Upload
voque
View
229
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
PIC PROGRAMLAMA KULLANARAK SESE YÖNELEN ROBOT TASARIMI
BİTİRME ÇALIŞMASI
ARZU AKALIN
179993
DUYGU AKBAY
179996
MAYIS 2011
TRABZON
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
PIC PROGRAMLAMA KULLANARAK SESE YÖNELEN ROBOT TASARIMI
BİTİRME ÇALIŞMASI
Arzu AKALIN
179993
Duygu AKBAY
179996
ÖĞR. GÖR. CAHİT ALTAN
MAYIS 2011
TRABZON
ÖNSÖZ
İlk olarak hazırlamış olduğumuz bu çalışmada bizlere değerli zamanını ayıran, bizlere
her türlü bilgi ve birikimini sunmaktan kaçınmayan, her konuda bizleri doğru bir şekilde
yönlendiren değerli hocamız Öğr. Gör. Cahit ALTAN’a sonsuz teşekkürlerimizi sunarız.
Ayrıca yine aynı şekilde bu konuda her türlü yardımı sağlayan ve bilgilerini hiç
çekinmeden bizimle paylaşan Karabük Üniversitesi Mekatronik Bölüm Başkanı Doç.Dr. Raif
BAYIR’a teşekkürü bir borç biliriz.
Aldığımız mühendislik eğitiminde, iyi bir mühendis olabilmemiz için gerekli olan
değerli bilgilerini bizlerden esirgemeyen bütün bölüm hocalarımıza teşekkürlerimizi sunar ve
saygılarımızı iletiriz.
Son olarak bu çalışmayı, bizlerin bugünlere gelmesinde her türlü fedakarlığı gösteren ve
tüm imkanları sağlayan saygıdeğer ailelerimize armağan ediyoruz.
Arzu AKALIN
Duygu AKBAY
TRABZON
Mayıs, 2011
ii
İÇİNDEKİLER
Sayfa No
ÖNSÖZ ....................................................................................................................................... ii
İÇİNDEKİLER .......................................................................................................................... iii
ÖZET ......................................................................................................................................... vi
SEMBOLLER VE KISALTMALAR ...................................................................................... vii
ŞEKİLLER ................................................................................................................................ ix
TABLOLAR .............................................................................................................................. xi
1. GİRİŞ ..................................................................................................................................... 1
2. ROBOTUN TASARIMI ........................................................................................................ 2
2.1. Robotun Kart Kontrolü ........................................................................................................ 2
2.1.1. Mikroişlemci .................................................................................................................... 2
2.1.1.a PIC16F628A’nın Özellikleri ......................................................................................... 3
2.1.2. Motor Sürme Devresi ....................................................................................................... 5
2.1.2.1. Transistör ....................................................................................................................... 7
2.1.2.1.a BDX53’ün Fiziki Yapısı .............................................................................................. 8
2.1.2.1.b BDX53’ün Özellikleri ve Karakteristikleri ................................................................. 9
2.1.2.2. Kondansatör .............................................................................................................. 10
2.1.2.2.a Kutuplu Kondansatör ................................................................................................. 11
2.1.2.2.b Kutupsuz Kondansatör ............................................................................................ 11
2.1.2.3. Diyot ............................................................................................................................ 12
2.1.2.3.a Doğru Polarlama ........................................................................................................ 13
2.1.2.3.b Ters Polarlama ........................................................................................................... 14
2.1.2.3.c 1N4007 Diyodu ve Özellikleri .................................................................................. 14
2.1.2.4. LED( Light Emitting Diode) ....................................................................................... 15
2.1.2.5. Direnç .......................................................................................................................... 17
2.1.2.5.a Direnç Türleri ............................................................................................................ 18
iii
2.1.2.5.b Direnç Renk Kodları ................................................................................................. 20
2.1.2.6. Anahtar ...................................................................................................................... 22
2.1.3. Motorlar .......................................................................................................................... 23
2.2. Robotun Sensör Kontrolu ................................................................................................ 28
2.2.1. Mikrofon ....................................................................................................................... 28
2.2.1.a Kapasitif Mikrofon ....................................................................................................... 29
2.2.1.b Kapasitif Mikrofonun Yapısı ve Çalışma Prensibi ...................................................... 30
2.2.2. 1N4148 Diyot ............................................................................................................... 31
2.2.2.a Elektriksel Karakteristikleri .......................................................................................... 32
2.2.3. BC550 Transistör ........................................................................................................... 33
2.2.3.a Elektriksel Karakteristikleri .......................................................................................... 34
2.2.3.b Fiziksel Karakteristikleri .............................................................................................. 35
2.2.4 BC557 Transistör ............................................................................................................ 36
2.2.4.a Elektriksel Karakteristikleri .......................................................................................... 36
2.2.5. Trimpot ........................................................................................................................... 37
3. ROBOTUN PROGRAMLANMASI .................................................................................... 42
3.1. Proton IDE Nedir? ........................................................................................................... 42
3.2. Proton IDE Değişkenleri ................................................................................................... 42
3.3. Proton IDE Komutları ....................................................................................................... 42
3.3.1. DIM Komutu .................................................................................................................. 43
3.3.2. SYMBOL Komutu ......................................................................................................... 43
3.3.3. ABS Komutu .................................................................................................................. 44
3.3.4. DCD Komutu ................................................................................................................. 44
3.3.5. DIG Komutu ................................................................................................................. 44
3.3.6. MAX ve MIN Komutu ................................................................................................... 45
3.3.7. IF..THEN..ELSEIF..ELSE..ENDIF Komutu ................................................................. 45
3.3.8. SELECT..CASE..ENDSELECT Komutu .................................................................... 46
iv
v
3.3.9. GOTO Komutu ............................................................................................................... 47
3.3.10. GOSUB..RETURN Komutu ........................................................................................ 47
3.3.11. FOR..NEXT..STEP Komutu ........................................................................................ 48
3.4. Sayıları ve Karakterleri Yazma ......................................................................................... 48
3.5. Operatörler ........................................................................................................................ 49
3.5.a Karşılaştırma Operatörleri ............................................................................................... 49
3.5.b Mantıksal Operatörler ..................................................................................................... 49
3.5.c Bit Operatörleri ................................................................................................................ 50
3.6. Robotun Proton IDE İle Yazılan Programı ....................................................................... 51
3. SONUÇ ................................................................................................................................ 54
4. KAYNAKLAR ..................................................................................................................... 55
ÖZET
Bu proje PIC programlama kullanılarak hazırlanan basit bir robot uygulamasıdır. Bu
projede herhangi bir ortamda belli bir frekanstaki sese göre hareket eden bir robot yapımı
amaçlanmıştır. Bu robotun algoritması robot etrafına yerleştirilen ses sensörlerinin algılama
kapasitesine göre değişim göstermektedir.
Robotun bütün hareketlerinin tasarımı PIC’in PROTON IDE kullanılarak
programlanmasıyla yapılmıştır. Sensör devrelerindeki kapasitif mikrofonların kullanımı
sayesinde algılanan analog ses sinyali elektriksel sinyallere dönüştürülüp pic’in
algılayabileceği gerilim seviyesine çevirilmektedir. Bu dönüşüm sayesinde pic algıladığı
elektriksel sinyal ile robotun dc motor kontrolünü sağlamaktadır.
Sonuç olarak robot hangi sensör tarafından sesi algılamışsa o tarafa doğru hareket eder.
vi
SEMBOLLER VE KISALTMALAR
I/O : Input / Output (Giriş/ Çıkış)
Hz : Herz
KHz : Kilo Herz
MHz : Mega Herz
V : Volt
EEPROM : Electronically Erasable Programmable Read Only Memory
PWM : Pulse Code Modulation, Darbe Kod Modülasyonu
GND : Ground, Toprak
DC : Direct Current
A : Amper
mA : Mili Amper
K : Kilo ohm
nF : Nano Farad
µF : Mikro Farad
pF : Piko Farad
LED : Light Emiting Diode, Işık Yayan Diyot
°C : Santigrad Derece
W : Watt
hFE : Akım Kazancı
AC : Alternative Current
P : Proton
vii
viii
N : Nötron
EMK : Elektro Motor Kuvvet
s : Saniye
S : Kesit alanı(m2)
L : Uzunluk (m)
ρ : Özdirenç (ohm.metre)
U : Gerilim
R : Direnç
I : Akım
RPM : Round Per Minute
Q : Kondansatör Yükü
C : Kapasite
AF : Audio Frequency, Ses Frekansı
KΩ : Kilo Ohm
SOD27 (D0-35) : Cam Kapsül Türü
RAM : Random Access Memory
ix
ŞEKİLLER DİZİNİ
USayfa No
Şekil 1. PIC16F628A’nın pin diyagramı .................................................................................... 3
Şekil 2. Motor sürücü devresi .................................................................................................... 6
Şekil 3 NPN ve PNP transistörleri sembolleri .......................................................................... 7
Şekil 4. BDX53 pin diyagramı ................................................................................................... 8
Şekil 5. BDX53’ün iç yapısı ...................................................................................................... 9
Şekil 6. Kutuplu kondansatör ve devre bağlantı şekilleri ......................................................... 11
Şekil 7. Kutupsuz kondansatör ve devre bağlantı şekilleri ...................................................... 11
Şekil 8. P ve N birleşmesi ve diyot sembolü ............................................................................ 12
Şekil 9. İdeal diyot karakteristik eğrisi ..................................................................................... 13
Şekil 10. Uygulamada kullanılan diyot karakteristik eğrisi ..................................................... 13
Şekil 11. 1N4007 diyotu ........................................................................................................... 14
Şekil 12. LED’in sembolü ........................................................................................................ 15
Şekil 13. Çeşitli renkte LED’ler ............................................................................................... 16
Şekil 14. Devre üzerindeki LED’lerin konumları .................................................................... 17
Şekil 15. Sabit direnç sembolleri .............................................................................................. 19
Şekil 16. Ayarlı direnç sembolleri ............................................................................................ 19
Şekil 17. PTC direnç ................................................................................................................ 19
Şekil 18. NTC direnç ................................................................................................................ 20
Şekil 19. Direnç çeşitleri 1 ....................................................................................................... 20
Şekil 20. 4 bandlı dirençler ...................................................................................................... 22
Şekil 21. 5 bandlı dirençler .................................................................................................... 22
Şekil 22. Ana devrede kullanılan anahtar ................................................................................. 23
Şekil 23. Anahtar devresi ......................................................................................................... 23
Şekil 24. DC motor ................................................................................................................. 24
Şekil 25. Oluşturulan motor ve tekerlek dizaynı .................................................................... 26
x
Şekil 26. Robotun motor sürme devresinin Proteus (ISIS) dizaynı ......................................... 26
Şekil 27. Robotun motor sürme(anakart) devresinin ARES dizaynı ....................................... 27
Şekil 28. Robotun anakartının baskı devresi ............................................................................ 27
Şekil 29. (a) Kapasitif mikrofon (b) Yükselteç kısmı .......................................................... 30
Şekil 30. 1N4148 diyodu .......................................................................................................... 32
Şekil 31. BC550 transistör ....................................................................................................... 33
Şekil 32. Statik karakteristik .................................................................................................. 35
Şekil 33. Transfer eğrisi ......................................................................................................... 35
Şekil 34. BC557 transistör ....................................................................................................... 36
Şekil 35. Trimpot ...................................................................................................................... 38
Şekil 36. Sensör devresinin Proteus(ISIS) dizaynı ................................................................. 38
Şekil 37. Sensör devresinin ARES dizaynı ............................................................................ 39
Şekil 38. Sensörlerin baskı devresi ........................................................................................ 39
Şekil 39. Robotun gövde kısmı ................................................................................................ 40
Şekil 40. Robotun beslemesi için pil yuvası .......................................................................... 40
Şekil 41. Sese yönelen robotun gerçeklenmiş hali (yandan görünümü) .................................. 41
Şekil 42. Sese yönelen robotun gerçeklenmiş hali (önden görünümü) .................................... 41
TABLOLAR DİZİNİ
Sayfa No
Tablo 1. PIC16F628A’nın pin özellikleri ............................................................................... 4-5
Tablo 2. Robotun hareket yönleri ............................................................................................... 6
Tablo 3. BDX53’ ün elektriksel karakteristikleri .................................................................. 9-10
Tablo 4. 1N4007 diyodunun elektriksel özellikleri .................................................................. 15
Tablo 5. Direnç renk kodları .................................................................................................. 21
Tablo 6. 1N4148 ‘in elektriksel karakteristikleri ................................................................ 32-33
Tablo 7. BC550 ‘nin elektriksel karakteristikleri ..................................................................... 34
Tablo 8. BC557 ’nin elektriksel karakteristikleri ................................................................ 36-37
Tablo 9. Karşılaştırma operatörleri .......................................................................................... 49
xi
1
1. GİRİŞ
Bu proje bir robot tasarımı uygulamasıdır. Projemizde PROTON IDE programı ile
kodları dizayn edilmiş küçük bir robot kontrol edilmiştir. Günümüzde robotların kontrolü
ile ilgili bir çok uygulama bulunmaktadır; çizgi izleyen, ışık izleyen, engelden kaçan, vs.
Biz bu projede sese yönelme algoritması üzerinde çalıştık. Robotun üzerinde 3 adet ses
algılayan sensör ve bu sensörlerden ana devreye kablo vasıtasıyla girişler sağlayan
terminaller bulunmaktadır.
Sese yönelen robot 3 adet mikrofonlu devre düzeneği ile etrafındaki sesleri algılar.
Kapasitif mikrofonların içerisindeki membran ses dalgaların algılanması ile titreşir.
Elektronik yükseltici devre bu titreşimleri elektrik sinyallerine dönüştürür. Elektrik
sinyalleri PIC16F628A mikrodenetleyicisine gönderilir. PIC16F628A mikrodenetleyicisine
yüklenmiş olan program ses sensörü devrelerinden alınan bu sinyalleri işleyerek sesi
kaynağının bulunduğu yönü tespit eder.
PIC16F628A mikrodenetleyicisinde yüklü olan program ile ses sensörlerinden
gelen sinyallerin işlenmesi sonucu belirlenen yöne hareketin sağlanması için
mikrodenetleyiciden motor sürücülere çıkış sinyalleri gönderilir. PIC16F628A
mikrodenetleyicisinden gönderilen bu çıkış sinyalleri BDX53 darlington transistörler ile
hazırlanan motor sürücü devresine gönderilir ve motorların sürüşü sağlanır.
2
2. ROBOTUN TASARIMI
2.1. Robotun Kart Kontrolu
Robotun mekanik parçalarının temini cok zor olmadığından ilk olarak robotun
kontrol kartının dizaynını yapmaya karar verdik. Bu kartın dizaynı sırasında pratik olarak
kullanabileceğimiz; ucuz, kolay bulunabilir ve ihtiyaçlarımızı en iyi şekilde karşılayan
özelliklere sahip malzemeler tercih ettik.
2.1.1. Mikroişlemci
Bu projede PIC16F628A kullanmaya karar verdik. Çünkü 16 adet I/O (giriş/çıkış)
pini bulunmaktadır. Ayrıca besleme ve toprak pinleri hariç tüm pinlerin birden fazla işlevi
vardır ve gerektiğinde bu pinler I/O olarak kullanılabilir. Bunlara ek olarak kolay
bulunabilir ve programlanması oldukça basit bir mikroişlemcidir.
Sensörlerin algıladığı ses bilgisi kontrol kartıyla iletişime geçerek PIC’i gerekli
gerilim seviyesini elde ederek çalıştırmalıdır. PIC için gerekli olan gerilim seviyesini
sensörlerde bulunan kapasitif mikrofonlar ses sinyalini elektriksel sinyale çevirerek sağlar.
Kontrol kartına sensörlerden dönüştürülmüş olarak gelen data yardımıyla çeşitli
PIC programlama dilleri kullanılarak programlanan pic sayesinde robotun kontrolu
sağlanır. Bu programlar java, pic basic, c, c++, c#... gibi bir çok programlama dilleri
olabilir. Biz bu projemizde robotumuzun kontrolunu sağlamak için PROTON IDE adlı
programı kullanarak C tabanlı bir yazılım oluşturduk. Ayrıca kodlamalar yapılırken lojik
programlama yapıldı.
3
16F628A’nın pin diyagramı Şekil 1.’deki gibidir:
Şekil 1. PIC 16F628A’nın pin diyagramı
Ayrıca kristal osilatör bağlantısı kurularak, çalışma frekansı oluşturulabilir. Çünkü
kristal osilatör, dijital entegre devreleri için sabit bir saat darbesi sağlamak için kullanılır.
Biz tasarımını yapmış olduğumuz robot devremizde 4MHz’lik bir kristal osilatörü
kullandık.
2.1.1.a PIC 16F628A’nın Özellikleri
* Çalışma gerilimi 3.0 V - 5.5 V 'tur.
* Çalışma hızı PIC16F84 ile aynıdır, 4 MHz ile 20 MHz aralığında çalışabilir.
* Elektriksel olarak yazılıp silinebilir.
* PIC16F84 ten farklı olarak 2Kx14 word lük Flash program belleği vardır.
* Ram belleği 224x8 byte, EEPROM veri belleği ise 128 byte 'tır.
* PIC16F628 'in data belleği 4 bank 'a ayrılmıştır ve bu bank 'larda genel amaçlı registerler
ve özel fonksiyon registerleri bulunur.
* PIC16F628 kendi iç RC osilatörüne sahiptir.
* 16 I/O pininin 8 tanesi A portu 8 tanesi de B portudur. [1,2]
4
PIC16F628 mikro denetleyicisinin pin özellikleri Tablo 1.’de verilmiştir.
Tablo 1. 16F628A’nın pin özellikleri
PİN ADI ÖZELLİKLER
RA0/AN0-RA1/AN1 Port A 'nın iki yönlü digital I/O pinleri/ Analog komparatör
girişleri
RA2/AN2/Vref Port A 'nın iki yönlü digital I/O pini/ Analog komparatör girişi/
Vref girişi
RA3/AN3/CMP1 Port A 'nın digital I/O pini/ Analog komparatör girişi/ Komparatör
çıkışı
RA4/T0CKI/CMP2 Port A 'nın digital I/O pini/ TIMER1 harici clock girişi /
Komparatör çıkışı
RA5/MCLR/THV Port A 'nın digital I/O pini / Reset girişi ya da programlama
sırasında gerilim giriş ucu/ THV girişi
RA6/OSC1/CLKOUT Port A 'nın digital I/O pini / kristal osilatör girişi
RA7/OSC2/CLKOUT Port A 'nın digital I/O pini / kristal osilatör girişi / harici clock
girişi
RB0/INT Port B 'nin digital I/O pini / Harici kesme girişi
RB1/RX/DT Port B 'nin digital I/O pini / USART veri alış pini/ senkronize data
I/O pini
RB2/TX/CK Port B 'nin digital I/O pini / USART veri gönderme pini/
Senkronize clock I/O pini
RB3/CCP1 Port B 'nin digital I/O pini / Capture-Compare - PWM I/O
5
RB4/PGM Port B 'nin digital I/O pini / düşük gerilim programlama giriş pini.
Pin 'deki seviye değişikliği SLEEP moduna giren PIC 'i uyandırır.
RB5 Port B 'nin digital I/O pini / Pin 'deki seviye değişikliği SLEEP
moduna giren PIC 'i uyandırır.
RB6/T1OSO/T1CKI Port B 'nin digital I/O pini / Timer osilatör çıkışı / Timer1 clock
girişi
RB7/T1OSI Port B 'nin digital I/O pini / Timer1 osilatör çıkışı
Vss Güç kaynağının GND ucunun bağlanacağı pin
Vdd Güç kaynağının pozitif ucunun bağlanacağı pin
2.1.2 Motor Sürme Devresi
Tasarımını yapmış olduğumuz robot iki adet 12V ‘luk DC motora sahiptir. Bu
motorların çalışması için motor sürücü devresi gerekmektedir. Motor sürme devreleri
genellikle L293D entegresi gibi devreler kullanılarak oluşturulur. Ancak biz robotumuz
için BDX53 güç transistörleri kullanarak motor sürme devresi tasarladık. Bu devreyi
kullanarak PIC’ten gelen komutlarla motorların kontrolünü sağladık.
Robotumuz için güç transistörleri ile oluşturmuş olduğumuz devre motorların
çalışması için yeterli olmuştur. PIC’in iki çıkış bacağı transistörlerin bazına 1K’lık
dirençler ile bağlanmıştır. Bu bağlantı ile PIC üzerinden gelen sinyaller motorların
kontrolünü sağlar ayrıca motorların beslemesi, PIC’in besleme bacağının transistörlerin
emetör bacağına bağlanması ile sağlanır. Böylece motorların çalışması ile robotun üç
yönde ilerlemesi sağlanabilir; sağa, sola, ileri. PIC’in RB0 ve RB1 bacaklarından gelen
işaretlere göre robotun aldığı yönler Tablo 2.’deki gibidir:
6
Tablo 2. Robotun hareket yönleri
RB0 RB1 YÖN
0 0 Durur
0 1 Sola gider
1 0 Sağa gider
1 1 İleri gider
Darlington transistörler ile oluşturmuş olduğumuz motor sürücü devremizin şekli
Şekil 2.’de gösterilmiştir.
Şekil 2. Motor sürücü devresi
Şekil 2.’de görülen motor sürücü devremizde NPN güç transistörleri anahtar olarak
kullanılmıştır. Bu transistör modeli devre için gerekli olan akıma bağlı olarak seçilir.
5A’den küçük akımlar için BC108 tipi transistör kullanılır. [3]
Motor sürücü devremizde kullanmış olduğumuz elemanlar şunlardır:
7
-3 adet 100 nF kondansatör
-2 tane 1K direnç
-1 adet 330ohm direnç
-1 adet 4.7K direnç
-2 adet BDX53 darlington transistör
-2 adet 1N4007 diyot
-1 adet anahtar
- 3 adet LED
- 1 adet 100µF 16 V kondansatör
2.1.2.1 Transistör
Transistörler diyotlarda olduğu gibi P ve N eklemlerinden oluşmaktadır. Genellikle
transistör yapısı iki N bir ya da iki P bir N tipi malzemelerden oluşan 3 katmanlı bir yarı
iletken elektronik devre elemanıdır. Bu yapılardan birincisine NPN diğerine ise PNP
transistör adı verilmektedir. Bu yapılar devre içerisinde aşağıdaki Şekil 3.’de olduğu
gibidir.
Şekil 3. NPN ve PNP transistör sembolleri
Baz, kollektör ve emetör uçları bulunmaktadır. Transistör iletim, tıkama ve doyum
olmak üzere üç ana bölgede çalışır. Aktif bölgede emetör-baz eklemi iletim yönünde
kollektör baz eklemi ise tıkama yönünde kutuplanır. Doyum bölgesinde emetör-baz ve
8
kollektör-baz eklemlerinin ikiside iletim yönünde kutuplanır. Tıkama bölgesinde ise her
iki eklemde tıkama yönünde kutuplanır. Özet olarak transistörler baz ve emetör uçlarına
verilen küçük çaptaki akımlarla kolektör ile emetör uçları arasından geçen akımları kontrol
ederler. Baz ve emetör arasına verilen akımın az bir kısmı baz ucundan geri kalan büyük
bir kısmı emetör üzerinden tamamlanır. Transistörler genellikle yükseltme işlemi
yaptıklarından çoğu devrede yükselteç görevi üstlenirler. Ayrıca anahtarlama elemanı
olarak kullanıldığı durumlarda mevcuttur.[4,5,8]
Biz de bu projemizin motor sürme devresinde hızlı anahtarlama yapabilen darlington
güç transistörleri yani BDX53’ü kullandık. BDX53’ü seçmemizdeki amaç küçük akımlar
ile çalışıyor olmasıdır.
2.1.2.1.a BDX53’ün Fiziki Yapısı
Şekil 4. BDX53 pin diyagramı
Şekil 4.’de olduğu gibi BDX53’ün emetör, baz ve kollektor bacaklarının hangi pinler
olduğu görülmektedir ve bu şekle göre devreye bağlantısı yapılmıştır. Ayrıca iç yapısıda
Şekil 5.’deki gibidir.
9
Şekil 5. BDX53’ün iç yapısı
2.1.2.1.b BDX53’ün Özellikleri ve Karakteristikleri
-25° C oda sıcaklığında 60 W güç harcar,
-Sürekli kollektör akımı 8A’dir,
-3V ve 3A’ de minimum akım kazancı(hFE) 750’dir.
25° C oda sıcaklığında BDX53’ün elektriksel karakteristikleri Tablo 3.’de belirtilmştir.[7]
Tablo 3. BDX53’ün Elektriksel karakteristikleri
Parametre Test
Koşulları
MİN MAX BİRİM
VCEO (kollektör-
emetör kırılma
gerilimi)
IC=100 mA
IB=0
45 V
ICO (kollektör –emetör
kesim akımı)
VCE=30V
IB=0
0.5 mA
ICBO(kollektör kesim VCB=45V 0.2 mA
10
akımı) IE=0
IEBO(emetör kesim
akımı)
VEB=5V
IC=0
2 mA
hFE(ileri akım
dönüşüm oranı)
VCE=3V
IC=3 A
750
VBE(SAT)(Baz emetör
doyma gerilimi)
IB=12mA
IC=3A
2.5 V
VCE(SAT)(Kollektör –
emetör doyma
gerilimi)
IB=12mA
IC=3A
2 V
VEC(Paralel diyot
iletim gerilimi)
IE=3A
IB=0
2.5 V
2.1.2.2. Kondansatör
Kondansatör, iki iletken plaka arasına dielektrik malzeme yerleştirilmesi ile oluşturulan
pasif bir devre elemanıdır. Genellikle elektrik depolamaya yarayan yönleryile bilinirler.
Kondansatöre doğru akım uygulandığında kondansatör dolmaya başlar ve bu durumda
akım aktığı için iletimdedir, dolduğu anda artık akım akmadığı için tıkamada gibi çalışır.
Alternatif akım uygulandığında ise akımın yönü devamlı değiştiği için kondansatör
devamlı iletimdedir. Kondansatörün birimi "Farat" 'tir ve "F" ile gösterilir. Faratın
altbirimleri Mikro farat (uF), Nano farat (nF) ve Piko farattir (pF). 1 F = 1,000,000 uF, 1
uF = 1,000 nF, 1 nF = 1,000 pF.
Bu projenin motor sürücü devresinde 3 adet 100nF ‘lık kutupsuz kondansatör
kullanılmıştır. Ayrıca bir adet 100µF 16V’luk kutuplu kapasite kullanılmıştır.Bu
kondansatörlerin devre bağlantı şekilleri Şekil 6. ve Şekil 7.’da gösterilmiştir.[8]
11
2.1.2.2 a Kutuplu Kondansatör
Bu tür kondansatörler üretimleri esnasında kutuplu olarak tasarlanırlar. Bir ‘+’ ve
bir ‘-’ olmak üzere iki ucu bulunmaktadır. Devreye bağlantı şekline dikkat edilmelidir.
Çünkü ters bağlama durumunda kondansatörler patlar. Şekil 6.’da bu tip kondansatörlerin
devre bağlantı şekillerini görmekteyiz.[8]
Şekil 6. Kutuplu kondansatör ve devre bağlantı şekilleri
2.1.2.2.b Kutupsuz Kondansatör
Kutupsuz kondansatörler devreye bağlantı durumu hiçbir önem taşımayan rastgele
bağlanabilen elektronik eleman çeşitlerinden bir tanesidir. Üretiminde seramik ve mika
gibi dielektrik malzemeler kullanılır. Bu malzemelere göre değeri değişkenlik gösterebilir.
Şekil 7.’de devre bağlantı şekilleri görülmektedir. [8]
Şekil 7. Kutupsuz kondansatör ve devre bağlantı şekilleri
12
2.1.2.3. Diyot
Şekil 8. P ve N birleşmesi ve diyot sembolü
Diyot elektrik akımını bir yönde geçiren diğer yönde ise geçirmeyen bir elektronik
devre elemanıdır. Diyot P ve N kutuplarından oluşur. Diyotun P kutbuna "Anot", N
kutbuna da "Katot" adı verilir. Genellikle doğrultma devrelerinde alternatif akımı doğru
akıma çevirmek için kullanılır. Diyot N tipi madde ile P tipi maddenin birleşiminden
meydana gelmektedir . Birleşme esnasında P tipi maddedeki delikler ile N tipi maddedeki
elektronlar iki maddenin birleşim noktasında buluşarak birbirlerini nötrlerler ve burada
"Nötr" bir bölge oluştururlar. Şekil 8.’de bu durum görülmektedir. İdeal diyodun elde
edilmesi pratikte imkansızdır. Pratikte diyoda ileri yönde polarlama uygulandığında hemen
iletime geçmez. Bunun nedeni gerilim seddinin ancak belli bir gerilim değerinde
aşılabilmesidir. Ters yönde polarlama uygulandığında ise diyot tam manasıyla yalıtkan
değildir, çok küçük de olsa bir sızıntı akımı geçer. Bu durumları anlatan diyot özeğrileri
Şekil 9. ve Şekil 10.’da görüldüğü gibidir.[4,5,6]
13
Şekil 9. İdeal diyot karakteristik eğrisi
Şekil 10. Uygulamada kullanılan diyot karakteristik eğrisi
2.1.2.3.a Doğru polarlama: Diyodun anot ve katot uçlarına gerilim
uygulandığında P tipi maddedeki delikler anot tarafından, N tipi maddedeki elektronlar da
katot tarafından itilirler. Bu durumda nötr bölge ortadan kalkar ve ‘-‘ kutuptan ‘+’ kutuba
elektron akmaya başlar. Yani diyot iletime geçer. Fakat diyot nötr kısmı aşmak için diyot
14
üzerinde 0.6 Voltluk bir gerilim düşümü meydana gelir. Bu gerilim düşümü Silisyumlu
diyotlarda 0.6 Volt, Germanyum diyotlarda ise 0.2 Volttur. Bu gerilime diyotun "Eşik
Gerilimi" adı verilir. Birde diyot üzerinde fazla akım geçirildiğinde diyot zarar görüp
bozulabilir. Diyot üzerinden geçen akımın düşürülmesi için devreye bir de seri direnç
bağlanmıştır. İdeal diyotta bu gerilim düşümü ve sızıntı akımı yoktur. [5,6,14]
2.1.2.3.b Ters polarlama: Diyotun kutuplarına gerilim uygulandığında N tipi
maddedeki elektronlar katot kutbu tarafından, P tipi maddedeki delikler anot kutbu
tarafından çekilirler. Bu durumda ortadaki nötr bölge genişler, yani diyot tıkamaya geçer.
Fakat diyota ters gerilim uydulandığında diyot yalıtımda iken çok küçük derecede bir akım
geçer. Bunada "Sızıntı Akımı" adı verilir. Bu istenmeyen bir durumdur. [5,6,14]
Robot tasarımında kullanılan motor sürücü devrelerinde iki adet 1N4007 diyodu (Şekil
10.) kullanılmıştır. Burada diyot kullanılmasındaki amaç güç transistörlerini motorun
üretmiş olduğu geri EMK’ dan korumak içindir.
2.1.2.3.c 1N4007 Diyodu ve Özellikleri
Şekil 11. 1N4007 Diyodu
- Şekil 11.’de görülen 1N4007 diyotunun mekanik özellikleri şu şekilde sıralanır:
* Şekil verilebilir,
* Ağırlığı yaklaşık olarak 0.4 gramdır,
*Bütün iç yüzeyi paslanmaya karşı dayanıklıdır ve uçları kurşun olduğu için kolay
lehimlenebilirdir,
15
*Maksimum 220°C ‘de ve 10s içerisinde lehimi yapılmalıdır,
*Dış kısmı plastik bir malzeme ile kaplıdır,
*Katot ucuna koyulan polarite bandı ile kutbu belirlenir.[11]
-Elektriksel özelliklerini de Tablo 4.’den görebilmekteyiz:
Tablo 4. 1N4007 diyodunun elektriksel özellikleri
Standartlar Sembol Tip Max. Birim
Maksimum anlık iletim gerilimi
(iF=1A, TJ=25°C) VF 0.93 1.1 Volt
Maksimum ortalama iletim gerilimi
(iO=1A, TL=75°C ) VF(AV) - 0.8 Volt
Maksimum tıkama akımı
(TJ=25°C,
TJ=100°C)
IR 0.05
1
10
50 µA
Maksimum ortalama tıkama akımı
(IO=1A,TL=75°C) IR(AV) - 30 µA
2.1.2.4. LED(Ligth Emitting Diode)
Işık yayan bir diyot türüdür. LED doğru polarlama altında çalışır ve içinden 10 mA
civarında akım geçtiğinde ışık yayar. LED’in sembolü Şekil 12.’de görülmektedir.
Şekil 12. LED’in sembolü
LED’in uçlarına doğru yönde polarlama uygulandığında, P maddesindeki oyuklar
ve N maddesindeki elektronlar birleşim yüzeyine doğru hareket ederler ve burada oyuklar
ile elektronlar birleşir. Bu birleşme sırasında meydana gelen enerji ışık olarak açığa çıkar.
16
Bu ışığın gözle görülebilmesi için LED diyodun birleşme yüzeyine Galyum Arsenik
maddesi katılmıştır. LED’lerin bir ucu uzun diğer ucu ise kısadır. Uzun olan uç anot kısa
olan uç ise katottur.[8,14]
-LED’in Özellikleri:
• LED’ler yarı iletken malzemelerdir,
• Ana maddeleri silikondur,
• Üzerinden akım geçtiğinde foton açığa çıkararak ışık verirler,
• Farklı açılarda ışık verecek şekilde üretilmektedirler,
• Ledlerin gerilim-akım grafikleri üsteldir. Uygun çalışma noktasındayken
ledin üzerindeki küçük bir gerilim değişimi büyük bir akım değişimine
neden olur. Yüksek akım nedeniyle bozulmaması için ledlere seri bir akım
sınırlama direnci bağlanır. Böylece hassas olmayan gerilim aralıklarında
ledin bozulması engellenir.
• Ledler tıpkı bir zener diyot gibi üzerinde sabit bir gerilim düşürür.
Ayrıca ;
*Kırmızı LED =2.20V
*Yeşil LED =3.30V
*Mavi ve Beyaz LED =3.4V gerilim ile çalışır. Renklerine göre bazı LED çeşitleri Şekil
13.’de görülmektedir.
Şekil 13. Çeşitli renkte ledler
Biz projemizin bu kısmında üç adet kırmızı led kullandık. Bu ledlerden motora
bağlı iki tanesi sinyalin hangi taraftan alındığına bağlı olarak çalışır. Yani sinyal soldan
geldiğinde soldaki motor durup sağdaki motor çalıştığı için sağdaki led yanar, sinyal
17
sağdan geldiğinde ise sağdaki motor durup soldaki motor çalıştığı için soldaki led yanar,
eğer sinyal öndeki sensörden algılanırsa her iki motorda çalışacağından her iki led de
yanar. Devremizde yer alan diğer üçüncü led ise ana devre üzerinde bulunan anahtarın
ON/OFF konumuna bağlı olarak çalışır. Eğer anahtar ON konumunda ise led yanar, OFF
konumunda ise led sönük durumdadır. Motor sürme devresi üzerinde bulunan bu
LED’lerin konumları Şekil 14.’da görülmektedir.
Şekil 14. Devre üzerindeki led’lerin konumları
2.1.2.5. Direnç
Direnç elektrik devrelerinde akımı sınırlayan ve gerilimi bölen bir elemandır.
Direncin birimi ohm(Ω) dur. Dirençler 1 ohmdan daha küçük değerlerden 100
megaohmdan daha büyük değerlere kadar geniş bir yelpazede çeşitli omik değerlerde
üretilmektedir.’R’ sembolü ile gösterilir. İki önemli parametresi vardır biri direncin omik
değeri ikincisi ise gücüdür. Direncin omik değeri elektrik akımına gösterilen zorluğu
18
belirler. Direncin içinden geçen akım ısınmaya yol açar. Direncin dayanabileceği ısı
miktarı direncin gücü ile bağlantılıdır, direncin gücünün birimi de Watt(W) ‘tır. [4,8,9,14]
Dikkesit alanı S (metrekare), uzunluğu L (metre) ve özdirenci ρ (ohm.metre) olan
bir iletkenin direnci (1) numaralı formül kullanılarak hesaplanır.
R=(L*ρ)/S (1)
Bir U gerilimi R büyüklüğünde bir dirence uygulandığında Ohm Kanununa göre
direnç üzerinden geçecek olan I akımı (2) numaralı formül kullanılarak hesaplanır.
I=U/R (2)
Direnç üzerinde harcanan güç ise (3) ve (4) numaralı formüller ile hesaplanır.
P=U*I (3)
P=I2*R (4)
2.1.2.5.a Direnç Türleri
Dirençler elektrik alanında güçlerine göre ikiye ayrılır;
1. Büyük güç ( 2W’ın üzerindeki dirençler )
2. Küçük güç ( 2W’ın altındaki dirençler)
Ayrıca kullanım gereksinimlerine göre dirençler farklı biçim yapı ve güçlerde üretilirler:
a. Sabit direnç: Değeri değişmeyen devre elemanıdır. Bu tür dirençlerin değer
hassasiyetleri yüksektir. Şekil 15.’de sembolleri görülmektedir.
19
Şekil 15. Sabit direnç sembolleri
b. Ayarlı direnç: Değeri değişebilen ve hassasiyetin çok önemli olmadığı direnç
türüdür. Şekil 16.’de devre içerisindeki sembolleri görülmektedir.
(a) Potansiyometre (b) Reosta
Şekil 16. Ayarlı direnç sembolleri
c. Termistör: Isı etkisi ile değeri değişen dirençtir. İkiye ayrılır:
• PTC direnç (Positive Temperature Coefficient): Isı etkisi ile değeri artan
dirençtir.
Şekil 17. PTC direnç
20
• NTC direnç (Negative Temperature Coefficient): Isı etkisi ile değeri
düşen dirençtir.
Şekil 18. NTC direnç
d. Foto direnç : Işığın etkisiyle değeri değişen dirençtir. Üzerine ışık düşüyorsa
direnç değeri azalır, üzerine ışık düşmüyorsa direnç değeri artar.[8]
Şekil 19. Direnç çeşitleri
Şekil 19.’de de görüldüğü gibi dirençlerin değerleri üzerlerine renk kodları ile
yazılırlar.
2.1.2.5.b Direnç Renk Kodları
Dirençlerin omik değerleri ya üzerinde rakamlara yazılıdır ya da renk kodları ile
belirtilmiştir. Direnç değerlerinin renk kodlarıyla belirtilmesi yaygın olarak kullanılan bir
yöntemdir. Bu yöntemde direncin üzerinde çeşitli renklerde bantlar vardır ve bu renklere
bakılarak direncin omik değeri ve toleransı bulunur.
Uygulamada 4 bandlı ve 5 bandlı dirençler bulunmaktadır. Şimdi sırasıyla bu iki tip
dirençlerde renk kodlarıyla direnç değerinin ve toleransının okunmasını inceleyelim.
21
Hemen belirtelim ki bandlar okunurken direnç ucuna en yakın olan banddan
başlanır ve bu birinci banddır.
Tablo 5. Direnç renk kodları
RENK DEĞER ÇARPAN TOLERANS
4-Bandlı Dirençler 1. ve 2. Bandlar 3.Band 4.Band
5-Bandlı Dirençler 1.,2. ve 3. Bandlar 4.Band 5.Band
SİYAH 0 1 ±%20
KAHVERENGİ 1 10 ±%1
KIRMIZI 2 100 ±%2
TURUNCU 3 1000 ±%3
SARI 4 10000 -0,+%100
YEŞİL 5 100000 ±%0.5
MAVİ 6 1000000 ±%0.25
MOR 7 10000000 ±%0.1
GRİ 8 100000000 ±%0.05
BEYAZ 9 1000000000 ±%10
GÜMÜŞ - 0.01 ±%10
ALTIN - 0.1 ±%5
22
Şekil 20. 4-Bandlı dirençler Şekil 21. 5-Bandlı dirençler
Dört Bantlı Dirençler: Birinci ve ikinci bandlar sayısal değerleri, üçüncü band çarpanı ve
dördüncü band toleransı gösterir.
Beş Bantlı Dirençler: Birinci, ikinci ve üçüncü bandlar sayısal değerleri, dördüncü band
çarpanı ve beşinci band toleransı gösterir.[9]
Şekil 20. ve Şekil 21.’de bu dirençlerin band numaralandırmaları gösterilmiştir.
Robot tasarımının ana kartında (motor sürme devresi) 2 adet 1K’lık ve 1 adet
4.7K’lık değerlerde toplam üç adet direnç kullanıldı.
2.1.2.6. Anahtar
Elektrik devrelerinde el ile kumanda edilerek enerjiyi ani olarak açma ve kapama
görevi yapan devre elemanıdır. Anahtarların genellikle yalıtkan kısımları bakalit, sert
plastik ve porselenden iletken kısımları ise nikel kaplı pirinçten yapılır. Bizde robotumuzda
aşağıdaki şekildeki gibi bir anahtar kullandık. Robot ana kartında enerji kesme ve açmak
için kullanılan anahtar Şekil 22.’de gösterilmektedir. [14]
23
Şekil 22. Ana devrede kullanılan anahtar
Ayrıca devremizde kullanmış olduğumuz anahtar devremiz aşağıda görüldüğü gibidir:
Şekil 23. Anahtar devresi
Robotumuz mekaniğine ait olan anahtar ON olduğunda robot çalışmaya başlar ve
anakart üzerinde anahtar devresine (Şekil 23.) bağlı olan LED(kırmızı) anahtar ON
konumunda kaldığı sürece sürekli yanar, anahtar konumu OFF olduğunda robot komutları
algılamaz yani çalışmaz. Bu durumda ise LED’imiz sönük durumdadır.
2.1.3. Motorlar
Elektrik motorları elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmektedirler. Genel
olarak çok çeşitli elektrik motorları bulunmaktadır. Elektrik motorlarını, çalışma
prensiplerini göz önünde bulundurarak doğru akımla çalışan (DC) ve alternatif akımla
çalışan (AC) olmak üzere iki gruba ayırabiliriz. Bu projemizde robotun hareketini
sağlamak için kullanmış olduğumuz motor türü Şekil 24.’de de gördüğümüz gibi DC
motordur.
24
Şekil 24. DC motor
DC Motorlar robotik uygulamalarda ve endüstriyel alanda sıklıkla
kullanılmaktadırlar. Maliyetleri azdır ve boyutları küçüktür. Genel olarak 1.5 V ile 100V
arasında çalışabilirler. 6V,12V ve 24V motorlar çok yaygın olarak bulunmaktadır. Birkaç
bin RPM den on binlerce RPM e kadar çalıştırılabilirler. 12V ve daha küçük motorlar
yapısına göre birkaç yüz mili amperden birkaç mili ampere kadar akım çekebilirler.[8,9,12]
DC motorların genel özellikleri:
- Yüksek hız
- Düşük tork
- Ters yönde kullanım
- Sürekli hareket olarak sıralanabilir.
Ayrıca DC motorların robotlarda kullanımına dair temel özellikleri şunlardır:
Yön : DC motorların yönü akımın yönüne göre değişim gösterir. Akımın yönü tersse
motorun dönüş yönüde terstir.
Hız: Motorun hızı voltaja ve yüke bağlıdır ve hızı rpm birimi ile ölçülür. Voltaj ve yüke
bağlı motorun hızı ile ilgili iki durum söz konusudur. İlki, yükün olmadığı ya da sabit bir
yükün olduğu durum, bu durumda motorun hızı voltaja bağlı olarak değişir. İkincisi ise
motora binen yükün zamana ve gerçekleştirilen göreve göre değişen durumdur. Bu
durumda motorun hızı yüke bağlı olacak yük arttığı zaman uygulanan güç artacağından hız
azalacaktır.
25
Voltaj: DC motorlar için belirtilen voltaj değerleri motorların kendi çalıştığı sabit voltaj
değeridir. Kullanımında bu voltaj değeri DC motora verilecek maksimum çalışma voltajı
için önemlidir.
Akım: DC motorlarda çekilen akım yüke bağlıdır. Yük arttıkça akımda artar. DC motor
maksimum akım sınırının aşılabileceği bir yükde çalıştırılmamalıdır bu durum göz ardı
edildiğinde motor yanabilir. Genel olarak DC motorların uygulama akım aralığı 50mA den
başlayıp 2A ‘e kadar çıkabilir.
Tork: Tork motorun dönme momentidir. Tork terimi motorun gücünü belirler, torku
yüksek olan motor düşük olana göre daha güçlüdür. Bir motorun torku elektriksel ve
mekanik karakteristiklerine ve motor şaftının yarıçapına bağlıdır. Ayrıca tork motora
bağlanan dişli kutularıyla(redüktör) değiştirilebilir. Dişli kutuları hızın azaltılmasını ve
gücün artırılmasını sağlar.[3,10]
Biz de bu projede robotumuzun hareketini sağlayabilmek için kullanmış olduğumuz
motor redüktörlü 12 V ‘luk doğru akım motorudur. Motor tasarımı yapılırken robotun
yürümesi için 4 adet tekerlek kullanılmıştır. Bu tekerlekler kullanılmayan oyuncak
arabalardan temin edilerek robotun motorlarına bağlanmıştır. Oluşturulan tekerlek motor
tasarımı Şekil 25.’de görüldüğü gibidir.
26
Şekil 25. Oluşturulan motor ve tekerlek dizaynı
Özetleyecek olursak robotun ana kart kontrol devresi için PIC16F628A, darlington
transistörlerden oluşan motor sürme devresi ve bu devrenin kontrol ettiği redüktörlü DC
motorlar kullanılmıştır. Devre, öncelikle çalışıp çalışmadığı kontrolunu daha rahat
sağlamak amacıyla board üzerinde kuruldu. Daha sonra Proteus programı ile ISIS’de
devrenin dizaynı Şekil 26.’deki gibi oluşturuldu.
Şekil 26. Robotun motor sürme devresinin proteus(ISIS) dizaynı
27
Devre çiziminin ISIS’deki aşaması tamamlandıktan sonra ARES’te devre
baskısının alınması için gerekli düzenlemeler yapıldı ve baskı çizimi aşağıdaki Şekil
27.’daki gibidir.
Şekil 27. Robotun motor sürme (anakart) devresinin ARES dizaynı
Devrenin ARES’teki baskı çizimi tamamlandıktan sonra ana kart kontrol devresi,
alınan lazer çıktı yardımıyla bakır dokuma plaket üzerine oluşturuldu ve elemanlar yapılan
baskı yollar üzerindeki deliklere lehimlenerek devre Şekil 28.’deki gibi tamamlandı.
Şekil 28. Robotun anakartının baskı devresi
28
2.2. Robotun Sensör Kontrolu
Robotun ana kart kontrol devresi tamamlandıktan sonra robotun sağında, solunda
ve önünde konumladırılacak olan sensör devrelerinin dizaynı oluşturuldu. Robotumuzda üç
adet ses sensörü devresi kullanılmıştır. Bu devrelerin yapımı sırasında kullanılacak olan
malzemelerin temini esnasında bize en pratik ve en uygun çözümler sunabilecek elemanlar
seçildi. Robot sensör devrelerinde kullanılan malzemelerin listesi aşağıdaki gibidir:
- 3 adet kapasitif mikrofon
- 6 adet 100nF kondansatör
- 9 adet 10K direnç
- 3 adet 1K direnç
- 3 adet 4.7K direnç
- 3 adet 1M direnç
- 3 adet 47K trimpot
- 3 adet LED
- 3 adet 1N4148 diyot
- 6 adet BC550 transistör
- 3 adet BC557 transistör
2.2.1. Mikrofon
Ses dalgalarını elektriksel titreşimlere çeviren özel cihazlara mikrofon denir. İnsan
kulağının 20Hz ile 20kHz arasındaki sesleri duyduğunu biliyoruz. İnsan kulağının bu
sesleri duyabilmesi için, havaya etki yapacak bir kuvvet gerekmektedir. Çünkü havaya
yapılacak etki sonucunda hava sıkışacak veya gevşeyecektir. Bu durum kulağımızın
diyaframına basınç yaparak titreşmesine neden olacak ve bu titreşimde kulak yapısı içinde
ses olarak algılanacaktır.
Mikrofonlarda aynı kulakta olduğu gibi, içlerindeki diyaframa herhangi bir basınç
sonucu çarpan havanın etkisi ile, diyaframın titreşmesi sonucunda çıkışlarında küçük
gerilimler elde edilen cihazlardır. Diyaframın titreşmesi ile gerilimin nasıl elde edileceği
ise mikrofonun cinsini belirler. Buradan anlaşılacağı gibi bir çok mikrofon çeşidi vardır.
29
-Dinamik Mikrofonlar
-Kapasitif Mikrofonlar
-Kristal Mikrofonlar
-Şerit Mikrofonlar
-Karbon Mikrofonlar
Başlıkları altında sınıflandırılırlar.
Değişik frekanslı sesler uygun mikrofon ve elektronik devrelerle yakalanarak,
seçilerek, filtre edilerek, daha sonra işlenirler. Böylece değişik ses veya sözcüklerle bir
robot kumanda edilebilir.
Sese yönelen robot sensörü için 3 direksiyonel mikrofona ihtiyaç vardır.
Mikrofonlar birbirlerine yeteri kadar uzak mesafelere yerleştirilirler. Bir mikrofona direk
gelen ses, ötekine daha eğik gelsinki, mikrofonlar sesi değişik frekanslarda algılayabilsin,
yada sadece sesin direk olarak geldiği mikrofon algılayabilsin. Bu yüzden biz robot sensör
devresi tasarımı için geniş bir frekans karakteristiğine sahip olan kapasitif mikrofon
kullandık. [8]
2.2.1.a Kapasitif Mikrofon
Kapasitif mikrofonlar iki kondansatör plakasından oluşmaktadır. Robot
yapımlarında kullanım için DC akım ile beslendiklerinden ve boyutlarının küçük
olmasından dolayı tercih edilirler. Bu mikrofonların frekans karakteristiği 50-15000 Hz
arasındadır. Parazit oranları yani distorsiyonları az empedansları yüksek olduğundan
yüksek kalite istenilen yerlerde kullanılırlar. Bu avantajlarının yanında dezavantajlarıda
bulunmaktadır. Bunlar :
*Diğer mikrofonlardan farklı olarak, bir besleme kaynağına ihtiyacı vardır.
*Yükselteç ile mikrofon arası kablonun kapasitif etkisi mikrofon kapasitesini
etkileyerek parazite neden olur. Bu etkiyi azaltmak amacıyla mikrofon içerisine bir
yükselteç koyulur.[8,14]
30
Şekil 29. (a) Kapasitif mikrofon
(b) Yükselteç kısmı
2.2.1.b Kapasitif Mikrofonun Yapısı ve Çalışma Prensibi
Yapısında bulunan iki kondansatör plaka arasında Şekil 29. (a) 'da gösterildiği gibi
dielektik malzeme ya da hava aralığı olabilir. Kapasitif mikrofonun çalışması,
kondansatörlerin kapasitif özellikleri esasına göre sağlanır.
Bir kondansatörün iki plakası arasındaki gerilim (5) numaralı formül ile verilir.
V=Q/C (5)
Burada Q kondansatörün yükü, C ise kapasite değeridir.
Algılanan ses basıncı plakaları titreştirir bu titreşimin etkisiyle plakalar arasındaki
kapasite değeri değişir. Dolayısıyla farklı değerlerde gerilim üretilir. Yani titreşim yapan
diyafram sayesinde kondansatör plakaları arasında ses frekansına uygun bir gerilim (AF-
AC, ses frekansı AC değişimi) üretilir. Bu gerilim mikrofonun özel yükseltecinde
kuvvetlendirilerek asıl yükseltece iletilir.
31
Ancak mikrofondan çıkan sinyaller direk olarak ses frekansı yükseltecine götürülürse,
büyük direnç etkisiyle mikrofon uçları çok zayıf AF-AC işareti dahada zayıflayacağından
mikrofon uçları açıkmış gibi davranır. Bu etki nedeniyle kablo iletkenlerinin arasında ve
toprağa karşı kapasite oluşacağından, elektrostatik ve elektromagnetik etkileşimle, ses
frekansı bir takım parazitler etkisinde kalabilecektir. Bu nedenle, mikrofon gövdesi
içerisine bir yükselteç koyulur.
Şekil 29. (b) 'de mikrofon özel yükselteci görülmektedir. Mikrofona gelen kablo,
mikrofonun ve yükseltecin DC gerilimini taşıyacak ve "AF-AC" iletimini sağlayacak
şekilde 4 iletkenli olacaktır.
Plakalar arası gerilim değişimi, kuplaj kondansatörü üzerinden transistöre gelmekte ve
burada kuvvetlendirildikten sonra empedans uyumluluğu sağlayan bir transformatör
üzerinden asıl yükseltece verilmektedir. Böylece analog ses sinyali elektriksel sinyale
dönüştürülmüş olur.
Yani kapasitif mikrofon kullanılarak yapılan ses sensörü devresinde kullanılan
kondansatörler devrede oluşan manyetiksel ve elektriksel paraziti uzaklaştırmak için
kullanılır. Devre üzerindeki transistorler yükselteç görevinde kullanılmıştır. Ses devresi
üzerindeki trimpotlar mikrofonun hassasiyetinin arttırıp azaltmak için kullanılır. [8,14]
2.2.2. 1N4148 Diyot
1N4148 diyodu planar teknolojisinde yüksek hız anahtarlama diyodu olarak bilinir ve
SOD27(DO-35) cam kapsül ile hava geçirmeyecek bir şekilde kaplanmıştır. Sensör
devremiz içinde yüksek anahtarlama özelliği dolayısıyla seçilmiştir. Şekil 30.’da
diyodumuzun şekli görülmektedir. [13]
32
Şekil 30. 1N4148 diyodu
Özellikleri:
• Hava geçirmez cam kapsül ile kaplıdır.
• Yüksek anahtarlama hızına sahiptir. Max=4ns
• Tıkama gerilimi genellikle Max=75V
• Tekrar eden tıkama tepe gerilimi Max=100V
• Tekrar eden iletim tepe akımı Max=450mA
2.2.2.a Elektriksel Karakteristikleri
25°C oda sıcaklığında Tablo 6.’da diyodun elektriksel karakteristikleri incelenerek
belirtilmiştir . [13]
Tablo 6. 1N4148’in Elektriksel karakteristikleri
SEMBOL PARAMETRE KOŞULLAR MİN. MAX. BİRİM
VF İletim Gerilimi
1N4148
IF=10mA,
IF=5mA,
IF=100mA
-
0.62
-
1
0.72
1
Volt
Volt
Volt
IR Tıkama Akımı VR=20V 25 nA
VR=20V;Tj=150°C - 50 µA
33
Cd Diyot Kapasitesi f=1MHz;VR=0 - 4 pF
trr Tıkamaya Geçme
Zamanı
IF=10mA den
IR=60mA,RL=100Ω;
IR=1mA ölçülür.
- 4 ns
Vfr İletime Geçme
Gerilimi
IF=50mA den
tr=20ns
- 2.5 Volt
2.2.3. BC550 Transistör
Robotun sensör devreleri tasarlanırken 1 adet sensör devresi için 2 adet BC550
transistör, kapasitif mikrofondan alınan düşük güçlü analog ses sinyalini yükseltmek
amacıyla kullanıldı. Yükseltme işlemi sensörlerin çıkışlarının bağlı olduğu anakartta
bulunan PIC’i çalıştırmak için gerekli olan gerilim seviyesini elde etmek için yapılır.
Şekil 31. BC550 Transistör
Şekil 31.’da görmüş olduğumuz BC550 transistörünün bazı önemli özellikleri;
• Yüksek gerilim
• Düşük gürültü
34
2.2.3.a Elektriksel Karakteristikleri
25°C oda sıcaklığında transisrötün elektriksel karakteristikleri Tablo 7.’de
belirtilmiştir . [15]
Tablo 7. BC550’nin Elektriksel karakteristikleri
SEMBOL PARAMETRE TEST KOŞULLARI MİN TİP MAX BİRİM
ICBO Kollektör Tıkama
Akımı
VCB=30V,IE=0 15 nA
hFE DC Akım Kazancı VCE=5V, IC=2mA 110 800
VCE(sat) Kollektor-Emetör
Doyma Gerilimi
IC=10mA, IB=0.5mA
IC=100mA, IB=5mA
90
200
250
600
mV
mV
VBE(sat) Baz-Emetör
Doyma Gerilimi
IC=10mA, IB=0.5mA
IC=100mA, IB=5mA
700
900
mV
mV
VBE(on) Baz-Emetör İletim
Gerilimi
VCE=5V, IC=2mA
VCE=5V, IC=10mA
580 660 700
720
mV
mV
fT Band genişliği VCE=5V, IC=10mA,
f=100MHz
300 MHz
NF Gürültü Faktörü RG=2KΩ, f=30-
15000MHz
1.4 3 dB
35
2.2.3.b Fiziksel Karakteristikleri
Sensör devremizde kullanmış olduğumuz BC550 transistörünün fiziksel
karakteristikleri de Şekil 32. ve Şekil 33.’de gösterilmiştir. Transistörler bu
karakteristiklerine göre devre içerisinde kullanım için incelenirler.
Şekil 32. Statik karakteristik
Şekil 33. Transfer eğrisi
36
2.2.4. BC557 Transistör
Robotun sensör devrelerinin tasarımı yapılırken her bir sensör devresi için bir adet
BC557 transistörü kullanıldı. Bu transistörün yapısı ve bacak bağlantıları Şekil 34.’de
görüldüğü gibidir.
Şekil 34. BC557 transistörü
2.2.4.a Elektriksel Karakteristikleri
Transistörün 25°C oda sıcaklığında elektriksel karakteristikleri Tablo 8.’de
gösterilmektedir. [16]
Tablo 8. BC557’nin Elektriksel karakteristikleri
SEMBOL PARAMETRE KOŞULLAR MİN TİP MAX BİRİM
ICBO Kollektor kesim
akımı
IE=0; VCB=-30V - -1 -15 nA
IE=0; VCB=-30V;
Tj=150°C
- - -4 µA
IEBO Emetör kesim akımı IC=0; VEB=-5V - - -100 nA
37
hFE DC akım kazancı IC=-2mA; VCE=-5V 125 - 800
VCE(sat) Kollektör emetör
doyma gerilimi
IC=-10mA; IB=0.5mA - -60 -300 mV
IC=-100mA; IB=-5mA - -180 -650 mV
VBE(sat) Baz emetör doyma
gerilimi
IC=-10mA; IB=-0.5mA - -750 - mV
IC=-100mA; IB=-5mA - -930 - mV
VBE Baz emetör gerilimi IC=-2mA; VCE=-5V -600 -650 -750 mV
IC=-10mA; VCE=-5V - - -820 mV
fT İletim frekansı IC=-10mA; VCE=-5V;
f=100MHz
100 - - MHz
F Gürültü faktörü IC=-200µA; VCE=-5V;
RS=2kΩ; f=1kHz;
B=200Hz
- 2 10 dB
- VBE sat gerilimi artan sıcaklıkla birlikte yaklaşık olarak -1.7 mV/K ‘e kadar azalır,
- VBE gerilimi artan sıcaklıkla birlikte yaklaşık olarak -2 mV/K ‘e kadar azalır.
2.2.5. Trimpot
Trimpotlar potansiyometrelerin bir türüdür. Yani potansiyometreler gibi üç uçlu
ayarlı direnç olup düşük güçlerde üretilirler ve temel fonksiyonları gerilim bölmektir.
Potansiyometrelerin iki yan ucu arasındaki direnç sabittir. Buna karşılık mili
döndürüldüğünde orta uç ile yan uçlar arasındaki direnç değişir. Şekil 35.’de değişik
trimpotlar görmekteyiz.[8,14]
Bizim robotumuzunda sensör devresinde kullanmış olduğumuz trimpotlarımız, belli
frekansta mikrofonlara gelip gerilim oluşturan sinyallerin gerilimlerini değiştirerek ses
algılama hassasiyetini ayarlıyor. Trimpotların orta kısmı çevrilerek direnç değeri
değiştirildiğinde değişimin algılandığını görmek için devrede ledler kullanılmıştır.
Trimpotun değeri değiştirildiğinde ses algılandığında hassasiyet, bu ledlerin sürekli yada
belli periyot aralıklı yanmasıyla anlaşılır.
38
Şekil 35. Trimpot
Sensör devrelerinin yapımını özetleyecek olursak; devre şemaları kontrol kartında
olduğu gibi Proteus programı kullanılarak Şekil 36. Ve Şekil 37.’daki gibi oluşturuldu.
Şekil 36. Sensör devresinin proteus(ISIS) dizaynı
39
Şekil 37. Sensör devresinin ARES dizaynı
Yapılan ARES çizimine göre çıktı alınarak sensör devrelerinin de baskı devreleri
oluşturuldu ve Şekil 38.’de bu tasarım görülmektedir.
Şekil 38. Sensörlerin baskı devresi
40
Sonuç olarak robotun tüm devrelerinin baskısı elde edilip devre elemanlarının
üzerine lehimlenmesi yapıldıktan sonra devrelerin birbirleriyle bağlantısı yapılmak üzere
robotun mekanik kısmı oluşturuldu. Robotun gövdesi için sensörlere göre hareketin daha
hızlı olmasını sağlamak amacıyla çok hafif bir plastik malzeme kullanıldı. Oluşturmuş
olduğumuz robotun gövde kısmını Şekil 39.’de görmekteyiz.
Şekil 39. Robotun gövde kısmı
DC motor başlığı adı altında anlatıldığı gibi robotun motorları için tekerlekler
kullanılmayan oyuncak arabalardan sökülerek montajı yapıldı. Sensör devrelerinin ana kart
ile bağlantısı için üçlü data kabloları kullanıldı. Motorlarında ana devreye bağlantısı ikili
koaksiyel kablo yardımıyla gerçekleştirildi. Ayrıca devrenin beslemesini sağlamak
amacıyla kullanılacak olan piller için Şekil 40.’da görülen ikili pil yuvası ana kartın
besleme terminallerine lehimlendi.
Şekil 40. Robotun beslemesi için pil yuvası
41
Devreler robotun gövdesi için temin edilen plastik malzeme üzerine ana kart ortada
iki sensör sağ ve sol kenarlarda diğer sensör robotun önünde olacak şekilde silikon
yardımıyla yapıştırılarak robot mekanik olarak da Şekil 41. ve Şekil 42.’de görüldüğü gibi
tamamlandı.
Şekil 41. Sese yönelen robotun gerçeklenmiş hali (yandan görünümü)
Şekil 42. Sese yönelen robotun gerçeklenmiş hali (önden görünümü)
42
3. ROBOTUN PROGRAMLANMASI
3.1. Proton IDE Nedir?
PIC programlama için gerekli olan en iyi ve programlanması oldukça kolay olan
programlardan bir tanesi de PROTON IDE’ dir. Protonun en önemli artısı derleyicinin de
programa entegre olmasıdır. Bu sayede derleyici yeri aratmak için uğraşılmamış oluyor.
Bizde robotumuzun PIC programlamasını yaparken PROTON ‘dan yararlandık.
3.2. Proton IDE Değişkenleri
Değişken; program içerisinde sürekli değeri değişen ve bir değerin yerini tutan
etiketlerdir. Protonda değişkeni tanımlamak için DIM komutu kullanılır. [17,18]
1)BIT : 1 bitlik değişkendir. Değeri 0 veya 1 olabilir.
2)BYTE : 8 bitlik işaretsiz değişkendir. Değeri 0-255 olabilir.
3)WORD : 16 bitlik işaretsiz değişkendir. Değeri 0-65535 olabilir.
4)DWORD : 32 bitlik işaretli değişkendir. Değeri -2147483647 – +2147483647 olabilir.
5)FLOAT : 32 bitlik kayan noktalı değişkendir.Değeri-2147483646.999 –
+2147483646.999
olabilir.
Her değişken mikrodenetleyicinin RAM hafızasında belirli bir yer işgal eder.
FLOAT : 4 byte RAM.
DWORD : 4 byte RAM.
WORD : 2 byte RAM.
BYTE : 1 byte RAM.
BIT : 1 byte RAM.
3.3. Proton IDE Komutları
Proton programı kullanılırken normalde her bir satıra bir komut yazılabilir. Eğer bir
satıra birden fazla komut yazmak istiyorsak komutlar arasına iki nokta üst üste işareti ( : )
konulur. Örneğin aşağıdaki programda ilk olarak komutlar ayrı satırlara yazılmış daha
sonra tek bit satırda nasıl yazılacağı gösterilmiştir.
43
TRISB = %00000000
FOR SAYI = 0 TO 100
PORTB = SAYI
NEXT
TRISB = %00000000 : FOR SAYI = 0 TO 100 : PORTB = SAYI : NEXT
Tek bir komut bazen bir satıra sığmayabilir. Bu durumda komutun satır sonuna
gelen kısmının sonuna alt çizgi işareti ( _ ) konulur.
SAYI = LOOKUP VAR2,[1,2,3,4,5,6,7,8]
SAYI = LOOKUP VAR2,[1,2,3,_
Ayrıca matematiksel operatörlerde direk olarak sırasıyla + , - , / , * şeklinde
yazılabilir.
3.3.1 DIM Komutu : Değişken , sabit ve dizi tanımlamak için kullanılan komuttur.
Program içerisinde aşağıdaki gösterilenler gibi kullanılabilir.
DIM Değişken ismi as Değişken tipi
DIM Sabit ismi as Sabitin değeri
DIM Dizinin ismi[ Eleman sayısı ] as Dizinin tipi
Örnek olarak ;
Dim BUTON1 As PORTA.0 ‘PORTA’nın 0. ucunda BUTON1
DIM PI AS 3.14
DIM MOTOR[10] AS BYTE
Mesela yukarıdaki “DIM PI AS 3.14” komutunda program içerisinde pi sayısına
değeri atanmıştır ve program içerisinde artık her pi sayısı kullanılması gereken durumda bu
değeri alacaktır.
3.3.2 SYMBOL Komutu: Programda kullanılacak olan register’lara herhangi bir isim
atamak için kullanılır . Kullanım şekli ise şu şekildedir;
44
SYMBOL Sembol Adı = Sembolün değeri
Örnek olarak ;
SYMBOL Metre = 1
SYMBOL LED = PORTA.0
SYMBOL PI = 3.14
Yukarıdaki görülen örneklerden “SYMBOL LED= PORTA.0” komutu A
portunun 0’ıncı bacağına bağlı olan lede program içerisinde isim tanımlamak için
yazılmıştır.
3.3.3 ABS Komutu: Sayıların mutlak değerini almak için kullanılır. Kullanım şekli ise
aşağıdaki gibidir;
SAYI1 = -1234567
SAYI2 = ABS SAYI1
3.3.4 DCD Komutu: 0-15 arasında bir değer alır ve kullanıldığı biti 1 diğer bitleri 0
yapar. Byte ve Word tipi değişkenlerle veya sabitlerle kullanılabilir. Program içindeki
kullanımı ise şu şekildedir;
DIM SAYI AS WORD
SAYI= DCD 12
PRINT BIN16 WRD1 (%0001000000000000)
Yukarıdaki örnekte görüldüğü gibi DCD 12 komutu ile 16 bitlik bir datanın 12.ci
biti 1 geriye kalan hepsi 0 yapılmıştır.
3.3.5. DIG Komutu: 0-4 arasında işlem değeri vardır. Byte ve Word tipi değişkenlerle
veya sabitlerde kullanılabilir. Byte veya Word tipinde bir değerin onlu karşılığının işlem
değerinde belirtilen hanesindeki rakamı verir.
45
Örnek olarak;
DIM SAYI AS WORD
DIM HANE AS BYTE
SAYI= 1234
HANE=SAYI DIG 0
PRINT DEC HANE ( 4 )
3.3.6. MAX ve MIN Komutu: İki sayıyı karşılaştırır. Sayılardan büyük olanı veya küçük
olanı karşılaştırma koşuluna göre değişkende saklar. BYTE ve WORD tipi değişkenlerle
veya sabitlerde kullanılır.
Örnek olarak;
DIM SAYI AS BYTE
DIM SONUCB AS BYTE
DIM SONUCK AS BYTE
SONUCB= SAYI MAX 12
SONUCK= SAYI MIN 45
3.3.7. IF..THEN..ELSEIF..ELSE..ENDIF Komutu:
IF Koşul THEN
Durum1
ELSEIF Koşul THEN
Durum2
ELSE
Durum3
ENDIF
Yukarıdaki yazılımda; IF-THEN deyimleri arasındaki koşul değerlendirilir. Koşul
sağlanmışsa THEN deyiminden sonra yazılan Durum1 çalıştırılır. Koşul sağlanmamışsa
ELSEIF-THEN deyimleri arasındaki diğer bir koşul değerlendirilir. Koşul sağlanmışsa
46
THEN deyiminden sonra yazılan Durum2 çalıştırılır.Bu koşulda sağlanmamışsa ELSE
deyiminden sonra yazılan Durum3 çalıştırılır.ENDIF deyimiyle karşılaştırma işlemi
biter.[17,18]
Örnek olarak;
IF A = 12 THEN
HIGH LED1
ELSEIF A = 22 THEN
HIGH LED2
ELSE
HIGH LED3
ENDIF
3.3.8. SELECT..CASE..ENDSELECT Komutu:
SELECT Değişken
CASE Değer
Durum
CASE Değer
Durum
CASE ELSE
Durum
ENDSELECT
Yukarıdaki yazılımda; SELECT deyiminden sonra kullanılan değişkenin aldığı
değere göre CASE satırlarından sonra yazılan durum çalıştırılır. Eğer değişkenin değeri
hiçbir CASE satırında belirtilmemişse CASE ELSE deyiminden sonraki durum çalıştırılır.
ENDSELECT deyimiyle SELECT-CASE bloğu bitirilir.[17,18]
Örnek olarak;
INCLUDE "PROTON_4.INC"
DIM SAYI AS BYTE
47
DIM SONUC AS BYTE
DELAYMS 300
CLS
SONUC = 0
SAYI = 1
SELECT SAYI
CASE 1
SONUC = 1
CASE 2
SONUC = 2
CASE 3
SONUC = 3
CASE ELSE
SONUC = 255
ENDSELECT
PRINT DEC SONUC
STOP
3.3.9. GOTO Komutu: Programın akışını GOTO deyiminden sonra yazılan etikete
dallandırır. Kullanım şekli;
GOTO Etiket
3.3.10. GOSUB...RETURN Komutu: Programın akışını GOSUB deyiminden sonra
yazılan etikete dallandırır. RETURN deyimiyle birlikte program akışı GOSUB deyiminin
yazıldığı satırın altındaki satıra yönlendirilir.
Örnek olarak;
DIM K AS BYTE
DIM L AS BYTE
ANA:
K=15
48
GOSUB ALT
PRINT DEC L
GOTO ANA
ALT:
L=10-K
RETURN
3.3.11 FOR...NEXT...STEP Komutu: FOR ve NEXT deyimleri arasında kalan komutları
belirtilen sayıda tekrar edilmesini sağlar.
FOR Değişken = başlangıç TO bitiş [ STEP Adım ]
Tekrar edilecek Deyimler NEXT
Örnek olarak ;
DIM X as WORD
FOR X = 0 TO 2000 STEP 2
PRINT @X
NEXT [16,17]
3.4. Sayıları ve Karakterleri Yazma
Sayılar ve karakterler program içerisinde boyutlarına göre gruplandırılarak
yazılırlar.
İkilik sayı(binary): ikilik sayılar yazılırken sayının başına “ % ” işareti koyulur. Mesela
%0101 şeklinde kullanılabilir.
Onaltılık sayı(hexadecimal): Bu sayılar yazılırken sayının başına “ $ “ işareti koyulur.
Örneğin $0A şeklinde olabilir.
Karakter: Karakterler program içerisinde yazılırken çift tırnak içerisinde yazılırlar, “ a “
şeklinde olduğu gibi.
Onluk sayı (decimal): Direk olarak başına ya da önüne herhangi bir şey koyulmadan
yazılırlar.
49
Ondalık sayı (Floating point): Bu sayılarda direk olarak yazılır ama onluk kısmında sonra
nokta koyulur.
3.5. Operatörler
3.5.a Karşılaştırma Operatörleri:
Program içerisinde bir ifadeyi başka bir ifade ile karşılaştırmak için kullanılırlar.
Tablo 9.’da bu operatöler görülmektedir.[18]
Tablo 9. Karşılaştırma operatörleri
Operatör İşlev Örnek
= Eşittir A=B
<> Eşit değildir A<>B
< Küçüktür A<B
> Büyüktür A>B
<= Küçük eşittir A<=B
>= Büyük eşittir A>=B
3.5.b Mantıksal Operatörler:
Karşılaştırma işlemlerinde birden fazla koşul var ise koşullar arasında mantıksal
bağlantı kurmak için kullanılır.
AND (VE)
OR (VEYA)
NOT (DEĞİL)
XOR (ÖZEL VEYA) mantıksal operatörlerdir.
Örnek olarak ;
50
IF X=1 OR Y=12 THEN RESET
IF PORTB.0=1 AND PORTA.2=1 THEN DUR
3.5.c Bit Operatörleri:
Değişkenler üzerinde bit düzeyinde işlemler yapmak için kullanılır. Aşağıdaki
operatörler bit operatörleridir.
1-AND (VE) Operatörü &
DIM A1 as BYTE
DIM A2 as BYTE
DIM S as BYTE
A1 = %00001111
A2 = %10101101
S = A1 & A2
PRINT bin S (%00001101)
2-OR(VEYA) Operatörü |
DIM A1 as BYTE
DIM A2 as BYTE
DIM S as BYTE
A1 = %00001111
A2 = %10101001
S = A1 | A2
PRINT bin S (%10101111)
51
3-XOR(ÖZEL VEYA) Operatörü ^
DIM A1 as BYTE
DIM A2 as BYTE
DIM S as BYTE
A1 = %00001111
A2 = %10101001
S= A1 ^ A2
PRINT bin S (%10100110)
3.6. Robotun PROTON IDE İle Yazılan Programı
Device 16F628 'mikrodenetleyici tanımlaması
Declare XTAL 4 'kristalin belirtilmesi
TRISA = %11111111 'A portu giriş
TRISB = %00000000 'B portu çıkış
ALL_DIGITAL true
PORTB=%00000000
'Sensör tanımlamaları
Symbol sag=PORTA.0
Symbol sol=PORTA.2
Symbol Onu=PORTA.1
'motor tanımlamaları
52
Symbol sagmotor=PORTB.1
Symbol solmotor=PORTB.0
'Ana program
Basla:
If sag=1 And Onu=1 Then
sagmotor=0
solmotor=1
DelayMS 400
solmotor=0
DelayMS 200
ElseIf sol=1 And Onu=1 Then
sagmotor=1
solmotor=0
DelayMS 400
sagmotor=0
DelayMS 200
ElseIf sag=1 Then
sagmotor=0
solmotor=1
DelayMS 400
solmotor=0
DelayMS 200
ElseIf sol=1 Then
sagmotor=1
53
solmotor=0
DelayMS 400
sagmotor=0
DelayMS 200
ElseIf Onu=1 Then
sagmotor=1
solmotor=1
DelayMS 400
sagmotor=0
solmotor=0
DelayMS 200
Else
sagmotor=0
solmotor=0
End If
GoTo Basla
End
54
4. SONUÇ
Gelişen teknoloji ile elektronik sektöründe meydana gelen değişiklerin arasında
çeşitli robot tasarımları da yer almaktadır. Bizim bu projemizde elektronik dünyasına yeni
katılan değişik robot dizaynlarından biri olan sese yönelen robot projesidir.
Bu projemizde basit bir robot dizaynı oluşturulmuştur. Bu dizayn kullanılan üç
adet ses sensörü sayesinde algılanan sese göre robotun hareket kontrolünün digital olarak
nasıl yapıldığını anlatır. Ses sensörleri robotun sağ, sol ve ön taraflarına yerleştirilmiştir.
Bu yönlerden algılanan seslere göre sensör çıkışından gelen elektriksel sinyal robotun ana
kartında yani sürme devresinde kullanılan PIC’in giriş bacaklarına gelmektedir. Giriş
bacaklarına gelen elektriksel sinyal PIC içerisinde yazılan kod ile digitale dönüştürülür ve
PIC’in besleme bacaklarına bağlı olan motorları sürmek için kullanılır. Aynı zamanda
PIC’in programlanması ile motorların hareket yönlerinin kontrolu robotun düzgün olarak
çalışmasını sağlamıştır.
Sonuç olarak gerçekleştirmiş olduğumuz bu proje elektronik anlamda bir çok
alanda kullanılabilir. Bunlardan birine örnek verecek olursak askeriye elektroniğini
söyleyebiliriz. Örneğin bu dizayn daha da kompleksleştirilerek askeri tankların tasarımında
kullanılabilir. Böylelikle tanklar içerisinde insan olmadan robotik olarak, gelebilecek
tehlikelere karşı müdahale sağlanabilir. Yani bu proje askeriye için geliştirilebilecek çok
daha ileri bir teknolojinin ilk adımıdır diyebiliriz.
55
5. KAYNAKLAR
[1] Akar, Feyzi-Yağımlı Mustafa, “PIC Mikrodenetleyiciler 16F84A & 16F628A”, Beta
Yayıncılık, İstanbul, Türkiye, 253-428, 2006
[2] http://www.biltek.tubitak.gov.tr/gelisim/elektronik/dosyalar/22/16f628a.pdf ( Erişim
Tarihi: Mart 2011
[3] İbrahim, Doğan , “PIC C Motor Kontrol Projeleri”, Bileşim Yayıncılık, İstanbul,
Türkiye, 1-5, 31-32, 2006
[4]Floyd , Thomas L. , “Elektronic Devices” , Prentice Hall Yayıncılık, New Jersey,
America, 48-112, 168-222, 2002
[5] Boylestad, Robert L.- Nashelsky, Louis, “Elektronik Cihazlar ve Devre Teorisi”, Palme
Yayıncılık, Ankara, 132-153, 2-41, 60-71, 2011
[6] Paynter, Robert t.,”Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall
Yayıncılık, New Jersey, 22-58,1997
[7] http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/mospec/BDX54.pdf ( Erişim Tarihi: Nisan
2011)
[8] Öztürk, Orhan- Yarcı, Kemal, “Temel Elektronik”, Yüce Yayıncılık, İstanbul, Türkiye,
1-29,39-57,57-87,219, 2003
[9] http://www.biltek.tubitak.gov.tr/gelisim/elektronik/resistor.html ( Erişim Tarihi: Mayıs
2011)
[10] Kenjo, T. – Nagamori, S., “Permaenent-Magnet and Brushless DC Motors”,
Clarendon Yayıncılık.Oxford, New York, 57-61, 1985
[11] http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/philips/1N4005.pdf (Erişim Tarihi: Nisan
2011)
[12] Braga, Newton C., “ Robotik, Mekatronik ve Yapay Zeka”, Bileşim Yayıncılık,
İstanbul, Türkiye, 15-16, 25, 143-161, 200-203, 2005
56
[13] http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/philips/1N4148_1N4448_4.pdf (Erişim
Tarihi: Nisan 2011)
[14] http://www.frmtr.com/hobby-elektronik/85404-elektronik-devre-elemanlari-17.html, (
Erişim Tarihi: Mayıs 2011)
[15] http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/philips/BC549.pdf ( Erişim Tarihi: Nisan
2011)
[16] http://www.biltek.tubitak.gov.tr/gelisim/elektronik/dosyalar/3/bc557.pdf ( Erişim
Tarihi: Nisan 2011)
[17] Akpolat, Çağatay, “PIC Programlama”, Pusula Yayıncılık, İstanbul, Türkiye, 121-
124, 2005-2006
[18] Duran, Fecir, “ Robotik ve PIC Dersleri” , Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi
Ders Notları, Ankara, 2006