KARBONMONOKSĠT GAZI DEDEKTÖRÜ

Transkript

1 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

2

3 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

4 ii

5 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 iii

6 iv

7 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 v

8 vi

9 ĠÇĠNDEKĠLER LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU.....iii ÖNSÖZ....v ĠÇĠNDEKĠLER...vii ÖZET.x SEMBOLLER VE KISALTMALAR xii 1. GĠRĠġ KARBONMONOKSĠT (CO) ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER KARBON (C) VE OKSĠJEN (O) ELEMENTLERĠ VE KĠMYASAL ÖZELLĠKLERĠ KARBON OKSĠJEN PERĠYODĠK CETVEL VE MOLEKÜL AĞIRLIĞI YOĞUNLUK ĠLĠġKĠSĠ CO GAZI NEDĠR? CO GAZI FARK EDĠLEBĠLĠR MĠ? FARK EDĠLEBĠLĠRSE NASIL FARK EDĠLĠR? CO ZEHĠRLENMELERĠNDE GÖRÜLEN BELĠRTĠLER KARBONMONOKSĠT (CO) GAZININ ETKĠ ġeklġ KARBONMONOKSĠT ZEHĠRLENMELERĠ VE BELĠRTĠLERĠ CO ZEHĠRLENMESĠNDE YAPMAMIZ GEREKENLER KARBONMONOKSĠT GAZI SIZMASI SONUCU BĠR TAKIM OLAYLAR DETEKTÖR ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER DETEKTÖR NEDĠR? KARBONMONOKSĠT DETEKTÖRLERĠ SENSÖR NEDĠR? CO SENSÖRÜ DEVRE ELEMANLARI VE ÖZELLĠKLERĠ...15 vii

10 4.1.MĠKRODENETLEYĠCĠ MĠKRODENETLEYĠCĠ NEDĠR? MĠKRODENETLEYĠCĠYE NEDEN ĠHTĠYAÇ DUYARIZ? NEDEN PIC SEÇTĠK? KULLANDIĞIMIZ PIC ÇEġĠTLERĠ VE ÖZELLĠKLERĠ PIC 16F628A PIC 12F ULN MQ-7 SENSÖRÜ RÖLE W06 TEK FAZLI SĠLĠKON KÖPRÜ DOĞRULTUCU PIC ĠLE YAPILAN ĠġLEMLER VE KODLAR KOD BĠLGĠLERĠ PIC 16F628A ĠLE YAPMIġ OLDUĞUMUZ KODLAMA ĠġLEMĠ CO DETEKTÖRÜNÜN ÇALIġMA PRENSĠBĠ SONUÇ KAYNAKÇA EKLER...50 viii

11 ix

12 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. x

13 xi

14 SEMBOLLER VE KISALTMALAR V: Volt A: Amper ma: mili Amper C: Karbon O: Oksijen CO: Ppm: CO-Hb: PIC: PCB: PBP: g/mol: Hz: MHz: TTL: CMOS: Yarıiletken) LED: Karbonmonoksit Bir milyon hava partikülündeki gaz partikülü sayısı Karboksihemoglobin Peripheral Interface Controller (Çevresel Üniteleri Destekleme Arabirimi) Printed Circuit Board (Baskı Devre) Pic Basic Pro gram/mol Hertz Mega Hertz Transistor Transistor Logic Complementary Metal Oxisde Semiconductor (Tamamlayıcı Metal Oksit Light Emitting Diode (IĢık Saçan Diyot) xii

15 xiii

16 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. 1

17 2

18 2. KARBONMONOKSĠT (CO) ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER 2.1 KARBON (C) VE OKSĠJEN (O) ELEMENTLERĠ VE KĠMYASAL ÖZELLĠKLERĠ 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 g/mol Maddenin hali Katı Elektrik Direnci ( ) nω m (20 C'de) Isıl iletkenlik Ses hızı ( ) W/(m K) m/s 3

19 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 Ģekilde bulunur. yi meydana getirir. Oksijen doğada molekül olarak bu 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 g/mol Isıl iletkenlik Ses hızı 0,02674 W/(m K) m/s 4

20 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 yani atom ağırlığının gram/mol, O atomunun kütle numarasının ise 16 yani atom ağırlığının 16 gram/mol olduğunu periyodik cetvelden biliyoruz 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. 5

21 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 g/mol = g/mol (2) Kısaca CO gazının kimyasal özelliklerinden bahsedecek olursak; Sembolü: CO Molekül Ağırlığı: 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 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. 6

22 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]. 7

23 2.5. KARBONMONOKSĠT (CO) ZEHĠRLENMELERĠNDE GÖRÜLEN BELĠRTĠLER 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 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 8

24 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. 9

25 Çizelge 3. Havadaki karbonmonoksit oranına göre zehirlenme belirtileri Havadaki oran (maruz kalma süresi) Zehirlenme belirtileri % Atmosferdeki ortalama oranı % 0.01 Ciddi bir olgu gözlenmez, tesirsizdir % 0.02 (1.5 saat) BaĢ ağrısı ve zehirlenme izleri % % 0.05 (1 saat) BaĢ dönmesi, göz kararması, kusma, Ģuur kaybı ve ortamda kalmaya devam edilirse ölümle sonuçlanır. % % 0.1 (1 saat) Bilinç kaybı, ortamda kalmaya devam edilirse ölümle sonuçlanır. % 1 (0.5 saat) Ölümle sonuçlanır 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. 10

26 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 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 % 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) 11

27 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]. 12

28 3. DETEKTÖR ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER 3.1. DETEKTÖR NEDĠR? Detektör; bir maddenin varlığını, yerini, oranını ya da mesafesini saptamamıza yarayan elektronik cihazdır 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 ppm (bir milyon hava partikülündeki gaz partikülü sayısı) aralığında olması durumunda, detektörümüz sesli ve görsel olarak alarm vermelidir SENSÖR NEDĠR? Sensörler; fiziksel bir iģareti elektriksel bir iģarete çevirmeye yarayan elektronik devre elemanlarıdır 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 13

29 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 = g/mol Oksijen = 16 g/mol Dolayısıyla CO = 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. 14

30 4. DEVRE ELEMANLARI VE ÖZELLEĠKLERĠ 4.1. MĠKRODENETLEYĠCĠ 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] 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. 15

31 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 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 16

32 Microchip in 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 KULLANDIĞIMIZ PIC ÇEġĠTLERĠ VE ÖZELLĠKLERĠ 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 Program hafıza tipi Program hafızası CPU hızı RAM Data EEPROM Sayısal haberleģme çevre birimi Yakala / KarĢılaĢtır Değeri Flash 3.5 KB 5 MIPS 224 bytes 128 bytes 1-A/E/USART 1 CCP 17

33 PWM çevre birimleri Zamanlayıcı -bit, -bit KarĢılaĢtırıcı 2 Sıcaklık aralığı -40 ile 125 ÇalıĢma gerilimi 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 PIC 12F675 Fiyatı oldukça uygun olan bu mikrodenetleyicinin özelliklerinden bahsedecek olursak; Çizelge 5. PIC 12F675 parametre değer iliģkisi Parametre ismi Program hafıza tipi Program hafızası CPU hızı RAM Data EEPROM Değeri Flash 1.75 KB 5 MIPS 64 bytes 128 bytes Sayısal haberleģme 1-A/E/USART çecre birimi Zamanlayıcı -bit, -bit KarĢılaĢtırıcı 2 Sıcaklık aralığı -40 ile 125 ÇalıĢma gerilimi V 18

34 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 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. 19

35 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. 20

36 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. 21

37 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 ppm arasında değiģen karbonmonoksiti algılayan bu yarıiletken gaz sensörü, -10 ile 50 C arasında 22

38 çalıģabilir ve 5V ta sadece 150mA akım çeker. Analog çıkıģı sayesinde algılanan gaz konsantrasyonu ise kolayca okunabilir 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. 23

39 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 24

40 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=% 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=% (PORTB nin tüm pinlerini giriģ olarak yönlendir) TRISB=255 TRISA=% (PORTA nın tüm pinlerini çıkıģ olarak yönlendir) TRISA=0 PORTA=0 PORTB=0 (PORTA nın giriģlerini sıfırla) (PORTB nin çıkıģlarını sıfırla) Ġkinci adım olarak DEFINE komutundan bahsedelim. 25

41 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=0 (PORTB nin 5 numaralı ucunu 0 yap.) (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) 26

42 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) 27

43 .. return (ana programa geri dön) DEVICE komutları ise mikrodenetleyicimizin baģlangıç koģullarını ve iģlevini ayarlamamıza imkan sağlar. Mikrodenetleyicimizin modelini burda belirtmeliyiz. Biz PIC 16F628 kullandığımız pic16f628 yazdık, farklı bir mikrodenetleyici için kendi modelinin adını yazmalıyız. Kullandığımız DEVICE komutlarını görelim ve sırasıyla ne iģlem yaptıklarını açıklayalım DEVICE pic16f628 (iģlemci tipi DEVICE pic16f628, DEVICE pic16f628, PWRT_ON (Watchdog Timer pasif) (Power-On Timer DEVICE pic16f628, PROTECT_OFF (Program kodu koruması DEVICE pic16f628, MCLR_OFF (MCLR pini 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. 28

44 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. 29

45 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 DEVICE pic16f628, DEVICE pic16f628, DEVICE pic16f628, DEVICE pic16f628, MCLR_OFF 30

46 @ DEVICE pic16f628, INTRC_OSC_NOCLKOUT ' 'DEFINE OSC 4 ' CMCON=7 TRISB=% TRISA=% PORTA=0 PORTB=0 ; CLEAR 'tüm değiģkenler sıfırlandı ' portb=% porta=% basla: if portb.5=0 then pause 10 if portb.5=0 then pause 10 if portb.5=0 then pause 10 31

47 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 32

48 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 33

49 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 34

50 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. 35

51 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: 36

52 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 37

53 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. 38

54 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 39