YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MAKİNE FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ DERSİ IŞIĞA DÖNEN KAFA Proje No:2 Proje Raporu ÖMER FARUK ŞAHAN 12068030 16.01.2013 İstanbul
İÇİNDEKİLER 1. ÖZET... 3 2. PROJENİN TANIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ... 3 3. SONUÇLAR ve DEĞERLENDİRME... 12 4. REFERANSLAR... 13 2
1. ÖZET Projede entegre, transistör, diyot, pot, direnç, LDR, motor, kondansatör kullanarak ışıgın geldiği yöne dönen bir devre oluşturdum. Bu devrede voltaj bölmeyi ve H köprüsünü kullandık. Devreyi denizdeki ışık belirtisine dönerek o noktaya ışık vermesine yönelik olarak tasarladım. 2. PROJENİN TANIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Proje yukarıdaki devre ile oluşturuldu. Projemizin amacı ışık kaynağını gördüğü noktaya dönmesiydi. Projemizi gerçekleştirmek için çeşitli devre elemanları kullandık. DC motor: DC akım ile çalışır. Motorun içinde mıknatıs vardır. Bu mıknatıslar motor içinde manteyik alan oluşturular. Motora akım girdiğinde mil etrafına sarılı olan tel içinden dolaşır. Dolaşım sonucunda akımın yönüne göre kutuplar oluşur. Bu sayede manyetik alan içinde bu kutuplara kuvvet uygulanır ve motor elektrik enerjisini hareket enerjisine çevirir. 3
Diyot: Akımı tek yönde geçiren devre elemanıdır. 0,6-0,7 volt üstünde çalışır. Yarı iletken maddeler maddelerden(p ve N tipi) oluşur. Direnç: Akımın izlediği yolda karşılaştığı zorluktur. Birimi Ωohm dur. 4
Potansiyometre: Ayalanabilir dirençtir. Ayrıca voltaj bölücü olarak da kullanılabilr. LDR: Karanlıkta sonsuz direnç gösterir. Üzerine düşen ışık miktarına bağlı olarak direnci azalan devre elemanıdır. 5
Kondansatör: Elektrik enerjisini depolamak için kullanılan devre elemanlarıdır. C ile gösterilir. Birimi farad dır. Transistör: Yarı iletken maddeelr oluşur. Bunlar P ve N tipidir. Bu yarı iletkenlerin kullanılmasına bağlı olarak PNP ve NPN olarak 2 tip transistör bulunur. Transistörlerde 3 ayak vadır. Bunlar emiter, kolektör ve basedir. Taransistörler devrede anahtarlama elemanı veya yükselteç olarak kullanılabilirler. Transistörlerin çalışması için base ayağına akım gelmelidir. Bu akım gelmezse transistör emiterden çıkış vermez ve bu sayede devrede anahtarlama elemanı olarak kullanılabilirler. Entegre: Devrede LM358 kullanmaktayız. İçerisinde 2 adet OP-AMP bulunmaktadır. Bunlar pencere karşılaştırıcısı olarak kulanılmaktadır. Devremizde bu OP-AMPlar işlemsel yükselteç olarak da kullanılmaktadır. 6
H köprüsü: OP-AMPlardan(1.çıkış) çıkan akım transistörün(q3) base ayağına gelir ve transistör çalışmaya başlar. Transistörlerin kolektör ayağına bağladığımız akım ve base ayağına gelen akım birleşerek emiterden çıkar. Emiterden çıkan akım motora gider. Motorun toprak kısmı diğer transistörün(q2) emiter ayağına gelir ve kolektörden çıkar. Böylece toprak kısmı da tamamlanmış olur. 7
8
Gerilim bölme: Sistem üzerindeki voltajı bölmek için kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntemde genel olarak dirençler kullanılır. V=iR formülünden yola çıkarak bu sistem anlaşılabilir. Sistem üzeindeki akımı belli oranlar ile (bu oran dirençler sayesinde) bölebiliriz. Bu sayede istediğimiz yerde voltajı düşürebiliriz de devre elemanlarını verimli olarak kullanabiliriz. Pencere karşılaşrıcısı: Devremizdeki entegrede bulunan 2 adet OP-AMP pencere karşılaştırması yaparlar. LDRlerin bağlı olduğu 2 ve 5. bacaklar ile 3 ve 6 daki voltajı karşılaştırır. Eğer 6 daki voltaj 5 den yüksek ise 7 numaralı bacaktan giren voltaj çıkar. Çalışma prensibi: 9voltluk pilden akımımız yola çıkar. Burdan kondansatörlerde bir kısmı depolanır. Kondansatörler bu sayede devreyi daha stabil kılarlar. Akımımızın bir kısmı entegreye gider ve enterenin çalışmasını sağlar. Kalan akımın bir kısmı OP-AMPlara gidecek olan yola girerler bir kısmı LDRlere gider(ışık tutulması halinde). OP-AMPlara giden yolda ayarlı direnç olarak kullandığımız pot vardır. Bu pot sayesinde devrenin hassaslık ayarını yapabiliriz. Bu hassaslık ayarı pencere karşılaştırmasındaki töleransları değiştererek elde etmekteyiz. LDRlerin bir tanesinin ışık aladığını farz edelim. Bu LDRnin direnci düşecektir. LDRler voltaj bölücü olarak çalışacaklardır ve buna göre akım entegrenin 2 ve 5. bacaklarının birleştiği noktaya gider. Entegrenin 3 ve 6. Bacaklarındaki akım ile 2 ve 5deki akımı pencere karşılaştırıcısı ile karşılaştırır ve 1 veya 7den akım çıkışı olur. 1 bacaktan akım çıktığını farz edersek bu akım Q1 ve Q3 nin base bacakarına akım ulaştı ve transistör çalışmaya başladı. Buradan Q3 tarasnsistörü pilden gelen voltajı kolektörden alarak üzerindeki voltajla birleştirerek emiterden verdi. Emiterden çıkan akım diyot yardımı ile motora gider. Motordan çıkan akım Q2nin emiter ayağıdan girer ve kolektör ayağından çıkarak topraklanır. Bu arada motorumuz dönmüş olur ve devremiz görevini yapmış olur. 9
MALZEMENİN CİNSİ ÇEŞİDİ-TÜRÜ Motor 3V DC Direnç-Pot 15k-22k-10kΩ Kondansatör 16V 100µF-100n Diyot 4001 Buton On-off Pil 9V Transistör BC327 PNP-BC337 NPN Breadboard Sensör LDR Işık led 10
11
3. SONUÇLAR ve DEĞERLENDİRME Devrede bir çok elektronik devre elemanı bulunmaktadır. Devreyi yaparken bu elemanların ne işe yaradıklarını sorgulayarak devre elemanlarının ne işe yaradığını öğrendim. Ayrıca ortaya bir şeyler çıkartarak öğrenmenin çok verimli olduğuna inanmaktayım. Projeyi farklı yapabilseydim içine mikro işlemciler koyarak yapmak isterdim. Ayrıca projemde kompozisyon olarak gemilere ışık tutmak olduğu için belli alan içinde rastgele hareket eden ve ışık saçan bir gemi yaparak projemin içine onu da dahil etmek isterdim. Şu an proje sadece tek eksen hareketi yapabilmektedir. Eksen sayısını artırmak ve altına bir otomatik bir vinç koyarak projenin kompozisyonunu değiştirerek yük bırakmaya gelen gemileri tespit edip bunları aydınlatarak üzerinden yük alan bir sistem haline getirmek isterdim. 12
4. REFERANSLAR Devrim ÇAMOĞLU, Bilgisayar kontrollü robotik, Dikey Eksen Yayıncılık, İstanbul, 2011. http://www.medikalteknoloji.com/news38.html http://www.picproje.org/index.php?topic=36625.0 http://etepic.com/index.php?topic=28.0 http://www.diyot.net/transistor2.htm http://320volt.com/mikroc-dersleri-11/ http://google.com 13