YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MAKİNE FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ DERSİ IŞIĞA DÖNEN KAFA PROJESİ(PROJE 2) Samet Doğan 11067012 16.01.2013 İstanbul
İÇİNDEKİLER 1. ÖZET... 3 2. PROJENİN TANIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ... 3 3. SONUÇLAR ve DEĞERLENDİRME... 8 4. REFERANSLAR... 9 2
1. ÖZET Projede sensörler mikroişlemciler ve bazı temel devre elemanlarıyla mekatronik bir sistem oluşturuldu.bu sistemde bir DC motor çevredeki ışık değişimini algılayıp ona göre karar vermektedir.istersek ışığın olduğu yöne(sağa yada sola) dördürme yada sensörlerden birini döndürme diğerini de durdurma işlemleri için kullanabilmekteyiz.kısaca bu sistem çevredeki ışık değişimini algılayıp ona göre kararlar verebilmektedir.sistemin çalışması ile ilgili ayrıntılı bilgiyi projenin tanımı ve gerçekleştirmesi kısmında verilecektir. 2. PROJENİN TANIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Projeye başlamadan önce bize ışığa göre reaksiyon gösteren bir sistem yapmamız istenmişti.duyucu mikroişlemci ve eyleyici olmak üzere üç temel kısımdan oluşan bu proje ışık sensörlerinin ışığa verdiği tepkinin mikroişlemci tarafından algılanması sonucunda uygun cevabı eyleyiciye ilettikten sonra eyleyicinin de o cevaba göre bir tepki vermesi sonucu tamamlanmaktadır.öncelikle bu sistemi oluşturmak için devrenin şeması ve bazı temel devre elemanlarına ihtiyacımız vardı.bunlar kısaca,akımın istenilen yönde hareket etmesi için diyotlar,gerilimi ayarlamak için potansiyometre ve dirençler,ışığı algılamak için ışık sensörleri,motora ulaşacak gerilimi ayarlamak,yönlendirmek ve anahtarlama işlemi için transistör ve voltaj karşılaştırması için entegre gibi elemanlardır.tam sayıyla söyleyecek olursak; 15k ve 22k direnç 10k potansiyometre Lm358 entegre 4 tane D4001 diyot 2 tane pnp BC 327,2 tane npn BC 337 2 tane LDR DC motor 3
Yukarıda yer alan sistemin elektrik devresinde kondansatörler de yer almaktadır.bu daha sağlıklı bir devre elde etmek için kullanılmaktadır yani gerilimi kestiğimizde motorda oluşan özindüksiyon akımını sönümlemek için.ben zaman zaman kullanıp zaman zaman kullanmadığım için malzemelere eklemedim.devrenin breadboarda aktardığım şekli de şu şekildedir; 4
Bu şekilde henüz sistemin eyleyici kısmı eklenmiş durumda değildir. SİSTEMİN İŞLEYİŞİ 9V pil bağlandığında sisteme 7.5 volt voltaj gitmektedir.toprağa bağlı olan LDR ye ışık tuttuğumuzda entegrenin 3. Ve 6. Bacakları arasında 5V voltaj oluşmaktadır.entegreye bağlı olan direnç ve potansiyometrenin büyüklüğüne göre de entegreye ulaşacak olan referans gerilimleri dağılmaktadır.entegrenin 2. bacağına 6,5V, 5.bacağına 8V gerilim ulaşmaktadır.bu değerler toplam (V/R1+R2+Rpot)xdirençlerle orantılı olarak dağılır.5. ve 6. Bacaklar için referans gerilimi +8 volt ve Vi =5 volt olduğu için Vr>Vi olduğundan +8 V gerilim Q3 ün base ine ulaşır.npn transistörler base i + voltaj ile beslenirse,pnp ler ise base i volt ile beslenirse çalışır.bu yüzden Q3 ün base ine ulaşan +akım emiterden çıkarken akıma dönüşür ve Q2 nin emiterine gider.yol üzerinde de motorun üstünden geçer.2. ve 3. 5
Bacaklara uygulanan referans gerilimi<vi olduğundan Q2 ve Q4 ün base inde gerilim oluşmaz.ölçülen değerlere göre Q1 ve Q2 nin base inde de 6.5 volt gerilim oluşur.aradaki volt farkından dolayı motor döner.sistemdeki dirençler de transistörlerden çıkan akımın yönünü belirlemektedir.ikinci ldr ye ışık tuttuğumuzda ise bir önceki değerler nerdeyse tersine dönmektedir.5 ayak 6V,6. Ayak 7.5V,2.ayak 6V,3.ayak ta da 7.5 V gerilim oluşur.bu değerlere göre referans gerilimleri ve Vi ler ters döner bu durumda 7. Bacaktan çıkan gerilim azalırken 1 bacaktan çıkan gerilim artar.yani bu durumda da tam ters yönde bir voltaj farkı oluşur.buda motoru ters döndürür.eğer potansiyometreyi ayarlarsak Vi ve Vr yi birbirine yakın değerler haline getirebilir yani potansiyel fark oluşmasını engelleyebiliriz.bu da motoru gerektiğinde durdurabileceğimiz anlamına gelmektedir. Yukarıdaki resimde sensörler voltaj bölücüler(dirençler ve potansiyometre) ve karşılaştırıcı bulunmaktadır.karşılaştırıcının görevi Vr ve Vi yi karşılaştırıp ona göre transistörlere mesaj iletmektir.potansiyometre ve dirençlerde gerilimleri ayarlamaya yaramaktadır. 6
Beslenen transistörlerde kendi karakteristik özelliklerine göre akımı iletirler.diyotlar yardımıyla da motor üzerinden belli bir yönde akım geçer.transistörler ve diyotlardan oluşan bu sisteme H köprüsü adı verilir.transistörler karakterine göre akımı geçirir diyotlarla da akımın geçeceği yollar belirlenir.akımın geçtiği yöne ve oluşan voltaj farkının işaretine göre motorun sağa yada sola dönmesi açıklanır. 7
Bu kısımda da h köprüsüyle eyleyici arasındaki bağlantı görülmektedir.akımın şekldeki sistemde aşağı yada yukarı yönde geçmesine göre motorun dönme yönü belirlenecektir.daha rahat anlaşılması için eyleyici ile birlikte dişli bir sistem kullanıldı.büyük dişlinin dönüş yönü rahatlıkla gözlenebildiği için sistemin doğru çalışıp çalışmadığı daha basit bir şekilde anlaşılabilmiştir.gerektiğinde alttaki plakaya sensörler de lehimlenebilmektedir. SONUÇLAR ve DEĞERLENDİRME Bu projeye yok denecek kadar az bilgile başladım.ilk olarak şeması verilen devreyi reel e aktarmayı öğrenmeye çalıştım.bu konuda başlarda biraz sorunlar da yaşadım.tecrübesizliğiminden kaynaklanan bu sorunlar genel olarak kabloları bağlama hatalarımdı.fakat devreyi söküp taktıkça tecrübe kazandım ve artık basit hatalar yapmamaya başladım.artık hatalarımı deneme yanılma yöntemi ile değil, voltmetreyle nokta atışı kontrollerle bulmaya başladım.nerede ne voltaj olması gerektiğine bakıp ölçerek devremi 8
tamamladım.bunun yanında breadboard ve devre elemanlarının nasıl kullanılacağını ve görevlerini araştırıp buldum.bu araştırmalar sonucunda bastan beri yaptığım bazı hataları düzelttim.(örnek olarak potansiyometrenin bağlanması ve çalışması)toparlarsam bu projede devre okumayı o devreyi uygulamayı ve bnce en önemlisi reel bir sonuca yönelik araştırma yapmayı öğrendim.bu sancılı süreçler sonucunda devreyi kurmayı başardım ve projeyi bitirdim.sonuç olarak ortamdaki ışığa göre tepki veren bir sistem oluşturdum.projede istendiği gibi ışık yönünü takip eden bir motor ve dişli sistemi oluşturulmuştur.fırsatım olsa devreyi mekanik bir sitemle birleştirmek isterdim.yani kendim gerçek hayatta o mekatronik sistemi kullanmak isterdim.aklıma gelen fikir ise garaj kapılarına far a duyarlı sensörlerle otomatik açılıp kapanmasını sağlayacak bir sistem yapabilmek.bu sistemi daha büyük mekanizmalar üzerinde kullanmayı o şekilde tasarlamayı isterdim. 3. REFERANSLAR http://www.silisyum.net/htm/opamp/karsilastirici_olarak_kullanilma si.htm http://www.diyot.net/transistor1.htm http://w3.balikesir.edu.tr/~kahveci/dersler/te-09.pdf http://www.yildiz.edu.tr/~tacar/temel_elektronik_lab_foyu.pdf 9