Bulanık mantık ve PIC kullanılarak bir klima sisteminin kontrolü. Control of an air conditional system with fuzzy logic and PIC using



Benzer belgeler
KLİMA SİSTEM KONTROLÜNÜN BULANIK MANTIK İLE MODELLEMESİ

DHT11 SICAKLIK VE NEM SENSÖRÜ ĐLE BĐLGĐSAYAR DESTEKLĐ ÖLÇÜM VE KONTROL DEVRESĐNĐN ĐMALATI VE DENEYSEL OLARAK ĐNCELENMESĐ

Giyilebilir Teknolojiler ve Solar Enerjili Şapka Uygulaması

BULANIK MANTIK ile KONTROL

IŞIK ĐZLEYEN ROBOT PROJESĐ FOLLOWĐNG ROBOT SĐNOP LIGHT PROJECT. Proje Yürütücüleri Bünyamin TANGAL, Sinop Ünv. Meslek Yüksekokulu Mekatronik Bölümü

HT 250 SET. LCD li Kablosuz Oda Termostatı Kontrolleri. Kullanım

HT 150 SET. LCD li Kablosuz Oda Termostatı Kontrolleri. Kullanım

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 3) HAVA KÜTLE AKIŞ SİSTEMLERİNDE PID İLE SICAKLIK KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

BULANIK MANTIK VE SİSTEMLERİ BAHAR DÖNEMİ ÖDEV 1. Müslüm ÖZTÜRK Bilişim Teknolojileri Mühendisliği ABD Doktora Programı

HT 300 SET LCD li Kablosuz Oda Termostatı Kontrolleri

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

HT 200. LCD li Oda Termostat Kontrolleri. Kullanım

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

DENEY NO 3. Alçak Frekans Osilatörleri

2011 Third International Conference on Intelligent Human-Machine Systems and Cybernetics

Mekatroniğe Giriş Dersi

BULANIK MANTIK TABANLI DUNN ÖĞRENME STİLİ MODELİNİN GELİŞTİRİMİ

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

2. Klasik Kümeler-Bulanık Kümeler

BESLEME KARTI RF ALICI KARTI

Bulanık Mantık. Bulanık Mantık (Fuzzy Logic)

BÖLÜM Mikrodenetleyicisine Giriş

Kapalı Ortam Sıcaklık ve Nem Denetiminin Farklı Bulanık Üyelik Fonksiyonları Kullanılarak Gerçekleştirilmesi

Esnek Hesaplamaya Giriş

T.C. YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ESM 413 ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI I

Okut. Yüksel YURTAY. İletişim : (264) Sayısal Analiz. Giriş.

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

ABR 320 SET LCD li Kablosuz Oda Termostat Kontrolleri

DERS 5 PIC 16F84 PROGRAMLAMA İÇERİK. PIC 16F84 bacak bağlantıları PIC 16F84 bellek yapısı Program belleği RAM bellek Değişken kullanımı Komutlar

Şekil 1: Zener diyot sembol ve görünüşleri. Zener akımı. Gerilim Regülasyonu. bölgesi. Şekil 2: Zener diyotun akım-gerilim karakteristiği

Mekatronik Mühendisliği Uygulamalarında Yapay Zekâ. Ders 1- Yapay Zekâya Giriş. Erhan AKDOĞAN, Ph.D.

Çizgi İzleyen Robot Yapımı

MĐKROĐŞLEMCĐ TABANLI SERA KONTROL SĐSTEMĐ MICROPROCESSOR BASED GREENHOUSE CONTROL SYSTEM. M. Faruk ÇAKIR, ÇANKIRI KARATEKĐN ÜNĐVERSĐTESĐ, ÇANKIRI

Electronic Letters on Science & Engineering 5(1) (2009) Available online at

YAPAY SİNİR AĞLARI. Araş. Gör. Nesibe YALÇIN BİLECİK ÜNİVERSİTESİ

BULANIK MANTIK DENETLEYİCİLERİ. Bölüm-4 Bulanık Çıkarım

EEME210 ELEKTRONİK LABORATUARI

OSPF PROTOKOLÜNÜ KULLANAN ROUTER LARIN MALİYET BİLGİSİNİN BULANIK MANTIKLA BELİRLENMESİ

MAK-LAB009 DOĞAL VE ZORLANMIġ TAġINIM YOLUYLA ISI TRANSFERĠ DENEYĠ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT UYGULAMALARI DENEYİ

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Process Control EEE

KLASİK BULANIK MANTIK DENETLEYİCİ PROBLEMİ : INVERTED PENDULUM

AKILLI BİNALAR VE ENERJİ VERİMLİLİĞİ

BOĞAZ KÖPRÜSÜ YOLUNA KATILIM NOKTALARINDA TRAFİK AKIMLARININ BULANIK MANTIK YAKLAŞIMI İLE KONTROLÜ VE BİR UYGULAMA ÖRNEĞİ

DENEY NO:2 BJT Yükselticinin Darbe Cevabı lineer kuvvetlendirme Yükselme Süresi Gecikme Çınlama Darbe üst eğilmesi

SICAKLIK KONTROLLÜ HAVYA

1 Nem Kontrol Cihazı v3

PIC PROGRAMLAMA STEP MOTOR SÜRÜCÜ VE KONTROL AMAÇ NEDİR? Unipolar Step Motorlar. Uç TESPİTİ NASIL YAPILIR?

Bölüm 1 Güç Elektroniği Sistemleri

Melih Hilmi ULUDAĞ. Yazılım Mühendisi Mekatronik Mühendisi. a aittir.

ROBOT KOL BİTİRME PROJESİ DÖNEM İÇİ RAPORU

Yaklaşık Düşünme Teorisi

DAMITMA KOLONLARININ BULANIK DENETLEYİCİLERLE DENETİMİ

CARRIER ve ENERJİ VERİML

Sistem nedir? Başlıca Fiziksel Sistemler: Bir matematiksel teori;

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT UYGULAMALARI DENEYİ

B.Ç. / E.B. MİKROİŞLEMCİLER

Bulanık Mantık Denetleyicileri

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Açık Çevrim Kontrol Açık Çevrim Kontrol

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

Bilgisayar Programlama MATLAB

DC Beslemeli Raylı Ulaşım Sistemlerinin Simülasyonu

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

Engelliler İçin Akıllı Ev Otomasyon Sistemi

Algoritmalar ve Programlama. Algoritma

İçİndekİler. 1. Bölüm - Mİkro Denetleyİcİ Nedİr? 2. Bölüm - MİkroDenetleyİcİlerİ Anlamak

A Study on Fuzzy Logic-Based Smart Temperature Control Simulation

BSE 207 Mantık Devreleri Lojik Kapılar ve Lojik Devreler (Logic Gates And Logic Circuits)

MODEL OP-LP1 MODEL OP-LP2

LABİRENTTEN ÇIKIŞ YOLUNU BULAN ROBOT

Yrd. Doç. Dr. Mustafa NİL

YÜZME HAVUZU KLİMA ve NEM ALMA SANTRALLARI HNS

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

ĠġLEMSEL KUVVETLENDĠRĠCĠLERĠN DOĞRUSAL UYGULAMALARI. NOT: Devre elemanlarınızın yanma ihtimallerine karşın yedeklerini de temin ediniz.

BAZI İLLER İÇİN GÜNEŞ IŞINIM ŞİDDETİ, GÜNEŞLENME SÜRESİ VE BERRAKLIK İNDEKSİNİN YENİ ÖLÇÜMLER IŞIĞINDA ANALİZİ

MATLAB a GİRİŞ. Doç. Dr. Mehmet İTİK. Karadeniz Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Sayılar, cebir, denklemler ve eşitsizlikler, fonksiyonlar, trigonometri, komplerks sayılar, logaritma

Ders İçerik Bilgisi. Dr. Hakan TERZİOĞLU Dr. Hakan TERZİOĞLU 1

YÖK TEZLERİ PROJE KELİME TARAMASI

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

Şekil 7.1. (a) Sinüs dalga giriş sinyali, (b) yarım dalga doğrultmaç çıkışı, (c) tam dalga doğrultmaç çıkışı

Çalışma Açısından Bilgisayarlar

Deneyin Adı: Isı Geri Kazanımlı, Sıcaklığı Oransal Olarak Kontrol Edilen Sıcak Hava Üretim Sistemi

TRANSİSTÖRLERİN KUTUPLANMASI

BİR OFİS BİNASININ DEĞİŞKEN HAVA DEBİLİ İKLİMLENDİRME SİSTEMİNİN MODELLENMESİ VE KONTROLÜ

3 Fazlı Motorların Güçlerinin PLC ile Kontrolü. Doç. Dr. Ramazan BAYINDIR

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF MULTIMETER BASED ON MICROCONTROLLER

İçerik. TBT 1003 Temel Bilgi Teknolojileri

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÖĞRENCİLERİNİN BAŞARI NOTLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ. Tamer Yılmaz, Barış Yılmaz, Halim Sezici 1 ÖZET

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

PROGRAMLANABİLİR LOJİK DENETLEYİCİ İLE DENEYSEL ENDÜSTRİYEL SİSTEMİN KONTROLÜ

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

SAYISAL ÇÖZÜMLEME. Sayısal Çözümleme

DEPREM KONUMLARININ BELİRLENMESİNDE BULANIK MANTIK YAKLAŞIMI

KABLOSUZ SICAKLIK KONTROLU İÇİN BİR SİMÜLATÖRÜN KESİKLİ VE SÜREKLİ ZAMANDA PARAMETRİK OLMAYAN MODELLEMESİ

SÜREKLĠ OLASILIK DAĞILIMLARI

Transkript:

Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DERGİSİ MAKUFEBED (2010) 2: 167-180 Bulanık mantık ve PIC kullanılarak bir klima sisteminin kontrolü Hande ERKAYMAZ 1* & İbrahim ÇAYIROĞLU 1 1 Karabük Üniversitesi T.E.F. Elekt. ve Bilg. Eğt. Böl, KARABÜK. ( * Sorumlu yazar e-mail: herkaymaz@karabuk.edu.tr) Özet:. Bu çalışmada, bulanık mantık sistemi ile PIC programlanarak, bir klima sisteminin kontrolü yapılmıştır. Sistem bulunduğu ortamın sıcaklığını 19-23 o C arasında tutmaktadır. Giriş değişkenleri olarak nem ve sıcaklık değerleri dış ortamdan SHT11 sensörü ile alınmakta ve bulanık mantık sistemi ile programlanmış olan PIC 16F876 ya aktarılmaktadır. Çıktı değerlerine bağlı olarak ısıtıcı yada soğutucu fanlar gerekli iklimlendirmeyi sağlayacak şekilde çalıştırılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Bulanık Mantık, iklimlendirme, klima, PIC Control of an air conditional system with fuzzy logic and PIC using Abstract: In this study an air conditioner system was put into practice as programming PIC by fuzzy logic system. The system keeps temperature of atmosphere between 19 23 o C. As input variable damp and heat values are taken by sensor called SHT11 and they are transmitted to PIC 16F876 which programmed by fuzzy logic system. Heater and cooler fans work as required climate Keywords: Fuzzy logic, climate, air conditional, PIC http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 167

Giriş Klasik kontrol sistem tasarımındaki ilk adım, kontrol edilecek sistemin transfer fonksiyonunun tam olarak elde edilmesidir. Başka bir deyişle matematiksel modelinin oluşturulmasıdır. Ayrıca uygun ve etkin bir kontrol sağlamak için sistem parametrelerinin zamanla değişmemesi istenir. Fakat uygulamadaki sistemlerin pek çoğu bilinmeyen parametrelere veya kompleks ve lineer olmayan karakteristiklere sahiptirler. Gerçi sistem parametrelerinin değiştiği veya sistemde lineerlikten sapma olduğu durumlar için adaptif kontrol yöntemleri gerçekleştirilmiştir; fakat bu tip kontrol sistemleri genellikle kompleks olmaları ve hesaplamalarda uzun zaman almaları sebebiyle gerçek zaman uygulamalarında sorunlar çıkarmaktadır. Bu tip uygulamalarda, uygulama alanındaki uzman kişilerin bilgisi klasik kontrol sistemlerinden daha faydalı ve etkili olabilmektedir. Bu yüzden insan düşünme yeteneğini ve bilgisini kontrol sisteminin içine sokabilecek bir kontrol yöntemi olan Bulanık Mantık Denetleyicisi (Fuzzy Logic Controller, FLC) iyi bir çözüm olabilmektedir. Bulanık mantık yaklaşımı, makinelere insanların özel verilerini işleyebilme ve onların deneyimlerinden ve önsezilerinden yararlanarak çalışabilme yeteneği verir. Bu yeteneği kazandırırken sayısal ifadeler yerine sembolik ifadeler kullanılır. İşte bu sembolik ifadelerin makinelere aktarılması matematiksel bir temele dayanır. Bulanık mantık, klasik mantığın aksine iki seviyeli değil, çok seviyeli işlemleri kullanmaktadır (Elmas, 2003). Temel olarak FLC sistemleri Şekil 1'de görüldüğü gibi dört temel arabirimden oluşur. Bilgi Tabanı Bulanıklaştırma Arabirimi Sonuç Çıkarım Mekanizması Durulaştırma Arabirimi Kontrol Edilen Sistem Şekil 1. Bulanık Mantık Denetleyicinin blok diyagramı Burada bilgi tabanı; uygulanacak olan sistemin değişkenlerini ve bu değişkenler hakkındaki bilgileri içerir. Bulanıklaştırma arabirimi, gelen bilgilerin dilsel niteleyicilere http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 168

dönüştürüldüğü bölümdür. Sonuç çıkarım mekanizması, giriş ve çıkış bulanık değerlerinin incelenerek bulanık kontrol kurallarının değerlendirildiği bölümdür. Durulaştırma arabirimi ise bulanık değerlerin sayısal değerlere dönüştüğü bölümdür. Günümüzde çevremizdeki bir çok kontrol işlemleri, mikroişlemci yada mikro denetleyiciler tarafından yapılmaktadır. Mikroişlemciler işlemleri gerçekleştirebilmek için birçok çevresel birim elemanına (I/O, RAM gibi) gerek duymaktadırlar. Mikrodenetleyiciler (Perhipheral Interface Controller, PIC) ise I/O, RAM gibi gerekli ünitelerin hepsinin tek bir chip içerisinde üretilmiş biçimidir. Yapılan bu çalışmada bulanık mantıkla çalışan bir klima kontrol devresi hazırlanmıştır. Devrede kontrol PIC ile sağlanmıştır. Dışarıdan nem ve sıcaklık SHT11 sensörü ile alınmakta ve bu giriş değerlerine bağlı olarak soğutucu ve ısıtıcı fanlardan uygun olan seçilip gerekli devirde çalışmaları sağlanmaktadır. Sistem gerçek bir klima sistemine adapte edilebilecek şekilde düşünülmüş olup, başlangıç set değerleri yaklaşık olarak alınmıştır. Kontrol devresi gerçek bir klima sistemine bağlandığında bu set değerleri ayarlanabilmektedir. Literatür Taraması Bulanık mantık, iklimlendirme sistemlerine çok sayıda uygulanmış olup bu kontrol sisteminin PIC le kontrol edilmesi üzerine daha az sayıda çalışma yapılmıştır. Özek ve Sinecen bulanık mantık ile bir klima kontrol sistemi tasarlamıştır. Yapılan kontrol sistemi hazırlanan bir bilgisayar programı ile simule edilmiştir (Özek&Sinecen, 2004). Egilegor ve Uribe ortamın iklimlendirme şartlarını kontrol etmek için üç tane simulasyon yapıp bunları karşılaştırmışlardır. Bu kontrol tipleri; normal termostatik kontrol, bulanık mantık kontrolü, yapay sinir ağları adapte edilmiş bulanık mantık kontrolleridir (Egilegor&Uribe, 1997). Bir başka çalışmada, bir test odasında aydınlatma ve sıcaklık derecesini bulanık mantıkla kontrol eden bir sistem gerçekleştirilmiştir (Lah. ve diğ., 2004). Amaç binanın termal ve görsel durumunun kontrol edilen enerji ile uyumluluğunu sağlamaktır. Benzer bir çalışmada (Dounis&Manolakis,2000) sıcaklığın bulanık mantıkla kontrol edilen bir sistem tasarlarken, Chena ve diğ., (2005) klimalı odalardaki sıcaklığın bulanık regresyon analizini yapmışlardır. Farklı bir çalışmada bulanık kural tabanlı bir uzman sistem geliştirilmiştir. Vücut sıcaklığının kontrol edildiği bu sistemde insan vücudu bir bulanık mantık kontrolcüsü olarak düşünülmüştür. Bu sistemde insan sıcaklığı üzerinde çalışılmıştır (Duan, 1999). Diğer bir çalışmada binalardaki sıcaklık ve havalandırma için http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 169

bulanık denetleyici tasarlamıştır. Tasarım esnasında ölçüm yerinden alınan değerler bulanık mantık kontrolcüsüne aktarılmıştır (Michel&El-khoury, 2006). Zupančič ve diğ., (2005) test odasındaki sıcaklığın gelişmiş bulanık kontrolünü yapmışlardır. Sistemin matematiksel modeli çıkarılarak MATLAB programına aktarılmıştır. Şenol bir bulanık mantık kontrolcüsü tasarlamıştır. Çalıştığı su ısıtıcı sistemde hem sıcaklık hem de su yüksekliğini kontrol etmiştir (Şenol, 2000). Diğer bir çalışmada bir klima sisteminin bulanık mantık ile denetleyen bir sistem tasarlanmıştır. Bu çalışmada matematiksel modeli zor ve karmaşık olan bir sistem modellemiştir (Özek&Sinecan, 2003). Sistem Modellemesi Bir klima tesisatında oda sıcaklığı ve nemin tam olarak kontrol edilmesi hedefinin yanı sıra giren hava sıcaklığının en az 19 ºC olması ve giren hava neminin % 80 i aşmaması garantiye alınmalıdır (Şekil 2) [12]. Bu ise çoğu zaman oda havası ile dış ortamdan alınan hava komuta edilerek gerçekleştirilir. Şekil 2. İyi bir ortam havası için konfor şartları. Bir klima tesisatında konfor şartlarını elde etmek için karıştırıcı, dış havayı oda havasının bir kısmıyla karıştırarak tekrar ortama verir. Kullanılan soğutucu kısım sayesinde düşük hava sıcaklığı istendiğinde giren hava soğutulur ve aynı zamanda açığa çıkan fazla nem http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 170

alınır. Isıtıcı kısım sayesinde hava sıcaklığı istenilen değerlere çekilir fakat bu esnada kuruyan hava, nemlendirici sayesinde tekrar normal değerlere çıkarılır. Kontrol sisteminin analitik yollarla matematiksel modelinin oluşturulması, nicelendirilmesi bir klima sistemi için zor ve karmaşıktır. Fakat bu sistemin kontrolü ve modellemesi bulanık mantık kullanarak oldukça kolaylaşmaktadır. Bu çalışmada hazırlanan devre ile ortam sıcaklığının ve neminin ölçülmesinin ardından, bulanık mantık sistemiyle hesaplamalar yapılarak, ortamın durumuna göre ısıtıcı yada soğutucu sistemlerden hangisinin çalıştırılacağına karar verilmekte, çalıştırılacak sistemin hangi performansla çalıştırılacağı belirlenmekte ve kullanıcının hiç bir müdahalesine gerek duymadan tüm sistem kontrol edilmektedir. Burada geliştirilen kontrol devresi çıkışları ısıtıcıyı ve soğutucu kontrolünü simüle etmek üzere iki tane fana bağlanmıştır. Bu fanlar dışarıdan alınan sıcaklık ve nem değerlerine bağlı olarak kontrol edilmekte ve her türlü klima sisteminde de kullanılabilecektir. Şekil 3 de sistemin blok diyagramı Tablo 1 de ise sistemin giriş ve çıkış değer aralıkları verilmiştir. Buna göre sisteme girdi olarak alınan nem ve sıcaklık değerleri ne olursa olsun, ortamın sıcaklığı 19-23 0 C arasında tutulmak üzere kontrol gerçekleştirilmektedir. Giriş Çıkış Sıcaklık SHT11 PIC Soğutucu Fan Nem Isıtıcı Fan Şekil 3. Sistemin Blok Diyagramı http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 171

Tablo1. Giriş - Çıkış değişkenlerinin değer aralıkları Değişkenler Sıcaklık Değer Aralığı 0 60 0 C Giriş Nem 0 100 (%Rh) Isıtıcı Fan 20 90 (devir/saniye) Çıkış Soğutucu Fan 20 90 (devir/saniye) Bulanık Mantık ile Modelleme FLC' nin dayandığı bulanık küme teorisinde işlemler bulanık değerler üzerinde yapılmaktadır. Bu sebeple dış ortamdan ölçülen reel giriş değişkenlerini bulanık değişkenlere çeviren bulanıklaştırma arabirimi FLC' de önemli bir rol oynar ve ilk adımı teşkil eder. Bu arabirimde gerçekleştirilen temel işlemler şunlardır: Kontrolü yapılan sistemden giriş değişkenlerinin gerçek zamanda ölçümlerinin alınması, eğer gerekliyse giriş değişkenlerini sabit bir sayıyla çarpmak ya da bölmek gibi işlemlerle ölçeklendirme yapılması, yine gerekliyse ve isteğe bağlı olarak seçilen dilsel uzayın kesikli hale dönüştürülmesi, ölçümü yapılan reel giriş değişkenlerinin her birisini o değişkene ait söylem uzayına göre dilsel değişkenlere dönüştürmek ve bunlara ait üyelik değerlerini bulmak sayılabilir. Sonuç olarak dilsel niteleyicisi ve üyelik değeri elde edilen her bir reel giriş değişkeni bulanık değişkenlere veya başka bir deyişle bulanık sayılara dönüştürülmüştür. Her bir değişken için söylem uzayı değişkenin alabileceği maksimum ve minimum değerler arasını kapsar. Sonlu sınırlara sahip bu söylem uzayları sonlu sayıda dilsel değişkenlere ayrılır. Bu bölme işleminde kullanılan fonksiyonlara ise dilsel değişkenler kümesinin üyelik fonksiyonu denir. En çok kullanılan üyelik fonksiyonları üçgen, yamuk ve üstel fonksiyonlardır. Çalışmanın bu aşamasında ortamın sıcaklık-nem değerleri ile ısıtıcı-soğutucu sistemlerin çalışma değerleri bulanıklaştırıldı (Şekil 4-6). http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 172

Şekil 4. Ortam sıcaklık üyelik fonksiyonu Şekil 5. Nem üyelik fonksiyonu Şekil 6. Isıtıcı-Soğutucu Fan üyelik fonksiyonu Isıtıcı - soğutucu fanların sıcaklık ve nemin tüm olasılıkları göz önüne alınarak hangi koşulda, fanlardan hangisinin ve nasıl çalışacağının belirlendiği aşamadır. Sıcaklık ve nem değerlerine göre kural tabanı oluşturuldu (Tablo 2). Kural tabanı oluşturulurken dilsel ifadelerle fanların çalışma devirleri yavaş normal - hızlı olarak ifade edilmiştir. http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 173

Tablo 2. Isıtıcı fan kural tabanı Nem Sıcaklık Çok soğuk Soğuk Ilık Düşük Hızlı Hızlı Normal Orta Hızlı Normal Yavaş Yüksek Hızlı Normal Yavaş Tablo 3. Soğutucu fan kural tabanı Nem Sıcaklık Ilık Sıcak Çok sıcak Düşük Yavaş Yavaş Hızlı Orta Normal Normal Hızlı Yüksek Normal Hızlı Hızlı Yukarıdaki çizelgelerden yola çıkarak IF - THEN yapısı aşağıdaki örnekteki gibi tüm olasılıklar için oluşturulmuştur. Bunlardan bir kaçı şu şekildedir. IF sıcaklık = çok soğuk AND nem = düşük THEN ısıtıcı fan = hızlı IF sıcaklık = soğuk AND nem = yüksek THEN ısıtıcı fan = normal IF sıcaklık = ılık AND nem = orta THEN ısıtıcı fan = yavaş IF sıcaklık = ılık AND nem = düşük THEN soğutucu fan = yavaş IF sıcaklık = sıcak AND nem = orta THEN soğutucu fan = hızlı IF sıcaklık = çok sıcak AND nem = yüksek THEN soğutucu fan = hızlı Yapılan çalışmanın kural tabanında oluşturulmuş her bir olasılık için ölçülen sıcaklık ve nem değerlerine göre çalışması gereken fanın seçimi ve fanın devir oranı hesaplanmaktadır. İlk olarak ölçülen değerler için bulanıklaştırma arabirimindeki sıcaklık ve nem üyelik fonksiyonlarına bakılarak ölçülen değerlerin dilsel karşılıkları bulunur. Örnek olarak 17 0 C lik sıcaklığa sahip bir odadaki bağıl nem oranı % 60 olsun. Buna göre soğutucu ve ısıtıcı fanların çalışma devirlerini bulalım. İlk olarak sıcaklık ve nem üyelik fonksiyonlarına bakılarak ölçülen değerlerin dilsel karşılıkları bulunur. 17 0 C lik sıcaklık için µ değeri (üyelik ağırlığı) hem Soğuk hem de Ilık üyelik fonksiyonlarına karşılık gelmektedir. % 60 Rh bağıl nem oranı için üyelik fonksiyonunda µ değeri Orta değerini almaktadır. http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 174

Sıcaklıkµ (soğuk 17 o C) = 0,66 Sıcaklıkµ (ılık 17 o C) = 0,33 Nem µ (orta 60 rh) = 1 Şekil 7. Sıcaklığa bağlı olarak üyelik ağırlık değerlerinin bulunması. IF Sıcaklık = soğuk AND Nem = orta THEN ısıtıcı fan = Orta IF Sıcaklık = ılık AND Nem = orta THEN ısıtıcı fan = Orta o µ (soğuk 17 C) = 0,66 ^ µ (orta 60 rh) = 1 µ (ısıtıcı fan)= 0,66 o µ (soğuk 17 C) = 0,33 ^ µ (orta 60 rh) = 1 µ (ısıtıcı fan)= 0,33 Son olarak bulanık mantık denetleyicisinin durulaştırma işlemine tabi tutulur. Durulaştırma yöntemi olarak en yaygın kullanılan ağırlık merkezi yöntemi seçilmiştir. Ağırlık merkezi formülü şöyledir. Burada µ(u) üyelik derecesini, u ise grafikteki ağırlık merkezi değerini göstermektedir. Minumum kuralından 0,33 seçilmiştir. Buna göre fan devir oranı yüzde olarak aşağıdaki şekilde olmalıdır. 0,33 55 Fan Devir Oranı (%) = = % 55 devir de çalışmalıdır. 0,33 Sistemin PIC ile modellenmesi Bulanık modelleme ile kontrolün sağlanabilmesi için kontrol devresinde PIC 16F876 kullanılmıştır. PIC in bacak bağlantıları aşağıdaki Şekil 8 de verilmiştir. http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 175

Şekil 8. PIC 16F876 nın bacak bağlantıları Devrede PIC in 25 nolu pini SHT11 in data ucuna, 26 nolu pini SHT11 in Clock ucuna, 17 21 22-23 nolu pinleri ise 1 KΩ luk dirençlerle LCD ye, 12-13 pinleri PWM fan çıkışlarına, 6-7 nolu pinleri açık kollektör portlar olduklarından boşta tutmamak için güç kaynağına bağlanmıştır (Şekil 9). Doğrultma Kondansatö PIC SHT LCD Şekil 9. PIC kontrol devresinin şeması. Devrenin yapımında şu elemanlar kullanılmıştır. 4 diyot ile oluşturulan tam dalga doğrultma devresi, 8 tane 1 KΩ luk direnç, 4 tane 10 K Ω luk direnç, 2 tane 2,2 K Ω luk direnç, 1 tane 78L05 entegre gerilim regülatörü, 1 tane SHT11, 1 tane PIC 16F876, 2 tane TIP 30 transistör, 1 tane 3V3 zener diyot, 4 X 4007 diyot, 3 tane 470 nf kondansatör 1000µF, 10µF, 100nF), 4 Mhz XTAL, 2 tane C945 NPN transistör, 2 tane fan, 1 tane LCD (5110 6110 ) ekran Devreye girişte 12 V gerilim uygulanmaktadır. Tam dalga doğrultma devresi ile AC sinyal doğrultulmaktadır. PIC in besleme gerilimi olan 5 V u elde edebilmek için 78L05 http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 176

entegre gerilim regülatörü kullanılmıştır. LCD ise 3 V ile çalıştığı için PIC in 17, 21, 22, 23 nolu pinlerine 1 KΩ luk direnç bağlanarak 5V luk gerilimin 3V a düşmesi sağlanmıştır. PIC 16F876' ya yazılan programın algoritması aşağıdaki gibidir. 1. Başlangıç 2. Mikrodenetleyici Tanımı 3. Değişkenlerin Tanımlanması 4. Fontların Ayarlanması 5. İç yazaçların Ayarlanması (Giriş / Çıkış yazaçlarının) 6. LCD Başlangıç Rutinleri 7. Açılış Ekranları (İlk 3 ekran karşılama 4. ekran program çıktısı) 8. SHT sensör başlangıç rutinleri 9. Main Döngü 10. SHT Sıcaklık Ölçümü 11. Ölçülen Sıcaklığın Bulanık Mantık Değişkenine Atanması 12. SHT Nem Ölçümü 13. Ölçülen Nemin Bulanık Mantık Değişkenine Atanması 14. Bulanık Mantık Hesaplama Sonuçlarının Değişkenlere Atılması 15. 5 Saniye Bekleme 16. 4. Ekran Başlangıcı (Ölçülen Değerler, Sıcaklık - Nem,Sonuçlar, Devir - Fan) 17. PWM Başlangıç Rutinleri 18. Başlangıca git 19. Bitiş Kontrol devresinin yapısı ve devre elemanları Şekil 10, Şekil 11 ve Şekil 12 de gösterilmiştir. Şekil 10. PIC kontrol devresinin genel görünümü http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 177

Şekil 11. PIC kontrol devresinin yapısı-i Şekil 12. PIC kontrol devresinin yapısı-ii Tartışma ve Sonuçlar Bu çalışmada klasik mantık yerine bulanık mantık tercih edilmiştir. Klasik mantıkla yapılan bir devrede kullanıcı kontrolü gerekmektedir. Bulanık mantıkta ise kullanıcı kontrolüne gerek yoktur. Sistem kendi kendini kontrol edebilmektedir. Bu sayede bütün olasılıklara göre sistem çözüm üretmektedir. Üretilen bu çözümler sayesinde sistem fanların seçimine ve çalışma http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 178

hızına karar vermektedir. Sistemin bu kararları vermesi konfor şartlarının optimumda tutulmasını sağlamakta hem de elektrik sarfiyatını önemli ölçüde düşürmektedir. Hazırlanan devrenin sadece programında değişiklik yapıp farklı sıcaklık kontrolleri için kullanılması mümkündür. Sistemin hassasiyetini artırmak için bulanıklaştırma aşamasına daha çok olasılık eklenebilir. Fan hızlarındaki değişimler kontrol edilerek daha yumuşak geçişler için ölçme zamanı uzatılabilir. Ölçme işlemini tek başına yapan devre elemanı SHT11 devre dışında bir yere monte edilip daha sağlıklı bir ölçme yapılabilir. Semboller FLC : Bulanık Mantık Denetleyicisi (Fuzzy Logic Controller) PIC : Çevresel Arabirim Denetleyicisi (Perhipheral Interface Controller) I/O : Giriş/Çıkış (Input/Output) RAM : Rastgele Erişimli Bellek (Random Acces Memory) µ : Üyelik Ağırlığı Kaynaklar Elmas, Ç. (2003). Bulanık Mantık Denetleyiciler (Kuram, Uygulama, Sinirsel Bulanık Mantık), Seçkin Yayıncılık, pp. 230, ISBN : 9753476132, Ankara. Özek, A., & Sinecen, M. (2004). Klima Sistem Kontrolünün Bulanık Mantıkla Modellemesi, Pamukkale Ünv. Müh. Fak. Mühendislik Bilimleri Dergisi, 10, 353-358. Egilegor, B., & Uribe, J. P. (1997). A Fuzzy Control Adapted By A Neural Network To Maintain A Dwelling Within Thermal Comfort, IBPSA-International Building Performance Simulation Association, Prague, Czech Republic, September 8-10. Lah, M. T., Zupanc, B., & Krainer, A. (2004). Fuzzy control for the illumination and temperature comfort in a test chamber. Building and Environment, 40, 1626 1637. Dounis, A. I., Manolakis, D. E. (2000). Design Of a Fuzzy Sysytem For Living Space Termal Comfort Regulation, Applied Energy, 69, 119-144. Chena, K., Rysb, M. J., & Leeb, E. S., (2005). Modeling of thermal comfort in air conditioned rooms by fuzzy regression analysis, Mathematical and Computer Modelling, 43, 809 819. Duan, Y. (1999). Fuzzy Role Based Expert System for Human Thermoregulation Model, University Of California At Berkeley, Mechanical Engineering, Final Project. Michel, J. B., & El-khoury, M. (2006). Design and Optimization of a Fuzzy Controller for Heat and Ventilation in Buildings, http://www.csem.ch Zupančič, B., Škrjanc, I., Krainer, A., & Furlan, B. (2005). Advanced Fuzzy Control Of The Temperature In The Test Chamber, http://wire.ises.org http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 179

Şenol, F. (2000), Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Elektronik Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Bitirme tezi. Özek, A., & Sinecan, M. (2003), Klima Sistem Kontrolünün Bulanik Mantık İle Modellemesi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 10, 353-358. Feddern, J., & Gebhardt, J. (1995). Fuzzy Logic le Klima Kontrolü, ELO Elektronik Dergisi, 91, 43-51. http://edergi.mehmetakif.edu.tr/makufebed 180