t.c. mÜhendİslİk fakÜltesİ elektrİk-elektronİk...
TRANSCRIPT
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
GÜVENLİK ARAÇLARI İÇİN AKILLI TRAFİK KONTROLÜ
BİTİRME ÇALIŞMASI
İbrahim Alper SAAT
179970
BAHAR 2011
TRABZON
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
GÜVENLİK ARAÇLARI İÇİN AKILLI TRAFİK KONTROLÜ
BİTİRME ÇALIŞMASI
İbrahim Alper SAAT
179970
TEZ DANIŞMANI
Prof. Dr. Adem Sefa AKPINAR
BAHAR 2011
TRABZON
II
ÖNSÖZ
“Güvenlik Araçları İçin Akıllı Trafik Kontrolü” adlı tez çalışması, Karadeniz Teknik
Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümünde "Lisans
Bitirme Tezi" olarak hazırlanmıştır.
Değişen ve ilerleyen teknolojik dünyada gün geçtikçe kalabalıklaşan şehir trafiğinde
akıllı trafik sistemlerinin önemi yadsınamaz bir gerçektir. Ambulans, itfaiye, polis arabası
gibi geçiş üstünlüğüne sahip araçlar için kavşak trafik kontrolü ve geçiş üstünlüğü
problemi bu sistem ile çözümlenmiştir. Tasarlanan sistemin hem gerçek zamanlı pratik
kurulumu hem de bilgisayar ortamındaki simülasyonu yapılmıştır.
Bitirme tezimi alma konusunda bana yardım eden ve konumu seçmemde değerli
fikirlerini benden esirgemeyen Sayın Prof. Dr. Adem Sefa AKPINAR hocama sonsuz
teşekkür eder saygılarımı sunarım. Ayrıca tüm çalışmalarım boyunca benden yardımlarını
hiç esirgemeyen, bu günlere gelmemi sağlayan değerli ailem başta olmak üzere, değerli
büyüğüm Sn. Murat YAKAMOZ ve yardımlarını esirgemeyen Sn. Zafer SATILMIŞ ve
tüm arkadaşlarıma sonsuz teşekkür eder saygılarımı sunarım.
İbrahim Alper SAAT
Trabzon 2011
III
İÇİNDEKİLER
ÖNSÖZ……………………………………………………………………………………..II
İÇİNDEKİLER………………………………………………………………………….…III
ÖZET……………………………………………………………………………………….V
PROJE TAKVİMİ…………………………………………………………………………VI
1. GİRİŞ..............................................................................................................................1
1.1. Trafik Düzenlemesinde Sinyalizasyon İhtiyacının Belirlenmesi...................................1
2. TRAFİKTE YAŞANAN PROBLEMLER ...................................................................2
2.1. Trafik Yoğunluğu ........................................................................................................2
2.2. Teknolojinin Verimsiz Kullanılışı ...............................................................................2
3. GEÇİŞ ÜSTÜNLÜĞÜ ................................................................................................3
3.1. Geçiş Üstünlüğüne Sahip Araçların Kullanımına İlişkin Esaslar ..................................3
4. GÜVENLIK ARAÇLARI İÇİN GEÇİŞ ÜSTÜNLÜĞÜ SİSTEMİ GENEL YAPISI ...4
4.1. Sistemin Bulunmadığı Bir Kavşakta Acil Durumda Trafik İşleyişi ..............................4
4.2. Sistemin Bağlı Olduğu Bir Kavşakta Acil Durumda Trafik İşleyişi ............................6
4.3. Oluşabilecek Farklı Durumlara Karşı Sistemin Tepkisi ...............................................7
4.3.1. Ambulansın Geldiği Yön Kırmızı İse; ..................................................................7
4.3.2. Ambulansın Geldiği Yön Zaten Yeşilse; ..............................................................7
4.3.3. Ambulansın Geldiği Yön Kırmızıdan Yeşile Geçerken Sarı İse; ...........................8
4.3.4. Ambulansın Geldiği Yön Yeşilden Kırmızıya Geçerken Sarı İse; .........................8
5. ELEKTRİKSEL VE MEKANİK KISIM .....................................................................9
5.1. Devrenin Genel Çalışma Mantığı .............................................................................. 10
5.2. Kullanılan Yazılım .................................................................................................... 11
5.3. Alıcı Mödül............................................................................................................... 15
5.4. Verici Modül ............................................................................................................. 16
5.5. Trafik Lambaları ....................................................................................................... 17
6. KULLANILAN ELEMANLAR VE YAPILARI ....................................................... 19
6.1. PIC16F877 ................................................................................................................ 19
IV
6.2. ULN2003 Entegresi .................................................................................................. 19
6.3. Transistörler .............................................................................................................. 21
6.4. Gerilim Düzenleyiciler .............................................................................................. 21
7. SONUÇLAR ............................................................................................................. 23
8. ÖNERİLER .............................................................................................................. 24
9. KAYNAKLAR ......................................................................................................... 25
V
ÖZET
Günümüzde trafikte yaşanan problemlerden biri de geçiş üstünlüğüne sahip araçların
kavşaklara girişlerinde yaşanılan problemlerdir. Geçiş üstünlüğüne sahip bir araç kavşağa
yaklaşırken, siren sesini duyan sürücülerin panik olması ve kavşak sinyalizasyonunun o
anki durumu bu problemin başlıca kaynağıdır.
Ambulans, polis arabası, itfaiye gibi geçiş üstünlüğüne sahip araçların kavşaklarda ve
trafikte zaman kaybetmesinin maliyeti gerek can kayıpları gerekse mal kayıpları açısından
yadsınamaz büyüklüktedir. Bu noktada akıllı kavşak kontrol sistemleri devreye
girmektedir. Tasarlanan sistemle kavşağa yaklaşan geçiş üstünlüğüne sahip aracı algılanıp
bu duruma göre trafik düzeni sağlanmaktadır.
VI
PROJE TAKVİMİ
“Güvenlik Araçları İçin Akıllı Trafik kontrolü” bitirme projesi hazırlanırken uygulanan
aşamalar ve tarihleri tabloda gösterilmiştir.
Tablo 1. Proje Takvimi
10 Ocak
15 Şubat
20 Şubat 15 Mart
11-22 Nisan
1-8 Mayıs
8-15 Mayıs
Proje Konusu Belirleme
Resmi Olarak Projenin Alınması
Konu Hakkında Bilgi Toplanması
Profesyonel Üreticilerin
Yöntemlerini Araştırma
Malzeme Temini
Alıcı Verici Devre Denemeleri
Kontrol Devresi ve Lamba grupları
Tasarımı ve Montajı
Tez Yazımı
İbrahim Alper SAAT
TRABZON 2011
1
1. GİRİŞ
Şehirlerin nüfus sayılarındaki artış, gerek altyapı problemleri gerekse trafik
problemlerinde çok hızlı bir artışa sebep olmaktadır. Özellikle şehir içi ulaşım sorunları
metropol yerleşim yerlerinde hayati önem taşımaktadır. Ulaşımdaki bu aksaklıklar hem
ekonomik hem de sosyal hayatı olumsuz yönde etkilemektedir. Ulaşımın başlıca sorunları,
trafik sıkışıklığı, altyapı yetersizliği, kavsak yetersizliği, trafik sinyalizasyonundaki
teknoloji yetersizliği, eğitimsiz sürücüler ve toplum bilincinin yetersizliğidir. Bu nedenle,
özellikle kent içi karayolu ulaşımının sağlıklı bir yapıya kavuşturulması gerekmektedir.
1.1. Trafik Düzenlemesinde Sinyalizasyon İhtiyacının Belirlenmesi
Trafik sinyalizasyon sistemleri, sürücülerin sağlıklı bir yolculuk sağlayabilmelerini ve
ulaşmak istedikleri noktaya zamanında ve minimum tehlike ile ulaşmalarını sağlamaktadır.
Trafik akışını düzenlemede, yayaların, taşıtların ve yolların korumasında can ve mal
kayıplarının engellenmesinde etkin bir rol oynamaktadır.
Trafik sinyalizasyon sistemleri, trafiğin yoğun olduğu kavşaklarda trafik polisinin direk
müdahaleleri dışında en etkin trafik kontrol sistemidir. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte
kavşak kontrolleri trafik levhaları ve trafik ışıkları haricinde akılı trafik kontrol sistemleri
ile sağlanmaktadır. Trafikte bekleme süreleri, anayol tali yol trafik yoğunluk kontrolü
kamera ve sensörlü sistemlerle sağlanmaktadır. Trafik hacminin Tablo 1,1 deki
değerlerden yüksek olması durumunda kavşakların sinyalizasyon sistemleri ile kontrolü
gerekmektedir. [1]
Tablo 1.1. Minimum araç trafiği için hacim şartı [1].
Her bir yaklaşım için şerit
sayısı
Anayoldaki Araç/Saat Trafiği
(Her iki yönün toplamı için)
Tali Yol Yaklaşımında En
Yüksek Araç/Saat Trafiği
(Sadece bir yöndeki) Anayol Tali Yol
1
≥2
≥2
1
1
1
≥2
≥2
500
600
600
500
150
150
200
200
2
2. TRAFİKTE YAŞANAN PROBLEMLER
Günlük hayatımızda trafikte birçok problem yaşamaktayız. Trafik kazaları, kaza
tehlikeleri, zamanında ulaşamama, otopark sorunu, beklenmedik kazı ve yol yapım
çalışmaları bunlara örnek olarak gösterilebilir. Bunların başlıca sebeplerini trafik
yoğunluğu, trafikte teknolojik alt yapıların yeterli düzeyde kullanılmaması, dörtyol ve
kavşaklarda gerekli üst geçit alt geçit, köprü gibi trafiği rahatlatan yapıların yeterli
olmayışı oarak sınıflandırabiliriz.
2.1. Trafik Yoğunluğu
Toplu taşıma araçlarının yeterli sayıda olmaması nedeniyle sıkışıklıktan ve kalabalıktan
kaçan sürücülerin toplu taşıma araçları yerine kendi araçlarıyla trafiğe çıkmaları trafik
sıkışıklığının en önemli sebeplerinden birisidir. Okullar açıldığında okul servisleri de
trafikte büyük sıkışıklık yaratmaktadır. Bunların yanı sıra ahlaki değerleri oturmamış
sürücülerin trafikte oluşturduğu risklerde bulunmaktadır. Toplum bilincinin tam olarak
oturmayışından dolayı özellikle ambulans itfaiye polis arabası gibi güvenliğin ve zamanın
maksimum öneme sahip olduğu araçlar çok büyük sıkıntılar çekmektedir.
2.2. Teknolojinin Verimsiz Kullanılışı
Teknolojideki gelişmeler her alanda olduğu gibi trafik konusunda da hayatımızı oldukça
kolaylaştırmaktadır. Şu an hali hazır trafik sistemimiz genel olarak monolog bağımsız 8 -
16 - 24 lük lamba gruplarından oluşan kavşaklardan oluşmaktadır. İlk olarak metropol
şehirlerimizde kurulmaya başlanan MOBESE ve EDS sistemlerinin gerek güvenlik gerekse
trafikteki önemi giderek fark edilmiştir. Ülkemizde tüm illere kurulum çalışması devam
eden bu sistemler trafik akışını kontrol altına alabildiği gibi, hatalı sürücü ve suçluların
yakalanmasında büyük rol oynamaktadır. Teknolojik yeniliklerin trafik ile daha fazla
bütünleştirilmesi ile birçok trafik problemi çözüme kavuşturulabilir. [2]
3
3. GEÇİŞ ÜSTÜNLÜĞÜ
Trafikte belirli araçların diğer araçları hayati tehlikeye sokmamak kaydıyla geçiş
üstünlükleri vardır.
Bu araçların üstünlük sıralaması ve üstünlük halleri kanunlarda şu şekilde belirlenmiştir;
1- Ambulanslar
2- İtfaiye araçları
3- Polis araçları
4- Sivil savunma araçları
5- Koruyan ve korunan araçlar
Geçiş üstünlüğüne sahip araçlar 150 metreden görülür lambaları olmalıdır.
150 metreden duyulur sirenleri olmalıdır.
Sarı tepeli lambalı araçlar geçiş üstünlüğüne sahip değildir.
Sarı tepe lambası araçlara kendilerini belli etmek için takarlar diğer araç kullananlar da
daha dikkatli araç kullanırlar.
Koruyan ve Korunan Araçlar görevli olmaları ve sesli-ışıklı cihazlarını birlikte
kullanmak şartı ile trafik yasaklama ve kısıtlamalarına tabi değildirler. [3]
3.1. Geçiş Üstünlüğüne Sahip Araçların Kullanımına İlişkin Esaslar
Bu araçlar görev halinde iken geçiş üstünlüğüne sahiptirler, görev hali dışında, geçiş
üstünlüğü hakkını kullanmaları yasaktır.
Görev sırasında geçiş üstünlüğü hakkını halkın can ve mal güvenliğini tehlikeye
sokmamak, ışıklı ve sesli uyarı işaretlerini bir arada vermek şartıyla kullanabilirler. Bu
araçlar hizmetin yerine getirilmesi sırasında, yönetmelik ve kanunlarda gösterilen trafik
kısıtlamalarına ve yasaklarına bağlı değillerdir.
Yaralı veya acil hasta taşıyan ve geçiş üstünlüğüne sahip oldukları ayrım işaretleri ile
belirlenmemiş cankurtaran dışındaki diğer araçlar bu hakkı kullanırken; gereksiz olmamak
şartıyla kendilerini taşıt yolu üzerinde yer açılmasını sağlamak üzere, yeteri şekilde sesli ve
ışıklı işaretlerini kullanarak, gerektiğinde el ve kol işareti vererek, karayolundan
faydalanan diğer araçları uyararak bu hakkı kullanabilirler. Bu hakkı gereksiz yere
kullanan sürücülere Karayolları Trafik kanunu Hükümleri ve Türk Ceza Kanunu hükümleri
uygulanır. [3]
4
4. GÜVENLIK ARAÇLARI İÇİN GEÇİŞ ÜSTÜNLÜĞÜ SİSTEMİ GENEL YAPISI
Geçiş üstünlüğüne sahip araçların en büyük problemleri kavşak yaklaşımlarıdır.
Üstünlüğe sahip aracın istikametindeki trafik lambası eğer kırmızı yanıyorsa burada
bekleyen diğer araçlar üstünlüğe sahip araca yol verebilmek için kırmızı ışıkta geçme
tereddüdü yaşamaktadırlar. Bu durum kargaşa oluşturarak trafik kazalarına sebebiyet
vermektedir.
Geçiş üstünlüğüne sahip araç eğer bir ambulans ise trafikteki diğer sürücülerin paniği
daha da artmaktadır. Ambulans ve itfaiye araçlarında zamanlamanın öneminin ne kadar
büyük olduğu aşikârdır. Bu sistem hayati tehlikesi yüksek olan bu gibi durumların
çözülebilmesi ve can ve mal kayıplarının en aza indirilmesi için tasarlanmıştır.
4.1. Sistemin Bulunmadığı Bir Kavşakta Acil Durumda Trafik İşleyişi
Bu noktadan sonra “güvenlik araçları için geçiş üstünlüğü sistemi” sistem olarak, “geçiş
üstünlüğüne sahip araç” ambulans olarak anılacaktır.
Ambulans Şekil 4.1.1 de görüldüğü gibi anayoldan kavşağa yaklaşmaktadır. Kavşakta
anayola kırmızı ışık tali yola yeşil ışık yanmaktadır.
5
Şekil 4.1.1 Sistem bulunmayan kavşağın genel görünüşü
Sistemin bulunmadığı bir kavşakta ambulans Şekil 4.1.2 de görüldüğü gibi kırmızı
ışıkta bekleyen araçlara yaklaştığında siren sesini duyan sürücüler panik yaparak kırmızı
ışıkta geçmiş ve tali yoldan gelen araçlar için tehlike oluşturmuştur.
Şekil 4.1.2 Sistem yokken kavşakta oluşan karmaşa durumu
6
4.2. Sistemin Bağlı Olduğu Bir Kavşakta Acil Durumda Trafik İşleyişi
Sistemdeki kızılötesi alıcılar ambulansın yönünü ve ana yolda mı tali yolda mı
bulunduğunu algılamaktadır. Ambulansın konumuna göre trafik ışıklarının hangi yola
kırmızı hangi yola yeşil yandığını kontrol eder. Ambulansın geldiği yönü yeşil diğer tüm
yönleri kırmızı yaparak ambulansın önünde kırmızı ışıkta bekleyen araçların geçmesini
sağlar. Diğer tüm yönler kırmızı olduğu için bütün yollar ambulansa açılmış olur.
Sistemin bulunduğu bir kavşağa ambulansın yaklaşımı Şekil 4.2.1 de gösterilmiştir.
Ambulansta bulunan kızılötesi vericiden sinyalizasyon sisteminde bulunan kızılötesi
alıcıya sinyal gönderilmektedir.
Şekil 4.2.1 Sistem bulunan kavşağın genel görünüşü
Şekil 4.2.2. de görüldüğü gibi ambulans kavşakta bulunan vericiye sinyal göndermiş ve
sistem ambulansın geliş yönünü tespit ederek yolunu açmış diğer tüm yolları kapatmıştır.
Böylece ambulansın önünde bekleyen araçlara yeşil ışık yakılarak geçiş hakkı tanınmış ve
ambulansın hiç bekleme yapmadan kavşaktan geçişi emniyetli bir şekilde sağlanmıştır.
7
Şekil 4.2.2 Sistem bulunan kavşakta acil durum oluşumu
4.3. Oluşabilecek Farklı Durumlara Karşı Sistemin Tepkisi
Sistem ambulansın geldiği anda geldiği yöndeki trafik lambalarının kırmızı, sarı veya
yeşil, hangi renk yandığını kontrol ederek ona göre algoritma uygular.
4.3.1. Ambulansın Geldiği Yön Kırmızı İse;
Bu durumda sistem diğer yönlerde yanan yeşil ışıkları 5 sn yakıp söndürerek önce sarı
sonra kırmızıya alır. Diğer yollar kırmızı olduktan sonra ambulansın geldiği yönü sırayla
sarı ve yeşil yaparak minimum 60 saniye olmak üzere ambulansın geçişini tamamlamasını
bekler. Ambulans geçişini tamamladıktan sonra sistem rutin çalışmasına geri döner.
4.3.2. Ambulansın Geldiği Yön Zaten Yeşilse;
Bu durumda sistem ambulansın geliş yönünü tayin ettikten sonra geldiği yön zaten
yeşil ise yeşilin süresini uzatarak ambulansın tam kavşağa girdiğinde ışıkların kırmızıya
dönmesini engeller. Diğer yönler bu esnada kırmızı olduğu için kırmızı konumunu korur.
Ambulans geçtikten sonra yeşil ışık 5 saniye boyunca yanıp söner ve sırayla önce sarı
sonra kırmızıya dönerek sinyalizasyonu periyodik çalışma konumuna alır.
8
4.3.3. Ambulansın Geldiği Yön Kırmızıdan Yeşile Geçerken Sarı İse;
Bu durumda sistem ışığı yeşile alıp ambulansın geçişini tamamlamasını bekler
minimum 60sn olmak üzere tamamlandığı ana kadar geldiği yönü yeşil tutar. Ambulans
geçtikten sonra yeşil ışık 5 saniye boyunca yanıp söner ve sırayla önce sarı sonra kırmızıya
dönerek sinyalizasyonu periyodik çalışma konumuna alır.
4.3.4. Ambulansın Geldiği Yön Yeşilden Kırmızıya Geçerken Sarı İse;
Bu durumda sistem alıcıdan sinyali aldığında ışığı geri sarıdan yeşile alır. Diğer yönler
bu esnada kırmızı olduğu için kırmızı konumunu korur. Ambulans geçişini tamamlayana
kadar minimum 60 saniye olmak üzere ışığı yeşil tutar. Ambulans geçtikten sonra yeşil ışık
5 saniye boyunca yanıp söner ve sırayla önce sarı sonra kırmızıya dönerek sinyalizasyonu
periyodik çalışma konumuna alır.
9
5. ELEKTRİKSEL VE MEKANİK KISIM
Şekil 5. Ana kontrol kartı devresi simülasyon şeması
10
Şekil 5. te sistemin ana kontrol kartı gösterilmiştir. Ana kart sistemin beslemesi, alıcılar ve
trafik lamba gruplarının bağlantılarını içermektedir. Tüm sistem bu kart üzerinden kontrol
edilmektedir.
5.1. Devrenin Genel Çalışma Mantığı
Mikroişlemci olarak PIC16F877 kullanılmıştır. Gerekli yazılım C dilinde CCS C
derleyicinde yazılmıştır. Trafik lambaları olarak led sistemi kullanılmıştır. Bunun amacı
enerji tasarrufu ve tasarım olarak daha teknolojik bir görünüşe sahip olmasıdır. Ledler
ULN2803 entegre ile sürülmüştür. Entegre mikroişlemciden aldığı komutlara göre
anahtarlama yaparak ledleri sürmektedir.
Şekil 5.1 Galvaniz direk üzerine monte edilmiş trafik ışıkları
11
5.2. Kullanılan Yazılım
#include <16F877.h> //kullanılan mikroişlemci
#fuses XT,NOWDT,NOPROTECT,nobrownout,// sigorta ayarları
#use delay(clock=4000000) //İşlemci kristal frekansı
#use fast_io(b) // b portu aktif
#use fast_io(a) // a portu aktif
#use fast_io(c) // c portu aktif
#use fast_io(d) // dportu aktif
int bende[2]={0,0},durum=0;
#int_rb // rb kesmesi
void trafik(void) // Sinyal geldiğinde oluşacak kesme
{
int durum2=0;;
durum=input_c();
durum2=input_d();
if(input(pin_b4)) // yukardan gelen araç için
{
// if(durum!=0x0c) // ışık yeşil değil
bende[0]=1;
if(durum!=0x0c){
output_c(0x92); //sarı durum
output_d(0x04);
delay_ms(500);}
if(durum==0x0c){
output_low(pin_d0);
output_high(pin_c7);
delay_ms(500);
}
output_c(0x4c);
output_d(0x02);
delay_ms(2000);
12
while(input(pin_b4));
}
if(input(pin_b5)) // aşağıdan gelen araç için
{
bende[0]=1;
if(durum!=0x0c)// ışık yeşil değil
{
output_c(0x92); //sarı ışık durumu
output_d(0x04);
delay_ms(500);}
if(durum==0x0c){
output_low(pin_c2);
output_high(pin_c1);
delay_ms(500);}
output_c(0x09);
output_d(0x03);
delay_ms(2000);
while(input(pin_b5));
}
if(input(pin_b6)) // sağdan gelen araç için
{
bende[1]=1;
if(durum!=0x61)// sağ yeşil değil
{
output_c(0x92); //sarı ışık durumu
output_d(0x04);
delay_ms(500);}
if(durum==0x61){
13
output_low(pin_d3);
output_high(pin_d2);
delay_ms(500);}
output_c(0x61);
output_d(0x02);
delay_ms(2000);
while(input(pin_b6));
}
if(input(pin_b7)) // soldan gelen araç için
{ bende[1]=1;
if(durum!=0x61)// sol yeşil değil
{
output_c(0x92); //sarı ışık durumu
output_d(0x04);
delay_ms(500);}
if(durum==0x61){
output_low(pin_c5);
output_high(pin_c4);
delay_ms(500);}
output_c(0x49);
output_d(0x08);
delay_ms(2000);
while(input(pin_b7));
}
}
main() // Ana fonksiyon
{
14
int s,z=0,i=0;
set_tris_b(0xff);
set_tris_c(0x00);
set_tris_d(0x00);
enable_interrupts(int_rb); //rb kesmesi aktif yapılıyor
enable_interrupts(global); //tüm kesmeler aktif yapılıyor
output_c(0x00);
output_d(0x00);
while(1) // sonsuz döngü
{
yakala: // durum yakalama
if(z==1||i==1)
{
output_c(0x92); //sarı
output_d(0x04);
delay_ms(500);
z=0;i=0;
}
output_c(0x61); //kırmızı ışık durumu için
output_d(0x08);
delay_ms(2000);
output_c(0x92); //sarı
output_d(0x04);
delay_ms(500);
z=1;i=1;
if(bende[0]==1){
bende[0]=0; goto yakala;}
output_c(0x0c);
output_d(0x03);
delay_ms(2000); // yesil ışık durumu
z=0;
if(bende[1]==1){
15
bende[1]=0; goto yakala;}
i=0;
output_c(0x92); //sarı şık durumu
output_d(0x04);
delay_ms(500);
z=1;i=1;
if(bende[0]==1){
bende[0]=0; goto yakala;} [4,5]
5.3. Alıcı Mödül
Şekil 5.3.1 te kızılötesi alıcı devresi görülmektedir. Alıcı modül üzerine 19 kHz -76
kHz frekansları arasında kızılötesi sinyal geldiğinde çıkış ucu üzerinden BC556
transistörünü tetikler. Transistör üzerinden CD4013 flip flobu yükselen kenarı algılayarak
çıkışındaki röleyi tetiklemektedir. Röleden sinyal mikro işlemciye gelerek gerekli bilgi
alınmış olur. Bu bilgi ambulansın kavşağa yaklaştığını göstermektedir.
Şekil 5.3.1 Alıcı modül ayrıntılı görünüş
Sistemde dört adet alıcı modül kullanılmıştır. Şekil 5.3.2 de sistemde kullanılan bütün
modüller bir arada gösterilmiştir.
Şekil 5.3.2 Sistemde kullanılan alıcı modüller
16
Şekil 5.3.3 Alıcı modüllerin simülasyon şeması
Şekil 5.3.3 te alıcı modülün simülasyonu verilmiştir. Gerekli bağlantılar yapıldığında
sistem ISIS Proteus simülasyon programı üzerinden denenebilir.
5.4. Verici Modül
Verici devresinde 555 ile kare dalga üreterek kızılötesi lede 19 kHz - 76 kHz
frekanslarında sinyal uygulanır. Sinyalin frekansı 1k lık potansiyometre üzerinden direnç
değiştirilerek ayarlanır. Şekil 5.4 te verici modülün simülasyonu verilmiştir. Sistem
üzerindeki butona basıldığında sistem basılı tutulan süre boyunca sinyal göndermektedir.
Şekil 5.4 Verici devre simulasyonu
17
5.5. Trafik Lambaları
Şekil 5.5.1 te gösterilen trafik ışık grupları 29 ar adet ledden oluşan kırmızı sarı yeşil
bloklardan oluşmaktadır. Bu sistem için bir kavşağın ihtiyacı olan 4 adet lamba gurubu
tasarlanmıştır.
Şekil 5.5.1 Sistemde kullanılan led grupları
Şekil 5.5.2 de trafik ışık gruplarının led dizimleri için oluşturulan baskı devre
gösterilmiştir. Kırmızı sarı ve yeşil blokların artı (+) kutupları ortak, eksi (-) kutupları ayrı
ayrı olmak üzere her guruba 4 adet kablo bağlanmaktadır. Eksi (-) kutuplar ana kontrol
kartı üzerindeki mikroişlemcinin kontrolüne göre devresini tamamlamaktadır. Bu durum
sonucunda renk kontrolü yapılmış olur.
18
Şekil 5.5.2 Led grupları baskı devresi
19
6. KULLANILAN ELEMANLAR VE YAPILARI
6.1. PIC16F877
PIC16F877, belki en popüler PIC işlemcisi olan PIC16F84'ten sonra kullanıcılarına yeni
ve gelişmiş olanaklar sunmasıyla hemen göze çarpmaktadır. Program belleği FLASH ROM
olan PIC16F877'de, yüklenen program PIC16F84'te olduğu gibi elektriksel olarak silinip
yeniden yüklenebilmektedir. Şekil 6.1 de PIC16F877 nin mimari yapısını oluşturan blok
diyagramı gösterilmiştir.
Şekil 6.1 PIC16F877' nin mimari yapısı
Merkezi işlem biriminin (CPU) en önemli alt birimlerinden biri, ALU (Aritmetik Logic
Unit) olarak adlandırılan aritmetik mantık birimidir. ALU'nun görevi, kendisine yollanan
veriler üzerinde, aritmetik ya da mantıksal işlemler yapmaktır. ALU'nun biri W (Working
Register) ismi verilen kaydediciden olmak üzere, iki ana girişi vardır. ALU kendisine gelen
iki veriyi (işleçler), toplayıp çıkarılabilir. Çeşitli mantık işlemleri yapabilir. (and,or , xor
gibi) [6]
6.2. ULN2003 Entegresi
Uln2003 entegresi yedi adet darlington transistor takımından oluşmuştur. Bu sayede
devrede çıkış olarak kullanılan ledler sürülmüştür. Ledleri sürmek için bu entegrenin
kullanılmasındaki amaç, PIC ile aynı beslemeyi kullanan rölelerin açma kapama
yaptıklarında PIC in kararsızlık yapmasını önlemektir. Şekil 6.2.1. de ULN2003
entegresinin iç yapısı gösterilmektedir. [6]
20
Şekil 6.2.1 ULN2003
Tasarlanan devrede mikroişlemci ULN2003’ün istenilen bacaklarını aktif ederken
mikroişlemci ile ULN2003 arasına konan ledler sayesinde hangi rölenin aktif olduğunu
daha doğrusu hangi çıkışın aktif olduğunu anlayabiliriz. Şekil 6.2.2 de bu sistem açıkça
görülmektedir.
Şekil 6.2.2 ULN2003 bağlantısı
21
6.3. Transistörler
Devrelerde BC 556, BC 557 PNP transistörleri ve BC 547, BC 546 NPN transistörleri
kullanılmıştır. PNP BC556 ve BC557 transistörlerin bağlantı şeması Şekil 6.3.1 de
gösterilmiştir.
Şekil 6.3.1 BC556 ve BC557 bacak yapısı
NPN BC546 ve 547 transistörlerin bağlantı şeması Şekil 6.3.2 de gösterilmiştir.
Şekil 6.3.2 BC546 ve 547 bacak yapısı
6.4. Gerilim Düzenleyiciler
Sistemde gerilim düzenleyici olarak LM7805 ve LM7809 kullanılmıştır. LM78XX
serisi pozitif gerilim düzenleyicileri, elektronik elemanların güç tüketimlerinin hızla
azalmaya devam ettiği günümüzde, devre tasarımında sıklıkla kullanılmaktadır. Model
olarak; 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24 Volt çıkış gerilimi verebilen modeller bulunmaktadır
Ayrıca LM117XX serisi gerilim düzenleyiciler 1.2 Volt' tan 57 Volt'a kadar çıkış gerilimi
sağlayabilmektedirler.
3 bacağa sahip olan devrede giriş gerilimi 5 Volt ile 24 Volt arası seçilebilmektedir.
Soğutucu blok ile devrenin ısınma problemine karşı önlem alınmakla birlikte; 24 Voltu
22
aşan giriş gerilimi değerlerinde, devre aşırı ısınma sorunu ile karşı karşıya kalmaktadır ve
soğutucu blok yeterli olamamaktadır. Şekil 6.4 de resmi görülen LM7805 tümdevresinin
bacak bağlantıları belirtilmiştir. LM 7809 ile aynı bacak yapısına sahiptir.
Şekil 6.4 LM7805
1 Nolu ayağı: Giriş
2 Nolu ayağı: Toprak
3 Nolu ayağı: Çıkış
23
7. SONUÇLAR
Teknolojinin gün geçtikçe gelişmesi ile birlikte hayatımızın her alanında gözle görülür
derecede kolaylıklar sağlanmaktadır. Eski zamanlarda günlerce hatta haftalarca sürebilecek
bir durum artık saniyelerle çözümlenebilmektedir.
Elektrik elektronik mühendisliği olarak bölümüm bu gelişimin en önemli adımını
oluşturmaktadır. Bölümümün meyvelerini gündelik bir problemi çözebilecek bir proje
geliştirerek toplamanın mutluluğunu ve huzurunu yaşamaktayım. Bana bu mutluluğu
yaşatan ve bu günlere gelmemizde emeği geçen tüm hocalarımıza tekrar tekrar teşekkür
ediyorum.
Trafik problemleri her bireyin defalarca muzdarip oluğu problemlerdendir. Geçiş
üstünlüğüne sahip güvenlik araçlarının trafikte yaşadığı problemlere bu sistem ile çözümler
getirilmeye çalışılmıştır. Sistem ve yazılım her kavşak için özel olarak tasarlanır. Yolun
durumu trafik yoğunluğu hastane, itfaiye istasyonu gibi noktalara yakınlığı göz önüne
alınarak kurulabilir.
Güvenlik araçları için akıllı trafik kontrol sistemi yapılan uygulama ve prototip deneyler
sonucunda bu araçların trafikte yaşadığı problemleri çözümlemede üstün performans
göstermiştir. Elektronik her sistem gibi bu sistemde geliştirilmeye açık ve farklı durumlara
göre farklı algolritmalarla yenilenebilir bir sistemdir.
24
8. ÖNERİLER
Sistemde güvenlik aracı kendisinden alınan bir sinyalle tespit edilmektedir. Bu
haberleşme kızılötesi alıcı ve vericilerle sağlanmaktadır. Alıcı verici sistemi yerine kamera
sistemi kullanılabilir. Kamera sisteminin sakıncası güvenlik aracı ile aynı marka bir sivil
araç geldiğinde yanılma ihtimalinin yüksek olmasıdır.
Alıcı verici sistemde kızılötesi sinyaller kullanılmıştır. Kızılötesi yerine radyo frekansı
kullanılabilirdi. Kullanılmamasının sebebi radyo frekanslarının yön tespitinde kullanılan
anten sisteminin ve radarların çok yüksek maliyetli oluşu ve bitirme tezi olarak prototip
yapmaya uygun olmayışıdır.
Bu sistem ile ilgili en sağlıklı veri GPS ve Coğrafi Bilgi Sisteminden alınabilir. Tüm
yollar ve kavşakların yüklü olduğu bir ana merkezden içerisinde GPS bulunan bir geçiş
üstünlüğü bulunan aracın takibi kolayca yapılarak güzergahı üzerindeki tüm trafiğin
akıcılığı sağlanabilir.
25
9. KAYNAKLAR
[1] Tunç, A., “Trafik Mühendisliği Uygulamaları”, 1.Baskı, Asil Yay. Dağ. Ltd, 2003.
[2] Öztürk, N., “Akıllı Trafik Sistemleri” Sakarya Üniversitesi FBE., 3-10, 2006.
[3] http://trftescil.iem.gov.tr/TrafikveCevreBilgisi.asp
[4] ÇİÇEK S. “CCS C ile PIC Programlama”, İstanbul 2007
[5] ALTINBAŞAK O, “Mikrodenetleyiciler ve PIC Programlama”, İstanbul
[6] http://www.ccspic.com, http://ccspic.com/category/ccs-c-dersleri