesin ve güçlü olması,
2.
Hassas hız ayarına sahip olması,
3.
Yük altında ani frenleme yapılabilmesidir.
Doğru akım motorları fırçalı, fırçasız ve adım doğru akım motorları olarak üçe ayrılır.
Kullanılan motorun özelliği fırçasız DA motoru olmasıdır. Fırçasız DA motoru özellikleri
2.3.1.1 başlığı altında verilmiştir.
12
2.3.1.1. Fırçasız Doğru Akım Motorunun Yapısı ve Özellikleri
Fırçasız doğru akım motorlarında kontrol mekanik olarak değil (fırça-kollektör
düzeneği), elektriksel olarak (elektronik denetleyici tarafından) sağlanır. Elektronik
denetleyiciyle birlikte bobinler; uygun olarak enerjilendirilerek rotor dönüşü başlar [4].
Fırçasız DA motoru yapısı ise sabit mıknatıslar yerleştirilmiş bir rotor (ki rotor hareketli
parçadır) ve rotor yuvarlağına sabit olarak montelenmiş stator sargılarından oluşur. Bu tip
fırçasız doğru akım motorları dış rotorlu fırçasız DA motoru olarak adlandırılır[4].
Fırçasız DA motoru kullanımını gerekli kılan sağladığı avantajlar;
1. Yapısında fırça bulundurmadığı için, karbon tozu oluşturmayışı (kirlilik
oluşturmaz),
2.
Herhangi bir mekanik kontak içermediğinden sürtünme oluşturmayıp ve daha
verimli çalışması,
3. Fırçalı motorlara nazaran daha uzun ömürlü oluşu,
4. Hız kontrolü olanağı sunuyor olması,
5. Ağırlık ve hacimce küçük oluşu,
6. Ürettikleri momentin yüksek oluşu,
7. Çalıştırılması için uyarma akımına gerek olmayışı,
8. Isınması problem oluşturmayışı (kolay soğuması) ,
9. Sessiz çalışması,
10. Güvenilir çalışma ortamı sağlaması olarak sıralanabilir.
Motor birimi rpm/V (KV) ’dir yani volt başına düşen devir sayısıdır.
Fırçasız motorlar aynı zamanda elektronik devrelere de sahip olduğu için çalıştıkları
gerilim değer aralıkları fırçalı motorlara göre daha kısıtlıdır. Motor ve elektronik kontrolör
arasındaki voltaj ve akım uyumluluğu sağlanmalıdır.
2.3.1.2. Fırçasız Doğru Akım Motorunun Matematik Modelinin Elde Edilmesi
Modeli elde edilmek istenen motor birçok kontrolör sistem tasarımı gibi doğrusal bir
sistem gerektirir. Sistemin matematik modelinin doğrusal olmaması bazı varsayımların
13
yapılmasına neden olmuştur. Böylece model doğrusallaştırılmış olur [5]. Şekil 5.’te fırçasız
DA motorunun eşdeğer devresi verilmiştir.
Şekil 5. Fırçasız DA motoru eşdeğer devresi
Devrenin toplam gerilimi V aşağıdaki denklemde verilmiştir,
V=L +RI+
ve denklemde yer alan zıt-emk gerilimi
(2.1)
;
=
(2.2)
olarak yerine konulmak kaydıyla temel gerilim denklemi aşağıdaki hali alır.
V=L +RI+
(2.3)
Burada manyetik alanın sabit olduğu kabul edilip, manyetik akının akım cinsinden
ifadesi yazılacak olursa;
T=
(2.4)
denklemi elde edilir.
Motorun temel mekanik özellikleri atalet momenti
ve sürtünme momenti
dir.
Sürtünme genellikle hızın doğrusal olmayan bir fonksiyonudur ve en azından hıza oransal
bağlı kısmını göstermek üzere viskoz sabiti adını alan bir terimi takip eder şekilde ifade
14
edilir. Dω. Yük ise sabit tersinir moment
ve buna ek olarak bir sürtünme
ile ifade
edilir. Tüm bu değerleri hesaba katarak motorun mekanik denklemi aşağıdaki gibi olur.
T=
+
+ +
(2.5)
Hız ve uygulanan gerilim cinsinden transfer fonksiyonuna erişmek için, elde edilen
denklemlerin Laplace dönüşümleri alınarak;
V=(
)I+
(2.6)
denklemi elde edilir ve manyetik alanın akım ifadesinden de yola çıkarak;
T=
(2.7)
denklemi elde edilir.
Sürtünme momentinin (Tf) ve yük momentinin ( ) motor transfer fonksiyonunu
etkilemeyeceği göz önüne alınırsa motor mekanik denklemi aşağıdaki gibi elde edilecektir.
=
[
(2.8)
]
2.3.1.3. Fırçasız Doğru Akım Motoru Kulanım Alanları
Fırçasız DA motorları özellikle fanlarda, basınçlı hava makinelerinde, otomobillerde
kullanılan otomatik kontrollü klimalarda, otomobil sileceklerinde, hard disk ve CD-Rom
gibi bilgisayar cihazlarında, hobi radyo kontrollü projelerde, hobi arabalarında, hobi
helikopterlerinde ve yüksek hız gerektiren yerlerde kullanılmaktadırlar.
15
2.3.2. Sürücü Sistemi
Motor sürücü devreleri kullanım yerleri ve karşılanması gereken ihtiyaçlar bakımından
farklılık gösterir bu nedenle sürücüler sensörlü ve sensörsüz sürücü olarak ikiye ayrılır.
Pozisyon etki sensörleri içeren sürücüler sensörlü sürücü, bu sensörleri içermeyen
sürücüler sensörsüz sürücüdür.
Sensörsüz sürücüler sensör mıknatısları, sensör telleri ve baskı devre gibi sensör
kullanımı sonucu oluşacak sorunları içermediğinden sistem daha az parçayla daha
güvenilir hale gelir.
Aracın su altında kullanılması nedeniyle sensörsüz sürücü kullanılmıştır. Ancak bu
metodun kullanılmasına bağlı olarak mikro işlemci üzerindeki A/D çevirici, karşılaştırıcı
ve süzgeç devresinin çok hızlı olması gerektiği için, hazır ve standartlara uygun sürücü
devresi kullanılmıştır.
Motor ve sürücü uyumu kontrol açısından çok önemlidir. Yani sürücü devresinin
verebileceği maksimum akım ile motorun çelebileceği maksimum akım değeri aynı veya
sürücü kapasitesinin motora göre daha yüksek olması gerekir. Bunun nedeni motorun
ihtiyaç duyduğu akımın sürücü üzerinden tahsis etmesidir. Motorun ihtiyaç duyduğu akım
değeri sürücünün verebileceği maksimum akımdan büyük olursa sürücü zorlanıp yanabilir.
2.3.3. Darbe Genişlik Modülasyonu (DGM)
Motor ve sürücü devre arasındaki iletişim bilgisayardan RS232 bağlantısıyla PIC
üzerinden sürücüye verilen DGM (Darbe Genişlik Modülasyonu) ile sağlanır.
DGM belirlenen bir darbenin, süre, genlik veya diğer parametrelerinin fonksiyonu
doğrultusunda değiştirilmesi ile elde edilir. Sürekli olmayan ayrık zamanlı bir işlemdir. Bu
yöntemler ile motorun hız kontrolü yapılabilir ve motor durdurulup dönüş yönü hareketi
sağlanabilir.
DGM analog devrelerin sayısal çıkışlarının kontrolünde kullanılan, en yaygın ve en
yüksek verimli yöntemdir. Darbe genişlik modülasyonunda genişlikleri farklı genlikleri
aynı olan darbeler üretilir. Bir DGM darbesinin çıkışında bulunan, dalganın oluştuğu bir
periyotluk süre dahilinde çıkış sinyalinin yüksek seviyede bulunduğu zaman yüzdesine
doluluk boşluk oranı denir.
16
Modülasyonda doluluk boşluk oranı devir hızını belirlerken frekans ise kayıpları ve
performansı belirler. Sistemin çalışmasında hız değişimleri yavaş ve sabit hızlarda ise
DGM frekansı azaltılır böylece kayıplar azalır dolayısı ile verim artar. Motor
kontrolünde elde edilecek ortalama değer üretilen sinyalin doluluk boşluk oranına bağlıdır.
Bir DGM darbesinin tepe noktasında kaldığı bölgeye tepede kalma süresi, aşağıda
kaldığı bölge ise alçakta kalma süresi olarak adlandırılır. Genel olarak bu değerin sınır
aralığı 0 V - 5 V arasındadır. DGM dalganın bu belirlenen genişliği değiştirilerek
(0 V-
5V) arasında istenen bir gerilim değeri elde edilir.
2.4. Aydınlatma Sistemi
Su altında ışık belirli derinliğe kadar iletilir ancak iletilen ışık yeterli olmaz. Bunun
nedeni ışığın suyun her tabakasında kırılmaya uğramasıdır. Kırılma etkisinin fazla olduğu
derinliklerde aracın net görüntü alabilmesi için ışıklandırması yapılması zorunlu hale
gelmiştir.
Aydınlatma sistemi üç adet üçlü yapıda yani toplamda dokuz led kullanılarak
sağlanmıştır. 12V gerilim ve 1.5A akımla çalışan 107 lümenlik beyaz ışık veren bu ledler
yalıtım yapılmaksızın yapışkan bantlarla aracın ön kısmına tutturulmuştur.
2.5. Sensörler ve Transduserler
Fiziksel ortam değişikliklerini algılayan cihazlara sensör, aldığı bilgiyi elektrik
enerjisine çeviren cihazlara ise transdüser adı verilmektedir. Sensörlerle alınan bilgiler
elektrik sinyaline çevrildikten sonra, elektronik devreler tarafından yorumlanarak mekanik
aletlerle kumanda edilebilirler. Bu çalışma prensibi doğrultusunda hem günlük hayat daha
kolay hale gelmektedir, hem de ürünlerin endüstriyel üretim süreci kısalmaktadır.
Sensörler ve transdüserleri kesin çizgilerle birbirinden ayırmak zordur. Sensörler ortam
değişikliklerini algılarken, transdüserler ise iki farklı sistem arasında bilgi nakli yapan
elemanlardır.
Dışardan enerji kaynağı kullanmaksızın kimyasal veya fiziksel büyüklükleri elektriksel
büyüklüklere çeviren sensörlere pasif sensör, bu çevirme işleminin gerçekleşmesi için
harici enerji verilmesi gereken sensörler aktif sensörlerdir.
17
Araç içerisinde suyun sıcaklığı bilgisinin alınması için sıcaklık sensörü ve aracın
bulunduğu derinlik bilgisinin alınması içinse basınç sensörü kullanılmıştır.
2.5.1. Entegre Silikonlu Basınç Sensörü MPX5999
Basınç; birim alana etki eden kuvvettir.
Kullanılan sensör serilerdeki piezorezistif dönüştürücüler silikonlu entegrelerdir. Geniş
uygulama alanlarına sahip bu sensörler bir mikroişlemci veya mikrodenetleyicilerle
sağlanabilirler. Sensör yüksek seviyeli analog çıkış sağlayan mikro işleme tekniklerini,
bipolar işleme oranını tek bir elemente dönüştürür. Sensör genel özellikleri;
1. Maksimum %2,5 hata oranı ile birlikte 0° - 85°C arası çalışma aralığı sunar.
2. İdeal mikroişlemci veya mikro denetleyici tabanlı sistemleri için uygunluğu vardır.
3. Mutlak ve diferansiyel yapılandırmaları mevcuttur.
4. Patentli silikon kesme gerilmesi mevcuttur.
MPX5999D basınç sensörünün bilinmesi gereken bazı özellikleri;
1. Kullanılacak birim; 1.0kPa (kiloPascal) = 0.145 psi’dir.
2. Çıkış voltaj aralığı 0,2V ile 4,7V arasında değişmektedir.
3. Offset olarak tanımlanan çıkış voltajının minimum basınç değeridir.
4. Doğruluk oranı aşağıdaki özellikleri içermektedir.
a) Lineerlik(Doğrusallık): Belirtilen basınç aralığında basıncın düz bir çizgi halinde
sapma değeridir.
b) Histerisiz Sıcaklığı: Sıfır basınç farkı ile minimum veya maksimum çalışma
sıcaklığı noktaları arasında bir döngü yaptıktan sonraki herhangi sıcaklık sapması olan
noktadır.
c) Histerisiz Basıncı: 25°C’de minimum ve maksimum basınç aralığında tam bir döngü
yaptığı andaki çıkış sapmasıdır.
18
d) TcSpan değeri: Gerçek sıcaklığı 25°C ‘de fakat 0°C ile 85°C arasındaki göreceli
çıkış sapmasıdır.
e) TcOffset: Gerçek sıcaklığı 25°C fakat 0° ile 85º arasında uygulanan minimum
basınçtaki çıkış sapmasıdır.
f) Nominal Sapmalar: 25°C’deki yüzde değeri olarak belirlenen sapmadır.
g) Tepki Süresi: Çıkışın herhangi bir adım değişikliğine maruz kaldığında son değerin
%10’dan % 90 değerine giderken harcanan artımlı süredir.
MPX5999D serisinin nominal transfer değeri (4.1) ve (4.2) formüllerinde verilmiştir.
Bu formüller; sensörün bir yüzündeki hava basıncı ile diğer yüzündeki su basıncının
arasındaki oran farkından ortam basıncını vermektedir.[6]. ( : sensöre uygulanan gerilim,
= çıkış gerilimi, P değeri ise çıkış gerilim ile orantılı basınç değeridir.)
=
(P x 0,000901 +0.04) ± Hata Payı
=5.0
(4.1)
(4.2)
2.5.2. LM35 Sıcaklık Sensörü
Sıcaklık sensörü, uygulamada bulunan sıcaklık değerini algılayarak bir direnç ve
gerilim değerine dönüştüren elemandır. Su altındaki ısı bilgisi alınabilmesi için
kullanılacak olan LM35 sıcaklık sensörü analog çıkışlı olup 2,7 V ile 5V arasında besleme
verilerek yine bu değer aralığında çıkış voltajı üretir.
Sıcaklık sensörü devrede bir diyot halinde kullanılmaktadır. Devreye sabit bir akım
uygulandığı takdirde gerilim düşümü Kelvin başına 10 mV değer civarındadır. Çıkış voltajı
uygulanan akımdan bağımsız olarak değişir. Sensörün akım değeri ise 0.4mA ile 5mA
arasında değişmektedir. Sıcaklık oranı; -55 ile +150 C’ye kadar tipik hata oranı ise 1,3 ºC
dir.
19
Bölgesel olarak sıcaklık hata oranı maksimum ve minimum da ± 6ºC olarak değişirken;
çıkış empedans değeri ise 0,6 ohmdur. Çalışma sıcaklık aralığı
-40ºC ile 100ºC
arasındadır. Kolayca kalibre edilebilir ve 1 ohmdan daha az dinamik empedansa sahiptir.
Bağlı olduğu PIC devresinde alınan 10 bitlik değer 10mV/°K ölçüm faktörünü kullanılan
sıcaklık değeri voltaj değerine dönüştürülmüş ölçüm yapılmıştır [7].
2.6. Kamera Sistemi
Sualtı aracının yapım amaçlarından biri olan su altı gözlemi yapılabilmesi için projede
kamera sistemi kullanılmıştır.
Sualtı kamerasıyla görüntü aktarımı kablosuz şekilde yapılamadığından projede
kullanılmak üzere web cam kullanılmasına karar verilmiştir. Su altında görüntü almak için
kullanılacak olan kamera 720 piksel 1280 x 720 özelliğindedir. Bağlantısı USB 2.0
şeklindedir. Alınan kamera görüntüsü USB bağlantısıyla bilgisayara aktarılarak su altı
gözlemi yapılmıştır.
20
3. TASARIM
İnsansız sualtı aracı genel tasarımı birçok deneme sonucunda oluşturulmuştur. Gerek
aracın su üstünde kalabilmesi gerekse kontrollü olarak su altına indirilebilmesi tasarımın
birkaç kere değiştirilmesine yol açmıştır.
Araç; gövde, iki yanında su haznesi, gövdenin ön tarafına ve içerisine yerleştirilen
hazneler ve kabloların bağlantı noktası olmak üzere dört kısımdan oluşturulmuştur. Sualtı
aracının genel görüntüsü şekil 6.’da verilmiştir.
Şekil 6. Araç genel görüntüsü
Araç parçalarını daha detaylı inceleyecek olursak;
3.1. Gövde
Aracın merkezini oluşturan 35,5 cm uzunluğunda, 25,4 cm genişliğinde ve 10 cm
yüksekliğinde bu yapı; üzerinde aracın aşağı-yukarı hareketini sağlayan orta motoru
bulundurmaktadır. Orta motor gövdeye merkezlenmiş şekilde yerleştirilen 13 cm çaplı ve
15 cm yüksekliğinde silindirik hazneye montelenmiştir. Bu hazne motorun hareketi
sırasında suyolu oluşturularak aracın daha rahat hareket etmesini sağlamıştır. Gövde ve
orta motorun bire bir ölçümlü boyutlarda çizimi şekil 7.’de verilmektedir.
21
Şekil 7. Araç ana gövde görüntüsü
3.2. Su Hazneleri
Gövdenin sağ ve sol tarafına tutturulmuş olarak duran bu iki hazne 40 cm uzunluğunda
ve 7,5 cm çapındadır. Üzerine su alması için iki adet delik açılmıştır. Delikler 5cm- 2 cm
ebatlarında olup dikdörtgen şeklindedir ve motorun hareketiyle kontrollü olarak
batırılabilmesi için silindirlerin referans orta çizgilerine göre daha yukarıda açılmışlardır.
Her hazne üzerinde aracın sağ ve sol hareketini sağlamak adına birer adet motor su
haznelerinin merkezlerinde olacak şekilde montelenmiştir. Şekil 8.’de yan hazne
görüntüleri verilmiştir.
Şekil 8. Su haznesi görüntüsü
22
3.3. Kapalı Hazneler
Araçta su ile temasını engellenmesi gereken aparatlar kapalı hazne içine alınmıştır.
Araçta toplamda üç adet kapalı hazne bulunmaktadır.
Birinci hazne aracın ön tarafına tutturulmuş olan kamera haznesidir. Hazne içerisine
kameranın yanında görüntünün daha net alınabilmesi için ledler de yerleştirilmiştir.
Kamera haznesi görüntüsü şekil 9.’da verilmiştir.
Şekil 9. Kamera haznesi görüntüsü
İkinci hazne motor sürücü devrelerini bulunduran haznedir. Hazne 14 cm uzunluğunda 7
cm yüksekliğinde ve 4 cm genişliğindedir. Üç adet sürücü devresi üst üste birbirlerine
değmeyecek şekilde yerleştirilmiştir. Sürücü haznesi görüntüsü şekil 10.’da verilmiştir.
Şekil 10. Sürücü haznesi görüntüsü
23
Üçüncü hazne; sıcaklık ve basınç sensörlerinin, sürücü kontrol devrelerinin ve RS-232
bağlantısının bulunduğu haznedir. Hazne içerisinde bir adet baskı devre bulunmaktadır.
Görüntüsü şekil 11.’de verilmiştir.
Şekil 11. Kontrol devresi görüntüsü
3.4. Araç Aparatlarının Kablo Bağlantı ve Besleme Noktaları
Kamera USB bağlantısı, sürücü kontrolü için RS-232 bağlantısı ve aracın beslemesini
sağlayan kabloların toplandığı kısım sürücü haznesinin üstüne yerleştirilmiştir. Şekil
12.’de görüntüsü bulunmaktadır.
Şekil 12. Kablo bağlantı noktası görüntüsü
24
4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
Araç kontrolü; oluşturulan arayüz ve devre arasında bulunan RS232 bağlantısı ile PIC
üzerinden gerçekleştirilmiştir.
4.1. Kontrol Devresi
Şekil 13. Araç kontrol devre şeması
Şekil 13.’de verilen görüntü kontrol devresinin bağlantılarını göstermektedir. Kontrol
devresi içerisinde; basınç sensörü devresi (M1), PIC bağlantısı (U1) ve kristal osilatörü
(X1), sıcaklık sensörü devresi (U2), aydınlatma için anahtarlama devresi, RS-232
bağlantısı (J1) ve MAX232 bağlantısı (U3), orta motor yönünün değiştirilmesi için
kullanılan rölelerin anahtarlama devreleri bulunmaktadır. Devre üzerinden arayüz
bağlantısı ile kontrolü sağlanan aracın suda hareketi sağlanmıştır.
Sıcaklık sensörünün 1 ucu beslemeye, 3 ucu toprağa bağlanmıştır. Analog çıkış olan 2
ucu ise PIC’in ADC girişine bağlanmıştır.
25
Basınç sensörü bağlantısı; 2 ucu toprağa, 3 ucu pozitif beslemeye ve analog çıkış alınan
1 ucu ise PIC’in A1 pinine bağlanmıştır.
Sistemde, şekil 14.’te de gösterildiği gibi 3 adet anahtarlama devresi (transistörlü
anahtarlama devresi) kullanılmıştır. Bu devrelerden ikisi orta motorun dönüş yönünü
değiştirme için kullanılırken diğeri anahtarlama devresi için kullanılmıştır. Basit bir
biçimde anahtarlama devresinin çalışma prensibini anlatacak olursak; Transistörün base
ucuna 0 Volt uygulandığında transistör kesimde olmakta, diyotlara paralel bağlanacak olan
röleden akım geçmemekte ve röle iletimde olmamaktadır. Transistörün base ucuna 5 Volt
uygulandığında transistör iletimde olmakta, röleden akım geçmekte ve röle iletime
geçmektedir.
Şekil 14. Anahtarlama devreleri
Kullanılan PIC’e verilen komutlar ve görevleri çizelge 3.’te belirtilmiştir. Programla
kısmında yazılan kodlara göre, durum bilgisi doğrultusunda ledlerin ve motorların
durumları belirtilmiştir. Bu panellerdeki kontroller, seri porta gönderilen byte türünde
veriler ile sağlanmaktadır.
26
Çizelge 3. Bilgisayardan PIC’ e giden veriler
Durumlar
Görevleri
0
Bütün motorları durdurur.
1
Sola dönüş için sağ motoru çalıştırır.
2
Sağa dönüş için sol motoru çalıştırır.
3
İleri hareket için sağ ve sol motor çalıştırılır.
4
Yukarı hareket için orta motor çalıştırılır.
5
Aşağı hareket için orta motor ters yönde çalıştırılır.
6
Aydınlatma sistemi aktifleştirilir ve ledlere enerji gider.
7
Aydınlatma sistemi pasifleştirilir ledlere enerji gitmez.
4.2. Kullanıcı Arayüz Parçaları
Kullanıcı arayüzü görünümü şekil 3.’te verilmişti. Arayüz parçaları daha detaylı olarak
bu bölümde incelenmiştir. Arayüzde bulunan yedi adet panel şu şekildedir; bağlantı paneli,
hareket kontrol paneli, joystick kontrol paneli, sensör bilgi paneli, veri gönderme paneli,
aydınlatma paneli ve video görüntü paneli.
4.2.1. Bağlantı Paneli
Bu panelde hangi port ile iletişim sağlanacağı belirlenmektedir. İçerisinde bir adet
açılan kutu (combobox) ve bir adet buton bulunmaktadır. Açılan kutu nesnesinde
bilgisayardaki seri portlar listelenmektedir. Seçili olan porta bağlantı sağlanır, bağlantının
kesilmesi istendiği durumda ‘Bağlantıyı Kes’ butonuna basılır. Bağlantı panelinin
arayüzdeki görüntüsü şekil 15.’te verilmiştir.
27
Şekil 15. Bağlantı paneli
4.2.2. Hareket Kontrol Paneli
Hareket kontrol paneli; cihazın su içerisinde sağa, sola, ileri hareketlerinin yanı sıra
suya dalma ve sudan çıkma hareketlerinin kontrol edildiği, bununla birlikte motor hızının
arttırıldığı paneldir. Şekil 16.’da verilen hareket kontrol paneli arayüzünde üç adet yön
butonu (sağ ve sol yan motorların kontrolünü sağlayan) ve iki adet derinlik (orta motor
kontrolünü sağlayan)
ayar butonu ve motor hızlarının arttırılmasının sağlandığı hız
kadranı bulunmaktadır.
Şekil 16. Hareket paneli
CCS C programında motor kontrolünün sağlanması için yazılan program kodları
aşağıda verilmiştir.
28
#include <16f877.h>
#device ADC=10
#fusesXT,NOWDT,NOPROTECT,NOBROWNOUT,NOLVP,NOPUT,NOWRT,NODEBUG,NO
CPD
#use delay (clock=20000000)
#use rs232 (baud=9600, xmit=pin_c6, rcv=pin_c7,parity=N,stop=1)
unsigned int32 hiz=0, gelen=0;
int durum=0,durum1=0,durum2=0;
unsigned long int bilgi;
int16 sicaklik, basinc;
#int_RDA
void seri_data_geldi()
{
disable_interrupts(INT_RDA);
gelen = getch();
if(gelen <= 5)
{
durum = gelen;
}
else if(gelen == 6)
{
durum2 = gelen;
}
else if(gelen == 7)
{
durum2 = gelen;
}
else
{
hiz = gelen * 10;
}
29
}
void main()
{
setup_adc(adc_clock_div_8);
setup_adc_ports(ALL_ANALOG);
setup_psp(PSP_DISABLED);
setup_spi(SPI_SS_DISABLED);
setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_1);
setup_timer_1(T1_DISABLED);
setup_timer_2(T2_DISABLED,0,1);
enable_interrupts(GLOBAL);
set_tris_d(0x00);
while(1)
{
enable_interrupts(INT_RDA);
if(durum == 0)
{
output_high(pin_d1);
output_high(pin_d2);
output_high(pin_d3);
delay_us(900);
output_low(pin_d1);
output_low(pin_d2);
output_low(pin_d3);
delay_ms(20);
}
else if(durum == 1)
{
output_low(pin_d1);
output_low(pin_d2);
output_high(pin_d3);
delay_us(hiz);
30
output_low(pin_d3);
delay_ms(20);
}
else if(durum == 2)
{
output_low(pin_d1);
output_high(pin_d2);
output_low(pin_d3);
delay_us(hiz);
output_low(pin_d2);
delay_ms(20);
}
else if(durum == 3)
{
output_low(pin_d1);
output_high(pin_d2);
output_high(pin_d3);
delay_us(hiz);
output_low(pin_d2);
output_low(pin_d3);
delay_ms(20);
}
else if(durum == 4)
{
output_high(pin_b0);
output_low(pin_b3);
output_high(pin_d1);
output_low(pin_d2);
output_low(pin_d3);
delay_us(hiz); //t2
output_low(pin_d1);
delay_ms(20);
31
}
else if(durum == 5)
{
output_low(pin_b0);
output_high(pin_b3);
output_high(pin_d1);
output_low(pin_d2);
output_low(pin_d3);
delay_us(hiz); //t2
output_low(pin_d1);
delay_ms(20);
}
if (durum2 == 6)
{
output_low(pin_d4);
}
else if (durum2 == 7)
{
output_high(pin_d4);
}
32
4.2.3. Joystick Kontrol Paneli
Aracın hareketi bilgisayar kontrolünün yanı sıra butonla harekete ek olarak kullanıcının
kolay kullanımı joystick ile de sağlanmıştır ve panel görüntüsü şekil 17.’de verilmiştir.
Araç dışardan bir joystick ile arayüzde bulunan diğer kontrol butonlarının pasif edilmesi
kaydı ile kontrol edilebilir.
Şekil 17. Joystick kontrol paneli
4.2.4. Sensör Bilgi Paneli
Cihazda bulunan basınç ve sıcaklık sensörlerinden alınan anlık bilgileri göstermektedir.
‘Sensör paneli’ arayüz görüntüsü şekil 18.’de verilmiştir. PIC den bilgisayara gelen veriler
1 ile başlıyorsa sıcaklık değeri alınır, 1 büyük bir değerle başlıyorsa basınç değeri alınır.
Her sensörden saniyede bir bilgi alınmaktadır. Bu bilgiler veri tabanında kaydedilip
geçmişe ait verilerin grafikleri de çizdirilebilmektedir.
33
Şekil 18. Sensör paneli
CCS C programında sıcaklık ve basınç sensörleri için yazılan kodlar aşağıda verilmiştir.
//sıcaklık değerinin okunması ve gönderilmesi
set_adc_channel(0);
bilgi = read_adc();
sicaklik = ((0.0048828125 * bilgi) * 100) + 100;
printf("%Ld",sicaklik);
//basınç değerinin okunması ve gönderilmesi
set_adc_channel(1);
bilgi = read_adc();
basinc = (((0.0048828125 * bilgi) - (5 * 0.04)) / (5 * 0.000901)) + 200;
printf("%Ld",basinc);
enable_interrupts(int_rda);
34
4.2.5. Veri Gönderme Paneli
Şekil 19.’da görüntüsü verilen paneldir. Araca veri gönderilmek istendiğinde açılan
kutuya veri girilir ve gönder butonuna basılır.
Şekil 19. Veri gönderme paneli
Programda veri göndermek için send fonksiyonu tanımlanmıştır.
public void send(byte data)
{
if (serialPort1.IsOpen)
{
byte[] buffer = { 0 };
buffer[0] = data;
serialPort1.Write(buffer, 0, 1);
}
Else
{
messageBox.Show(‘‘ Port açık değil’’ , ‘‘ Hata ’’ );
}
}
Örneğin program içinde herhangi bir buton fonksiyonunun içine send(100) yazılarak pice
100 verisi gönderilmektedir.
35
4.2.6. Aydınlatma Paneli
Bu panel, cihaz içerisinde bulunan aydınlatma sisteminin kontrolünü sağlamaktadır.
Aydınlatma sistemini, sadece gerektiğinde çalıştırılması için hazırlanmıştır ve kontrolü
anahtarlama devresiyle sağlanmıştır. Aydınlatma panelinin görüntüsü şekil 20.’de
verilmiştir. Sarı lamba durumu ışığın yakılmak istenmesi durumunda (ledlerin sönük
olması sonucu istenen durum), gri lamba ise ışığın kapatılmak istenmesi durumunda
(ledlerin yanıyor olması sonucu istenen durum) aktif edilir. Ayrıca lambaların sualtı ışık
durumuna göre açılıp kapatılmasını sağlamak amacı ile tetikleme devresi kullanılmaktadır.
Şekil 20. Aydınlatma paneli
4.2.7. Görüntü Paneli
Cihaz içerisinde bulunan kameradan alınan sualtı görüntüsünü kullanıcıya aktaran
paneldir. Panelde üç adet buton bulunmaktadır. Orta buton görüntü alma işlemi yapan
cihazın faaliyetini durdur, ilk buton durdurma işini sona erdirir (görüntü alma devam eder),
üçüncü buton anlık fotoğraf kayıt işlemleri için kullanılır. Panel görüntüsü şekil 21.’de
verilmiştir.
36
Şekil 21. Görüntü paneli
4.3. Karşılaşılan Zorluklar ve Alınan Önlemler
Proje kapsamında yapılan deneysel çalışmalarda karşılaşılan zorluklar genellikle su
ortamından kaynaklı olup, araç parçalarının izolasyonu ile sorun ortadan kaldırılmaya
çalışılmıştır.
Diğer bir sorun bağlantı kablolarının gerekli akımı taşıması ve sağlığı tehlikeye
atmayacak şekilde iletimi sağlamasıydı. Bu nedenle araç beslemesinde kullanılan 12V, 50
Hz şebeke standartlarını sağlamaktadır ve araç içi bağlantılarda kullanılan kablolar TSE
standartlarına uyar. Motor sürücülerinde ise EMC (Electro Magnetic Compliant)
standartlarına uygun olarak üretilen sürücüler kullanılmıştır.
Aracın su içerisinde kontrollü hareketi kontrol ünitesi, motor hareketleri bunun yanında
aracın dinamik yapısına da bağlıdır. Örneğin herhangi bir noktada hava kalması araç
batırılmasını olumsuz yönde etkilemiştir. Bu nedenle aparatların bulunacağı hazneler hava
kalmayacak şekilde vakumlanıp, gerekli izolasyon sağlanarak araca monte edilmiştir.
37
4.4. Baskı Devre
Çizimi tamamlanan kontrol devresinin sualtı aracına montelenmesi için baskı devre
şeması
şekil
22.’de
gösterildiği
gibi
hazırlanarak
yerleştirilmiştir.
Şekil 22. Baskı devre şeması
38
devre
ekipmanları
üzerine
5. SONUÇLAR
5.1. Motorların PIC ile Kontrolü
Sualtı aracı hareketinin iki adet yan (özdeş) ve bir adet orta motor olmak üzere toplam
üç motorla sağlandığından önceki kısımlarda bahsedilmişti. Motorların çalışması ve
kontrolü PIC C Compiler programı ve 16f877 işlemcisi kullanılarak sağlanmıştır.
Bilgisayardan PIC’in C7 pinine değerler gönderilerek, bu değer sonucunda D1 pininden
(orta motorun), D2 pininden (sağ motorun) ya da D3 pininden (sol motorun) çıkış
sinyalleri alınmıştır. Aşağıda bahsedilen tanımlarda pinler direkt motora bağlanmış gibi
algılanabilir ancak pin D1, D2, D3 çıkış uçları sürücü kısmına bağlantılıdır dolayısıyle
motorla da bağlantısı da yapılmıştır.
Durum 0: Motorların çalışmaya hazır şekilde bekletildiği durumdur. Bu durumdayken
araç çalışmaz ancak C7 pinine uygun değer gönderilmesini bekler. Motorun çalışmaya
hazır olduğu, motora sürücü üzerinden verilen işaret sonucunda motordan uygun ses
gelmesiyle anlaşılır.
Bilgisayardan PIC’e çalışmasını sağlayacak değer gönderilmediği durumda üç motor
için de 20.09ms periyot, 47.9452 Hz frekansında DGM gözlenmiştir.
Orta motor için çalıştırılmaya hazır olarak bekletildiği haldeki osiloskop görüntüsü şekil
23.’te verilmiştir.
Şekil 23. D1 pininden alınan osiloskop görüntüsü
39
D2 pinine bağlı sağ motorun çalışmaya hazır durumda olduğunu gösteren grafik şekil
24.’te verilmiştir.
Şekil 24. D2 pininden alınan osiloskop görüntüsü
D3 pinine bağlı sol motorun çalışmaya hazır olduğu durumda D3 pininden alınan
osiloskop görüntüsü şekil 25.’te verilmiştir.
Şekil 25. D3 pininden alınan osiloskop görüntüsü
Durum 1: Hazır durumda bekletilen motorlara bilgisayardan sadece C7 pinine sırasıyla
150, 170, 190 ve 200 değerlerinde veriler gönderilerek osiloskop görüntüleri kaydedildi.
40
C7 pinine 150 değeri gönderilmesi sonucunda D1 pininde 21.5ms periyodunda ve
46.9667 Hz frekansına sahip DGM şekil 26.’da verilen grafikte gözlenmiştir.
Şekil 26. Verilen 150 değeri için D1 pininden alınan osiloskop
görüntüsü
Şekil 27.’de C7 pinine 170 değeri gönderilmiş ve D1 pininden 21.70 ms periyotlu ve
45.9882 Hz frekanslı DGM işaretinin osiloskop görüntüsü alınmıştır.
Şekil 27. Verilen 170 değeri için D1 pininden alınan osiloskop
görüntüsü
Şekil 28.’de C7 pinine 190 değeri gönderilmiş ve D1 pininden 21.90 ms periyotlu,
45.9882 Hz frekanslı DGM dalga şekli gözlenmiştir.
41
Şekil 28. Verilen 190 değeri için D1 pininden alınan osiloskop
görüntüsü
Şekil 29.’da C7 pinine 200 değeri gönderilmiş ve 22 ms periyotlu ve 45.0097 Hz
frekanslı DGM işaretin osiloskop görüntüsü verilmiştir.
Şekil 29. Verilen 200 değeri için D1 pininden alınan osiloskop
görüntüsü
Durum 2: İleri yönlü hareketin sağlandığı durumdur. Bu hareket yan motorların
pervane dönüşlerinin ters yönde yapılmasıyla sağlanmıştır öyleki orta motor devre dışıdır.
42
C7 pinine 100 değeri gönderilmiş ve osiloskopta 21ms periyotlu 49.9452 Hz frekanslı
DGM dalga şekli şekil 30.’da gözlenmiştir .
Şekil 30. Verilen 100 değeri için D2 pininden alınan osiloskop
görüntüsü
C7 pinine 150 değeri gönderilmiş ve şekil 31.’de verilen 21.5 ms periyotlu ve 46.9667
Hz frekanslı DGM dalga şekli gözlenmiştir.
Şekil 31. Verilen 150 değeri için D2 pininden alınan osiloskop
görüntüsü
43
C7 pinine 100 değeri gönderilmiş ve şekil 32.’de verilen 22 ms periyotlu ve 47.9452 Hz
frekanslı DGM dalga şekli gözlenmiştir.
Şekil 32. Verilen 100 değeri için D3 pininden
alınan osiloskop görüntüsü
Şekil 33.’te de C7 pinine 150 değeri gönderilmiş ve 21.5 ms periyotlu ve 46.9667 Hz
DGM dalga şekli gözlenmiştir.
Şekil 33. Verilen 150 değeri için D3 pininden alınan osiloskop
görüntüsü
44
6. YORUMLAR DEĞERLENDİRMELER
İnsansız sualtı aracı, gelişen teknoloji ile birlikte insan gücünü en aza indirerek,
zamandan tasarruf etmek ve sağlığa yönelik tehlikeleri ortadan kaldırmak amacı ile su
ortamında gereksinimi artan bir araç haline gelmiştir. Boyutu, ağırlığı ve kontrol
mekanizması ile kullanıcılara kolaylık sağlayan insansız sualtı aracı belirli sıcaklık, basınç
değerleri alma ve sualtında görüntü alma özellikleri ile birlikte gerek hobi gerekse bilimsel
araştırmalara ışık tutacak niteliktedir.
Kullanılan motorların sessiz çalışma özelliği; özellikle sualtı bilimsel çalışmalarda
sualtında yaşayan canlıların yaşamlarına engel oluşturmayacak nitelikte olup, renk ve
tasarımı ile sualtı yaşamına uygunluk sağlamaktadır.
Proje boyunca yapılan çalışmalarda motor kontrollerinin hangi elektronik elemanlarla
ve hangi program kodları ile sağlanacağı kavranmış aynı zamanda sualtı veri toplamak
amaçlı kullanılan sensörlerin kullanım ve değerlendirilmesi hakkında bilgi ve deneyim
sahibi olunmuştur. Baskı devre çalışmalarının çizim uygulaması ve gerekli bağlantılarının
uygun izolasyonlar ile yapılması edinilen bilgiler kapsamındadır. Proje; çalışılan sualtı
ortamının şartlarından dolayı mekanik aksamın su içerisindeki hareketi ve duruşu
konusunda geniş çaplı araştırmalar yapma imkanı sunmuştur.
Yapılan çalışmalar doğrultusunda, orta seviye bir bütçe ile bir sualtı aracı tasarlanarak;
laboratuvar çalışmaları ile birlikte amaçlarına uygun olarak yapılan tasarım, uygulamaya
dönüştürülmüştür. Proje doğrultusunda edinilen her türlü bilginin ve tecrübenin grup
üyelerine mühendislik yaşamı boyunca problemlere ışık tutması hedeflenmektedir.
45
KAYNAKLAR
[1]. P.W., Singer, Wired For War, The Penguin Press, New York, 2009.
[2]. W., Douglas, “A Brief History of Unmanned Ground Vehicle (UGV)
Development Efforts”, “Special Issue on Unmanned Ground Vehicles”
Unmanned Systems Magazine, Volume 13, Number 3, 1995, pp. 4-7.
[3]. Ö. Yıldız, A. Yılmaz, ve B. Gökalp, “State-of-the-Art System Solutions for
Unmanned Underwater Vehicles”, Radioengineering, Cilt 18, Sayı 4, s. 590-600,
Aralık, 2009
[4]. S. Bulut ve M. Unveren, HSK Teknik Bülten, 2011.
[5]. J. R. Hendershot and T. Miller, Design of Brushless Permanent Magnet Motors.
[6]. Magna Physics, Publishing and Clarendon Press, Oxford, 1994.
[7]. “MPX5999D dataseheet’’, Technical Information Center, 2009.
[8]. “LM35 datasheet’’, National Semiconductor Corporation, U.S.A, 1995.
46
EKLER
EK 1. STANDARTLAR VE KISITLAR
Bitirme Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aşağıdaki
soruları cevaplayınız.
1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.
İnsansız sualtı aracının su içerisinde sağ, sol, yukarı, aşağı hareketlerini motorlar
yardımı ile sağlamak, su altından sıcaklık ve basınç bilgisi almak aynı zamanda görüntü
almak gibi işlemleri yerine getiren donanımı ve kontrolü grubumuz tarafından
tasarlanmıştır. Yan hazneler 2 adet 7cm çapında orta motor haznesi 13cm çapında,10 cm
yüksekliğe sahip 35x25 boyutlarında yaklaşık ağırlığı 5kg’dır.
2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?
Proje kapsamında aracın su içerisindeki ağırlığına göre suyun kaldırma kuvvetini göz
önüne alarak aracın su içerisindeki hareketi sağlanmıştır.
3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?
C++ dersinde öğrenilen C dili, Elektronik Devreler dersi ve Otomatik Kontrol sistemleri
dersinde öğretilen motor kontrolü ve diğer derslerde alınan birçok teorik bilgi proje
boyunca kullanılmıştır.
4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?
Araç beslemesinde kullanılan 12V, 50 Hz şebeke standartlarını sağlamaktadır ve araç
içi bağlantılarda kullanılan kablolar TSE standartlarına uyar. Motor sürücülerinde ise EMC
(Electro Magnetic Compliant) standartlarına uygun olarak üretilen sürücüler kullanılmıştır.
5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?
a) Ekonomi
Aynı alanda yapılan diğer uygulamalara karşı bu projede kullanılan her türlü yazılım
donanım ve yazılım programı her türlü ekonomik şartlara uygundur.
b) Çevre sorunları:
Projemizin çevreyi olumsuz etkileyecek herhangi bir etkisi yoktur. Motorlar çalışması
esnasında su içerisinde herhangi bir gürültü veya atık madde çevreye verilmemiştir.
c) Sürdürülebilirlik:
47
Kullanım alanları bakımından kişiler üzerinde zamandan tasarruf sağlaması ve
geliştirilebilir programlama yazılımları ile ürün amaçlar doğrultusunda geliştirilebilir.
d) Üretilebilirlik:
Proje araştırma çalışmalarında kolaylıklar sağlayacak yapıdadır. Aynı zamanda benzer
projelerden daha az maliyette ve daha kolay bulunabilecek malzemelerle yapılması
planlandığında üretilebilirliği mümkündür.
e) Etik:
Tasarlanan projenin sadece kullanıcının kontrolünde olması planlandığından ve çevreye
bir zararının olmadığı tespit edildiğinden etiğe uygun kurallar çerçevesinde olumsuz bir
etkisi yoktur.
f) Sağlık:
Projenin tasarlanmasında temel alınan standartlar çerçevesinde sağlık sorunu yaratacak
bir durum içermemektedir.
g) Güvenlik:
Bu araç sayesinde çalışmalar daha güvenli bir şekilde yapılacaktır. İnsan gücüne
gereksinim olmadığından insan sağlığı için tehlike oluşturacak ortamlardan kaçınılmış
olur.
h) Sosyal ve politik sorunlar:
Yapılan projede amaç insan güvenliğini sağlamak ve zamandan tasarruf yapmaktır.
Proje de yapılan insansız sualtı aracı basit bir halde tasarlanmak istense de; yalıtım, ağırlık
ve dağıtım gibi belirli bir karmaşık yapısı bulunmaktadır. Bu gibi problemler projede
tasarladığımız sistemin kişiler tarafından kullanılmasında küçük çaplı problemler
yaratabilir. Bu sebepten sistemin çok daha basite indirgenmesi ver herkes tarafından
kullanılabilir hale getirilmesi gerekebilir.
48
Çizelge E1. Proje öğrencileri ve imzaları
Projenin Adı
İNSANSIZ SUALTI ARACI
Projedeki
Öğrenciler
Dilek
DOĞRU
Didem
GENÇ
Mehmet
Murat
Servet
Emre TERZİ GEDİKLİ PEKER
Öğrenci İmzası
ve Tarihi
49
Elvan
DOĞAN
EK 2. 1,100.1000 Adet İçin Proje Malzeme Birim Fiyat Listesi
Çizelge E.2.1. 1 Adet ürün oluşturmak için proje malzeme birim fiyat listesi
Ürün Adı
Referans
Marka
Ürün Vasfı
Değeri
Sağlayan
Firma
Sipariş
Kodu
Birim
Fiyatı
(TL)
NTM Prop
Drive Series
3548 900kv
Motor-1
NTM
Motor
900
rpm/V
Hobbyking
NTM354
8-900
39.27
AC2830-358
Motor-2
DIY Drones
Motor
850
rpm/V
Robitshop
RT-DY0021
65.49
AC2830-358
Motor-3
DIY Drones
Motor
850
rpm/V
Robitshop
RT-DY0021
65.49
60A ESC
ESC-1
E-MAX
Sürücü
60A
Robitshop
RT04005
72.35
20A ESC
ESC-2
E-FLY
Sürücü
20A
Robitshop
20A ESC
ESC-3
E-FLY
Sürücü
20A
Robitshop
Replacement
fan for
4.5inch/114mm
EDF (7blade)
Per-1
Replacement
fan for
3inch/76.2mm
EDF (7blade)
Per-2
Replacement
fan for
3inch/76.2mm
EDF
PIC16F877
Per-3
PIC
EDF
Pervane
114mm/
7
bıçaklı
Hobbyking
RTTHK18374
RTTHK18374
OR00101506
44.25
44.25
22.68
EDF
Pervane
76.2mm
/7
bıçaklı
Hobbyking
OR00101503
13.61
EDF
Pervane
76.2mm
/7
bıçaklı(
7blade)
Hobbyking
OR00101503
13.61
MICROCHIP
İşlemci
50
DC-20
MHz
TrFarnell
976113
9.27
MPX5999D
M1
Free Scale
Sensör
1000KP
A
TrFarnell
1566182
25
Led
105
lümen
Goq
Aydınlatma
ts-60
7
Semiconductor
Led Modülü
White
Led
SMD 5050
Ekmg101
C1
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.4932
Ekmg101
C2
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.4932
CAP
C3
Kapasite
22 pF
Tr Farnell
1686763
0.144
United
ChemiCon
CAP
C4
Unıted
ChemiCon
Kapasite
22 pF
Tr Farnell
1686763
0.144
Capacitor Alum
Elec
C5
Nichicon
Kapasite
1 nF
Tr Farnell
1854114
0.4932
Capacitor Alum
Elec
C6
Nichicon
Kapasite
1 nF
Tr Farnell
1854114
0.4932
CAP
C7
Vishay
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.4932
CAP
C8
Vishay By
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.4932l
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.4932
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.4932
Components
CAP
C9
Vishay By
Components
CAP
C10
Vishay By
Components
5G10D 1K
R1
1000R/ 1/2W
Direnç
1K
Tr Farnell
9622160
0.1354
CBT50J100R
R2
100R/ 1/2W
Direnç
100
Tr Farnell
1265111
0.1704
CBT50J100R
R3
100R/ 1/2W
Direnç
100
Tr Farnell
1265111
0.1706
51
LM35AZ
LM35
St Mıcro
Sensör
Electronics
-55ºC/
Tr Farnell
2102667
3.16
150ºC
HZS12-39
Vcc
Haze Akü
Besleme
Kaynağı
12V 39
Ah
ADC Güç
Kaynakları
BA-42
116.55
Silikon
-
Elit
İzolsayon
10 ‘lu
çubuk
Koçtaş
55H/1
4.75
Yan hazne
Y1
Fırat Plastik
Boru
7.5cm
/35cm
Koçtaş
874-9
5
Yan hazne
Y2
Fırat Plastik
Boru
7.5cm
/35cm
Koçtaş
874-9
5
Klemens-köprü
K1
OPK Series
Klemens
6 giriş
Serkan
Elektrik
8659/8
15
Pleksiglas
malzeme
-
Evieda
Dış iskelet
45x55x
0.5 cm
Enkosis
A-965
27
Sigorta
S1
Siemens
Sigorta
100A
Siemens
5SP419-7
60.40
Hava Boruları
-
-
Yardımcı
ekipman
3m
Boncuk
Akvaryum
-
12
Şambiyel
-
-
Hava
Haznesi
75sm
Trabzon
Bisiklet
-
5.25
Şambiyel
-
Hava
Haznesi
75sm
Trabzon
Bisiklet
-
5.25
65 jumper
-
OEM
Bağlantı
Kabloları
65 adet
Robotistan
874-G2
7.98
SR1245-A
RL-1
Sanel Röle
Röle
12V80A
Sanel Röle
8472-6
12
SR1245-A
RL-2
Sanel Röle
Röle
12V80A
Sanel Röle
8472-6
12
SR1245-A
RL-3
Sanel Röle
Röle
12V80A
Sanel Röle
8472-6
12
SR1245-A
RL-4
Sanel Röle
Röle
12V80A
Sanel Röle
8472-6
12
BD139B
TR-1
ST Micro
Electronics
Transistör
1.5 A
Tr
1015770
0.474
5V
Farnell
52
HD Life Web
Cam
Cam
Microsoft HD
Life
Kamera
720p
1280x
Kliksa
9584-A
BC547B
TR-2
Multi Comp
Transistör
1.5 A
Tr
1574881
0.99
5V
Farnell
24 Pin
Deniz
Elektronik
Lab.
897PC-9
72.7
PICKIT
KIT-1
Delab
Programlayıcı
66
Toplam: 878.76 TL
53
Çizelge E.2.2. 100 Adet ürün oluşturmak için proje malzeme birim fiyat listesi
Ürün Adı
Referans
Marka
Ürün Vasfı
Değeri
Sağlayan
Firma
Sipariş
Kodu
Birim
fiyat
(100
adet)
TL
NTM Prop
Drive Series
3548 900kv
Motor-1
NTM
Motor
900 rpm/V
Hobbyking
NTM3548900
32
AC2830-358
Motor-2
DIY Drones
Motor
850 rpm/V
Robitshop
RT-DY0021
58
AC2830-358
Motor-3
DIY Drones
Motor
850 rpm/V
Robitshop
RT-DY0021
58
60A ESC
ESC-1
E-MAX
Sürücü
60A
Robitshop
RT-04005
59
20A ESC
ESC-2
E-FLY
Sürücü
20A
Robitshop
RT-THK18374
38.50
20A ESC
ESC-3
E-FLY
Sürücü
20A
Robitshop
RT-THK18374
38.50
Per-1
EDF
Pervane
114mm/7
bıçaklı
Hobbyking
OR00101506
19.68
Per-2
EDF
Pervane
76.2mm/7
bıçaklı
Hobbyking
OR00101503
19.68
Per-3
EDF
Pervane
76.2mm/7
bıçaklı
Hobbyking
OR00101503
8.61
Replacement
fan for
4.5inch/114m
m EDF
(7blade)
Replacement
fan for
3inch/76.2m
m EDF
(7blade)
Replacement
fan for
3inch/76.2m
m EDF
(7blade)
54
PIC16F87720/P
PIC
MICROCHIP
İşlemci
DC-20
MHz
Free Scale
Tr Farnell
Tr
9761373
4.98
1566182
18.82
MPX5999D
M1
Semiconductor
Sensör
1000KPA
Farnell
Led Modülü
White
Led
SMD 5050
Led
105 lümen
Goq
Aydınlatma
ts-60
6.2
Ekmg101
C1
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.3195
Ekmg101
C2
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.3195
CAP
C3
Kapasite
22 pF
Tr Farnell
1686763
0.072
United
ChemiCon
CAP
C4
Unıted
ChemiCon
Kapasite
22 pF
Tr Farnell
1686763
0.072
Capacıtor
Alum Elec
C5
Nichicon
Kapasite
1 nF
Tr Farnell
1854114
0.3195
Capacıtor
Alum Elec
C6
Nichicon
Kapasite
1 nF
Tr Farnell
1854114
0.3195
CAP
C7
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.3195
CAP
C8
Vishay By
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.3195
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.3195
Components
CAP
C9
CAP
C10
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.3195
5G10D 1K
R1
1000R/ 1/2W
Direnç
1K
Tr Farnell
9622160
0.0362
4
100R/ 1/2W
Direnç
100
Tr Farnell
1265111
0.1232
100R/ 1/2W
Direnç
100
Tr Farnell
1265111
0.1232
CBT50J100R
CBT50J100R
R2
R3
Vishay By C.
55
PICKIT
KIT-1
Delab
Programlayıcı
24 Pin
Deniz
Elektronik
Lab.
897PC-9
70,70
HZS12-39
Vcc
Haze
Besleme
Kaynağı
12V 39 Ah
ADC Güç
Kaynakları
BA-42
87.55
Silikon
-
Elit
İzolsayon
10 ‘lu
çubuk
Koçtaş
55H/1
3.25
Yan hazne
Y1
Fırat Plastik
Boru
7/35cm
Koçtaş
874-9
3.5
Yan hazne
Y2
Fırat Plastik
Boru
7.5cm
/35cm
Koçtaş
874-9
3.5
Klemensköprü
K1
OPK Series
Klemens
6 giriş
Serkan
Elektrik
8659/8
8
Pleksiglas
malzeme
-
Evieda
Dış iskelet
45x55x0.5
cm
Enkosis
A-965
19
Sigorta
S1
Siemens
Sigorta
100A
Serkan
Elektrik
5SP419-7
49.10
Hava Boruları
-
-
Yardımcı
ekipman
3m
Boncuk
Akvaryum
-
7.35
Şambiyel
-
Hava Haznesi
75sm
Trabzon
Bisiklet
-
5.25
Şambiyel
-
Hava Haznesi
75sm
Trabzon
Bisiklet
-
5.25
65 jumper
-
OEM
Bağlantı
Kabloları
65 adet
Robotistan
833/2
7.98
Polisan
Koruma
400ml
Polisan
7655214
8.15
Yağlı Boya
SR1245-A
RL-1
Sanel Röle
Röle
12V- 80A
Sanel Röle
8472-6
9.5
SR1245-A
RL-2
Sanel Röle
Röle
12V- 80A
Sanel Röle
8472-6
9.5
SR1245-A
RL-3
Sanel Röle
Röle
12V- 80A
Sanel Röle
8472-6
9.5 tl
SR1245-A
RL-4
Sanel Röle
Röle
12V- 80A
Sanel Röle
8472-6
9.5 tl
BD139B
TR-1
ST Micro
Electronics
Transistör
1.5 A
Tr
1015770
0.32 tl
5V
Farnell
56
HD Life Web
Cam
Cam
Microsoft HD
Life Cam
Kamera
720p
1280x720
Kliksa
9584-A
50
LM35AZ
LM35
St Micro
Sensör
-55ºC/
Tr
2102667
0.85
150ºC
Farnell
1.5 A
Tr
1574881
5V
Farnell
0.528
tl
Electronics
BC547B
TR-2
Multi Comp
Transistör
Toplam Maliyet:735.63TL
57
Çizelge E.2.3. 1000 Adet ürün oluşturmak için proje malzeme birim fiyat listesi
Ürün Adı
Referans
Marka
Ürün Vasfı
Değeri
Sağlayan
Firma
Sipariş
Kodu
Birim
fiyatı
1000
adet
(TL)
NTM Prop
Drive Series
3548 900kv
Motor-1
NTM
Motor
900 rpm/V
Hobbyking
NTM3548900
27
AC2830-358
Motor-2
DIY Drones
Motor
850 rpm/V
Robitshop
RT-DY0021
45
AC2830-358
Motor-3
DIY Drones
Motor
850 rpm/V
Robitshop
RT-DY0021
45
60A ESC
ESC-1
E-MAX
Sürücü
60A
Robitshop
48
RT-04005
20A ESC
ESC-2
E-FLY
Sürücü
20A
Robitshop
RT-THK18374
29.50
20A ESC
ESC-3
E-FLY
Sürücü
20A
Robitshop
RT-THK18374
29.50
Per-1
EDF
Pervane
114mm/7
bıçaklı
Hobbyking
OR00101506
14.68
Replacement fan
for
3inch/76.2mm
EDF (7blade)
Per-2
EDF
Pervane
76.2mm/7
bıçaklı
Hobbyking
OR00101503
14.68
Replacement fan
for
3inch/76.2mm
EDF (7blade)
Per-3
EDF
Pervane
76.2mm/7
bıçaklı
Hobbyking
OR00101503
5.561
PIC16F877-20/P
PIC
MICROCHIP
İşlemci
DC-20
MHz
Farnell
9761373
4.98
MPX5999D
M1
Free Scale
Semiconductor
Sensör
1000KPA
Farnell
1566182
13.79
Replacement fan
for
4.5inch/114mm
EDF (7blade)
58
Led Modülü
White
Led
SMD 5050
Led
105 lümen
Goq
Aydınlatma
ts-60
4.8
Ekmg101
C1
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.1785
Ekmg101
C2
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.1785
CAP
C3
Kapasite
22 pF
Tr Farnell
1686763
0.018
CAP
C4
Unıted
ChemiCon
Kapasite
22 pF
Tr Farnell
1686763
0.018
Capacitor Alum
Elec
C5
Nichicon
Kapasite
1 nF
Tr Farnell
1854114
0.1785
Capacıtor Alum
Elec
C6
Nichicon
Kapasite
1 nF
Tr Farnell
1854114
0.1785
CAP
C7
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.1785
CAP
C8
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.1785
CAP
C9
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.1785
CAP
C10
Vishay By
Components
Kapasite
1 uF
Tr Farnell
1686953
0.1785
5G10D 1K
R1
1000R/ 1/2W
Direnç
1K
Tr Farnell
9622160
0.03624
CBT50J100R
R2
100R/ 1/2W
Direnç
100
Tr Farnell
1265111
0.0732
CBT50J100R
R3
100R/ 1/2W
Direnç
100
Tr Farnell
1265111
0.0732
LM35AZ
LM35
Stmıcro
electronics
Sensör
-55ºC/
Tr
2102667
0.66
150ºC
Farnell
United
ChemiCon
59
HZS12-39
Vcc
Haze
Besleme
Kaynağı
12V 39 Ah
ADC Güç
Kaynakları
BA-42
72.35
Silikon
-
Elit
İzolsayon
10 ‘lu
çubuk
Koçtaş
55H/1
2.6
Yan hazne
Y1
Fırat Plastik
Boru
7.5cm
/35cm
Koçtaş
874-9
1.75
Yan hazne
Y2
Fırat Plastik
Boru
7.5cm
/35cm
Koçtaş
874-9
1.75
Klemens-köprü
K1
OPK Series
Klemens
6 giriş
Serkan
Elektrik
8659/8
5.5
Pleksiglas
malzeme
-
Evieda
Dış iskelet
45x55x0.5
cm
Enkosis
A-965
15
Sigorta
S1
Siemens
Sigorta
100A
Serkan
Elektrik
5SP419-7
39.25
Hava Boruları
-
-
Yardımcı
ekipman
3m
Boncuk
Akvaryum
-
4.75
Şambiyel
-
-
Hava Haznesi
75sm
Trabzon
Bisiklet
-
4.15
Şambiyel
-
-
Hava Haznesi
75sm
Trabzon
Bisiklet
-
4.15
65 jumper
-
OEM
Bağlantı
Kabloları
65 adet
Robotistan
Polisan
Koruma
400ml
Polisan
7655214
5.15
Yağlı Boya
4.35
SR1245-A
RL-2
Sanel Röle
Röle
12V- 80A
Sanel Röle
8472-6
9.5
SR1245-A
RL-3
Sanel Röle
Röle
12V- 80A
Sanel Röle
8472-6
9.5
SR1245-A
RL-4
Sanel Röle
Röle
12V- 80A
Sanel Röle
8472-6
9.5
BD139B
TR-1
ST Micro
Electronics
Transistör
1.5 A
Tr
1015770
0.32
5V
Farnell
Multi Comp
Transistör
1.5 A
Tr
1574881
0.328
5V
Farnell
BC547B
TR-2
60
PICKIT
HD Life Web
Cam
SR1245-A
KIT-1
Cam
RL-1
Delab
Programlayıcı
24 Pin
Deniz
Elektronik
Lab.
897PC-9
58
Microsoft HD
Life Cam
Kamera
720p
1280x720
Kliksa
9584-A
42.25
Sanel Röle
Röle
12V- 80A
Sanel Röle
8472-6
9.5
Toplam Maliyet: 512.25 TL
61
ÖZGEÇMİŞ
Didem GENÇ, 22 /07/1990 tarihinde Amasya ilinin Merzifon ilçesinde doğdu.
İlköğretiminin ilk iki yılını Güventürk İlkokulunda tamamladı. İlkokul 3.sınıftan itibaren
Kadir Has İlköğretim Okulu’na devam ederek lise eğitimini ise Sema Yazar Anadolu
Lisesi’nde tamamladı. 2008 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik
Mühendisliği Bölümü’nde lisans eğitimine başladı. 3. Sınıfta bölümlerin ayrılması ile
seçimini Elektrik ve Kontrol dalı olarak yaptı. Şu anda 4. Sınıf öğrencisi olarak öğrenimine
devam etmektedir.
Elvan DOĞAN, 15 /03/1989 tarihinde Sivas ilinin İmranlı ilçesinde doğdu.
İlköğretimini Asım Özden Y.İ.B.O’ da tamamladı. Lise eğitimini Kongre Lisesi’nde
tamamladı. 2009 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği
Bölümü’nde lisans eğitimine başladı. 3. Sınıfta bölümlerin ayrılması ile seçimini
Elektronik ve Haberleşme dalı olarak yaptı. Şu anda 4. Sınıf öğrencisi olarak öğrenimine
devam etmektedir.
Murat GEDİKLİ,07 /12/1989 tarihinde İstanbul ilinin Üsküdar ilçesinde doğdu.
İlköğretimini Melahat Akkutlu İ.Ö.O ‘da, lise eğitimini ise Kadıköy İntaş Lisesi’nde
tamamladı. 2009 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği
Bölümü’nde lisans eğitimine başladı. 3. Sınıfta bölümlerin ayrılması ile seçimini Elektrik
ve Kontrol dalı olarak yaptı. Şu anda 4. Sınıf öğrencisi olarak öğrenimine devam
etmektedir.
Dilek DOĞRU, 19 /08/1988 tarihinde Zonguldak ilinde doğdu. İlköğretimini Kozlu
Alparslan İ.Ö.O ’da, lise eğitimini ise Kozlu Lisesi‘nde tamamladı. 2009 yılında Karadeniz
Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü’nde lisans eğitimine
başladı. 3. Sınıfta bölümlerin ayrılması ile seçimini Elektronik ve Haberleşme dalı olarak
yaptı. Şu anda 4. Sınıf öğrencisi olarak öğrenimine devam etmektedir.
Mehmet Emre Terzi, 21 /07/1991 tarihinde Trabzon ilinin Of ilçesinde doğdu.
İlköğretimini Cumapazarı İ.Ö.O ’da, lise eğitimini ise Taşhan Lisesi’nde tamamladı. 2008
62
yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü’nde
lisans eğitimine başladı. 3. Sınıfta bölümlerin ayrılması ile seçimini Elektrik ve Kontrol
dalı olarak yaptı. Şu anda 4. Sınıf öğrencisi olarak öğrenimine devam etmektedir.
Servet PEKER, 01 /09/1990 tarihinde Niğde ilinin Çamardı ilçesinde doğdu.
İlköğretiminin ilk 5 yılını Mahmatlı Köyü Birleştirilmiş Sınıflı İ.Ö.O’ da, 6.sınıfı Mehmet
Akif Ersoy İ.Ö.O’ da ve geri kalan diğer iki yılı ise Atatürk İ.Ö.O ‘ da tamamladı. Lise
eğitimini Maltepe Lisesi’nde tamamladıktan sonra 2008 yılında Karadeniz Teknik
Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümünü kazanarak 3.sınıfta yapılan alan
seçiminde Elektronik ve Haberleşme dalını seçti. Şu anda 4. Sınıf öğrencisi olarak
öğrenimine devam etmektedir.
63