Upload
others
View
9
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
T.C.
KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
KARBONMONOKSĠT GAZI
DEDEKTÖRÜ
Muhammet Dursun TATAS
DANIġMAN
Yrd. Doç. Dr. Gökçe HACIOĞLU
Mayıs 2013
TRABZON
iii
T.C.
KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ
Mühendislik Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
KARBONMONOKSĠT GAZI
DEDEKTÖRÜ
Muhammet Dursun TATAS
DANIġMAN
Yrd. Doç. Dr. Gökçe HACIOĞLU
Mayıs 2013
TRABZON
ii
iii
LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU
Muhammet Dursun TATAS tarafından Gökçe HACIOĞLU yönetiminde hazırlanan
“CO GAZI DEDEKTÖRÜ” baĢlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiĢ,
kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiĢtir.
DanıĢman : Yrd. Doç. Dr. Gökçe HACIOĞLU
Jüri Üyesi 1 : Prof. Dr. Temel KAYIKÇIOĞLU
Jüri Üyesi 2 : Doç. Dr. Ali GANGAL
Bölüm BaĢkanı : Prof. Dr. Ġsmail H. ALTAġ
iv
v
ÖNSÖZ
Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında emeği geçenlere, kılavuzun son halini
almasında yol gösterici olan kıymetli hocam Sayın Gökçe HACIOĞLU’na Ģükranlarımı
sunmak istiyorum. Ayrıca bu çalıĢmayı destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi
Rektörlüğü’ne, Mühendislik Fakültesi Dekanlığına ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği
Bölüm BaĢkanlığına içten teĢekkürlerimi sunarım.
Her Ģeyden öte, eğitimim süresince bana her konuda tam destek veren aileme ve bana
hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarıma saygı ve sevgilerimi sunarım.
Destekleri ve yardımlarından ötürü önce aileme, sonra arkadaĢlarıma sonsuz
teĢekkürlerimi sunarım.
Mayıs, 2013
Muhammet Dursun TATAS
vi
vii
ĠÇĠNDEKĠLER
LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU……………………………..…….....iii
ÖNSÖZ…………………………………………………………………………….…......v
ĠÇĠNDEKĠLER…………………………………………………………………….......vii
ÖZET…………………………………………………………………………………….x
SEMBOLLER VE KISALTMALAR…………………………..………………...…..xii
1. GĠRĠġ…………………………………………………………………………….....1
2. KARBONMONOKSĠT (CO) ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER………………………..3
2.1.KARBON (C) VE OKSĠJEN (O) ELEMENTLERĠ VE KĠMYASAL
ÖZELLĠKLERĠ………………………………………………………………..3
2.1.1. KARBON……………………………………………………………...3
2.1.2. OKSĠJEN……………………………………………………………...4
2.2.PERĠYODĠK CETVEL VE MOLEKÜL AĞIRLIĞI – YOĞUNLUK
ĠLĠġKĠSĠ………………………………………………………………………..5
2.3.CO GAZI NEDĠR?.............................................................................................5
2.4.CO GAZI FARK EDĠLEBĠLĠR MĠ? FARK EDĠLEBĠLĠRSE NASIL
FARK EDĠLĠR?..................................................................................................6
2.5.CO ZEHĠRLENMELERĠNDE GÖRÜLEN BELĠRTĠLER………………..8
2.5.1. KARBONMONOKSĠT (CO) GAZININ ETKĠ ġEKLĠ…………....8
2.5.2. KARBONMONOKSĠT ZEHĠRLENMELERĠ VE
BELĠRTĠLERĠ……………………………………………………......8
2.6.CO ZEHĠRLENMESĠNDE YAPMAMIZ GEREKENLER………………10
2.7.KARBONMONOKSĠT GAZI SIZMASI SONUCU BĠR TAKIM
OLAYLAR………….……………………………..……………….…………11
3. DETEKTÖR ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER…………………….….………….……13
3.1.DETEKTÖR NEDĠR?......................................................................................13
3.1.1. KARBONMONOKSĠT DETEKTÖRLERĠ………………...…......13
3.2.SENSÖR NEDĠR?............................................................................................13
3.2.1 CO SENSÖRÜ………………………………...……………………...13
4. DEVRE ELEMANLARI VE ÖZELLĠKLERĠ………………………………...15
viii
4.1.MĠKRODENETLEYĠCĠ……………………………………………………..15
4.1.1. MĠKRODENETLEYĠCĠ NEDĠR?.....................................................15
4.1.2. MĠKRODENETLEYĠCĠYE NEDEN ĠHTĠYAÇ DUYARIZ?........15
4.1.2.1.NEDEN PIC SEÇTĠK?.................................................................16
4.1.3. KULLANDIĞIMIZ PIC ÇEġĠTLERĠ VE ÖZELLĠKLERĠ……..17
4.1.3.1. PIC 16F628A…………………………………………………….17
4.1.3.2. PIC 12F675………………………………………………………18
4.2. ULN2003……………………………………………………………………...19
4.3. MQ-7 SENSÖRÜ…………………………………...………………………..22
4.4. RÖLE……………………………...………………………………………….23
4.5. W06 – TEK FAZLI SĠLĠKON KÖPRÜ DOĞRULTUCU………………..23
5. PIC ĠLE YAPILAN ĠġLEMLER VE KODLAR………………………………25
5.1. KOD BĠLGĠLERĠ……………………………………………………………25
5.2. PIC 16F628A ĠLE YAPMIġ OLDUĞUMUZ KODLAMA ĠġLEMĠ……..30
6. CO DETEKTÖRÜNÜN ÇALIġMA PRENSĠBĠ………………………………35
7. SONUÇ………………………...…………………………………………………46
KAYNAKÇA……………………………………..………………………….…..48
EKLER……………………………………………………………………….…..50
ix
x
ÖZET
Karbonmonoksit (CO) gazı bildiğimiz gibi son derece zehirli ve fark edilmesi neredeyse
imkansız olan bir gazdır. Bu zehirli gaza maruz kaldığımızda karĢılaĢtığımız belirtileri elen
alan bir yazı ile iĢin ciddiyetini gözler önüne serdikten sonra, bu zehirli gaza maruz
kalmamak için tasarladığımız bu detektörün ne derece önem arz ettiğini ve bu gaz
detektörünün tasarım aĢamasını ve çalıĢmasını iĢleyeceğiz.
Son derece zehirli bir gaz olan karbonmonoksit gazının sızması durumunda, ülkemizde
maalesef her yıl yüzlerce insanımız hayatını kaybediyor. Biz de bu konuda bir araĢtırma
yaparak gaz zehirlenmelerindeki belirtileri de ele alarak, bu gaz zehirlenmelerine hiç
sebebiyet vermeden bir çözüme kavuĢturmak için bir CO (karbonmonoksit) detektörü
tasarladık.
Karbonmonoksit (CO) gazı renksiz, kokusuz ve tatsız olmakla birlikte son derece
zehirli bir gazdır. Duyu organlarımızla bu gazı fark etmemiz maalesef mümkün değildir.
Bu zehirli gaz birçok kiĢi tarafından yanlıĢ bilinmektedir. Genelde eksik yanma sonucu
oluĢan bu gaz ne yazık ki sobalardan sızarak ülkemizde yüzlerce insanın hayatını
kaybetmesine sebep olmaktadır. Karbonmonoksit gazına maruz kalan kiĢi belli bir süre
sonra öleceğini dahi bilse olduğu yerden ayrılamaz konuma gelir. Son derece ölümcül olan
bu gaza karĢı ülkemizde ve birçok yabancı ülkede de yeterince önlem alınamamaktadır. Bu
durumu esas alarak biz de bir CO (karbonmonoksit) detektörü tasarladık. AĢamalarıyla
birlikte detaylıca anlatacağımız bu detektör bizi bu zehirli gaza karĢı uyarıp, önlemimizi
almamız için yeterli süreyi kazanmamızı sağlayacaktır. Detektörümüz sayesinde gazı
algılayıp istediğimiz bir alarm Ģekliyle kendimize uyarı vermesini sağladık. Biz kendimize
üç farklı yol seçtik ve olası bir sızıntı halinde sesli uyarı veren, ıĢıklı uyarı veren ve aynı
zamanda kısa mesaj yoluyla bize gaz sızıntısını bildiren bir proje gerçekleĢtirdik.
xi
xii
SEMBOLLER VE KISALTMALAR
V: Volt
A: Amper
mA: mili Amper
C: Karbon
O: Oksijen
CO: Karbonmonoksit
Ppm: Bir milyon hava partikülündeki gaz partikülü sayısı
CO-Hb: Karboksihemoglobin
PIC: Peripheral Interface Controller (Çevresel Üniteleri Destekleme Arabirimi)
PCB: Printed Circuit Board (Baskı Devre)
PBP: Pic Basic Pro
g/mol: gram/mol
Hz: Hertz
MHz: Mega Hertz
TTL: Transistor Transistor Logic
CMOS: Complementary Metal Oxisde Semiconductor (Tamamlayıcı Metal Oksit
Yarıiletken)
LED: Light Emitting Diode (IĢık Saçan Diyot)
xiii
1
1. GĠRĠġ
KıĢ aylarının getirdiği en büyük zorluk malum soğuk hava koĢullarıdır. Bunun için
çeĢitli ısınma yöntemleri kullanmaktayız. Doğalgaz, merkezi sistem ve soba günümüzde en
yaygın olan ısınma sistemleridir. Doğalgazın pahalı olmasından ve ulaĢımının her yere
yapılamamasından dolayı, halkımızın büyük bir kısmı sobayı tercih etmektedir. Sobanın da
kendine göre zorlukları, tehlikeleri vardır. Bulunduğumuz bölge olan Karadeniz Bölgesi
gibi yerler oldukça rüzgarlı alanlardır ve rüzgar sobanın bir numaralı düĢmanıdır. Sobadan
olası bir karbonmonoksit sızması ölümcül vakalara sebebiyet vermektedir. Bu aĢamada
tasarlamakta olduğum proje MQ-7 karbonmonoksit(CO) sensoru sayesinde bu tehlikeli
gazı tespit edecek ve tehlikeye karĢı bize ıĢıklı ve sesli alarm ile uyarı verecektir. PIC
16F628A mikrodenetleyicisi kullanarak dizayn edeceğimiz devreyi gereken programla
kodladıktan sonra elimizde CO detektörü bulunmuĢ olacak ve kıĢ aylarında soba
kullanmakta olan evlerde CO zehirlenmelerine karĢı tedbir alınmıĢ olacaktır. Bu sayede
artık güven içerisinde sobamızı yakabileceğiz.
CO detektörü yapımı ve alarm sistemini tanımamız için bilmemiz gereken bazı
hususlar ve tanımamız gereken bazı malzemeleri sınıflandıracak olursak; öncelikli
olarak CO gazını ve detektör kavramını iyi bilmemiz gerekir. Bu kavramları da birkaç
başlıkta inceleyebiliriz.
2
3
2. KARBONMONOKSĠT (CO) ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER
2.1 KARBON (C) VE OKSĠJEN (O) ELEMENTLERĠ VE KĠMYASAL
ÖZELLĠKLERĠ
2.1.1. KARBON
Ametalik özellik gösterir. Uzayda en sık rastlanan 6. elementtir.
Özellikleri
Atom numarası 6’dır. Atom ağırlığı ise 12,011 g/mol olan karbon, periyodik
cetvelin IVA grubunda yer alır. Simgesi C’dir[1]. ġimdi Çizelge 1.’e bakarak fiziksel ve
kimyasal özelliklerini inceleyelim.
Çizelge 1. Karbonun temel özellikleri
Periyodik Tabloda Karbon
Atom numarası 6
Element serisi Ametaller
Grubu 14
Periyot 2
Atom ağırlığı 12.0107 g/mol
Maddenin hali Katı
Elektrik Direnci (119–165) nΩ·m (20°C'de)
Isıl iletkenlik (900–2320) W/(m·K)
Ses hızı 28350 m/s
4
2.1.2. OKSĠJEN
Simgesi O’dur. Atom numarası 8’dir. Kütlesel olarak evrende hidrojen ve helyumdan
sonra en çok bulunan elementtir. Yer kabuğunda ise en çok bulunan elementtir ve hemen
hemen yarısını oluĢturur[2].
Ġki O atomu birleĢerek ’yi meydana getirir. Oksijen doğada molekül olarak bu
Ģekilde bulunur.
Özellikleri
Oksijen normal Ģartlar altında soluk mavi ve kokusuz bir gazdır.
Standart sıcaklık ve basınçta çok soluk mavi renkte ve kokusuz bir gazdır.
Çizelge 2.’den de gördüğümüz üzere oksijenin kütle numarası 16'dır.
Çizelge 2. Oksijenin temel özellikleri
Periyodik Tabloda Oksijen
Atom numarası 8
Grubu 16
Periyot 2
Görünüm Renksiz
Atom ağırlığı 15.9994 g/mol
Isıl iletkenlik 0,02674 W/(m·K)
Ses hızı 28350 m/s
5
2.2. PERĠYODĠK CETVEL VE MOLEKÜL AĞIRLIĞI – YOĞUNLUK ĠLĠġKĠSĠ
Periyodik cetvelde soldan sağa doğru gittiğimizde kütle numarası artar. Atom
numarası, proton-nötron-elektron sayısı artar. Değerlik elektron sayısı artar. Atom çapı ve
atom hacmi ise küçülür.
Periyodik cetvelde yukardan aĢağıya doğru gittiğimizde ise yine kütle numarası artar.
p-n-e sayıları artar. atom hami ve atom çapı büyür. Değerlik elektron aynı kalır.
Elektronegatifliği azalır.
Burada kütle numaralarına dikkat çekmek gerekir, çünkü gazlarda kütle ağırlığı bizim
için çok önemlidir. Gazlar, havaya göre konumlarını kütlelerine göre belirler. Eğer bir
gazın kütlesi havadan ağırsa yoğunluğu daha fazla demektir ve yere yakın mesafede
bulunur. Kütlesi havadan hafif bir gaz ise aynı mantıkla yukarı yönelir. Yoğunluğu
havadan küçük olduğu için kapalı bir ortamda tavana çıkar.
Bunları göz önüne alarak C ve O atomlarının periyodik tablodaki yerlerini ele alalım.
C atomunun kütle numarasının 12.01 yani atom ağırlığının 12.01 gram/mol, O
atomunun kütle numarasının ise 16 yani atom ağırlığının 16 gram/mol olduğunu periyodik
cetvelden biliyoruz.
2.3. CO GAZI NEDĠR?
Bir karbon ve bir oksijen atomundan meydana gelen moleküle karbonmonoksit denir,
CO Ģeklinde sembolize edilir.
Karbonmonoksit (CO) gazının rengi yoktur. Karbonmonoksit gazının kokusu
yoktur. Karbonmonoksit gazının tadı yoktur. Kısacası karbonmonoksit gazını beĢ
duyu organımızla hissedemeyiz. Bütün bunların yanı sıra yanıcı ve zehirli bir gazdır.
Havadan çok az da olsa hafif bir gazdır. Çok az miktarlarda bile oldukça zehirleyicidir.
Havaya nazaran az da olsa hafif olmasından kaynaklı sıklıkla kapalı alanların tepesinde,
tavana yakın bölgelerde birikir. Yanıcı olmasından sebeptir ki havadaki oranı %12 - %75
aralığı dahilinde ise patlamayla sonuçlanabilir. Duvarlardan sızması muhtemeldir.
Solunum yolu vasıtasıyla vücuda girip, parçalanmaz. Aynı yolla dıĢarı atılır.
6
Karbonmonoksit gazı doğal gaz, gaz yağı, tüp gaz, kömür ve odun gibi yakıtların eksik
yanması sonucu oluĢan oksijen yetersizliğinden oluĢur.
Molekül ağırlığı= Oksijen Mol. Ağ. + Karbon Mol. Ağ.=Karbonmonoksit (1)
16 g/mol + 12.01 g/mol = 28.01 g/mol (2)
Kısaca CO gazının kimyasal özelliklerinden bahsedecek olursak;
Sembolü: CO
Molekül Ağırlığı: 28.01 g/mol
Fiziksel özellikler: Renksiz, kokusuz bir gaz
Kaynama noktası : -191,5 °C
Ergime noktası : -205 °C
Yoğunluk (0°C) : 1,25 g/l
Toksisite: Çok güçlü bir zehirdir.
2.4. CO GAZI FARK EDĠLEBĠLĠR MĠ? FARK EDĠLEBĠLĠRSE NASIL FARK
EDĠLĠR?
Karbonmonoksit gazı yukarda da bahsettiğimiz üzere; renksiz, kokusuz ve tatsız
olduğundan ötürü duyu organlarımızla fark edemeyeceğimiz, hissedemeyeceğimiz bir
zehirli gaz çeĢididir[3]. Bu sebeptendir ki bu gaza maruz kaldığımızda büyük bir ihtimalle
zehirlenme durumuyla karĢılaĢırız ve bu zehirlenmeler ölümcül vakalarla sonuçlanabilir.
Ülkemizde maalesef yüzlerce insanımız sobadan sızan karbonmonoksit gazından
zehirlenerek hayatını kaybediyor. Bunun için alabileceğimiz baĢlıca önlem bir
karbonmonoksit detektörüdür. Gazı algıladığında sesli yada ıĢıklı yada her iki yolla alarm
veren bir detektör sayesinde sızan gazı tespit etmiĢ ve olası bir zehirlenmeyi önlemiĢ
oluruz.
7
Zehirlenme sebebi olarak bilinen büyük bir yanlıĢ vardır. Bilindiği üzere kullandığımız
yakıtlar değildir sebep. Kömür, odun ve petrol ürünlerinin eksik yanması, oksijenin
yetersiz olması durumudur. ile tam tepkimeye giren C, karbondioksit oluĢturacakken
yetersiz yanma sonucu yetersiz oksijen sebebiyle ½ ile tepkimeye girip
karbonmonoksiti oluĢturmaktadır. Meydana gelen karbonmonoksit (CO) gazı rengi,
kokusu veya tadı olmadığı için hissedilemez.
Karbonmonoksit (CO) gazından kaynaklanan zehirlenmeler, daha çok kapalı ortamlarda
oluĢan yanma sırasında görülür. Bu zehirlenme vakalarında derhal bir tıbbi müdahale
uygulanmazsa ölümcül vakalarla sonuçlanabilir.
C (katı kömür veya fosil yakıt) + ⁄ (havadan) = CO (çıkan gaz) (3)
Ortamdaki karbonmonoksit (CO) gazını her ne kadar fark edemesek de yanan alevin
rengine bakarak ortama karbonmonoksitin sızıp sızmadığına göre bir yorum yapabiliriz.
Alevin renginden yanmanın tam veya eksik olduğu hakkında tahmin yürütebiliriz en
azından. Mavi renkte yanıyorsa eksik yanma ihtimali zayıftır. Turuncumsu bir renk ise
eksik biryanma söz konusu olabilir. Bu bizim için CO gazı sızıntısı tehlikesi demektir.
Yine de sağlıklı bir sonuç almak için kapalı bir ortamda mutlaka karbonmonoksit detektörü
bulundurmalıyız. En sağlam yol, en iyi tedbir budur.
BaĢlıca karbonmonoksit kaynaklarından bahsedecek olursak:
Uzun süre açık kalan yanmamıĢ ocak, tıkalı bir bacası olan sobada sıklıkla rastlanır.
Karbonmonoksit (CO), havagazı ve generator gazlarının bileĢiminde görülür. Yangın ve
patlamadan sonra çıkan dumanlarda da görülmektedir.
Motorlarda egzoz gazlarının içerisinde de rastlanmaktadır. (Dizel motorlarda
benzinlilere göre daha nadir). Daha çok kapalı garajlarda, park binalarında, feribotlarda,
motor tamiri iĢliklerinde tehlike arz eder.
Ayrıca yanlıĢ yapılan her türlü ısıtma sistemleri, açık ocaklar, karbonmonoksitli
gazların üretimi, dağılımı, kullanımı, tünel, maden ocağı gibi alanlardaki yangın ve
patlamalar, kimya endüstrisindeki karbonmonoksit (CO) kullanılan alanlarda da çok büyük
tehlikeler oluĢturur[4].
8
2.5. KARBONMONOKSĠT (CO) ZEHĠRLENMELERĠNDE GÖRÜLEN
BELĠRTĠLER
2.5.1 KARBONMONOKSĠT (CO) GAZININ ETKĠ ġEKLĠ
Karbonmonoksitin zehir etkisi; hemoglobinin (Hb) (Kanda oksijen taĢıyan kırmızı kan
hücrelerinin içerisinde bulunan bir madde) oksijeninkine nazaran çok daha fazla
bağlanmasından dolayı oluĢan Karbonoksihemoglobin (CO-Hb) hipoksomiye sebebiyet
verir. Bu bileĢim ayrılabilir özellik taĢır çünkü geri dönüĢümlüdür [5].
AraĢtırdığım ve edindiğim bilgi doğrultusunda osha.org sitesinden edinmiĢ olduğum bu
bilgi beni zehirlenme belirtilerinin ne yönde olacağı konusunda baĢka bir araĢtırmaya itti
ve bir sonraki aĢamada da zehirlenme aĢamalarından bahsedeceğim. ġimdi hemoglobin ile
karbonmonoksit ilgisini biraz daha açalım:
Karbonmonoksitin hemoglobine ilgisi, oksijenin bağlanma kapasitesinden takriben iki
yüz misli daha hızlıdır. Karboksihemoglobin bileĢiminin vücuttaki genel oranı
zehirlenmenin aĢamasını belirtir. Bu olayın bağlı olduğu etkenlerden bahsedecek olursak:
Soluduğumuz havada bulunan karbonmonoksitin yoğunlaĢması,
Solunumun dakikadaki hacmi ve etki süresi,
Hemoglobin miktarı.
2.5.2. KARBONMONOKSĠT (CO) ZEHĠRLENMELERĠ VE BELĠRTĠLERĠ
Karbonmonoksit zehirlenmesi baĢta grip etkisine benzer bir tablo ortaya koyar. BaĢ
ağrısı bilinç bulanıklığı ve huzursuzluk bu etkilerin bir kısmıdır.
Hemoglobinin % 20’si karbonoksihemoglobine (CO-Hb) dönüĢtüğü için sonrasında
baĢ ağrısı, baĢ dönmesi, bulantı ve kusma, taĢikardi ve kan basıncı yükselmesi, kulak
çınlaması, dalgınlık, genel bitkinlik ve halsizlik gibi belirtilerde Ģiddetlenme
gözlenir[6].
DüĢük Seviye: Genellikle 50 ppm ve aĢağısı
9
Orta Seviye: Genellikle 50 ppm ile 100 ppm arasında
Yüksek Seviye: Zehirlenme belirtilerini gösteren biri yok ise genellikle 100 ppm ve
üstü
Tehlikeli Seviye: Zehirlenme belirtilerini gösteren biri var ise genellikle 100 ppm ve
üstü
Zehirlenme durumunda bir takım belirtiler, orta seviyeden itibaren görülmeye
başlar.
Karbonmonoksit (CO) çok az miktar maruz kalındığında bile insanlara etkisini
gösterir. Karbonmonoksitin (CO) kandaki hemoglobine bağlanma kapasitesi oksijene
oranla iki yüz elli – üç yüz kat daha büyüktür. CO-Hb oluĢtuğunda hemoglobin
kanımıza oksijeni götüremez.
Zehirlenme 3 safhada gerçekleĢir:
Ġlk AĢama: Karbonmonoksit gazını soluyan kiĢide uyuĢukluk baĢlangıcı, durgunluk ve
uyuklama görülür. Bu tablo bize zehirlenmenin baĢladığını gösterir. Zehirlenenler hemen
temiz havaya çıkarılırsa bu aĢamada iken kurtarılma Ģansları olabilir. Karbonmonoksit
gazından uzaklaĢmazsa, hareket kabiliyeti yok olur, üzerlerine bir rahatlık çöker.
Uyuklama isteği baĢlar. KiĢi öleceğini bilse dahi oradan kıpırdamak istemeyebilir.
Ġkinci AĢama: Titreme, kasların kasılması, çene kilitlenmesi ve diĢ gıcırdatmaları
baĢlar. Gözler bir noktada sabitlenmeye baĢlar ve ateĢlenme görülür.
Son AĢama: Solunum zayıflar. Kalp durmaya yaklaĢır. Vücut ısısını kaybeder, bilinç
kaybı oluĢur. Ölüm gerçekleĢir. Karboksihemoglobin etkisiyle kırmızımsı olan vücut derisi
koyulaĢır. Yüzde tebessüm oluĢur.
Karbonmonoksit zehirlenme oranları ve belirtilerine Çizelge 3.’ten de gördüğümüz
üzere incelersek ne kadar zehirli ve ölümcül olduğunu görebiliriz.
10
Çizelge 3. Havadaki karbonmonoksit oranına göre zehirlenme belirtileri
Havadaki oran (maruz kalma süresi) Zehirlenme belirtileri
% 0.001 Atmosferdeki ortalama oranı
% 0.01 Ciddi bir olgu gözlenmez, tesirsizdir
% 0.02 (1.5 saat) BaĢ ağrısı ve zehirlenme izleri
% 0.04 - % 0.05 (1 saat) BaĢ dönmesi, göz kararması, kusma, Ģuur
kaybı ve ortamda kalmaya devam edilirse
ölümle sonuçlanır.
% 0.08 - % 0.1 (1 saat) Bilinç kaybı, ortamda kalmaya devam
edilirse ölümle sonuçlanır.
% 1 (0.5 saat) Ölümle sonuçlanır.
2.6. CO ZEHĠRLENMESĠNDE YAPMAMIZ GEREKENLER
Öncelikle CO gazının sızmaması için tedbir almalıyız.
Yılda en az iki kez bacalarımızı temizlemeliyiz.
Kapalı alanlarda bacasız ısıtma kullanımından kaçınmalıyız.
Banyo içine Ģofben kurmamalıyız.
Kapalı garajda arabayı uzun müddet çalıĢtırmamalıyız.
Eğer yatmadan önce kömür atılmıĢsa, atılan kömürün yandığından kesinlikle emin
olunması, lodoslu havalarda soba yakılmaması ve imkan dahilinde yatılan odalarda soba
kullanılmaması gerekir. Soba ve boruların uygun özelliklerde olması ve ayda bir baca
bakımının yapılması gerekip, kapalı ortamların havalandırılması da aksatılmamalıdır.
ġofben kaynaklı karbonmonoksit zehirlenmelerinde ise; baca bağlantılı Ģofbenler
kullanmalı, Ģofbenler-kombiler hava akımı fazla olan yerlere monte edilmemeli ve
havalandırma menfezi veya kapı altı eĢiğinden yeterli hava giriĢi sağlanmalıdır. Kapalı
garajlarda arabalar çalıĢır halde bırakılmamalıdır ve aynı ortamda bulunulmaktan
kaçınmalıyız.
11
Bu önlemlere rağmen hala bir karbonmonoksit kaçağı ihtimali varsa bulunduğumuz
kapalı alanda bir karbonmonoksit detektörü bulundurmalıyız. Sesli veye ıĢıklı yada her iki
Ģekilde bize uyarı alarmı verecek Ģekilde tasarlanmıĢ bir karbonmonoksit (CO) detektörü
bizi sızan bir zehirli karbonmonoksit gazına karĢı uyarır ve güvende olmamızı sağlar.
Renksiz, kokusuz ve tatsız olan bu gazı gözle göremediğimiz gibi kokusundan yada
tadından da fark edemeyiz. Bu sebepten detektör kullanımı dıĢında zehirli olan CO gazını
fark etmemiz mümkün değildir ve ölümcül sonuçlar doğurabilen zehirlenmelere karĢı
mutlak surette bulunduğumuz kapalı ortamda detektör bulundurmalıyız.
Ülkemizde hala birçok ilimizde kömür yakıtı kullanılmaktadır. Sobayla ısınan evlerimiz
her daim tehdit altında kalmaktadır. Rüzgarın etkisiyle bacadan çıkan dumanın içeri
yönelmesi ve oksijenin yetersiz kalmasıyla birlikte evimize, odamıza karbonmonoksit gazı
sızabilir ve bizi uykuda da yakalayabilir. Her yıl yüzlerce vatandaĢımız soba zehirlenmesin
yüzünden hayatını kaybetmektedir. Buna önlem olarak bu evlerde mutlaka bir CO
detektörü bulundurulmalıdır.
2.7. KARBONMONOKSĠT GAZI SIZMASI SONUCU BĠR TAKIM OLAYLAR
2010 yılında yapılan bir araĢtırmaya göre ülkemizde on bin yüz elli dört
karbonmonoksit zehirlenmesi olayı ve bu zehirlenme olayları sonucu 39 kiĢinin hayatını
kaybettiği gözlemlenmiĢtir. Karbonmonoksit kaynaklı zehirlenmelerin oranı %0.0137’dir
ve bu da yaklaĢık yüz binde on dörde tekabül eder. YaklaĢık on milyonda beĢ kadar da
ölüm oranı vardır. En çok ölümün gerçekleĢtiği ilimiz ise 18 ölüm olayıyla Bursa’dır. KıĢ
aylarında bu vakaların daha fazla meydana geldiğini görüyoruz [7].
Ankara’da yapılan bir araĢtırmada ise 2002 ile 200 yılları arasında yapılan otopsilerde
4539 olgunu 175’inde karbonmonoksit zehirlenmesinden kaynaklanan ölümler olduğunu
tespit etmiĢtir. Bu sayı yaklaĢık olarak % 3.85’e tekabül eder.
Bu dağılımı yıllara göre inceleyecek olursak;
2002’de yapılan 709 otopsinin 27’sinde
2003 yılında yapılan 806 otopsinin 27’sinde (%3.35)
2004 yılında yapılan 896 otopsinin 30’unda (%3.35)
12
2005 yılında yapılan 1039 otopsinin 46’sında (%4.43)
2006 yılında yapılan 1089 otopsinin 45’inde (%4.13) ölümün karbonmonoksitten
kaynaklanan zehirlenmeler sonucu olduğu görülmüĢtür[8].
13
3. DETEKTÖR ĠLE ĠLGĠLĠ BĠLGĠLER
3.1. DETEKTÖR NEDĠR?
Detektör; bir maddenin varlığını, yerini, oranını ya da mesafesini saptamamıza yarayan
elektronik cihazdır.
3.1.1. KARBONMONOKSĠT DEDEKTÖRLERĠ
CO gazı; zehirli olduğu kadar patlayıcı da bir gazdır. YaklaĢık olarak havanın ağırlığı
ile aynı ağırlığa sahiptir. Bu durumu gözeterek, dedektörler yerden bir buçuk metre
yukarıya ve gaz kaynağının yatay olarak bir ya da iki metre uzağına montajlanmalıdır.
Detektörler; bina dıĢına, hava akımını önleyecek Ģekilde dolapların arkasına veya içine,
nemli bölgelere, soba veya soba gibi yanan bir cihaz üstüne ve sıcaklığın çok yüksek veya
çok düĢük olduğu yerlere yerleĢtirilmemelidir.
Gaz düzeyi 30-50 ppm (bir milyon hava partikülündeki gaz partikülü sayısı) aralığında
olması durumunda, detektörümüz sesli ve görsel olarak alarm vermelidir.
3.2. SENSÖR NEDĠR?
Sensörler; fiziksel bir iĢareti elektriksel bir iĢarete çevirmeye yarayan elektronik devre
elemanlarıdır.
3.2.1. CO SENSÖRÜ
Gaz sensörlerinin çok fazla çeĢidi bulunmaktadır ve gazlara göre uygun sensörler
üretilmiĢtir. Her gazı farklı bir sensörle algılayıp, ölçebiliriz. Bu gaz çeĢitlerine göre birkaç
sensörden bahsedecek olursak:
Alkol Sensörü: MQ-3
Metan Gazı Sensörü: MQ-4
14
LPG Sensörü: MQ-6
Duman Sensörü: MQ-8
Karbonmonoksit Sensörü: MQ-7
Karbonmonoksit ve Yanıcı Gaz Sensörü: MQ-9
Biz karbonmonoksit algılayıcı bir detektör yapacağımız için MQ-7 sensörü kullanacağız.
Karbonmonoksit algılayıcı detektörü montaj edeceğimiz yeri seçerken de daha önceden
belirttiğimiz gibi hava ile CO gazının molekül ağırlığını göz önüne alarak montaj
yapmalıyız. Hava birçok gazın birleĢiminden meydana gelip molekül ağırlığı yaklaĢık
olarak 29 g/mol dür. CO gazının molekül ağırlığını ise;
Karbon = 12.01 g/mol
Oksijen = 16 g/mol
Dolayısıyla CO = 16.01 g/mol dür.
Karbonmonoksit ile havanın arasında bariz bir yoğunluk farkı olmadığını görüyoruz. Bu
sebeptendir ki detektörümüzü ne odamızın tavanına yakın ne de tabanına yakın
yerleĢtirmeliyiz.
Eğer tespit etmek istediğimiz gazın molekül ağırlığı havadan ağır ise yoğunluk
farkından aĢağı çökecektir ve bu durumda gaz detektörünü odanın tabanına yakın bir
mesafede kullanmalıyız.
Eğer tespit etmek istediğimiz gazın molekül ağırlığı havadan daha hafif ise yoğunluk
farkından dolayı yukarı çıkacaktır ve bu durumda gaz detektörünü tavana yakın bir
mesafede kullanmamız gerekir.
Karbonmonoksit bu iki duruma da uymadığı için odanın ne tavanına ne de tabanına
yakın mesafede montaj edilmelidir. Tabandan bir buçuk metre yükseğe ve gaz kaynağının
yataydan bir iki metre uzağına montajlanmalıdır.
15
4. DEVRE ELEMANLARI VE ÖZELLEĠKLERĠ
4.1. MĠKRODENETLEYĠCĠ
4.1.1. MĠKRODENETLEYĠCĠ NEDĠR?
Ucuz ve tek bir çipten oluĢan bilgisayarlardır. Tek chip bilgisayar, bir bilgisayarın
sistemindeki tüm çipleri barındıran tümleĢik devre çipi (Integrated Circuit chip) demektir.
Mikrodenetleyicinin içine yerleĢtirilen silikon parçacıklarının özellikleri günümüzde
kullanmakta olduğumuz standard kiĢisel bilgisayarlarımızdakilerle epey uyuĢmaktadır.
Mikrodenetleyiciler için denilebilecek en mühim Ģey, bir programı içerisinde depolayıp,
çalıĢtırabilme yeteneğinin oluĢudur. Bu yeteneğiyle mikroiĢlemciden en büyük farkını
oluĢturur. Mikrodenetleyicilerin bünyesinde, bir CPU (Central Processing Unit), RAM
(Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), I/O (Input/Output) uçları, seri ve
paralel portlar, sayıcılar, bazılarında da A/D (Analog to Digital) veya D/A (Digital to
Analog) dönüĢtürücüler bulunur. Halbuki mikroiĢlemcili sistemde (Standard PC’lerdeki
gibi) tüm bu parçalar ayrı çipler halinde anakart üzerine serpiĢtirilmiĢ Ģekilde bulunur[9].
4.1.2. MĠKRODENETLEYĠCĠYE NEDEN ĠHTĠYAÇ DUYARIZ?
Mikrodenetleyicinin ucuz oluĢundan dolayı, tek chip ile elektronik projeler üretmenin
masrafının nispeten az olması tercih sebeplerinden birincisidir. Ġkincisi ise
mikrodenetleyicinin çalıĢtıracağı programı içerisindeki bir EEPROM bellekte veya FLASH
bellekte depolaması ve istenildiğinde çalıĢtırılabilmesidir.
Misalen, bir programcı mikrodenetleyici programlayarak önceden belirlenen koĢulları
yada I/O uçlarından gelen verileri ele alarak karar verdirilebilir. Eldeki verileri kullanarak
bazı matematik ve mantıksal iĢlevleri yürütüp, elde ettiği neticeyi yine I/O uçlarından
digital veriler [5V (lojik 1), 0V (lojik 0)] olarak çıkarılabilir. Kısacası, bu bahsettiğimiz
iĢlemleri sayısal kapı devreleri ile yapmak istenildiğinde çok karmaĢık devreler kurarak
onlarca entegre kullanmak gerekir. Halbuki mikrodenetleyicili çözümlerde bu iĢlevleri
sadece tek bir mikrodenetleyici kullanmak yeterli olabilir.
16
Mikrodenetleyiciye yüklenen bazı programlar ise onun sinirsel algıların
algılayabildikleri gibi gösterebilmesini, yani normal mantık devrelerin kullanabildiği 5V ve
0V arasında sonsuz sayıdaki değerleri de algılayabilmesini sağlarlar. Bu durumda
mikrodenetleyici bir fuzzy-logic (fazi lojik) denetleyici görevini üstlenmesi sağlanır.
Mikrodenetleyici sisteminin olmadığı elektronik cihaz neredeyse yok denecek kadar
azdır. Bunlardan bazılarından bahsedecek olursak; kiĢisel tüketici cihazlarında (cep
telefonu, çağrı cihazı, dijital fotoğraf makinesi, video kaydedici, video kaset oynatıcı,
taĢınabilir video oyunları, hesap makinesi, DVD oynatıcı, televizyon, radyo, CD player,
PC klavyesi), elektrikli ev cihazları (mikrodalga fırın, telesekreterli telefon, bina alarm
sistemi, yangın alarm sistemi, çamaĢır makinesi ve bazı aydınlatma sistemleri), ofis
cihazlarında (faks cihazı, fotokopi makinesi, lazer veya mürekkepli yazıcı, tarayıcı),
otomobillerde (otomatik vites sistemi, yol bilgisayar sistemi, yakıt enjeksiyonu, ABS
sistemi), elektronik ölçme cihazları (dijital mutimetre, dijital osiloskop, lojik analizör).
Kısaca bahsettiğimiz bu mikrodenetleyicili sistemler ilerleyen yıllarda kuĢkusuz çok daha
uzun bir liste olarak karĢımıza çıkacaktır.
4.1.2.1. NEDEN PIC SEÇTĠK?
Mikrochip’in ürettiği PIC, adını Ġngilizce’deki Peripheral Interface Controller
(Çevresel Üniteleri Destekleme Arabirimi) cümlesinden almıĢtır. PIC yerine bazen
PICmikro adı da kullanılmaktadır. Günümüz elektronik piyasasında bu kadar geniĢ bir
yelpaze varken neden PIC chip’leri seçtiğimize gelecek olursak;
PIC’lerin çok kolaylıkla ve ucuza elde edilebilmesi
Çok geniĢ bir kullanıcı kitlesinin bulunması nedeniyle bol miktarda örnek
programın internetten tedarik edilebilir olması
Programlamada çok az sayıda ve basit komutlar kullanıldığında öğrenilmesinin çok
kolay olması
Çok basit reset, clock sinyali ve güç devreleri gerektirmeleri
Programlama için gerekli yazılımın MĠcrochip tarafından internet vasıtasıyla
ücretsiz sağlanması
17
Microchip’in www.microchip.com adresinde “Application Notes” baĢlığı altında
verdiği sayfasından indirilen uygulama programlarının yazılım geliĢtirmede örnek
olarak kullanılabilmesi
Basic, Pascal ve C dili benzeri (PicBasic, JAL, Pic-C gibi) dillerle
programlanabilmeleri nedeniyle karmaĢık sistem dizaynında programlamayı
kolaylaĢtırması
Elektronikle devrelerle uğraĢmaktan zevk alanların dahi kullanmakta problem
yaĢamadıkları basit elemanları kullanarak, gerçekleĢtirilen donanımla
programlanabilmesi
gibi tatmin edici özellikler sıralayabiliriz.
4.1.3. KULLANDIĞIMIZ PIC ÇEġĠTLERĠ VE ÖZELLĠKLERĠ
4.1.3.1. PIC 16F628a
Bundan önce mikrodenetleyicilerden bahsetmiĢtik ve hemen ardından devremiz için
neden PIC seçtiğimizden bahsetmiĢtik. ġimdi seçmiĢ olduğumuz mikrodenetleyici PIC
16F628a’yı Çizelge 4.’ten de yaralanarak inceleyip, daha yakından tanıyalım.
Parametrelerinin değerlerinden bahsedecek olursak;
Çizelge 4. PIC 16F628a parametre – değer iliĢkisi
Parametre ismi Değeri
Program hafıza tipi Flash
Program hafızası 3.5 KB
CPU hızı 5 MIPS
RAM 224 bytes
Data EEPROM 128 bytes
Sayısal haberleĢme
çevre birimi
1-A/E/USART
Yakala / KarĢılaĢtır 1 CCP
18
PWM çevre birimleri
Zamanlayıcı -bit, -bit
KarĢılaĢtırıcı 2
Sıcaklık aralığı -40 ile 125
ÇalıĢma gerilimi 2 – 5.5 V
Pin sayıcı 18
Çalıma hızı 4 – 20 MHz
PIC 16F628a 18 bacaklı bir mikrodenetleyicidir. 16 tane I/O pini bulunmaktadır. Vdd
ve Vss dıĢındaki tüm pinler birkaç iĢlem yapabilme yetisindedir. Bu pinlerin hepsini de I/O
olarak kullanabiliriz.
4.1.3.2. PIC 12F675
Fiyatı oldukça uygun olan bu mikrodenetleyicinin özelliklerinden bahsedecek olursak;
Çizelge 5. PIC 12F675 parametre – değer iliĢkisi
Parametre ismi Değeri
Program hafıza tipi Flash
Program hafızası 1.75 KB
CPU hızı 5 MIPS
RAM 64 bytes
Data EEPROM 128 bytes
Sayısal haberleĢme
çecre birimi
1-A/E/USART
Zamanlayıcı -bit, -bit
KarĢılaĢtırıcı 2
Sıcaklık aralığı -40 ile 125
ÇalıĢma gerilimi 2 – 5.5 V
19
Pin sayıcı 8
ADC 4 ch, 10-bit
Yukarda da belirttiğim gibi oldukça uygun fiyatı olan bu mikrodenetleyici, devremizde
kullanmıĢ olduğum diğer elemandır. Çizelge 5.’ten de fark edildiği üzere diğer
mikrodenetleyicilere göre bizim iĢlemimizi görme açısından pek bir özellik kaybı yoktur.
Yine Flash hafızaya sahip olduğu için yazılıp silinebilir bir hafıza içerirler. Ġç ve dıĢ
osilatör seçeneği vardır. Akım çıkıĢı 25 mA’dir. 8 bacaklı olduğunu ve pinlerinin neler
olduğunu datasheet’ine bakarak anlayabiliriz.
Devremizde sensörle olan haberleĢmeyi bu mikrodenetleyicimizle kurduk. Sensörün
gazı algıladığı iĢlemde sensör ile devremiz arasındaki haberleĢmeyi PIC 12F675
mikrodenetleyicimiz ile kontrol etmiĢ oluyoruz. Sensörümüz gazı algılamaya baĢladığında
içindeki tel ısınarak yavaĢ yavaĢ kırmızıya dönmeye baĢladığında bir tetikleme meydana
gelecek ve sensörümüz gaz tespit ettiğine dair bilgiyi bu mikrodenetleyicimize gönderecek
ve mikrodenetleyicimiz de gerekli tetiklemeyi devremize ileterek bize uyarı verecektir.
Telefon ile bize mesaj yollama kısmında ise diğer mikrodenetleyicimiz devreye girecek ve
gaz tespit edildiğine dair bize uyarı vermesi için telefonla haberleĢmeyi sağlayıp bize
mesaj olarak gaz tespit edildiğini bildirecek.
4.2. ULN2003
ULN2003 yedi adet darlington transistör çiftinden oluĢan bir entegredir. Yüksek gerilim
ve akım kazancı için ideal bir entegredir. Uygulamada röle sürücüsü, LED lamba sürücü ve
diğer yüksek gerilim ve yüksek akım üzerinde kullanılır. Bizim devremizde de röle
sürücüsü olarak ULN2003’ü seçtik.
Entegre devre sürücüyü endüktif anahtarlamayı kullanıĢlı hale getiren her bir NPN
darlington çiftinin ortak katotlu kelepçe diyotlarından oluĢtuğunu ULN2003’ün
datasheet’ine bakarak rahatlıkla görebiliyoruz.
20
ġekil 1. NPN darlington çifti
Sürücünün çıkıĢı açık kollektördür ve her bir darlington çiftinin kollektör akımı 500mA
dir. Daha yüksek bir akım gerekli ise, darlington çiftleri paralel olabilir. Sürücü IC(entegre
devre) ayrıca her bir darlington çifti için 2.7kΩ luk baz direncinden oluĢmaktadır. Bu
nedenle her bir darlington çifti TTL veya 5V CMOS cihazları ile direkt olarak
kullanılabilir[10].
ULN2003 entegresinin daha iyi anlaĢılabilmesi için darlington yapısını bilmemiz
gerekmektedir:
Transistörlerde darlington bağlantının neden yapıldığını anlatmadan önce bu bağlantı
Ģeklini biraz inceleyelim. Darlington bağlantıda ġekil 1.’den de gördüğümüz gibi iki
transistör birbirine bağlanır ve birbirine bağlanan bu iki transistör tek transistör gibi çalıĢır.
Ġki transistör birbirine darlington Ģeklinde bağlanacaksa birinin emetörü diğerinin bazına
bağlanır, iki transistor ün de kolektör bacakları birbirine bağlanır.
21
ġekil 2. Ġki transistorün darlington bağlantısı
Transistörlerde darlington bağlantının yapılmasının nedeni yüksek kazanç elde etmektir.
Bu bağlantı Ģeklinde özellikle amfi devrelerinde sık sık rastlanır. Darlington bağlantıda ise
yüksek kazanç elde edilir ve dolayısıyla yüksek çıkıĢ akımı da elde edilmiĢ olur.
Darlington bağlantıda kazanç hesaplanırken birbirine bağlanan transistörlerin kazançları
çarpılır. Örnek olarak ġekil 2.’deki devrede transistörlerin ikisinin de kazancını 10 olarak
varsayalım. Bu iki transistör birbirine darlington Ģeklinde bağlandıktan sonra kazanç:
(4)
olur.
22
4.3. MQ-7 SENSÖRÜ
Karbonmonoksit dedektörü yaparken ana malzemelerimizden olan sensörümüzü daha
iyi tanımamız açısından MQ-7 sensöründen biraz bahsedelim:
Sensörümüz yarıiletken yapıda ve düĢük maliyetli bir devre elemanıdır. Kullanım
alanları ve karakteristiklerinden de alt satırlarda bahsedeceğiz.
Sensörümüz devrede iken gazı algılamaya baĢladığı anda yukardan bakınca içerisinde
tel benzeri bir maddenin ısındığını ve renginin kırmızıya döndüğünü görüyoruz. Bu sensör
içindeki malzemenin kırmızıya dönmesi yani ısınması, gazın algılandığını ve sensörün
harekete geçtiğini bize gösterecektir.
MQ-7 gaz sensörünün hassas malzemesi olan SnO2 temiz havada düĢük iletkenliği
vardır. Bu çevrim yüksek ve düĢük sıcaklık metodu ile tespiti yapar ve düĢük sıcaklıkta ise
CO algılar (1.5V ile ısıtılır). Sensörün iletkenliği gaz konsantrasyonun artmasıyla birlikte
çok daha yükselir. Yüksek sıcaklıkta (5.0V ile ısıtılmaktadır), düĢük sıcaklık altında absorb
edilen diğer gazları temizler. Basit bir elektronik devre kullanarak, gaz konsantrasyonunun
çıkıĢ iĢaretiyle haberleĢmesi için iletkenlik değiĢtirerek dönüĢtürülür.
MQ-7 gaz sensörü Karbonmonoksit için yüksek hassasiyete sahiptir. Karbonmonoksit
içeren farklı gazları tespit etmek için kullanılan bu sensör, maliyeti ucuz ve farklı
uygulamalara da açıktır.
Karakteristiği
Yanıcı gazlar için geniĢ bir menzilde iyi bir hassasiyeti vardır.
Doğalgaz için yüksek hassasiyeti vardır.
Uzun ömürlü ve düĢük maliyetlidir.
Sürücü devresi basittir.
Uygulamaları
Ev için gaz kaçağı dedektörü.
Endüstriyel karbonmonoksit dedetktörü.
Portatif gaz dedektörü.
Ürün hakkında daha fazla bilgi verecek olursak MQ-7 gaz sensörü karbonmonoksit
gazını tespit etmeye yarar. Ortamda bulunan ve konsantrasyonu 10 ile 10.000 ppm arasında
değiĢen karbonmonoksiti algılayan bu yarıiletken gaz sensörü, -10 ile 50°C arasında
23
çalıĢabilir ve 5V’ta sadece 150mA akım çeker. Analog çıkıĢı sayesinde algılanan gaz
konsantrasyonu ise kolayca okunabilir.
4.4. RÖLE
Röle; bir elektrik devresinde anahtarlama görevi yapan, açılıp kapanma iĢlemini
düzenleyen bir devre elemanıdır. Farklı frekans ve farklı dalgalarda etkilenmeksizin
anahtarlamayı bize sağlar. Üzerlerinden akım geçtiği anda aktif konuma gelirler. Bunun
sebebi ise elektromanyatik bir devre elemanı olmasıdır.
Bizim devremizde kullanmıĢ olduğumuz 5 adet röle vardır ve her birini farklı çıkıĢlar
alabilmek için kullandık. KullanmamıĢ olduğumuz rölelere de devremize almak
istediğimiz farklı çıkıĢlar düĢündüğümüz takdirde, istediğimiz çıkıĢları rölelerimize
bağlayarak devremize entegre edebiliriz. Bizim devremizde örnek telefonla haberleĢmemiz
için mikrodenetleyiciden gelen bilgiyi, bize telefon yardımıyla mesaj olarak
gönderebilmesi için telefonu bir çıkıĢ olarak kullandık ve röle ile iliĢkilendirdik. Bu sayede
alarm çıkıĢımız olarak bir tanesini telefonla bize uyarı vermesi yönünde kullanmıĢ olduk.
KullanmıĢ olduğumuz rölelerin tipinden ve özelliklerinden bahsedecek olursak, model
olarak flourishing röle kullandık. Bunlar telekominikasyon rölesidir. Subminyatür güç
rölesi tipindedirler. Özelliklerinden bahsedecek olursak;
Flourishing FL 1-2C, telekominikasyon kullanımı için subminyatür güç rölesidir.
Ġç direnci 100 olan rölemiz gümüĢ alaĢımdan üretilmiĢtir. Minimum yükü 1 mA 5V
DC dir. Yük oranı 1A 120V AC, 2A 24V DC dir. ĠĢlem yapma- salma süresi 4ms-6ms dir.
Nominal iĢlem gücü 150/200/360 mW dır. Maksimum 2A akım çekiyor, maksimum
çalıĢma gerilimi 240V AC / 60V DC dir ve maksimum çalıĢma gücü 120 VA/ 60W dır.
24
4.5. W06 – TEK FAZLI SĠLĠKON KÖPRÜ DOĞRULTUCU
Bu devre elemanımızın azami oranlarını ve elektriksek karakteristiklerini inceleyelim.
Çizelge 6.’ya bakarak doğrultucumuzun karakteristiklerini daha yakından tanıyabiliriz.
Tek fazlı, yarım dalga, 60 Hz, dirençsel yada endüktif yük.
Kapasitif yük için %20 akım yükü azalır.
Çizelge 6. W06 karakteristiği
Sembol W06
Max. Tekrarlayan ters tepe gerilimi Vrrm 600 V
Max. efektif gerilim Vrms 420 V
Max. DC gerilim Vdc 600 V
Akımın ortalama değeri Iave 1.5 A
ÇalıĢma sıcaklığı Tj -55 ile 125 C
25
5. PIC ĠLE YAPILAN ĠġLEMLER VE KODLAR
5.1. KOD BĠLGĠLERĠ
Mikrodenetleyicilerden ve seçtiğimiz PIC 16F628a nın özelliklerinden ve pinlerinden
bahsettikten sonra mikrodenetleyicimizi nasıl kullanacağımızdan da bahsetmeliyiz.
Devremizde kullandığımız 16F628 mikrodenetleyicisine yazdığımız kodlardan ve ne için,
ne Ģekilde kullanıldığından bahsedelim.
Öncelikli olarak TRIS komutundan baĢlayalım. TRIS komutu TRISA yada TRISB
Ģeklinde PORTA yada PORTB yi çıkıĢ yada giriĢ olarak yönlendirmek için kullandığımız
komuttur.
TRISA=%00000000 Ģeklinde yazılırsa binary biçimde, TRISA=0 Ģeklinde yazılırsa
ondalık biçimde yazılmıĢ olur.
Hemen sonrasında PORTA=0 komutundan bahsedelim. PORTA=0 tüm değerleri
sıfırlar. PORTA yı giriĢ, PORTB yi çıkıĢ olarak aldığımızda giriĢ ve çıkıĢ değerlerini
sıfırlamak için PORTA=0, PORTB=0 Ģeklinde yazarız.
TRISB=%11111111 (PORTB nin tüm pinlerini giriĢ olarak yönlendir)
TRISB=255
TRISA=%00000000 (PORTA nın tüm pinlerini çıkıĢ olarak yönlendir) TRISA=0
PORTA=0 (PORTA nın giriĢlerini sıfırla)
PORTB=0 (PORTB nin çıkıĢlarını sıfırla)
Ġkinci adım olarak DEFINE komutundan bahsedelim.
26
DEFINE komutu: Clock osilatör frekansı ve LCD pin yerleĢimi gibi bazı elemanlar
Pic Basic Pro içerisinde tanımlıdır. DEFINE komutu istenirse bu tanımlamaların
değiĢtirilmesini sağlar.
Önceden tanımlı olan clock osiltörü değerinin değiĢtirilmesi, DEBUG pinlerinin ve
baud rate ve LCD pin yerleĢiminin değiĢtirilmesi gibi iĢlemler DEFINE ile
değiĢtirilebileceklerden bazılarıdır. DEFINE ile yapılan tanımlamaların hepsi büyük harfle
yazılmalıdır.
Osilatörümüzü dahili osilatör olarak kullanıyoruz, yine de 4MHz olarak gösterelim.
DEFINE OSC 4 (3, 4, 8, 10, 12, 16 veya 20 MHz seçilebilir)
PORTlardan bahsedecek olursak hangi ucu sıfır yada bir yapacağımızı kodlamak için
PORTB.5 Ģeklinde yazarız.
portb.5 (PORTB nin 5 numaralı ucunu 0 yap.)
PORTB=0 (PORTB nin çıkıĢlarını sıfırla)
High ve Low komutlarından bahsedecek olursak, değerleri 1 yapmak yani 5V
göndermek için HIGH komutunu, değerleri 0 yapmak yani 0V göndermek, daha doğrusu
gerilim gönderilmemesi için ise LOW komutunu kullanırız.
HIGH: Belirlenen pin çıkıĢını high (1) yapar.
LOW: Belirlenen pin çıkıĢını low (0) yapar.
high porta.0 (porta nın 0. Bitini high 1 yap, yani 5V yap)
low porta.0 (porta nın 0. Bitini low 0 yap, yani 0V yap)
portb.5=0 (PORTB nin 5. Bitini 0V yap)
27
GOTO komutundan bahsedecek olursak;
GOTO: Belirlenen bir etikete dallanmayı sağlar.
GOTO komutundan bahsetmiĢken söylememiz gerekir ki bi program içerisinde çok fazla
GOTO kalıbı kullanmaktan kaçınmalıyız. GOTO komutunun kullanımı çok gerekli
olduğunda bile mümkün mertebe az kullanılmalıdır. Çünkü program akıĢı aĢağı doğru
devam ederken geriye doğru dallanmalar karmaĢaya ve okunurluğun zorlaĢmasına neden
olur. GOSUB komutunun kullanımıyla bu gibi karıĢıklıkların üstesinden gelinebilinir.
goto dn (dn etiketine git, dn yi tekrar kontrol et)
GOSUB komutundan bahsedecek olursak GOSUB, bir PBP alt programını çağırır.
GOSUB: Etiket ile belirlenen alt programa dallanmayı sağlar. Programın çalıĢması alt
programın sonundaki RETURN komutuna gelince, program akıĢı GOSUB komutundan
sonraki komuta geçer.
Bir programda sınırsız sayıda alt program kullanılabilir. Alt programlar gerektiğinde iç
içe yazılabilir. BaĢka bir deyiĢle, bir alt program içerisinden baĢka bir alt program
çağırmak mümkündür. Ġç içe alt program yazılırken 4 seviyeden daha fazla çağırma
yapmaktan kaçınmalıyız.
gosub bir (bir altprogramına atla.)
Bir sonraki aĢama olarak RETURN komutundan bahsedelim.
RETURN komutu, programı en son kullanılan GOSUB komutundan sonraki komuttan
itibaren devam ettirir.
RETURN: Alt programdan sonra ana programa dönüĢ komutudur. Alt program
çağırma komutu olan GOSUB dan sonraki komuttan itibaren programın devam etmesini
sağlar.
gosub bir (bir alt programına atla)
28
.
.
return (ana programa geri dön)
DEVICE komutları ise mikrodenetleyicimizin baĢlangıç koĢullarını ve iĢlevini
ayarlamamıza imkan sağlar. Mikrodenetleyicimizin modelini burda belirtmeliyiz. Biz PIC
16F628 kullandığımız için @DEVICE pic16F628 yazdık, farklı bir mikrodenetleyici için
kendi modelinin adını yazmalıyız.
Kullandığımız DEVICE komutlarını görelim ve sırasıyla ne iĢlem yaptıklarını
açıklayalım Ģimdi:
@ DEVICE pic16F628 (iĢlemci tipi 16F628)
@ DEVICE pic16F628, WDT_OFF (Watchdog Timer pasif)
@ DEVICE pic16F628, PWRT_ON (Power-On Timer aktif)
@ DEVICE pic16F628, PROTECT_OFF (Program kodu koruması aktif)
@ DEVICE pic16F628, MCLR_OFF (MCLR pini kullanmılıyor)
@ DEVICE pic16F628, INTRC_OSC_NOCLKOUT (Dahili osilatör kullanılacak)
Ġlk sırada PIC16F628 mikrodenetleyicisinin kullanılacağını tanımladık. Ġkinci sırada
Config değerini oluĢturmak üzere kullanılan Watch Dog Timer’ı OFF yapıyoruz. Üçüncü
sırada Power On Timer açık olarak ayarlandı. Dördüncü sırada Kod Protek’i kapalı
konuma ayarladık.
BeĢinci sırada MCLR pinini kullanma durumumuza göre MCLR yi ON yada OFF
olarak ayarlıyoruz. PIC16F628’in bir özelliği olan MCLR pini gerektiğinde bir INPUT pini
olarak kullanılabilmektedir. Burada MCLR yi biz OFF yaparak bir INPUT pini olarak
kullanabilmiĢ olacağız.
29
Son satırda ise yine PIC16F628’e özel bir komut olan, mikrodenetleyicimizin içerisinde
bulunan dahili osilatörün kullanılıp dıĢarıya ayrıca Clock çıkıĢı yapılmayacağını göstermiĢ
oluyoruz.
CMCON=7 satırı: Bazı iĢlemcilerde Komparatör bazılarında ise Analog-Digital
Konvertörler bulunur. Bu sistemler açılıĢta önseçimli (default) olarak açık çalıĢırlar. Yani
Komparatör’ü olan bir PIC’de aksine bir emir koymazsak Komparatör önseçimli olarak
çalıĢacaktır. ġayet bu Komparatör bacaklarono iptal edip onları normal giriĢ-çıkıĢ pinlerine
dönüĢtürmezsek programımızda hata oluĢacaktır. Bu yüzden programın bu sırasında
Komparatörlerin iptali için
CMCON=7 (16F628 de komparatör pinleri iptal, tüm pinler giriĢ çıkıĢ)
Ģeklinde bir komut yazıyoruz.
IF…THEN komutlarından bahsedecek olursak;
IF..THEN..ELSE..ENDIF: Bir koĢula bağlı olarak farklı komut veya komut grupları
çalıĢtırmak için kullanılır.
END: Programı durdurur ve düĢük güç moduna geçer.
IF…THEN: IF…THEN karĢılaĢtırılan ifadelerin doğru veya yanlıĢ oluĢunu
değerlendirerek, farklı iĢlemler gerçekleĢtirmek için kullanılır. KarĢılaĢtırma sonucu
doğruysa THEN den sonraki komut çalıĢtırılır. KarĢılaĢtırma sonucu yanlıĢsa THEN den
sonraki komut çalıĢtırılmadan bir sonraki komuta geçer. KarĢılaĢtırma ifadesinin olduğu
yerdeki sayı 0 ise yanlıĢ olarak değerlendirilir. Diğer tüm sayılar doğru olarak
değerlendirilir. Tüm karĢılaĢtırmalar iĢaretsizdir, çünkü Pic Basic Pro sadece iĢaretsiz
sayıları destekler.
KarĢılaĢtırma iĢlemleri sırasını belirlemek için parantezleri doğru olarak
yerleĢtirdiğimizden emin olmalıyız. Aksi takdirde değerlendirme kullanılan karĢılaĢtırma
operatörlerinin önceliğine göre yapılacak ve sonuç istenildiği gibi olmayacaktır.
30
IF…THEN deyiminin bir kullanıĢ biçimi de etiket kullanarak program akıĢını
değiĢtirme Ģeklindedir. KarĢılaĢtırma doğruysa program akıĢı THEN den sonra yazılan
etikete dallanır. YanlıĢsa THEN den sonraki komuttan devam eder.
IF…THEN deyiminin baĢka bir kullanıĢ biçimi de THEN den sonra bir grup komut
çalıĢtıracak olduğu zaman kullanılır. Bu durumda grup halinde çalıĢacak olan deyimlerden
sonra ELSE veya ENDIF yazılmalıdır.
if portb.5=0 then (portb.0 sinyal gelmedikçe 0, sinyal geldiğinde 1 olur)
ĠĢlem sırasında bir gecikme meydana gelmesini istiyorsak PAUSE komutunu kullanırız.
PAUSE komutu ms olarak, PAUSEUS komutu ise saniye olarak gecikme yapar.
Yaptığımız iĢlemi daha iyi takip edebilmek için iki iĢlem arasına koymak isteyebileceğimiz
bir gecikmeyi PAUSE komutu ile yapabiliriz.
PAUSE: Ġstenilen bir zaman süresinde gecikme yapar. Zaman birim aralıkları 1ms’dir.
PAUSE 10 (10 ms gecikme yap)
5.2. PIC 16F628A ĠLE YAPMIġ OLDUĞUMUZ KODLAMA ĠġLEMĠ
;************************************************************************
@ DEVICE pic16F628
@ DEVICE pic16F628, WDT_OFF
@ DEVICE pic16F628, PWRT_ON
@ DEVICE pic16F628, PROTECT_ON
@ DEVICE pic16F628, MCLR_OFF
31
@ DEVICE pic16F628, INTRC_OSC_NOCLKOUT
'-------------------------------------------------------------------------------
'DEFINE OSC 4
'-------------------------------------------------------------------------------
CMCON=7
TRISB=%11111111
TRISA=%00000000
PORTA=0
PORTB=0
;-------------------------------------------------------------------------------
CLEAR 'tüm değiĢkenler sıfırlandı
'-------------------------------------------------------------------------------
portb=%00000000
porta=%00000000
basla:
if portb.5=0 then
pause 10
if portb.5=0 then
pause 10
if portb.5=0 then
pause 10
32
if portb.5=0 then
pause 10
if portb.5=0 then
pause 10
if portb.5=0 then
pause 10
if portb.5=0 then
pause 10
if portb.5=0 then
pause 10
if portb.5=0 then
pause 10
if portb.5=0 then
pause 10
gosub bir
gosub bir
gosub iki
gosub iki
gosub bir
gosub bir
gosub bir
gosub iki
33
gosub iki
gosub iki
gosub bir
gosub bir
gosub bir
gosub bir
dn:
high porta.0
pause 500
low porta.0
pause 200
goto dn
endif
endif
endif
endif
endif
endif
endif
endif
endif
34
endif
goto basla
bir:
high porta.2
pause 300
low porta.2
pause 400
return
iki:
high porta.1
pause 300
low porta.1
pause 400
return
END
35
6. CO DETEKTÖRÜNÜN ÇALIġMA PRENSĠBĠ
Karbonmonoksit gazı daha önceden de bahsettiğimiz gibi renksiz, kokusuz, tatsız ve
dolayısıyla da fark etmemizin pek mümkün olmadığı son derece zehirli bir gazdır.
Ülkemizde ve yabancı ülkelerin çoğunda da yakıt olarak soba kullanılmaktadır. Soba
kıĢ aylarında özellikle de lodoslu havalarda bizler için büyük bir tehlike arz etmektedir.
Sobamızın yeterli Ģekilde yanamaması odamıza karbonmonoksit sızmasına yol açacaktır.
Bizim asıl olarak önlem almak istediğimiz nokta da budur. Kapalı garajlarda veya diğer
Ģekillerde de karbonmonoksite maruz kalabiliriz ama en yaygın Ģekilde ihtiyaç
duyduğumuz alan sobalı evlerdir. Soba ısınmak amaçlı olduğu için bizlere bir zaruriyet
doğurmaktadır. Bu nedenle ısındığımız evimizde eğer ki soba kullanıyorsak can
güvenliğimizi sağlamanın en önemli tedbiri, evimizde bu Ģekilde bir detektör
bulundurmaktır.
Bu projede en çok dikkat çeken husus telefonla mesaj yollayarak alarm durumunu
öğrenmek için yapılan adımlar. Neden sorusunu soracak olursak;
Bu projeye baĢlarken düĢündük ki alarm durumunu algıladığı halde elinden kurtulmak
için bir Ģey gelmeyen birisi ne yapabilir. Örnek olarak evde küçük çocuğumuz tek baĢına
ve ıĢıklı ve sesli alarm ile CO gazı sızıntısı olduğu alarmı veriliyor. Küçük bir çocuk bu
durumu anlayıp, tedbir alma teĢebbüsünde bulunamayacağı için biz de kısa mesaj olarak
bir alarm durumu öğrenme sistemi de ekledik. Mesaj böylelikle bize geldiğinde evdeki
çaresiz olan çocuğumuzu da kurtarmak için uyarılmıĢ olacağız.
Yapmakta olduğumuz bu detektörün prensibine gelecek olursak;
Öncelikli olarak elimizde bir MQ7 sensörümüz bulunmakta. Bildiğimiz üzere bir
sensörün görevi aldığı analog bir iĢareti elektriksel bir iĢarete çevirmektir. Elimizdeki MQ7
sensörü de karbonmonoksit algılayan bir sensördür. Devremizdeki görevi de
karbonmonoksiti algıladığında bunu elektriksel iĢarete çevirecektir. Bu Ģekilde aldığı gaz
miktarına bağlı olarak gerilimde de bir değiĢme olacaktır. Biz bu değiĢimi ölçüp, belli bir
artıĢı yakaladığımızda da mikrodenetleyicimize haber göndereceğiz.
36
Mikrodenetleyicimiz ise aldığı bilgiyi alarm almak istediğimiz çıkıĢlara aktaracak ve
bize uyarı verecek. Temel prensibimiz buna dayanmaktadır.
Biz bu çıkıĢları beyaz LED ile ıĢıklı uyarı verecek Ģekilde, buzzer ile sesli uyarı verecek
Ģekilde ve telefonla bize sms yollayacak Ģekilde seçtik. Bu çıkıĢlar daha da geniĢletilebilir.
Temel mantığı bu düzene oturtmuĢ olduğumuz CO detektörümüz gazı artık algılayıp, bize
sesli alarm, ıĢıklı alarm ve sms yoluyla uyarı Ģeklinde bildirecek düzeye gelmiĢ olacaktır.
Buna uygun olarak düĢündüğümüz devre profilini ise Proteus programında simule
ederek projemize ekledik. Devre modelimizi de bu Ģekilde oluĢturduktan sonra
mikrodenetleyicimizi sensörden bilgiyi alacak ve aldığı bilgiyi çıkıĢlardaki rölelere bağlı
olan sesli alarm verecek olan zilimize, ıĢıklı uyarı verecek olan LED lambamıza ve sms
yoluyla bize mesaj atacak olan telefonumuza verecek Ģekilde kodlama iĢlemimizi yaptık.
ġimdi ġekil 3.’e bakarak devre modelimizi görebiliriz:
37
ġekil 3. Devre Ģeması pcb baskısı
Temel olarak çalıĢma prensibine daha ayrıntılı bir Ģekilde inecek olursak;
Devremize enerji verdiğimizde çalıĢtığını gösteren bir kırmızı LED kullanabiliriz.
ġekilde en solda bulunan iki yuvarlaktan alttaki bu kırmızı LED’dir. Üstteki yuvarlak ise
beyaz LED ve CO algılandığında sürekli olarak yanacaktır.
Devremizin en sağında bulunan 5 kutu rölelerimizdir ve bunları kendi arasında bağlantı
kurarak bir ICs’ye bağlıyoruz. Bu röleler sayesinde çıkıĢta istediğimiz alarmları yani
buzzer’ın sesli alarm vermesini ve telefonun sms göndermesini sağlıyoruz. Yukardan aĢağı
doğru 16 bacaklı olan elemanımız bizim ICs (Integrated Circuits) elemanımızdır ve modeli
ULN2003’tür. ULN2003’ü de pcb Ģeklinde gördüğümüz gibi PIC 16F628’e bağlıyoruz.
ICs’nin 13 numaralı çıkıĢına da 3. röleyi bağlayıp bu çıkıĢtan buzzer’la sesli alarmı
alıyoruz. 4. ve 5. (alttaki iki röle) röleler ile de telefonun bağlantısını kurarak bunları da
38
ICs’nin 10 ve 11 çıkıĢlarına bağlıyoruz. Bu sayede telefon bağlantımızı da kurmuĢ
oluyoruz. PIC 1 çıkıĢını ICs 1 çıkıĢına bağlıyoruz.
ICs’nin 8. bacağını da alttaki en sağdaki yuvarlak olan W06’ya bağlıyoruz. Diğer iki
yuvarlak ise 1mF’lık kondansatörlerimiz.
ġeklin ortasında gördüğümüz yarım daireler ise transistörlerimiz ve bu transistörlerin
kollektörleri de 16f628’in 9 ve 10 çıkıĢlarına bağlanıyor. Soldaki boyalı bölgemiz ise
bizim devremizin kalbi olan MQ7 sensörümüz. Kırmızı ve beyaz LED’e de bağlı olan
sensörümüz aynı zamanda 12F675’e bağlı. 12F675 sensörümüzün hemen sağ üstünde olan
diğer bir PIC elemanıdır. Beyaz LED’imizin artısını bu elemana bağlayarak onun ıĢıklı
alarmını da sağlamıĢ oluruz.
En altta bulunan karelerden ortadaki besleme giriĢimizdir ve 12 Vdc gerilim vererek
devremizi çalıĢtırırız. Besleme giriĢinin hemen solundaki eleman ise regülatör elemanı
L7805’tir.
Devremizdeki diyot ve dirençleri de Ģekildeki gibi bağlantısını kurduktan sonra
bilmemiz gereken tek Ģey mikrodenetleyizimizin kodlanması. Gerekli kodları yazdıktan
sonra PICleri devremizde bu Ģekilde kurduğumuzda sistemimiz artık hazır haldedir.
Devre Ģemamızın PCB baskısını gördükten sonra Ģimdi de ġekil 4.’e bakarak Proteus
çizimini görelim. Bu sayede elemanları daha net görebiliriz ve daha ayrıntılı anlayabiliriz.
39
ġekil 4. Devre Ģeması
ġekil 4.’te gördüğümüz devremiz 12V luk DC adaptör ile enerji verilerek çalıĢıyor. 12V
luk adaptörümüzü prize bağladığımızda devremiz üzerindeki kırmızı LED yanmaya
baĢlıyor, devremizin çalıĢıp çalıĢmadığını gösteren bu kırmızı LED temassızlık yada
çalıĢmama durumunda yanmayacaktır. Kırmızı LED yandığına göre devremize enerji
geliyor ve çalıĢıyor demektir.
Sensörümüz eksik yanma sonucu oluĢan karbonmonoksiti algıladığında içerisindeki tel
ısınıp kırmızıya dönecektir ve bu da sensörün aktif duruma geldiğini gösterir. Bir süre
karbonmonoksit gazını sensörümüze yavaĢça verdiğimizde yaklaĢık 30ppm seviyesini
algıladığında sensör içerisindeki tel yeterinde ısınıp, kırmızıya dönecek ve uyarı vermeye
hazır hale gelecektir. Karbonmonoksit gazını sensörümüze verdik ve sensör içerisindeki
telin kırmızıya döndüğünü görüyoruz, sensör tehlikeli gazı algıladığında beyaz LED
yanmaya baĢladı ve bu da bizim için ilk uyarıdır. Beyaz LED sensörümüzün gaz tespit
ettiğini bize bildiriyor Ģu durumda, fakat iĢlem henüz tamamlanmadı. Devremiz beyaz
LED ile birlikte uyarı vermeye baĢlıyor ve bir tetikleme meydana getiriyor. Tık tık diye ses
gelmeye baĢladığında bu tetiklemenin meydana geldiğini gösteriyor. Bu tetiklemeyi
40
duyduktan sonra buzzer sesli uyarı vermeye baĢlıyor. Bu sayede bir gaz tespit edildiğini
sesli uyarı vasıtasıyla da öğrenmiĢ oluyoruz.
Bir sonraki adımda ise gazın tespit edilmesiyle birlikte bize bir uyarı mesajını
görüyoruz. Daha önceden devre kullanmıĢ olduğumuz telefonumuzda kayıtlı olan mesajı
bu alarm durumunda, yani gaz tespit edildiğinde bize mesaj yoluyla uyarı olarak göreceğiz.
Telefonumuz mikrodenetleyicimiz vasıtasıyla tuĢları kısa devre ettirerek çalıĢmaktadır.
Gerekli adımlar sırayla telefonda devreden gelen sinyal doğrultusunda gerçekleĢiyor ve
kendi telefonumuza kısa mesaj olarak “Alarm! CO gazı tespit edildi” göderiliyor. Bu mesaj
daha önceden devredeki telefona kaydetmiĢ olduğum mesajdır. Pic 16f628a ile telefonla
haberleĢme kurduğumuzdan bahsetmiĢtik. Burada gerçekleĢen adımları telefonun iki tuĢu
ile gerçekleĢtik. Seçme tuĢuna ve sağ yön tuĢuna kısa devre yapacak Ģekilde kablolarla
telefon arasında bağlantımız mevcut. Bu sayede sırasıyla seçenek tuĢuna basıyoruz ve
mesajlar seçeneği geliyor. Ġkinci kez tekrar seçme tuĢuna basıyoruz ve mesajlara girmiĢ
oluyoruz. Arka arkaya iki kez de sağ yön tuĢuna bastığımızda gönderilen mesajlara
giriliyor. Sonra tekrar seçme tuĢuna üç kez basıyoruz. Gönderilen mesajlar açılıp sil
seçeneği gelmiĢ oldu. Üç kez sağ tuĢuna bastığımızda ilet seçeneğine geliyoruz ve seçme
tuĢuna basıyoruz. Mesajımızı seçiyor ve seçme tuĢuna tekrar bastığımızda numara soruyor.
Rehbere A ismi ile kendi numaramı kaydettiğim için ilk seçenek olan A ismi geldiğinde
seçme tuĢuna tekrar basarak numaramızı girmiĢ oluyoruz. Sonra son kez seçme tuĢuna
basıyor ve mesajımızı göndermiĢ oluyoruz.
Bu iĢlemleri telefonda tuĢlara basarak öğrenmiĢ olduk ve sonrasında da
mikrodenetleyiciye ona göre kodlama yaptık. Seçme tuĢunu 1, sağ yön tuĢunu 2 olarak ele
alacak olursak; sırasıyla iki kez 1’e, iki kez 2’ye, üç kez 1’e, üç kez 2’ye, dört kez 1’e
sinyal gönderiyoruz ve bu tuĢları sırasıyla aktif etmiĢ, kısa devre yaparak tuĢlamıĢ
oluyoruz. Bu sayede telefonumuz da bize kısa mesaj olarak gaz tespit edildiğini uyarı
olarak vermiĢ oluyor.
Devremizi çalıĢtırdık ve adımlar sırasıyla gerçekleĢti, beyaz LED ile görsel uyarı,
buzzer ile sesli uyarı ve telefon yardımıyla bilgi uyarısı Ģeklinde üç farklı alarm ile uyarı
vermektedir. Sonuç olarak olası bir karbonmonoksit gazı tehlikesinde alarm verecek üç
farklı yöntemimiz ile birlikte tehlikeyi fark edip, hayatımızı kurtarabilecek bir projeye
imza atmıĢ bulunmaktayız.
41
Bu iĢlemler görsel olarak zihnimize daha iyi kazınacağından resimler eĢliğinde tekrar
ele alalım. Öncelikle ġekil 5.’e bakarak devremizin Ģeklinden baĢlayalım:
ġekil 5. Devre elemanları ve devremiz
Gördüğümüz gibi devremizde gri olan yuvarlak biçimde bir sensörümüz bulunmakta.
MQ-7 model bu sensörümüz ile hemen üzerinde bulunan 8 bacaklı olan PIC 12F675 ile
bağlantı kurulu. Soldaki yukardan aĢağı doğru 5 kutu görünüyor. Bunlar bizim rölelerimiz.
Flourishing model, subminyatür güç röleleridir. En altta bulunan PIC 16F628 ve onun
üzerinde bulunan 16 bacaklı entegremiz ULN2003’tür.
Devremizi gördükten sonra telefonumuz ile bağlantımızı ġekil 6.’da görelim Ģimdi de:
42
ġekil 6. Devre-telefon bağlantısı
Telefonumuzun seçme ve sağ yön tuĢu ile bağlantı kurduğumuzu söylemiĢtik. 12V DC
adaptörümüz ile de devremize enerji veriyoruz.
Devremizin baskısını da ġekil 7.’ye bakarak görelim Ģimdi de:
43
ġekil 7. Devre baskısı ve bağlantıları
Telefonumuz ile yaptığımız bağlantıda ise telefonumuzun seçme ve sağ yön tuĢunu iki
rölemize çıkıĢ alacak Ģekilde bağladık.
Baskımızı, telefon ile olan bağlantımızı ve gerekli diğer bağlantılarımızı gördükten
sonra enerji vermemiz halinde kırmızı LED’in yanıp sönecektir. Bu devrenin çalıĢır
durumda olduğunun göstergesidir.
12V DC gerilim uyguladığımızda devremiz çalıĢır hale gelmiĢtir. Gaz tespit ettiği
aĢamada neler olduğundan bahsetmiĢtik. Ġlk etapta beyaz LED sürekli olarak yanmaya
baĢlıyor, bir tetikleme meydana geliyor ve hemen akabinde buzzer sesli alarmı duymaya
baĢlıyoruz.
Bu aĢamada telefonumuz PIC 16F628 kontrolünde iĢlemlerine baĢladı. 16F628 sinyal
göndermeye baĢladığında ilk olarak beyaz kablo aracılığıyla seçme tuĢunu aktifleĢtirip,
44
mesajlar menüsüne geliyor. Ġkinci aĢama olarak yine seçme tuĢu aktif hale gelip, “mesaj
yaz” menüsüne geliyor. ġimdi ise kahverengi kablo aracılığıyla sağ tuĢuna sinyal gönderip
aktif olmasını sağlıyoruz ve gelen kutusu menüsüne geliyoruz.
ĠĢlemlerimiz doğru bir Ģekilde gerçekleĢiyor ve gelen kutusu menüsüne geldik. ġimdi
tekrar sağ tuĢu aktif ediyoruz ve gönderilmiĢ öğelere geliyoruz. Bu aĢamada tekrar seçme
menüsünü seçerek içine gireceğiz ve gönderilmiĢ olan son mesaja geliyoruz.
Burada son mesaj alarm durumunu bilgi edinmek isteyen telefon numarasını görüyor.
Bu mesajı daha önceden telefona yazmıĢtık. ġimdi ise tekrar seçme tuĢunu aktif ederek
mesaja giriyoruz.
Bu mesaj bizim önceden alarm durumunu bildirmek üzere yazmıĢ olduğumuz mesajdır.
Ġsteğe göre mesaja farklı içerik de yükleyebiliriz. Biz “Alarm CO gazı sızıntısı algılandı
önleminizi alınız” olarak alarm mesajımızı seçtik.
Bu aĢamada tekrar seçme tuĢunu aktif ediyoruz ve seçeneklerin olduğu, sırasıyla “sil,
düzenle, numarayı kullan, ilet” menüsüne geliyoruz.
Ġlet menüsüne gidebilmek için sağ yön tuĢunu aktif ederek önce düzenle menüsüne
iniyoruz.
Düzenle menüsüne indikten sonra yine sağ yön tuĢunu aktif ederek “numarayı kullan”a
iniyoruz.
Son olarak tekrar sağ yön tuĢunu aktif ederek “ilet” seçeneğine geliyoruz.
Burada ilet seçeneğine girebilmek için Ģimdi seçme menüsünü aktif ediyoruz ve hangi
numaraya mesaj göndereceksek o numarayı yazacağımız ekrana geliyoruz.
Biz daha önceden kendi numaramızı “A” olarak telefona kaydetmiĢtik. ġimdi “bul”
seçeneğine girebilmek için yine seçme tuĢunu aktif ediyoruz.
Dediğimiz gibi önceden kaydetmiĢ olduğumuz “A” isimli numaranın sahibi, göndermek
istediğimiz kendi telefonumuz. Bu numaraya mesajı gönderebilmek için tekrar seçme
tuĢunu aktif ediyoruz.
Telefon numarası olarak göndermek istediğimiz numara sonunda ekranımıza geldi ve
artık son olarak “tamam”ı seçmek için yine seçme tuĢunu aktif ediyoruz ve artık gönderme
45
iĢlemimiz baĢlamıĢtır. “A” isimli numarayı değiĢtirerek göndermek istediğimiz telefon
numarasını değiĢtirmemiz mümkündür. BaĢka bir telefondan CO gazı alarm durumunu
bilgi edinmek istersek buradan telefon numarasını değiĢtirip, kaydetmemiz yeterli
olacaktır.
Bu iĢlemler neticesinde bilgi edinmek istediğimiz telefonumuza mesajımızın baĢarıyla
iletildiğini görüyoruz.
Sonuç olarak CO gazını sensörümüze yaklaĢtırdığımızda beyaz LED sürekli olarak
yanmaya baĢladı, akabinde buzzer sesli alarm vermeye baĢladı ve aynı anda telefonumuz
yukarda anlattığımız iĢlemleri sırasıyla gerçekleĢtirdi. CO sızıntısı olduğuna dair ıĢıklı,
sesli ve kısa mesaj yoluyla üç farklı Ģekilde uyarıldık. Alarm durumunu bu Ģekilde
öğrenmiĢ olduk.
YapmıĢ olduğumuz bu detektör sayesinde evimizde, garajımızda yada baĢka bir kapalı
alanda olası bir sızıntıda üç farklı yolla uyarı alıp, sızıntının olduğunu öğrenebilme imkanı
elde etmiĢ bulunmaktayız. Hayatımızı CO gazı sızıntısına karĢı bu detektör sayesinde
güvence altına alabiliriz.
46
7. SONUÇ
Ülkemizde karbonmonoksit gazından günümüze kadar binlerce insan zehirlenmiĢ,
birçoğu da maalesef hayatını kaybetmiĢtir. Bu durumu göz önüne alarak girmiĢ olduğumuz
bu proje karbonmonoksit gazını olası bir sızıntı durumunda fark etmemizi sağlayacaktır.
Dedektörümüz karbonmonoksit (CO) gazını algılayıp, uyarı vermek üzere tasarlanıp
faaliyete geçirilmiĢtir. YapmıĢ olduğumuz testler sonucunda projemizin doğru bir Ģekilde
çalıĢtığını gördük. Daha önceden de belirttiğimiz gibi üç farklı Ģekilde gaz sızıntısına dair
uyarı alıyoruz. KullanmıĢ olduğumuz alarm tipleri ıĢıklı olarak LED ile, sesli olarak buzzer
ile ve kısa mesaj atarak bilgilendirmek üzere telefonladır.
Testlerimizi yaptık ve neticesinde istediğimiz sonuçlara ulaĢtık. Devremizi 12V ile
çalıĢtırdığımızda kırmızı LED yanıp sönmeye baĢladı. Karbonmonoksit gazını
sensörümüze yaklaĢtırdığımızda ise beyaz LED yandı ve ıĢıklı uyarı almıĢ olduk. Hemen
akabinde buzzer ötmeye baĢladı ve sesli uyarımızı aldık. Aynı anda telefonumuz PIC
16F684 kontrolünde gerekli adımları gerçekleĢtirerek bilgi mesajımızı telefonumuza
gönderdi. Doğru netice elde etmiĢ bulunmaktayız.
Bu adımları atmamızın yanı sıra projemizin daha da geliĢtirilebilir olması, projemiz için
güzel noktalardan bir baĢkasıdır. Örnek olarak çıkıĢlarımıza bir fan ekleyebiliriz. Bu
sayede karbonmonoksit gazı sızıntısı olan bir kapalı ortamda, bir sirkülasyon meydana
getirerek gazı seyreltebiliriz. Daha geliĢmiĢ teknikler kullanarak masrafımızı artıracak
olursak; gaz algılandığı durumda pencereyi açan bir sistem geliĢtirebiliriz. Biz uygun
bölgelerde uygun maliyet açısından bu projenin kapsamını uyarı verecek, alarm durumunu
bildirecek Ģekilde tasarlayıp, gözler önüne sunduk.
Bu projeyi hayata geçirerek hala devam eden karbonmonoksit zehirlenmelerine karĢı
önemli bir adım atmıĢ olduk. Umuyorum ki daha fazla can kaybı yaĢanmaz, daha fazla
vatandaĢımız bu zehirli gaz yüzünden gözyaĢı dökmez. Yine de temennimizin yanı sıra
iĢimizi, daha doğrusu hayatımızı bu yönde koruma altına alabilmek için evimizde ya da bir
baĢka kapalı alanda karbonmonoksit dedektörü bulundurmalıyız.
Projemizin amacına hizmet etmesi temennisiyle...
47
48
KAYNAKÇA
[1]. J. B. Hopkins, P. R. R. Langridge-Smith, and, M. D. Morse, R. E. Smalley,
Chemical Physics, Houston-Texas, USA, 1983
[2]. (2013) Los Alamos National Labaratory website, [Online]. Available:
periodic.lanl.gov
[3]. A. Ernst, J.D. Zibrak, and, D. Josepf, Carbonmonoxide Poisoning, England,
November 1998.
[4]. J.C. Jones, Atmospheric Pollution, Ventus Yayınları, 2008
[5]. A. Verma, D.J. Hirsch, C.E. Glatt, G.V. Ronnett, S.H. Snyder, Carbon
monoxide: A putative neural messenger, 1993
[6]. A. Verma, D.J. Hirsch, C.E. Glatt, G.V. Ronnett, S.H. Snyder, Carbon
monoxide: A putative neural messenger, 1993
[7]. Meclis Araştırma Önergesi - Türkiye’de Karbonmonoksit Gazı Zehirlenmeleri,
TBMM
[8]. N., Vural, Toksikoloji, Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Yayınları,
Ankara 2005
[9]. O., AltınbaĢak, PIC Basic Pro ile PIC Programlama, AltaĢ Yayınları, 2010
[10]. P., Horowitz, The Art of Electronics, Cambridge University Yayınları,
Winfield Hill, 1989
49
50
EKLER
Standartlar ve Kısıtlar Formu
Tasarım Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aĢağıdaki soruları
cevaplayınız.
1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.
Projemiz karbonmonoksit gazına duyarlı bir dedektör tasarlayıp, gazı algıladığında alarm
vermesi üzerine uygulamaya geçirildi. Özellikle sobalı evlerde günümüzde hala
karbonmonoksit gazından kaynaklı ölümler gerçekleĢmektedir. Bu duruma çare amaçlı
olarak karbonmonoksit gazı tespit edildiğinde ıĢıklı, sesli ve telefon aracılığıyla mesaj
yoluyla üç farklı alarm vermektedir.
2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?
Telefon ile mesaj atarak karbonmonoksit gazı sızıntısını uyarı olarak vermesini düĢünüp
kendimiz tasarladık. Telefonun tuĢları sökülüp, tuĢlara kablolarla bağlantı kurarak gaz
sızıntısı durumunda mesaj yollamasını sağladık.
3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?
Bilgisayar Programlama ve MikroiĢlemci derslerinde öğrendiğimiz program yazma
komutları ve sisteme aktarılmasını, Devreler dersinde aldığımız teorik bilgileri,
labaratuvarlarda öğrendiğimiz pratik bilgileri projemizde kullandık. Sensörler hakkında
öğrendiğimiz bilgilerden oldukça yararlandık.
4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?
Proje tasarım ve gerçekleĢtirme aĢamalarında TSE ve WLAN IEEE 802.11 standartları
göz önünde bulundurulmuĢtur.
51
5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?
a) Ekonomi
Halkımızın büyük bir kitlesi soba ile evlerini ısıtmaktadır ve soba ile evlerini
ısıtanların da önemli bir kısmı ucuz olmasından dolayı sobayı tercih etmektedir.
Bunu göz önünde bulundurarak bu cihazı bu evlere sokabilmek için optimum
maliyetli bir çözüm sunduk. Son derece makul fiyatta tasarımı mümkündür.
b) Çevre sorunları:
Karbonmonoksit sızıntısında uyarılma amaçlı tasarladık. Çevresel olarak hiçbir
sorun teĢkil etmez, aksine oluĢacak faciayı, zehirlenmeyi önleyecektir.
c) Sürdürülebilirlik:
Günümüz Ģartlarında olduğu kadar gelecekte de ihtiyaç duyulacak bir projedir.
Günümüzde olduğu gibi ilerleyen yıllarda soba ile ısınma devri kalmayabilir,
fakat gerek garajlarda çalıĢır durumda bırakılan bir araç, gerekse ev içerisinde
eksik bir yanmadan kaynaklı karbonmonoksit sızıntısı olması muhtemeldir. Bu
sebeptendir ki ilerleyen yıllarda da ekonomik ve kullanıĢlı bir proje olacaktır.
d) Üretilebilirlik:
Gerekli devre elemanlarını her daim bulmak oldukça kolay olduğundan üretimi de
her daim münkündür.
e) Etik:
Herhangi bir çevresel ya da kurumsal sakıncası olmayıp bilakis insanlık için,
ölümlerin azalması için ortaya koyduğumuz bir projedir.
52
f) Sağlık:
Sağlık açısından hayati önem taĢımaktadır. karbonmonoksit zehirlenmelerine karĢı
mükemmel bir çözüm yolu oluĢturmakla birlikte ölüme sebebiyet verecek vakaları
önler..
g) Güvenlik:
Herhangi bir güvenlik problemi kesinlikle yoktur. Tam aksine güvenliğimiz için
üretilmiĢr bir cihazdır.
h) Sosyal ve politik sorunlar:
Halkımızın büyük bir bölümü hala ısınma yolu olarak soba kullanmaktadır ve bu
çerçevede can güvenliklerini sağlamak amacıyla ürettiğim bu cihaz sosyal açıdan
oldukça ehemmiyetlidir.
Not: Gerek görülmesi halinde bu sayfa istenilen maddeler için geniĢletilebilir.
Projenin Adı KARBONMONOKSİT GAZI DETEKTÖRÜ
Projedeki Öğrencilerin adları Muhammet Dursun TATAS
Tarih ve İmzalar 22.05.2013
53
ÖZGEÇMĠġ
MUHAMMET DURSUN TATAS
26.08.1988 tarihinde, Ankara’da doğdum. Ġlk ve orta öğretimimi Ankara’da KurtuluĢ
Ġlköğretim Okulu’nda bitirdim. Ġncesu Anadolu Lisesi’nden mezun olduktan sonra Ģu an
okumakta olduğum Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-
Elektronik Mühendisliği’ni kazandım ve öğretim hayatıma burada devam ediyorum.