SMS KONTROLLÜ KOMBİ SİSTEMİ

Transkript

1 T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü SMS KONTROLLÜ KOMBİ SİSTEMİ Ozan AKBULUT Prof. Dr. Temel KAYIKÇIOĞLU Mayıs 2013 TRABZON

2 T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü SMS KONTROLLÜ KOMBİ SİSTEMİ Ozan AKBULUT Prof. Dr. Temel KAYIKÇIOĞLU Mayıs 2013 TRABZON

3 LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU Ozan AKBULUT tarafından Prof. Dr. Temel KAYIKÇIOĞLU yönetiminde hazırlanan SMS Kontrollü Kombi Sistemi başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir. Danışman : Prof. Dr. Temel KAYIKÇIOĞLU Jüri Üyesi 1 : Doç. Dr. Ali GANGAL Jüri Üyesi 2 : Yrd. Doç. Dr. Gökçe HACIOĞLU Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İsmail Hakkı ALTAŞ ii

4 ÖNSÖZ Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında emeği geçenlere, kılavuzun son halini almasında yol gösterici olan kıymetli hocam Sayın Temel KAYIKÇIOĞLU na şükranlarımı sunmak istiyorum. Ayrıca bu çalışmayı destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi Rektörlüğü ne Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölüm Başkanlığına içten teşekkürlerimi sunarım. Her şeyden öte, eğitimim süresince bana her konuda tam destek veren aileme ve bana hayatlarıyla örnek olan hocalarıma saygı ve sevgilerimi sunarım. Ozan AKBULUT Trabzon, 2013 iii

5 İÇİNDEKİLER Lisans Bitirme Projesi Onay Formu ii Önsöz iii İçindekiler iv Özet vi Şekiller Dizini vii Çizelgeler Dizini viii Semboller Ve Kısaltmalar ix 1. GİRİŞ 1 2. GENEL BİLGİLER Kontrol Devresi Besleme Devresi Sistem Elemanları Arduino Uno R3 Launchpad GSM/GPRS Modem Röle LM35 Sıcaklık Sensörü Oda Termostatı Kombi LCD Ekran BC337 Transistör Direnç Kondansatör Transformatör Köprü Diyot ve Led AT KOMUTLARI YAZILIM Arduino IDE Programın Akış Diyagramı Program DENEYSEL ÇALIŞMALAR Sistem Bağlantıları Besleme Devresi İle Kontrol Devresi Arasındaki Bağlantılar Arduino Launchpad İle GSM/GPRS Modem Arasındaki Bağlantılar 30 iv

6 Arduino Launchpad İle Kontrol Elemanları Arasındaki Bağlantılar Sistemin Çalışması SONUÇLAR YORUMLAR VE DEĞERLENDİRMELER 35 Kaynaklar 36 Ek-1: Çalışma Takvimi 37 Standartlar ve Kısıtlar Formu 38 Özgeçmiş 42 v

7 ÖZET Günümüzde cep telefonlarının kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Gelişen teknoloji ve mobil iletişim sektörü sayesinde, uzaktan istenilen bir sistemi kontrol etmek ve sistemin işleyişinden haberdar olmak mümkündür. SMS Kontrollü Kombi Sistemi projesi ile kullanıcının mobil telefondan SMS yollayarak kombinin açılıp kapanmasını sağlayacağı bir sistem tasarlanmıştır. Gerçekleştirilen bu sistemin en büyük avantajı; yerden ve zamandan bağımsız olmasıdır. Şöyle ki; kullanıcı istediği zaman, istediği yerden sadece SMS yollayarak kombinin açılmasını ve kapanması sağlamaktadır. Diğer bir avantajı ise sistem üzerinde küçük değişiklikler yaparak kontrol edilmek istenen başka sistemlere de uygun hale getirilebilmesidir. Sistem uzaktan kontrol uygulamaları için hem esnek yapıda hem de ucuz maliyetli bir çözüm sunmaktadır. Bu projede, piyasada yaygın olarak kullanılan PIC mikrodenetleyici yerine ARDUINO UNO R3 mikroişlemci kullanılmıştır. vi

8 ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa No Şekil 1. Projenin sistem modeli.2 Şekil 2.1. Arduino Uno R3 4 Şekil 2.2. Beti GSM/GPRS Modem..4 Şekil 3. Sistemin blok diyagramı...5 Şekil 4. Besleme devresinin Proteus Isis programında çizilmiş şeması 6 Şekil 5. ATMEGA328P Mikroişlemci pin yapısı.7 Şekil 6.1. Rölenin Proteus Isis programındaki görüntüsü.9 Şekil 6.2. Kullanılan röle...9 Şekil 7. LM35 Sıcaklık sensörünün pin yapısı 10 Şekil 8. LM016L LCD ekran ve bu ekranın Proteus Isis görüntüsü...12 Şekil 9. BC337 Transistörün pin yapısı...12 Şekil 10. Köprü diyotun Proteus Isis programındaki görüntüsü.14 Şekil 11. Entegre tipi gerilim regülatörü.14 Şekil 12. Modeme gelen SMS i okuma komutları..17 Şekil 13. Sistem tarafından gönderilen SMS...18 Şekil 14. Boş bir Arduino IDE sayfası 19 Şekil 15. Programın akış diyagramı 20 Şekil 16. Besleme devresi 28 Şekil 17. Besleme devresi ile kontrol devresi arasındaki bağlantı..29 Şekil 18. Arduino Launchpad ile modem arasındaki bağlantı.30 Şekil 19. Arduino Launchpad ile kontrol elemanları arasındaki bağlantı...31 Şekil 20. SMS ile Arduino çıkış pininin değişiminin testi..32 vii

9 ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa No Çizelge 1. Atmega328P hafızaları.8 Çizelge 2. Renklerine göre ledlerin eşik gerilimleri 14 Çizelge 3. Programda kullanılacak AT komutları...16 viii

10 SEMBOLLER VE KISALTMALAR A V W Ω DC AC Hz F GND ADC Si Np Ns Vi Vo Ii Io s m k NO NC SMS GSM GPRS AT SIM LCD LED M2M : Amper :Volt :Watt :Ohm :Doğru Akım :Alternatif Akım :Hertz :Frekans :Ground (Toprak) :Analoj/Dijital Çevirici :Silisyum :Transformatörün primer sarım sayısı :Transformatörün sekonder sarım sayısı :Giriş gerilimi :Çıkış gerilimi :Giriş akımı :Çıkış akımı :Saniye :Mili :Kilo :Normally Open :Normally Closed :Short Message Service (Kısa mesaj servisi) :Groupe Spécial Mobile (Global System for Mobile Communications) :General Packet Radio Service :Attention command : Subscriber Identity Module :Liquid Crystal Display :Light Emitting Diode :Machine to Machine ix

11 ETSI ASCII EEPROM RAM IDE Tx Rx :European Telecommunication Instute :American Standart Code for Information Interchange :Electronically Erasable Programmable Read Only Memory :Read Access Memory :Bütünleşik geliştirme ortamı :Verici :Alıcı x

12 1. GİRİŞ Yapılan bu çalışmada kombi bir kontrol sistemine bağlanmıştır. Kontrol sisteminin ana elemanları ARDUINO UNO R3 Mikroişlemci, GSM Modem ve röledir. ARDUINO UNO R3 Mikroişlemci, bilgisayar üzerinden, istenilen değişiklikleri sağlamak amacıyla programlanmıştır. Literatür çalışmaları sonucunda görüldü ki; SMS ile uzaktan kontrol sistemi birçok alanda kullanılmıştır. Bu uygulamaların çoğu PIC Mikrodenetleyici kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan uygulamalardan biri; kullanıcının sıcaklık ölçme isteğini SMS yollayarak sisteme bildirmesi ve sistemin sıcaklık sensörü ile ölçtüğü sıcaklık değerini kullanıcıya SMS olarak geri bildirmesidir [1]. Bu uygulamayı daha da geliştirerek kullanıcı tarafından gelen SMS ile ayarlanabilen, istenen saat ve tarihlerde sulama yapabilen, hava şartlarına göre sulama zamanlarını ayarlayarak kullanıcıya bilgi mesajı gönderen bir SMS tabanlı sulama sistemi de gerçekleştirilen sistemlerden bir diğeridir[2]. SMS ile uzaktan kontrol sistemlerinin en yaygın olarak kullanıldığı sistemlerin başında akıllı ev otomasyonlar gelir. Bu konuda birçok çalışma yapılmıştır. Genel olarak lambaların, camların, çeşitli alarmların ve kapıların açılıp kapanmasının SMS ile kontrol edilmesi için sistemler geliştirilmiştir [3]. Yine buna benzer olarak kapı, pencere, sulama sistemi, kombi, fırın, aydınlatma sistemi kontrolü ve bunlara ek olarak gaz sensörü ile herhangi bir gaz kaçağında kullanıcıyı SMS ile bilgilendiren bir sistem de geliştirilmiştir [4]. Kombi sistemleri için yapılmış olan çalışmalarda SMS ile kontrol uygulaması pek kullanılmamıştır. Bunun yerine sabit bir hat kullanılarak, arama yapma yöntemiyle kombi kontrol edilmiştir. Bu sistemde kullanıcı kontrol devresindeki hattı arıyor, telefon belirli sayıda çaldıktan sonra sistem cevap veriyor ve kontrol edilmek istenen eleman hangi röleye bağlıysa bu rölelere numara veriliyor. Kullanıcı kontrol edeceği elemanın numarasını tuşlayarak aç/kapa yapıyor. Bu sistem kullanıcılara karışık gelebilir ve zaman kaybı yaratır. Bu nedenle SMS ile kontrol uygulaması bir adım daha öne çıkmaktadır.

13 2. GENEL BİLGİLER Günümüzde kombi ile ısıtılan evlerdeki en büyük sorun gaz ve enerji sarfiyatı sorunudur. Şöyle ki; kullanıcıların çoğu gaz tasarrufu sağlamak için evden çıkarken kombilerini kapatmaktadırlar. Dolayısıyla evlerine geri döndüklerinde soğuk bir ev ile karşılaşmaktadırlar. Kullanıcılar hem gaz tasarrufu sağlamak hem de sıcak bir eve girmek istemektedirler. Bu sorunun çözümü SMS Kontrollü Kombi Sistemi projesi ile sağlanmıştır. Kullanıcı evden çıkarken kapattığı kombiyi eve dönmeden SMS yollayarak çalıştırır ve döndüğünde sıcak bir evle karşılaşır. Bir başka açıdan, kullanıcı evden çıkarken kombiyi açık unutmuş olabilir. Kombiyi kapatmak için eve dönmek yerine SMS yollayarak kombinin kapanmasını sağlayabilmektedir. Bu projede kombi kullanıcılarının bir başka sorunu olan, kombi açık durumdayken oluşan gaz ve enerji sarfiyatının en aza indirilmesi için oda termostatı kullanılmıştır. Oda termostatı ile sistemin sıcaklığı tesisat suyu sıcaklığına göre değil de ev içindeki sıcaklığa göre ayarlanmaktadır. Şekil 1. Projenin sistem modeli 2

14 Şekil 1 incelendiğinde; verici telefon yani kullanıcı, kombiyi açma veya kapama isteğini SMS şeklinde göndermektedir. Bu SMS in içeriği ON veya OFF şeklinde olmalıdır. Kullanıcı ON mesajı gönderdiğinde kombi açılacak, OFF mesajı gönderdiğinde kombi kapanacaktır. Kullanıcının attığı bu SMS ler, kontrol devresine bağlı bulunan GSM Modem tarafından alınmaktadır. Kontrol devresinde, bu modeme bağlı bulunan Arduino Uno R3 mikroişlemcisi gerekli AT komutları ile gelen mesajı okumaktadır ve önceden programlandığı şekilde bu mesajları değerlendirmektedir. İçindeki program sayesinde çıkış pinini lojik-1 veya lojik-0 yaparak, bu pine bağlı bulunan röle ile kombiyi açmakta veya kapamaktadır. Sistemin çalışması için 12V (DC) ve 5V (DC) gerilimlere ihtiyaç vardır. Bu projede gerçekleştirilen sistem gerekli gücü şebeke geriliminden (220V, 50 Hz.) sağlamaktadır. Dolayısıyla AC/DC invertör devresi tasarlanmış ve projeye entegre edilmiştir. Bu invertör devresi sayesinde harici bir adaptöre ihtiyaç olmadan şebekeden çekilen AC gerilim, 12V (DC) ve 5V (DC) gerilimlere dönüştürülmektedir Kontrol Devresi Gerçekleştirilen sistem bir uzaktan kontrol sistemidir. Dolayısıyla sistemin en önemli kısmı kontrol devresidir. Kontrol devresi bir mikroişlemci, mikroişlemci launchpad, bir GSM Modem, bir röle ve gerekli ayarlamalar için elektronik malzemelerden oluşmaktadır. Bu projede mikroişlemci olarak; ATMEL firmasının ATMEGA328P-PU mikroişlemcisi ve ARDUINO UNO R3 Launchpad kullanılmıştır. GSM Modem olarak; üzerine SIM900 GSM Modül entegre edilmiş Beti firmasının geliştirdiği Beti GSM/GPRS Modem kullanılmıştır. Şekil 2.1 ve şekil 2.2 de, kullanılan GSM modem ve Launchpad üzerinde mikroişlemci resimleri bulunmaktadır. Şekil 2.2 deki GSM modem resmi incelendiğinde, modemin sağ alt tarafında SIM900 GSM modülü gözükmektedir. Aynı zamanda bilgisayar bağlantısı için gerekli olan RS232 seri portu ve GSM haberleşmesi için gerekli olan anten de yine bu şekilden gözükmektedir. 3

15 Şekil 2.1. ARDUINO UNO R3 Şekil 2.2. Beti GSM/GPRS modem Kullanıcının attığı SMS, GSM modem üzerine takılmış olan SIM kart tarafından alınacaktır. Önceden programlanmış Arduino, GSM modem üzerindeki SIM900 GSM modülüne AT komutları ile ulaşmaktadır. AT komutlarına göre gelen mesajı okur, kendi içerisinde değerlendirir, bu değerlendirmenin sonucunda çıkış pininin durumunu ayarlar ve okunan mesajı siler. Sistem geri beslemesi için LM35 sıcaklık sensörü kullanılmıştır. Kullanıcının verdiği komut okunduğu anda ve okunduğu andan 5 dakika sonra kullanıcıya LM35 den okunan sıcaklık değeri SMS olarak gönderilmektedir. Böylelikle kullanıcı komut verildiği andaki sıcaklık değeri ile 5 dakika sonraki sıcaklık değerinin karşılaştırarak verdiği komutun çalışmaya başlayıp başlamadığını görebilecektir. Kullanıcı kombiye açılmasını bildirdiğinden 5 dakika sonra gelen mesajdaki sıcaklık değeri, komutu yolladığında gelen sıcaklık değerinden daha yüksekse sistemde bir sorun yok demektir. Aynı şekilde kullanıcı kombinin kapanmasını istediğinde, 5 dakika sonra gelen sıcaklık değeri, ilk andaki değerden düşük olacaktır. 4

16 KULLANICI CEP TELEFONU SMS GSM MODEM LM35 ARDUINO UNO R3 LCD EKRAN RÖLE ODA TERMOSTATI KOMBİ Şekil 3. Sistemin blok diyagramı Şekil 3 de sistemin blok diyagramı gösterilmiştir. Arduino ile GSM modem sürekli bir seri iletişim içinde bulunmaktadır. Arduino modeme sürekli AT komutu yollamakta ve modem de sürekli olarak bu komutlara cevap vermektedir. Bu nedenle Arduino Uno R3 ve GSM modem arasındaki ok çift yönlüdür. Geri besleme zamanı geldiğinde LM35 den alından sıcaklık değeri kullanıcıya gönderileceği için GSM modem ile kullanıcı cep telefonu arasında da iki yönlü haberleşme olmaktadır. Dolayısıyla modem ve cep telefonu arasındaki ok da çift yönlü olarak kullanılmıştır. Sistem çalışırken yapılan işlemleri izleyebilmek için LCD ekran kullanılmaktadır Besleme Devresi Sistemin çalışması için gerekli olan 12V (DC) ve 5V (DC) gerilimler, ana şebekeden (220V, 50 Hz.), AC/DC invertör ile sağlanmaktadır. 5

17 Şekil 4. Besleme devresinin Proteus Isis programında çizilmiş şeması Şekil 4. deki devrenin üstte kalan kısmı 5V, alttaki kısmı 12V DC gerilim üretmektedir. Devrede önce şebeke voltajı olan 220V AC gerilim, gerilim değeri 2*12V, gücü 3W olan bir transformatör ile 12V değerine indirilmektedir. Ardından köprü diyotlar ile gerilim doğrultulmaktadır. 5V için 7805 gerilim regülatörü, 12V için 7812 gerilim regülatörü kullanılmaktadır. Doğrultulan gerilim 7805 ve 7812 gerilim regülatörlerinin 1. bacağına bağlanmıştır. Bu regülatörlerin 2. bacakları toprak uçlarıdır. Dolayısıyla 2. bacaklar toprağa bağlanmıştır. Çıkış uçları olan 3. Bacaklarından 7805 regülatöründe 5V, 7812 regülatöründe 12V DC gerilim elde edilmektedir Sistem Elemanları Bu bölümde projede kullanılan elemanları tanımlanacaktır Arduino Uno R3 Launchpad Arduino, bir işlemci değildir. Arduino bir geliştirme platformudur ve açık kaynaklıdır. Arduino üzerinde ATMEL firmasının ürettiği ATMEGA328P 6

18 mikroişlemcisi bulunmaktadır. Arduino ile bu işlemci programlanmaktadır. Arduino Uno R3 Lanuchpad şekil 2.1 de gösterilmiştir. Arduino nun analog ve dijital giriş pinleri bulunmaktadır. Bu pinler sayesin analog ve dijital veriler işlenebilmektedir. Bu durum sensörler ile iletişimi kolaylaştırmaktadır. ATMEGA328P 28 pinli bir mikroişlemcidir. 7. Ve 8. pinleri sırasıyla Vcc ve GND uçlarıdır. Aynı şekilde 22. pin de GND ucudur. ATMEGA328P de B, C ve D portları mevcuttur. Şekil 5: ATMEGA328P Mikroişlemci pin yapısı Şekil 5 de ATMEGA328P nin pin yapısı gösterilmiştir. PORT B: 8 bitten oluşmaktadır. Her bir bit giriş/çıkış olarak kullanılabilmektedir. Bu pinler kendi içlerinde pull-up dirençlerine sahiptirler. PORT C: 7 bitten oluşmaktadır. Her bir bit giriş/çıkış olarak kullanılabilmektedir. Bu pinler kendi içlerinde pull-up dirençlerine sahiptirler. C Portunun pinleri aynı 7

19 zamanda ADC (analog/dijital dönüştürücü) olarak kullanılabilmektedirler. PC6 pini (C portunun 6. pini) aynı zamanda RESET pinidir. PORT D: 8 bitten oluşmaktadır. Her bir bit giriş/çıkış olarak kullanılabilmektedir. Bu pinler kendi içlerinde pull-up dirençlerine sahiptirler. PD0 (D portunun 0. pini) ve PD1 (D portunun 1. pini) pinleri sırasıyla Rx, Tx pinleridir. ATMEGA328P nin 20. pini olan AVcc; ADC içim gerekli gücü sağlamaktadır. ADC kullanılmıyorsa, AVcc Vcc ile ilişkilenir ve AVcc=Vcc olur. ADC kullanılıyorsa, AVcc; Vcc nin alçak geriçeren süzgeç ile filtrelenmiş hali olur. AREF pini; ADC için analog referans pinidir. Çizelge 1 de ATMEGA328P mikroişlemcisinin hafızaları gösterilmiştir. [5] Çizelge 1. ATmega328P hafızaları Flash EEPROM RAM 32 KByte 1 KByte 2 KByte GSM/GPRS Modem GSM/GPRS Modem, M2M uygulamalarda GSM üzerinden kontrol sağlanabilmek için geliştirilmiştir. Modem üzerinde SIM900 GSM modülü bulunur. SIM kart bu modüle bağlanır. Modem üzerindeki diğer elemanlar modülün düzgün çalışması için tasarlanan devrenin elemanlarıdır. Modem üzerinde seri iletişimi kolaylaştırmak için portlar oluşturulmuştur. Böylelikle fazladan entegrelere gerek kalmadan direkt olarak modem ile iletişimin sağlanmasına olanak tanınmıştır. Aynı zamanda modemin mikroişlemci vb. entegreler yerine bilgisayar gibi aletlere bağlanılması gerektiğinde kullanılması için RS232 seri portu ve MAX232 entegresi bu modeme eklenmiştir. 8

20 Bu projede GSM/GPRS modem ile Arduino Uno R3 Launchpad ek bir bağlantı kullanılmadan direkt olarak Rx, Tx uçlarından birbirlerine bağlanmıştır. Projede kullanılan GSM/GPRS modem şekil 2.2 de verilmiştir. Modem üzerindeki SIM900 modülün bazı özellikleri: 850, 900, 1800, 1900 MHz frekans bandlarında çalışabilmektedir. AT Komutları ile kontrol edilebilmektedir. Çalışma sıcaklığı -40 C ile +85 C arasındadır. [6] Türkiye de GSM operatörleri GSM900 ve GSM1800 frekans bandlarını kullanmaktadır. Kullanıcı hangi operatör ile çalışacağını kendisi seçeceğinden dolayı kullanılan modemin bu iki frekans bandını destekliyor olması gerekmektedir Röle Röleler bir elektrik devresinin açılıp kapanmasını sağlayan elektriksel anahtarlardır. Şekil 6.1 de rölenin Proteus Isis programındaki görüntüsü, şekil 6.2 de de sistemde kullanılan rölenin resmi verilmektedir. Şekil 6.1. Rölenin Proteus Isis programındaki görüntüsü Şekil 6.2. Kullanılan röle Röleler 3 bölümden meydana gelir. Bunlar: Bobin, Palet ve Kontaktır. Rölenin girişi bobindir. Gerçekleştirilen sistemde röleler oda termostatın kombiye bağlanan aparatının girişine bağlanmıştır. 9

21 LM35 Sıcaklık Sensörü LM35, 3 bacaklı, yarı iletken bir sıcaklık sensörüdür. Gerçekleştirilen sistemde geri besleme için kullanılmıştır. LM35 in çıkışı analogtur. Dolayısıyla Arduino da LM35 ten gelen uç analog girişe girer ve Arduino nun içindeki program sayesinde gelen analog bilgi sayısala dönüştürülür. LM35 in pin yapısı şekil 7 de gösterilmektedir. Şekil 7. LM35 Sıcaklık sensörünün pin yapısı LM35 Sıcaklık sensörünün bazı teknik özellikleri: * Giriş gerilimi: -0.2V 35V * Çıkış gerilimi: -1V 6V * Çıkış akımı: 10mA * -40 C ile +110 C arasını ölçebilmektedir. [7] Oda Termostatı Oda termostatında bir sıcaklık sensörü bulunmaktadır. Bu sensörden odanın sıcaklığı alınır ve termostatın üzerindeki LCD ekrandan sürekli olarak gösterilir. Termostatın içerisindeki program sayesinde kullanıcı termostatı istediği sıcaklığa göre programlayabilmektedir. Böylelikle kombinin çalışması tesisat suyu sıcaklığına göre değil de ev içindeki sıcaklığa göre ayarlanmaktadır. Örneğin; oda termostatı 22 C ye ayarlı ise oda sıcaklığı 22 C de sabit kalmaktadır. Böylelikle yakıttan ve enerjiden tasarruf sağlanmaktadır. 10

22 Kombi Kombi kelimesi dilimize İngilizce olan Combined (Birleşik) kelimesinden geçmiştir. Kombi ile konutun hem ısınma hem de sıcak su ihtiyacı karşılandığı için birleşik bir sistemdir. Kombilerde ısıtılan su borular aracılığıyla konut içerisindeki kalorifer peteklerine ve sıcak su borularına dağılmaktadır. Bu dağıtımın yapılabilmesi için kombinin içerisinde bir pompa bulunmaktadır. Kullanıcı kombinin üzerindeki kontrol panelinde dolanan suyun sıcaklığı ayarlamaktadır. Suyun sıcaklığı kullanıcının istediği değere geldiğinde kombi kendini otomatik olarak kapatır. Suyun sıcaklığı düşmeye başladığında kombi kendini tekrar çalıştırır ve suyu, programlanmış olan sıcaklık değerine kadar ısıtır. Kombinin bu sıcaklık değerlerini karşılaştırabilmesi için içerisinde bir termostat bulunmaktadır. Kombilerde, dışarıdan bir kontrol sistemi bağlanabilmesi için 2 addet uç bırakılmaktadır. Eğer dışarıdan harici bir kontrol sistemi bağlanmıyorsa bu uçlar kısadevre edilir LCD Ekran LCD (Liquid Crystal Display) ekran, 2 adet cam tabakanın arasına likid kristal sıkıştırılarak oluşturulmaktadır. İçerisinde bulunan sıvı, ışığı tek fazlı olarak geçirmektedir. Kontrol sisteminde kullanılan LCD ekran 2 satır, 16 sütunluk LM016L LCD ekranıdır. Şekil 8 de kullanılmakta olan LCD ekran ve bu ekranın Proteus Isis programındaki görüntüsü verilmiştir. 11

23 Şekil 8. LM016L LCD ekran ve bu ekranın Proteus Isis programında görüntüsü LM016L LCD ekranının beslemesi 2 numaralı VDD ucudur. Kullanılmayan D0,D1,D2,D3 uçları ile 1 numaralı VSS ucu toprağa bağlanmaktadır BC337 Transistör BC337 Silisyum malzemeden üretilmiş, npn tipinde bir transistördür. Düşük güçlü uygulamalarda anahtarlama görevi görmek üzere kullanılabilmektedir. Aynı zamanda BC337 yükselteç devrelerinde de kullanılabilmektedir. Kollektör ile Emitör arasındaki doyma gerilimi (Vce), 50V dur. Emitör ile baz arasındaki ters yönlü gerilim değeri (Vbe), 5V dur. Kollektör akımı 800mA, baz akımı 100mA dir. 150 C sıcaklığa kadar olan ortamlarda çalışabilmektedir. [8] BC337 Transistörün pin yapısı şekil 9 da gösterilmiştir. Transistörün 1. pini kollektör, 2. pini baz, 3. pini emitör uçlarıdır. Şekil 9. BC337 Transistör pin yapısı 12

24 Direnç Dirençler kullanıldıkları devrelerde akımı düşürmeye veya gerilimi bölmeye yarayan elemanlardır. Projede direnç kullanılmasının nedeni devre elemanlarının yüksek akımdan dolayı yanmasını önlemektir Kondansatör Kondansatör iki iletken levha arasına bir dielektrik malzeme konularak üretilmiş devre elemanlarıdır. Kısa süreli olarak elektrik yükünü depo ederler. AC kuplaj için kullanılabilirler Transformatör Transformatörler AC işaretlerin, frekanslarını değiştirmeden, genlik değerlerini değiştirmeye yarayan devre elemanlarıdır. Bu değişim manyetizma sayesinde gerçekleşmektedir. Girişindeki ve çıkışındaki gerilim ve ya akım değerlerinin ayarlanması, transformatörün girişindeki (primer) ve çıkışındaki (sekonder) sarım sayıları ile orantılıdır. Bu orantı denklem (1) de verildiği gibidir. Np = Vi = Io Ns Vo Ii (1) (1) Denkleminde; Np: Primer sarım sayısı Ns: Sekonder sarım sayısı Vi: Giriş gerilimi Vo: Çıkış gerilimi Ii: Giriş akımı Io: Çıkış akımını ifade etmektedir. 13

25 Köprü Diyot AC/DC İnvertör devresi yaparken girişteki AC işaretin doğrultulması gerekmektedir. Bu doğrultma köprü diyot ile gerçekleştirilir. Köprü diyot, 4 adet diyotun uygun şekilde birleştirilmesiyle oluşmaktadır. Diyotların kutuplanması alternatif akımın hem pozitif hem de negatif alternansını doğrultacak şekildedir. Şekil 10 da bir köprü diyotun Proteus Isis programındaki görüntüsü verilmiştir. Diyotların kutuplanması bu şekil üzerinden daha iyi anlaşılabilmektedir. Şekil 10. Köprü diyotun Proteus Isis programındaki görüntüsü ve 7812 Gerilim Regülatörleri sabit DC bir gerilim elde etmek için kullanılmaktadır. Elektronik cihazların çoğu hassas cihazlardır ve ufak bir gerilim dalgasından kolaylıkla etkilenerek bozulabilmektedirler. Bu dalgalanmaları yok etmek için gerilim regülatörleri kullanılmaktadır. Şekil 11. Entegre tipi gerilim regülatörü 14

26 Şekil 11 de de görüldüğü gibi entegre tipi gerilim regülatörleri 3 bacaklıdır. 78xx serisinin 1 numaralı bacağı giriş bacağıdır. 2 numaralı bacak GND, 3 numaralı bacağı çıkış bacağıdır. Pozitif DC gerilim regüle etmek için en çok kullanılan gerilim regülatörü 78xx serisidir. Bu serinin son iki rakamı çıkış gerilimini vermektedir. Örneğin 7805; 5V, 7812; 12V çıkış gerilimi sağlamaktadır. Negatif gerilim regüle etmek için 79xx serisi yaygın olarak kullanılmaktadır Led Ledler ışık yayan diyotlardır. Doğru polarlandıklarında üzerinden geçen akıma göre ışık yayarlar. Ledler de diyot oldukları için onların da bir eşik gerilimi vardır ve bu gerilim değeri ledin rengine göre değişiklik gösterir. Farklı renklerdeki bazı ledlerin eşik gerilimi çizelge 2 de verilmiştir. Çizelge 2. Renklerine göre ledlerin eşik gerilimleri Kırmızı Turuncu Sarı Yeşil Mavi Beyaz 1.8V 2.1V 2.2V 2.4V 2.6V 3V 3.5V 3V 3.5V 15

27 3. AT KOMUTLARI AT Komutları (Attention Command), ETSI (European Telecommunication Instute) nin cep telefonları için geliştirdiği bir standarttır. AT komutları ile SIM karta erişilebilmekte ve istenilen şeyler bu komutlar sayesinde telefona dokunmadan yaptırılabilmektedir. Bu komutlarla IMSI bilgisinden, modem veya telefon üreticisine kadar her bilgi öğrenilebilmektedir. Aynı zamanda SMS gönderme, SMS okuma, SMS silme, arama yapma gibi fonksiyonlar da bu komutlar sayesinde herhangi bir tuşa basmadan yapılabilmektedir. AT komutlarının iki formatı vardır. Bunlar: TEXT ve PDU dur. Bu projede TEXT formatı kullanılmıştır. PDU formatında metinler ASCII (American Standard Code for Information Interchange) kodlarına dönüştürülmekte ve o şekilde işlem yapılmaktadır. TEXT formatında ise bu dönüşüme ihtiyaç olmadan yazılan metinler direkt olarak işleme tabi tutulabilmektedir. Çizelge 3. Programda Kullanılacak AT Komutları: KOMUT AÇIKLAMA KULLANIM ŞEKLİ AT Uyarma Komutu (Attention command). Her komut AT ön eki ile başlar. AT+CMGF Mesaj formatının seçilmesi için kullanılır. 0 PDU, 1 TEXT formatını seçer. AT komutu verildiğinde GSM modülünden OK cevabı gelir. Bu bağlantının gerçekleştiğini gösterir. AT+CMGF=1 AT+CMGD Mesaj silme komutudur. AT+CMGD=1 AT+CMGR AT+CPMS Mesaj okuma komutudur. AT+CMGR=0 ise alınan mesaj okunmamış, AT+CMGR=1 ise alınan mesajı oku demektir. Mesaj hafıza tipini belirler. AT+CMGR=1 AT+CPMS=<mem1>,<mem2>,<mem3> <mem1> : okuma-silme <mem2> : yazma gönderme <mem3> : alma 16

28 Çizelge 3 ün devamı KOMUT AÇIKLAMA KULLANIM ŞEKLİ AT+CMGS Mesaj gönderme komutudur. AT+CSCA= +90msjmerkezinumarası AT+CMGS= +90alıcınınnumarası Çizelge 3 te projede kullanılan AT komutları ve bu komutların kullanım şekli gösterilmiştir. Çizelge 3 te de görüldüğü gibi kullanılan her AT komutu, AT ön eki ile başlamaktadır. Modem ile bağlantı kurabilmek için önce modeme AT şeklinde bir komut gönderilmektedir. Modem OK cevabı gönderdiğinde bağlantı kurulmuş demektir. Bu noktadan sonra modem istenildiği gibi yönlendirilebilmektedir [9]. Gerçekleştirilen projede, ilk aşamada GSM/GPRS modeme AT komutu gönderilmiştir. Bağlantı gerçekleştiğinde mesaj formatını seçmek için AT+CMGF=1 komutu gönderilmiştir. Bu komuta da OK cevabı geldiğinde mesaj okuma komutu olan AT+CMGR=1 komutu gönderilmiştir. GSM/GPRS Modem bu komutu aldıktan sonra mesaj bilgileri ile birlikte, gelen mesajı Arduino aracılığı ile ekranı ekrana yansıtmaktadır. Şekil 12 de bahsedilen bu işlemler gösterilmiştir. Şekil 12. Modeme gelen SMS i okuma komutları 17

29 Şekil 12 de +CMGR: REC READ, ,, 13/05/06, 21:55:21+12 KOMBIAC olarak gözüken kısım mesaj okuma komutuna GSM/GPRS modemin verdiği cevaptır. REC READ mesajın okunduğunu göstermektedir mesajı atanın numarasını göstermektedir. 13/05/06 yıl/gün/ay formatında mesajın geldiği tarihi ve 21:55:21 ise mesajın geldiği saati göstermektedir. Bunların bir alt satırındaki KOMBIAC, sisteme gelen mesajdır. Sistemin geri beslemesinde, kontrol devresi kullanıcıya SMS göndermektedir. Bunun için yine AT komutu ile bağlantı kurulmakta ve AT+CMGF=1 komutu ile gönderilecek mesajın formatı seçilmektedir. Daha sonra AT+CMGS= komutunu yazıp Enter tuşuna basılması gerekmektedir. Enter tuşunun ASCII karşılığı 13 tür. Bu komuta cevap > şeklinde olmaktadır. Burada > işaretinden sonra gönderilecek mesaj yazılmaktadır. Mesaj yazıldıktan sonra gönderilebilmesi için CTRL+Z tuşlarına aynı anda basılması gerekmektedir. Sistem otomatik bir sistem olduğundan dolayı CTRL+Z tuşunun ASCII karşılığı Arduino ya yüklenmiştir. Bu tuşlamanın ASCII karşılığı 26 tür. Şekil 13. Sistem tarafından gönderilen SMS Şekil 13 te Otomasyon Sistemi tarafından gönderilen SMS, LM35 tarafından ölçülen o anki sıcaklık değerini göstermektedir. 18

30 4. YAZILIM 4.1. Arduino IDE Arduino IDE (Bütünleşik geliştirme ortamı) ile programın kodları yazılmıştır ve derlenerek Arduino Launchpadinde bulunan mikroişlemcinin üzerine yazılmıştır. Arduino da yazılan programların uzantısı.ino dur. Arduino programlama dili C++ tabanlı bir dildir. Burada yazılmış olan kodlar, her bilgisayarda bulunan notepad gibi dosyalar ile açılabilmektedir. Şekil 14 de Arduino IDE nin boş bir sayfası gözükmektedir. Şekil 14. Boş bir Arduino IDE sayfası Şekil 14 te görüldüğü gibi Arduino IDE üzerinde yazılan programlara Sketch adı verilmektedir. Şeklin sağ üst tarafındaki büyütece benzeyen işaret Serial Monitor ü simgelemektedir. Programı Arduino üzerindeki mikroişlemciye yükledikten sonra bu işarete tıklayarak, işlemcinin gerçekleştirdiği komutlar izlenebilmektedir. 19

31 4.2. Programın Akış Diyagramı BAŞLA DEĞİŞKENLER VE GENEL AYARLAMALAR GSM MODEM İLE BAĞLANTI KUR SMS TİPİNİ BELİRLE DÖNGÜ BAŞLANGICI HAYIR MESAJ GELDİ Mİ? ON ÇIKIŞI LOJİK-1 YAP EVET MESAJIN İÇERİĞİ NE? HATALI MESAJ OFF ÇIKIŞI LOJİK-0 YAP SICAKLIĞI GÖNDER MESAJLARI SİL SICAKLIĞI GÖNDER Şekil 15. Programın akış diyagramı 20

32 Arduino IDE ortamında yazılan programın akış diyagramı şekil 15 de verilmektedir. Şekil 15 deki akış diyagramı incelendiğinde; Arduino ya güç verilmesi ile birlikte diyagramın birinci basamağı olan BAŞLA kısmı aktifleşmiş olmaktır. Daha sonra seri iletişim için gerekli olan kütüphane çağrılmıştır. Ardından ATMEGA328P işlemcisinin hangi pinin ne görevde kullanılacağı belirlenmiştir. Gerekli olan integer, karakter ve string değişkenleri tanımlanarak seri iletişim için gerekli olan data hızı tanımlanmıştır. GSM/GPRS Modeme AT komutu yollanarak modem ile işlemci arasındaki bağlantı kurulmaktadır. Bu komuttan belli bir süre sonra AT+CMGF=1 komutu ile kullanılacak mesaj tipi tanımlanmıştır. Gerekli olan bu ayarlamalar yapılarak modem ile bağlantı gerçekleştikten sonra program sonsuz döngüye girmektedir. Bu döngüde modeme AT+CMGR=1 komutu ile gelen mesajı okuma emri gönderilmektedir. Mesaj gelmediyse program döngünün başlangıcına geri dönmektedir. Mesaj geldiyse program gelen mesajı okur ve mesajın içeriğine göre hareket eder. Gelen mesaj ON ise ATMEGA328P mikroişlemcisinin çıkış olarak seçilen pini lojik-1 olmakta ve kombi çalışmaya başlamaktadır. Ardından program, geri besleme alt programına gitmekte ve LM35 ten alınan sıcaklık bilgisi kullanıcıya SMS olarak gönderilmektedir. Bu işlem tamamlandıktan sonra program mesaj silme alt programına gitmekte ve okunan mesaj silinmektedir. Mesaj silindikten sonra program döngü başına geri dönmekte ve yeni gelecek mesajı beklemektedir. Gelen mesaj OFF ise ATMEGA328P mikroişlemcisinin çıkış olarak seçilen pini lojik-0 olmakta ve kombi kapanmaktadır. Ardından program, geri besleme alt programına gitmekte ve LM35 ten alınan sıcaklık bilgisi kullanıcıya SMS olarak gönderilmektedir. Bu işlem tamamlandıktan sonra program mesaj silme alt programına gitmekte ve okunan mesaj silinmektedir. Mesaj silindikten sonra program döngü başına geri dönmekte ve yeni gelecek mesajı beklemektedir. Farklı bir mesaj gelmiş ise program her hangi bir işlem yapmadan direkt olarak mesaj silme alt programına gitmekte ve bu mesaj silinmektedir. Mesaj silindikten sonra program döngü başına geri dönmekte ve yeni gelecek mesajı beklemektedir. 21