Giriþ: Arayüz, makine insan iletiþiminde verilerin girildiði, gözlemlendiði ve makineden yapýlmasý istenilen eylemlerin komut olarak gönderildiði etkileþim ekranýdýr. Günümüz geliþen teknolojisinde arayüz ekranlarý çevrimiçi, iþletim sistemine sahip, grafiksel olarak daha modern yapý ve görselse dönüþmüþtür. Bu geliþmelerin ýþýðýnda birçok cihaz sistemi, kontrolünü arayüz ekranlarý üzerinden yapýlabilmektedir. Sistemler üzerinde gerçekleþen kontrollerde veri toplama sürecinde sensörler ön plana çýkmaktadýr. Sensörler, endüstriyel üretim ve kontrol alanlarýnda çevredeki fiziksel büyüklüklerin ölçülmesinde neredeyse tüm cihaz ve sistemlerde kullanýlmaktadýr. Sistemlerin gerçekleþtirecek olduðu iþlevler sensörler üzerinden toplanan veriler ile kontrol edilerek gerçekleþir. Gömülü sistemlerin kullanýmý da çok hýzlý bir þekilde artmaktadýr. Kullanýmýnýn pratik ve birçok elektronik birimi kontrol edebilme özelliðine sahip olmasý, gerçek zamanlý olarak bilgisayar ile haberleþmesi nedenleriyle gömülü sistem kartlarýnýn kullanýmý tercih sebebi olmaktadýr. Gerçek zamanlý kontrol, kontrol edilen deðiþken üzerinden gönderilen yada alýnan komut ve verilerin tepki süresinde gecikme yaþanmadan eþ zamanlý olarak gerçekleþtirilmesidir. Amaç: Gerçekleþtirilen bu çalýþmanýn amacý birçok sektörde sýklýkla kullanýlan sensörlerin arayüz ekraný üzerinden gerçek zamanlý olarak kontrol edilebilmesi ve ölçülen verilerin arayüz ekranýnda sinyal deðiþiminin gözlemlendiði deney düzeneðinin oluþturulmasýdýr. Bu çalýþma ile mühendislik fakültelerinde ve meslek yüksekokullarýnda okutulan sensör ve kontrol derslerine katký saðlamasý hedeflenmiþtir. Bu katký sensörlerin çalýþma þekilleri ile bilgisayar ortamýndan gömülü sistem karlarý aracýlýðýyla kontrolünün gerçekleþtirileceði bütünleþik uygulama arayüzü tasarýmý kullanýlarak kontrol ederek saðlanmasý amaçlanmýþtýr. Kapsam: Çalýþmada endüstride yaygýn olarak kullanýlan ultrasonik, ýþýk, gaz, ivme, yaðmur, ateþ, pýr ve manyetik olmak üzere 8 farklý sensörden veri okunmuþtur. Yapýlan düzenek MATLAB GUI(grafik kullanýcý arayüzü) üzerinde tasarlanmýþ ve arduino uno kontrol kartý üzerinden sensörler kontrol edilerek gözlemlenmiþtir. Yöntem: Arayüz tasarýmý Matlab programýnýn GUI çalýþma sayfasýnda tasarlanmýþtýr. Tasarýmda sensörlerin hepsinin listelendiði bir açýlýþ sayfasý oluþturulmuþtur. Sayfadaki sensör seçimi ile açýlan yeni pencerede veri okuma iþlemi matlab üzerinde yazýlan kontrol komutlarý ile gerçekleþtirilmiþtir. Bu komutlar matlab arduino eriþimi ile arduino pinlerine baðlý sensörlerden üzerinden veri okuma iþlemini gerçekleþtirir. Matlab arduino eriþimi için matlab programýna arduino için ek paket yüklenmesi ile gerçekleþmektedir. Kýsýtlar: Arduino kartlarýnýn veri okumada bit hýzlarýnýn sýnýrlý olmasý. Sensör besleme gerilimlerinin 5V üzerinde olmasý durumunda arduino beslemesinin yetersiz kalmasý. Araþtýrmanýn Problemi: Bilgisayarlý kontrol sistemlerin gömülü sistem kartlarý ile birlikte kullanýmý ve sensörler üzerinden veri okuma ve kontrol iþleminin gerçek zamanlý olarak gerçekleþtirilmesi. Araþtýrmanýn Sýnýrlýlýklarý: Araþtýrma 8 adet sensör ile sýnýrlandýrýlmýþtýr. Gömülü sistem kartý olarak Arduino uno kullanýlmýþtýr. Arduino uno’nun 6 adet analog pini 14 adet dijital pini bulunmaktadýr. Kullanýlan sensör için arduino uno pinleri sýnýrlýlýk yaratabilmektedir. Bulgular: Gerçekleþtirilen çalýþmada tasarlanan seti kullanan öðrencilerin bilgisayar üzerinden kontrol iþlemini gerçekleþtirmesi, dýþ birimlerden veri toplama iþlemlerinin gerçekleþtirmesi, gerçek zamanlý kontrol tekniðinin kavranmasý, sensörlerin çalýþma yapýlarýnýn öðrenilmesi bu çalýþmanýn sonucunda elde edilen kazaným ve bulgulardýr. Sonuç: Yapýlan çalýþmada farklý özellikleri ölçen sensörlerin bir deney düzeneði üzerinde bir araya getirilmesi ile sensör çýkýþ sinyalleri arasýndaki ölçüm sinyallerinin farklýklarý, her sensörün kendisine ait kullaným özelliklerinin anlaþýlmasý saðlanmýþtýr. Sensörlerin bilgisayar üzerinden doðrudan kontrol edilmesi ve izlenmesi ile gerçek zamanlý sistemlerin kullanýlmasý ve anlaþýlmasý açýsýndan fayda saðlamýþtýr. Ayrýca geliþen elektronik kit ve gömülü sistem kartlarýnýn veri toplama ve kontrol iþleminde kullanýlabilirliði gerçekleþtirilmiþtir. Bu çalýþmanýn sonucunda endüstriyel ortamda kullanýlan birçok sensör üzerinden gerçek zamanlýk olarak veri okunmasý ve kontrolü gerçekleþtirilmiþtir.
Anahtar Kelimeler: Arduino, MATLAB, GUI, Arayüz Tasarýmý, Algýlayýcýlar, Gerçek Zamanlý Kontrol
|
