LİSANS BİTİRME PROJESİ PLC İLE AKILLI KAVŞAK

T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü LİSANS BİTİRME PROJESİ PLC İLE AKILLI KAVŞAK Samed LALE Cihad ÖZYURT 149920 149946 Danışman: Yrd. Doç. Dr. H. İbrahim OKUMUŞ Haziran 2012 TRABZON

T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü LİSANS BİTİRME PROJESİ PLC İLE AKILLI KAVŞAK Samed LALE Cihad ÖZYURT 149920 149946 Danışman: Yrd. Doç. Dr. H. İbrahim OKUMUŞ Haziran 2012 TRABZON

LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU Cihad ÖZYURT ve Samed LALE tarafından Yrd. Doç. Dr. H. İbrahim OKUMUŞ yönetiminde hazırlanan PLC ile Akıllı Kavşak başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir. Danışman : Unvanı Adı ve SOYADI Yrd. Doç. Dr. H. İbrahim OKUMUŞ Jüri Üyesi 1 : Unvanı Adı ve SOYADI Prof. Dr. İ. Hakkı ALTAŞ Jüri Üyesi 2 : Unvanı Adı ve SOYADI Prof. Dr. Sefa AKPINAR Bölüm Başkanı : Unvanı Adı ve SOYADI Prof. Dr. İ. Hakkı ALTAŞ iii

ÖNSÖZ Motorlu taşıtların yaygınlaşmasından itibaren karayollarını düzenlemek üzere çeşitli sinyalizasyon sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Trafik akışının çok olduğu karayolu bağlantı noktalarında bu sinyalizasyon sistemleri yetersiz kalmaktadır. Sadece süreli trafik lambaları kullanılan kavşaklarda aşırı bekleme ve tek yönde yığılma söz konusu olmaktadır. Bu proje bu sorunun giderilmesini amaçlamaktadır. Projemize görüşleriyle yön veren ve desteğini hiç esirgemeyen değerli hocamız Sayın Yrd. Doç. Dr. Halil İbrahim OKUMUŞ hocamıza teşekkürü borç biliriz. Bölümümüz laboratuarlarını ve imkânlarını kullanmamızı sağlayan Bölüm Başkanımız Prof. Dr. İ. Hakkı ALTAŞ a ve Bölümümüz Dekanlığı na teşekkür ederiz. Laboratuar çalışmalarımızda yardımları dokunan okulumuz öğretim üyelerinden Sayın Prof. Dr. İ.Hakkı ÇAVDAR a, okulumuz akademik personellerinden Sayın Öğr. Gör. Emre ÖZKOP a, Sayın Arş. Gör. Ayhan YAZGAN a, Sayın Arş. Gör. Efe İsa TEZDE ye, Sayın Arş. Gör. Yiğit MAHMUTOĞLU na, Tek. Ömer Köse ye, Kurtuluş DEMİR e, Baki AYDIN a, Mustafa ÇİÇEK e, eğitim öğrenim hayatımız boyunca üzerimizde emeği geçen bütün hocalarımıza ve projemizde bize yardımı dokunan arkadaşlarımıza teşekkür ederiz. Beş yıllık öğrenim süresi olan bölümümüzde sekiz yıldır öğrenim görmemize rağmen maddi ve manevi desteğini bizlerden hiç esirgemeyen her zaman yanımızda olan ailelerimize teşekkür ederiz. Samed LALE Cihad ÖZYURT Trabzon 2012 iv

İÇİNDEKİLER Lisans Bitirme Projesi Onay Formu iii Önsöz iv İçindekiler v Özet vii Semboller Ve Kısaltmalar viii 1. Giriş 1 2. Teorik Altyapı 2 2.1. Trafik Sinyalizasyon Sistemi 2 2.1.1. Trafik Lambaları 2 2.2. Algılayıcı 3 2.2.1. Algılayıcıların Sınıflandırılması 3 2.2.1.1. Optik Algılayıcılar 3 2.3. Kontrolör 6 2.3.1. PLC 6 2.3.2. PLC nin Avantajları 7 2.3.3. PLC nin Komutları 7 2.3.3.1. Normalde Açık Kontak 7 2.3.3.2. Normalde Kapalı Kontak 8 2.3.3.3. Sanal Röle 8 2.3.3.4. Yükselen Kenar 8 2.3.3.5. Düşen Kenar 9 2.3.3.6. Zaman Rölesi 9 2.3.3.7. Taşıma Komutu (move) 10 3. Tasarım 11 3.1. Trafik Sinyalizasyon Sistemi 11 3.1.1. Trafik Lambaları 11 3.1.2. Trafik Lambaları Sürücü Devresi 12 3.2. Algılayıcı 13 3.2.1. Algılayıcı Devresi 14 3.2.2. Verici Devre 14 3.2.3. Alıcı Devre 18 3.2.4. Alıcı - Verici Devre Uyumu 20 3.3. Kontrolör 23 3.3.1. 3.3.2. Projede Kullanılan PLC Programı Akıllı Kavşak Programının Network Açıklamaları 23 28 v

3.4. Akıllı Kavşağın Çalışma Prensibi 30 4. Simulasyon Çalışmaları 34 4.1. Akıllı Kavşak Programının S7 200 Simulatöründeki Testi 34 5. Sonuçlar 35 6. Değerlendirme 36 Kaynaklar 37 Ekler Ek 1:Programın Komut Dizimi 38 Ek 2:Standart ve Kısıtlar Formu 41 Özgeçmiş 43 vi

ÖZET Bu projede PLC ile akıllı kavşak tasarlanmıştır. Akıllık kavşak sistemi genel olarak araç yoğunluğunu ve araç geçişlerini algılayarak, bu durumların farklı kombinasyonları için çözümler üreten bir yapıdır. Akıllı kavşak sistemi, üç kısımda ele alınmıştır. Birinci kısım sinyalizasyon sistemi, ikinci kısım algılayıcı devreler, üçüncü kısım ise kontrolördür. Algılayıcı kısım kavşağın durumu ile ilgili kontrolörü bilgilendirerek, kontrolör ise algılayıcı kısımdan gelen bilgilere ve içinde yazılı olan sürücü programa göre sinyalizasyon sistemini sürmektedir. Sinyalizasyon sistemi için 110x110cm lik bir plaka üzerinde gerçek bir kavşağın minyatürü oluşturulmuştur. Algılayıcı sistem olarak, bir Ir verici ve alıcı devre tasarlanmıştır. Algılayıcı devrenin çıkışları PLC girişlerine uygulanmıştır. PLC için yazılan program simulasyon yardımıyla test edilmiştir. Oluşturulan sistemle trafik akışının daha düzgün bir hale gelmesi ve trafikte daha az bekleyerek hem yakıt tasarrufunu sağlamak hem de çevre kirliliğini önlemek amaçlanmıştır. vii

SEMBOLLER VE KISALTMALAR Bu projede kullanılan semboller ve kısaltmalar aşağıda açıklamalarıyla verilmiştir. V Volt A Amper ma Miliamper Ω Ohm M Metre cm Santimetre nm Nanometre s Saniye khz Kilohertz ph Hidrojen gücü LED Işık yayan diyot(light Emiting Diode) Ir Kızılötesi (Infrared) PLC Programlanabilir mantık kontrolör (Programmable Logic Controller) CPU İşlemci NO Normalde açık (Normally Open) NC Normalde kapalı (Normally Close) T Periyot t Zaman L Endüktans R Direnç C Kapasite U Gerilim E Gerilim i Akım viii

ix

1. GİRİŞ Gelişen teknoloji sayesinde motorlu taşıtların üretimi kolaylaşmış bu sayede motorlu taşıt kullanımı günümüzde yüksek oranda artmıştır. Bunun sonucunda karayollarında trafik yoğunluğu artmıştır. Bu yoğunluk trafikte kargaşaya bu da kazalara neden olmaktadır. Kazaları önlemek için trafikte sinyalizasyon sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Fakat günümüzde kullanılan sinyalizasyon sistemleri, yoğunluğu düzenleyebilecek biçimde programlanmadığından trafikte aşırı beklemeye ve yığılmalara sebep olmaktadır. Bu da motorlu taşıt kullanıcılarına hem zaman kaybettirmekte hem de fazla yakıt kullanmalarına neden olmaktadır. Fazla yakıt kullanımı hem ülke ekonomisine ve çevreye zarar vermektedir. Günümüzdeki sistemler insanların trafikte zaman kaybetmelerini azaltacak şekilde geliştirilerek yeniden düzenlenebilir. Bunun için kavşaklardaki sinyalizasyon sistemlerini yoğunluğu algılayabilecek şekilde geliştirerek, yoğun olan yöne trafik akış izni verecek şekilde programlanırsa bu sorunun ciddi oranda ortadan kaldırmış oluruz. Akıllı kavşak sistemi anlık olarak trafik akışını algılayıp trafiğin yoğun olduğu tarafa geçiş üstünlüğü vererek trafik akışını hızlandırır. Böylece bir yönde araç yokken diğer yön beklemek zorunda kalmadan yoluna devam edebilir. Gelişmiş ülkelerde, bu sistem yaygın olarak kullanılmakta, bunun sayesinde emisyon oranı büyük ölçüde azaltılmış ve yakıt tüketiminde azalma gözlenmiştir. Ülkemizde ise bu sistem sadece birkaç kavşak da kullanılmaktadır. Yakın zamanda Orta Doğu Teknik Üniversitesi yazılım mühendisliği öğrencilerinin gerçekleştirdiği akıllı bir kavşak sistemi Antalya da bir kavşakta kullanılmaya başlandı. Bu sistemin o bölgedeki trafik akışını büyük ölçüde rahatlattığı belirlendi. Tasarladığımız sistem şu anda uygulanmakta olan sistemlerden farklı olarak algılayıcı olarak kamera yerine kızılötesi sensörler yardımıyla yoğunluğu algılamaktadır. Sistemimiz üç ana kısımdan oluşmaktadır. Bunlar; trafik sinyalizasyon sistemi, algılayıcılar ve kontrolördür.

2. TEORİK ALTYAPI 2.1. Trafik Sinyalizasyon Sistemleri Trafik sinyalizasyon sistemleri, sürücülerin ve yayaların ulaşmak istedikleri yere güvenli ve hızlı bir şekilde varmalarını sağlar. Trafik akışı esnasında, yayaların ve sürücülerin can ve mal kayıplarını engeller. Trafik sinyalizasyon sistemi, trafik yoğunluğunun belirli değerlerden yüksek olması durumunda kullanılır. Bu değerler Çizelge 2. de belirtilmiştir. Teknolojinin gelişmesiyle sinyalizasyon sistemi, kamera, sensör ve bilgisayar yardımıyla yoğunluk kontrolü yapmaktadır. [1] Çizelge 2. Minimum araç trafiği için yoğunluk şartı[1] Her bir yaklaşım için şerit sayısı Anayoldaki Araç/ Saat Trafiği (Her Tali Yol Yaklaşımında En Anayol Tali Yol iki yönün toplamı Yüksek Araç/Saat için) Trafiği 1 1 500 150 2 1 600 150 2 2 600 200 1 2 500 200 2.1.1. Trafik Lambaları Trafik lambaları trafiğin yoğun olduğu yerlerde kavşaklarda trafik akışına yön verecek şekilde zaman ayarlaması yapılarak kullanılırlar. Trafik lambası kırmızı, sarı ve yeşil ışıktan oluşur. Dünyanın her yerinde; kırmızı dur, sarı hazır, yeşil geç anlamına gelir.

2.2. Algılayıcı Algılayıcılar adından da anlaşılacağı üzere, kullanıldığı devrenin dış ortamla ilişkisini sağlayan uzuvlarıdır. Elektrik veya elektronik devrelerinde birçok yerde bilgi alışverişi yapmak için kullanılmaktadır. Algılayıcı teknolojisi, otomatik kontrol sistemlerinin günümüzde çok fazla kullanılmasında dolayı gelişme göstermiştir. Algılayıcılar günlük hayatta beyaz eşyalarda, küçük ev aletlerinde, bilgisayarlarda, otomatik kapılarda, otomobillerde, otoparklarda vb. birçok yerde kullanılmaktadırlar. Algılayıcıların günlük hayatımıza pratiklik, güvenlik, zaman tasarrufu, ekonomiklik ve bunun gibi birçok fayda sağlamaktadır. 2.2.1. Algılayıcıların Sınıflandırılması Algılayıcıları giriş ve çıkış büyüklüklerine göre iki ana başlık altında sınıflandırmak mümkündür. Algılayıcılar; mekanik, termal, elektriksel, manyetik, ışıma, kimyasal olmak üzere 6 alt sınıfta incelenir. Örneğin mekanik olarak; uzunluğu, basıncı, hızı, konumu, termal olarak; sıcaklığı, elektriksel olarak; voltajı, akımı, manyetik olarak; alan yoğunluğunu, ışıma olarak; dalga boyunu, kimyasal olarak; ph miktarını elektriksel büyüklük cinsinden ölçebiliriz. Çıkış büklüklerine göre ise analog ve dijital olarak ayrılır. [2] Algılayıcılar, besleme ihtiyacına göre de sınıflandırılmaktadır. Besleme ihtiyacı duyulan algılayıcılar pasif, besleme ihtiyacı duyulmayan algılayıcılar aktif olmak üzere ikiye ayrılırlar. 2.2.1.1. Optik Algılayıcılar Optik algılayıcılar ışının doğrusal yayılması ilkesine göre tasarlanan elektronik aygıtlardır. Verici ve alıcı olmak üzere iki kısımdan oluşurlar, ek olarak yansıtıcı malzeme kullanılır. Verici kısımdan belirli bir frekansta ışık yayılırken, alıcı kısım belirlenen aynı frekansta olması gerekir. Yayılan ışık kızıl ötesidir. Alıcı kısım uygun 3

frekansta ışın aldığı zaman çıkışı bir değer alırken, ışın almadığı zaman farklı bir değer alır. Lojik olarak düşünüldüğünde, çıkış bir durum için lojik-1 olurken diğer durum için lojik-0 olur. Bunun sağlanması için verici ve alıcı kısım birbirine odaklanır. Şekil 2.1. de verici kısım bir kare dalga osilatörü yardımıyla kızıl ötesi ışık yayar, alıcı kısım ışın alıp almaması durumuna göre çıkışta bir işaret oluşturur. [2] Osilatör Verici Kızılötesi ışın Alıcı Tetikleme Çıkış Karşılaştırıcı Şekil 2.1. Optik algılayıcı blok şeması Optik algılayıcılar, alıcı ve vericilerin yerleştirilme durumuna göre üç sınıfta incelenir. Bunlar retro-reflektörlü, cisimden yansımalı ve alıcısı vericisi ayrık sistemlerdir. Bu sistemler kopuk tel belirleme, sıvı seviye kontrolünde, malzeme sayımında ve bunun gibi birçok otomatik kontrol sistemi devrelerinde kullanılırlar. Retro-reflektörlü sistemlerde, alıcı ile verici kısım bir arada tasarlanır. Alıcı-verici kısmın karşısına yansıtıcı odaklanarak konulur, aksi takdirde yansıyan işaret alınmadığı için sistem sürekli yanlış bilgi gönderir. Ek olarak bu sistemlerde, yansıtıcı cisimden küçük yapılmalıdır. Bu sistemler 10 ile 1500cm arası mesafelerde çalışabilir. Şekil 2.2. de görüldüğü üzere I. durumda yansıtıcıdan ışın yansıyıp alıcı kısma geri dönerken, II. durumda cisim ışına engel olarak alıcıya geri dönmesini engelleyerek bu bilgi tasarlanan sisteme iletilir. [2] 4

10~1500 cm I. durum Yansıtıcı Alıcı-Verici Cisim II. durum Cisim Yansıtıcı Alıcı-Verici Şekil 2.2. Retro- reflektörlü optik algılayıcı Cisimden yansımalı sistemlerde, alıcı-verici kısım bir arada olup adından da anlaşılacağı üzere yansıtıcı kısım olarak cisim kullanılır. Bu sistem kısa mesafede ve uzun mesafede algılama yapabilir. Kısa mesafedeki etki aralığı 1 ile 10cm arasında iken uzun mesafede 10 ile 200cm arasındadır. Şekil 2.3. de cisim görüş aralığına girdiği anda optik algılayıcının yaydığı ışın cisimden yansıyarak alıcı kısmına geri dönmektedir. [2] Cisim Alıcı-Verici Şekil 2.3. Cisimden yansımalı optik algılayıcı Alıcısı vericisi ayrık sistemlerde ise alıcı verici denetlenmek istenen kısmı görecek şekilde karşılıklı yerleştirilip odaklama yapılır. Şekil 2.4. de görüldüğü üzere I. durumda arada cisim yokken verici kısmın gönderdiği ışın alıcı kısım tarafından alınırken cisim araya girdiğinde ışın alıcı kısma ulaşamaz, bu durumda bağlı olduğu sisteme bilgi gönderilir. [2] 5

10~2000 cm I. durum Verici Cisim Alıcı II. durum Cisim Verici Alıcı Şekil 2.4. Alıcısı vericisi ayrık optik algılayıcı 2.3. Kontrolör Kontrolör, bir şeyi istenilen koşullarda tutmaya ya da belirli bir şekilde devam etmesini sağlayan sistemler topluluğudur. Örneğin; bir makinenin hızlanmasını, frenlemesini, sıcaklık değerlerinin belli bir aralıkta tutulması gibi durumların gerçekleşmesini sağlar. Kontrol genelde bir program dili ile gerçekleştirilir. Yaşadığımız bilgisayar çağında program dilleri ve algılayıcı sistemlerin gelişmesi ile kontrol sistemlerinde büyük bir gelişme kaydedilmiştir. Kontrol alanında kullanılabilecek birçok kontrolör sistem vardır. Bunlardan biri de PLC dir. 2.3.1. PLC PLC, Türkçe açılımıyla programlanabilir mantık kontrolörü (Programmable Logic Controller) anlamına gelen, İngilizce açılımının kısaltmasıdır. İlk olarak otomotiv sanayinde bant kontrolü için kullanılmıştır. Programlanmasının kolaylığı sayesinde günümüzde birçok alanda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Endüstriyel alanda kontrol sistemlerinin aşırı gelişmesiyle PLC bu alanda hak ettiği değeri kazanmıştır. Endüstriyel alanda kullanıma uygun girişlere ve çıkışlara sahiptir. Girişlere ısı, konum gibi algılayıcılar ve çıkışlara röleli kumanda devreleri doğrudan bağlanabilir. PLC, 6

oluşan koşullara göre giriş değerlerini değerlendirip çıkışlara aktaran işlemci, girişçıkış, hafıza ve programlanabilir bölümlerden oluşan bir tür kontrolördür. [6] 2.3.2. PLC nin Avantajları PLC ile yapılan çalışmalar eski sistemlerle yapılan çalışmalara göre birçok yönden avantajlıdır. PLC ler insan hatalarını ortadan kaldırarak sistemin daha hızlı ve güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlar. Önceki sistemlere göre çok az yer kaplamakta ve böylece kontrol sistemimizi bulunduran panoların boyutları küçülmektedir. PLC sisteminin uygulanması çok kolay ve yeri geldiğinde sistem üzerinde değişiklik yapmak oldukça basittir. 2.3.3. PLC Komutları PLC de ladder diyagramla (merdiven diyagramı), komut listesiyle (STL) ve fonksiyon blok diyagramıyla (FBD) programlama yapılabilir. Projede yazılan programda merdiven diyagramı kullanılarak programlama yapılmıştır. Projede kullanılan başlıca komutlar verilmiştir. 2.3.3.1. Normalde Açık Kontak Normalde açık kontak merdiven diyagramda enerjilendiğinde lojik-1 anlamına gelmektedir. Enerjilendiği zaman normalde açık olan kontağı kapatır, önündeki diğer elemanlara seri bağlandığında lojik olarak AND, paralel bağlandığında ise OR görevi yapar. Şekil 2.5. de merdiven diyagramındaki gösterimi verilmiştir. [7] Şekil 2.5. Normalde açık kontak 7

2.3.3.2. Normalde Kapalı Kontak Normalde kapalı kontak merdiven diyagramda enerjilendiğinde lojik-0 anlamına gelmektedir. Enerjilendiği zaman normalde kapalı olan kontağı açar, önündeki diğer elemanlara seri bağlandığında lojik olarak AND, paralel bağlandığında ise OR görevi yapar. Şekil 2.6. da merdiven diyagramındaki gösterimi verilmiştir. [7] Şekil 2.6. Normalde kapalı kontak 2.3.3.3. Sanal Röle Merdiven diyagramında her zaman en sonda kullanılır. Sanal çıkış olarak da adlandırılabilir. Birden fazla sanal röle seri olarak bağlanamazken, paralel olarak bağlanabilir. Şekil 2.7. de sanal rölenin merdiven diyagramındaki gösterimi verilmiştir. [7] Şekil 2.7. Sanal röle 2.3.3.4. Pozitif Geçiş (Yükselen Kenar) Yükselen kenar komutu her 0 dan 1 e geçişte, sadece tarama yaparak enerji akışına izin verir. 0 dan 1 e dönüşüm yaparken bu anı yakalayarak ilk biti 1 yapar. Şekil 2.8. de yükselen kenarın merdiven diyagramındaki gösterimi verilmiştir. [7] 8

Şekil 2.8. Yükselen kenar 2.3.3.5. Negatif Geçiş (Düşen Kenar) Düşen kenar komutu her 1 den 0 a geçişte, sadece tarama yaparak enerji akışına izin verir. 1 den 0 a dönüşüm yaparken bu anı yakalayarak ilk biti 1 yapar. Şekil 2.9. da düşen kenarın merdiven diyagramındaki gösterimi verilmiştir. [7] Şekil 2.9. Düşen kenar 2.3.3.6. Zaman Rölesi İki çeşit zaman rölesi kullanılabilir. Bunlar çekmede gecikmeli (TON) ve düşmede gecikmeli (TOFF) zaman rölesidir. TON zaman rölesinde giriş geldikten sonra çalışmaya başlar. TOFF zaman rölesinde giriş gittikten sonra çıkışın belirli bir süre daha çalışmasını sağlar. Zaman rölelerinin numarası (TXX) rölenin zaman çözünürlüğünü belirler. Zaman rölesi çözünürlükleri (TON ve TOFF için) T32 ile T96 arası 1ms; T33 ile T36 ve T97 ile T100 arası 10ms; T37 ile T63 ve T101 ile T255 arası 100ms zaman çözünürlüğüne sahiptir. Zaman rölesi zaman aralıklarını sayar, çözünürlüğü ise her aralığı bu çözünürlük değeri ile çarpar. Örneğin 100ms çözünürlükteki zaman rölesine, 50 değeri girilirse 5000ms süre sayacaktır. Şekil 2.10. da zaman rölelerinin (TON, TOFF) merdiven diyagramındaki gösterimi verilmiştir. [7] Şekil 2.10. Zaman röleleri 9

2.3.3.7. Taşıma Komutu (Move) Taşıma komutları MOV_B, MOV_W, IN kısmında yer alan değeri OUT kısmında yer alan adrese taşır. Sonra bu adresten kullanmak istediğimiz başka bir operatöre atama yapılır. Şekil 2.11. de taşıma komutunun merdiven diyagramındaki gösterimi verilmiştir. [7] Şekil 2.11. Taşıma komutu 10

3. TASARIM 3.1. Trafik Sinyalizasyon Sistemi 3.1.1. Trafik Lambaları Projemizde kullanılacak olan sinyalizasyon sistemini oluşturan lambalar LED lerden gerçeklenmiştir. LED lerin PLC ile sürülebilmesi için sürücü devre tasarlanmıştır. Şekil 3.1. de projemiz için tasarladığımız bir trafik lambası gösterilmiştir. Şekil 3.1. Tasarladığımız sürücü ve yaya lambaları Kavşaklarda lambaların yanma süreleri ana yol veya tali yol olmasına göre değişir. Ana yollarda yeşil ışık yanma süresi tali yollara göre daha uzundur. Aşağıda Şekil 3.2. ve 3.3. de gerçek bir kavşak ve projemizde gerçekleştirdiğimiz kavşak prototipi gösterilmiştir. Şekil 3.1.3. de gerçekleştirdiğimiz kavşak prototipindeki trafik lambalarının yanma süreleri ikisi de ana yol olduğundan eşit kabul edildi. Her iki yol için de; kırmızı ışık yanma süresi 15 s, sarı ışık yanma süresi 2 s, yeşil ışık yanma süresi 13 s olarak belirlendi.

Şekil 3.2. Kavşak görünümü Şekil 3.3. Kavşak prototipi 3.1.2. Trafik Lambaları Sürücü Devresi: Prototipimizde, trafik lambalarını PLC ile sürebilmemiz için bir sürücü devre gereklidir. PLC çıkışından 24V gerilim ve çok düşük değerlerde akım alınabilmektedir. Bu yüzden PLC çıkışı, Şekil 3.4. de görüldüğü gibi bir röle üzerinden trafik lambası olarak kullandığımız LED i ön direnci ile birlikte sürmektedir. 12

PLC +5V COM NC Trafik lambası NO Rö D1 Şekil 3.4. Trafik lambası sürücü devresi Projemiz üzerinde 8 adet sürücüler, 8 adet yayalar için olmak üzere toplam 16 adet trafik lambası bulunmaktadır. Bu lambalar iki yol olduğu için, 3 farkı renkten biri yanacak ve iki yol için bu renkler farklı zamanda yanacağından toplamda 6 adet röle ile sürülecektir. Bu röleler PLC ile Şekil 3.5. deki gibi sürücü devre ile her bir trafik lambasını kontrol edecektir. Şekil 3.5. Trafik Lambası sürücü Devresi 3.2. Algılayıcı Projemizde algılayıcı olarak alıcısı vericisi ayrık bir optik algılayıcı tasarlanmıştır. Alıcı ve verici kısımları her bir algılayıcı için ayrı ayrı tasarlanıp prototip üzerine yerleştirilmiştir. 13

3.2.1. Algılayıcı Devresi Algılayıcı devresi, verici olarak tasarladığımız kısımda 555 entegreli bir kare dalga osilatörü tarafından sürülen Ir LED, alıcı kısım olarak ise TK19 ile transistörlü bir yükselteç devresinden oluşmaktadır. Projemizde kullanılan alıcısı vericisi ayrık algılayıcı devrenin blok şeması Şekil 3.6. da görüldüğü gibidir. Osilatör 555 kare dalga üreteci Verici Alıcı Transistörlü Yükselteç Ir Led Kızılötesi ışın TK19 Ir Alıcı Çıkış Şekil 3.6. Algılayıcı devresi blok şeması 3.2.2. Verici Devre Projemizde algılayıcının verici kısmı için Ir (infrared) LED tercih edilmiştir. Ir LEDler uzaktan kumanda cihazlarında, gece görüş sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. İnsan gözünün algılayabildiği dalga boyu en dazla 555 nm dalga boyu ışıktır. Bu dalga boyundan daha büyük ışıkları algılaması zordur. Dalga boyunun çok küçülmesi veya büyümesi halinde insan gözünün algılama hassasiyeti giderek azalır. Çoğu insan 380 nm ile 760 nm dalga boyun aralığında ışıkları görebilir. Projemizde kullandığımız Ir LED ise 940 nm dalga boyu ışık yaymaktadır. [3]. Bu ışığı insan gözü algılayamaz. Ir LED in yanıp yanmadığını dijital kamera ekranı yardımıyla gözlemlemek mümkündür. Şekil 3.7. de projede kullanılan Ir LED gösterilmiştir. 14

Şekil 3.7. Ir LED ler Şekil 3.7. de görülen Ir LED ler günlük hayatta kullandığımız diğer LED ler gibi uzun bacağı (+), kısa bacağı (-) olarak tasarlanır. Ir LED lerin ileri yöndeki(eşik) gerilimi 1,2 V, çektiği akım ise 7 ile 50 ma civarındadır. Akım değeri arttıkça uzun mesafelerde çalışma olanağı artar. Akım seviyesini sabit tutmak için sabit gerilimli bir elektronik devre tasarlama zorunluluğu vardır. Şekil 3.8. de görüldüğü gibi 555 astable multivibratör devresi yardımıyla Ir LED sürülmektedir. 555 astable multivibratör devresi istenilen frekansta kare dalga işaret üretmektedir. 100µF +5V Ir Led D1 1 Toprak 0.1µF Vcc+ 8 22K 47Ω +5V 2 Tetikleme 3 Çıkış 4 Reset 555 Entegre Boşalma 7 Eşik 6 Kontrol 5 0.001µF 10K Şekil 3.8. 555 astable multivibratör devresi Şekil 3.8. de gösterilen 555 li devre Ir LED in istenilen dalga boyunda ışık yaymasını sağlamak için kare dalga işaret üretmektedir. 555 kare dalga üreteç devresinin girişine yani 8 numaralı bacağına +5V uygulanmış ve 2 ile 6 numaralı bacağı 15

kısa devre edilmiştir. 10KΩ luk potansiyometre sayesinde üretilen kare dalganın frekansı değiştirilerek istenilen değere getirilmektedir. Bu devre ve diğer 555 entegre uygulamaları ile ilgili detaylar için Kaynak [5] den yararlanılabilir. Projemizde, her bir yol için iki adet toplamda sekiz adet algılayıcı devre kullanılmıştır. Sekiz adet 555 kare dalga üreteci algılayıcının verici kısmını oluşturacaktır. Bu sekiz adet devrenin birbirinden etkilenmeden çalışabilmesi için giriş ve toprak arasına biri yönlü diğeri yönsüz olmak üzere iki adet kondansatör konulur. Aksi takdirde bir devrenin frekans değerini değiştirmek için potansiyometrenin kademesi değiştirildiğinde diğer devrenin çıkışının frekansı da değişmektedir. Bu şekilde oluşturulan devre grubunun istenilen frekans değerini yakalamak mümkün olmayacaktır. Bu kondansatörler her bir devreyi birbirinden yalıtarak gürültülerinin diğer devrenin frekansını etkilemesini engellemekte aynı zamanda besleme gerilimi +5V değerini sürekli sabit tutmaktadır. Şekil 3.9. da projemizde kullandığımız sekiz adet 555 kare dalga üreteci görülmektedir. Şekil 3.9. 555 kare dalga üreteci devreleri Yaptığımız çalışmada yol genişliği 18 cm olarak tasarlanmış ve algılayıcı devresinin alıcı ve verici kısımları yolun iki yanına yerleştirilmiştir. Ir LED in alıcı kısmı görebileceği kadar mesafede çalışması istenmektedir. Laboratuar ortamında Ir 16

LED in akım değerinin 40mA seviyesinde olması için gerekli ön direnç seçilerek hem istenilen 18cm mesafede hem de uzun mesafelerde uygun şekilde çalışması istenmiştir. Kondansatör dolma süresi: (3.1) Kondansatör boşalma süresi: (3.2) (3.1) ve (3.2) numaralı bağıntılar kondansatörün dolma ve boşalma sürelerinin hesaplamaya yarar. Aşağıdaki (3.3) ve (3.4) numaralı bağıntılar da üretilen işaretin periyodunu ve frekansını hesaplamaya yarar. Periyot : (3.3) Frekans: (3.4) (3.3) numaralı bağıntı (3.1) ve (3.2) numaralı bağıntıların yani kondansatörün dolma ve boşalma sürelerinin toplamına eşittir. (3.4) numaralı bağıntı yardımıyla da frekansı hesaplarız. [5] Projemizde frekans değerini 555 kare dalga üreteci devresindeki 10KΩ luk potansiyometre sayesinde istediğimiz değere getirebiliriz. Alıcı devrede kullanılan elektronik eleman 38 khz de uygun bir şekilde çalıştığından dolayı potansiyometreyi 38 khz değerini verdiği konumda sabitleyip sürekli ve gözle görülemeyen bir ışık, alıcı kısmımıza odaklama yapılır. Şekil 3.10. da 555 kare dalga osilatörünün ürettiği işaretin osiloskop görüntüsü verilmiştir. 17

Şekil 3.10. 555 kare dalga osilatörü çıkışının osiloskoptaki görüntüsü Verici kısım olan Ir LED imiz odaklama yapılmadığı takdirde düzgün çalışmamakta, odaklama yapıldığında ise yaklaşık 5 m mesafede düzgün bir şekilde gerekli görevini yerine getirmektedir. Kumanda sistemlerinde kullanılan bu Ir LED ve sürücü devresi, çok daha uzun mesafelerde çalışabilmektedir. 3.2.3. Alıcı Devre Alıcı devre, verici devresinden işaret aldığında ya da almadığında çıkışında işaret oluşan, bu şekilde algılayıcının tepki vermesini sağlayan kısımdır. Projemizde, alıcı göz olarak TK 19 Ir alıcı kullanılmaktadır. Şekil 3.11. de TK19 alıcı gözün gerçek görünümü ve çiziminde bacak numaraları verilmiştir. 1 Toprak +5V +5V 2 Çıkış 3 Çıkış Vç Şekil 3.11. TK 19 alıcı göz ve çizimi 18

TK 19 a gözü yönünden bakıldığından soldan sağa birinci bacağı toprak ucu, ikinci bacağı +5V besleme ve üçüncü bacağı çıkış ucudur. Piyasada bu alıcı gözün birçok çeşidini bulmak mümkündür. Nedeni ise televizyonlarda sıkça kullanılmasıdır. Alıcı gözün piyasada çok bulunmasının, hem iyi hem de kötü tarafı vardır. İyi tarafı, televizyonlarda sıkça kullanıldığı için temin edilmesi kolaydır. Kötü tarafı ise, televizyon ve kumanda çeşitlerinin çok fazla olması nedeniyle farklı frekans değerlerinde çalışan birçok TK 19 alıcı bulunmaktadır. TK 19 üzerinde 11XX yazılıdır. Bu kısımda 11 in yanında yazan kısımdaki XX değeri bize bu TK 19 un çalıştığı frekans değerini belirtir. Projemizde 38 khz lik bir verici devre tasarladığımız için TK 19 un üzerinde 1138 yazan modeli temin edildi. Kızılötesi Işık TK19 IR Alıcı 1 Toprak +5V Çıkış 3 2 Çıkış Vç +5V 100K Rb 4,2K +24V D1 +5V COM BC37725 NC NO 1,2K Led PLC Şekil 3.12. TK 19 çıkışı ve röle sürücü devresi Şekil 3.12. de TK 19 çıkışı gerilim değeri uygun değerde olmasına rağmen akım değeri çok düşük olduğundan transistörlü yükselteç devresi kurulmuştur. Bu devre yardımıyla PLC ye giriş oluşturulacağı için bir röle devresi transistör kollektör ucuna bağlanmıştır. Röle devresinin çalışmasını gözlemlemek için bir adet kırmızı LED röle çıkışına konulmuştur. TK 19 alıcı göze çalıştığı frekansta bir kızılötesi ışık geldiğinde TK 19 un çıkış bacağı olan 3 numaralı ucu lojik-0, gelmediğinde ise, çıkışı lojik-1 olmaktadır. TK 19 un çıkışı lojik-1 olduğunda transistörün bazını tetikleyerek transistörü iletime sokar. 19

Transistör rölenin bobinini enerjilendirerek, röle kontağı kapanarak direnç üzerinden LED in yanmasını sağlar. 3.2.4. Alıcı Verici Devrelerinin Uyumu Tasarladığımız algılayıcının, alıcı ve verici kısımlarını ayrı ayrı incelemeleri yapılarak tek başlarına çalışma mantıkları öğrenilmiştir. Bu iki ayrı devrenin algılayıcı olarak adlandırılabilmesi için, Ir LED in bir kare dalga osilatörü yardımıyla sabit frekanslı kızılötesi ışık yayması ve karşısındaki TK 19 un bu kızılötesi ışığı görerek gerekli olan çıkışı vermesi gerekir. Kızılötesi Işık 47Ω 1 2 3 Toprak D1 +5V Ir Led Çıkış +5V +5V Çıkış Vç TK19 IR Alıcı 100K 0.1µF 1 Toprak 4 Reset +24V Rb 4,2K D1 100µF +5V COM Vcc+ 8 2 Tetikleme 555 Boşalma 7 3 Çıkış Entegre Eşik 6 Kontrol5 BC37725 +5V NC NO 0.001µF 1,2K Led 22K 10K PLC Şekil 3.13. Alıcı ve verici devre Verici devresin 555 astable multivibratör devresinde 10 KΩ luk potansiyometre yardımıyla 38 KHz lik bir kare dalga işareti oluşturularak Ir LED sürülmüştür. Multimetre yardımıyla Ir LED akımı ölçüldüğünde çektiği akım değeri 40 ma olarak görülmüştür. Ir LED bu frekansta kızılötesi ışık yaymaya başlamaktadır. Şekil 3.13. de alıcı ve verici devresinin ortak şeması verilmiştir. Alıcı göz olan TK 19 a odaklanarak düzgün bir şekilde kızıl ötesi ışık alması sağlanır. TK 19 Ir alıcı göz kızılötesi ışık aldığında yani Ir LED ile iletişime geçtiğinde 20

3 numaralı çıkış bacağı 0,035V çıkış vermekte, iletişime engel olacak bir cisim aralarına girdiğinde bu sefer çıkış 5V değerini almaktadır. TK 19 un 3 numaralı bacağı 5V çıkış verdiğinde akım değeri bir röle süremeyecek kadar düşük olduğu için transistör yardımıyla akım değeri yükseltilmiştir. Aynı zamanda 3 numaralı çıkış ucunu 100 KΩ luk direnç üzerinden 5V ile beslemesi yapılmıştır. Bu kısım bir akım kaynağı gibi davranarak transistörün baz akımını artırmaktadır. Bu devre ortak emetörlü bir transistör devresidir. Transistörün bazına 4,2 KΩ luk bir direnç, kollektörüne, 5V luk rölenin bobin uçları ve bu uçlara paralel bir diyot bağlanmıştır. Bu diyot bobinin enerjisini boşalması, kısaca rölenin açılmasını ve kapanmasını düzenli hale getirmek için yerleştirilmiştir. Rölenin bobin uçlarında biriken enerjinin dolma ve boşalma denklemleri (3.6) ve (3.7) bağıntılarında verilmiştir. Rölenin NC ucu boşta bırakılarak, NO ucundan çıkış alınarak, çalışıp çalışmadığını gözlemlemek için bir direnç üzerinden beslenen bir kırmızı LED konulmuştur. Rölenin COM ucu +24V la beslenmekte röle enerjilendiğinde NC deki kontak NO ucuna gelerek PLC ye giriş oluşturacaktır. 21

I. Durum II. Durum Şekil 3.14. Algılayıcı devre laboratuar çalışmasından görünüm 22

Algılayıcı devre laboratuar ortamında kurulup gerekli ölçümler Şekil 3.14. de görüldüğü gibi yapılmıştır. Osiloskop ekranında kare dalga üretecinin çıkışındaki işaret görülmektedir. I. Durum da Ir LED ve TK 19 alıcı arasında cisim yokken TK 19 un çıkış bacağını ölçtüğümüz multimetrede görülen değer 0,036V olarak ölçülmüştür. II. Durum da alıcı ve verici arasına cisim (silgi) konularak çıkıştaki değişim gözlenmiştir, multimetrede okunan değer 4,922V olarak değişmiştir. 3.3. Kontrolör 3.3.1. Projede Kullanılan PLC Programı PLC de CPU seçimi önemlidir, bu yazılan programın ve sistemin giriş çıkışlarına bağlıdır. Projemizde yazılan programın dokuz giriş ve altı çıkışı vardır. Girişlerden biri başlatma anahtarı diğer sekizi ise algılayıcıların çıkışlarıdır. PLC çıkışları ise her bir yön için yanabilecek kırmızı, sarı, yeşil lambalar, dolayısıyla iki yön için toplam altı adet trafik lambası olacaktır. Bu yüzden Şekil 3.15. deki, Siemens in S7-200 serisinin CPU 224 modeli tercih edilmiştir. Şekil 3.15. Siemens in S7-200 serisinin CPU 224 modeli 23

verilmiştir. Şekil 3.16. da projede kullanılan PLC programının merdiven diyagramı Şekil 3.16. Akıllı kavşak merdiven diyagramı 24

Şekil 3.16. (devamı) 25

Şekil 3.16. (devamı) 26

Şekil 3.16. (devamı) 27

Şekil 3.16. (devamı) Daha önce PLC de merdiven diyagramı, komut listesi ve fonksiyon blok diyagramı olarak programlama yapılabileceğinden bahsedilmişti. Şekil 4.2.b de komut listesi (STL) olarak projenin programı verilmiştir. 3.3.2. Akıllı Kavşak Programının Network Açıklamaları Network 1: I0.0 normalde açık kontağı enejilendiğinde T42 zaman rölesinin yükselen kenarı ile M0.5 sanal rölesi devreye girer. Network 2: M0.0 normalde açık ve M0.5 normalde kapalı veya M0.0 normalde kapalı ve M0.5 normalde açık olduğu zaman M0.0 sanal rölesi devreye girer. 28

Network 3: M0.5 sanal rölesi devreye girdiğinde MOV_W taşıma komutu VW0 adresine 100 atar. Network 4: M0.0 aktif hale geldiğinde düşen kenarı aktif olur. MOV_W taşıma komutu VW0 adresine 50 atar. Network 5: I0.0 normalde açık kontağı enerjilendiğinde ve T42 zaman rölesinin kontağı kapalı iken T40 zaman rölesine VW0 adresindeki değer atanır. Network 6: T40 zaman rölesi kapalı duruma geldiğinde T41 zaman rölesi 3 s boyunca yeşil ışığı flaşör olarak yakar ve T41 zamanlayıcısı da devrede iken T42 zaman rölesi 2 s sarı ışığı yakar. Network 7: T40 zaman rölesi kapalı duruma geldiğinde T44 ve T41 zaman röleleri açık olduğunda T43 zaman rölesi 0.5 s boyunca enerjilenir.t40 ve T43 zaman röleleri kapalı durumdayken T44 zaman rölesi 0.5 s liğine devreye girer. Network 8: I0.0 açık kontak halindeyken ve T40 zaman rölesi enejilenmediğinde veya T43 zaman rölesi enejili haldeyken M0.1 sanal rölesi devreye girer. Network 9: T41 zaman rölesi enejilendiğinde, T42 kontağı açık ise M0.2 sanal rölesi enerjilenir. Network 10: M0.0 enerjilenmediğinde ve M0.1 enerjilendiğinde Q0.0 çıkışındaki A yolunun yeşili yanar. Network 11: M0.0 enerjilenmediğinde ve M0.2 enerjilendiğinde Q0.1 çıkışındaki A yolunun sarısı yanar. Network 12: M0.0 enerjilendiğinde Q0.2 çıkışındaki A yolunun kırmızısı yanar. Network 13: M0.0 ve M0.1 sanal rölesi enerjilendiğinde Q0.3 çıkışındaki B yolunun yeşili yanar. Network 14: M0.0 ve M0.2 sanal rölesi enerjilendiğinde Q0.4 çıkışındaki B yolunun sarısı yanar. Network 15: M0.0 enerjilenmediğinde Q0.5 çıkışındaki B yolunun kırmızısı yanar. Network 16: A yoluna yeşil, B yoluna kırmızı yanarken, I0.3 veya I0.7 enerjilendiğinde ve I0.0 ve I0.4 enerjilenmediğinde T45 zaman rölesi 2 saniye sayar. Network 17: B yoluna yeşil, A yoluna kırmızı yanarken, I0.1 veya I0.5 enerjilenip ve I0.2 ve I0.3 enerjilenmediğinde T47 zaman rölesi 2 saniye sayar. Network 18: A yoluna yeşil, B yoluna kırmızı yanarken, I0.3 veya I0.7 enerjilendiğinde ve I0.1 ve I0.5 enerjilenmediğinde T46 zaman rölesi 1 saniye sayar. 29

Network 19: B yoluna yeşil, A yoluna kırmızı yanarken, I0.1 veya I0.5 enerjilenip ve I0.3 ve I0.7 enerjilenmediğinde T48 zaman rölesi 1 saniye sayar. Network 20: T45 veya T46 veya T47 veya T48 zaman rölelerinde birinin yükselen kenarı MOV_W taşıma komutu ile VW0 adresine 0 değeri atar. 3.4. Akıllı Kavşağı Çalışma Prensibi Önceki bölümlerde projeyi oluşturan bölümlerin her birinin çalışmasından bahsedildi. Tasarlanan bölümler kavşak sinyalizasyon sisteminin, hem alıştığımız şekliyle zamanlı çalışmasına hem de yoğunluğu ve geçişleri algılayıp bunların durumlarına göre karar vererek zamanlardan bağımsız çalışmasına yardımcı olacaklardır. Oluşabilecek farklı durumlar için PLC programı ile bir mantık geliştirilmiştir. Bu farklı durumlar için sistemin vereceği tepkiler aşağıda belirtilmiştir. Şekil 3.17. de görüldüğü gibi, kırmızı yanan yönde aşırı yığılma var ve yeşil yanan yönlerden araç geçişi yok ise sistem 3s sayar. 3s içerisinde yeşil yanan yönlerde herhangi bir geçiş olmazsa; kırmızı yanan yöne önce sarı, sonra yeşil, aynı zamanda yeşil yanan yöne önce sarı, sonra kırmızı yanar. Eğer Şekil 3.18. de görüldüğü gibi bir araç geçişi olursa, 3s lik süre başa döner tekrar 3s sayar. Sistem, 3s süre zarfında herhangi bir araç geçişi olmazsa yoğun yönün ışığını kırmızıdan yeşile çevirir. 30

Şekil 3.17. Tek yönde yığılma Şekil 3.18. Tek yönde yığılma ve diğer yönden araç geçişi 31

Şekil 3.19. daki gibi kırmızı yanan yönde bekleyen az sayıda araç var ise, yeşil yanan yönlerden 6s boyunca herhangi bir araç geçişi olmazsa, kırmızı yanan yönün ışığı; önce sarı, sonra yeşil, yeşil yanan yönün ışığı ise önce sarı, sonra kırmızı olur. Eğer 6s süre zarfında yeşil yanan yönlerden herhangi bir araç geçişi olursa, 6s lik süre başa döner tekrar saymaya başlar. Bu süre zarfında herhangi bir geçiş olmazsa, kırmızı yönün ışığı yeşile döner. Şekil 3.19. Az araç bekleme durumu Her iki yönde de yoğunluk olması durumunda, Şekil 3.20. deki gibi, yollar eşit üstünlükte olduğundan ve sistem, tek tarafta bekleme durumu varken diğer taraf boş ise akışı sağlayacak şekilde değişiklik yaptığından, böyle bir durumda tepkisiz kalacaktır. 32

Şekil 3.20. Her iki yönde de yoğunluk olması durumu 33

4. SİMULASYON ÇALIŞMALARI 4.1. Akıllı Kavşak Programının S7-200 Simulatöründeki Testi Akıllı kavşak PLC merdiven diyagramı programının S7-200 simulatöründe testi yapılmıştır. Çıkış ve girişlerin değişimi incelenmiştir. Programın simulatördeki görüntüsü Şekil 4.1 de gösterilmiştir. Şekil 4.1: Akıllı kavşağın simulasyon programındaki testi

5. SONUÇLAR Tasarlanan PLC kontrollü akıllı kavşak projesi, farklı yoğunluk ve araç geçiş kombinasyonları için denendi. Araç bekleme sürelerinin, normal zamanlı kavşak bekleme sürelerine göre çok kısa olduğu belirlendi. Tasarlanan sistem, prototip üzerinde çalışmaya uygun olup, gerçek hayata uygulamasında kullanılan algılayıcı ve sinyalizasyon sistemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Tasarlanan algılayıcı sistem, prototip üzerindeki yol mesafesi için yeterli olmakta ve azami 5 metre mesafede çalışmaktadır. Karayolu genişliği göz önünde bulundurulursa bu mesafe yeterli olmayacaktır. Bu tasarlanan algılayıcı sistem yerine yine ayrık alıcı vericili uzun mesafede çalışabilen bir algılayıcı tercih edilmelidir. Bunun dışında tasarlanan sistem elemanları gerçek hayata uygulamada sağlıklı bir şekilde çalışacaklardır. Bu projenin uygulama alanı olarak trafik akışının çok yoğun olduğu bölgeler seçilmelidir. Bu proje normal sinyalizasyon sistemlerine göre maliyetli olduğundan, bütün kavşaklara uygulanması akılcı değildir. Gerçeklenmesi durumunda yakıt tasarrufu ve araçların emisyon oranında kayda değer değişimler ortaya çıkacaktır.

6. DEĞERLENDİRME Bu çalışmamızda sinyalizasyon sistemi, algılayıcı devreler ve kontrolör devreleri oluşturduk. Sinyalizasyon sisteminin, PLC ile sürülebilmesi için röle devreleri oluşturduk. Algılayıcı sistem için alıcı ve verici devreler oluşturduk. Bu kısımda kare dalga osilatörleri, kızılötesi alıcısı TK 19 devresi, transistörlü akım yükselteç devresi hakkında detaylı bilgi sahibi olduk. Bu devreleri bir ve birden fazla bir arada ve karşılıklı çalışmalarını labaratuar ortamında gerçekleştirdik. Bu konuda karşımıza çıkan birçok problemi çözümledik. Devrelerin etkileşimleri, birden fazla devrenin rezonansa getirilmesi gibi zorluklar aşıldı. Bu devreyi planladığımız şekilde gerçekleştirdik, bu proje algılayıcılarla gerçeklenen bir proje olup, bizden sonraki arkadaşlar algılayıcı sayısını ve kalitesini artırarak ya da kameralı ve görüntü işleyen sistemlerle daha akıllı bir hale getirebilirler.

KAYNAKLAR [1]. Tunç, A., Trafik Mühendisliği Uygulamaları, 1. Baskı, Asil Yay. Dağ. Ltd, 2003. [2]. Akpınar, S., Süreç Denetimi, 1. Baskı, O.M.U. Ders Notları, 2000 [3]. Kruse, Paul W., McGlauchlin, L. D., Elements of Infrared Technology, 2 nd Edition, John Wiley & Sons, Inc., 1963. [4]. Hudson, Richard D., Infrared Detectors, 2 nd Edition, John Wiley & Sons, Inc., 1924. [5]. İbrahim, D., 555 Entegresi Zamanlama Devreleri, 1. Baskı, Bileşim Yay. Fuar. Tan. Hiz. A.Ş., 2005. [6]. Çetin, R., S7-200 PLC lerle Otomasyon İleri Seviye, 1. Baskı, Ankara, Türkiye, 2008. [7]. Simens, Simatic S7-200 Kullanım Klavuzu, 1. Sürüm, Siemens A.Ş., İstanbul, 2002.

Ek 1. Akıllı kavşak komut listesi EK 1. 38

Ek 1. (devamı) 39

Ek 1. (devamı) 40

STANDART ve KISITLAR FORMU EK 2. Tasarım Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aşağıdaki soruları cevaplayınız. 1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız. 110x110cm ahşap levha üzerine kağıt baskı yapıştırılmıştır. Üzerinde her biri 11cm olmak üzere 16 adet trafik lambası bulunmaktadır. 2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü? Evet, çözdük. 555 Kare dalga osilatörünün frekans değerini, direnç ve kapasite değerlerini değiştirerek bulduk. 3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız? Evet, 555 kare dalga osilatör devresini elektroniğe giriş, elektronik devreler I-II dersleri sayesinde, algılayıcı devresini süreç denetimi dersinde edindiğimiz bilgiler sayesinde kurduk. 4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir? Bir devre tasarlıyorsak, devredeki elemanların ne olduğunu ve ne işe yaradıklarını iyi bilmek gerekir, o devre hakkında gerekli formüller ve hesaplamaları önceden öğrenilerek devre elemanları ona göre seçilmelidir. Eğer bir programlama yapıyorsak uygulamada denemeden önce bilgisayar ortamında simulasyon yardımıyla gerçekleştirdiğimiz program gözlemlenmelidir. 5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir? a) Ekonomi Ekonomik açıdan uygundur, algılayıcı devremizi kendimiz tasarladığımızdan ekonomiktir. b) Çevre sorunları: Ortaya koyduğumuz proje yakıt tüketimini azaltıp, egzoz gazları salınımını azaltmaya yönelik olduğundan çevrenin daha az kirlenmesini sağlar.

c) Sürdürülebilirlik: PLC programı yaygın, yenilenme ve yeniliklere açık olduğundan sürdürülebilirdir, alıcı kısımlar geliştirilerek daha yeni teknolojiler uygulanabilir. d) Üretilebilirlik: Bu sistem çok basit bölümlerden oluştuğundan üretime geçilebilir. e) Etik: Bu projede izinsiz kullanılan herhangi bir bilgi ya da eleman olmadığından etik kurallara aykırı değildir. f) Sağlık: Uygulanması durumunda çevre kirlemesini azalttığından çevre sağlığı açısından faydalıdır. g) Güvenlik: Akıllı kavşak uygulaması bekleme sürelerini ve ışık geçişlerini düzenlediğinde kazaları azaltacaktır, güvenlik yönünden faydalıdır. h) Sosyal ve politik sorunlar: Sosyal açıdan, trafikte insanların beklemelerini azaltarak agresifleşmelerini azalttığı için sosyal yönden de yararlıdır. Politik açıdan bir şey teşkil etmemektedir. Projenin Adı PLC ile Akıllı Kavşak Sistemi Projedeki adları Öğrencilerin Cihad Özyurt Samed Lale Tarih ve İmzalar 25.05.2012 42

ÖZGEÇMİŞ Cihad ÖZYURT 1986 yılında Ordu da doğdu. İlköğrenimini Ordu Merkez İlköğretim, ortaöğretim ve liseyi de Ordu Anadolu Lisesinde tamamladı. Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği 7. Sınıf öğrencisi olup birçok sportif faaliyette bulunmuştur. Üniversite Dağcılık ve Kış Sporları Kulübünün bir yıl başkanlığını dört yıl da eğitmenliğini yapmıştır. Samed LALE 1986 yılında Kayseri de doğdu. İlköğrenim ve ortaöğrenimini Kayseri Hacı Mustafa Gazioğlu İlköğretim Okulunda, liseyi Kayseri Melikgazi Lisesinde tamamladı. Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği 6. Sınıf öğrencisidir. Orta düzeyde İngilizce biliyor. Matlab, Microsoft programları, C++, PLC programlama dillerini biliyor.