Akilli Ev Otomasyonu Intelligent House Automation

8/4/2019 Akilli Ev Otomasyonu Intelligent House Automation

1/101

ANAKKALE ONSEKZ MART NVERSTES

FEN BLMLER ENSTTS

AKILLI EV OTOMASYONU

Utku BAYRAM

Yrd.Do.Dr. smail KADAYIF

ubat, 2006

ANAKKALE


2/101


anakkale Onsekiz Mart niversitesi Fen Bilimleri Enstits

Yksek Lisans Tezi

Bilgisayar Blm, Bilgisayar Anabilim Dal

Utku BAYRAM

Yrd.Do.Dr. smail KADAYIF

ubat, 2006

ANAKKALE


3/101

ii

YKSEK LSANS TEZ SINAV SONU FORMU

Utku BAYRAM, tarafndan Yrd.Do.Dr. smail KADAYIF ynetiminde

hazrlanan Akll Ev Otomasyonu balkl tez tarafmzdan okunmu, kapsam ve

nitelii asndan bir Yksek Lisans tezi olarak kabul edilmitir.

Ynetici

Jri yesi Jri yesi

Mdr

Fen Bilimleri Enstits


4/101

iii

TEEKKR

Tezimin hazrlanmas ve tamamlanmasnda byk katklar olan deerlihocam, danmanm Yrd.Do.Dr. smail KADAYIF a, her trl skntmda

destekleriyle yanmda olan Prof.Dr. Hlya YILDIRIM a, tez ncesi, yapm aamas

ve sonunda varlklaryla yanmda olan Do.Dr. Memedali SALAHLI ya, teknik

destei ve sorularma verdii sabrl cevaplaryla Yk.Mh. Serdar ZCAN a,

zellikle tez almalarm sresince yazlm bilgisini esirgemeyen, bana katlanan g

ve azim veren Uzman Vildan ETNKAYA ya teekkr ederim.

Utku BAYRAM


5/101

iv

SMGELER VE KISALTMALAR

Ksaltmalar Aklama

AR-GE Aratrma-Gelitirme

ADC Analog/Dijital evirici

BAUD RATE Veri letim Hz

BPS 1 Saniyede letilen Veri Says

CAD Bilgisayar Destekli Tasarm

CPU Merkezi lem Birimi

DVD Say

sal Video Oynat

c

EEPROM Defalarca Programlanabilir Entegre

EIB European Installation Bus

EPROM Bir Defa Programlanabilir Entegre

HVAC Binalarda stma, havalandrma, iklimlendirme

LCD Likit Kristal Ekran

LDR zerine Gelen Ikiddetiyle Direnci Deien

Elektronik Eleman

LM Ikiddeti (Lmen)

MCLR Pic16F877 nin Programn Yeniden Balatmak

in Topraa ekilen Baca

PIC evresel Arabirim Kontrolcs yada

Programlanabilir Tmleik Devre

RAM Rastgele Eriilebilir Bellek

ROM Sadece Okunabilir Bellek

RX Seri Haberlemede Veri Gnderimi Yapan U

TX Seri Haberlemede Veri Alm Yapan U

USART niversal Senkron-Asenkron Alc/Verici

X-10 Evdeki Mevcut Elektrik Hatt zerinden Veri

letiimi Salayan Sistem

YAGE Yukarda ad geen eser


6/101

v


ZET

Bu tezin amac; gndelik hayatta ev ierisinde yaplan birtakm ilerin,

sensrler ve anahtarlamalar yardmyla artk insan mdahalesi gerektirmeden

otomatik olarak yerine getirilmesi, ev gvenliinin salanmas v.b. ilemlerin

periyodik olarak veya duruma gre ayarlanarak, otomatik veya istee bal ekilde

gerekletirilmesi amacyla insan yaamn kolaylatrmaya ynelik ev

otomasyonuna rnek oluturmaktr.

Anahtar szckler : Otomasyon, Sensrler, Mikrodenetleyici, Akll Ev


7/101

vi

ABSTRACT

The purpose of this thesis is to study some house automation systems making

our daily life more comfortable, and to implement an examplary one in practice.

House automation systems serve us by doing some periodic and non-periodic tasks

including home security without any human interference. They achieve these duties

ria using electronic sensors, switchhes, machines, and some special purpose devices.

Keywors: Automation, Sensors, Microcontroller, Intelligent House


8/101

vii

ERK

Sayfa

TEZ SINAVI SONU BELGES ............................................................................... ii

TEEKKR ...............................................................................................................iii

SMGELER VE KISALTMALAR ............................................................................ iv

ZET ........................................................................................................................... v

ABSTRACT................................................................................................................ vi

BLM 1 GR ................................................................................................... 1

1. Akll Ev Sistemleri ............................................................................................ 2

1.1. Ev Otomasyonu .......................................................................................... 4

1.2. Evin Akllanmas ........................................................................................ 5

1.2.1. Vericiler .............................................................................................. 6

1.2.2. Alclar ................................................................................................ 6

1.3. Akll Evin Saladklar ............................................................................... 7

1.3.1. Enerji Tasarrufu ................................................................................. 8

1.3.2. Konfor .............................................................................................. 10

1.3.3. Gvenlik ........................................................................................... 11

1.4. Kullanlabilirlik ......................................................................................... 15

1.5. Haberleme Protokol ............................................................................... 19

1.6. Neler Salar? ............................................................................................. 25

BLM 2 TRKYE VE DNYADAK GELMELER .............................. 27

2. Teknolojik almalar ...................................................................................... 27

2.1. Trkiye deki Gelimeler .......................................................................... 27

2.1.1. Mobil letiim Cihazlarle Ev Otomasyon Sistemleri ..................... 27

2.1.1.1. stemci .................................................................................. 28

2.1.1.2. Modem ................................................................................. 28

2.1.1.3. Bilgisayar .............................................................................. 28

2.1.1.4. Kumanda Paneli .................................................................... 28

2.1.1.5. MSIIS (Microsoft Internet Information Server).................... 29


9/101

viii

2.1.1.6. Ev Otomasyonu Sistemleri Yazlm ..................................... 29

2.1.1.7. Ev Otomasyonu Sistemleri Donanm.................................... 29

2.1.1.8. Ev Otomasyonu Sistemleri Kontrol Aygtlar ...................... 30

2.1.1.9. Sistemin leyii Kullanm .................................................. 30

2.1.2. Bina Ynetim Sistemleri Ve HVAC Sistemlerinde Enerji Tasarrufuna

Ynelik Kontrol lkeleri .................................................................... 32

2.1.2.1. Istma Ve Soutmann En Verimli Kaynaktan Seilmesi .... 33

2.1.2.2. Cihazlarn Sadece Gerektiinde altrlmas .................... 33

2.1.2.3. En Uygun Balatma - Durdurma .......................................... 33

2.1.2.4. Gece evirimi ...................................................................... 34

2.1.2.5. Dngsel Kumanda Yazlm ............................................... 34

2.1.3. Bina Ynetim Sistemleri Ve HVAC Otomasyon Sistemlerinde Enerji

Tasarrufu ............................................................................................ 34

2.2. Dnyadaki Gelimeler ............................................................................. 36

2.2.1. Savunmasz nsanlarin Gvenli Akll Ev Sistemleri Tasarm .... 36

2.2.2. Networkle Ev Otomasyon Projeleri................................................ 37

2.2.3. Network Temelli Akll Evlerin Kotroll Alan Network Yangn

Alarm Sistemi .................................................................................... 392.2.4. GSM Temelli Kablosuz Ev Gereleri Monitrle Kontrol Sistemi.... 41

2.2.5. Haberleme in Tmletirilmi Ev Sunucusu Ve Ev Otomasyonu . 42

2.2.6. Ev Otomasyon Sisteminin Dizayn Ve Uygulamas .......................... 44

2.2.7. Ev Otomasyon Network in Enerji Etkenli Sensr Projesi ........... 47

BLM 3 EV OTOMASYONU ........................................................................ 51

3. Sistem Tasar

m

................................................................................................ 513.1. Sistem Algoritmasnn Oluturulmas ...................................................... 52

3.2. Devre Dizayn ........................................................................................... 53

3.2.1. G Kat ............................................................................................ 54

3.2.2. Alglayc Kat ................................................................................... 55

3.2.3. Haberleme Kat ................................................................................ 57

3.2.4. LCD Kat ........................................................................................... 61

3.2.5. Mikrodenetleyici Kat ....................................................................... 62


10/101

ix

3.3. Yazlm Aamas ....................................................................................... 66

3.3.1. Mikrodenetleyicinin Programlanmas .............................................. 66

3.3.2. Kullanc Ara yz ........................................................................... 78

BLM 4 SONU VE TARTIMA ................................................................. 83

KAYNAKLAR ........................................................................................................ 84

Ekler.I

ekiller....II

Yaam yks..IV


11/101

BLM 1

GR

nsanolunun tr olarak hayvanlarn pek ouna oranla iklimsel koullara kar

doal savunma mekanizmalarna sahip olma, uyum yetenei ve fiziksel yap

alarndan daha zayftr. Bu nedenle, insanlar tarihin ilk alarndan beri ilevi ne

olursa olsun, gerek doa koullarna kar, gerek mahremiyet ve savunma amal

olarak, iinde rahat yaayabilecekleri, iklimsel ve kltrel koullara en iyi uyumu

salayacan dnd yaplar gerekletirme abasnda olmutur,(Utkutu, 1999).

Eskiden amalar barnmak, korunmak ve mahremiyetin salanmas ile snrl

iken, bugn teknolojik geliimin verdii olanaklara paralel olarak artan fiziksel ve

psikolojik konfor taleplerine cevap verebilecek mekanlarn gerekletirilmesi nem

kazanmtr.(yage)

Teknolojideki gelimelerin tarihine bakldnda, belirli aralklarla tarih

sahnesine kan baz teknolojilerin, neredeyse btn ekonomik ve toplumsal faaliyet

alanlarnda devrimsel deiikliklere yol atklar grlr...... Gnmzn mikroelektronik temelli enformasyon ve telekomnikasyon teknolojileri de her alanda

geni apl deiimlere yol amaktadr,(Anonim, 2004).

Grlen odur ki, tarih sahnesine kan bu jenerik karakterdeki teknolojilerin

gelitirilip ekonomik ve toplumsal faydaya dntrlmesinde yetkinlik kazanan

uluslar dnya pazarlarnda rekabet stnlne sahip olmakta ve dnya ticaretindeki

paylar

n

art

rarak toplumsal refahlar

n

h

zla ykseltebilmektedirler. Ne var ki, heryeni teknolojinin salayabilecei retkenlik artnn bir snr vardr. O snrn

alabilmesi, daha st dzeyde yeni bir teknolojinin gelitirilebilmesine baldr.

Gnmz ekillendiren mikro elektronik temelli enformasyon ve telekomnikasyon

teknolojileri de retkenlii artrmada kendi doal snrlarna erimek zeredir.(yage)


12/101

2

Demir (2001)e gre, gittike daha rahat bir ortamda yaamak insanlarn doal

isteklerinden biridir. nsanlar, imdiye kadar lks veya olanaksz grdkleri ve

sahiplenmeyi hi dnmedikleri rnleri temin etme isteindedirler. rnein ksa

bir zaman ncesine kadar lks saylan otomatik amar makinesi yksek

penetrasyon oranlarna ulamtr. Bir ka yl ncesine kadar lks veya demez

diye nitelediimiz klima cihazlar, artk daha fazla kii tarafndan kullanlr hale

gelmitir, (Anonim, 2003).

Konfor istei dier taraftan rnlerin spesifikasyonlarn da etkilemektedir.

Elektronik gittike daha fazla kullanlmaktadr, rnler gittike akllanmaktadr.

Elektronik akl, baz kararlar kendisi vererek alma koullarn optimum noktaya

getirecektir. Dier taraftan bir arza srasnda uyararak sahibine kolaylk

salayacaktr, (yage).

Bilginin nem kazand ve iletiimin ekonomik faaliyetleri mekndan

bamszlatrd, alma saatlerinin azald, iklim deiiminin arlat bir

ortamda uzun sre kendine yeter olmas beklenen dank yerlemi evlerde yalnz

veya kk aileler eklinde yaamay tercih edecek insanlarn da st dzeydekiisteklerini ve konforunu salayacak, enerjiyi, kimyasallar, suyu ve havay en az

kullanan akl ve zekaya sahip birbirleri ile haberleen yksek teknolojiyi kullanan

cihaz makine ve sistemleri tercih ederek hayat kolaylatran ynde eilim gsteren

toplumlar giderek oalmaktadr, (yage).

1. Akll Ev Sistemleri

Gnmzde teknolojik alanda her geen gn yeni gelimeler olmakta ve bu

gelimelere paralel olarak insanlarn yaam standartlar artarken, konfor anlaylar

deiim gstermektedir. Teknolojinin insanlara sunduu imkanlar sayesinde daha

nce elle yaplan birok ilem, artk insan mdahalesi olmadan oluturulan

otomasyon sistemleri ile otomatik olarak yaplabilmektedir. Otomasyon sistemleri ile

yaplan ilemler genellikle alglayclardan alnan veriler deerlendirilerek

gerekletirilmektedir, (Gedikpnar ve Cava, 2001).


13/101


14/101

4

1.1. Ev Otomasyonu

Ev teknolojileri endstrinin birok alannda kullanlan kontrol sistemlerinin

gndelik hayata uyarlanmas, ev otomasyonu da bu teknolojilerin kiiye zel ihtiya

ve isteklere uygulanmasdr. Akll evler ise, btn bu teknolojiler sayesinde ev

sakinlerinin ihtiyalarna cevap verebilen, onlarn hayatlarn kolaylatran daha

gvenli, daha konforlu ve daha tasarruflu bir yaam sunan evlerdir denebilir,

(Kurbeti, en ve Bakan, 2003).

Mikserler, kahve makineleri ve mutfak robotlar gibi mutfak aletleri;

televizyonlar, mzik setleri, DVD oynatclar, videolar; buzdolaplar, amar ve

bulak makineleri, otomatik garaj kaplar, k seviyesi ayarlanabilir lambalar, telsiz

telefonlar, elektrik sprgeleri ve daha bunlar gibi birok cihaz, endstri iin

gelitirilen teknolojilerin gndelik hayata uygulanmas ile insan hayatnn ayrlmaz

birer paralar haline gelmitir. Daha sonralar bu cihazlar yine gelien teknolojiyle

insan hayatn kolaylatrmak iin birok deiim geirmi; Televizyonlar, mzik

setleri ve hatta garaj kaplar iin uzaktan kumandalar, kahve makineleri iin

zamanlayclar, kullancya birok seenek sunan amar ve bulak makineleri,buzdolaplar gelitirilmitir. imdi de bu srecin bir sonraki adm olarak, tm evin

tek bir noktadan kontrol edilmesine imkan veren ve programlama imkanlaryla bu

kontrol kendiliinden salayan ev otomasyon teknolojileri tketicinin hizmetine

sunulmutur. (yage)

Bu sistemler gelitirilirken gz nnde bulundurulan temel unsurlardan biri de

bu sistemlerin kiisel bilgisayarlarla tam uyumlu olarak al

abilmesidir. Kiisel bilgisayarlar artk ada bir evin standartlar arasna girmi ve birok insann

haberleme, elence gibi birok alandaki alkanlklarn deitirmitir. Bu srete

artk baz evlerde birden fazla kiisel bilgisayar bulunmas ve bunlar arasnda bir ev

ii bilgisayar a kurulmas da bunun en etkili kantlarndan biridir. Bu deiimler

gz nne alndnda grlyor ki bir sonraki adm, bu bilgisayarlarn ev yaantsn

da deitirmesidir. Bu deiim de bir evdeki cihazlar ve klarn bilgisayarlarca

kontrol edilmesiyle gerekleecektir. ou ev otomasyon sisteminin ierdii ana


15/101

5

kontrol sistemi de bu iler iin zellemi ve kullanm ok basit olan bir

bilgisayardr denebilir. ekil 2. de rnek bir akll ev sistemi grlmektedir, (yage).

ekil 2. rnek bir akll ev sistemi, (yage).

1.2. Evin Akllanmas

Evin "akll" hale gelmesi iin, belirli standart paralar ieren hazr sistemler

bulunduu gibi, bu sistemlere, ihtiyalar dorultusunda ve bteye uygun olarak

eklemeler, veya karmalar yaplabilir, (yage)

Hazr sistemlerin ou bir ana kontrol kutusu, bir kontrol paneli, eitli

alglayclar, cihaz denetleyicileri, uzaktan kumandalar ve bir telefon modl ierir.

Ortalama bir kitap byklnde olan kontrol paneli evin giriine yerletirilir.

Kontrol kutusu ile haberleen alglayclar ve cihaz denetleyicileri, hibir tadilata

neden olmayan kablosuz veya elektrik ebeke haberlemeli eitlerden olabilecei

gibi pile ihtiya duymamas, elektrik kesintilerinden etkilenmemesi veya elektrik

hatlarnn olmad yerleri de kapsayabilmesi iin kablolu modeller de seilebilir.

rnein EIB veya X10 sistemleri bunlara rnek gsterilebilir. Bu ekil sistemler

ekil 3 de de grld gibi vericiler ve alclardan olumaktadr, (yage).


16/101

6

ekil 3. Akll ev sisteminde kullanlan verici ve alclar, (yage).

1.2.1. Vericiler

Vericiler, kullanlan sisteme gre elektrikebekesi kablolar zerinden, sistem

iin denmi ayr hat zerinden, radyo dalgalar veya kzl tesi k vastasyla

alclara sinyal gnderirler. Alclar bu sinyalleri yorumlayarak ne yapacak

olduklarna karar verirler. rnein A, Kapa, Ks, Parlakl arttr gibi. Vericiler

uzaktan kumanda cihazlar, ayarladnz saatte gre komut gnderen zamanlayclar,

insan sesi veya bilgisayar arabirimi olabilir, (yage).

1.2.2. Alclar

Alclar ise kendilerine gnderilen sinyallere gre cihazlara ama, kapama,

ksma gibi kumandalar uygularlar. Alclar prizlere taklabilen portatif modller,

buat ii modller olabilecei gibi mikrodenetleyici arabirimi de olabilir, (yage).


17/101

7

1.3. Akll Evin Saladklar

Akll ev sistemlerinin insan hayatna getirdiklerini tasarruf, konfor ve gvenlik

olarak ana balk altnda toplayabiliriz.

rnein akll ev sistemlerinde EIB nin kullanlmasnda kullancnn yan sra

retici firmalarnda avantajlar vardr. ekil 4 ve ekil 5 te her iki taraf iin bu

avantajlar gsterilmitir, (EIB, 1997).

ekil 4. EIB nin kullanlmasndaki firma avantajlar, (yage).

ekil 5. EIB nin kullanlmasndaki kullanc avantajlar, (yage).

Enerji giderlerinin minimize edilmesi:Enerji tasarrufu, yk kontrol

letme verilerinin kayd Sistemlere ait bakm destei Mevcut elektrik tesisatnda tadilat

gerektirmeden kolay ilave yaplabilmesi

Kablo tesisatna mdahale etmeden odaiinde yeni isteklerin karlanabilmesi

Kullanclar

Etkili planlama destei Kablolama kolayl Kablo miktarndaki azalma Daha az yangn riski Ksa montaj sresi Daha ksa konfigrasyon sresi

Projeciler,Yatrmclar,

Elektrik

mtahitleri


18/101

8

ekil 6. Fonksiyonlarn entegrasyonu, (yage).

ekil 6 dan da grld zere EIB ve X10 kullanlan ev otomasyonlarnda

tm sistem bileenleri BUS ad verilen tek bir veri yoluna baldr ve sistemdeki tm

haberleme ayn hat zerinden salanr, (yage).

1.3.1. Enerji Tasarrufu

Endstride otomasyona geilmesinin en nemli nedeni verimlilii arttrmak ve

enerji tasarrufu salamaktr. Ev otomasyonunda da durum farkl deildir. Normal bir

ailenin enerji giderlerini arttran ve gereksiz enerji tketimine neden olan en byk

etkenler, gereksiz yere ak braklan klar, ksa sreler iin hzlstma ve soutma

salamak iin yksek seviyelerde altrlan stma ve soutma sistemleri, evin

kullanlmayan blgelerinin stlmas, gn ndan gerektii kadar faydalanamama,

ak braklan cihazlar ve benzeri durumlardr. Istma sistemlerinin otomasyonla

denetimi bir evin s enerjisi tketimini %10, gereksiz klarn sndrlmesi, yaklan

klarn %90 parlaklkta yaklmas, cihazlarn ucuz tarife zamanlarna gre

programlanmas gibi yntemler ise elektrik enerjisi tketimini %30'a varan oranda

azaltabilir, (yage).


19/101

9

ekil 7 ve ekil 8 de grafiksel olarak yatrm maliyetleri ve senelik iletme

giderlerinden de anlalaca zere akll ev sistemlerinde fonksiyonellik arttka

ekonomik adan bir tasarruf elde edildii gzlemlenebilir, (yage).

ekil 7. Yatrm maliyeti tasarrufu, (yage).

Yatrm masraflarnn azaltlmasu ekilde yaplr;

- yk ynetimi- gnlk zamana bal olarak cihazlarn kapatlmas- gereksinimlere bal olarak cihazlarn kapatlmas

ekil 8. Senelik iletme gideri, (yage).


20/101

10

1.3.2. Konfor

Bu konu da byk lde hayal gcne ve ev teknolojisinin kapasitesine

bal olarak ihtiyalara gre byk eitlilikler gsterebilir. Konfor salanmasndaki

temel mantk, kiiye gereksiz yere zaman kaybettiren ilemlerin otomasyon sistemi

tarafndan yerine getirilmesi ve normal koullarda kullanc tarafndan

gerekletirilemeyecek ilemlerin yerine getirilmesidir. Bu konularda en byk

kolayl, ev otomasyon sistemlerinin birok komutu arka arkaya yerine getirmek

suretiyle gerekletirdii "senaryolandrma" seenei salar, (Kurbeti, en ve

Bakan, 2003).

Tm perdelerin kapanmas, klarn kslmas, alt katta alarmn devreye

girmesi, TV nin 1 saat sonra kapatlmas gibi normalde zaman kaybettirecek ilemler

tek bir komutla yerine getirilebilir, (yage).

Sabah belirli bir saatte kahve makinesinin altrlmas, suyun ve evin

scaklnn ayarlanmas, mzik setinin veya TVnin altrlmas, alarm sisteminin

devre d braklmas ve siz evden karken btn cihazlarn ve kapatlp iyerineevden kldn haber vermek iin telefon edilmesi yine senaryolarn

zamanlandrlmas ile salanabilir, (yage).

rnein yatak odasnn aydnlatlmasnda kullancnn ya dikkate alnarak

programlanmaldr, (Akll Ev Teknolojileri Sistemleri).

ekil 9. Yatak odasnda yaa gre aydnlatma, (yage).


21/101

11

Yatak odalar insanlarn d dnyadan kopup, kendilerine vakit ayrdklar

snaklar gibidir.Televizyon izlemek, kitap okumak, rahatlamak ve tek bana

zaman geirmek iin insanlar genelde yatak odalarn kullanr. Yatak odasnn odak

noktas yatak olsa da, odann iinde televizyon, alma masas,bilgisayar ve oturma

blm de yer alr. Odann baz blmlerine odaklanabilmeniz iin yeterli k

mutlaka salanmal ve ayn zamanda odann her kesine kadark gitmelidir. Bunu

salamak iin oda hem tepeden kla hem de portatif klarla yanlardan

aydnlatlmaldr. Iklandrma stili ve eidi, oday kullanan kiiye gre deiir.

iftler, yatan iki tarafnda kullanlan gece lambalarn tercih edebilir. ocuklar ise

yatak odalarndaki alma masalarnda dev yaparken youn a ihtiya duyarlar.

Bebek odalarnda ise lokl lambalar kullanlmaldr, bu sayede ebeveynler ocuu

uyandrmadan kontrol edebilirler. Yallarn yatak odalarnda ise zel bir aydnlatma

arttr. 50 yan stndeki kimselerin odalar daha iyi aydnlatlmaldr. Yallarn

gzleri parlamaya duyarl olduu iin parlak ampuln etraf koyu abajurla

evrelenmelidir. Akll ev teknolojileri bu noktada devreye girerek, hava kararmaya

baladnda odann lmeni dtke bunu alglayan k sensr yada LDR, k

iddetini alglaynca zerindeki diren deeri deierek, mikrodenetleyiciye

balanmadan nce bal bulunduu elektronik devre vastasyla bu diren deiiminigerilim deiimi olarak evirerek analog bir deiim elde eder. Kullanlacak

mikrodenetleyicinin ADC zelliini kullanarak belirlenen aralklardaki azalmaya

karn ayn mikrodenetleyicinin k portlarna balanacak aydnlatma

argmanlarnn lmen deerlerini ayn oranlarda arttrmak suretiyle odann lmenini

sabit klar. Bylece akll ev, meydana gelen deiimlerden kullancnn

etkilenmeden rahat etmesini baaryla salam olur, (yage).

1.3.3. Gvenlik

Bir gvenlik sistemi kontrol paneliyle baslar. Kontrol paneli gvenlik

sisteminin beynidir ve merkezi bilgisayar gibi alr. Kablolu ve kablosuz modelleri

vardr. Evin veya is yerinin belirli yerlerinden eitli detektrler kontrol paneline

balanr. Eer gvenlik sistemi kuruluysa ve detektrler herhangi bir problem

alglyorsa, kontrol paneline bir sinyal gnderirler. Kontrol paneli de otomatik olarak


22/101

12

alarm merkezini arayarak durumun rapor edilmesini salar, (Kurbeti, en ve

Bakan, 2003).

Hareket alglayclar, kap ve pencerelere yerletirilen manyetik veya optik

sensrler tm evi gzetim altnda tutarlar ve evde aktif caydrc etki salarlar. Akll

bir evin salayaca gvenliin klasik alarm sistemlerine kyasla en byk avantaj,

hrszlk, yangn veya su baskn gibi olaylarn gereklemeden nlenebilmesidir,

(yage).

Kii tatilde iken eve yaklaan birisi olduunda senaryolar yardm ile klar,

mzik seti veya TV gibi cihazlar altrlp evin dolu olduu izlenimi verilebilir ve

hrsz uzaklatrlr, (yage).

ekil 10. Gvenlik sistemi elemanlar

, (yage).


23/101

13

Alarm Paneli : Alarm sisteminin tm fonksiyonlarn ynlendiren ve tm ekipmann

bal olduu merkezdir. Tipine gre kablolu ve kablosuz olarak dedektrler ile

haberleebilir, (yage).

ifre Paneli Alarm : Sisteminin ynetiminin yapld cihazdr. Alarmn kurulmas,

zlmesi ilemleri ifre paneli zerinden yaplr. Birden ok kiiye ifre verilebilir,

(yage).

Hareket Dedektr (PIR Dedektr) : Is yayan belli bir hacimdeki canlnn hareketini

alglayan dedektrdr. Evcil hayvan bulunan evlerde kullanlmak zere tasarlanan,

hayvan alglamayan modelleri mevcuttur, (yage).

Manyetik Kontak : Kap, pencere, havalandrma kapa, srgl kap ya da yerinden

oynatldnda sorun olabilecek her trl eyada kullanlr. Manyetik kontak

kullanlan tm elemanlar, almas durumunda alarm paneline durumu bildirecek,

alarm kurulu ise alarm harekete geirecektir, (yage).

Panik Butonu : Acil durumlarda manuel olarak alarm vermek iin kullanlr.

Kullanld durumlarda alarm merkezine direkt ar yaplmasn salar, (yage).

Gaz Dedektr : Ortalama yaylm gazlarn younluunu alglar ve gaz kaa

durumunda sistemi haberdar eder. Alarm sistemi kurulu deilse dahi 24 saat alr,

(yage).

Duman Dedektr : Ortamdaki duman younluunu alglayarak sistemi haberdar

eder. Gaz dedektr gibi 24 saat alr, (yage).

Siren : Alarm annda yksek bir ses kararak evredeki kiileri uyarr. Harici ve

dahili modelleri bulunur. Harici modelinin mekann dna, grlebilecek bir yere

yerletirilmesi caydrcl arttrr. Kablosunun kesilmesi durumunda, mevcut aks

devreye girer ve almaya devam eder, (yage).


24/101

14

Evlerde kan yangnlarn en byk nedenleri elektrik kontaklar, fite unutulan

cihazlar ve stma sistemlerindeki problemlerdir. Otomasyon sistemleri tm elektrik

ebekesi ve cihazlar kontrol ettiinden bu riskler minimuma indirildii gibi herhangi

bir yangn tespit edildiinde otomatik olarak gaz vanalar ve havalandrmalar

kapatlp yangnn bymesi engellenir, (yage).

Akll evlerin gvenlik konusunda tand bir dier byk avantaj ise, sadece

alarm istasyonlarn deil, nceden belirlenmi telefon numaralarn da arayarak sesli

uyar mesajlar verebilmesidir. lemler iin haftann sadece belirli zamanlarnda

geerli olan giri kodlar, gece eve ge gelecek bir aile ferdinin eve giriinin

salanmas, gibi seenekler bu sistemleri ok daha kullanl hale getirmektedir,

(yage).

"Aktif Caydrc Etki"nin amac tehlikenin hi yaklamamasn, uzakta

kalmasn salamaktr. nk, bilinir ki, bir hrszlk olaynda, alarm sistemlerinin

yapt gibi hrsz ieride kstrmak tehlikelidir ve istenmeyen sonular dourabilir.

Ama, hrszn eve girmemesini salayarak uzakta tutulmasdr. rnein tatile

karken, sistem tatil moduna geirilir. Bu aamadan sonra kii evi brakr ama evyaamaya devam eder. Gnn belli zamanlarnda klar yanar sner, panjurlar alr

kapanr, mzik seti, televizyon yada dier elektrikli aletler alr, (yage).

Sadece gvenlik ve alarm sistemi olarak kurulan, klandrmay ve elektrikli

aletleri kontrol edemeyen sistemler aslnda pasif sistemlerdir. ou kullanc

tarafndan "l yatrm" olarak bile deerlendirilebilen bu tr sistemler, yalnzca bir

sald

r

an

nda devreye girmek ve ortal

ayakland

rmak zere tasarlanm

lard

r.Oysa evi btnyle kontrol altna alm sistemler evde yaarlar. Her an aktiflerdir.

Bir saldry beklemezler. Kt olaylar evden uzak tutmaya alrlar. Bu amala

srekli olarak bir aktivasyon gsterirler. Sadece gvenlik ve alarm sistemi olarak

kurulan sistemlerin belli bir miktar caydrcl olmakla birlikte snrldr, (yage).

Evin dndan grlebilen birtakm alarm ekipmannn korkutuculuu yada

evde alarm sistemi kurulu olduunun bilinmesi sonucunda kt birtakm olaylar


25/101

15

uzak tutabilirler. Ancak, hi bir zaman olas kt olaylara kar gerek caydrcl

salayan "evde yaanmakta olduu izlenimi"ni yaratamazlar. Oysa bilinmektedir ki,

hrszla kar en byk caydrclk, evde yaayan insanlar olmasdr, (yage).

Akll Ev Sistemleri'nin "Aktif Caydrc Etki"ye sahip olmalar, dolaysyla

tehlikeyi uzakta tutmaya almalar, tehlike yaklatnda dier alarm sistemlerinden

eksik kalacaklar anlamna kesinlikle gelmez. Tm nlemlere kar yaklaan

tehlikede yine en salam sistemler, bu sistemlerdir. Herhangi bir alarm sisteminin

yapaca siren alma, alarm servis merkezlerini arama, telefonlar arayarak durumu

haber verme gibi temel ilevlerin yannda, evdeki tm klar yakma yetisi gibi

nemli bir gce sahiptirler. Hrszlk sularnn aydnlk ortamlarda gerekleemedii

herkese bilinmektedir, (yage).

1.4. Kullanlabilirlik

Gnmzde, artk belirli bir takm ilevleri yerine getiren sistemlerden te,

istee ve ihtiyaca gre programlanabilen, para eklemeye ve karmaya imkan

tanyan sistemlerin geerli olduu dnyaca kabul edildiinden ev otomasyonsistemleri de bu inanla gelitirilmektedir. Akll ev otomasyonun temel amac,

kiinin alkanlklarn deitirmeden, teknolojinin kiiye ayak uydurmasn

salamaktr. rnein evin bir kesine yerletirilecek bir hareket alglaycs; kii

evde yokken veya uykudayken hrszla kar bir alarm tetikleyicisi olarak

kullanlabilirken, kii evde iken odaya girildiinde klarn yaklmas, odasnda

uyuyan bebein hareketlendiinde veya bakm altnda tutulmas gereken bir kimse

uzun sre hareketsiz kald

nda kiiye telefonla bir uyar

gnderilmesi iinkullanlabilir. Ayn hareket alglayc evin dna yerletirilerek kii tatildeyken eve

yaklaan birisi olduunda mzik seti altrlarak veya klar yaklarak evin dolu

olduu izleniminin verilmesi amacyla da kullanlabilir.

Bunun dnda ev otomasyon sistemlerinin en nemli zellii, her kontrol tek

bir sistemle salandndan ev iindeki hereyin, uzaktan kumanda, kontrol paneli,

telefon veya internet yoluyla ayn rahatlkla kumanda edilebilmesidir.


26/101

16

Konu 1.2. Evin Akllanmas de bahsedildii gibi deiik yntemler kullanarak

akll ev sistemi gerekletirmek, dier bir tabirle evi akllandrmak mmkndr.

X10, EIB, Klasik yntemler gibi seenekler kullanlabilir. Her bir yntemin kendi

arasnda gerek satc firmaya gerekse kullancya avantaj ve dezavantajlar

mevcuttur. ekil 11, 12, 13 de simgesel olarak gsterilen bu yntemlerin

karlatrmalarekil 14 de gsterilmitir.

ekil 11. Akll evin klasik yntemle tasarlanmas, (EIB, 1997).


27/101

17

ekil 12. Akll evin EIB kullanlarak tasarlanmas, (yage).

ekil 13. Akll evin X10 kullanlarak tasarlanmas, (yage).


28/101

18

ekil 14. Ev otomasyonu sistemlerinin karlatrlmas, (yage).

Ev Otomas on Sistemlerinin Kar la trlmas

Klasik Yntem

*Her sensr iin ayr

kablo gereksinimi

*Eve kablo denmesi

zorunluluu

*Bozulan sensrn

deiim kolayl

*Sensrlerin direkt

kullanmndaki maliyet

tasarrufu

*Elektrikler kesilse bile

ak den beslenebilme

*Mikrodenetleyicinin,

sensrler ve kumanda

ettii modller ile

birebir

haberlemesinden

kaynaklanan veri

ilemede zaman

tasarrufu

*Arza tespit kolayl

*Durum senaryosutasarmnda

mikrodenetleyicinin

programlanmasndaki

yazm kolayl

EIB sistemleri

*Her sensrn tek hat

zerinden haberlemesi

*Eve kablo denmesi

zorunluluu

*Bozulan sensrn

deiim kolayll

*Sensrlerin kendi

kodunu alglayabilmesi

iin her bir sensrde kod

zc kullanlmasnn

maliyeti

*Elektrikler kesilse bile

ak den beslenebilme

*Ana kumanda

modlnn haberleme

hattna veri yollamas, her

sensrn bu veriyi

okuyarak kodu tutan

sensrn haberlemeye

balamasndan

kaynaklanan zaman kayb*Durum senaryosu

tasarmnda

mikrodenetleyicinin

programlanmasndaki

yazm zorluu

X10 sistemleri

*Her sensrn tek hat

zerinden haberlemesi

*Eve kablo demeden

evdeki mevcut elektrik

hattn kullanma

*Elektrik prizleri kadar

snrl alan ve sayda

kullanma

*Sensrlerin kendi

kodunu alglayabilmesi

iin her bir sensrde kod

zc kullanlmasnn

maliyeti

*Elektrikler kesildiinde

jeneratr yoksa sistemin

almamas

*Ana kumanda

modlnn haberleme

hattna veri yollamas,

her sensrn bu veriyi

okuyarak kodu tutansensrn haberlemeye

balamasndan

kaynaklanan zaman

kayb


29/101

19

ekil 14 tende grld zere her bir yntemin kendine gre avantaj ve

dezavantajlar vardr. Kullancnn ihtiyacna, maliyete ve yaplabilirlilie gre

istenilen yntemle istenilen zellikler seilerek eve otomasyon sistemi salamak

mmkndr, (EIB, 1997).

1.5. Haberleme Protokol

ekil 15. Veri iletim hatt, (yage).

ekil 15 de grlen iletiim topolojisi, her biri bus cihaz olarak adlandrlan

DVC lerin dier bir cihaz ile telgraflar vas

tas

yla bilgi al

veriinde bulunduunugsteren hattr. En kk niteye hat denilir ve bir hatta en fazla 64 bus cihaz

balanabilir. Fiili cihaz says, seilen g kayna ve mstakil cihazlarn g

girilerine balanr, (yage).

ekil 16. Veri iletim alan, (yage).


30/101

20

ekil 16 da gsterilen alan, eer 64 ten fazla bus cihaz kullanlacaksa yada

deiik bir yap seilecekse, bir hat coupler (LC) vastasyla 15 hatta kadar ana hatta

balant yaplabilir. Eklenen hatlar ikincil hatlar olarak adlandrlr. Deiik ikincil

hatlarn ve bir ana hattn bir hat coupler ile balanmasna bir alan denir. Bir alan

her bir hatta 64 bus cihaz bulunabilen 15 hat ierebilir ve bu ekilde en fazla 960

cihaz bulunabilir. Ayrca ana hat zerinde de 64 bus cihazna kadar bulundurulabilir,

(yage).

Ana hattaki en fazla bus cihaz says kullanlan hat coupler saysna gre

deiir. Her bir hat, ana hat dahil olmak zere, kendisine ait bir g kaynana sahip

olmaldr, (yage).

EIB, ana istasyona ihtiya duymayan ve merkezi olmayan bir sistemdir. Her

bir bus cihaznn kendine ait mikroilemcisi vardr. Sensrler bina iersindeki

deiiklik ve aktivitelerin tespit edilmesinden sorumludur. Yani butonun almas,

hareketler, aydnlk, scakl ve nemdeki deiiklikler vb, (yage).

Sensrler telgraflar uygun komutlar uygulayacak olan mekanik hareketedntrc srclere gnderirler. Muhtemel en kk harekette bile, EIB birbirleri

ile bus hatt ile iletiim kurabilen iki bus cihazn ve bir g kaynan birletirir,

(yage).

Her bir hattn bus cihaz iin kendine ait bir g kayna nitesi vardr. G

kayna nitesi entegre, voltaj ve akm kontrolne sahiptir ve bu yzden ksa

devrelere kar

korumal

d

r. 100ms depolanm

enerji sresi olan bir destekleyici k

sag boluklarnda kpr oluturabilir, (yage).

Bir bus cihaz gvenli bir alma iin minimum 21V enerjiye ihtiya duyar

ve busa 150mW lk bir enerji ykler. Uygulama modlnden (yani led lerden) ek

akm talebi olmas halinde, bu yk 200mW a kadar artabilirekil 17, (yage).


31/101

21

ekil 17. G kayna, (yage).

Bus kablosu ana kablonun yannda olmaldr. Kablo dallara ayrlabilir yada

devre oluturabilir. Bununla birlikte kapal devreler olmamaldr. Bir u direnciyle

sonlandrmaya gerek duymaz. Kablo balants bus terminal ile salanr. Bus

balant salayc, bus cihazna taklr. Bus balant salaycnn kaldrlmas hat

almasna herhangi bir zarar vermez, (yage).

ekil 18. Kablo uzunluklar, (yage).


32/101

22

Bus hatt ierisinde, aadaki kablo uzunluklar kullanlabilir.

G kayna nitesi Bus cihaz.350m

Bus cihaz Bus cihaz700m

Toplam bus hat uzunluu.1000m

Bir hat zerinde 2 g kayna aras

minimum mesafe..200m

ekil 19. Kablo uzunluundan kaynaklanan gecikme, (yage).

Vout : Alcdaki k voltaj

VZ : Bus orta alanndaki voltaj

Vin : Gnderi yapan bus cihazndaki giri sinyali

tV : Sinyal gecikmesi

Edeer devre diyagram kablo ekirdeklerinin birbirleriyle olan seri diren ve

salarn gsterir. rnein PYCYM2x2x0,8 kodlu ve zellikli kablosu iin devre

rezistans 72 ohm/km ve kapasitans 800Hzde 0,12 F/km dir. Bunun sonucu olarak

ortaya kan gecikme tV = 72 x 0,12 F = 9 s/km dir , (yage).


33/101

23

ekil 20. Grup ve fiziksel adresler, (yage).

Bir fiziksel adres bir bus cihaz iin sadece bir kez belirlenir. rnein; uygulama

programnn yklenmesinden nce yaplr. Bus cihaz zerindeki programlama

dmesine baslmas ile normal olarak fiziksel adresi belirler. Bu ilem esnasnda,

programlama ledi yanar, (yage).

letime alma sonrasnda fiziksel adres aadaki amalar iin gereklidir:

Tehis, hata yapma, yeni bir oluum iin kurulumun modifikasyonu, EIB balant noktas objelerinin, iletime alma aralar yada dier

cihazlar ile iletiimi iin.

Bir fiziksel adresin formatu ekildedir: Alan [4bit] Hat [4bit] Bus cihaz

[1byte]. Grup adresleri ayn grevi yerine getirecek EIB iletiim objelerini birbirine

balamak iin kullanlr. 2 byte lk grup adres formatu ekildedir, (yage).

ekil 21. Fiziksel adres, (yage).


34/101

24

ekil 22. Kablolarn denmesi, (yage).

Bus kablolarnn denmesi iin gerekenler genelde 230/400V alarnn

denmesi iin gerekenlerle ayndr, (yage).

zel gereksinimler :

Muhafazal ana kablolarn yaltlm kablo telleri ve EIB bus kablo telleriherhangi bir aralk yada boluk braklmakszn yan yana yerletirilebilir.

EIB bus kablolar ile muhafazal ana hat kablolarn yaltlm kablo telleriarasnda minimum 4 mm aralk mesafesi olmasna dikkat edilmelidir.

Alternatif olarak, kablo ileri aralk yada plak iletkenlerin esnek

yaltkanlarla kaplanmas gibi bir yaltm uygulanmaldr.

Harici yldrm korunma sistemi ile yeterli bir mesafe braklams teminedilmelidir.

Tm kablolar daima EIB yada BUS kablo olarak markalanmaldr.


35/101

25

1.6. Neler Salar ?

Programlanmaya elverili bir ev otomasyon sistemi, aadaki rneklerde

bahsedilen kontrollerden hepsini, daha fazlasn veya istee bal olarak sadece

bazlarn gerekletirebilir.

Geceleyin klar kiinin bulunduu yerlerde otomatik olarak yanar kimsenin

olmad blgelerde ise sndrlr.

Evin ve suyun scakl kii uyanmadan ya da iten eve dnmeden istenilen

seviyeye getirilerek evin, sahibini scak bir biimde karlamas salanr.

Bahedeki imlerin belirli aralklarla ve yamur yamamsa sulanmas

salanr.

Kii yatarken evdeki tm klar ve cihazlar kapatr, yatak odasnn

kslr, stcy ekonomik moda alr, gece modunda korunmas istenilen blgelerde

alarm sistemini devreye sokar ve bir saat sonra radyoyu kapatr.

Tek bir komutla perdeleri indirip, klar ks p, msr patlatma makinesini

altrp, telefonu sessiz konuma alp DVD oynatcsn ve Televizyonu aarak ev

sinema keyfini katlar. Yangn durumunda, kii evdeyse i sirenle, kii dardaysa telefonla arayarak

uyarr, itfaiyeyi arar, gaz vanalarn ve havalandrma sistemini kapatr, belirli

blgelerde klar yakarak evden kaa yardmc olur.

Sabah evden karken tek tula btn cihazlar ve klar kapatr, stcy

ekonomik moda alr, evden kldna dair sekretere telefonla haber verir ve kii

ktktan belirli bir sre ierisinde alarm sistemini devreye sokar.

Ev iine imkan verilen tm kontrolleri telefonla verilen komutlarla dagerekletirir.

ocuklar okuldan eve geldiinde kiiyi telefonla arayp haber verebilir.

Evdeki cihaz ve klar uzaktan kumandayla kontrol edilebilir.

Ev ii ve dndaki klar gn batm ve gn doumu saatlerine gre yakar-

sndrr.

Evdeki tm lambalarn k seviyesi ayarlanabilir.


36/101

26

Perde motorlar ile gnelik ve panjurlarn uzaktan kumanda, kontrol paneli

veya telefonla kontrol salanabilir.

Gnn belirli bir saatinde veya istenildii anda kiiyi ya da ocuklarn

uyandrr.

ocuklarn televizyonunu her gn akam belirli bir saatte kapatabilir.

Her sabah kalkldnda veya gnn eitli zamanlarnda kahvenin hazr

olmasn salayabilir.

Telefon aldnda televizyon veya mzik setinin sesini kapatabilir.

Telsiz telefonunu evi tamamyla kontrol edebilecek bir kumandaya

dntrr.

Hareketi kstl kiiler uzaktan kumanda sayesinde evrelerini ok daha rahat

kontrol edebilir ve gerektiinde yardm arabilirler.

Kii tatildeyken zamanlamalarla veya eve yaklaan birisi olduunda evin dolu

olduu izlenimini verebilir.

pheli bir durumda i ve d tm klar tek dme ile alabilir.

stenilen blgelerde alarm altrlabilir veya kapatlabilir.

amar makinesi gibi fazla elektrik tketen cihazlarn akll sayalarla

uyumlu olarak, indirimli saatlerde almasn salayabilir. Lambalar tam parlaklklar yerine %90 parlaklkta yakarak, ampullerin

mrn iki katna karmakla beraber hem de enerji tketimlerini %30 orannda

azaltabilir.

Uzun seyahatlerde panjur ve pencereleri aarak evi gnelendirme veya

havalandrr, (yage).


37/101

27

BLM 2

TRKYE VE DNYADAK GELMELER

2. Teknolojik almalar

Gerek elektronik gerekse bilgisayar yazlm ve donanm alanndaki

gelimelerin gn getike artmas, bu son teknolojilerin zaman kaybedilmeden

gnlk hayata girmesi ve insan hayatn kolaylatrmaya ynelik etkilerinin

tartld Trkiye ve Dnyada yaynlanan makale ve bildirilere birok rnek

verilebilir.

2.1. Trkiye deki Gelimeler

2.1.1. Mobilletiim Cihazlarle Ev Otomasyon Sistemleri

Ev Otomasyon Sistemlerinin (EOS) kullanlabilmesi iin uygulanaca yerde

bir server zellie sahip iletim sistemi olan bilgisayar gerekmektedir. EOS bu

bilgisayar zerinde alacaktr. Sistem, kullanc hesaplar ve kullanclarn yaptayarlar saklayacaktr. Sistemin mimarisi ekil 23 de grlmektedir ve bileenleri

aada anlatlmaktadr, ( Grsoy, nal ve Kaya, 2006).

ekil 23. Ev Otomasyon Sistemi Mimarisi, (yage)


38/101

28

2.1.1.1. stemci

EOS dier otomasyon sistemlerinden ayran en nemli zellik aslnda istemci

blmdr. Sistem ASP.NET ile hazrland iin internet eriimi ve HTML 4.0 veya

st web taraycs olan tm cihazlar ile alabilmektedir. Bu cihazlar gnmzde

cep telefonlar, kiisel bilgisayarlar, tanabilir bilgisayarlar, cep bilgisayarlar, hatta

Xbox Live, PlayStation2 gibi oyun konsollar olabilmektedir, (yage).

2.1.1.2. Modem

Sistem, internet zerinden kontrol edilebilir olaca iin srekli internet bal

olmas gerekmektedir. Bu yzden tercihen statik ipli bir internet eriiminin

bulunmas gerekmektedir, (yage).

2.1.1.3. Bilgisayar

Sistem; ASP.NET zerinde alt iin en az IIS 5.0 ve Windows 2000 Server

iletim sistemli bir pc zerinde almaldr, (yage).

2.1.1.4. Kumanda Paneli

Sistem internet zerinden kontrol edilebildii gibi, bulunduu ortamda bir

uzaktan kumanda yada bir kumanda paneli ile de kontrol edilebilmektedir. nternet

zerinden yaplabilen tm ilemler bu kumanda paneli ile de yaplabilmektedir.

Kumanda paneli kendisi bir donan

m olabilecei gibi, ayn

pc zerinde al

an biryazlm yada her ikisi de olabilmektedir. Ayrca daha sonraki aamalarda kumanda

paneli yerine sesli komutlarla alabilen bir sistem yerletirilmesi de mmkn

olabilecektir. Bu sayede EOS donanmnn bulunulduu ortamda kumanda paneline

ihtiya olmadan sesli komutlar vererek sistem kontrol edilip, sistemin verecei sesli

komutlarla denetlene bilinecektir, (yage).


39/101


40/101

30

ekil 24. Ev Otomasyon Sistemi Donanm, (yage)

Bu donanm ve kontrol aygtlar arasndaki iletiim ise parelel portun data

pinleri olan DB0-DB7 ile gerekletirilmektedir. EOS nin yazlmna d ortamdan

veri girii ise (

kiddeti, ortam s

cakl

vs.) Vin olarak gsterilen 6 ve 7 numaral

pinler ile olmaktadr, (yage).

2.1.1.8. Ev Otomasyonu Sistemleri Kontrol Aygtlar

EOS kontrol aygtlar, ortamda bulunan s, k, ses, grnt vs. kaynaklarn

kontrol etmek amacyla yaplm olan donanmlardr. Bu donanmlar, kontrol ettikleri

nesnelere gre transistor ler yardmyla srlen rleler, ya da rleler yardmyla

hareket ettirilen dc motorlar olabilmektedir, (yage).

2.1.1.9. Sistemin leyii Kullanm

Sistemin birincil amac, yaanlan ortam iindeki s, ses, k, su scakl, su

doluluu (kvetler iin) gibi ayarlanabilen deerlerin internet zerinde

ayarlanabilmesini salamaktr. kincil olarak ise, bu ayarlar, kullanclarn istei

dorultusunda otomatikletirmek bylece yaam iin zaman kazandrmaktr. (rnek


41/101

31

olarak, klarn istenilen saatte, istenilen k iddetine ykselmesi ya da dmesi,

pencerelerdeki storlarn ya da jaluzilerin ortam n sabit tutacakekilde hareket

ettirilmesi vb.) Sisteme balanmak iin sunucu olarak kullanlan bilgisayarn adresi

girilir. Gelen karlama ekranekil 25deki gibi olacaktr, (yage).

ekil 25. Ev Otomasyon Sistemi giri ekran, (yage)

Burada girilen kullanc ad ve parola veritabanndan kontrol edilip doruysa

kullancnn ana ekrana geii salanmaktadr. Ana ekran grnm aadaki

gibidir, (yage).

ekil 26. Ev Otomasyon Sistemi ana ekran, (yage)


42/101

32

Bu ana ekran kullancy ortam konusunda bilgilendirmekte ve deitirmek

istedii deerleri deitirebilmesini salamaktadr. Kullanc deitirmek istedii

deerlerin zerine tklayarak bu deeri deitirebilir, (yage).

ekil 27. Ev Otomasyon Sisteminde istenilen deeri deitirme, (yage)

2.1.2. Bina Ynetim Sistemleri Ve HVAC Sistemlerinde Enerji Tasarrufuna

Ynelik Kontrollkeleri

Binalardaki HVAC sistemlerinin her koulda konfor salamas ve enerji etkin

bir sistem olarak almas iin iyi tasarlanm bir kontrol senaryosu gereklidir.

HVAC sisteminden beklenen en yksek verimi almak ve sistem hassasiyetini en

yksek dzeyde tutmak iin kontrol stratejileri ve parametrelerinin uygun seilmesi

gerekir, (Canbay, Gken ve Hepbal, 2004).

Bir binann genel gereksinimleri belirlenip bina ve bina alt sistemlerinin

tasarm tamamlandktan sonra, bina mekanik tasarm ve kontrol yaklamlar

belirlenebilir. Binalarda enerji giderlerini azaltmaya dnk alma yapabilmek iin,

binay ve ilevlerini, iletme saatlerini, ve binadaki alt sistemleri iyi tanmak gerekir,

(yage).


43/101

33

Dorudan saysal kontrol sistemleri yardmyla sistemi oluturan yerleimlere

ait enerji dalmn en uygun seviyeye getirebilir ve kullanlan enerji en dk

seviyede tutulur. Bylece yatrm geri dn hzlanr, (yage).

Binalarn HVAC sistemlerinde enerji giderlerini azaltma almalar yaparken

zen gsterilmelidir. Istma dneminde enerji giderlerini azaltan bir strateji, k

mevsiminde enerji giderlerinin daha da artmasna neden olabilir. Uygulanan

senaryolar ve stratejiler, her mevsim iin kontrol edilmelidir. HVAC sistemlerinde en

sk kullanlan kontrol ilkeleri aada sralanmtr, (yage).

2.1.2.1. Istma ve Soutmann En Verimli Kaynaktan Seilmesi

Gne, jeotermal gibi bedava veya dk maliyetli enerji kaynaklar ncelikli

tercih edilmelidir. Eer elektrik fiyatlandrmas zaman tarifesine bal ise en byk

gl cihazlar mmkn olan en ucuz saatlerde altrlmaldr. Eer olanak varsa,

ucuz saatlerde s depolama yoluna gidilebilir, (yage).

2.1.2.2. Cihazlarn Sadece Gerektiinde altrlmas

Binalardaki ksmlarn kullanm srelerine uygun olarak HVAC cihazlar

devreye girip kmaldr. HVAC cihazlar, ilgili ortamn sl ataleti de gzetilerek

enerji tasarrufu iin sabahlar ortam scakl, d hava scakl ve ilgili donanm

kapasitesi gzetilerek olabildiince ge devreye sokulmal ve kullanm saatleri, i ve

d scaklk gzetilerek olabildiince erken durdurulmaldr, (yage).

2.1.2.3. En Uygun Balatma Durdurma

En uygun balatma ve durdurma yazlm, stma ve soutma sistemlerinin

gerek kullanm zamanlar ncesi ve sonrasnn hazrlanmasdr. Istma ve soutma

sistemleri ok erken altrlrsa, enerji gereksiz yere tketilir ve ok ge

altrlrsa, konfor artlarnda bozulmalar oluur. En uygun balatma durdurma

yazlmlar ya d hava scakl, mahal ak scakl ve kullanm zaman tablolar


44/101

34

gibi veriyle yada sistemlerin alma kapanma zamanlarndaki bina stma

soutma karakteristiinin belirlenmesi yntemi ile oluturulur, (yage).

2.1.2.4. Gece evirimi

Bu senaryonun amac, bina kullanm zamanlar dnda stma dneminde

dk scaklk snr (normal alma scaklnn 4-6 0C altnda) belirleyerek ve d

hava kullanmadan bu snr korumaktr. Ksa sreli sistem durma periyotlarnda,

sistemin tam kapal tutulmas yerine, sistem daha dk scaklk deerlerinde

tutulursa enerji tketimi azalr. Deiken debili sistemlerde bu senaryo uygulanrken

fanlar enerji tasarrufu iin dk debide altrlrlar, (yage).

2.1.2.5. Dngsel Kumanda Yazlm

Dngsel kumanda yazlm; stma, soutma, havalandrma ve iklimlendirme

sistemlerinde kullanlan elektrikli s geii yardmc cihazlarnn (fan, pompa vb.)

sistem normal alma periyodunda mahal konfor artlar korunmak kayd ile belli

srelerle ve aralklarda durdurulmas yntemiyle elektrik enerjisi tasarrufusalamasdr. Daha fazla enerji tasarrufu ve konfor salayan deiken debili sistemler

sayesinde gncelliini yitirmi bir yazlmdr, (yage).

2.1.3 Bina Ynetim Sistemleri ve HVAC Otomasyon Sistemlerinde Enerji

Tasarrufu

Bina Otomasyonu Sistemini 3 seviyede ele alabiliriz, (Yaparolu, 2005).

ekil 28. Bina Otomasyon Seviyeleri, (yage).


45/101

35

Saha seviyesi; bu seviyeyi saha elemanlar oluturmaktadr. Sahadaki

cihazlardan scaklk, nem, basn gibi bilgileri alglayan sensrler (analog giriler),

presostatlar, anahtarlar gibi kontak girileri ve kontrollerden gelen bilgileri

uygulayan kontrol vanalar, damper motorlar gibi aktatrler (analog klar) saha

seviyesindeki elemanlara rnektir, (yage).

Otomasyon seviyesi; bu seviyeyi dorudan saysal kontrol ve PLC niteler

oluturmaktadr. Kontaktrler mikroilemci tabanl cihazlar olup, saha

elemanlarndan gelen verileri, yklenmi olan kontrol senaryosuna ve merkezden

gelen komutlara gre yorumlay p gerekli klar salayan ve izlenen deerleri

merkeze ileten cihazlardr, (yage).

Ynetim seviyesi; bu seviyeyi bina mekanik ve elektrik sistemlerinin bir btn

olarak izlendii, kumanda edilebildii ve raporlamalarn yapld ana kontrol

bilgisayarlar oluturmaktadr, (yage).

HVAC otomasyon sistemleri dendii zaman akla ilk olarak klima santralleri,

egzost fanlar, soutma gruplar, kazanlar, boylerler ve pompalarn otomatik kontrolve birbirleriyle ilikilendirilmesi gelmektedir. Bu cihazlardan rnek olarak karm

haval bir klima santralinin otomatik kontrol aada anlatlmtr, (yage).

Bina Ynetim Sistemi ile Karm Haval Klima Santralinin Kontrol ;

Sistemi oluturan ekipmanlar; taze hava, egzost ve karm havas oranlarn

ayarlamak zere oransal damper servo motorlar

, filtre kirlendi alarm

iin farkbasn anahtar, stc serpantin yollu vana ve oransal servo motoru, soutucu

serpantin yollu vana ve oransal servo motoru, donma termostat (manuel resetli),

besleme fan, egzost fan, fan kay koptu bilgileri iin fark basn anahtar, fleme

ve emi havas scaklk hissedicileridir. SCADA zerindeki sistem kumanda

butonuna basldnda vantilatr fan devreye girer, taze hava damperi tam kapal

konumdan olmas gereken akla gre konumlanr. Sistem kumanda butonu

basldnda sistemin almas iin; donma termostat alarm vermemeli, fan kay


46/101

36

koptu bilgisi gelmemelidir. Sistem bina ynetim sistemi tarafndan desteklendii iin

uygulama rneklerinde sz geen tm klima santralleri kontrol iin tek bir d

hava (taze hava) scaklk hissedicisi kullanlmaktadr. Sistem start komutu aktif

deilken vantilatr ve aspiratr OFF konumunda; taze hava ve egzost havas

damperleri tam kapal (%0) , karm havas damperi tam ak (%100) , stc

vanalar, soutucu vanalar tam kapal (%0) pozisyonundadr, (yage).

Bina ynetim sistemlerinin salad avantajlaru ekilde zetleyebiliriz:

1- Otomatik alma iin programlanm rutin ve tekrarlaycfonksiyonlara daha basit alma,

2- Ekrandan komutlar ve bunu destekleyen grafik grntlerleteknisyenin daha ksa zamanda eitilebilmesi,

3- Binada bulunan insanlarn ihtiyalarna ve acil durumlara daha iyi vedaha hzl tepki verme,

4- Tesisin ihtiyalarna, byklne, organizasyonuna ve genilemeihtiyalarna gre programlama esneklii,

5- Yangn alarm sistemleriyle yazlm ve donanm olarak entegrasyonsayesinde HVAC sistemlerinin yangn senaryosu ierisinde daha etkin

kullanm,

6- Arivleme, bakm ynetimi programlar ve otomatik alarmraporlamas yardmyla aksaklklarn ve verimsiz alan ksmlarn

belirlenmesi,

7- Daha dk enerji sarfiyat, (yage).

2.2. Dnyadaki Gelimeler

2.2.1. Savunmasznsanlarin Gvenli Akll Ev Sistemleri Tasarm

CUSTODIAN akll ev yazlm paketi, eitimsiz insanlarn, engelli, sakat ve

yal insanlar iin akll ev tasarlamalarn ve test etmelerini mmkn klar. Paket,

istemci gruplara fonksiyonel alma dizaynn gstermenin yan sra, kullancnn


47/101

37

kurulum biimleri ve senaryolar test edebilmesini de salayan grselletirme

aracdr. Bu projede kullanlan ebeke ev sistemi (Networked Home Systems), EIB

sistemi olarak uygulanmaktadr, (Dewsbury, Taylor ve Edge, 2001).

EIB sistemi, btn elektrik devrelerini ve stma sistemini kapsayan en basit ve

temel EIB uygulamasdr. Bu ekirdek yapya ek olarak EIB sistemine mteri

ihtiyacna gre gvenlik veya emniyet de eklenebilir, (yage).

EIB sisteminin asgari donanm bileenleri;

sistemle kullanc arayz kap giri sistemi asansrler pencere ve perde kontrolleri gibi motorlu kontroller aletlerin gvenli ekilde kapatlmas

Bu pakette oluturulan COSTODIAN yazlm; Akll Ev sistemlerinin, yal

ve engelli mterilere ynelik bir rneidir. Mteri, kat plannda odaya yerletirilen

aygtlar grebilecektir. Yazlm kullanan kii de bir laptop bilgisayar sayesinde

mteri ile iletiim halinde olacaktr. Mterinin veya mteriye vekalet eden kiinin

gr ve dileine gre yazlm kullancs, sistem fonksiyonlarn dzenleyebilir,

aygt ekleyip kaldrabilir, aygt fonksiyonlarn deitirebilir, (yage).

2.2.2. Network ile Ev Otomasyon Projeleri

Temel proje mimarisi; her proje aadaki birincil donanm aralarna sahiptir.

Kontrol arac, Gmlm mikroilemci

1- Kontrol aracnn bir paras olarak2- Arac, zel bilgisayara eviren yada direkt bir networke eviren ayr

bir ara olarak


48/101

38

3- Kontrol objesinin dahili paras olarak zel bilgisayar hem kompleks GUI arayzne yada kontrol aracyla

internet arasnda bir arayz gibidir, (Malinowski, 2001).

ekil 29. Network yapmann ve ev gerelerini kontrol etmenin farkl stratejileri, (yage).

Robot kontrol istemci

uygulamasWeb gezgini

Multimedya

alcs

stemci taraf

Internet veya intranet balants

Server taraf

Kontrol server

(network arayz)

Web server Video vericisi

Saphira-robot

arayz

stemci taraf

program depolama

nc 2

lemci sistemi

kontrol gmme

Motor

kontrol

Sensrler Ekstra

sensr

Viedo

kayna

Viedo

kayna

lem


49/101

39

ekil 29 da grld zere temel kontrol stratejileri tamamlanmtr.

Strateji A da; bir tek alet bilgisayar araclyla gmlm bir sisteme balanmtr.

Bu mimaride birka gere bir bilgisayarla kontrol edilebilir, ama bunlarn her biri

kendi mikroilemcisine sahip ve bu ilemci ara yzleri mesela seri port kullanan bir

bilgisayara baldr. Bu strateji her sistem bamsz olduunda ve mikro ilemci

gerecin nemli bir paras yada fonksiyonlar oaltl p deitirilebilir. Bilgisayar

balantsn kartma durumunda her sistem zerkleir. Bilgisayar balants seri,

paralel yada USB portla yada kablosuz link balantsyla gerekletirilebilir, (yage).

2.2.3. Network Temelli Akll Evler in Kontroll Alan Network YangnAlarm Sistemi

Network temelli yangn alarm sisteminin mimarisi ekil 30 da gsterilmitir,

(Lee ve Lee, 2004).

ekil 30. Ev Network Sistemi ematik Diyagram, (yage).


50/101

40

ekil 31 de grld gibi yangn alarmlar (rn. duman alarmlar, scaklk, gaz

alarmlar) ve aktive edicileri (rn. rehber k, yangn duvar, serpintiler, duman

vantilatrleri) bir alcya analog sinyal yollaryla 4-20 mA lik akmla baldr.

Daha basit olarak, birka yangn alarm ayn anda birtek sinyal you ile iletiim salar

denilebilir, (yage).

ekil 31. a) standart yangn dedektr sistemi, b) balant metodlu yangn dedektr sistemi, (yage).

Network temelli yangn alarm sistemi, ekil 32 de grld gibi olup

network temelli bir yangn alarmnn mimarisi genel yangn alarmnn ksa yollarnn

stesinden gelebilir. ekil de grld gibi, bir aktifletirici, bir zil ve basc gerepaylalm orta iletim ve dijital iletiimle bilgi dei tokuu salanr. Bu balant

metodunu kullanarak alc, hangi alarmn yangn algladn tanmlar nk her

yangn alarm kendi adresine sahiptir. Ayrca, alc periyodik olarak alarmn yerini

kontrol eder, sistemdeki bir bozulmay bulur. rnein alarmda bir bozulma gibi yada

orta iletimde ak bir devre v.b. ayrca yanl alarm says genel sistemlerden ok

daha azdr. nk analog veri, mesela dedektrn lt duman miktar ve llen

s

miktar

, al

c

ya yollanabilir., (yage).


51/101

41

2.2.4. GSM Temelli Kablosuz Ev Gereleri Monitrle Kontrol Sistemi

SMS mesajlar emirler ve gere kademelerine sahiptir. Bu sistemde iki eit

sms eidi kullanlmtr. Biri sistemden ev sahibinin cep telefonuna giden mesaj,

dieri de ev sahibinden sisteme giden sms mesajdr. Gelen sms mesaj gsm

modemine yollanm gsm genel network yoluyla yaz olarak en fazla yaz karakteri

160 olmak zere kullanlr. Mesaj, bir grup emir ierir ve bu emirler, aygt ap

kapatacak emirlerdir, (Ali, Rousan ve Mohandes, 2004).

ekil 32. a) Sistem donanm, b) sms mesaj format, (yage).


52/101

42

Gsm modemi bir kez mesaj alnca, bu RS-232 balant yoluyla sisteme

yklenir. Sistem, emirleri yorumlar ve aygt ynlendirir. Giden mesaj, ev gerecinin

durumunu AC olarak aar, oca kapatr ve bu ekilde gider bu giden mesaj ev

sahibinin mobil numarasyla gsm modeminin sim kartna yklenir. Gsm modemi bu

mesaj ev sahibinin cep telefonuna ekil 32 b deki gibi yollar. Sistem ev gerecini bir

sre kontrol edince, durum senaryosu emrine gre faaliyete gemimi diye gerecin

kurulumunu garantiye almak iin bir mekanizma tasarlamak gereklidir. Bu ama

iin, bir geri besleme devresi sistemi bilgilendirmek iin dizayn edilmitir. Gerecin

gerekten ak ve kapal olup olmad, akm geii kontrol edilerek anlalr, (yage).

ekil 32 a daki sistem tamamlanm ve drt ev gereci kullanarak

denenmitir. simleri; frn, klima, k ve stc. ki mobil kullanc sisteme giri

iznini mobil alc sistemiyle (cep tel.) almtr. Aygt ap kapatan bir emir sinyali

yollan p geri dnmtr. Gsm genel networkn kullanarak ev otomasyon sistemi

amalanm, dizayn edilmi, tamamlanm ve test edilmitir. Sistem deneme ve

uygulamas mkemmel ekilde altrlmtr, (yage).

2.2.5. Haberlemein Tmletirilmi Ev Sunucusu Ve Ev Otomasyonu

Tmlemi bilgisayar, haberleme, dijital yayn kabul,ev otomasyonu, ve bir

sistemde boyutlu oyun hayal edelim. Ev sunucusu diye adlandrlan be kkn

birden fazla platformda kullanlmasyla bir sistem oluturmadan nce, tmleme

yolunda oluabilecek problemleri dnmemiz gerekir, (Han, Park, Jeong ve Park,

2006).

Ev otomasyonuna geit fonksiyonu NAT(network adres deitirme) genel ip yi

zel ip ye evirir. Baka nemli kullanm, toplu eit ip ye evirme yeteneidir. ptv

(internet protokol televizyon) servis kullanclar szlerini MEPG2 TS dekilere

evirir. Onlar genellikle bu MEPG2 TS yi RTP/UDP/IP multicastinde ifade ederler,

amalar ip multicast avantajn kullanmaktr, (yage).


53/101


54/101

44

ekil 34. Ev sunucusunun donanmsal grnm, (yage).

2.2.6. Ev Otomasyonu Sisteminin Dizayn ve Uygulamas

M2m (makine-makine adam-makine yada mobil-makine) nin ileriki yllarda bir

gelime gstermesi beklenmektedir. M2m makinesi, makineler, farkl makineler veinsanlar arasnda bilgi ak salar. Genel cins makine veya veri, bilgi, genellikle bir

makineden network yoluyla akar, ve sonra bir geit zerinden bir sisteme nerede

oluup analiz edilebilecekse ular. Dier bir deyile m2m bir makine veya aleti,

bilgileri almas veya vermesini bir network zerinden salar. Bu m2m makinesi

birok problemin cevabn bulmada nemli rol oynar, (Alheraish, 2004).

M2m elektrik,elektronik veya haberlemek iin mekanik bir makineyi gsm ilebirbirine balayarak haberlemesini salar. Bu haberlemeyi yapmak iin baz aletler

kullanlmal ve birbirine doru balant kurulmaldr. M2m makineleri gsm ile

balant salamak ve dier makinelerle balamak yada kullanclarla balamakta

kullanlr. Bilgi, network e yollanacak ve bir mikro kontrolc tarafndan, makine ve

m2m modl aras ara yz yapmak iin kullanlmak zorundadr. Modl, gerekli

bilgiyi almak veya yollamak iin gsm network ne izin verir, (yage).


55/101

45

ekil 35. M2M paralarnn diyagram, (yege).

Tasarlanan m2m dizayn bilgisayar ana kullanc mikro kontrolrnn iinde

kullanr. Byle bir dizaynda gsm, bilgisayarda gmlm iletiim sistemine balanr.

Uygulama sistemi Bilgisayar iin Windows XP sistemi ve Visual C++ kontrol

program kodlamas kullanr. Bilgisayar, RS232 den geen ve C++ programyla gelen

bilgiyi m2m modl yoluyla herhangi balanm gerece yollar. ekil 36 olaya ait

m2m sistemine ait algoritmay gstermektedir, (yage).


56/101

46

ekil 36. M2M in algoritma emas, (yage).


57/101

47

2.2.7. Ev Otomasyon Networkin Enerji Etkenli Sensr Projesi

ekil 37. Sensrl Ev Otomasyon Sistemi

lemci ve kablosuz haberleme teknolojilerindeki ilerlemelerle sensr

networkler gelecekte her yerde kullanlyor olacaktr. Ev otomasyonu networkleri;

sensr networkleri ve kullanlan elektronik teknolojilerinin birleip uyumla alt

gzel yerlerden biridir. Ev otomasyon networknde, birok sensr eve, scaklk,

nem, hareket ve k gibi HVAC (salk, havalandrma ve hava kontrol) fiziksel

bilgileri toplamas iin yerletirilmitir. rnein HVAC kontrol sistemi hava kirliolduunda vantilatr altracak, ve odadaki havaya ve insan varlna gre

scakl kontrol edecektir, (Oh, Bahn ve Chae, 2005).

ekil 38 de evdeki alan drt paraya ayrlm, isimleri (++) (+-) (- +) ve (--)

olarak , x-y koordinat sistemine yerletirilmitir. Her para ana istasyona

uzaklklarna gre paralara ayrlmtr. Her parada dilim says en kk srama

say

s

ana istasyondan paradaki en uzak pozisyona kadar toplan

r. rnein ekil 38


58/101


59/101

49

ekil 39. a) Sensrler, yneticiler ve istasyonun konumlar, (yege).

b) RDSR (yakn yn temelli sensr kaldrma) ve CR (geleneksel usl) nin enerji

tketimi

emann etkisini lmek iin C diliyle ve NS-2 simulatryle simulasyon

yaplmtr. Parametreler:Evin lleri dahil ller, evdeki sensr says ve


60/101

50

uygulamalar. Max. saydaki sekme says dngy kurmak iin kullanlmtr. ekil

39 deneylerin bir rneini gsterir. Ana istasyon, sensr blgesinin merkezine

konulmu(ak gri kutu) ve yneticiler yeniden dzenlenen yere konulmu (koyu gri

kutu). Enerji tketimi performans ls olarak alnd. RDSR (yakn yn temelli

sensr kaldrma) emas karlatrld. ekil 39 iki emann da enerji tketimini

sensr says ykselmesi olarak gsterir. RDSR ve CR aras boluk, sensr says

arttka artar, RDRS CRden daha llebilir biimdedir, (yage).

Tasarlanan model bir geite, bir ana istasyona, birka yneticiye ve bir grup

sensre sahiptir. Geit bir insandan alnan emirleri yada ev dndan ev iindeki ana

istasyona gelen bilgileri ynlendirir ve ana istasyondan alnan mesaj kontrol eder.

Bu, evin herhangi bir yerine konulabilir. Bu ana istasyon bir sensrdr ve normal

sensre gre daha fazla hesaplama ve hafza yeteneine sahiptir. Geitden emirleri

alr, (yage).


61/101

51

BLM 3

EV OTOMASYONU

3. Sistem Tasarm

Akll ev otomasyonu sistemini tasarlarken nce projenin yapmnda izlenecek

yol tespit edilmitir. Taslan oluturulmas, devre dizayn ve yazlm olmak zere

ana balk altnda almaya balanmtr.

ekil 40. Sistem tasarm aamalar


62/101

52

ekil 40dan da anlald zere taslan oluturulmas aamasna; kaynaklarn

aratrlmas, kullanlacak elektronik malzemelerin zelliklerinin doru tespit

edilmesi ki bu ilerde devre yapmnda malzeme uyumsuzluu sorunlaryla

karlamamz bir derece azaltacaktr, elimizdeki malzemeler ile proje ierii

nedeniyle tamamen hayal gcmz snrnda yaplabilecek sistem dizaynnn

izilmesi, izilen sistemin yapm aamasnda bizi zorlamamas iin alt gruplara

ayrlmas ksmlar girmektedir.

Sistemin devre dizayn ise; taslak aamasndaki her bir parann bask devreler

yaplarak monte edilmesi, oluturulan her bir parann alrllnn test edilmesi,

mevcut paralarn soketler yardmyla birbirlerine ana sistem tasarmn bozmadan

birletirilmesi ( birletirme ileminde soketlerin kullanmasndaki ama devrelerde

gelebilecek arza veya deitirmelerin daha seri biimde yaplmasn salamasdr ),

birletirilen bu paralarn uyumlu alabilmesi iin zellikle toprak hatt gibi ortak

birimlerinin birletirilmesi aamalar girmektedir.

En son aama olan yazlm aamasnda ise iki ayr yazlm gerekletirilmitir.

Bunlardan ilki sistemin beyni diye tabir edilebilecek olan mikrodenetleyicininprogramnn yazlmas, dieri ise bilgisayar kullanc ara yznn yazlmasdr.

3.1. Sistem Algoritmasnn Oluturulmas

Uygulamaya konulacak olan Akll Ev Sisteminin elimizdeki mevcut

malzemeler ile kurgulanan tasarm ekil 41teki gibidir. ekilde grlen her bir

para ayr

ayr

oluturulup yaz

l

m aamas

na gelmeden birletirilmitir.

Algoritmann oluturulmasndaki en nemli sebep sonradan doabilecek

tasarm yanllklarn batan grebilmemizi salamak, sahip olduumuz bilgiyi

nerede nasl kullanacamz planlamak, eksikliklerin tespiti ve hzlca kapatlmasn

salamaktr denilebilir.


63/101

53

ekil 41. Sistem algoritmas

3.2. Devre Dizayn

Elektronik bir devre tasarlarken sistemin g besleme eitlerinin ve girilerini

olduka az tutmak ve kesinlikle sistemde bulunan her ayr devrenin topraklarnn

birletirilmesi gereklidir.

Yaplan uygulamada temin edilebilen malzemeler ve mevcut olanaklar

sonucunda akll ev, kullanlabilecek snrl durumlara cevap verebilmektedir. Akllev otomasyonlarna basit bir rnek olarak tasarlanan bu sistemin devre emalar,

CAD in gzel rneklerinden Proteus programnn sis alt program ile izilmi, bask

devre emalar ise ayn Proteus programnn Ares alt program ile izilmitir. eitli

bask devre kartma ekillerinden perhidrol ve tuz ruhu karm kullanlarak asit

oluturulmu ve izilen bakr levha bu solsyonun iine atlarak iletim yollar

kartlmtr.


64/101

54

3.2.1. G Kat

Piyasada bulunan ve evin elektrik prizlerine taklmak suretiyle ek kablolama

gerektirmeyen mevcut X-10 sistemlerine nazaran jeneratr bulunmayan evlerde

kullanlabilecek byle bir sistem ayr bir bilgi ve g hatt gerektirmektedir.

Sistemde, g kayna olarakehir ebekesinden srekli arj olan ak kullanlmas,

elektrikler kesilse bile belirli bir sre daha sistem alacaktr. Bu da elektrik

kesintisini frsat bilen hrszlara kar caydrc bir etken olarak dnlebilir, (Yldz

ve Karaboa).

ekil 42. Akll ev otomasyon sistemi g kat devre emas

Yukardaki ekilden de grld zere ehirebekesini kullanan sistem; klima

simlatr olarak kullanlan fan, optik ve metal sensrlerini besleyen 12 Voltluk

gerilim ve mikrodenetleyiciyi, haberleme katn, LCD katn ve aydnlatma

simlatr olarak kullanlan flrasan besleyen 5 Voltluk gerilimi elde etmemizi

salayan g katdr.


65/101

55

3.2.2. Alglayc Kat

Kii evde yokken veya uyur vaziyetteyken hi mola vermeden gvenlii

salayan ve yaayan evin gz, kula, burunu ve dokunma duyularna karlk gelen

sensrler alglayclar olarak kullanlr. Sistemde kullanlan sensrlerin kullanm

ekilleri ekil 43 de gsterilmitir.

ekil 43. Sensr kullanm ekilleri

ekil 44. Akll ev sisteminde kullanlan sensrler


66/101

56

ekil 44 de, kullanlan sensrlerin isimleri altlarnda grld zere srayla

soldan saa doru optik sensr, metal sensr, k sensr ve s sensrleridir. Bu

sensrlerin beslemeleri ve veri klar analog olmakla birlikle, bu verileri ileyecek

olan mikrodenetleyiciye direkt olarak balanmaz. ekil 45 ve ekil 46 da, sistemde

kullanlan k ve s sensrlerini sren devre emalar verilmitir.

Sensrler, k durumlarna gre dijital k veren hale getirilmitir. Yani k

durumunu lojik 1 yada lojik 0 olarak bize bildirir. Byle sensrlerin yan sra

sistemde kullanlmayan fakat piyasada varolan dijital k verebilen sensr tipleri de

mevcuttur. Bu verileri anlayan ve tasarlanan konfigrasyona gre k verecek olan

mikrodenetleyicidir.

ekil 45. Ik alglayc olan LDR yi sren devre emas


67/101

57

ekil 46. Is alglayc olarak kullanlan DS1820 yi sren devre

3.2.3. Haberleme Kat

Bilgisayar ile mikrodenetleyici arasndaki ezamanl olmadan seri iletiimi

salamaya yarayan sistem RS232 sistemidir. Haberleme kat iindeki MAX232

entegresi, birka kondansatrle beraber gerekli RS232 iletiim voltajlarn retir.

Kullanlan mikrodenetleyici usart modlne sahiptir. RS232 arabirim devresi

mikrodenetleyicinin ilgili usart bacaklarna balanarak seri haberleme iin gerekli

ksm elde edilmi olur. Bu ksmn devre emasekil 47 da gsterilmektedir.

TX seri hatt, MAX232 vastasyla mikrodenetleyicideki port c6 ya balanr.

Bu hat, mikrodenetleyiciden bilgisayara veri ileten hattr. RX seri hatt ise MAX232

vastasyla mikrodenetleyicideki port c7 ye balanr. Bu hat ise bilgisayardan

mikrodenetleyiciye veri tamakta kullanlr.


68/101


69/101

59

ekil 48. Seri haberleme eitleri

Senkron gnderimde, her cihaz, kendisi yada dardan bir cihaz tarafndan

retilen ayn saat sinyali darbelerini kullanrlar. Saatin frekans sabit yada dzensiz

aralklarda deikende olabilir. letilen her bit, bir saat darbesi geiinden, yani

ekildeki ykselen veya alalan kenardan sonraki belirli bir zamanda geerli olur.

Senkron formatlar, iletimi balatrken yada bitirirken, ok eitli formatlar

kullanrlar. Bunlara start-stop bitleri denir. Fakat uzun mesafeli linklerde senkron

format uygun deildir. nk bahsettiimiz saat sinyalinin iletimi, parazit nedeni ile,

ek bir hat gerektirebilir. Bu durumda, Asenkron gnderim kullanlr.

Asenkron iletiimlerde, linkte saat hatt bulunmaz. Her u kendi sinyalinisunmaktadr. Bu iletiimde de, ularn saat frekansnda anlamalar gerekir. Bu

nedenle iletilen her byte 'ta saatleri elemek zere bir start biti ve iletimin bittiini

bildirmek zere bir stop biti bulunur.

Seri iletiimde veri aktarm hz, saniyedeki bit says (bps-bit per seccond)

olarak belirtilir. Veri aktarm hzn belirlemede yaygn olarak kullanlan dier terim

ise baud rate tir. Sistem, 19200 baud ta iletim yapmaktadr.


70/101

60

ekil 49. Haberleme kat bask devre emas

ekil 50. Haberleme katnn uygulanan sistem zerinde gsterimi


71/101

61

3.2.4. LCD kat

Evde meydana gelen olas durumlar grmemize yarayan, bilgisayar kullanc

ara yz olmadan da sistemin almasn gsteren grnt ekrandr. Akll ev

sisteminde kullanlmasnn en byk avantaj, evde elektriklerin kesilmesi halinde

220 Volt ile alan bilgisayar uzun sre besleyebilecek ak bulunmad iin, zaten

5 Volt gibi dk gle alan ev otomasyon sisteminin akden uzun sre

beslenebilecei gibi LCD ekran da ayn akden 5 Voltla uzun sre beslenir. Sonu

olarak elektriklerin kesilmesi, ev sistemini etkilemeyecei gibi kullancnn sistemi

takibini de LCD ekrandan grmesini etkilemez.

Sistemde kullanlan PIC16F877 mikrodenetleyicisi ilerde de anlatlaca zere

picbasic programlama dili ile programlanmtr. Sistemde kullanlan LCD ekrann

da srecek olan PIC16F877 mikrodenetleyicisi, LCD ekrann picbasic programlama

dili ile srebilmesi iin LCD modlnn Hitachi 44780 (veya dengi) denetleyici

iermesi gerekmektedir. Sistemde kullanlan LCD, 2x16 lk yani 2 satr 16 stundan

olumaktadr.

ekil 51. LCD ekran


72/101

62

ekil 52. LCD nin devreye balantemas

3.2.5. Mikrodenetleyici Kat

Gelien teknolojiyle birlikte hemen hemen her evde rastlanmaya balanan

bilgisayarlar oaldka, zellikle bozulduklar zaman neye masraf yaptmz

sorduumuzda sk duyduumuz mikroilemci, mikrobilgisayar, mikrodenetleyici gibi

baz isimler artk kulamza yabanc gelmemeye balamtr.

Mikroilemciler; ierisinde giri-k birimleri, evre niteleri ve ram

bulunmayan, sadece toplama, karma, veleme, veyalama, tersleme gibi aritmetik

lojik ilemler yapan nitelerdir. ekil 53 de de grld gibi mikroilemcilerin

yanna yukarda ad geen niteler, belli dzende adresleme hatlar ve veri iletim

hatlaryla balanarak eklendiinde oluan sisteme de mikrobilgisayarlar denir.

Mikrodenetleyiciler ise bahsi geen ram, giri-k niteleri, evre niteleri ve

bunlar arasnda iletimi salayan adresleme hatlaryla veri iletim hatlarn tek yonga

ierisinde barndran programlanabilir entegre elemanlardr denilebilir. ekil 54.


73/101

63

ekil 53. Mikrobilgisayar yapemas

ekil 54. Mikrodenetleyici yapemas

Uygulamas yaplan akll ev otomasyon sisteminde mikrodenetleyici olarak

pic16f877 kullanlmtr. Bu denetleyicinin seiminde etkili olan unsurlarunlardr;

piyasada kolayca bulunabilmesi ve makul fiyat st ste 1 milyon defa programlanabilme usart modlne sahip olma 8Kbyte flash program belleine sahip olma 5 ayr portunda toplam 33 adet giri-k ularnn bulunmas 4-10-20 MHz alma frekanslarn kullanabilme 256Kbyte a kadar eeprom veri hafzas kullanabilme


74/101

64

ekil 55. PIC 16F877 mikrodenetleyicisinin bacak balantemas

ekil 55 de grld gibi 33 adet giri-kn bulunmas ve bunlarn 8

tanesinin ayn zamanda analog giri-k olarak programlanabilmesi byk

avantajlar salamaktadr. Mikrodenetleyicinin bu zellii akll ev projesinde scaklk

lmnde kullanlmtr. Buna ilave olarak pic16f877 de ok sayda giri kn

bulunmas orta byklkte bir sistemin kontrolnde byk kolaylklar salamaktadr.

Program hafzas flash rom olduu iin program, elektriksel olarak silinip yeniden

yklenebilmektedir. Ayrca enerji kesilmelerinden de program etkilenmemektedir.

Proje tasarmnda kullanlan pic16f877nin bacaklar ve ne amala

kullanldklar ekil 55 de gsterilmitir. Bu katta osilatrn alma frekansn

oluturan kristal olarak 20 MHz lik kristal seilmitir. Pic mikrodenetleyicisine bal

tu takm sistemin gelitirilmesinde ifreleme ilemleri iin kullanlacaktr.


75/101

65

ekil 56. Pic16F877 veri giri k bacak balantemas


76/101

66

3.3. Yazlm Aamas

Donanm oluturulan sisteme hayat verme diye tabir edebileceimiz, var olan

sensrleri ve duruma gre kullanlacak olan klar kontrol edecek olan sistemin

beyni denkliindeki mikrodenetleyicinin programlanmas aamasnda sisteme

eklenebilecek veya karlacak olan herhangi bir elektronik eleman olduunda,

mikrodenetleyicinin yazlmna da ek birka satr ekleyerek veya kartarak yeni

sisteme adapte edilmesi salanabilir.

3.3.1. Mikrodenetleyicinin Programlanmas

Daha ncede belirtildii gibi sistemde olup biten tm durum deiimlerini

kontrol eden, mevcut senaryolara gre bu deiimler sonucunda belirli klar

vermesi istenen, sebep sonu ilikisine gre alan pic16f877 mikrodenetleyicisidir.

Mikrodenetleyicinin programlanmas yntemlerinden en kullanl olan boot

loader yntemiyle programlama tercih edilmitir. Bu yntemin getirdii en byk

avantaj, mikrodenetleyiciyi devreden skmeden, bilgisayarn seri portuna balhaberleme kat zerinden seri programlama yaplabilmesidir. ekil 57 de grlen

micro code loader program kullanc ara yznde nce haberleme ayarlarnn

yaplmas gereklidir. Sistemimizin baland bilgisayarn com 1 portunu ve veri

iletim hz olan baud rate tini ayarladktan sonra open dan, daha sonra anlatlacak

olan, oluturulan hex kodu bulunur ve ok lendikten sonra men seeneklerinden

programa baslarak hex kodunun pic16f877 ye gmlmesi istenir. Bu aamadan

sonra mikrodenetleyiciyle haberlemeye geen program, pic16f877 nin MCLR (1nolu bacak) giriine bal reset butonuna baslmasn ister. ekil 58. Bunun

yaplmasndaki ama, pic te daha nceden gml olan program silmektir. Bylece

eski program silerek boalan adreslerdeki yerlere yeni program ykler. stee gre

otomatik yada manuel olarak ayarlanabilen verify seenei ile hex kodunun

mikrodenetleyiciye yklenip yklenmediini karlatrmal olarak test edilebilir.

Ayrca program yklemeden sadece silme ilemi erase seenei ile yaplr.


77/101

67

ekil 57. Micro code loader program kullanc ara yz

ekil 58. Programn mikrodenetleyiciye gmlmesi iin MCLR butonuna baslmasn isteyen ara yz


78/101

68

Mikrodenetleyici olarak kullandmz pic16f877 ye nasl program gmld

anlatldktan sonra bu gmlen hex kodunu oluturma yntemlerinden biri pic basic

dili kullanarak program yazmaktr.

PIC micro assembler ile ok uzun kodlar yazmak yerine, st seviye dillerinden

birini semek, programn yazmna hz kazandraca ve program daha anlalr bir

hale getireceinden Micro Engineer Lab. firmasnn PicBasic Pro program seilerek

PICmicro (pic16f877) entegresinin ierisindeki program yazlmtr. Bu program

basic tabanldr ve pek ok hazr komut ierir. Bu komutlar yardmyla program

yazma ilemi olduka kolaya indirgenmi olur. ekil 59 da da grlen program,

Micro Code Studio program olmakla birlikte istee bal olarak program yazm ara

yz olarak Pic Proton Plus, Code Designer gibi pic basic derleyicileri de

kullanlabilir. Bunun dnda pic programlamak iin PicC, Jal gibi birok st seviye

dilleri de mevcuttur.

PICmicro, assembly ile sayfalar dolusu kod yazarak oluturulacak programlar

daha az sayda satrla PicBasic ile yazarak pic16f877 entegresine gmlebilir. Bu

sayede, PICmicronun ayrntl yazma yapsnn bilinmesine veya hangi yazmatahangi ilemin sonunda ne olacann bilinmesine gerek yoktur. PICmicronun hangi

portlar, hangi zellikleri kullanacaksa, algoritma kurularak, herhangi bir metin

editrnde mesela NOTEPAD Basic komutlarna (QBASIC ya da GWBASIC)

ok benzeyen PicBasic komutlaryla program yazl p derledikten sonra elde edilen

hex uzantl dosya artk mikrodenetleyiciye ykleyebilir hale gelmi olur, (zcan,

2005).

Micro Code Studio, pic basic derleyicisinde mikrodenetleyiciye gmlecek

program yazlrken dikkat edilecek nemli noktalardan bir tanesi, Target Processor

ksmnda kullanacamz mikrodenetleyicinin adnn bulunarak konmas gereklidir.

Bunun sebebi, derleyicinin, pic basic dilinde yazlan program hex koduna evirirken

kullanlacak mikrodenetleyiciye gre baz kodlar eklemesidir. st dzey

programlama dilleri program yazcsn, assemly programlama dilinde olduu gibi

her defasnda kullanlacak mikrodenetleyiciyi tantma derdinden kurtarmtr.


79/101

69

ekil 59. Pic basic pro programlama dilinin kullanld micro code studio derleyicisi

Micro Code Studio derleyicisinde yazlan program .bas uzantl olup,

program yazldktan sonra compile ikonuna tklandnda programn assembly

dilindeki karln .asm uzantl bir dosya ve mikrodenetleyiciye gmlecek olan

.hex uzantl dosyay oluturmu olur. Yazlan basic ve oluturulan assemblly

kodlar karlatrldnda ortaya kan yazm tasarrufu dikkati ekecek ldedir.

Akll ev sistemlerinde olduu gibi geen zamanla birlikte teknolojinin

gelimesinin insan hayatna getirdii rahatlk, geen ayn zaman zarfnda yazlm

mhendislii gelitike, program yazmann kolaylamasn salamaktadr.


80/101


81/101

71

command VAR byte 'deiken tanmlamalar

i VAR byte 'deiken tanmlamalar

temp VAR word 'deiken tanmlamalar

esik VAR word 'deiken tanmlamalar

DQ VAR PORTC.0 'portc.0 pinindeki DS1820 in ad DQ

DQ_DIR VAR TRISC.0 'DS1820 veri kontrol pini

test VAR word 'deiken tanmlamalar

v VAR word 'deiken tanmlamalar

onay VAR byte 'deiken tanmlamalar

TRISD=%00000111 'D portunun ilk bitini giri yapar

TRISC=%00000101 'C portunun 1. ve 3. bitlerini giri yapar

TRISA=%000000 'A portunun tm bitleri ktr

aydinlatma = 0 'balangta aydnlatma kapal

klima = 0 'balangta klima kapalesik=55 balangta klima 28 dereceye ayarl

onay=0 balangta onay kutusu kapal

Lcdout $fe,1,"UTKU BAYRAM" 'ekran siler ve ilk satrda utku bayram

yazar

SOUND siren,[115,10,116,10,117,10,118,10,1119,10,120,10] 'ses kartr

Lcdout $fe,$c0,"AKILLI EV OTO." 'ikinci satrda akll ev oto. yazar

pause 1000 '1 saniye bekle

'program ak

sensorler: 'sensr durumlar ve olaylar dng ad

Serin2 pinin,8276,300,chk,[wait("e"),dec test] seri porttan e geldiinde

esik = test esik deerini test e ata


82/101


83/101

73

aydinlatma = 1

SOUND siren,[122,20]

aydinlatma = 0


aydinlatma = 1


aydinlatma = 0


aydinlatma = 1


aydinlatma = 0


aydinlatma = 1


aydinlatma = 0

SOUN

Documents

Akilli Ev Otomasyonu Intelligent House Automation