Mikroişlemci Yazılımı

Sistemin kontrolü üzerinde Atmega168 mikroişlemcisi bulunan Arduino Uno kartı ile gerçekleştirilmiştir. Arduino; C tabanlı kod olduğundan bazı fonksiyonları ve parametreleri hazır yapıdadır. Sistemin yazılımı gerçekleştirilirken en çok kullanılan yapılar analog değer okuma, servo motor kontrolü ve istenilen bilgilerin lcd ekranda gösterilmesi. Algılayıcının çıkışları Arduino’nun analog girişlerine (A0,A1….,A5) bağlanmıştır. Arduino 10 bitlik analog değer okuyabilmektedir. Bu demektir ki algılayıcı verileri 0-1023 arasındadır. Sistemin çalışmasına bakıldığında çıkış değerleri genellikle 70-600 arasındadır. Sayısal olarak görünen algılayıcı değerlerine göre servo motor yönlendirilecektir. Ayrıca fototransistörler çevredeki ışıkları da (güneş, yansıyan, vb.) algıladığından kodlama işleminde kızılötesi ledler yakılıp kısa bir süre sonra söndürülür. Bu işlem program çalıştığı sürece yapılır. Bunu yapmanın temel nedeni, kızılötesi ledler yanarken fototransistörün algıladığı ışık hem kızılötesi hem de çevreden

22

gelen ışıklardır. Ledler söndürülünce fototransistör sadece çevredeki ışık değerlerini vereceği için bu iki işlem sonucunun farkı sadece yansıyan ışığı verecektir. Soldaki ve sağdaki algılayıcı değerleri aynı uzaklıktaki cisimde bile sürekli farklı olacağından sensör değeri olarak bu iki sensörün ortalaması alınır ve bu değer üzerinden işlemler yürütülür.

Sistem çalışmaya başladığında motor belirlenen açı değerleri arasını devamlı tarar.

Bu değerler sistemin uygulanacağı alan ve motorların konumuna göre değişir.

Gerçekleştirilen proje motorlar alanın köşelerinde olduğu bir motor 45 derecelik açı tarar. Tarama anında algılayıcıların algılama mesafesinde bir nesne belirdiği zaman algılayıcıların çıkışlarındaki analog değer artacağından nesne belirlendiği zaman motor duracaktır. Eğer nesne hareket ederse en son hareket ettiği yöndeki algılayıcı değeri daha büyük olacağından motor o yöne dönmeye başlayacak ve iki algılayıcı değeri birbirine yakın oluncaya kadar dönecektir . Algılayıcıların değerlerinin yaklaşık olarak eşit olması demek nesnenin algılayıcıların tam karşısında olduğu demektir. Algılayılar 0–5 V arasında değer verdikleri ve bu değerlerinde işlemcide 0-1023 arasında görülmesinden algılayıcıların tam karşısında nesne olduğu zaman bile sağ ve sol taraftaki fototransistör çıkışı aynı olmayacaktır. Örneğin; sol fototransistör çıkışında 192 değeri okunuyor iken sağ fototransistör çıkışında 197 okunabilir. Bu durumda nesne belirlenmesi çok zor olacağından program içerisinde algılayıcı değerleri 10 ile bölünmüştür. Sistemin çalışma mesafesi kısa olduğundan bu işlem işin kolaylaşmasını sağlamıştır. Algılayıcı değerlerinden biri değiştiği zaman hangi yöndeki algılayıcı değeri büyükse motor o yönde harekete başlayacak ve değerler eşitlenene kadar dönecektir. Sistem bu şekilde çalışmasını sürdürecektir. Ayrıca konum tespiti kısmında açıklanan konum belirleme işlemi gerekli matematiksel işlemler mikroişlemci içerisinde yapılarak lcd ekranda gösterilecektir. Bunun için klasik 2x16 değerindeki LCD’ye nesnenin konumunu yazdıran kod gerçekleştirilmiştir.

23

int Servomax=Servomerkez+800; // maksimum servo derecesi ayarlandı int Servomin=Servomerkez-800; // minimum servo derecesi ayarlandı

24

Skala=(Solsensordeger+Sagsensordeger)/Solsagfaktor

if (Solsensordeger>Sagsensordeger) // sol sensor değeri sağ sensöreden büyükse // motor sol tarafa yönlendirildi

{

Solsag=(Solsensordeger-Sasensordeger)*5/Skala;

poz=poz-Solsag;

}

if (Solsensordeger<Sasensordeger) {

Solsag=(Solsensordeger-Sasensordeger)*5/Skala;

poz=poz-Solsag ; // sağ sensor değeri sol sensöreden büyükse // motor sağ tarafa yönlendirildi }

}

25 4. SONUÇLAR

Hareketli nesne takibi ve konum tespiti projesinde öncelikle hareketli nesneyi algılayacak bir kızılötesi algılayıcı oluşturulmuştur. Kızılötesi algılayıcının, gündüz vaktinde güneş ışığı, akşam vaktinde ise floresan lambalardan etkilendiği deneysel olarak görülmüştür. Bu nedenle mikroişlemci devresinde yazılan yazılımda bu etkileri ortadan kaldıracak bir kod bütünü yazarak önüne geçilmiştir.

Mikroişlemci devre, algılayıcı ve servo motor, yazılan yazılım doğrultusunda bir bütün olarak çalıştırılmıştır. Çalışmada görülen aksaklıkların temeli olarak kızılötesi iletişimin çevresel faktörlerden oldukça yüksek etkilendiği gözlemlenmiştir.

Hedef olarak başlangıçta yapılacak olan algılayıcı devresinin geliştirilerek nesne algılama mesafesinin arttırılması planlanmıştır. Ancak ortalama 20 cm. kadar bir mesafede nesne algılaması yapılabilmiştir. Bunun sebebi olarak yukarıda da gösterildiği üzere teorik olarak kızılötesi ışınımın çevresel faktörlere tepkisinin yüksek olmasıdır.

Projede kullanılan hareketli nesnenin de boyutu arttırılmış ve rengi beyaz özellikli seçilmiştir. Nesnenin boyutu, rengi ve hızı, yapılmış olan algılayıcı devresinin karşısına bir zorluk olarak gelmiştir.

Şekil 4.1’de proje çalıştırılmış ve algılayıcılarda elde edilen veriler ölçülmüştür.

Verileri derleyerek grafik olarak çizdirilmiştir. Grafiğe göre yatay eksen herhangi bir nesnenin algılayıcılara olan uzaklığını göstermektedir. Dikey eksen ise fototransistörlerin verdikleri analog çıkış gerilimleridir. Nesne, algılayıcılara çok yakın olduğu zaman fototransistörlerin çok farklı çıkışlar verdiği gözlemlenmiştir. Bunun nedeni olarak algılayıcıların bir kör bölgesi olduğu anlaşılmıştır. Belirli bir uzaklıktan sonra algılayıcı çıkışlarında herhangi bir çıkış farklılığı gözlemlenemiştir. Doğal olarak sadece çevresel etmenlerin yani güneş ışınığını oluşturduğu etki kalmıştır.

26

Şekil 4.1. Sağ ve sol algılayıcıların uzaklık gerilim grafiği 0

0.5 1 1.5 2 2.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Sol Algılayıcı Sağ Algılayıcı

Gerilim (V)

Uzaklık(cm)

27 5. DEĞERLENDİRME

Bu çalışmanın ana amacı hareket eden bir nesnenin yakalanması ve nesnenin referans seçilen bir noktaya olan uzaklığının saptanmasıdır. Hareketli nesne takip projeleri incelendiğinde kızılötesi iletişim pek tercih edilen bir yöntem değildir. Daha çok video işleme, lazer ile iletişim ve termal kızılötesi ile nesne yakalama tercih edilmektedir. Bu tür sistemler maliyet açısından bu projedeki sisteme göre oldukça pahalıdır. Bu nedenle kızılötesi iletişimin düşük fiyatlı olması ve kısa mesafelerde iletişime müsait olması nedeniyle tercih edilir.

Projede yapılan sisteme birçok ilave özellik eklenebilmektedir. Örneğin daha çok kızılötesi led ve fototransistör grubu oluşturularak daha büyük ancak karmaşık bir sistem oluşturulabilir. Oluşturulan bu algılayıcı sisteminin daha uzun mesafelere çıkabilidiği gözlemlenmiştir. Ancak sistem o kadar büyük olmaktadır ki portatiflik açısından bir handikap oluşturmaktadır.

Kızılötesi iletişim yerine ses ile iletişim de tercih edilebilir. Ancak ses ile nesne takibi yapmak birçok sıkıntıya sebep olmakdır. Örneğin ses ile nesne takibi yapılırsa çevresel etmenler, yüzey şekli ve boyutu sıkıntı oluşturmaktadır. Ayrıca nesnenin hızı algılayıcı için bir kısıtlamadır.

28 KAYNAKLAR

[1]. E.I. Konukseven, B. Kaftanoglu, "Robot end-effector based sensor integration for tracking moving parts", Knowledge-Based Intelligent Engineering Systems and Allied Technologies, 2000. Proceedings. Fourth International Conference on, On page(s): 628 - 634 vol.2 Volume: 2, 2000

[2]. J.A. Kay, "The use of infrared viewing systems in electrical control equipment", Pulp and Paper Industry Technical Conference, 23-23 June, 2005, Jacksonville, FL, page(s):291 – 295

[3]. Optik Temelli Hareket (2013) homepage on HAMIT.BILKENT [Online].

Available: http://www.hamit.bilkent.edu.tr/optiktemellihareket.html

[4]. K. Çetin, Endüstriyel Elektronik Uygulama Devreleri, 1. baskı, İstanbul, Türkiye:

Birsen Yayıncılık, 2004.

[5]. E. Zhang, W. Jiang, Y. Kuang, M.A. Umer, "Active RFID positioning of vehicles in road traffic", Communications and Information Technologies (ISCIT), 2011 11th International Symposium on, On page(s): 222 – 227

[6]. E.M. Amar, X. Maldague, "Classifying Tracked Objects and their Interactions from Infrared Imagery", Electrical and Computer Engineering, 2006. CCECE '06.

Canadian Conference on, On page(s): 2194 - 2198

[7]. R. C. Gonzalez, R. E. Woods, "Digital Image Processing", Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., Boston, MA, 1992

[8]. C. R. Wren, A. Azarbayejani , T. Darrell , A. P. Pentland, "Real-Time Tracking of the Human Body", IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, v.19 n.7, p.780-785, July 1997

[9]. R. Cutler , L. Davis, "View-Based Detection and Analysis of Periodic Motion", Proceedings of the 14th International Conference on Pattern Recognition-Volume 1, p.495, August 16-20, 1998

[10]. I. H. Altas, "A Fuzzy Logic Controlled Tracking System For Moving Targets", 12th IEEE International Symposium on Intelligent Control, ISIC'97, July 16-18, 1997, Istanbul, Turkey, pp.43-48.

[11]. O. Ö. Mengi ve I. H. Altas, "Hareketli Nesneler için Konum Denetimi ve İzleme Denetimi", Otomasyon Dergisi, sayfalar: 74-79, Mayıs, 2006.

[12]. G. Bal, Özel Elektrik Makinaları, 3. baskı, Ankara, Türkiye: Seçkin Yayıncılık, 2006.

[13]. (2013) The Arduino website. [Online]. Available: http://www.arduino.cc/