Masa Tenisi Kar¸sıla¸sma Denetleme Sisteminde Kullanılan Malzemeler

sensörü, bir adet PIC 18F4580 mikrodenetleyicisi, ileti¸sim teli, yedi segment ekran (display), LED ve buton kullanılmı¸stır. Ayrıca sistemin di˘ger sistemlerle haberle¸smesi için PIC 32MX795F512L mikrodenetleyicisi kullanılmı¸stır. ˙Iki mikrodenetleyici

kendi arasında Denetleyici Alan A˘gı (DAA-CAN) üzerinden haberle¸smektedir. PIC32 Mikrodenetleyicisine ba˘glı olarak ise LCD ekran ve tu¸s takımı ba˘glıdır. Ayrıca sistem seri ba˘glantı (RS-232), USB ve ethernet ba˘glantıları üzerinden di˘ger sistemlerle haberle¸smektedir. ˙Ilgili haberle¸sme sistemlerine dördüncü bölümde ayrıntılı olarak yer verilecektir.

4.2.1 Titre¸sim sensörleri

Titre¸sim sensörleri uzun zamandır otomasyon alanında kullanılmaktadır. Barındırdı˘gı malzemeye ve yapılı¸s ¸sekline göre birkaç farklı çe¸sitte titre¸sim sensörü mevcuttur. Piezo elektrik titre¸sim sensörleri, kuartz veya turmalin gibi basınç uygulandı˘gında dü¸sük gerilimlerde elektrik üreten malzemelerden imal edilir. ˙Ilgili sensör titre¸simin meydana getirdi˘gi basınç sonucu elektrik gerilimi üretir [56]. Bu gerilim, yükseltici devrelerde yükseltilerek ilgili birime gönderilir [57].

Titre¸sim ölçmede kullanılan yöntemlerden biri de manyetik ivme-ölçer kullanmaktır. ˙Ivme-ölçerler ile manyetik akı de˘gi¸simi olu¸sturularak titre¸simi gerilime dönü¸stürür. tespit edilir [58].

Titre¸sim ölçmede optik-algılayıcılı sistemler de kullanılmaktadır. Bu sistemlerde yerle¸stirilen bir adet lazer ı¸sık kayna˘gı ve alıcısı kullanılır. Titre¸sim sonucunda alıcıda olu¸san gerilim de˘gi¸simi titre¸simin veya yer de˘gi¸siminin oldu˘gunu gösterir. Algılayıcı sayesinde ı¸sık kayna˘gının olu¸san titre¸simler sonucu yer de˘gi¸stirip de˘gi¸stirmedi˘gi tespit edilir [59]. Ayrıca, civa desteki optik algılayıcılar da kullanılmaktadır. Bu sistemde ı¸sık algılayıcı LDR, cıva ve bir de ı¸sık kayna˘gı vardır. Hareketle civanın yer de˘gi¸stirmesi LDR’ye ula¸san ı¸sı˘gın miktarını de˘gi¸stirece˘ginden LDR’nin direnç de˘gi¸simi de˘gerlendirilerek hareketin olup olmadı˘gına karar verilir. Optik algılama i¸sleminin direnci ı¸sık ¸siddetine göre de˘gi¸sen algılayıcılar (LDR) ile yapıldı˘gı bu uygulamda, titre¸sim meydana geldikçe algılayıcının alt tarafında bulunan cıva hareket edecek ve bunun sayesinde direnci ı¸sık ¸siddetine göre de˘gi¸sen algılayıcıların direnci de˘gi¸secektir [60].

Titre¸sim ölçmede yaygın olarak kullanılan bir di˘ger algılayıcı (sensör) türü de civa tabanlı algılayıcılardır. ¸Sekil 4.1 de bu sistemde kullanılan bir örne˘gi de gözüken civa tabanlı algılayıcılar, 1970 li yıllardan itibaren kullanılmaktadır.

¸Sekil 4.1: Sistemde kullanılan cıva tabanlı titre¸sim algılayıcısı

Cıva tabanlı algılayıcılarda civa malzemesi, titre¸sim olu¸stu˘gu zaman açık olan devreyi tamamlar. Böylece sistem aktif hale gelir. Titre¸simin etkisi ortadan kayboldu˘gu (sistemin sönümlendi˘gi) durumlarda ise ilgili algılayıcı ba¸slangıç konumuna döner. Bu algılayıcılar; titre¸simin algılanmasının yanı sıra bir buton vasıtasıyla anahtarlayıcı olarak da kullanılabilmektedir. Civalı algılayıcıların bu amaçla kullanılmasına yönelik alınmı¸s patentler mevcuttur [61].

Bu sistemde kullanılan cıvalı algılayıcılar, standart cıvalı anahtarlara göre farklı özelliklere sahiptir. Standart anahtarlarda yalnızca açılma/kapanma durumu vardır. Aslında burada kullanılan titre¸sim algılama sisteminin mikrodenetleyiciye verdi˘gi çıkı¸s da benzerlik ta¸sımakta; yalnızca titre¸simin var olup olmadı˘gı bilgisini vermektedir. Ancak burada kullanılan algılayıcı bir potansiyometre gibi çalı¸smaktadır. Titre¸simin ¸siddetine göre algılayıcının verdi˘gi gerilim de˘geri de˘gi¸smektedir. Algılayıcının çıkı¸sında bulunan kar¸sıla¸stırıcı ile olu¸san titre¸simin öngörülen e¸si˘gin üstünde olup olmadı˘gı kontrol edilmektedir. Bu e¸si˘gi belirlemede trimpot (vidalı potansiyometre) kullanılmı¸stır. Bu ayarlama imkanı sayesinde bir tornavida yardımıyla sistemin kalibrasyonu kolaylıkla yapılabilmektedir. Civalı algılayıcının sıcaklı˘ga olan hassasiyeti di˘ger titre¸sim sensörlerine göre oldukça dü¸süktür. Ayrıca mekanik darbe ¸soklarına da da di˘ger algılayıcılardan çok daha dayanıklıdır [33].

4.2.2 Tek yonga bilgisayar PIC18F4580

˙Ilgili sistemde 11 adet titre¸sim sensöründen veri alan iki adet LED ve bir adet ses üreteci (buzzer) ile çıktı üreten ayrıca kullandı˘gı dört adet 7 segmentli ekran üzerinden

7 segmentli ekran üzerinden sonucu yansıtan bir tek yonga bilgisayara ihtiyaç duyulmu¸stu. Ayrıca ilgili tek yonga bilgisayar ile ile PIC32 Mikrodenetleyicisinin birbirleri arasında Denetleyici Alan A˘gı (DAA) hattı üzerinden haberle¸smesi gerekmektedir. Toplam olarak bakıldı˘gında a¸sa˘gıda belirtilen özelliklerde bir mikrodenetleyiciye ihtiyaç duyuldu˘gu gözlemlenmektedir.

- DAA üzerinden haberle¸sme imkanı sa˘glayan,

- Sensörler için 11, yedi segmentli ekran için 16, ses üreteci için bir ve ledler için iki çıkı¸sa ihtiyaç duyulmaktaydı. Bu bakımdan DAA için kullanılacak bacaklar hariç 30 serbest giri¸s/çıkı¸s baca˘gına sahip,

- ˙Ilgili kodu büyüklü˘gü dü¸sünüldü˘günde 6 KB üzerinde belle˘ge sahip, - Uygun fiyatlı

- Kolay programlanabilen

bir tek yonga bilgisayara ihtiyaç duyulmaktadır. DAA sahip olan ve bunun yanı sıra benzerlerinin di˘ger özelliklerini de barındıran uygun fiyatlı bir mikrodenetleyici olan PIC18F4580 tam olarak bu ihtiyaçları kar¸sılamaktadır. ¸Sekil 4.2’de ilgili tek yonga bilgisayar gözükmektedir.

PIC18F4580 tek yonga bilgisayarının ba¸slıca özellikleri a¸sa˘gıda verilmi¸stir:

- Do˘grusal Alan A˘gı üzerinden haberle¸sme (Bir Do˘grusal Alan A˘gı Alıcı-Vericisi kullanılarak)

-20 MHze kadar ula¸san i¸slemci hızı - 32 KB Flash Hafıza

- 256B EPROM Bellek - 33 adet Giri¸s/Çıkı¸s Baca˘gı

- 11 Kanal Analog/Dijital Dönü¸stürme Kanalı

- Darbe Geni¸slik Modülasyonu Üreteci (DGM-PWM)

- Evrensel Asenkron Alıcı-Verici Üzerinden Haberle¸sme ˙Imkanı - 1 adet 8 bit zamanlayıcı

¸Sekil 4.2: PIC 18F4580Tek Yonga Bilgisayarı

4.2.3 LCD

LCD (Likit Kristal Ekran) yakla¸sık 40 yıl önce piyasaya çıkmı¸s olan bir teknolojidir. ABD RCA Ara¸stırma Merkezinde LCD teknolojisine yatırım yapılmı¸stır. 1971 yılında Bernard Lechner ba¸skanlı˘gındaki ekip tarafından transistör ve diyota dayalı aktif-matris kontrol sistemi geli¸stirilmi¸stir. Bu sistem ile kesi¸sim sorunlarının önüne geçilmi¸stir. Daha sonra yapılan çalı¸smalarda n-kanallı Alan etkili Transistörler (AET) kullanılmı¸stır. Her bir piksele bir AET yerle¸stirilmi¸s ve onun paraleline birer kondansatör konulmu¸stur. Sinyal gerilimi likit kristal hücre ile ili¸skili olan kondansatöre yazılır.

1972 yılında Westinghouse ¸sirketi bu geli¸smelerden yararlanarak LCD TV üretmi¸stir. O yıllardan günümüze LCD televizyon ve ekranların pazarı sürekli olarak büyümü¸s ve geni¸slemi¸stir.

Bu çalı¸smada da kullanılan 16x2 LCD ekranlar, adlarından anla¸sılaca˘gı üzere, 16 sütun ve iki satırdan olu¸smaktadır. Bu LCDler uygun fiyatları, kolay yazılabilir olmaları ve 7 segmentli ekranların yazamadı˘gı karekterleri yazabilme esnekli˘giyle tüm Dünyada tercih edilen ürünlerdir.

16x2 LCD lerin 16 adet giri¸si vardır. Bu giri¸sler besleme, aydınlatma, veri giri¸si, reset, izin verme gibi giri¸slerden olu¸sur. ¸Sekil 4.2’de bir adet 16x2 karekter LCD gözükmektedir.