5.13. SONDAJ MAKİNESİ PROJESİ Prof. Dr. Asaf VAROL avarol@firat.edu.tr 1. AMAÇ Günümüzün en popüler teknolojilerinden biri de otomasyondur.otomasyonun girdiği ortamlarda insan müdahalesi minimuma inmiştir. Gelişen teknolojiye paralel olarak, otomasyon günlük yaşantımızın bir parçası haline gelmektedir. Akla gelebilecek bir çok yerde otomasyonun değişik uygulamalarını görmek mümkündür. Siz okuyucularımıza her ay değişik bir robot projesi tanıtmaktayız. Tanıttığımız bu projelerin en.önemli özelliği, özgün tasarım neticesi ortaya çıkmalarıdır. ''Robotik'' köşesinde tanıtılan bu projelerin tümünün benzetimi yapılmaktadır. Montajda kullanılan parçalar, mini yapıda olup, farklı tasarımlara elverişli esnek yapıya sahiptir. Bu çalışmanın amacı, sondaj işlemleri için bir otomatik makinenin nasıl tasarlanabileceği hakkında bilgi sunmaktır. 1613
2. PROJEDE KULLANILAN MALZEMELER ve FONKSİYONLARI Resim 1. Sondaj Makinesinin Genel Görünümü 2.1 Döner Tabla ve Fonksiyonu Robotumuzun iskeleti döner tabla üzerinde bulunmaktadır. Bunun amacı kendi çevresinde 360 derece dönmesini sağlamaktır. Robotumuzun yaptığı en önemli işlemlerden birisi suyun bulunduğu alanı tespit etmesidir. Döner tabla, 9V'luk bir motor, bir tane mil ve yine bir tane helezon dişli ile kontrol edilmektedir. 2.2 Fotosel ve Fonksiyonu Robotta iki tane fotosel kullanılmıştır. Bu fotosellerin amacı: a) Suyun bulunduğu alanı tespit etmek, b) Kazı işlemi esnasında suyu bulmak. 1614
2.3 Mil, Helezon Dişlisi ve Fonksiyonları Robotta kullanılan ilk mil ve helezon dişlisi, parçanın 360 derece dönmesini sağlamaktadır. Diğerlerini ise kazı işlemi esnasında aşağı yukarı gitmelerde ve kazma sırasında kullanmıştır. 3. ROBOTUN GENEL ŞEMASI Robot montajına ait şematik çizim aşağıda verilmiştir. Sistemde 3 ayrı motor kullanılmıştır. Robotu kendi çevresinde M1 motoru döndürmektedir. Dönme işlemi döner tablo ile sağlanmaktadır. Bu döner tablonun üzerinde dişli sistemi bulunmakta ve döner tablo M1 motoru ile tahrik edilmektedir. M2 motoru milin aşağı-yukarı hareket ettirilmesi amacıyla kullanılmıştır. M3 motoru ise, milin ucuna takılı helezon dişlisini çalıştırmaktadır. Robotun Genel Şeması 1615
4. MOTORLAR ve GÖREVLERİ M1: Robotu kendi çevresinde döndürür. M2: Millerin aşağı-yukarı hareket etmesini sağlar. M3: Helezonik dişlinin hareketini gerçekleştirir. ALGILAYICILAR ve GÖREVLERİ E6: Suyun bulunduğu alanı tespit etme. E8: Kazı anında suyun bulunması. ANAHTARLAR ve GÖREVLERİ E5: Düşey düzlemde millerin başlangıç konumu. E7: Kazma işlemini yapacak dişlinin harekete başlaması. 5. OTOMATİK SONDAJ MAKİNESİ İÇİN KULLANILAN PROGRAM Bu robot setini hareket ettirmek için LOGO programlama dili kullanılmıştır. Program, bir arabirimden geçirilerek robot setine iletilmekte ve robot tamamen programla kontrol edilmektedir. Program aşağıda verilmiştir. TO BAŞLA MSTOP M2 MSTOP M3 1616
MCCW M1 ARA END TO ARA IF EQUALP STATUS ''E8 1 [YERBUL] IF EQUALP STATUS ''E8 O [ARA] END TO YERBUL MSTOP ''M1 MCCW M2 WATCH E7 MCCW M3 SUBUL END TO SUBUL IF EQUALP STATUS ''E6 1 [DUR] IF EQUALP STATUS ''E6 O [SUBUL] END 1617
TO DUR MSTOP M1 MSTOP M2 MSTOP M3 GER END TO GER MCW M2 WATCH ''E5 MCCW M2 END 6. PROGRAMIN AÇIKLAMASI Programın ana ve alt grupları ayrı ayrı açıklanacaktır: 6.1.1 BAŞLA Ana Programının Açıklaması Öncelikle güvenlik için M2 ve M3 motorlarını MSTOP komutu ile durdurulmaktadır. MCCW komutu ile M1 motorunun saat yönünün tersinde döndürmesine başlanılmaktadır. ARA yazarak, ARA alt programına dallanmasını sağlanmaktadır. Robotun dönme amacı, suyun bulunduğu alanın tespit edilmesidir. 1618
6.2 ARA Alt Programının Açıklaması Suyun bulunduğu alan bir fotoselle sembolize edilmiştir. Fotosel, yani E8, ışığı gördüğü anda (1 durumuna geçtiğinde), YERBUL alt dizinine dallanacaktır. Işığı görmediği sürece, 0 durumunda, ARA alt dizininde kalacaktır. 6.3 YERBUL Alt Programının Açıklaması Suyun bulunduğu alan tespit edildiğinde MSTOP komutu ile M1 motoru durdurulur ve MCCW komutu ile M2 motoru aşağıya doğru harekete başlar. WATCH komutu ile E7 anahtarının durumuna bakılır. E7 anahtarının durumu değiştiği anda MCCW komutu ile M3 motoru harekete başlar. Daha sonra SUBUL alt programına dallanır. 6.4.SUBUL Alt Programının Açıklaması Suyun bulunması işlemi E6 isimli fotosel ile gerçekleştirilmiştir. E6 fotoseli ışığı gördüğünde (1 durumuna geldiğinde), DUR alt programına dallanır. Aksi durumda, 0 konumunda, SUBUL alt programı içerisinde ışığı görene kadar kalacaktır. 6.5 DUR Alt Programının Açıklaması Işığı algıladıktan sonra bütün motorlar MSTOP komutu ile durdurulur ve GER alt programına dallanır. 6.6 GER Alt Programının Açıklaması MCW komutu ile M2 motoru yukarı doğru harekete başlar. WATCH komutu ile E5 anahtarının durumuna bakılır. Anahtarın durumu değiştiği anda M2 motoru kısa bir süre MCCW komutu ile aşağıya doğru indirir ve M2 motorunun çalışması durdurulur. 1619
7. SİSTEMİN ÇALIŞMASI Projede robotun su çıkarılmak istenen alanda olduğu kabul edilmektedir. Program ilk olarak BAŞLA ana programıyla başlar. Başlangıçta M2 ve M3 motorları durdurulmaktadır. Bunun nedeni motorlar program başladığı anda bir önceki programdan kalan durumlarına göre davranırlar. Motorların bir önceki programdan çalışır vaziyette kalabileceği düşünülürse, yazılan bu komut satırının önemi kendiliğinden ortaya çıkar. Robot, suyun bulunduğu alanı bulmak için kendi etrafında dönmelidir. Bu da M1 motorunu çalıştırarak sağlanmaktadır. Daha sonra ARA isimli alt programa dallanılmaktadır. ARA alt programında E8 ile adlandırılan fotoselin durumuna bakılır. Bu fotoselin amacı suyun bulunduğu alanı tespit etmektir.suyun bulunması, ışık ile sembolize edilmektedir. Şayet fotosel ışığı görürse (suyu bulursa), YERBUL alt programına dallanacak, ışığı göremediği takdirde (suyu bulmadığı sürece) kendi içerisinde dönecektir. Robotun suyun bulunduğu alanı saptadıktan sonra yapılması gereken iş, M1 motorunun durdurulmasıdır. Motor durduktan sonra, M2 motoru harekete başlayacak, yani miller aşağıya doğru inmeye başlayacaktır. Miller E7 anahtarını gördükleri anda M3 motoru harekete geçer. Yani kazma işlemini gerçekleştirecek olan helezon dişli dönmeye başlayacaktır. Aslında E7 anahtarını kullanmayabilirdi. Böylece M2 motoru harekete geçtiğinde M3 motoru da çalışacaktı. Fakat biliniyor ki, motorların belirli bir güç sarfiyatı vardır. Bundan tasarruf edebilmek için dişli ile toprak arasında belirli bir mesafe kaldıktan sonra, dişli dönmeye başlamaktadır. Program daha sonra SUBUL alt programına dallanmaktadır. 1620
SUBUL alt programında E6 fotoselinin durumuna bakılır. Toprak altında suyun bulunması da ışıkla sağlanmıştır. Yani LDR; ışığı, gördüğü anda (suyu bulduğunda), DUR alt programına dallanacaktır. Aksi takdirde kendi içinde dönmesine devam edecektir. DUR alt programında bütün motorlar, ister çalışsın ister çalışmasın, durdurulmakta ve GER alt programa dallanması istenmektedir. Sondaj işleminde toprak altında su bulunduktan sonra bütün motorlar durur ve içeride bulunan miller ve kazıcı aletler dışarı çıkarılır ki, kuyunun içerisine içi boş borular yerleştirilebilsin. Bu durum göz önüne alınarak öncelikle M2 motoru hareket ettirilmektedir. Yani miller yukarı doğru çıkmaya başlamaktadır. Buraya ikinci bir anahtar koyulmuştur. Robotun blok şemasına bakılırsa, miller yukarı doğru hareket ederken bir süre sonra gelip M2 motoruna çarpacak ve yukarı çıkamadığı için motor zorlanacaktır. Miller yukarı hareket ederken, E5 anahtarını gördüğünde duracak ve anahtarın konumunu eski haline dönmesini sağlamak için de biraz aşağı inecektir. Bu işlemi yaptıktan sonra robot işlemlerini tamamlamış olacaktır. 8. KULLANILAN MALZEMELER Robot montajında kullanılan parçalara ait resimler ve bu parçalarla ilgili açıklamalar, resim altlarında verilmiştir. 1621
1622
Resim 5. LDR. 1623
1624
9. ROBOTUN YAPIM BASAMAKLARI Malzemelerin montajı için aşağıdaki işlem basamakları takip edilmiştir.robotun kendi ekseni etrafında dönmesini sağlayan destek üzerine robot ayakları monte edileceği için, destek parçalarının döner tablaya tutturulması ile işe başlanır. Hazırlanan bu döner tabla sisteminin asıl montaj tablası üzerine monte edilmesi gerekmektedir.bu amaçla robot montaj seti içerisinde yer alan ve üzerine montaj için delikler bulunan bir tabla kullanılmaktadır. Suyun bulunduğu alan E6 ile simgelenmektedir. Burada E6 fotoseldir. Robotun kendi etrafında dönmesini sağlamak için motordan aldığı hareketi döner tablaya ileten bir sisteme ihtiyaç bulunmaktadır. KAYNAKLAR [1] Otomatik Sondaj Makinesi Projesi, F.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Robotik Dersi, Proje no: 1998/1. 1625
1626