5.46. EBAT KONTROL OTOMASYONU Prof. Dr. Asaf VAROL avarol@firat.edu.tr Giriş: ÇeĢitli bilimsel, sanayi, tarımsal ve idari iģlerin yürütülmesinde insan müdahalesini tamamen ya da kısmen ortadan kaldırmaya ve iģlemlerin otomatik olarak yürütülmesine otomasyon denir. Endüstriyel anlamda otomasyon; iģlem ve üretim kontrolünde mekanik elektronik ve bilgisayar tabanlı sistemlerin birlikte kullanılması olarak tanımlanabilir. Robot çok yüksek kapasitede çalıģan bir insan gibi fakat insana özgü eksikliklerden tamamen arınmıģ bir makine modelidir. KeĢfinden sonra, robotlar hemen hemen her alanda kullanılmaya baģlanmıģtır. Robotların kullanıldığı bazı alanlar aģağıda sıralanmıģtır. Tıp Endüstri Tarım Film yapım ve gösterim aģamalarında Maden ocakları Petrol ve ürünlerinin kullanımı Uzay Projenin Amacı: Ebat kontrol otomasyonu belirli bir boyuttaki (5 cm' lik) parçaları sağlam kabul edip, (5 cm' den büyük ve küçük) diğer boyuttaki parçaları 2293
bozuk sayan bir sistemdir. Bu sistem, insanlar tarafından boyları ölçülmesi riskli olan veya ölçme iģlemi gerektiren durumlarda kullanılabilir. Kullanılan Malzemeler: Malzeme Listesi Tablo 1 de verilmiģtir. Sistemin Blok Şeması: MALZEMELER ADET Motor 2 DiĢli kutusu 2 Güç kaynağı 1 Lamba 2 210 rnm'lik 2 70 mm'lik 4 30 mm'lik yapi 8 15 mm'lik yapi 16 Fotorezistor(LDR) 3 Interface 1 Bağlanti kablosu 20 Diz üstü bilgisayar 1 Tablo-I: Malzeme Listesi Sistemin blok Ģeması Sekil 1 de verilmiģtir: Sekil l: Sistemin ġematik Gösterimi 2294
Kullanılan Parçalar Yapı Blokları: Yapı blokları maketini oluģmasında önemli rol oynayan temel parçalardan biridir. Motorların sabitlenmesinde, ara birleģtirme gerektiren durumlarda. düzeneğin sağlamlaģtırılması bu parçalar sıklıkla kullanılır. LDR Sensörleri: Ebat kontrol otomasyonunda 3 adet sensör kullanılmıģtır. Resim1: Parçaların tanınmasını sağlayacak olan LDR Işık Kaynağı: Robotta sensörlerin anahtar 1 durumunu üretmesi için 2 adet l5v lamba kullanılmıģtır. Resim 2: Anahtarlanmayı sağlayacak olan lambalar 2295
Güç Kaynağı: Lambalara güç verilmesini sağlayan I0..15 V ayarlı güç kaynağı kullanılmıģtır. (arabirimin fazla ısınmasını engellemek için) Resim 3: Adaptör Motor: Bilgisayardan gelen komutlara göre düzeneği hem saat yönünde hem de tam tersi yönde çalıģma yeteneği bulunan elektrik motorlarıdır. Resim 4: Motor Dişli Kutusu: Motorlara monte edilecek robotta kullanılan ray sistemlerin hareket etmesini sağlayan mekanik bir parçadır. 2296
Resim 5: DiĢli Arabirim: Bilgisayar ile robot arasındaki veri alıģveriģini yöneten ana sistemdir. Yani bilgisayardan gelen sinyalleri LEGO parçalarının hareket etmelerini sağlayacak (bilgisayar ile sistem arasında veri iletimini sağlayan) elektriksel sinyallere dönüģtürür. Resim 6: Veri iletimini sağlayan arabirim Robotun Montajı: Ġlk olarak robotun konumlanacağı tabla belirlendi. Sağlam (5 cm boyutunda) ve bozuk parçaları (5cm den büyük ve küçük) koyulacağı kutu sabitlendi. 2297
Resim 7: Bozuk ve sağlam parçaların atıldığı depolama kısım. Resim 8: Ray sisteminin aksamı Resim 9: Ġleri geri hareket eden ray Platform ve ray sistemi oluģturulduktan sonra ilerlemesini sağlayacak motor ile birleģtirilir. Resim 10: Parçaları kola ulaģtıran düzeneğin son hali 2298
Platformun üzerindeki parçadan kaynaklanan ağırlığının hafifletilmesi platformun aģağı yukarı hareketini engelleyip düzeneği sabitleģtiren ve sağlıklı çalıģması için önden ve arkadan destek diģlileri tabla üzerine yerleģtirilir. Resim 11: Rayın ileri geri hareketinde kolu sabitleyen çarklar Kontrol noktasını geçerek gelen parçaların ait oldukları yerlere ayrılmasını sağlayan raylı sistem. Bu sistem sayesinde platform vasıtasıyla getirilen kontrol edilmiģ parçalar istenilen yerlere ayırarak paketlenmeye hazır hale getirilir. Resim 12: Motor ve diģliden oluģan Raylı sistem üzerine yerleģtirilerek gelen parçaların istenilen yerlere (sağa sola) gönderilmesini sağlayan robot kolu. 2299
Resim 13: Parçayı sağa veya sola aktaran kol Parça ayırma otomasyonunu genel görünüģü. Yukarıda belirtilen Resim- 12 ve Resim-13 birleģtirilerek Resim-14' de yer alan ayırma kolu elde edilir. Resim 14: Parçaları sağa veya sola ayıran düzeneğin son hali Parça kontrol noktasındaki kontrol ledleri ıģığın üzerlerine düģmeleri durumunda (anahtar açık durumunda düģünülebilir) lojik-1 değeri üretirler ve platformun Kontrol noktasına gelene kadar platformun motorlarını çalıģtırırlar. 2300
Resim 15: Alüminyum profillere aktarılmıģ ledler Resim 16: Robotun önden görüntüsü Programın Açıklaması: LOGO programlama dili hem oldukça basit hem de kullanıģlı bir dildir. Bu dilde program bloklar halinde yazılır. Program bloklarını ya da modüllerini PASCAL dilindeki procedure' lere. C dilindeki function lara veya QBASIC dilinde ki SUB bloklarına benzetebiliriz. Kullanılan bu modüller birleģerek ana programı meydana getirir. 2301
1) TO BASLA 2) IFEQUALPSTATUS"E10 (KONTROL] 3) MCW' Ml 4) BASLA 5) END 6) TO KONTROL 7) MSTOP "Ml 8) WAIT 2 9) IFEQUALP STATUS "E20 IKONTROL2] 10) IF EQUALP STATUS "E21 BOZUK] 11) END 12) TO KONTROL2 13) IF EQUALP STATUS E3 1 [SAĞLAM] 14) IF EQUALP STATUS E3 0 [BOZUK] 15) END 16) TO SAGLAM 17) MCW'MI 18) WAIT 3 19) MSTOP "Ml 20) MCW "M2 2302
21) WAIT 2 22) MSTOP 23) NORMALI 24) END 25) TO NORMAL 1 26) MCCW "M2 27) WAIT 2 28) MSTOP "M2 29) MCCW "Ml 30) WAIT 5 31) MSTOP "Ml 32) WAIT 6 33) BASLA 34) END 35) TO BOZUK 36) MCW MI 37) WAIT 3 38) MSTOP "Ml 39) MCCW M2 40) WAIT 2 41) MSTOP "M2 42) NORMAL 2 2303
43) END 44) TO NORMAL2 45) MCW"M2 46) WAIT 2 47) MSTOP "M2 48) MCCW "Ml 49) WAITS 50) MSTOP "Ml 51) WAIT 6 52) BASLA 53) END Resim 17: Robotun arkadan görüntüsü 2304
Rcsim 18: Otomasyon sisteminin görünüģü. Program yedi modülden oluģmuģtur. BASLA, programı çalıģtıran modülün adıdır. KONTROL modülü gelen parçamızın 5 cm den küçük olup olmadığını kontrol eden modüldür. KONTROL2 modülü ise parçamızın 5 cm veya daha büyük olup olmadığını kontrol eden modüldür. SAGLAM modülü sağlam parçaların ayıklanmasını sağlayan modüldür. BOZUK modülü ise bozuk parçaların ayıklanmasını sağlayan modüldür. NORMALI ve NORMAE2 modülleri ise robotumuzun raylı sistemdeki kollarının ilk hallerine gelmesini sağlayan modüllerdir. BASLA Modülü: Bu modülün yaptığı temel iģlem Ģöyle açıklanabilir. El sensörünün önündeki ıģığın kesilip kesilmediği bu modülde kontrol edilmektedir. El sensörünün ıģığı algılaması parça tarafından kesilene kadar Ml motorunun çalıģması da bu modülde sağlanmaktadır. 2305
TO BASLA: TO komutu program modülünün baģladığı yeri ifade etmektedir. Program modülleri TO ile baslar END ile sona erer. IF LQUALP STATUS "El 0 [KONT-ROL : Bu satırın kısaca açıklaması Ģöyle: "eğer El anahtarı 0 durumunda ise KONTROL modülünü çalıģtır" MCW'MI: "Ml motorunu saat yönünde 1 kere cevir" demektir. BASLA: Bu satir programda sonsuz döngüye sebep olmak için kullanıldı. Böylece El sensorunun onu parça tarafından kapanıncaya kadar (El=0) modül sürekli olarak basa dönmektedir. END: Modülleri sonlandırmak için kullanılmıģtır. KONTROL Modülü: El sensörünün ıģığı parça tarafından kesildiği zaman KONTROL modülü devreye girer. Bu modülde ise L2 sensorunun ıģığı kesilip kesilmediği kontrol edilir. Yani parçamızın 5 cm den kısa olup olmadığı kontrol edilir. Eğer E2 sensorunun ıģığının önü açıksa yani E2 sensoru ıģığı 2306
görüyorsa kontrol parçası 5 cm den kısa demektir. L2 sensorunun ıģığının önü açıksa parçamız minumum 5 cm uzunluğundadır. TO KONTROL: Kontrol modülünün baģladığını belirtir. MSTOP "Ml: Ml motorunu durdur. WAIT 2: 2 saniye bekle. IF EQUALP STATUS "E2 0 [KONT-ROL2 : Eğer E2 anahtarı o an için 0 durumunda ise KONTROL2 modülünü çalıģtır. IF EQUALP STATUS "E2 1 [BOZUK]: Eğer E2 anahtarı 1 durumunda ise BOZUK modülünü çalıģtır. END: Modülün bittiğini belirtir. KONTROL2 modülü: E2 sensorunun ıģığı kesilirse : KONTROL2 modülü devreye girer.bu modül kısaca parçanın 5 cm den büyük olup olmadığını kontrol eder. Bu sensörü ıģığı görmüyorsa yani: Parça 5 cm den büyük ise BOZUK modülüne gidilir. Bu sensörü ıģığı görüyorsa yani; parça tam 5 cm ise SAGLAM modülüne gidilir. TO KONTROL2: Kontrol modülünün baģladığını belirtir. IF EQUAEP STATUS "B 1 (SAGEAM]: Eğer B anahtarı 1 durumunda ise SAGLAM modülünü çalıģtır 2307
IF EQUAEP STATUS "B 0 [BOZUK]: Eğer B anahtarı 0 durumunda ise BOZUK modülünü çalıģtır. END: Modülün bittiğini belirtir. BOZUK modülü: E2 sensörü ıģığı görüyorsa veya B sensörü ıģığı görmüyorsa BOZUK modülü devreye girer. Bu modülde parçanın 5 cm' den farklı olduğu görülerek bozuk kesimine atan kısımdır. TO BOZUK: Bozuk modülünün baģladığını belirtir. MCW "Ml: Ml motorunu saat yönünde çevir WAIT 3: 3 saniye bekle. MSTOP "Ml: Ml motorunu durdur. MCCW "M2: M2 motorunu saat yönü tersinde cevir. WAIT2:2 saniye bekle. MSTOP "M2 : M2 motorunu durdur NORMAE2: Normal2 modülüne git. END: Modülün bittiğini belirtir. SAGLAM modülü: E2 sensörü ıģığı görmüyor ve E3 sensörü ıģığı görüyorsa SAGLAM modülü devreye girer. Bu modülde parçanın 5 cm boyutunda olduğu kabul edilerek kutunun sağlam kısmına atılmasını sağlayan modüldür. 2308
TO SAGLAM: Sağlam modülünün baģladığını belirtir. MCW "Ml: Ml motorunu saat yönünde cevir. WAIT 3: 3 saniye bekle. MSTOP "Ml: Ml motorunu durdur. MCW"M2: M2 motorunu saat yönünde cevir. WAIT2:2 saniye bekle. MSTOP "M2: M2 motorunu durdur. NORMAL1: Normal modülüne git. END: Modülün bittiğini belirtir. NORMAL1 Modülü: Parça sağlam kısma atıldıktan sonra eski konumuna geçmesini sağlayan modüldür. TO NORMAL 1 : Normal modülünün baģladığını belirtir. MCCW "M2: M2 motorunu saat yönü tersinde cevir. WAIT2: 2 saniye bekle. MSTOP "M2: M2 motorunu durdur. MCCW "Ml: Ml motorunu saat yönü tersinde cevir. WAIT5: 5 saniye bekle. MSTOP "Ml: Ml motorunu durdur. WAIT 6: 6 saniye bekle. BASLA: Basla modulune git. 2309
END: Modülün bittiğini belirtir. NORMAL2 Modülü: Parça bozuk kısma atıldıktan sonra eski konumuna geçmesini sağlayan modüldür. TO NORMAL2 : Normal2 modülün baģladığını belirtir. MCW"M2: M2 motorunu saat yönü çevir. WAIT2: 2 saniye bekle. MSTOP "M2: M2 motorunu durdur. MCCW "Ml: Ml motorunu saat yönü tersinde cevir. WAIT5:5 saniye bekle. MSTOP "Ml: Ml motorunu durdur. WAIT 6: 6 saniye bekle. BASEA: Basla modülüne git. END: Modülün bittiğini belirtir. SONUÇ: GerçekleĢtirilen bu ebat kontrol otomasyonu sayesinde, parçaların boyutlarına göre ayrıģtırılması iģlemleri gerçekleģmektedir. Burada yapılan proje iki boyutlu ve üç boyutlu düzeneklere çevrilerek maliyet biraz daha artırılarak daha geniģ kapsamlı hale getirilebilir. GerçekleĢtirilen bu proje sayesinde öğrenci merkezli eğitim sağlanmıģtır. 2310
Kaynaklar: 1. Varol, A.: "Robotik", Milli Eğitim Basım evi. 570s, 2000 2. Ebat Kontrol Otomasyonu. Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi. Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü. Robotik Dersi Projesi. Proje No:2002/V 2311
2312