t.c. 4. araŞtirma bulgulari ve tartiŞma 56 4.1. android programlama 56 4.1.1 android sulama...
TRANSCRIPT
T.C.
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
ÇEVRE DOSTU SULAMA SİSTEMLERİNİN UZAKTAN KONTROLÜ VE
OTOMASYONU
Emre CAN
Ethem SERÇE
Danışman
Doç. Dr. Okan BİNGÖL
LİSANS TEZİ
ELEKTRİK – ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ISPARTA – 2015
TEZ ONAYI
Emre CAN ve Ethem SERÇE tarafından hazırlanan “Çevre Dostu Sulama
Sistemlerinin Uzaktan Kontrolü Ve Otomasyonu” adlı tez çalışması aşağıdaki
jüri üyeleri önünde Süleyman Demirel Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik
– Elektronik Mühendisliği Bölümü’nde LİSANS TEZİ olarak başarı ile
savunulmuştur.
Danışman Doç. Dr. Okan BİNGÖL
Süleyman Demirel Üniversitesi
Jüri Üyesi Yrd. Doç. Dr. İsmail Serkan ÜNCÜ
Süleyman Demirel Üniversitesi
Jüri Üyesi Yrd. Doç. Dr. Kubilay TAŞDELEN
Süleyman Demirel Üniversitesi
Bölüm Başkanı Doç. Dr. Hakan ÇALIŞ
ii
TAAHHÜTNAME
Bu tezin akademik ve etik kurallara uygun olarak yazıldığını ve kullanılan tüm
literatür bilgilerinin referans gösterilerek tezde yer aldığını beyan ederiz.
Emre CAN Ethem SERÇE
iii
İÇİNDEKİLER
Sayfa
İÇİNDEKİLER .................................................................................................................................. iii
ÖZET ................................................................................................................................................... vi
ABSTRACT ...................................................................................................................................... vii
TEŞEKKÜR ..................................................................................................................................... viii
ŞEKİLLER DİZİNİ ........................................................................................................................... ix
ÇİZELGELER DİZİNİ .................................................................................................................... xii
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ ................................................................................. xiii
1. GİRİŞ ........................................................................................................................................... 1
2. KAYNAK ÖZETLERİ ............................................................................................................... 6
3. MATERYAL VE METOT ........................................................................................................ 8
3.1. Android İşletim Sistemi ................................................................................................... 8
3.1.1. Open Handset Allience ............................................................................................. 9
3.1.2. Android’in Bölümleri ................................................................................................ 9
3.1.3. Android Sürümleri .................................................................................................. 10
3.1.4. Android İşletim Sistemi Özellikleri .................................................................. 11
3.1.5. Android İşletim Sistemi Geliştirme .................................................................. 12
3.1.5.1. Eclipse ................................................................................................................. 12
3.2. Mikrodev MP201G PLC ................................................................................................. 20
3.2.1. Mikrodiagram Yazılımı ......................................................................................... 20
3.2.2. Mikrodiagram Kullanımı ...................................................................................... 21
3.2.2.1 Yeni Diagram Oluşturma ............................................................................... 21
3.2.2.2 Diagram Açma ................................................................................................... 22
3.2.3 Mikrodiagram Özellikleri ...................................................................................... 23
3.2.3.1. Kapı Editörü ...................................................................................................... 23
3.2.3.2. Simülasyon ........................................................................................................ 24
3.2.3.3. Online İzleme .................................................................................................... 25
3.2.3.4. Terminal ............................................................................................................. 25
3.2.3.5. Yardım ................................................................................................................. 26
3.2.4 Mikrodiagram Mod Seçenekleri ......................................................................... 27
3.2.4.1. Nesne Taşıma Modu ....................................................................................... 27
iv
3.2.4.2. Nesneleri Birleştirme Modu ........................................................................ 28
3.2.4.3. Nesne Ekleme Modu ...................................................................................... 28
3.2.4.4. Yazı Ekleme Modu .......................................................................................... 28
3.2.4.5. Hat Etiketi Ekleme .......................................................................................... 28
3.2.4.6. Blogları Grupla ................................................................................................. 29
3.2.4.7. Diagram Derle ve Cihaza Gönder .............................................................. 30
3.2.4.8. Binaryi Cihaza Gönder .................................................................................. 30
3.2.4.9. Cihaz Özellikleri ............................................................................................... 30
3.2.4.10. Kaydet ............................................................................................................... 31
3.2.4.11. Farklı Kaydet .................................................................................................. 31
3.2.4.12. Diagram Ayarları .......................................................................................... 31
3.2.4.13. Yakınlaştır, Uzaklaştır................................................................................. 32
3.2.5 Kapı Tipleri ................................................................................................................. 32
3.2.6 MP201G PLC Genel Özellikleri ............................................................................ 33
3.3. Güneş Paneli ...................................................................................................................... 36
3.3.1. Güneş Panelleri Hücrelerinin Çalışma İlkesi ................................................ 37
3.3.2. Fotovoltaik Hücre Karakteristiği ...................................................................... 37
3.3.2. Sistemimizde Kullandığımız Güneş Panelinin Seçimi Ve Özellikleri ... 37
3.4. Akü ........................................................................................................................................ 39
3.4.1. Sistemimize Seçilen Akü ....................................................................................... 42
3.5. Şarj Regülatörü ................................................................................................................ 43
3.5.1. Sistemimize Seçilen Şarj Regülatörü ............................................................... 45
3.6. Su Pompası ........................................................................................................................ 46
3.7. Selenoid Valf ..................................................................................................................... 49
3.7.1. Selenoid Valflerin Çalışma Prensibi ................................................................. 49
3.7.2. Selenoid Valflerin İç Yapısı .................................................................................. 51
3.7.3. Selenoid Valfler Kullanım Alanları ................................................................... 51
3.7.4. Valf Pistonunun Konumları ................................................................................. 52
3.7.5. Selenoid Valf Çeşitleri............................................................................................ 53
3.8. Sensörler ............................................................................................................................ 53
3.8.1. PT100 Sensör............................................................................................................ 54
3.8.2. Toprak Nem Sensörü Higrometre .................................................................... 55
3.8.3. Sıvı Seviye Sensörü ................................................................................................. 55
v
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA ................................................................... 56
4.1. Android Programlama .................................................................................................. 56
4.1.1 Android Sulama Otomasyonu Programı Çalışma Mantığı ........................ 57
4.1.2. Android Sulama Otomasyonu Programı Görselleri ................................... 59
4.2. PLC Programlama ........................................................................................................... 60
4.2.1. PLC Programlanması Çalışma Mantığı ............................................................ 61
4.2.2. Mikrodiagram Programı Görselleri .................................................................. 62
4.3. Projenin Akış Diyagramları ve Genel Gösterimi ................................................. 65
5. SONUÇ ................................................................................................................................... 68
KAYNAKLAR .................................................................................................................................. 70
EKLER............................................................................................................................................... 73
EK A. Proje Görselleri............................................................................................................. 74
Ek B. Projede Kullanılan Devreler..................................................................................... 77
Ek B.1. Motor, Damlama Valfi, Fıskiye Valfi Güç Devreleri ................................. 77
Ek B.2. Sıvı Seviye Sensörü Devresi ............................................................................. 79
Ek C. Elektrik Bağlantı Şeması ............................................................................................ 81
ÖZGEÇMİŞ 1 ................................................................................................................................... 82
ÖZGEÇMİŞ 2 ................................................................................................................................... 84
vi
ÖZET
Lisans Tezi
Çevre Dostu Sulama Sistemlerinin Uzaktan Kontrolü Ve Otomasyonu
Emre CAN
Ethem SERÇE
Süleyman Demirel Üniversitesi
Teknoloji Fakültesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
Danışman: Doç. Dr. Okan BİNGÖL
Bu çalışmada, fotovoltaik güçle çalışan PLC tabanlı, android cihazlar üzerinden
uzaktan kontrollü otomatik ve manuel olarak damla sulama sistemi (DSS) ve
fıskiye sulama sistemi (FSS) gerçekleştirilmiştir. Sistem GSM SMS hattı
üzerinden manuel veya otomatik olarak (DSS/FSS) kontrol edilebilmektedir.
Otomatik çalışmada, PLC üzerinde çalışan program, topraktan aldığı sıcaklık ve
nem değerini bitkinin ihtiyacı olan nem değeri ile karşılaştırmakta ve nem
değerine göre sulama motoru hem kontrol edilecektir. Otomatik veya manuel
çalışma işleminde, depoda su algılanmadığında, kullanıcı bilgilendirilmekte ve
sistem durdurulmaktadır. Sistem gerektiği kadar sulama yaparak; hem su
miktarından, hem de otomatik olarak çalıştığı için insan gücü ve zamandan
tasarruf sağlanılması düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Güneş Enerjili Sulama, Otomatik Sulama, Uzaktan Sulama,
Uzaktan Kontrol, Android Kontrollü Sulama.
2015, 85 Sayfa
vii
ABSTRACT
B.Sc. Thesis
Remote Control & Automation of Eco-Friendly Irrigation Systems
Emre CAN
Ethem SERÇE
Suleyman Demirel University
Faculty of Technology
Department of Electrical and Electronic Engineering
Advisor: Assoc. Prof. Dr. Okan BİNGÖL
In this study, photovoltaic-powered PLC-based, remote-controlled manual and
automatic drip irrigation system on android devices (DSS) and sprinkler
irrigation systems (FSS) were carried out. SMS via GSM line system manually or
automatically (DSS / FSS) can be controlled. In automatic operation, programs
running on the PLC, irrigation engines and humidity values are compared
according to the temperature and humidity of the soil moisture values that the
plant needs to be checked as well. In automatic or manual operation process,
the water in the tank is detected, users are informed and the system is stopped.
By irrigation systems as needed; and the amount of water, and is thought to be
provided automatically to save time and manpower for the work.
Keywords: Solar-Powered Irrigation, Automatic irrigation, remote irrigation,
remote control, Android Controlled Irrigation.
2015, 85 Pages
viii
TEŞEKKÜR
Bu araştırmada bizi yönlendiren, karşılaştığımız zorlukları bilgi ve tecrübesi ile
aşmamızda yardımcı olan değerli Danışman Hocamız Doç. Dr. Okan BİNGÖL’e
teşekkürlerimizi sunarız.
Tezimizin gerçekleşmesinde TÜBİTAK 2209-A projesi kapsamında maddi
destek sağlayan TÜBİTAK’a teşekkür ederiz.
PLC programlanma esnasında karşılaştığımız zorluklarda Mikrodev firması
çalışanlarının vermiş olduğu destekten dolayı teşekkür ederiz.
Projenin prototip dizaynında bize maddi ve manevi yardımlarını esirgemeyen
Enes CAN’a teşekkür ederiz.
Tezimizin her aşamasında bizi yalnız bırakmayan ailelerimize sonsuz sevgi ve
saygılarımızı sunarız.
Emre CAN
Ethem SERÇE
ISPARTA, 2015
ix
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa
Şekil 1.1. PV sulama sistemi seçimine karar verme aşamaları (Aktacir ve
Yeşilata, 2001). ................................................................................................................................ 3
Şekil 1.2. Güneş enerjili su pompalama sisteminin basit, şematik görünümü ........ 4
Şekil 1.3. Bir tarım arazisinde kurulmuş pompalara elektrik sağlayan güneş
panelleri. ............................................................................................................................................ 5
Şekil 3.1. Android işletim sistemi maskodu ......................................................................... 8
Şekil 3.2. Sürümlerin kullanım yüzdeleri [Wikipedia, 2015] ..................................... 11
Şekil 3.3. Android proje oluşturma ....................................................................................... 13
Şekil 3.4. Android proje tanımlama ...................................................................................... 14
Şekil 3.5. Android proje tanımlama ...................................................................................... 15
Şekil 3.6. Android ikon atama ................................................................................................. 16
Şekil 3.7. Android arayüz yapısı ............................................................................................. 17
Şekil 3.8. Android proje oluşturma ....................................................................................... 18
Şekil 3.9. Android tasarlama ekranı ..................................................................................... 19
Şekil 3.10. Eclipse açılış ekranı ............................................................................................... 19
Şekil 3.11. Mikrodiagram yazılımı genel görünümü ...................................................... 20
Şekil 3.12. Mikrodiagram yazılımı fonksiyonu ile klasik ladder diyagramı
karşılaştırma.................................................................................................................................. 21
Şekil 3.13. Mikrodiagram proje oluşturma ........................................................................ 21
Şekil 3.14. Mikrodiagram PLC seçimi................................................................................... 22
Şekil 3.15. Mikrodiagram dosya aç ....................................................................................... 23
Şekil 3.16. Mikrodiagram kapı editörü ................................................................................ 23
Şekil 3.17. Mikrodiagram simülasyon çalışma ekranı ................................................... 24
Şekil 3.18. Mikrodiagram online izleme çalışma ekranı ............................................... 25
Şekil 3.19. Mikrodiagram terminal ekranı ......................................................................... 26
Şekil 3.20. Mikrodiagram yardım ekranı ............................................................................ 26
Şekil 3.21. Mikrodiagram mod seçim araç çubukları .................................................... 27
Şekil 3.22. Mikrodiagram nesne taşıma modu ................................................................. 27
Şekil 3.23. Mikrodiagram nesneleri birleştirme modu ................................................. 28
Şekil 3.24. Mikrodiagram nesne ekleme modu ................................................................ 28
Şekil 3.25. Mikrodiagram yazı ekleme modu .................................................................... 28
Şekil 3.26. Mikrodiagram hat etiketi ekleme .................................................................... 29
x
Şekil 3.27. Mikrodiagram blokları gruplama .................................................................... 29
Şekil 3.28. Mikrodiagram blokları gruplama .................................................................... 29
Şekil 3.29. Mikrodiagram diagram derle ve cihaza gönder ......................................... 30
Şekil 3.30. Mikrodiagram binaryi cihaza gönder ............................................................. 30
Şekil 3.31. Mikrodiagram cihaz özellikleri ......................................................................... 30
Şekil 3.32. Mikrodiagram kaydet ........................................................................................... 31
Şekil 3.33. Mikrodiagram farklı kaydet ............................................................................... 31
Şekil 3.34. Mikrodiagram diagram ayarları ....................................................................... 31
Şekil 3.35. Mikrodiagram yakınlaştır, uzaklaştır ............................................................. 32
Şekil 3.36. Mikrodiagram fonksiyonel blok diagramları .............................................. 33
Şekil 3.37. MP201G PLC ............................................................................................................ 33
Şekil 3.38. Kullanılan Ttec 12V 20A Ekobis Jel Akü ....................................................... 42
Şekil 3.39. MPPT blok diagramı ............................................................................................. 45
Şekil 3.40. PWM şarj regülatörü ............................................................................................ 45
Şekil 3.41. Sistemimizde kullanılan su pompası .............................................................. 48
Şekil 3.42. Selenoid valf iç görünümü .................................................................................. 49
Şekil 3.43. Selenoid valf açık-kapalı durumları ................................................................ 50
Şekil 3.44. selenoid vana iç yapısı ......................................................................................... 51
Şekil 3.46. 12V DC 1/4'' Electric Solenoid MOTOR ( Solenoid Valve ) .................... 53
Şekil 3.47. PT100 Sensör .......................................................................................................... 54
Şekil 3.48. Toprak nem sensörü ............................................................................................. 55
Şekil 4.1. eclipse programı üzerinden android sulama otomasyonu programı
görünümü ....................................................................................................................................... 57
Şekil 4.2. Android cihaz üzerinden sms gönderme ........................................................ 58
Şekil 4.3. Android sulama otomasyonu programı giriş ekranı .................................. 59
Şekil 4.4. Android sulama otomasyonu program ekranı imza ekranı görüntüleri
............................................................................................................................................................. 59
Şekil 4.5. Android sulama otomasyonu hakkımızda ekranı ........................................ 60
Şekil 4.6. Mikrodiagram ile programlanmış sulama sistemi otomasyonu genel
görünümü ....................................................................................................................................... 60
Şekil 4.7. Mikrodiagram programında SMS girişlerinin ayarlanması ve sıcaklık
değerini gönderme ...................................................................................................................... 62
Şekil 4.8. Mikrodiagram programında depo doluluk kontrolü .................................. 62
Şekil 4.9. Otomatik mod ayarlanması .................................................................................. 63
xi
Şekil 4.10. Mikrodiagram programında sistemin kurulumu ve motorun
çalıştırılması .................................................................................................................................. 64
Şekil 4.11. Mikrodiagram programında SMS gönderilmesi ayarlamaları .............. 64
Şekil 4.12. PLC çalışma algoritması ...................................................................................... 65
Şekil 4.13. Android programımızın algoritması .............................................................. 66
Şekil 4.14. Sistemimizin genel gösterimi ............................................................................ 67
Şekil A.1. Projenin bitmiş hali (önden görünüş) .............................................................. 74
Şekil A.2. Projenin bitmiş hali (soldan görünüş) ............................................................. 74
Şekil A.3. Projenin bitmiş hali (sağdan görünüş) ............................................................ 75
Şekil A.4. Projenin bitmiş hali (pano görünüşü) .............................................................. 75
Şekil A.5. Projenin bitmiş hali (üstten görünüş) .............................................................. 76
Şekil B.1. Motor, damlama valfi, fıskiye valfi güç devreleri proteus ısıs çizimi ... 77
Şekil B.2. Güç devresinin önden 3D görünümü ................................................................ 78
Şekil B.3. Güç devresinin arkadan 3D görünümü ............................................................ 78
Şekil B.4. Güç devresinin baskı devre çıktısı %100 görünüm .................................... 79
Şekil B.5. Sensör devresi proteus ISIS çizimi .................................................................... 79
Şekil B.6. Sensör devresi proteus Ares 3D görünümü ................................................... 80
Şekil B.7. Sensör devresi baskı devre çıktısı %100 görünüm .................................... 80
Şekil B.8. Sensör algılayıcı devresi baskı devre çıktısı %100 görünüm ................. 80
Şekil C.1. Sistemin elektrik bağlantı şeması ...................................................................... 81
xii
ÇİZELGELER DİZİNİ
Sayfa
Çizelge 1.1. Örnek bir tam sulama programı (Kodal vd, 2010) .................................... 2
Çizelge 3.1. Android işletim sistemi sürümleri ................................................................ 10
Çizelge 3.2. MP201G PLC giriş çıkış port sayıları ............................................................ 36
Çizelge 3.3. Güneş paneli özellikleri ..................................................................................... 38
Çizelge 3.4. Kullanılan akü özellikleri .................................................................................. 43
xiii
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ
API Uygulama Programlama Arayüzü
GSM Mobil Haberleşme İçin Küresel Sistem
EDGE Bağlantı Küresel Evrim İçin
3G 3. Nesil Haberleşme
LTE 4. Nesil Haberleşme
NFC Yakın Alan İletişimi
SMS Kısa Mesaj Hizmeti
MMS Çoklu Ortam Mesajlaşma Servisi
JRE Java Runtime Environment
JDK Java Development Kit
SDK Yazılım Geliştirme Kiti
I/O Giriş – Çıkış
SMD Micro Yapıya Sahip Elemanlar
PWM Darbe Genişlik Modülasyonu
USB Evrensel Seri Veri yolu
DA Doğru Akım
AA Alternatif Akım
RX Alınan
TX Gönderilen
A Amper
V Volt
VCC Kollektör Besleme Voltajı
PCB Baskılı Devre Kartı
GND Toprak
ADC Analog to Dijital Converter
NC Normalde Kapalı
NO Normalde Açık
COM Ortak Uç
PLC Programlanabilir Lojik Kontrol Cihazı
GSM PLC GSM Modül Modul Eklenmiş Programlanabilir Kontrol Cihazı
PV Photovoltaik Güneş Pili
KB Kilobyte
1
1. GİRİŞ
Erişilmesi uzak olan, elektriğin olmadığı bol su kaynakları olan tarıma elverişli
arazilerin daha verimli değerlendirilebilmesi amacıyla bu proje
gerçekleştirilmiştir. Sistem enerjisini güneşten elde etmektedir. Sulama
sistemlerinin kontrolü GSM haberleşme kullanarak android cihazlar üzerinden
yapılmaktadır. Projemizde damla sulama ve yağmurlandırma sulama sistemleri
toprağın ihtiyacını karşılayacak şekilde tasarlanmıştır.
Android cihazlar için tasarladığımız programımızda sistemin kontrolü kolay ve
görsel bir şekilde yapılabilecek düzeye indirilmiştir. Bu sayede daha önce
yapılan tek tip sulama sistemini bizim yazılımımız ile damla sulama sistemi ve
yağmurlandırma (fıskiye) sulama sistemi diye ayırarak tek projede 2 ayrı
sulama sistemini android cihazlarda görsel program yazılımımız ile uzaktan
kontrol edip harcanan enerjiyi kendisi üreterek otonom sistem
gerçekleştirilmiştir.
Sistemin uzaktan haberleşmesi için GSM modüllü Mikrodev MP201G PLC
kullanılmıştır. Sistemimizin internet değilde sms altyapılı haberleşmesinin
sebebi ülkemizde statik IP’li GSM data hatlarının sadece kurumsal firmalarca
özel olarak kullanıma sunulması, bu hatların maddi yükünün aylık olarak
bakıldığı zaman sms paketinden çok daha fazla ücrete mâl edileceğinden,
tarımsal sulama amacıyla kullanılması gereken GSM hattının operatörlerce
(Turkcell, Vodafone, Avea) sms paketlerinin internet paketlerine oranla çok
daha uygun olmasından dolayı tercih edilmiştir.
Aşırı sulama, topraktaki tuzluluk oranının artmasına sebep olmakta, toprak için
gerekli olan havanın yeri suyla dolunca bitki kökleri havasız kalarak
boğulmaktadır. Böylece kökler görevini yerine getiremeyeceğinden dolayı
gerekli olan mineralleri ve besin maddelerini topraktan alamaz hale gelmekte,
toprağa verilen gübreler aşırı sudan dolayı topraktan yıkanarak etkisini
kaybetmektedir. Yetersiz sulama ise bitkinin doğal büyüme kapasitesini
kısıtlayarak verimi düşürmektedir. Bu sebeplerden dolayı topraktaki ürünlerin
2
veriminin ve kalitesinin düşmesinin yanında, yapılan yatırım ve maliyetler de
boşa gitmektedir. Örnek bir tam sulama programı Çizelge 1.1’deki gibidir.
Çizelge 1.1. Örnek bir tam sulama programı (Kodal vd, 2010)
Tarım sektöründe enerji kullanımına ilişkin son gelişmeler, yoğun enerji
tüketilen sulama uygulamalarının enerji korunumun da önemli bir yeri
olduğunu göstermiştir. Son yıllarda sulama uygulamalarında enerji tüketiminin
azaltılmasına yönelik olarak yapılan araştırmalar; sulama amacıyla yeni ve
yenilenebilir doğal enerji kaynaklarının kullanılmasına ve fosil yakıtların
tüketildiği geleneksel sistemlerine alternatif olarak, düşük maliyetli ve etkinliği
yüksek sulama sistemlerinin geliştirilmesine yönlendirilmiştir. En önemli
yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisinden tarımsal sulama amacıyla
yararlanılması durumunda, toplam üretim giderleri içerisinde büyük yer tutan
sulama giderleri azalacak ve buna bağlı olarak üretim maliyeti de azalacaktır.
GENEL BİLGİLER
Yöre Şanlıurfa
Bitki Pamuk
Bitki yetişme dönemi 01.05-30.10 (183 gün)
Parsel alanı 10 da
Toprak bünyesi ve Su Tutma Kapasitesi Killi, 180 mm/m
Sulama türü Optimum sulama
Sulama Yöntemi Yüzey sulama
SULAMA PROGRAMI
Sulama no Sulama
tarihi
Sulama aralığı (gün)
Birikimli sulama aralığı
(gün)
Sulama suyu miktarı (mm)
Sulama süresi (saat)
1 01.05 - - 37 11.4
2 31.5 31 31 64 19.8
3 14.6 14 45 76 23.5
4 26.6 12 57 90 27.8
5 7.7 11 68 98 30.2
6 16.7 9 77 99 30.6
7 25.7 9 86 100 30.9
8 4.8 10 96 106 32.7
9 14.8 10 106 102 31.5
10 25.8 11 117 104 32.1
11 6.9 12 129 103 31.8
12 21.9 15 144 109 33.6
Sulama sayısı: 12 Toplam su miktarı: 1088 mm Verim oranı (Ya/Ym): % 100
3
Şekil 1.1’de gösterilen kriterler ile güneş enerjisinden faydalanmak
mümkündür.
Şekil 1.1. PV sulama sistemi seçimine karar verme aşamaları (Aktacir ve
Yeşilata, 2001).
Bir güneş enerjili su pompalama sistemi iki temel komponentten oluşur.
Birincisi güç sağlayıcı, yani güneş enerjisinin elektriğe dönüştüren fotovoltaik
paneller. Bu panellerin en küçük bileşenleri ise solar hücrelerdir. Her solar
hücre özel olarak hazırlanmış iki ya da daha fazla yarıiletken malzemenin
birleşimiyle oluşmaktadır. Işığa maruz kalan bu hücreler doğru akım
(DA) üretebilirler. Bu doğru akım kablolar tarafından bir panelde toplanır. Daha
sonra oluşturulan güç, pompalarda kullanılmak üzere akülerde depolanır. Şekil
4
1.2’ de güneş enerjili su pompala sisteminin şematik görünümü
gösterilmektedir (Elektrikport, 2015).
Şekil 1.2. Güneş enerjili su pompalama sisteminin basit, şematik görünümü
Sulama sistemlerinde doğru ve uygun bir tasarım için gerekli olanlar ise
elektrikport sitesinde şöyle sıralanmıştır:
►Ne kadar ve ne zaman suya ihtiyaç var
►Hava şartlarında sistemin çalışma durumu
►Birim zamanda akabilecek su miktarı
►Uygun derinlikte çalışma koşulu
►Pompalanması gereken suyun ne kadar yükseğe çıkabileceği
►Su kalitesi ile ilgili sorunları giderme
►Ne kadar depolama yapılabilir, tankların dizilişi
Güneş enerjili bir pompanın kurulumu oldukça komplekstir. Elektriksel çalışma
ilkesinin sağlanması dışında ağır işçilik ve inşaat gerektirir(kaynak, beton
dökme, hafriyat vs.). Bunun yanında yazılı talimatlar her zaman alması gerektiği
gibi işlemeyebilir. Büyük projeler içinse traktör, kazıcı ve yükleyici gibi unsurlar
olmazsa olmazlardandır. Şekil 1.3’de bir tarım arazisinde kurulmuş pompalara
elektrik sağlayan güneş panelleri gözükmektedir (ElektrikPort, 2015).
5
Şekil 1.3. Bir tarım arazisinde kurulmuş pompalara elektrik sağlayan güneş
panelleri.
Güneş enerjili sulama sistemimizde kullanılan malzemeleri kısaca özetlersek;
Kontrol ünitesi için GSM PLC
Güneş panelleri
Şarj kontrol cihazı
Bataryalar
Su pompası
Diğer ekipmanlar
Bu çalışmada güneş enerjili, android cihaz kontrollü, GSM PLC tabanlı damla
sulama ve fıskiye sulama sistemi prototipi yapılmıştır.
6
2. KAYNAK ÖZETLERİ
Atay vd. (2012), güneş enerjili damla sulama sistemi fotovoltaik (PV) güneş
panellerine bağlı doğru akım (DA) ile çalışan fırçasız bir pompadan oluşmakta
ve damlama sulama sistemi (DSS) kurulu arazinin sulanmasında
kullanılmaktadır. Kıyaslama amacıyla şebekeye bağlı klasik alternatif akım (AA)
ile çalışan bir pompanın beslediği aynı boyutlardaki DSS ile aynı koşullardaki
komşu bir arazinin de sulaması gerçekleştirilmiştir.
Yüksem (2009), güneş enerjisiyle çalışan su pompası sistemleri, günlük bakım
istemedikleri gibi arzu edilen herhangi bir yerde, bol güneş olması şartıyla
kurulabileceğini belirtmiştir. Bu tip pompaların ilk kuruluş masrafları yüksek
olmasına rağmen, işletme ve bakım masrafları çok düşüktür. Bu nedenle,
özellikle güneş ışınım potansiyeli yüksek yerlerde çok kısa sürede daha
ekonomik duruma geçilebileceğini ifade eder.
Kürklü ve Çağlayan (2005), sıcaklık, nem, ışık, rüzgâr, yağmur gibi bitki
yetiştiriciliğinde önemli parametrelerin kontrolü ve tehlike sınırlarında uyarı
amaçlı geri beslemeli bir otomasyon sistemi laboratuar ortamında bir sera
maketi üzerinde yapılmışlar ve denenmişlerdir. Sera maketi üzerine bağlı
sıcaklık, nem, rüzgar, yağmur ve ışık algılayıcılarından alınan analog sinyaller
bir ADC (analogue to digital convertor) katı kullanılarak sayısal sinyallere
dönüştürülmüşlerdir.
Çakır ve Çalış (2007), kablolu telefon hattı üzerinden otomatik ve elle sulama
yapabilen bir sistem tasarlamışlardır. Sistemde aynı zamanda bir kullanıcı ara
yüzü geliştirilmiş ve sistem o yazılımla kontrol etmişlerdir.
Gedikpınar ve Çavaş (2005) Ülkemizdeki tarım arazisi ve tarımsal faaliyetler
dikkate alınarak, verilen komutlar ile telefon hatları üzerinden sulama
sistemlerinin otomatik kontrol edilmesi amaçlanmış ve buna uygun bir kontrol
devresi tasarlanmışlardır.
7
İnal ve Akçayol (2009), GSM ile uzaktan kontrol uygulamasını akıllı ev sistemleri
tasarımında da kullanmışlardır. Kullanıcılar cep telefonu ile GSM üzerinden
evlerini uzaktan kontrol edebilmekte veya istenmeyen bir durum oluştuğunda
otomatik olarak uyarı alabilmektedirler.
Yeşilata ve Fıratoğlu (2003), güneş ışınım şiddetine ilişkin bazı değerle
kullanarak PV su pompalama sisteminden elde edilen güç miktarının değişimini
incelemişlerdir. Yapılan hesaplamalar sonucunda belirlenen bulgular, uzun
dönemlik güneş ışınım şiddeti ölçümleri ile karşılaştırılmışlardır.
Bıçaklı (2005), cep telefonu kontrolü ile sulama otomasyon sistemi
gerçekleştirmiştir. Sistemde kullanıcı sistem üzerindeki GSM modülü arayarak
devreyi açmakta ve tekrar arayarak devrenin kapanmasını sağlamaktadır. Bu
sistemle su ve enerji tasarrufu yapıldığı bildirilmektedir.
8
3. MATERYAL VE METOT
3.1. Android İşletim Sistemi
Android, Google, Open Handset Alliance ve özgür yazılım topluluğu tarafından
geliştirilmiş olan, Linux tabanlı, mobil cihaz ve cep telefonları için
geliştirilmekte olan, açık kaynak kodlu bir mobil işletim sistemidir. Desteklenen
uygulama uzantısı ".apk"dir. Android işletim sistemi 5 Kasım 2007 tarihinde
kurulmuş bir altyapıdır (Wikipedia, 2015).
Android, Linux çekirdeği üzerine inşa edilmiş bir mobil işletim sistemidir. Bu
sistem ara katman yazılımı, kütüphaneler ve API C diliyle yazılmıştır. Uygulama
yazılımları ise, Apache harmony üzerine kurulu Java-uyumlu kütüphaneleri
içine alan uygulama iskeleti üzerinden çalışmaktadır. Android, derlenmiş Java
kodunu çalıştırmak için dinamik çevirmeli (JIT) Dalvik sanal makinasını kullanır
ve cihazların fonksiyonelliğini artıran uygulamaların geliştirilmesi için çalışan
geniş bir programcı-geliştirici çevresine sahiptir.
Google Play Store, Android işletim sistemi uygulamalarının çeşitli sitelerden
indirilebilmesinin yanı sıra, Google tarafından işletilen kurumsal uygulama
mağazasıdır. Geliştiriciler, ilk olarak aygıtı, Google'ın Java kütüphanesi
aracılığıyla kontrol ederek Java dilinde yazmışlardır. Şekil 3.1’de android logosu
gösterilmektedir.
Şekil 3.1. Android işletim sistemi maskodu
9
3.1.1. Open Handset Allience
2007 yılında Google, Android işletim sistemini geliştirdiğini açıkladıktan kısa
süre sonra dev bir birlik kurulmuştur. Adı Open Handset Alliance (Açık Kaynak
Telefon Birliği) olan birliğin amacı piyasadaki standartları belirlemekti. Google
önderliğindeki bu birlikte HTC, Samsung, LG, Motorola, Sony Ericsson gibi
telefon üreticilerinin yanı sıra Intel ve Qualcomm gibi işlemci üreticileri de,
Nvidia gibi grafik yongası üreticileri de yer aldı. Birliğe bir çok operatör de
destek vermiştir. OHA, neredeyse tüm bilişim sektörünü kapsayacak şekilde
yeni standartlar geliştirilmektedir. Bu birlik kurulduğu sırada Linux 2.6
çekirdeğini kullanan ilk Android işletim sistemi sürümü de gösterime
sunmuştur (Wikipedia, 2015).
3.1.2. Android’in Bölümleri
Android işletim sistemi beş kısımdan oluşur (Wikipedia, 2015).
1. Çekirdek: Linux kernelidir. Güvenlik, hafıza yönetimi, süreç yönetimi, ağ
yığınları ve sürücü modellerini içermektedir.
2. Android Runtime: Sanal makinedir. Dalvik Sanal Makinesini de
içermektedir.
3. Kütüphaneler: Veritabanı kütüphaneleri, web tarayıcı kütüphaneleri,
grafik ve arayüz kütüphanelerini içermektedir.
4. Uygulama Çatısı: Uygulama geliştiricilere geniş bir platform sunan
kısımdır.
5. Uygulama Katmanı: Doğrudan Java (programlama dili) ile geliştirilmiş
uygulamaları içermektedir.
10
3.1.3. Android Sürümleri
Çizelge 3.1. Android işletim sistemi sürümleri
Sürüm Kod adı Yayın tarihi
1.1 Astro 9 Şubat 2009
1.2 Bender 16 Mart 2009
1.5 Cupcake 30 Nisan 2009
1.6 Donut 15 Eylül 2009
2.0
2.1 Eclair
26 Ekim 2009
Ocak 2010
2.2 Froyo 20 Mayıs 2010
2.3 Gingerbread 6 Aralık 2010
3.0
3.1
3.2
Honeycomb
Şubat 2011
Temmuz 2011
Kasım 2011
4.0 Ice Cream Sandwich 19 Ekim 2011
4.1
4.2
4.3
Jellt Bean
9 Temmuz 2012
29 Ekim 2012
24 Temmuz 2013
4.4 KitKat® 31 Ekim 2013
5.0 Lollipop 3 Kasım 2014
5.0.1 Lollipop 2 Aralık 2014
Şekil 3.2’de bu sürümlerin kullanım yüzdeleri gösterilmektedir.
11
Şekil 3.2. Sürümlerin kullanım yüzdeleri (Wikipedia, 2015)
3.1.4. Android İşletim Sistemi Özellikleri
Android'in son sürümleri, çoklu-görev (multitasking), çoklu-dokunuş
(multitouch) ve Adobe Flash desteğiyle beraber gelmektedir. Google Play Store
ile uygulamalar yüklenebilmektedir (Wikipedia, 2015).
Handset Çizimler
Sistem, VGA, 2D grafik arşivler, OpenGL ES 3.0 tabanlı 3D Grafikarşivlerine ve
geleneksel telefon çıkışlarına son derece kolay uyum sağlamaktadır.
Depolama
Bilgi depolama amaçlı SQLite kullanılmaktadır.
Bağlanabilirlik
Android, GSM, Bluetooth, EDGE, 3G,LTE(4G) NFC ve Wi-Fibağlantısını
desteklemektedir.
Mesajlaşma
Hem SMS hem de MMS desteği vardır.
12
Web Tarayıcısı
Android'in web tarayıcısı açık kaynak kodlu WebKit application
framework üzerine kuruludur.
Medya Destekleri
Android, MPEG-4, MP4, H.264, MP3, ve AAC, AMR, JPEG, PNG, GIFgibi ses / video
/ resim formatlarını desteklemektedir.
Ek Donanımları
Android, titreme önlemeli fotoğraf/video kameralarda, dokunmatik
ekranda, GPS, pusulalar ve ivmeölçerlerde son derece yeteneklidir (Wikipedia,
2015).
3.1.5. Android İşletim Sistemi Geliştirme
Android işletim sistemi açık kaynak kodlu bir sistem yapısına sahip olduğundan
dolayı kullanıcılarına kendi programlarını geliştirme imkanı sunmaktadır.
Android işletim sisteminin kod yapısı JAVA yapısına sahip bir yapı olması
gerekli program yapılarını indirdikten sonra ECLİPSE programı üzerinde
program oluşturmamıza olanak sağlamaktadır. Android program geliştirme
gereksinimlerinin en başında JRE ve JDK(1) dosyalarının indirilmesi yer
almaktadır. Bunun sonrasında ise ANDROİD SDK ve ECLİPSE(2) rpogramlarının
kullanımı yer almaktadır. Bunun yanı sıra Android uygulamaları yazmanın bir
diğer olanağı ise internet aracılığı Google hesabı üzerinden erişim
gerçekleştirilen App Invertor yapısıdır.
3.1.5.1. Eclipse
Eclipse, açık kaynak kodlu ve özgür bir tümleşik geliştirme ortamıdır (IDE). Ana
odak noktası Java ve Java ile ilişkili teknolojiler olsa da, esnek yapısı sayesinde C
ve Python gibi farklı diller için de kullanılmaktadır. Android geliştirme
ortamının önemli bir bileşeni olan Eclipse'in içinde yazılan programları
13
denemek için öykünücü kurulabilmektedir. Eclipse ortamı, sunulan eklentilerle
işlevleri geliştirilerek birçok alanda kullanılabilmektedir.
Android eklentileri yüklendikten sonra artık yeni bir Android projesi
oluşturabilmektedir. Bunun için File > New > Other seçeneği ile çıkan
listeden Android Application Project seçeneğini seçilmelidir. Şekil 3.3’de proje
oluşturma gösterilmiştir.
Şekil 3.3. Android proje oluşturma
Bir sonraki ekranda proje ile ilgili çeşitli özelliklerin girilmesi gerekecektir.
Şekil 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8’da proje tanımlamaları gösterilmektedir. Buradaki
seçeneklere göz atılacak olunursa;
Application Name : Uygulamanın adı. Cihazda uygulama adı olarak bu
değer görünmektedi.
Project Name : Projenin adı. Bllekte proje dosyaları bu klasör altında
görünmektedir.
Package Name : Uygulama dosyalarının saklanacağı paket adı. Bu
uygulamaya özgü benzersiz bir ad olmalıdır. Aynı zamanda Google Play
hesabında uygulamaya tanımlayacağından oldukça önemlidir.
Build SDK : Projenin derleneceği Android versiyonunu belirtmektedir.
14
Minimum Required SDK : Projenin çalışacağı en alt Android işletim
sistemi versiyonunu belirtmektedir (Geleceği Yazanlar, 2015).
Şekil 3.4. Android proje tanımlama
Next düğmesine basıldıktan sonra kullanıcıyı aşağıdaki gibi bir ekran
karşılamaktadır. Varsayılan olarak seçilen seçeneklerin işaretli kalması daha
uygundur.
Create custom launcher icon: Uygulamanın logosunu belirlemektedir.
Create activity: Uygulamanın yazımına başlanmadan önce otomatik
olarak bir activity hazırlamaktadır.
Mark this project as a library: Projeyi kütüphane olarak
belirlemektedir.
Create Project in Workspace: Projenin mevcut çalışma alalnında
açılmasını sağlar.
Working Sets: Projenin çalışma alanlarına eklenebilir.
15
Şekil 3.5. Android proje tanımlama
Next düğmesine basılarak bir sonraki adıma geçildiğinde uygulamanın
simgeleriyle ilgili seçenekler gelecektir. Buradaki simge bir imaj dosyasından
yüklenebileceği gibi Text seçeneği ile kullanıcı tarafından oluşturabilir.
Buradaki diğer seçenekler;
Trim Surrounding Blank Space: Yazılı metinle çerçeve arasındaki
boşluğun ayarlanmasını sağlar.
Foreground Scaling: Metnin yerleştirileceği bölgeyi belirler.
Shape: Burada simge daire ya da kare olarak tanımlanabilir.
Background Color: İkonun arka plan rengini belirler.
Foreground Color: İkonun metin rengini belirler.
16
Şekil 3.6. Android ikon atama
Burada gerekli ayarlar yapıldıktan sonra Next düğmesiyle bir sonraki aşamaya
geçelir. Bu aşamada geliştiriciden uygulamanın tasarımıyla ilgili bilgiler
istenecektir. Tabletleri hedefleyen bir uygulama varsa MasterDetailFlow tipini
seçilmelidir. Bu şekilde tablet cihazlarda solda bir navigasyon menüsü
görüntülenirken akıllı telefonlarda normal uygulama görüntülenir.
17
Şekil 3.7. Android arayüz yapısı
Bir sonraki ekranda oluşturulacak ekran için detay bilgiler sorulacaktır.
Buradaki seçenekleriniz aşağıdaki gibidir.
Activity Name : Ekranın adı
Layout Name : Ekrana dair tasarımı içeren dosyanın adı
Navigation Type : Uygulamanın ekranlar arası navigasyonuna dair
bilgiler içerir. Android 4.0 öncesi için burada bir seçim yapılamaz. Tabs
seçeneği, ekranın altında diğer ekranlara geçiş için düğmeler
ekleyecektir. Dropdown seçeneği yukarıdan bir menü açacaktır. Swipe
Views seçeneği ekranlar arasında sağa sola kayarak geçişi sağlayacaktır.
Tabs and Swipe ise hem aşağıda düğmeler hem de sağa sola kayarak
geçişi kolaylaştırmaktadır.
Hierarchical Parent : Temel ekranı seçmenizi sağlar. Uygulamanın ilk
açıldığı ekran bu olacaktır.
18
Title : Oluşturulan ekrana dair başlığı belirtir. Bu ekranın tepesinde yer
alır.
Şekil 3.8. Android proje oluşturma
Burada Finish düğmesine tıklayarak proje oluşturma sihirbazı
tamamlanmaktadır. Proje Eclipse’in sol menüsünde görüntülenecektir (Geleceği
Yazanlar, 2015).
Şekil 3.9 ve Şekil 3.10’da eclipse programı gösterilmektedir.
20
3.2. Mikrodev MP201G PLC
3.2.1. Mikrodiagram Yazılımı
Mikrodiagram, Mikrodev PLC cihazlarını programlamaya yarayan, Windows ve
Linux platformlarında çalışabilen ve çoklu dil desteğine sahip bir fonksiyonel
blok diagram editörü ve derleyicisidir. Mikrodiagram, tasarladığınız projeleri
yüksek hız ve düşük karmaşıklıkla hayata geçirebilmenizi sağlar. Şekil 3.11’de
mikrodiagram programı gösterilmektedir.
Mikrodiagram, programlama için fonksiyon blok diagram metodu kullanır.
Kullanımı oldukça kolaylaştırılmış arayüzü sayesinde karmaşık uygulamaları
kolay ve hızlı bir şekilde gerçekleştirebilirsiniz. Oluşturmuş olduğunuz
diagramı, plc cihazı ile bilgisayarınız arasındaki usb bağlatısı üzerinden cihaza
gönderebilirsiniz. Bu işlem sonunda PLC cihazınız çizmiş olduğunuz fonksiyonel
blok diagrama uygun şekilde programlanmış olacaktır.
Şekil 3.11. Mikrodiagram yazılımı genel görünümü
Fonksiyonel blok diagramları; ladder ve STL türü programlamadaki karmaşık
işlemleri bloklar halinde çözüm üreten progamlama türüdür. Örneğin; ladder
programlamada haftalık zamanlayıcı tasarlamak için tüm günleri ve saatleri
kontrol eden algoritma tasarlamak gerecektir. Bu işlem için de 42 adet kontak
kullanmak gerekmektedir. Hatta gerçek zaman saati olmayan PLC'ler ile
çalışıldığında haftalık zamanlama işlevi için 95 adet kontak kullanmak
gerekmektedir. Mikrodev FBD programlamada ise "Haftalık Zamanlayıcı"
21
bloğunu diagrama ekleyerek, blok içerisinden aktif olmasını istediğiniz gün ve
saat dilimini seçmeniz yeterlidir. Şekil 3.12’de fonksiyon programlamanın
avantajı gösterilmektedir (Mikrodev, 2015).
Şekil 3.12. Mikrodiagram yazılımı fonksiyonu ile klasik ladder diyagramı
karşılaştırma
3.2.2. Mikrodiagram Kullanımı
3.2.2.1 Yeni Diagram Oluşturma
“Dosya > Yeni diagram…” Şekil 3.13’de ki gibi seçeneği seçilir.
Şekil 3.13. Mikrodiagram proje oluşturma
Ekrana gelen “Diagram Editör Sihirbazı” penceresinden ana birim olarak
22
kullanılmak istenen plc modeli Şekil 3.14’de ki gibi seçilir. “Genişleme birimi”
seçeneğinden kullanılmak istenen genişleme modülü seçilir. Cihazın üzerindeki
seçeneklerden başka bir özellik kullanılmayacaksa seçilmez. “Yeni Dosya”
seçeneğinden “İsim” yazılı yerde “.mdv” uzantılı olacak şekilde dosya ismi
seçilir. “Yol” seçeneğinde dosyanın nereye kaydedileceği görünmektedir.
“Gözat…” seçeneğine basılarak dosyanın kayıt yeri değiştirilebilir. “Finish”
seçeneğine basılarak yeni diagram açılmış olur.
Şekil 3.14. Mikrodiagram PLC seçimi
3.2.2.2 Diagram Açma
Daha önceden kaydedilmiş bir diagramı açmak için şekil 3.15’de ki gibi
“Dosya>diagram Aç…” seçeneği seçilir. Dosyanın konumu seçilir ve “Aç”
seçeneğinden diagram açılır.
23
Şekil 3.15. Mikrodiagram dosya aç
3.2.3 Mikrodiagram Özellikleri
3.2.3.1. Kapı Editörü
Diagram çiziminin yapıldığı ana ekrandır. Blok yerleştirmeleri bu alanda yapılır.
Bunun yanısıra simülasyon ve online izleme alanındayken de yapılabilir fakat
bu özellikler devredeyken diagram müdahale edilemez. Şekil 3.16’de kapı
editörü gösterilmektedir.
Şekil 3.16. Mikrodiagram kapı editörü
24
3.2.3.2. Simülasyon
Şekil 3.17de ki bu alanda çizilen bloğun simülasyonu yapılır. Burada bazı
değerler gözlemlenemeyeceğinden bütün blokların simülasyonu
gözlemlenemez. Simülasyon ekranında görülen “Başlat” seçeneği seçilerek
simülasyon başlatılır. Bu durumda bloklar kırmızı renkte olur. Nesnelerin
birleşim hattı mavi renkte ise 0 anlamına gelmektedir, kırmızı ise 1 anlamına
gelmektedir.
Şekil 3.17. Mikrodiagram simülasyon çalışma ekranı
Burada digital giriş direk digital çıkış bloğuna bağlandığı için sinyal geldiği
zaman digital çıkış aktif olacaktır. Bunun için digital giriş yerine “DI0” kutucuğu
işaretlendiğinde digital girişe basılmış gibi sinyal verir. Digital çıkışa sinyal
geldiği sürece “DQ0” kutucuğuna sinyal gelir. Simulasyondan çıkmak için
“Durdur” butonuna basılır.
25
3.2.3.3. Online İzleme
Online izleme özelliğini çalıştırmak için cihaz bağlı olması gerekmektedir.
Online izlemeye başlamadan önce “Terminal” açılmalıdır. Terminalde ilgili port
numarası seçildikten sonra cihaza “AT+ONLINE=100” yazılıp Gönder tuşuna
basılır ve port kapatılır. Daha sonra online izleme alaından “Başlat” seçeneği
seçilerek online izleme başlatılır. Şekil 3.18’de online izleme ekranı
gösterilmektedir.
Şekil 3.18. Mikrodiagram online izleme çalışma ekranı
Online izlemede bütün blokların değerleri üzerlerinde görülür. Online
izlemeden çıkmak için “Durdur” butonu tıklanır.
3.2.3.4. Terminal
Terminal ile AT sorgulaması gerektiren işlemler yapılır. Hazırda bulunan bazı
komutlar görülmektedir. Burada “AT+FBD=<blok no>” seçeneği ile girilen blok
numarasının o anki değeri okunabilir. Terminal cihaz üzerindeki ayarların
kontrol edilmesi ve yapılandırılmasında kullanılır. “Portu Aç” seçeneği seçilerek
26
port açılır ve bu şekilde cihaza ulaşılarak gerekli ayarlamalar ve okumalar
yapılabilir. Şekil 3.19’da terminal ekranı gösterilmektedir.
Şekil 3.19. Mikrodiagram terminal ekranı
3.2.3.5. Yardım
Şekil 3.20’de ki bu alanda bloklar hakkında bilgi, mikrodiagram hakında bilgi
alabilirsiniz.
Şekil 3.20. Mikrodiagram yardım ekranı
27
3.2.4 Mikrodiagram Mod Seçenekleri
Mikrodiagramda kullanılan bir kaç mod seçeneği vardır. Şekil 3.21’de çizili
olarak gösterilmektedir. Bunlar blokların daha anlaşılır biçimde yerleştirilmesi,
istenilen şekilde çalıştırılması gibi işlemleri kolaylaştıracak bazı özelliklerdir. Bu
bölmenin mikrodiagramda nere olduğu şekilde görülmektedir.
Şekil 3.21. Mikrodiagram mod seçim araç çubukları
3.2.4.1. Nesne Taşıma Modu
Diagram ilk açıldığında bu modda çalışır. Bu modda normal çalışabilir, eklemek
istediğiniz bloğu ekleyebilir, nesneleri birleştirebilir ve silebilirsiniz.
Şekil 3.22. Mikrodiagram nesne taşıma modu
28
3.2.4.2. Nesneleri Birleştirme Modu
Blokları birleştirmek için bu seçenek seçilir fakat nesne taşıma modu’nda iken
çalışma yapılabilir. Özellikle seçilmesine gerek yoktur.
Şekil 3.23. Mikrodiagram nesneleri birleştirme modu
3.2.4.3. Nesne Ekleme Modu
Blok eklemek için kullanılır. Özellikle seçilmesine gerek yoktur. Nesne taşıma
modu’nda çalışırken de blok seçilerek nesne eklenebilir.
Şekil 3.24. Mikrodiagram nesne ekleme modu
3.2.4.4. Yazı Ekleme Modu
Bloğun içerisinde daha rahat anlamak için blokların üzerine açıklama yazmak
için kullanılır.
Şekil 3.25. Mikrodiagram yazı ekleme modu
3.2.4.5. Hat Etiketi Ekleme
Bu mod kullanılabilmesi için daha önce blokların içeriğindeki Hat Tanımı
bölmesi doldurulmalıdır. Burada yazılan hat tanımı, başka bir yerde kullanılmak
29
isteniyorsa, nesneleri birleştirmek karışıklığa yol açacağından daha anlaşılır
olması için hat etiketi eklenerek yapılması daha uygun olur.
Şekil 3.26. Mikrodiagram hat etiketi ekleme
3.2.4.6. Blogları Grupla
Diagramda blokları daha rahat anlamak için gruplandırma yapılabilir.
Şekil 3.27. Mikrodiagram blokları gruplama
Bunun için “Blokları Grupla” seçeneği seçilerek gruplanmak istenen bloklar
kare içine alınır, açılan ekranda grup başlığı seçilir ve görünümü işaretlenerek
“OK” seçeneğine basılır ve bloklanmış olur.
Şekil 3.28. Mikrodiagram blokları gruplama
30
3.2.4.7. Diagram Derle ve Cihaza Gönder
Hazırlanmış olan diagram cihaza yüklemek için kullanılır.
Şekil 3.29. Mikrodiagram diagram derle ve cihaza gönder
3.2.4.8. Binaryi Cihaza Gönder
Binary dosyayı cihaza göndermek için kullanılır.
Şekil 3.30. Mikrodiagram binaryi cihaza gönder
3.2.4.9. Cihaz Özellikleri
PLC ailesinden kullanılmak istenen cihaz seçilir. Yeni diagram oluşturulurken
cihaz seçildiği için tekrar seçmeye gerek yoktur. Farklı cihaz kullanılacağı
zaman, giriş-çıkış sayıları farklı olduğundan cihaz değiştirilmelidir.
Şekil 3.31. Mikrodiagram cihaz özellikleri
31
3.2.4.10. Kaydet
Oluşturulan diagram kaydeder.
Şekil 3.32. Mikrodiagram kaydet
3.2.4.11. Farklı Kaydet
Oluşturulan diagramı farklı kaydet’e basarak farklı bir yere kaydetmemize
yarar.
Şekil 3.33. Mikrodiagram farklı kaydet
3.2.4.12. Diagram Ayarları
Diagramın arka plan rengi ve blok renk ayarlamaları buradan yapılmaktadır.
Şekil 3.34. Mikrodiagram diagram ayarları
32
3.2.4.13. Yakınlaştır, Uzaklaştır
Blokları yakınlaştır, uzaklaştır ayarları buradan yapılır.
Şekil 3.35. Mikrodiagram yakınlaştır, uzaklaştır
3.2.5 Kapı Tipleri
Temel Bloklar
Giriş Çıkış Blokları
Analog Bloklar
Zamanlayıcılar
Word Blokları
Long Bloklar
Sayaç Blokları
GSM Blokları
Alarm ve Loglama Blokları
Yazmaç Blokları
Modbus Blokları
Modbus Yazmaç Blokları
Bayrak Blokları
Bit Birleştirme
Kontrolör Blokları
HVAC Blokları
Sistem Blokları
33
Şekil 3.36’de kapı tipleri fonksiyonların blok diagramları gösterilmektedir.
Şekil 3.36. Mikrodiagram fonksiyonel blok diagramları
3.2.6 MP201G PLC Genel Özellikleri
Şekil 3.37. MP201G PLC
Şekil 3.37 de Mikrodev PLC gösterilmektedir (Mikrodev, 2015)
34
Hızlı ve kolay kullanımlı programlama editörü
Fonksiyon blok diagramlarıyla programlanabilme (FBD)
Online izleme ile cihaz yazmaç verilerini canlı izleme
Offline simülasyon imkanı
Giriş/Çıkış genişleme yeteneği
CANBUS tabanlı genişleme altyapısıyla 1024 noktaya kadar genişleme
Dağıtık I/O olarak, şase bağımsız esnek genişleme imkanı
Eklenebilecek genişleme ünitesi sayısı: 80
CANBUS bağlantı kopukluklarını otomatik algılama
Gelişmiş PID özellikleri
Sınırsız sayıda kullanım
PID parametrelerini otomatik hesaplama (Auto-tune)
Gerçek zaman saati
Zaman tabanlı işlem yeteneği (Dakika, Saat başlarında işlem)
Takvim fonksiyonları: Günlük, Haftalık, Yıllık zamanlayıcı
Yüksek Hassasiyet (Yıllık kayma maksimum 4 sn)
Astronomik zaman saatinde enlem-boylam verileriyle güneş doğuş-batış
saatleri
Dijital girişleri 0-50V lojik ve hızlı sayıcı girişi olarak kullanabilme
30Hz-30KHz hızlı sayıcı okuma
2 ve 3 fazlı enkoder desteği
Dijital çıkışlar ile 0-50V lojik çıkış, PWM ve PTO sinyal üretimi
Pulse train output (PTO): Darbe sayısı ve genişliği ile kontrol yeteneği
Pulse Width Modulation (PWM): Darbe frekans ve genişliği ile kontrol
yeteneği
35
Endüstriyel Haberleşme Protokolleri
Modbus RTU Master/Slave
Modbus TCP Master/Slave
Fonksiyon Kütüphanesi ve Programlama Kabiliyetleri
Temel Lojik İşlemler: AND, OR, NAND, NOR, XOR, EDGE, DARBE Rölesi
Zamanlayıcı, Gecikme ve Sayıcı
Matematiksel işlem blokları: Trigonometrik, Üstel, Logaritmik
fonksiyonlar, Toplam, Çarpım, Modüler Aritmetik, vs
Tablo İşlemleri: Ortalama, Trend, Toplam, Max, Min
Kontrol İşlemleri: PID, Rampa, Histeresis, Kalibratör, Karşılaştırıcı, ON-
OFF Timer
Donanımsal Watchdog-Timer
Sistemdeki olası sorunlarda cihaz yazılımı yeniden başlatılarak sistemin
kilitlenmesi önlenecektir.
PLC ürünlerde yazılımsal ve donanımsal watchdog-timer fonksiyonu
bulunmaktadır.
Snapshot
Enerji kesintisi durumlarında parametre kayıplarını önleme
Log Kayıt Özelliği
Sistem yazmaç bilgilerini kaydetme özelliğidir.
Zaman ve yazmaç etiketi atama imkanı vardır.
Mantıksal işlemlerle kayıt başlatma-durdurma yapılabilir.
Kullanıcıya özgü kayıt periyodu ayarlanabilir.
Çizelge 3.2’de PLC’nin portları ve sayıları gösterilmektedir (Mikrodev, 2015).
36
Çizelge 3.2. MP201G PLC giriş çıkış port sayıları
Giriş-Çıkış Adet
Dijital Giriş 16
Dijital Çıkış 8
Röle 4
Analog Giriş 4
Analog Çıkış 2
RTD Girişi 2
RS485/RS232 Kanalı 1
USB 1
9-36Vdc Besleme 1
GSM Modem 1
3.3. Güneş Paneli
Güneş panelleri, güneşten aldıkları enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren
yapılardır. Güneşten aldıkları enerjinin küçük bir kısmını elektriğe
çevirebilmelerine rağmen atık madde oluşturmamaları ve maliyetsiz bir
kaynaktan beslenmeleri elektrik üretiminde önemli bir alternatiftir (Norm
Enerji Sistemleri, 2014).
37
3.3.1. Güneş Panelleri Hücrelerinin Çalışma İlkesi
Güneş paneli hücreleri tıpkı piller gibi pozitif ve negatif kutuplara sahiptir. Her
bir kutup son yörüngesinde 4 elektron bulunduran silisyum ve germanyum gibi
yarı iletken malzemelerden yapılmıştır. Yarı iletken maddeler diyot, transistör,
diyak vb. gibi birçok devre elemanının yapı taşlarıdır. Güneş paneli hücreleri P
ve N tipi olmak üzere iki maddeden oluşur. P tipi maddenin son yörüngesinde 3
elektron, N tipi maddenin son yörüngesinde 5 elektron bulunmaktadır. Her iki
tarafta elektron alışverişine elverişlidir.
P ve N tipi maddelerin birbirine bağlandığı noktaya jonksiyon noktası denir. Bu
noktalar güneş ışınımı altında elektron alışverişine izin verir. Böylece elektrik
akımı oluşturulmuş olur. Her bir güneş paneli hücresi güneş ışınlarını geçiren ve
yansımasını önleyen bir kaplama ile kaplanmıştır (Batman, 2001).
3.3.2. Fotovoltaik Hücre Karakteristiği
Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren özel hazırlanmış yapılara
fotovoltaik hücre denir. Fotovoltaik hücre içerisindeki elektron hareketleri 15
pillere benzemektedir. Birbirlerinden farkı elektrik akım kaynağı olmasıdır.
Pillerde akım kaynağı kutuplar arasındaki kimyasal olaylar iken fotovoltaik
pillerde ise hücreler üzerine düşen fotonlar ile akım oluştururlar. Fotovoltaik
sistemlerin yapı taşları olan piller bir araya gelerek modülleri, modüller bir
araya gelerek panelleri oluştururlar (Ersuel vd., 2012).
3.3.2. Sistemimizde Kullandığımız Güneş Panelinin Seçimi Ve Özellikleri
Güneş paneli seçiminde en önemli unsurlardan birisi sistemimizde kullanılacak
maksimum gücü belirleyip, bu güç altında sistemin ne kadar süre çalışacağını
önceden tespit ederek en uygun tasarımı yapmaktır. Bizim sistemimizde
kullandığımız ekipmanların toplam maksimum güçleri 100W’tır. Seçeceğimiz
akü, şarj regülatörü ve güneş panelinin ekonomik ekonomik olması, uzun
ömürlü olması ve verimli olması beklenir. Gün ışığının bol olduğu şehirde
38
sulama sistemimizin günlük bitki su ihtiyacı öğrenildiğinde ne kadarlık bir
enerjinin bize yeteceği araştırılmış ve Çizelge 3.3’de olan özelliklerdeki güneş
paneli seçilmiştir.
Çizelge 3.3. Güneş paneli özellikleri
1 Maksimum Güç(Pmax) 60 Watt
2 Güç tolerans değeri %+0..3
3 Maksimum güçte akım değeri(Imp) 3.49 Amper
4 Maksimum güçte gerilim değeri(Vmp) 17.2 Volt DC
5 Kısa devre akımı(Isc) 3.88 Amper
6 Açık devre gerilimi(Voc) 21.5 Volt DC
7 Sıcaklığa bağlı güç değişimi(%/C) -0.47
8 İlk 10 yıl %90, ikinci 15 yıl %80 performans
garantisi
9 Bypass diyotlu(Gölgelemede sistem içerisinde
paneli korur)
10 Tak-çalıştır bağlantı kutusu(Plug-Play Junction
Box)
11 Ebat 818x690x25mm
12 Maksimum sistem voltajı 1000 Volt DC
13 Ağırlık 6.5 kg
14 İşletme sıcaklığı: -40..+85C
39
3.4. Akü
Fotovoltaik sistemlerde aküler, geceleri kullanım için veya gündüzleri
fotovoltaik paneller yük ihtiyaçlarını karşılayacak yeterli gücü üretmediği
zamanlar için elektrik depolarlar. Akünün sistem içinde doğru işletilmesi
sulama sisteminin güvenilir çalışmasının en önemli yönüdür. Akü hücrelerinin
kapasiteleri ampersaat cinsinden verilir. Tam şarjlı bir aküden belirli bir deşarj
oranı ve elektrolit sıcaklığı altında, belirli bir gerilime kadar çekilebilen elektrik
Bakımız akü veya kuru akü olarak tanınan ürünlerin gerçek / tam tanımı ve
açılımı : VRLA (Valve Regulated Lead Acid) veya SLA (Sealed Lead Acid). Kapalı
sistem çalışır, normal koşullar dahilinde bakıma ihtiyaç göstermemesi ile asit /
su ilavesine imkan yapısı olmadığı için ülkemizde genellikle bakımsız akü, kuru
akü olarak adlandırılmaktadır. En çok kullanılan modelleri 12 volt monoblok
yapıda olanlarıdır. Bunun dışında 2 ve 6 volt olan akü çeşitleri de mevcuttur.
Akü kapasiteleri Ah (amper / saat) olarak tanımlanır, ticari ve yaygın kullanımı
olanlar 1, 1.2, 1.3, 2, 2.2, 4, 4.5, 5, 7, 9, 10, 12, 15, 16, 17, 18, 24, 26, 28, 38, 40, 44,
65, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 135, 150, 200, 230 Ah ( amper / saat )dir. Bakımsız
aküler / kuru aküler kendi aralarında seri ve / veya paralel bağlanabilir (Frmtr,
2015).
Akülerin genel işlevi, akülerden beklen; elektrik enerjisinin kesilmesi
durumunda devrede olması, bu kesilmenin kullanıcıya hissettirilmemesi ve
kesintinin uzun sürmesi halinde ise kullanıcının sistemlerini güvenle
kapatabilmesi için gerekli olan zamanı sağlamasıdır.
Sistemde ekonomik ömrü sınırlı olan ve bu durumu önceden bilinen tek
malzeme akülerdir. Burada akü seçiminin önemi ön plana çıkmaktadır.
Beklentilere uygun, yeterli kapasiteye, performansa ve hedeflenen işletme
ömrüne uygun seçim yapılmalıdır. Bunun dışında bilmemiz gereken başkaca
kriterler de şunlardır;
Deşarj derinliği : Kurşun asit akümülatörler, enerji depolama kapasitesinin
%80-90’ına kadar deşarj edilerek kullanılırsa ekonomik işletme ömrü ciddi
40
şekilde azalacaktır, buna dip deşarj denir. Bunu önlemenin yolu ise enerji
ihtiyacınızın belirlenmesi ve akülerinizin kapasitesinin bu ihtiyacın üzerinde
belirlenmesidir. Aküleriniz ne kadar az deşarj olurlarsa ömürleri de o kadar
uzun olur.
Çevre şartları : Akülerin çalıştıkları ortam sıcaklığı ömürlerini belirleyen temel
etkenlerden biridir. İdeal çalışma sıcaklığı olan 20-25 °C’ın üstünde ortam
sıcaklığına maruz kalan akülerin ömürleri ciddi şekilde azalır. Sıcak ortamlarda
çalışmak zorunda kalacak aküler için cihaz / sistem tasarım aşamasında önlem
almak mümkündür.
Döngü sayısı : Bir akünün ömrü, tüm şartlar ideal olsa bile belirli bir sayıda şarj-
deşarj ( dolma / boşalma ) ile sınırlıdır. Bu sayı değişik marka ve tiplere göre
ciddi farklılık gösterebilmektedir. Elektrik kesilmelerinin çok sık yaşandığı
ve/veya voltajların sürekli çok düştüğü yerlerde, akülerin sık sık devreye girip
çıktığı bir sistemde akü ömürleri de kaçınılmaz olarak kısalacaktır.
Akülerin Ömür Beklentisi : Bilinen garanti süresi ve şartları haricinde bir diğer
husus da beklenen işletme ömrüdür. Kuru / bakımsız tip aküler 3 - 5 yıl, 5 yıl, 10
yıl, 10 + yıl gibi sınıflarda ömür beklentili olarak üretilmektedir. Bu sınıfların
tampon şarjda bekleme ömrü olduğu unutulmamalıdır. Yani, deşarj derinliği,
çevre şartları, döngü ( şarj – deşarj ) sayısı vb. etkenler akülerin ömrünü
belirler.
Kuru Tip Aküler / Bakımsız Tip Aküler için dikkat edilmesi gereken başlıca
hususlar;
Akü alırken akünün hiç kullanılmamış olmasına ve imalat tarihinin eski
olmamasına dikkat edilmelidir.
Akünün üzerindeki akü markası ve akü modeli orijinal olmalıdır.
Piyasada kabul görmüş bir markanın, hiç bilinmeyen bir akü markasına
göre daha güvenilir olması olasılığı yüksektir
Ürünler ve üretici gerekli standart ve normlara haiz olmalıdır.
Akülerin TSE’li olması tercih edilebilir.
41
İthalatçı ve satıcı firma ÇEVRE UYUM BELGESİ’ne ve ATIK
AKÜMÜLATÖR TOPLAMA yetkisine haiz olmalıdır.
Farklı uygulama / kullanım alanlarına göre farklı akü tipleri mevcuttur.
Seçim yapar iken amacımıza uygun olmasına dikkat etmeliyiz. Bu
konuda ithalatçı veya satıcı firmadan teknik destek alınabilir.
Kullanılacak aküler eğer bir grup içinde yer alacak ise; gruptaki
akülerin hepsinin aynı marka, aynı model, aynı kapasite ve aynı üretim
tarihli olmalıdır. Aksi takdirde akülerde dengesizlik olma ve
beklenenden çok daha kısa sürede performans kaybı ve arıza olması
kaçınılmazdır.
Bakımsız ve kuru akülerin üstlerinin devamlı olarak temiz ve kuru
olmasına özen göstermeliyiz.
Bahse konu akülerin şarj - deşarj ( dolma – boşalma ) / döngü değerleri
üreticinin önerdiği sınırlar içinde kalmalıdır.
Aküler tamamen kapalı (hava almayan) bir kutu / kabin içinde
kullanılmamalıdır. Mutlaka hava sirkülasyonlu yerlerde
bulundurulmalıdır.
Akü kutup başları kesinlikle kısa devre yapılmamalıdır.
Yanıcı ve yakıcı maddeler ile bir araya getirilmemelidir.
Taşır iken, bağlantı yapa iken vb. durumlarda fiziki darbelere maruz
kalmamalıdır.
Eski akülerin sökülmesi / demontaj ve yeni akülerin bağlantı / montaj
işlemleri ile devreye alınması yetkili kişilerce yapılmalıdır.
Kullandığımız akülerin yeterli sürede ve uygun şarj tekniği ile şarj
edilemesi işletme ömrü için önemlidir.
Aküler deşarj olmuş (boş) durumda bırakılmamalıdır.
Kullanmadığımız aküleri şarjlı (dolu) durumda saklamalıyız.
Yeni aküyü satan ve çıkan eski hurda / bozuk akümüzü verdiğimiz
firmaların / servislerin güncel mevzuatlara haiz yetki belgelerine haiz
olduğuna dikkat edilmelidir. Yeni uygulamalar dahilinde kullanıcıların
da, atıklardan dolayı, yasal yükümlülükleri olduğu unutulmamalıdır.
42
3.4.1. Sistemimize Seçilen Akü
Güneş enerjili sulama sistemimizde sürekli şarj ve deşarj durumu söz konusu
olduğundan dolayı JEL akü seçilmiştir. Jel akü tasarımı sürekli şarj-deşarj
olayına dayanıklı şekilde imal edilmiştir. Akü tamamen bitmiş olsa bile tekrar
doldurulabilir tiptedir. Şekil 3.38’de seçilen akünün resmi gösterilmektedir.
Şekil 3.38. Kullanılan Ttec 12V 20A Ekobis Jel Akü
Kullanılan jel, elektroliti koruyarak korozyonu önlemektedir. Yüksek ve düşük
sıcaklıklarda daha iyi performans göstermektedir. Normal plakalara göre daha
kalın plaka kullanılmıştır bu yüzden uzun ömürlüdür. Asit atma sorununa kesin
çözüm sağlar.Kırılsa bile kısme çalışır.jel akü, jel formülü ile plakaların
ısınmasını azaltan etkiye sahiptir. Aşırı şartlarda ısınma yapmaz. Jel aküde
herhangi bir güç kaybı olmaz. Çevrecidir tamamen geri dönüşümlü malzemeden
yapılmıştır. Jel akü en çok sürekli olarak şarj ve deşarj edilerek kullanılan
sistemlerde idealdir. Çizelge 3.4’de seçilen akünün özellikleri gösterilmektedir.
43
Çizelge 3.4. Kullanılan akü özellikleri
Markası Ttec
Kimyası Kurşun-asit
Voltajı 12V
Kapasitesi 20 Ah
En 65 mm
Boy 151 mm
Yükseklik 100 mm
Özellik
Solar sistemler için özel olarak üretilmiş, kalın plakaları
sayesinde, derin deşarja dayanıklı, AGM seperatörlü
uzun ömürlü bir aküdür.
3.5. Şarj Regülatörü
Solar Modüllerden elde edilen enerjinin bataryalara depolanması için şarj
regülâtörleri kullanılmaktadır. Güneş panellerinde oluşan voltaj güneşin gün
içindeki durumuna göre değiştiği için şarj regülatörleri olmadan, batarya
şarjları yapılamaz, şarj regülatörleri, enerjinin regüle edilmesi ve batarya şarj
durumun kontrolü için kullanılmaktadır. Üzerlerindeki mikrokontrolör ve
yazılım sayesinde güneşe, bataryalara ve yük durumuna bakarak sistem için en
ideal çalışma modunu otomatik olarak seçerler. Bu yazılımlar çok karmaşık
Algoritmalar içerirler. Dijital veya led göstergeli olarak üretilen şarj
regülatörleri, güneş panelleri ve bataryalardaki voltaj-akım kontrolünü yapar.
Bataryaların o anki durumuna göre 3 şarj modundan uygun olanı seçip
bataryaların şarj olmasını sağlayarak bataryaların uzun ömürlü olmasına
yardımcı olur (CW Enerji,2014).
Aküyü aşırı şarjdan ve derin dejarjdan korumak için voltajı ve akımı regüle eden
esasında bir da-da converter olan elektronik cihazlara şarj regülatörü denir.
44
Solar sistemlerde solar şarj regülatörü olarak adlandırılır. Evlerdeki PV
sistemlerinde kullanılan elektronik şarj regülatörleri şarj seviyesine bağlı olarak
akünün voltajının düştüğünün veya yükseldiğinin tespitinde is görmektedir.
Voltaj tamamen şarjlı akü seviyesinin üzerine çıktığı zaman, regülatör PV
donatısından voltajı keser; yine voltaj kabul edilebilir boşalma seviyesinin altına
düştüğü zaman regülatör yükü keser. Şarj regülatörlerinin gelişmişlik seviyesi
ve buna bağlı olarak onların sağladığı koruma oldukça değişme gösterir. Ucuz
modeller ekseriyetle aşırı yükten korumak için yükün kesilmesi gerektiği zaman
kararı kullanıcıya bırakarak, sadece aşırı yükten koruma özelliğine sahiptir.
Eğer yeterli büyüklükte bir akü kullanılıyorsa ve sistem yönetiminde tedbir
alınıyorsa bu bir sorun yaratmaz, aksi halde akünün ömrünün kısalmasına yol
açması mümkündür. Bazı şarj regülatörlerine sıcaklık algılayıcıları takılmış olup,
eğer akünün sıcaklığı 30 C’yi geçerse, şarj olan voltajın azaltılmasına izin
vermektedir ve böylece akünün zarar görmesine karsı ek bir koruma tedbiri
sağlamaktadır. Şarj regülatörlerinin maliyetleri genellikle özelliklerine, imalât
yerine göre değişir. Endüstriyel dünyada üretilen gelişmiş özelliklere sahip
regülatörlerin fiyatları 100 $ ve üstündedir, oysa gelişmekte olan dünyada
üretilen ve sadece aşırı yüke karsı koruma sağlayan modeller 10 $ kadar bir
paraya bulunabilmektedir. Şarj regülatörlerini çoğu kez daha ucuz PV
tesisatlarına monte etmekten kaçınılmaktadır. PV sistemleri çoğunlukla 12
voltluk bir doğru akım üretmek için tasarlanır. 220 voltluk bir dalgalı akımın
gerekli olduğu durumda, bu bir elektronik adaptörle (çevirici)sağlanabilir
(Sistem Solar, 2015).
MPPT ve PWM Şarj regülatörleri piyasada kullanılır.
Fotovoltaik (Phtovoltaic, PV) kaynaklı enerji üretim sistemlerinden mümkün
olabilecek en yüksek gücü elde edebilmek, ancak en yüksek güç noktası takibi
(MPPT) yöntemleri ile mümkün olabilmektedir. Yüksek frekanslı anahtarlama
elemanları ile manyetik malzemelerdeki güç sınırları ise, MPPT tasarımında
önemli sınırlamalar getirmektedir. Ayrıca, çeviricinin güç bölgesinin tamamında
sabit frekans değerinde çalıştırılması, verim düşüklüğünün yanında çevresel
bozucu etkiler de oluşturmaktadır (Erdoğan vd. 2014).
45
Şekil 3.39. MPPT blok diagramı
Şekil 3.39’da MPPT blog diagramı gösterilmektedir. PWM şarj kontrol cihazları
akü doldukça aküye giden akımı kısarak akünün daha stabil dolmasını sağlayan
kontrol cihazlarıdır.
3.5.1. Sistemimize Seçilen Şarj Regülatörü
Epsolar LandStar L1024 model, 10A 12/24V PWM şarj regülatörü sistemimizde
kullanıldı. Şekil 3.40’da sistemimizde kullanılan şarj regülatörü
gösterilmektedir.
Şekil 3.40. PWM şarj regülatörü
46
TEKNİK ÖZELLİKLER
1- 12/24 volt otomatik akü tanıma fonksiyonu,
2- 10 Amper (hem PV hemde yük sınırı)
3- DC Giriş gerilimi: Max 50 Volt(Max panel gerilimi)
4- Hızlı akü voltajı:14.6/29.2 volt
5- Boost şarj voltajı: 14.2/28.4 volt
6- Boş akü şarj voltajı:13.8/27.6 volt
7- Düşük voltajda devre dışı kalma(LVD):11.1/22.2 volt
8- Akü deşarjında tekrar devreye girme voltajı(LVR):12.6/25.2 volt
9- Aşırı akü voltaj koruması:16.0/32.0volt
10- Sıcaklık kompanzasyonu: - 25mV/C
11- Batarya tipleri: Sıvı, jel, kuru tip aküler
12- Maksimum akü voltajı: 32 volt
13- İç tüketim: 6 mA
14- Klemens bağlantısı 4 mm2 kabloya uygun
15- Çalışma sıcaklığı: -35 to 55 C
16- Ağırlık: 150 gr
17- Cihaz ebatı: 140x65x34 mm
18- Panel ve akü ters bağlantı, aşırı akü şarj ve deşarj akımı, yüksek sıcaklık,
aşırı yük ve kısa devre koruma devresi
3.6. Su Pompası
Suyun önemi dalgıç pompa sektörünün önemini her zaman ön planda
tutmuştur. Dalgıç pompalarda, motor pompa gövdesine bitişik olarak monte
edilir. Bu bağlantı yerleri hava ve su geçirmeyecek şekilde sımsıkı kaplanmıştır.
Herhangi bir dış hava basıncına dayanmadan çalışmaları dalgıç pompaların
avantajıdır (Sumak, 2014).
Yerüstü ve altı azalan su kaynakları ile sürekli önem kazanan su, bilindiği üzere
dalgıç pompalarla yeryüzüne çıkarılıyor. Bu anlamda çekilen suyun miktarından
hangi kuyuda hangi motorun kullanılacağına kadar tüm detayları ile artık
47
sektörleşmiş bir yapı mevcut. Türkiye'de son 50 senedir daha aktifleşen dalgıç
pompacıların sayısı ise gün geçtikçe artıyor. Temiz su dalgıç pompa, kirli su
dalgıç pompa, elektromanyetik dalgıç pompa gibi çeşitleri bulunan dalgıç
pompalar, su temini, sulama sistemleri, yağmurlama sistemleri, yeraltı su seviye
kontrolü, basınçlandırma ayarı ve ayrıca fıskiyeler için kullanılırlar.
Sadece sıvı içerisinde aktif halde bulunan ve bu sebeple herhangi bir gürültü ve
titreşime sebep olmayan dalgıç pompaların sektörüde hem satış hem de montaj
kısmı ile de maddiyatı kötü bir durumda değil. Örneğin; hemen hemen her bina
da yedek su deposu, her otelde havuz ve her serada kullanıldığını varsaysak bu
durumu doğrular niteliktedir. Elektrik panosu, kumanda panosu gibi sistemlerle
de işler hale gelen dagıç pompanın, hem kullanıcılarının hem pazarlamacıların
da teknolojiden beklentileri hem tasarruf hem de verimlilik anlamında mevcut
durumda (Elektrikport, 2015).
►Dalgıç Pompayı İkincil Kişiler Olmadan Kontrol Edebilmek
Kullanıcılar kuyudaki suyun durumuna göre, herhangi bir tehlike durumuna
göre ya da kendi istekleri doğrultusunda elektronik cihazlarla (uzaktan ya da
tuşlu) dalgıç pompalarını kontrol etmek istiyorlar.
Kuyudan çekilecek suyun kalınlığını aynı motor üzerinden sürekli manuell
olarak ayarlamak yine bu kullanıcıların en büyük kontrol isteklerinden. Ya da
sürekli dalgıç motorlarının başında beklemek yerine onları saat bazlı
programlayarak istenilen saatte kapanmalarının oldukça zamandan tasarruflu
olduğunun düşüncesindeler.
►Dalgıç Pompa Motorlarının Sürekli Yanmasının Engellenmesi
Dalgıç pompalar sürekli yer altında su bulamamaktan, yıldız üçgenle
çalıştırılmaktan, sıcaklığının aşırı artmalarından, şebeke bozukluğundan, su
altında beklenmedik durumlarda yanarlar. Yanan bu dalgıç pompalar hele birde
yerin çokça altındaysa onu çıkarabilmek için ekstra iş gücü ve ekstra paralar ise
yine dalgıç pompa kullanıcılarının istemedikleri arasında.
48
Yine şebeke bazlı yön değiştirme ya da faz kayıplarından kaynaklanan motor
yanma ve darbeleri kullanıcıların motorlarını sürekli yakmakta ve kullanıcılar
bu durumdan oldukça memnuniyetsiz olmaktalar.
►Dalgıç Pompa Panolarının Karmaşık ve Pahalı Olmamasının Sağlanılması
Dalgıç pompalar için kurulan yıldız üçgen panoları kullanıcılarının da
memnuniyetsiz oldukları gibi oldukça karmaşık. Hem kullanıcıyı hemde takan
ve tamirini yapan kişileri yoran bu panoların kullanıcılar daha sade ve basit
olmasını istemekteler. Bunun içinde piyasada daha yeni yeni cihazlar mevcut.
Ayrıca gelgelelim pano ekipmanlarının da fiyatları oldukça pahalı. Yanan ya da
çalışmayan herhangi bir parçanın değişmesi için hem malzeme parası hemde
işçilik parası ödemekteler ki bu durum tasarruf açısından hiç sıcak
karşılanmayan bir durum.
Şekil 3.41. de ki Jabsco Mini Hidrofor Par Max 1 12V 4,3 Lt/ Dak. 42630-2900
sistemimizde kullanılmıştır.
Şekil 3.41. Sistemimizde kullanılan su pompası
TEKNİK ÖZELLİKLER
12V ile çalışma
Dakikada 4,3 litre su pompalama
Kendi havasını tahliye özelliği
Emme yüksekliği dikeyde 1.2 metre
Diyafram dizaynı sayesinde sessiz çalışabilme
Ters akış önleyici çek valf sistemlidir
49
3.7. Selenoid Valf
Elektrik enerjisi ile çalışan selenoid valfler gaz, hava, su, buhar ve yağ gibi
akışkanların geçişini kontrol altında tutan elektromekanik vanalardır.
Sıcaklıkları 150˚C den düşük olan akışkanlar için kullanılan selenoid valfler, yapı
itibariyle elektromıknatıs denetimli bir vanadır (Elektrikport, 2015).
Valfin içerisindeki pistonu hareket ettirmek için valfin içindeki bobine
elektriksel akım uygulanır. Selenoid elektriksel sinyali aldığında giriş kanalı
akışkanı direkt çıkışa doğru uygular. Elektriksel sinyal ne zaman kesilirse vana
eski durumuna dönerek akışkan geçişini engeller. Şekil 3.42’de selenoid valf iç
görünümü gösterilmektedir (Elektrikport, 2015).
Şekil 3.42. Selenoid valf iç görünümü
3.7.1. Selenoid Valflerin Çalışma Prensibi
Elektromıknatısın bobinleri düşük veya yüksek doğru veya alternatif akımda
çalışacak şekilde ve çeşitli anma değerlerinde yapılırlar. Bobin içerisinde
bulunan demir nüve ile diyafram normalde aşağıya doğru bir yay ile
bastırılırlar. Demir nüve valf pistonu olarak adlandırılır ve bobin içerisine
50
yerleştirilir. Elektrik akımı bobin içerisine hareket ettiğinde akı çizgileri
pistonu elektromıknatıs yapar. Bobin kullanım durumuna göre pistonu aşağıya
veya yukarıya doğru hareket ettirir. Bu şekilde akışkan yolu açılmış olur.
Dolayısıyla enerjilenmemiş selenoid normal bir durumda kapalıdır ve
içerisinden akışkan geçişini engeller (Elektrikport, 2015).
Selenoid valflerin akışkan giriş ve çıkış yönleri eleman gövdesi üzerinde bir ok
işareti ile gösterilir. Valf bağlantısının bu ok işareti yönünde yapılması gerekir.
Aksi takdirde ters yönde gelen akışkan basıncı diyafram üzerindeki yay
kuvvetini yenerek vanayı açabilir.
Şekil 3.43’de selenoid valf açık-kapalı durumları gösterilmektedir (Elektrikport,
2015).
Şekil 3.43. Selenoid valf açık-kapalı durumları
51
3.7.2. Selenoid Valflerin İç Yapısı
Şekil 3.44. selenoid vana iç yapısı
Şekil 3.44’de gösterilen selenoid valf iç yapısı şöyledir;
1) Vana Gövdesi
2) Giriş Hattı
3) Çıkış Hattı
4) Selenoid/Bobin
5) Sargı Bobin
6) Kablo Girişi
7) Piston
8) Yay
9) Orifis
3.7.3. Selenoid Valfler Kullanım Alanları
Selenoid valfler açık veya kapalı olması gereken sistemlere uygulanır. Ortam,
valfin giriş noktasından başlar ve çıkışa gitmeden önce ilk piston engelini aşar
ve daha sonra ise orifis noktasından geçerek çıkışa doğru ilerler. Bu sistemin
esas kontrol noktası pistondur. Şekil 3.45’de DC selenoid valf gösterilmektedir.
52
Şekil 3.45. DA selenoid valf
Bu sistemler gündelik hayatımızda oldukça yaygın bir şekilde
kullanılmaktadır. Çamaşır ve bulaşık makinelerinin su alma ve boşaltma
sistemlerinde, otomatik musluklarda, soğutucu gibi makine ve ekipmanlarda,
bahçe sulama sistemleri ve merkezi ısıtma sistemlerinde ısıtıcı elemanlardan
akan sıcak suyun hareketini düzenlemek için termostat kontrolünde yaygın bir
şekilde kullanılmaktadır. Örnekleri endüstriyel ve gündelik kullanımlarda daha
da fazlalaştırabiliriz.
3.7.4. Valf Pistonunun Konumları
►Normalde Kapalı Valfler : Normalde kapalı selenoid valflerde bobin
enerjilenmediği taktirde piston çıkış deliğini kapatır.Bunu ise yayın pistona
basınç yapmasıyla sağlar.Enerjigeldiğinde bobinde oluşan elektromekanik
çekim kuvvetiyle pistonu yukarıya doğru çeker ve çıkış yolunu açarak malzeme
akışını sağlar.
►Normalde Açık Valfler: Bu tip selenoid valfler sürekli malzeme akışını
gerektiren yerlerde kullanılır. Valfe enerji verilmediği sürede yay pistonu yukarı
doğru çeken pozisyondadır. Enerji alan sistem bobininde manyetik alan oluşur
ve pistonu aşağıya doğru iterek çıkış yolunu kapatır. Bu sistem normalde hava,
su ve korozif olmayan sıvılarda kullanılır.
53
3.7.5. Selenoid Valf Çeşitleri
Selenoid valfler iki gruba ayrılır;
►İki yollu selenoid valfler: Bir giriş ve bir çıkıştan oluşan bu sistemler
pistonun konumuna göre giriş ve çıkışı kontrol eder.
►Üç yollu selenoid valfler: Bir giriş, iki çıkış yolu mevcut olup normal
durumlarda çıkışlardan birisi kapalı, diğeride açıktır. Selenoid bobini
enerjilendiğinde kapalı olan açılırken, açık olan kapanır (Elektrikport, 2015).
Tezde kullanılan selenoid valf şekil 3. 46’da gösterilmiştir.
Şekil 3.46. 12V DC 1/4'' Electric Solenoid MOTOR ( Solenoid Valve )
3.8. Sensörler
Algılayıcılar fiziksel ortam ile endüstriyel amaçlı elektrik/elektronik cihazları
birbirine bağlayan bir köprü görevi görürler. Bu cihazlar endüstriyel proses
sürecinde kontrol, koruma ve görüntüleme gibi çok geniş bir kullanım alanına
sahiptirler. Sensör ya da algılayıcı, otomatik kontrol sistemlerinin duyu
organlarına verilen addır. İnsanların çevrelerinde olup bitenleri duyu
organlarıyla algılamasına benzer biçimde, makineler de sıcaklık, basınç, hız ve
benzeri değerleri algılayıcıları vasıtasıyla algılarlar. Örneğin, bir sıcaklık
algılayıcısı değişen ortam sıcaklığına bağlı olarak bacakları arasında
elektrik potansiyel farkı (gerilim) oluşturur (Wikipedia, 2015).
54
3.8.1. PT100 Sensör
Pt100 kısaca ''ısı değerine göre öz direnci değişen elektronik devre
elemanı'' şeklinde tanımlanabilir. Elektronik ısı duyargalarından çok fazla tercih
edilen devre elemanlarından biri Pt100lerdir. Özü itibarı ile sıcaklığa bağlı
olarak direnç değerinin değişmesi ile diğer başka bir cihazla sıcaklık değeri
anlaşılan bir aparattır. Hedef malzemenin ısısını ölçmek için bu dirençler daha
mukavemetli başka bir kutunun içine yerleştirilerek sağlıklı ölçüm
yapılabilmektedir. Şekil 3.47’de PT100 sensörü gösterilmektedir (İnverter-plc,
2015).
Şekil 3.47. PT100 Sensör
PT100 lerin Teknik Özellikleri
Ölçme aralığı :0 ila 100°C
Hassasiyet :< +/- 1°C
Tekrarlanabilirlik :< +/- 0.25°C
Çıkış sinyali :4 ila 20 mA ya da 0 ila 10 V
Reaksiyon süresi :yaklaşık 20 ms
Şoka karşı direnci :10 g
PT100 Sıcaklık ölçümünü yapabilmek için üretilmiş olan ortam sıcaklığı
değiştiğinde değeri değişen bir tür dirençtir. Pt100 ler 2, 3, 4, uçlu olarak
üretilirler en sık kullanılan tipi 3 uçlu olandır. Çok daha hassas sıcaklık
55
ölçümleri yapabilmek için 4 uçlu Pt100 ler kullanılır. Sıcaklık değerine bağlı
olarak Pt100′ün ürettiği direnç Callendar-Van Dusen denklemi ile
hesaplanabilmektedir. Pt100'ler tek başlarına hiçbir anlam ifade
etmezler. Mutlaka ısı kontrol cihazları (pt100 uyumlu olması gerekir) Plc veya
diğer kontrol cihazları ile birlikte kullanılırlar. Pt100 seçerken kılıf , strok boyu
ve kablolama değerlerini dikkate alınız.
3.8.2. Toprak Nem Sensörü Higrometre
Toprak nemi ölçen sensördür. 5V ile çalışır. Dijital ve analog çıkış verebilir.
Analog çıkış daha doğru sonuçlar verir. Şekil 3.48.de kullanılan sensör
gösterilmiştir (Direnc.net, 2015).
Şekil 3.48. Toprak nem sensörü
3.8.3. Sıvı Seviye Sensörü
Sıvı seviye sensörü bir kullanımı kolay, yüksek maliyetli su/su damlacıkları
tanıma sensörüdür, parça damlacıkları/su boyutunu alarak paralel çizgiler
vasıtasıyla analog olarak su seviyesini ölçmektedir. Araştırma bulguları
kısmında yapmış olduğumuz sıvı sensörü bilgileri mevcuttur.
56
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA
Tarımsal sulama sistemlerinde enerji verimliliği ve uzaktan kontrol
uygulamaları konusunda çalışmalar günümüzde önemli bir oranda artış
göstermektedir. Yapılan uygulamalarda sistemlerin kontrol kısmı bluetooth
bağlantısı ile haberleşme, telefon hatları üzerinden arama cevaplayarak
haberleşme, internet ve GSM operatörleri kullanılarak haberleştirilmesi
sağlanmıştır. Araştırmalarımız doğrultusunda tarım arazilerinin evlerimize
uzakta oluşu bluetooth kullanmamızı kısıtlar. Telefon hatları ve internet
üzerinden haberleşme ise çoğu zaman elektriğin bile bulunmadığı tarım
arazilerinde pek tercih edilmeyecek sistemlerdir. GSM şirketlerinin sunmuş
oldukları internet hizmeti ise maliyetleri oldukça yüksek oldukları için sulama
sistemlerinde kullanılması ekonomik olmayacaktır. Bu tezde kullanılan
haberleşme yönteminin SMS seçilmesinin başlıca sebepleri olarak şunlar
gösterile bilinir;
Tarım arazilerinin çoğunun uzak yerlerde olmasından dolayı telefon
hatlarının bulunmaması
Uzak alanlarda bluetooth bağlantısının sağlanamaması
GPRS, 3G gibi GSM internet hizmetlerinin ülkemizde pahalı
kullandırılması ve statik IP’li GSM data hatların sadece belli bir
kurumlara verilmesi
SMS paketlerinin tüm operatörde internete oranla ucuz oluşu
Yaptığımız android yazılımında kullanıcıların yazacakları mesaj içeriklerini
butonlara gömerek zamandan tasarruf sağlanmış, hatalı mesaj gönderilme riski
kalkmış, gelen geri bildirimlerin programımızda nizami şekilde gösterilmesi
sağlanmıştır.
4.1. Android Programlama
Projede 3 sayfalık Java Eclipse programı kullanılarak sulama sistemi programı
yazıldı. Şekil 4.1’de eclipse programı gösterilmektedir.
57
Şekil 4.1. eclipse programı üzerinden android sulama otomasyonu programı
görünümü
4.1.1 Android Sulama Otomasyonu Programı Çalışma Mantığı
Bağlan Butonu: Basıldığı zaman arka planda PLC’mize “bağlandi” mesajı komut
olarak gönderilir.
Damla Sulama Aç Butonu: Basıldığı zaman arka planda PLC’mize
“damlamasuac” mesajı komut olarak gönderilir.
Damla Sulama Kapat Butonu: Basıldığı zaman arka planda PLC’mize
“damlamasukapat” mesajı komut olarak gönderilir.
Fiskiye Sulama Aç Butonu: Basıldığı zaman arka planda PLC’mize “fiskiyesuac”
mesajı komut olarak gönderilir.
Fiskiye Sulama Kapat Butonu: Basıldığı zaman arka planda PLC’mize
“fiskiyesukapat” mesajı komut olarak gönderilir.
OTO MOD AÇ Butonu: Basıldığı zaman arka planda PLC’mize “otosuac” mesajı
komut olarak gönderilir.
OTO MOD KAPAT Butonu: Basıldığı zaman arka planda PLC’mize “otosukapat”
mesajı komut olarak gönderilir.
58
Şekil 4.2’de eclipse ile yazılan sms gönderme programı kodları gösterilmektedir.
Şekil 4.2. Android cihaz üzerinden sms gönderme
Android programın alt tarafında bulunan “Durum Bilgi Akışı” kısmında PLC’den
gelen smsler bildirim olarak gözükmektedir. Burada başka kişilerden gelen
smslerin gösterilmemesi için PLC ye bağlı sim kartın numarası filtrelenir.
59
4.1.2. Android Sulama Otomasyonu Programı Görselleri
Şekil 4.3, 4.4, 4.5’de android program görselleri gösterilmektedir.
Şekil 4.3. Android sulama otomasyonu programı giriş ekranı
Şekil 4.4. Android sulama otomasyonu program ekranı imza ekranı görüntüleri
60
Şekil 4.5. Android sulama otomasyonu hakkımızda ekranı
4.2. PLC Programlama
Mikrodev MP201G PLC programlanması için Mikrodiagram programı kullanıldı.
Şekil 4.6 da programlanan PLC’nin genel fonksiyon diagramları
gösterilmektedir.
Şekil 4.6. Mikrodiagram ile programlanmış sulama sistemi otomasyonu genel
görünümü
61
4.2.1. PLC Programlanması Çalışma Mantığı
PLC’ye android programdan gelecek mesajlara göre işlemler yapılacaktır. PLC
gelen mesajı analiz ederek çıkış olarak pompayı ve valfleri çalıştıracak,
bilgilendirme amaçlı android cihaza sms gönderecektir.
PLC sıvı seviye sensöründen sinyal geliyorsa sistemleri çalıştırarak, bağlı olduğu
motoru koruyacaktır. Otomatik çalışmada sistem nem sensöründen gelen
verileri karşılaştıracak, gelen nem verisi girilen iki değer arasında ise çıkış
verecektir.
“Baglan” mesajı geldiğinde RTD-0 girişine bağlı bulunan PT100’den sıcaklık
değerini ve Anolog Input0’a bağlı olan toprak nem sensöründen gelen güncel
bilgileri anlık okuyacak ve belirttiğimiz telefon numarasına (android sulama
programı yüklü olan telefona) gönderecektir.
“damlamasuac” / “fiskiyeasuac” poda su var ise pompayı ve ilgili valfin çıkışını
çekecektir. Valfler çekildiğinde bilgilendirme amaçlı “Damla Sulama Baslatildi /
Yagmurlandirma Sulama Baslatildi” mesajı atacaktır.
“damlamasukapat” / “fiskiyeasukapat” mesajı geldiğinde sistem ilgili darbe
rölesini sıfırlayarak kullanıcıya “Damla Sulama Kapatildi / Yagmurlandirma
Sulama Kapatildi” mesajı atacaktır.
“otosusuaç” / “otosusukapat” mesajı geldiğinde sistem ilgili darbe rölesini
sıfırlayarak kullanıcıya “Otomatik Mod Başlatıldı / Otomatik Mod” mesajı
atacaktır.
62
4.2.2. Mikrodiagram Programı Görselleri
Şekil 4.7’de SMS girişlerinin ayarlanması gösterilmiştir.
Şekil 4.7. Mikrodiagram programında SMS girişlerinin ayarlanması ve sıcaklık
değerini gönderme
Şekil 4.8. Mikrodiagram programında depo doluluk kontrolü
63
Şekil 4.8’de depo doluluk kontrolü yapılmaktadır. PLC’ye SMS girişi olduğunda
ve sıvı seviye sensöründen bilgi gelmediğinde kullanıcıya sıvı seviyenizi kontrol
ediniz mesajı atacaktır.
Şekil 4.9’da otomatik mod için ayarlamalar yapılmıştır. Nem değeri 0-50
arasında ise ve otomodac mesajı girmişse, depo dolu ise otomatik mod
açılacaktır.
Şekil 4.9. Otomatik mod ayarlanması
Şekil 4.10’daki diagramda damlama, fıskiye veya otomatik mod aç kısmından
gelecek olan mesaja göre ilgili röleler çektikten sonra sıvı seviye sensöründen
sinyal geliyorsa su motorunu çalıştıracağı gösterilmektedir.
Valflerin kurulumunda ilgili sms girişi ve sıvı seviye sensöründen gelen sinyal
varsa valf çekecektir. Otomatik çalışmada iki valf birlikte çalışmaktadır yani
damla sulama sistemi ve fıskiye sulama sistemi birlikte çalışacaktır.
64
Şekil 4.10. Mikrodiagram programında sistemin kurulumu ve motorun
çalıştırılması
Şekil 4.11’de SMS gönderilmesinin mikrodiagram fonksiyonları kullanılarak
nasıl ayarlanması gerektiği gösterilmektedir.
Şekil 4.11. Mikrodiagram programında SMS gönderilmesi ayarlamaları
65
4.3. Projenin Akış Diyagramları ve Genel Gösterimi
Şekil 4.12’de PLC’nin çalışma algoritması gösterilmektedir.
Şekil 4.12. PLC çalışma algoritması
66
Şekil 4.13’de android yazılımımızın algoritması gösterilmektedir.
Şekil 4.13. Android programımızın algoritması
67
Şekil 4.14’de sistemimizin genel gösterimi gösterilmektedir.
Şekil 4.14. Sistemimizin genel gösterimi
68
5. SONUÇ
Bu tezimizde gerçekleştirdiğimiz yenilenebilir enerjili GSM PLC tabanlı android
kontrollü sulama sistemimizde uzun ömürlü, verimi yüksek ve düşük maliyetli
sulama sistemi tasarlanmış olup kullanıcıların kişisel isteklerine göre rahatlıkla
geliştirilebilir düzeye getirilmiştir.
Sistemimiz tüm elektrik ihtiyacını 60W’lık güneş panelinden elde ederken
geceleri sulamaya karşı 20A/saat’lik jel akü takviyesiyle de uzun saatler
kullanılmasına imkan tanımaktadır. Güneş panelimiz seçtiğimiz 10A (120W)
şarj kontrol cihazına bağlanarak, akünün ihtiyacı olduğu zamanlar dolumun
yapılması sağlanmış olup, akünün uzun ömürlü kullanılabilmesi için önemlidir.
Seçtiğimiz Mikrodev MP201G GSM PLC sayesinde görsel olarak kolay
programlanma yapılmış olup, giriş ve çıkış portlarının genişletilebilir oluşu ile
fazladan sensör ve valfler takılarak, maliyet yükseltilmeden aynı tarla içerisinde
farklı bitkilerin kontrolü de sistemimiz üzerinden rahatlıkla yapılabilir
şekildedir.
PLC Sıcaklık ve nem sensörlerinden alınan bilgileri sistem yöneticisine
gönderecek, kişi bitkinin ihtiyacı olan neme göre damla sulama ve/veya
yağmurlandırma sulamayı istediği zaman dünyanın öbür ucundan basit
arayüzlü android programımız yardımıyla açıp kapatabilecektir.
Sıvı seviye sensörü sayesinde su kaynağının (deponun) boş olup olmadığı
kontrol edilerek sistem yöneticisine geri bildirim yapacaktır. Sistem yönetici bu
bilgilendirme sayesinde deposunun tıkalı olup olmadığını, suyunun bitip
bitmediğini kontrol ederek mağdur olması engellenecektir.
Tüm bu sistemin kontrolü akıllı cihazlar için geliştirdiğimiz android programı
üzerinden yapılarak kullanıcıların sms yazma gibi zaman kaybından ve
zorluktan kurtaracaktır. Bu sayede sistem kullanıcıları tarlalarının başına
gitmeden dünyanın neresinde olursa olsun elektriğini kendi üreten, bakım uzun
69
yıllar gerektirmeyen, kolay arayüze sahip android programı üzerinden
tarlalarını tek bir sistem üzerinden sulayabilir olacaktır.
Yapılan bu uygulamaya ek olarak fazladan sensörler eklenilebilir, çıkış olarak
fazla sayıda valfler ekleyerek aynı sistem üzerinden farklı bitkilerinde sulama
kontrolü yapılabilirdir.
70
KAYNAKLAR
Appinvertor.mit, 2015. Erişim Tarihi: 29.04.2015,
http://appinventor.mit.edu/
Batman, M. A., 2001. Elektrik Üretimi İçin Güneş Pillerinin Kullanımında Verimi
Arttırıcı Yeni Bir Yöntem, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri
Enstitüsü, Doktora Tezi. 143s, İstanbul.
CW Enerji, Erişim Tarihi: 30.04.2015,
http://www.cw-enerji.com/tr/
Direnç.Net, Erişim Tarihi: 30.04.2015
http://www.direnc.net/12V-DC-14-Electric-Solenoid-MOTOR-solenoid-
valve-,PR-22148.html
http://www.direnc.net/Toprak-Nem-Sensoru-Higromete,PR-
13836.html
Elektrik Port, Erişim Tarihi: 30.04.2015
http://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/scaklk-olcum-
enstruman-termodirenc-pt100-ve-endustride-kullanm/8506#ad-
image-0
http://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/selenoid-valf-
nedir/11768#ad-image-0
http://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/gunes-pilleri-nasil-
calisir/10272#ad-image-0
http://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/silisyum-tabanli-
geleneksel-gunes-pilleri-nasil-calisir/8710#ad-image-0
71
http://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/gunes-enerjili-
sulama-sistemleri/11831#ad-image-3
Epsolar PV, Erişim Tarihi: 29.04.2015
http://www.epsolarpv.com/en/index.php/Product/pro_content/id/21
3/am_id/136
Frmtr, Erişim Tarihi: 29.04.2015
www.frmtr.com/bilim-ve-teknoloji/774710-gunes-pili-sistemleri.html
Geleceğiyazanlar, Erişim Tarihi: 29.04.2015
https://gelecegiyazanlar.turkcell.com.tr/konu/android/
https://gelecegiyazanlar.turkcell.com.tr/konu/android/egitim/android
-201/android- projesi-olusturmak
Gitti Gidiyor, Erişim Tarihi: 30.04.2015
http://urun.gittigidiyor.com/ev-elektronigi/10-amper-12-24v-solar-
aku-sarj-kontrol-cihazi-154296261
http://urun.gittigidiyor.com/bilgisayar-tablet/ttec-12v-20a-ekobis-jel-
akusu-161544731?opi=148197431
İnverter PLC, Erişim Tarihi: 30.04.2015
http://www.inverter-plc.net/sens%C3%B6rler/pt100.html
Kodal, S., 2010. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ziraat Mühendisliği Lisans
Programı, Ders Zys 426Sulama Sistemlerinin Tasarımı
Mikrodev, Erişim Tarihi: 29.04.2015
http://www.mikrodev.com/mikrodiagram_yardim/index.html
www.mikrodev.com/productfamily/html/html/_p_l_c__m_p201_g.html
72
Norm Enerji, Erişim Tarihi: 30.04.2015
http://www.normenerji.com.tr/menu_detay.asp?id=6607
Sistem Solar, Erişim Tarihi: 30.04.2015
http://sistemsolar.com.tr/solarcharger.html
Ucuz Kitap Pazarı, Erişim Tarihi: 30.04.2015
http://www.ucuzkitappazari.com/urun_detay/5/78118/arduino_ardui
no_icin_toprak_higrometre_belirleme_modulu_plus_toprak_nem_sensor
u___mavi.html
Tuncay Achting, Erişim Tarihi: 30.04.2015
http://www.tunayachting.com.tr/itt-jabsco-mini-hidrofor-par-max-1-
12v-43-lt-dak-42630-2900-
pmu24529?gclid=Cj0KEQjwgoKqBRDt_IfLr8y1iMUBEiQA8Ua7Xb1ln8e
2II8kZQyXI2nXppT6LwJ6VctedbIJyArNGzMaAkkn8P8HAQ
Wikipedia, 2014, Erişim Tarihi: 29.04.2015
http://tr.wikipedia.org/wiki/Android_(i%C5%9Fletim_sistemi)
http://tr.wikipedia.org/wiki/Sens%C3%B6r
http://tr.wikipedia.org/wiki/G%C3%BCne%C5%9F_pili
74
EK A. Proje Görselleri
Şekil A.1. Projenin bitmiş hali (önden görünüş)
Şekil A.2. Projenin bitmiş hali (soldan görünüş)
76
6
1 2 3 4 5
10 9
13 7
12 8
11 14
16
15
Şekil A.5. Projenin bitmiş hali (üstten görünüş)
1. Mikrodev MP201G GSM PLC
2. Motor, Fıskiye, Damlama Röle Kartı
3. Sıvı Sensörü Kartı
4. Damla Sulama Borusu
5. Fıskiye Sulama Borusu
6. Jabsco 50W Su Pompası
7. 12V DC Fıskiye Valfi
8. 12V DC Damlama Valfi
9. 20Ah Jel Akü
10. 12V/5V DC DC Konvertör Devresi
11. Akü Şarj Cihazı
12. Toprak Nem Sensörü
13. PT100 Sıcaklık Sensörü
14. Sıvı Algılama Probu
15. 60W Güneş Paneli
16. Fiberglass Özel Su Kovası (60x48x40)
77
Ek B. Projede Kullanılan Devreler
Ek B.1. Motor, Damlama Valfi, Fıskiye Valfi Güç Devreleri
Şekil B.1’de ki devre ile PLC’nin dijital çıkışlarından gelen sinyal donanıma
aktarılmak için kullanılmıştır. PLC çıkışı eksi olduğu için PNP tip transistörlü
kontrol sağlanmış olup, motorumuz ve valflerimiz 12V olduğundan 12V 10A
röle seçilmiştir. Rölelerin çektiğini görmemiz için paralel ledler bağlanmıştır.
Klemensler ile giriş çıkış sağlanmıştır.
Şekil B.1. Motor, damlama valfi, fıskiye valfi güç devreleri proteus ısıs çizimi
Şekil B.2’de ve Şekil B.3’de Ares’te çizilmiş devrenin 3D görünümü, Şekil B.4. ise
baskı devre çıktısı gösterilmektedir.
79
Şekil B.4. Güç devresinin baskı devre çıktısı %100 görünüm
Ek B.2. Sıvı Seviye Sensörü Devresi
Depoda suyun var olup olmadığını PLC’ye sinyal ile haber veren sensörümüzün
sensör devresi ve algılayıcı kısmı proteus çizimleri gösterilmektedir. Sensör
algılayıcı kısmı suyun içinde kısa devre olduğunda röle çekecek ve PLC’mize
suyun dolu olduğu mesajını ileticektir.
Şekil B.5. Sensör devresi proteus ISIS çizimi
80
Şekil B.6. Sensör devresi proteus Ares 3D görünümü
Şekil B.7. Sensör devresi baskı devre çıktısı %100 görünüm
Şekil B.8. Sensör algılayıcı devresi baskı devre çıktısı %100 görünüm
82
ÖZGEÇMİŞ 1
Adı Soyadı : Emre CAN Doğum Yeri ve Yılı : Düzce, 1991 Medeni Hali : Bekar Yabancı Dili : İngilizce E-posta : [email protected] Eğitim Durumu Lise : Düzce Anadolu Teknik Lisesi Bilişim Teknolojileri, 2009 Lisans : SDÜ, Teknoloji Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği,
2015 Mesleki Deneyim Divapan Entegre Ağaç Panel San. Ve Tic. A.Ş. 2014 (6 Ay Elektrik Otomasyon) SDÜ Hukuk Fakültesi 2013-2014 (1 Yıl Part Time Teknisyen) Düzce SEDAŞ 2013 (18 Gün Enerji Stajı ) Düzce Cam San. Tic. A. Ş. 2012 (36 Gün Temel Elektrik Elektronik Stajı) SDÜ Teknoloji Fakültesi 2010-2011 (1 Yıl Part Time Teknisyen) BW Bilişim Ve Reklamcılık Hizmetleri 2009-2015 ( Serbest Zamanlı Uzman) Düzce Bilçağ Bilgisayar 2007 (2 Ay Anadolu Teknik Lise Stajı) Mesleki Bilgi
Bilgisayar Donanım, Windows & Linux İşletim Sistemleri, Microsoft Office Programları, Server İşletim Sistemleri, Active Directory, Web Yönetimi, Basit Web Sitesi Tasarımları, Photoshop, Fireworks, Hosting & Domain Yönetimi
Autocad, Multisim, Elektro Workbench, Proteus, Relux, Dialux, E-Plan
C Sharp (C#), C, Assembly, Android Programlama Dilleri
PLC Otomasyon Sistemleri, Siemens S7-200, Mikrodev PLC, Elektrik Tesisleri Projeleri, Yüksek Gerilim Tekniği, Fiber Optik Sistemler, Mikroişlemci & Mikrodenetleyici & Gömülü Sistemler Programlama
Taranmış Fotoğraf
(3.5cm x 3cm)
83
Projeleri/Yayınları/Sertifika&Katılım&Teşekkür Belgeleri/Organizasyon/ 2015, TÜBİTAK 2209-A Projesi – Çevre Dostu Sulama Sistemlerinin Uzaktan
Kontrolü ve Otomasyonu Projesi
2009, METEF Projesi – Kurumsal Güvenlik Sistemi Ve Bilgilendirme Projesi ( İl
İkinciliği)
2008, METEF Projesi – Akıllı Bina Otomasyonu Projesi ( İl Dördüncülüğü )
Dizgi Sorumlusu - SDÜ Hukuk Fakültesi Dergisi C:3 S:1 Y:2013
2015, İngilizce A1 (Düzce American Time Language School)
2015, Proje Yönetimi Eğitimi (UZEM Elginkan Vakfı)
2014, Liderlik Ve Motivasyon Eğitimi (Bolu Elginkan Vakfı)
2014, Model Uçak Başlangıç Serfitikası (THK)
2012, SDÜ Robot Yarışması Katılım Ve Teşekkür Belgesi (SDÜ)
2010, Grafik Akademi Başarı Serfitikası (New Horizons & Medya Soft)
2010, Web Akademi Başarı Serfitikası (New Horizons & Medya Soft)
2009, İş Yeri Açma Belgesi (MEB)
2005, Üstün Başarı Belgesi (MEB)
2013-2014, SDÜ Teknogirişim Ve İnovasyon Kulübü Başkanı
2010-2012, SDÜ Teknoloji Kulübü Yönetim Kurulu Üyesi
2010-2012, SDÜ Fotoğrafçılık Kulübü
2012, SDÜ 15. Bilim Ve Bahar Şenliği Organizasyonu Robot Yarışması Teknoloji
ve Web Sorumlusu
84
ÖZGEÇMİŞ 2
Adı Soyadı : Ethem SERÇE Doğum Yeri ve Yılı : Fatsa/ORDU, 1991 Medeni Hali : Bekar Yabancı Dili : İngilizce E-posta : [email protected] Eğitim Durumu Lise : Fatsa Endüstri Meslek Lisesi Elektrik Elektronik Teknolojileri, 2009 Lisans : SDÜ, Teknoloji Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği, 2015 Mesleki Deneyim Teknorot Otomotiv A.Ş. 2014 (4 Ay İşyeri Eğitimi) Ordu Çotanak Altaş Yağ Fabrikası 2014 (18 Gün Otomasyon Stajı) Ordu Çalık YEDAŞ 2014 (18 Gün Enerji Stajı ) Termal Elektronik Devre El. A.Ş. 2013 (36 Gün Temel Elektrik Elektronik Stajı) Fatsa Arçelik & Beko Yetkili Servisi 2008-2009 (Meslek Lisesi Stajı) Mesleki Bilgi
Bilgisayar Donanım
Microsoft Office Programları
Photoshop
Autocad, Multisim, Elektro Workbench, Proteus, Relux, Dialux, E-Plan
C Sharp (C#), C, Assembly, Android Programlama Dilleri
PLC Otomasyon Sistemleri, Siemens S7-200, Elektrik Tesisleri Projeleri, Yüksek Gerilim Tekniği, Fiber Optik Sistemler, Mikroişlemci & Mikrodenetleyici & Gömülü Sistemler Programlama
Görüntü ve Ses Sistemleri, TV Sistemleri
Taranmış Fotoğraf
(3.5cm x 3cm)
85
Projeleri/Sertifika/Organizasyon/ 2015, TÜBİTAK 2209-A Projesi – Çevre Dostu Sulama Sistemlerinin Uzaktan
Kontrolü ve Otomasyonu Projesi
2015, İngilizce A1 (Düzce American Time Language School)
2009, İş Yeri Açma Belgesi (MEB)
2013-2014, SDÜ Teknogirişim Ve İnovasyon Kulübü Yönetim Kurulu Üyesi
2010-2012, SDÜ Teknoloji Kulübü Üyesi