ELEKTRİK_ELEKTRoNİK ıvrtııBxnisıiĞi

nirinvıE çALIşMAsI TEz rirarçrĞrKoNU: AKILLI KATLI OTOPARK sİsrp\,tİ

Birinnıre çALIşMASI TEz rirarçıĞı

HAZIRLAYANB120900023 Muhammet GÜLERB120900042 Uğur KABAÇALIB|20900029 Emir rİnazrı

Danışman: Prof. Dr. Ali F'uat BOZ

TEKNOLoJıoOa

FAKUHESıSAüxivp

RYASİTESİ

Zog 13nd IIY ,JCJoJd

YJVu\.)Iıeulqv ,JC,co(,pJ^

xVJYgvf,\.)I}emI^I J(,coC,pJ^

IrTE>I§eg lunlgg

7 ısafn p11

1 ısa,(n pr_ı1

Zog 13nJ TIY ,J(JoJdrruru§ırruq

,JIf Iurtlpe InqE{ ]aJeuelecul

trepuısıÖe ElIeüIu an ıruusde4 Impzl]üIlqene1 ıseru§quJ aluJlug ıŞılsıpuawy1 >IIuoJ»IaIg

lIJl]İaIg ıplıl§uq ..[^IaJSIs xuydoJo I,IJy) ITTIXV,, upu€IJlzeq apurtu4euQ K zoa1end IIV

,JC,JoJd IIBpuIJuJel ITZVur_) JIIug aA I.IyÖyg\a) mŞn .ua]ng 1euruJetlnru

nhluoü AYNOIsYfi[sITvÖ gINuIJIg sNYsIT

|--Eı

ii

ÖNSÖZ

Mühendislik yaşamımızda iyi bir referans olacağını düşündüğümüz bu çalışma, lisans

eğitimimiz boyunca almış olduğumuz temel mühendislik derslerinin yanı sıra daha önce

gerçekleştirmiş olduğumuz ödev ve proje çalışmalarında kazandığımız deneyimleri en

üst düzeyde bir araya getirmemiz suretiyle gerçekleşmiştir.

Çalışmalarımız boyunca bize her türlü konuda destek veren danışman hocamız Sayın

Prof. Dr. Ali Fuat BOZ ‟a ve ailelerimize teşekkürü bir borç biliriz.

Mayıs 2017

Sakarya

Muhammet GÜLER

Uğur KABAÇALI

Emir KİRAZLI

iii

ĠÇĠNDEKĠLER

Elektrik Elektronik Mühendisliği Tasarımı Onay Formu……………………………….i

Önsöz ………………………………………………………………………………..….ii

İçindekiler……………………………………………………………………………....iii

Özet………..…………………………………………………………………................vi

Semboller ve Kısaltmalar Listesi …………………………………………...................vii

Şekiller Listesi ………………………………………………………………...............viii

Tablolar Listesi ………………………………………………………………... ……....ix

1. GİRİŞ ............................................................................................................................. 1

1.1 Proje Ön Bilgileri ..................................................................................................... 1

1.2. Literatür Araştırması ............................................................................................... 2

1.3 Özgünlük .................................................................................................................. 3

1.4 Yaygın Etki .............................................................................................................. 4

1.5 Standartlar ................................................................................................................ 5

1.5.1 Trapez Mil Standartları ..................................................................................... 5

1.5.2 NEMA-17 Step Motor Standartı........................................................................ 6

1.5.3 Sensör Standartları ............................................................................................. 6

1.5.4 Kullanılan Kablo Standartları ............................................................................ 6

1.6 Çalışma Takvimi ...................................................................................................... 7

2. TEORİK ALTYAPI ....................................................................................................... 8

2.1. Akıllı Otopark Nedir?.............................................................................................. 8

2.2. Akıllı Otopark İhtiyacı ............................................................................................ 8

2.3.Dünyada Çok Katlı Otomatik Otopark Sistemi Uygulamaları................................. 9

2.4.Çok Katlı Otomatik Otopark Sistemlerinin Türkiye'deki Uygulama Potansiyeli .. 10

2.5.Projede Kullanılan Yöntem ve Metodlar ............................................................... 13

2.6.Programlanabilir Mantık Denetleyici(PLC) ........................................................... 14

3.SİSTEM TASARIMI .................................................................................................... 15

3.1.Asansör Halatları .................................................................................................... 15

3.1.1.Halat Nasıl Seçilir ............................................................................................ 15

3.1.2.Halat Seçimini Etkileyen Faktörler ................................................................. 16

iv

3.1.3.Halat Sarma Açısı ............................................................................................ 16

3.1.4.Halat Emniyet Katsayısının Seçimi ................................................................. 17

3.2. Asansörün Dinamik ve Statik Yük Hesabı............................................................ 18

3.2.1.Statik Yük “Fs” Hesabı.................................................................................... 18

3.2.2.Eğilme Yük “Fe” Hesabı ................................................................................. 19

3.2.3.Kalkış Yük “Fk” Hesabı .................................................................................. 19

3.2.4. Ani Duruş veya Fren İvmesi yükü "Fa"Hesabı .............................................. 19

3.2.5. Toplam Yük Hesabı ........................................................................................ 20

3.2.6 Sistemin Emniyet Hesapları ............................................................................ 20

3.3. Halat Emniyet Uygunluğunun Kontrolü ............................................................... 20

3.4. Asansör Karşı Ağırlık Hesabı ............................................................................... 21

3.6.Projenin PLC Programı ve Ladder Diyagramı ile İfade Edilmesi ......................... 23

3.6.1.Programın Ladder Diyagram ile İfade Edilmesi .............................................. 24

3.7.1 Asenkron Motor ............................................................................................... 30

3.7.2 DC Motor ......................................................................................................... 30

3.7.3 AC ve DC Motor Sürücüsü.............................................................................. 31

3.7.4 Kızılötesi Sensör .............................................................................................. 32

3.7.5Malzeme Listesi ve Ekonomik Analiz.............................................................. 33

3.8. Projenin Yapılabilirliğinin Analizi........................................................................ 34

4. SİMÜLASYON (BENZETİM) ÇALIŞMALARI ....................................................... 38

4.1. Genel Bilgiler ........................................................................................................ 38

4.2. Simülasyon Yazılımları......................................................................................... 38

4.3. Sistem Modelleme................................................................................................. 39

4.4. Simülasyon ............................................................................................................ 40

5. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ...................................................................................... 42

5.1 Giriş ........................................................................................................................ 42

5.2 Mekanik Tasarım Çalışmaları ................................................................................ 42

5.3 Elektrik ve Elektronik Deneysel Çalışmalar .......................................................... 45

5.3.1 Ardunio Mega 2560 Kontrol Kartı .................................................................. 45

5.3.2 NEMA -17 Step Motor .................................................................................... 47

5.3.3 DRV8825 Step Motor Sürücü Devresi ............................................................ 48

v

5.3.4 L298N Motor Sürücü Devresi ......................................................................... 49

5.3.5 HC-SR04 Ultrasonik Sensör ............................................................................ 51

5.3.6 MITSUMI M36N-2 Serisi DC Motor.............................................................. 53

5.3.7 Güç Kaynağı .................................................................................................... 54

5.4.Elektriksel ve Mekaniksel Parçaların Birleştirilmesi ............................................. 55

5.5.Sistemin Test Edilme Çalışmaları .......................................................................... 57

5.6.Projenin Sonlandırılması ve Çalışma Sistemi ........................................................ 58

5.7.Malzeme Listesi ve Maliyet Analizi ...................................................................... 60

6. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ..................................................................................... 61

6.1 Genel Açıklamalar.................................................................................................. 61

6.2 Simülasyon Sonuçları............................................................................................. 61

6.3.Deney Sonuçları ..................................................................................................... 63

6.3 Öneriler................................................................................................................... 66

KAYNAKLAR ................................................................................................................ 67

EK-1 STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU ......................................................... 70

EK-2 IEEE Etik Kuralları IEEE Code of Ethics ............................................................. 76

EK-3 IEEE Code of Ethics.............................................................................................. 77

EK-4 ÖZ GEÇMİŞLER .................................................................................................. 78

4.1 Muhammet GÜLER .............................................................................................. 78

4.2 Uğur KABAÇALI .................................................................................................. 78

4.3 Emir KİRAZLI ....................................................................................................... 78

vi

ÖZET

Günümüzde, metropollerin başlıca dertlerinden biri kısıtlı alan ve otopark sorunudur. Bu

çalışmanın amacı, son yıllarda özellikle büyük kentlerde yaşanan otopark problemi ve

buna bağlı diğer problemlerin çözümünde, gelişmiş ülkelerde sıkça kullanılan ve her

geçen gün kullanım oranı daha da artan otomatik otopark sistemlerini tanıtarak, Türkiye'

de uygulanabilirliğini ortaya koymaktır. İşte bu gelişmeler projenin başlangıç noktası

oldu.

Projede, gömülü sistemler ve kontrol sistemleri temellerinin kullanılması ve tasarlanacak

otomasyon sistemi vasıtasıyla bir akıllı otopark prototipi gerçekleştirilmesi

hedeflenmektedir.

vii

SEMBOLLER VE KISALTMALAR LĠSTESĠ

Kısaltma Açıklama Birim Kısaltma Açıklama Birim

= + StatikYük Newton D KasnakÇapı mm

EğilmeYükü Newton a Asansörİvmesi ⁄

KalkışYükü Newton g YerÇekimiİvmesi ⁄

AniDuruşYükü&F

renİvmesiYükü Newton ka AniDuruşKatsayısı

Fka KabinAğırlıkYükü Newton v AsansörHızı 𝑚⁄𝑠

Fh HalatınAğırlıkKuv

veti Newton L HalatBoyu 𝑚

Fb = Fy AsansörBeyanYük

ü

Newton Ft

HalatınTeorikKopma

Yükü

Newton

dw HalatÇapı mm ks StatikYükİçinEmniye

tKatsayısı

E ElastisiteModülü ⁄ kd DinamikYükİçinEmn

iyetKatsayısı

E' DüzeltilmişElastisi

teModülü

⁄ Smax HalatınÇekmeKuvvet

i

M FaydalıKesitAlanı 𝑚𝑚 n HalatSayısı Adet

D KasnakÇapı mm Q=Gy TaşınanYükAğırlığı kg

a Asansörİvmesi ⁄ Q=K KabinAğırlığı kg

g YerÇekimiİvmesi ⁄ Gh

HalatAğırlığı kg

ka AniDuruşKatsayısı i HalatlamaFaktörü

V AsansörHızı 𝑚⁄𝑠 Sb HalatınKopmaYükü

(pratik)

kg

L HalatBoyu 𝑚 kh

HalatınEmniyetKatsa

yısı

Ft HalatınTeorikKop

maYükü

Newton Ga=G2 KarşıAğırlık kg

ks StatikYükİçinEmni

yetKatsayısı

G1

StatikAğırlık kg

kd DinamikYükİçinE

mniyetKatsayısı

GD

MotoraDüşen En

BüyükDöndürme

kg

Smax HalatınÇekmeKuv

veti

P Motor Gücü kW

n HalatSayısı Adet ᶙ

MotorunVerimi

Q=Gy TaşınanYükAğırlığ

ı

kg Gt TeorikKopmaYükü kg

viii

ġEKĠLLER LĠSTESĠ

Şekil 2.1. Apartman Tipinde Çeşitli Otomatik Otopark Cepheleri

Şekil 2.2. Miltaş (İstanbul-Levent) Otomatik OtoparkıKesiti

Şekil 3.1. Çelik Halat 8X19S-FC

Şekil 3.2.Halat Sarma Açısı

Şekil 3.3.Tasarımı Yapılmış Sistemin Halat Sarma Açısı

Sekil 3.4 . Asansör karşı ağırlığı

Şekil 3.5. Asansör AC Tahrik Makine Motoru

Şekil 3.6. Sistemi Devreye Alma Mühürleme

Şekil 3.7. Sağ-Sol Blok Seçimi

Şekil 3.8. Kat Seçimi

Şekil 3.9. Birinci Kata Çıkış

Şekil 3.10. İkinci Kata Çıkış

Şekil 3.11. Sağ veya Sol Seçime Göre Yatay Hareket

Şekil 3.12. Seçilen Tarafa Aracı Yerleştirme ve Bekleme

Şekil 3.13. Beklenen Süre Sonunda Aracı Bırakıp Orta Konuma Gelme

Şekil 3.14.Beklenen Süre Sonunda Aracı Bırakıp Orta Konuma Gelme

Şekil 3.15. Zemin Kata İnme ve Sonra Durumu Sıfırlama

Şekil 3.16 Menzilli Kızılötesi Sensör - MZ80

Şekil 3.17. Weeka firması tarafından İSPARK‟a yapılan projenin örneklendirilmesi

Şekil 3.18. Sistemin Araç Tablası Gerçek Uygulaması

Şekil 3.19. Weeka Firması Tarafından Yapılan Sistem Örneği

Şekil 3.20. Weeka Firması Tarafından Yapılan Sistem Örneği

Şekil 3.21. Weeka Firması Tarafından Yapılan Sistemin Katı Modelleme Örneği

Şekil 4.1.Tasarım Sonucuna Göre Prototipin Simülasyon Ortamında

Gerçekleştirilmesi

Şekil 4.2. Sağ Blok veya Sol Blok Seçimi İçin Yapılan Ladder Diyagramının Simüle

Edilmesi

Şekil 4.3. Kat Seçimi İşleminin Simüle Edilmesi

Şekil 4.4. Paletin Sağa-Sola Yatay Hareketinin Simüle Edilmesi

Şekil 5.1. Mekanik Gövde İmalat Çalışmaları

Şekil 5.2. X ve Y Eksenlerin İmalat Aşaması ve Montajı

ix

Şekil 5.3. Sistemin Genel Mekanik Yapısı

Şekil 5.4. Ardunio Mega 2560 Pin Şeması

Şekil 5.5. Bipolar/Unipolar NEMA 17 200 Adım 42x48mm 4V Step Motor

Şekil 5.6. DRV8825 Step Motor Sürücü Devre Şeması

Şekil 5.7. L298N DC Motor Sürücü Kartı

Şekil 5.8. L298N Entegresi

Şekil 5.9. L298N Entegresi Pin Yapısı

Şekil 5.10. HC-SR04 Ultrasonik Sensör

Şekil 5.11. MITSUMI M36N-2 Serisi DC Motor

Şekil 5.12. Sistemimizde Kullanılan Güç Kaynağı

Şekil 5.13 Mekaniksel ve Elektriksel Ekipmanların Birleştirilmesi

Şekil 5.14 Mekaniksel ve Elektriksel Ekipmanların Birleştirilmesi

Şekil 5.15 Sistemin Led sistemi İle Aydınlatılması

Şekil 5.16 Sistemin Test Edilme Çalışmaları

Şekil 5.17 Sistemin Test Edilmesi ve Problemlerin Giderilmesi

Şekil 5.18 Sistemin Test Edilmesi ve Problemlerin Giderilmesi

Şekil 5.19 Çalışmaları Tamamlanan ve Düzenlenmiş Sistem

Şekil 5.20 Çalışmaları Tamamlanan ve Düzenlenmiş Sistem

Şekil 6.1. Prototipin Simülasyon Ortamında Gerçekleştirilmesi

Şekil 6.2 Prototip Olarak Oluşturulan Otopark Sistemi

x

TABLOLAR LĠSTESĠ

Tablo 1.2. Çalışma Takvimi

Tablo 3.1.Sistem Parametreleri

Tablo 3.2. PLC Giriş ve Çıkış Uçlarının Adresleri

Tablo 3.3.Malzeme Listesi ve Fiyat Analizi

Tablo 3.4.Prototip Malzeme Listesi ve Fiyat Analizi

Tablo 5.1 Malzeme Listesi ve Fiyat Analizi

Tablo 6.1Tasarlanacak Prototip Malzeme Listesi ve Fiyat Listesi

Tablo 6.2 Oluşturulan Prototipin Malzeme Listesi ve Maliyet Analizi

1

1. GĠRĠġ

1.1 Proje Ön Bilgileri

Otopark, motorlu araçların toplu halde park ettikleri açık ya da kapalı alandır. Klasik

otoparkların çok katlı olması durumunda düşey dolaşım için rampalı kat geçişleri

kullanılır. Otopark içindeki sürüş koridorları ve rampa geçişleri hesaba katıldığında

bir araç için yaklaşık 30-35 m2 yapı alanı kat yükseklikleri ile birlikte

hesaplandığında bir araç için yaklaşık 90 m3 yapı hacmi kullanılır. Otomatik

otoparklarda ise araç dolaşımı için koridor ve rampalara ihtiyaç duyulmaksızın,

katları sadece istenilen araç yüksekliklerine inşa ederek, alanlardan ve hacimden

kazanç sağlanması, böylelikle otopark yapılamayacak kadar küçük olduğu düşünülen

(47m2‟den başlayan)alanlarda dahi otopark yapılabilir. 49 m2 lik (7m x 7m) bir

alanda 50 araçlık bir otopark yapılır. Aynı şartlarda sağlanan yapı alanlarında,

normal katlı otoparkların iki katından fazla kapasiteye ulaşabilmesidir. Kısıtlı

alanlardaki park sorununa ilerici ve kesin bir çözümdür. [1]

Otopark probleminin şehir hayatına etkileri, günümüzde göz ardı edilemeyecek

boyutlara erişmiştir. Problemin, kamuya ve kişilere yüklediği maddi maliyetlerin

yanı sıra, yaşam kalitesindeki düşüş, sağlıksız bir çevre oluşumu gibi yönleri de

vardır. Otopark sorunu yaşayan bazı ülkeler 1960‟ların başında bu sorunlarını

çözmek için otomatik otopark sistemleri üzerinde çalışmaya başlamışlardır.

Otomatik otopark sistemleri ilk önceleri hızlı bir şekilde Japonya ve Amerika‟da

kullanılmaya başlamış olup; 1970‟lerin başı ile 1980‟lerin sonu arasındaki dönemde

ise Çin, Filipinler ve Singapur olmak üzere çeşitli ülkelerde yüzlerce otomatik

otopark inşa edilmiştir.

Özellikle Japonya'da halen 2.000.000‟dan fazla araç bu sistemlere park etmektedir ve

her yıl yaklaşık 150.000 araçlık yeni sistem kurulmaktadır. Ayrıca Münih, Berlin,

Paris, Londra, Viyana, Zürih, Varşova ve Edinburg gibi büyük her Avrupa kentinde

de bu sistemler yıllardır kullanılmaktadır.[2]

2

Sistemin temel amacı, sürücülerin müdahalesi olmaksızın, araçların sisteme giriş

yaptıkları kabul odalarından hareketli platformlarla alınıp, robot asansörler

vasıtasıyla, önceden belirlenmiş park yerlerine götürülerek park edilmesidir.

Tamamen otomatik olarak çalışan sistemde güvenlik, hız, konfor ve teknoloji,

çalışma prensiplerini belirleyen unsurlar olarak öne çıkmaktadır.

1.2. Literatür AraĢtırması

Son yıllarda özellikle büyük kentlerde yaşanan otopark problemi ve buna

bağlı diğer problemlerin çözümünde, gelişmiş ülkelerde sıkça kullanılan ve

her geçen gün kullanım oranı daha da artan otomatik otopark sistemleri

tanıtılmıştır. Türkiye'de uygulanma potansiyeli konusunu tartışmaya açmıştır.

Bu kapsamda, otopark problemine değinildikten sonra, otomatik otopark

sistemlerinin çalışma tekniği ve dünyadaki bazı uygulamaları tanıtılarak,

ülkemiz otopark probleminin çözümüne katkıları değerlendirilmiştir. [2]

Otopark sıkıntısı çekilen şehirlerde daha az yer kullanılarak, daha güvenli

şekilde otomasyon haline getirilmiş bir Otomatik Kontrollü Otopark Sistemi

Prototipi oluşturulmuştur. [4]

Bu makale, park sistemlerinde kontrol sistemlerinin kullanılmasına

ayrılmıştır. Kontrol sistemi, park yerlerine girişi ve otoparktan çıkışı

düzenlemede önemli bir rol oynayacaktır. Aynı zamanda, yere daha az

ihtiyaç duyan ve çok sayıda otomobil içeren çok katlı otoparkların tasarımını

sunar Akıllı otopark sistemi, park sistemlerinde kontrol sistemlerinin

kullanılabileceğini gösteriyor. Kontrol sistemi, park yerlerine girişi ve park

alanından çıkışı organize etmede önemli bir rol oynayacaktır. Aynı zamanda,

yere daha az ihtiyaç duyan ve çok sayıda otomobil içeren çok seviyeli

otoparkların tasarımını sunar. Park yerinin çok büyük bir sorun haline geldiği

modern dünyada, modern büyük alanlarda boş alanın önüne geçmek çok

önemli hale gelmiştir. Otomatik çok katlı otopark sistemi, otopark alanı

şirketlerini ve daireleri en aza indirmeye yardımcı olmaktadır. Otoparkların,

boşluklara göre otomobilleri farklı katlara taşımak için bir asansörü vardır.

3

Asansör, bazı sensörlerin yardımı ile birlikte programlanabilir bir mantık

denetleyicisi (PLC) tarafından kontrol edilir. [16]

Akıllı otopark sistemlerinin gelişim sürecini ve geleneksel otopark

sistemlerine karşı üstünlüklerini anlatmaktadır. Çevremize ve insanlara karşı

olan faydalarından ve otopark sisteminin genel özelliklerinden

bahsedilmektedir.[17]

Asansör halatlarının nasıl seçileceği ve halatları seçerken dikkat edilmesi

gerenken faktörlerden bahsedilmiştir. Halat hesaplamaları detaylı bir biçimde

anlatılmıştır. [14]

Günümüzde nüfus artışı ile trafik tıkanıklığı hızla artmaktadır. Nüfus sayısına

göre araçların kullanımı da artmıştır. Otomobillerin daha fazla kullanılması

nedeniyle trafik sıkışıklığı meydana gelmektedir. Yoldaki trafik sıkışıklığı da

otopark alanı ihtiyacını daha fazla arttırmaktadır.. Çünkü ücretsiz park yeri

bulma daha fazla zaman alıyor. Bu nedenle belirli bir zaman periyodunu

kaybediyoruz ve park alanındaki boş park yuvasını bulmak için yakıt atığının

% 80'den fazlasını yaptı. Bu sorunu çözmek için, park alanında boş alanı

ölçmek ve bilgileri boş alan arayan insanlara göstermek için özel bir sisteme

ihtiyacımız var. [20]

1.3 Özgünlük

Asansörlü akıllı otopark sistemi birçok firma tarafından

gerçekleştirilmektedir. Bu firmaların hepsinin kendilerine özgü bir sistemi

bulunmaktadır. Oluşturulan prototip sisteminde ise belirlenen bazı kriterler

bulunmaktadır. Sisteminin dikey hareketini sağlamakta olan NEMA 17 Step

motor maximum 3.2 kg yükü kaldırabilmektedir. Sistemde taşıma işlemini

gerçekleştiren tabla, palet ve arabaların ağırlığı bu kritere göre seçilmesi

gerekmektedir. S istemde yatay hareket DC motor ile gerçekleştirilmektedir.

Kullanılan DC motor maximum 1.3 kg yükü kaldırabilmektedir. DC motor

sadece tablanın üzerinde bulanan palet ve arabayı kaldırıp indirme işlemini

4

gerçekleştirmektedir. Bu sebepten dolayı palet ve araba ağırlığı bu kriter göz

önünde bulundurularak seçilmek zorundadır. Aksi halde sistemin çalışması

mümkün olmayacaktır.

1.4 Yaygın Etki

Artan dünya nüfusuna bağlı olarak çoğalan trafik sorununda otomatik otoparklar

önemli bir çözüm şeklidir. Aynı zamanda otomatik otoparklarda (insan olmadığından

dolayı araç çalışmaz ve egzoz gazı oluşmaz) havalandırma, aydınlatma donanım ve

enerji sarfiyatı ile temizlik, güvenlik personeli gibi gereksinimlere otomatik

otoparklarda ihtiyaç duyulmamasıdır.

Yine bu sistemler sayesinde sürücüler ve araçları için yüksek güvenlik

sağlanmaktadır. Çok katlı otoparkların koridor ve rampalarında zor manevralar, park

yeri arama, park yerine girme, çıkma, yaya olarak park yerine ulaşmada karşılaşılan

istenmeyen kazalar, kötü niyetli saldırılar, hırsızlık vb. gibi sorunlar %100 olarak

ortadan kalmaktadır.

Akıllı Otopark Sistemleri şu yönleriyle özellikle dikkat çekmektedir.

DüĢük Yatırım, Yüksek Katma Değer

Sıradan kapalı otopark binalarıyla kıyaslama yapıldığında, akıllı kapalı otoparkının

düşük yatırımlarla yüksek katma değer sunduğu açıkça görülmektedir. Marifetli,

bakım gerektirmeyen modül konsepti sadece hızlı kurulumu ve ilave park alanlarıyla

basit genişlemeye imkan vermez.[5]

Ġklim Dostu Akıllı Otopark

Kapalı otopark, ne yoğun bir bakıma ihtiyaç duyan bir aydınlatmaya ne de maliyetli

bir havalandırma tesisine gereksinim duyar. Ve araçlar tamamen otomatik olarak

saklandığı için, park etme eylemi, park yeri arama trafiğinden dolayı oluşan zararlı

egzoz salınımı olmadan iklim dostu olarak gerçekleşir.[5]

5

Park Stresi olmadan Güvenli Otopark

Park düzeneğinin dayanıklı yüksek otomasyonu, birkaç saniye içerisinde araçları

yerleştirir. Geniş bir giriş rampası üzerinden araç park sistemine güvenli bir şekilde

yönlendirilir, boş bir park yerine sınıflandırılır ve tam otomatik olarak yerleştirilir.

Otomatik park etme müşteri için büyük bir kolaylık, çünkü ne boş bir park yeri

arayacak, ne de çizik ya da park alanında çarpmaları engelleyecektir. [5]

Projenin Yenilikçi Yönleri

Ekonomik otopark.

Güvenlikli otopark

Mevcut alanların optimum kullanımı mümkündür.

En küçük alanlarda dahi gerçekleştirilebilir.

Şehir görüntüsüne en iyi şekilde uyum sağamaya imkân veriyor.

Diğer kapalı otoparklara göre, havalandırma ya da aydınlatma gerekmiyor.

1.5 Standartlar

1.5.1 Trapez Mil Standartları

Ovalanmış temiz diş yüzeyi ile daha uzun ömürlüdür. Çeşitli hatvelerde kullanma

imkanı vardır. Hatve arttıkça aynı devirdeki ilerleme oranı daha fazla olmaktadır.

Vida mili boyu uzadıkça vidanın dönme hızı kritik devir sayısını geçmemelidir. Aksi

halde vida titreşime geçecektir. Tablodan boya ve çapa göre maksimum dönme hızı

seçilmeli , tasarım bu değerlere göre yapılmalıdır.

Standart : ISO2901-4 , DIN103 , GB/5796 Clearance : 7e

Malzeme : C45 Steel , SUS303 , SUS304 and others

Çap : 10 to 80 mm Lead 2 to 10 mm

Maksimum Uzunluk : 6000 mm

Ġplik Yönü : Right ( Left Available )

ĠĢleme : Özelleştirilmiş

6

1.5.2 NEMA-17 Step Motor Standartı

Step motorlar, mikroişlemci ya da bilgisayarlar ile pozisyonları ve hızları kontrol

edilebilen motorlardır. Projede NEMA-17 step motor kullanılmıştır. Bir step motor

bir turunu 200 step de tamamlamaktadır. Yani en küçük kontrol açısı 1,8 derecedir.

Bu mekanik anlamda doğru bir ifadedir.

Endüstriyel standartlar : CE, UR

Sızdırmazlık standartları : IP40

RoHS Uyumu : Evet

1.5.3 Sensör Standartları

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. Projede 2-4000cm Menzilli HC-SR04 Ultrasonik Sensör

uygulanması öngörülmüştür.

1.5.4 Kullanılan Kablo Standartları

IEC 60228, Uluslararası Elektroteknik Komisyonunun yalıtılmış kabloların

iletkenleri üzerindeki uluslararası standardıdır. Sistemin yapımında kullanılan

kablolar da IEC 60228 standardına uymaktadır.

7

1.6 ÇalıĢma Takvimi

Tablo 1.2. ÇalıĢma Takvimi

İş Paketleri Şubat Mart Nisan Mayıs

Mekanik Yapının Oluşturulması X X

Elektriksel Malzemelerin Araştırılması ve Satın Alınması

X

Mekanik Yapının ve Elektriksel

Ekipmanların Birleştirilmesi X X

Ardunio Mega 2560 Kartının Yazılımının Yapılması

X

Sistemin Test Edilmesi ve

Eksiklerinin Giderilmesi X X

Bitirme Tez Kitapçığının Yazılması X

Mekanik Yapının OluĢturulması: Tasarım çalışmasında öngörülen mekanik

yapının oluşturulma çalışmaları yapılmıştır.

Elektriksel Malzemelerin AraĢtırılması ve Satın Alınması: Sistem için gerekli

olan elektriksel malzemelerin tespit edilmesi ve satın alma işlemlerinin

gerçekleştirilmesi yapılmıştır.

Mekanik Yapının ve Elektriksel Ekipmanların BirleĢtirilmesi: Oluşturulan

mekanik yapıya elektriksel malzemelerin montajı yapılmıştır.

Ardunio Mega 2560 Kartının Yazılımının Yapılması: Sistemin çalışmasını

kontrol eden Ardunio Mega 2560 kartının yazılım işlemleri yapılmıştır.

Sistemin Test Edilmesi ve Eksikliklerin Giderilmesi: Oluşturulan sistemin

çalışmasının test edilmesi ve eksikliklerin belirlenmesi ve belirlenen eksikliklerin

giderilmesi çalışmaları yapılmıştır.

Bitirme Tez Kitapçığının Yazılması: Gerçekleştirilen Asansörlü Akıllı Otopark

Prototipinin raporu yazılmıştır.

8

2. TEORĠK ALTYAPI

2.1. Akıllı Otopark Nedir?

Otomatik otopark sistemleri, kısaca, kullanıcıların otopark içerisine girmeyip

araçlarını bir kabul odasında bıraktıkları ve araçların otomatik taşıyıcılarla park

hücrelerine yerleştirildiği akıllı sistemlerdir. Sistemin temel çalışma prensibi,

sürücülerin herhangi bir müdahalesi olmaksızın, araçların sisteme giriş yaptıkları

kabul odalarından hareketli platformlarla alınıp, robot asansörler vasıtasıyla, önceden

belirlenmiş park yerlerine götürülerek park edilmesidir.[3]

Akıllı otoparklar sayesinde otoparka giriş yapan sürücüler mümkün olan en kısa

sürede yorulmadan ve stres yaşamadan mevcut park alanlarına yönlendirilirler. Park

alanı içeresinde trafik sıkışıklığı olmaz, bekleme kuyrukları yaşanmaz. Sürücülerin

park yeri arama ihtiyacı olmadığı için boş yere park yeri aramakla zaman kaybetmez

ve yakıt harcamazlar.

Aynı zamanda araçların tüm hareketleri ve konumları sensörler sayesinde algılanıp

otopark yazılımına denetlenmek ve raporlanmak üzere aktarılır. Operatörler bu

sayede anlık olarak otoparktaki araç miktarını ve konumunu kolayca izleyebilir,

günlük, haftalık, aylık ve yıllık istatistiksel raporlama yaparak, otopark alanının

genel verimliliğini ölçümleyebilirler.

2.2. Akıllı Otopark Ġhtiyacı

Otopark probleminin şehir hayatına etkileri, günümüzde göz ardı edilemeyecek

boyutlara erişmiştir. Problemin, kamuya ve kişilere yüklediği maddi maliyetlerin

yanı sıra, yaşam kalitesindeki düşüş, sağlıksız bir çevre o luşumu gibi yönleri de

vardır.[1]

Otopark sorunu yaşayan bazı ülkeler 1960‟ların başında bu sorunlarını çözmek için

otomatik otopark sistemleri üzerinde çalışmaya başlamışlardır. Otomatik otopark

sistemleri ilk önceleri hızlı bir şekilde Japonya ve Amerika‟da kullanılmaya başlamış

9

olup; 1970‟lerin başı ile 1980‟lerin sonu arasındaki dönemde ise Çin, F ilipinler ve

Singapur olmak üzere çeşitli ülkelerde yüzlerce otomatik otopark inşa edilmiştir.

Özellikle Japonya'da halen 2.000.000‟dan fazla araç bu sistemlere park etmektedir ve

her yıl yaklaşık 150.000 araçlık yeni sistem kurulmaktadır.

Ayrıca Münih, Berlin, Paris, Londra, Viyana, Zürih, Varşova, ve Edinburg gibi

büyük her Avrupa kentinde de bu sistemler yıllardır kullanılmaktadır.[2] Türkiye‟de

ise bilgisayar kontrollü tam otomatik otopark sistemi İstanbul Levent‟te 2002 yılında

hizmete girmiş olup Avrupa‟nın en büyük otomatik otopark sistemlerinden biri

olarak bilinmektedir.[1]

2.3.Dünyada Çok Katlı Otomatik Otopark Sistemi Uygulamaları

Otomatik otopark sistemleri, 1960'ların başından beri otoparksızlığın büyük bir sorun

yaratacağını öngörmüş olan ülkelerin gündemine girmiştir.Sistem ilk önceleri hızlı

bir şekilde Japonya ve Amerika'da yaygınlaşmış.[7]

1970'lerin başı ile 1980'lerin sonu arasındaki dönemde çeşitli ülkelerde yüzlerce

otomatik otopark inşa edilmiştir. 1980'lerin başında ise Çin, Filipinler ve Singapur'da

uygulanmıştır.[7]

Özellikle Japonya'da halen 2.000.000'dan fazla araç bu sistemlere park etmektedir ve

her yol yaklaşık 150.000 araçlık yeni sistem kurulmaktadır.[8]

Ayrıca Münih, Berlin, Paris, Londra, Viyana, Zürih, Varşova, ve Edinburg gibi

büyük her Avrupa kentinde de bu sistemler yıllardır kullanılmaktadır. (Şekil 2.1).

Bu kentlerin bulunduğu ülkelerin dikkat çeken en önemli ortak özelliği,

gelişmişlikleri değil , ark disiplinine verdikleri önemdir. Örnek olarak Prag,

Budapeşte ve Tel-Aviv kentlerini vermek mümkündür.

10

Ġsviçre Ġngiltere Almanya

ġekil 2.1. Apartman Tipinde ÇeĢitli Otomatik Otopark Cepheleri

Diğer taraftan, tüm Avrupa ülkelerinde düzenli bir şekilde uygulanan otopark

disiplini, otoparkçılık konusunda uzmanlaşmış, büyük işletme ve yatırım şirketlerinin

oluşmasına neden olmuştur.[9]Bu şirketler dünya genelinde internet aracılığıyla park

yeri rezervasyonu yapacak düzeyde yüksek kalitede otoparkçılık hizmeti

sunmaktadır.

Her Avrupa ülkesinde bulunan ve EPA (Avrupa Otopark Birliği) üyesi olan Otopark

Birlikleri, otoparkların standartlarının geliştirilmesi konusunda çalışmalar yapmakta,

yeni yöntem ve önerilerde bulunmakta, böylece de otoparkların ge rekli kalite

standardında olmasını sağlamaktadır. Ayrıca A.B.D. „de bulunan IPI (Uluslararası

Otopark Enstitüsü) de benzer konularda akademik çalışmalar yaparak, ihtiyacı ve

çözümlerini bilimsel olarak incelemektedir.[10]

2.4.Çok Katlı Otomatik Otopark Sistemlerinin Türkiye'deki Uygulama

Potansiyeli

Ülkemizde akıllı otopark yapılmamasının temelde iki nedeni vardır. Bunlardan ilki,

otopark yönetmeliğinin de konu edindiği, her yapının ihtiyaç duyacağı otopark yerini

kendi bünyesinde bulundurması esasının yıllardır türlü sebeplerle uygulanmamasıdır.

11

Bu durum, yapılan binaların, kendi oluşturdukları otopark ihtiyacını karşılamaması

şeklinde de ifade edilebilir. Diğeri ise, sürücülerin varış noktalarındaki ticari

otoparkların, ihtiyaca oranla çok yetersiz olmasıdır.

Bunun yanı sıra ülkemizde özel sektör yatırımcısı da otopark yatırımlarına

girişmemektedir. Özel sektörün otopark yatırımı yapmamasının belki de en önemli

sebebi, hâlâ sürücülerin araçlarını yol kenarlarına veya kaldırımlara büyük ölçüde

sorunsuzca park edebilmeleri ve bunun önüne geçebilecek önlemlerin yeterince

alınmamış olmasında yatmaktadır. Otopark yatırımcıları, yatırımın bulunduğu bölge

içinde yol üzerine serbestçe park edebilmenin mümkün olduğu bir durumla rekabet

edemezler. Rekabet imkanı olmayan bir yatırıma kalkışmaları da gerçeklere uzak bir

yaklaşımdır.

Bütün bu sebepler, gerek kişilerin kendi binalarının ihtiyacının karşılanması

amacıyla, gerekse ticari bir yatırım yapmak amacıyla, düzenli olarak otopark

yapımının önündeki engellerdir. Otoparksız yapılmış mevcut binalar için artık

yapacak bir şey olmasa da, özel yatırımcıların kentlerin otopark ihtiyacını

karşılayacak ticari otoparklara ilgisini artırmaya yönelik düzenlemelerin hiç birisi

için vakit geç değildir.

Etkili bir trafik ve park yeri politikası, aynı zamanda tutarlı bir gözlem ve denetleme

sisteminin hayata geçirilmesini gerektirir. Bunun için de otoparklar ile trafik

hareketinin kontrolüne yönelik olarak hazırlanan yasaların ve diğer düzenlemelerin

uygulanması zorunluluğu vardır. Bu açıdan bakıldığında, otopark politikalarının

amaçlarının başında, yerel yönetimlerin gelirlerini arttırmaktan farklı bir takım

yönelimlerin olması gerekmektedir.

Otomatik otopark sistemlerinin Türkiye'de uygulama potansiyeli, özel yatırımcıların

otopark yatırımı yapmaya yönelmeleri ile doğrudan ilgilidir. Bu yönelim de ne yazık

ki bugüne kadar gerçekleşmemiştir ve yukarıda da bahsedildiği gibi bunun en önemli

sebebi, park etmedeki disiplin eksikliğidir. Bu konuda, Türkiye'nin tek otomatik

otoparkı olan İstanbul'daki Miltaş (Milli Reasürans A.Ş.) Otomatik Otoparkı

(Şekil2.2), tipik ve çarpıcı bir örnek teşkil etmektedir.[11]

12

2003 yılı Kasım ayında İstanbul-Levent'te meydana gelen bombalama olaylarına

kadar otopark civarındaki tüm yolların bir şeridi park yeri olarak kullanılırken, bu

olaydan sonra alınan güvenlik tedbirleri sonucunda, araçlar bölgedeki otoparklara

yönlendirilmiştir ve bu sebeple otoparkın günlük operasyon sayısı yaklaşık %30

oranında artmıştır.

Otopark problemini çözmek, temelde yerel yönetimlere yüklenmiş bir görevidir.

Ancak, sadece belediyelerin bir kentin ihtiyacını karşılayacak sayıda park yeri

yapabilmeleri gelişmiş ülkelerde bile mümkün değildir.

Bu duruma dayalı düzenlemeler, ülkemizde otopark probleminin ve vahim

sonuçlarının artarak devam etmesine neden olmaktadır. Gelişmiş ülkelerde, yeterli

miktarda ve kalitede otoparka, ancak özel yatırımcılar aracılığıyla ulaşılabilmiştir.

Dünya genelinde faaliyet gösteren otopark organizasyon şirketleri, Türkiye'deki

otopark talebi konusunda oldukça duyarlı olmalarına karşılık, mevcut disiplinsizlik

sebebiyle tereddüt göstererek, ülkemizde yatırım yapmaktan kaçınmaktadırlar.

Otopark konusunda yeni yatırımcıların oluşması, beraberinde getireceği rekabetle,

daha kaliteli yatırımların ve otopark hizmetinin oluşmasına imkan verecektir.

Otomatik otoparklar, gerek sahip olduğu konfor, gerek işletme ve ilk yatırım maliyeti

avantajıyla yeni otopark yatırımlarının odak noktasında bulunacaktır.

13

ġekil 2.2. MiltaĢ (Ġstanbul-Levent) otomatik otoparkı kesiti

Otomatik otopark sistemleri ile ilgili teknolojilere yönelik tüm teknik potansiyel

ülkemizde mevcuttur. Yapılacak yeni otopark yatırımları, yeni bir ithalat kalemine

değil, zaman içerisinde ülkemizde de otomatik otopark sanayinin oluşmasına zemin

hazırlayacaktır.

2.5.Projede Kullanılan Yöntem ve Metodlar

Otomatik otoparklar, tamamen otomasyon sistemlerine tâbi olduklarından, kontrol

yazılımlarına bağlı olarak çalışırlar. Günümüzde Programlanabilir mantıksal

denetleyiciler (Programmable Logic Controller - PLC) endüstrinin hemen hemen her

alanında özellikle de otomasyon sistemlerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

Kullanım alanı olarak; klima ve asansör tesisleri, havalandırma ve soğutma

tesislerinde, paketleme, ambalajlama ve depolama tesislerinde, taşıma tesislerinde,

otomotiv endüstrisinde, petrol dolum ve yıkama tesislerinde, çimento sanayinde,

aydınlatma ve vinç tesislerinde, her türlü makinelerde, elektro pnomatikhidrolik

sistemlerde ve robot tekniği gibi endüstrinin tüm alanlarında çok geniş bir uygulama

alanına sahiptirler.[6]

14

2.6.Programlanabilir Mantık Denetleyici(PLC)

PLC, endüstriyel otomasyon sistemlerinin kumanda ve kontrol devrelerinin

gerçekleştirilmesine elverişli yapıda giriş/çıkış birimleri ve iletişim birimlerinden

oluşan, kontrol şekli ile eş bir sistem programı altında çalışan endüstriyel

bilgisayardır. PLC, röleli kumanda sistemlerinin yerine kullanılmak üzerine

düşünülmüş ve ilk ticari PLC Modicon firması tarafından 1969 yılında ortaya

çıkarılmıştır. O yıllarda PLC yalnız temel mantıksal (lojik) işlem komutları ile işlem

yapabilmekteydi. AllenBradley‟in ilk ticari PLC‟sinin başarı elde etmesi üzerine,

Siemens, General Electric, GEC, Westinghouse gibi firmalar yüksek performanslı

orta maliyette PLC‟ler üretmişlerdir.[12]

Günümüzde üretilen PLC‟ler mantıksal temelli işlemlere ek olarak aritmetik ve özel

matematiksel işlemlerin gerçekleştirilmesini sağlayan komutlar da içermektedir.

Komut grubunun büyümesi ile daha karmaşık kumanda ve kontrol işlemleri

yapılabilmektedir. PLC‟ lerin en yaygın kullanıldığı alanlar endüstriyel otomasyon

sistemleridir. Otomasyon sistemlerinin kontrolü kumanda devreleri ile

gerçekleştirilmektedir. Kumanda devreleri; kontaktör, yardımcı röle, zaman rölesi,

sayıcı gibi elemanlarla gerçekleştirilen devrelerdir. Günümüzde bu tür devrelerin

yerini aynı işlevi sağlayan PLC‟li kumanda sistemleri almıştır.[13]

PLC‟li sistemi programlamanın üç farklı yöntemi vardır. Birinci yöntem makine dili

kodları gibi kodlarla tek tek komutlar yazılarak programlamayı sağlayan STL

yöntemidir. İkinci yöntem grafik ortamda kumanda elemanlarını açık ya da kapalı

olarak gösteren programlamayı sağlayan LADDER yöntemidir. Üçüncü yöntem yine

grafik ortamda fonksiyon blok diyagramları ile programlamayı sağlayan FBD

yöntemidir. Görsel olduğu için hata ayıklamanın ve analiz yapmanın daha kolay

olması sebebiyle LADDER yöntemi kullanılmaktadır.

15

3.SĠSTEM TASARIMI

3.1.Asansör Halatları

Çelik halatlar asansörlerde istenilen bütün şartları yerine getirirler. Küçük çaplarda

yüksek mukavemet değerleri vardır. Her yöne eğilip bükülebilirler. Kendi öz

ağırlıkları taşıma güçlerine karşın çok küçüktür. Aşınmaları hemen hemen yok

gibidir. Bakımları gayet kolaydır. Asansörlerde kullanılacak oldukça çok çeşitli

kesitte çelik halat vardır. Genel olarak yuvarlak kesitli halatlar asansörlerde

kullanılır.[14]

ġekil 3.1. Çelik Halat 8X19S-FC

Şekil 1‟de gösterilen halat türü asansörlerde büyük bir yaygınlıkla kullanılan

halatlardan biridir. 8X19S-FC kompozisyonu 75 metreye kadar yüksekliklerde, 1,6

m/s ye kadar halat hızlarında tavsiye edilmektedir. [14]

3.1.1.Halat Nasıl Seçilir

Her şeyden önce seçilecek halat çalışma koşullarına uygun olmalıdır. Esnekliğin ön

planda olduğu bir çalışma koşulunda lifözlü halatlar tercih edilirken ağır yükün ön

planda olduğu durumlarda da çelik öz tercih edilmelidir. Halat kompozisyonları

çeşitlidir. Çalışma koşullarına en uygununu seçmek gereklidir. [14]

16

3.1.2.Halat Seçimini Etkileyen Faktörler

Çelik Halat dayanımı aşağıdaki faktörler etkiler:

1.Kopma Dayanımı 4.Aşınma Direnci

2.Eğilme Dayanımı 5.Ezilme Dayanımı

3.Titreşim Dayanımı 6.Rezerv Dayanım

Bir çelik halatın yukarıdaki özelliklerin hepsinde, en üstün özellikleri genellikle

göstermesi beklenemez. Halat Seçiminde ilk adım, işin gereksinimleri ve önceliklerin

belirlenmesidir.[14]

3.1.3.Halat Sarma Açısı

Asansörün sağlıklı çalışabilmesi ve kat hizasından kayarak herhangi bir kazaya yol

açmaması için TS 10922 EN 81 -1 göre sarma açısı minimum derece olmalıdır.

[14]

ġekil 3.2.Halat Sarma Açısı

17

ġekil 3.3.Tasarımı YapılmıĢ Sistemin Halat Sarma Açısı

3.1.4.Halat Emniyet Katsayısının Seçimi

Asansörde halat emniyet katsayısı sabit bir değer değildir. Kullanılan tahrik

kasnağının, saptırıcı kasnakların adedine, halat eğilmesinin biçimine, kasnak kanal

açısına doğrudan bağlı bir değerdir. [14]

Askı halatlarının güvenlik katsayısının en küçük değeri aşağıdakilerden küçük

olamaz.( TS 10922 EN 81-1 ) [14]

a) 12 - üç veya daha fazla halatlı sürtünmeli tahrik düzeninde;

b) 16 - iki halatlı sürtünmeli tahrik düzeninde;

c) 12 - tamburlu tahrik düzeninde;

18

3.2. Asansörün Dinamik ve Statik Yük Hesabı

Tablo 3.1.Sistem Parametreleri

2500 kg

Q= 2000 kg

0.6 kg/m

v 0.63 m/s

a 0.8 m/𝑠

L 15 m

ᶙ

0.8

12 mm

E 56000 N/𝑚𝑚

140107.61 N

3.2.1.Statik Yük “Fs” Hesabı

Statik Yük "Fs" TS 10922 EN 81-1 e göre hesaplanır. [14]

19

3.2.2.Eğilme Yük “Fe” Hesabı

𝑚𝑚

3.2.3.KalkıĢ Yük “Fk” Hesabı

( )

( )

( )

3.2.4. Ani DuruĢ veya Fren Ġvmesi yükü "Fa"Hesabı

Yükün aşağı hareketi sırasında, asansörün aniden durması önemli bir dinamik yük

oluşturmaktadır. [14]

√

√

√

20

3.2.5. Toplam Yük Hesabı

Kaldırma uygulamalarında çelik Halat için, dinamik çalışma koşullarında 4 tür yük

öngörülmüştür. [14]

3.2.6 Sistemin Emniyet Hesapları

Sistemin emniyetli olabilmesi için söz konusu halatın Kopma yükünün % 20 sinin

aşılmaması gereklidir. ( TS 10922 EN 81-1 ) [14]

( )

( )n=6 seçilmelidir.

Yalnız Statik Yükler Hesaba Alındığında;

emniyet katsatısı kullanılmış olmaktadır.

Dinamik Yükler Göz Önüne Alındığında;

emniyet katsayısı kullanılmış olmaktadır.

3.3. Halat Emniyet Uygunluğunun Kontrolü

Bölüm 4.1.4. de belirtildiği gibi üç veya daha fazla halatlı sürtünmeli tahrik

düzeninde halat emniyet katsayısının en az 12 olması gerektiği belirtilmiştir. [14]

∑ (

) (

) (

) (

)

21

∑

Halatın kopma kuvveti tablolarda verilen teorik kopma kuvveti ( ) ile

karşılaştırılarak uygun halat çapı seçilir.

Seçilen halatın işletme durumuna göre emniyet katsayısı;

Halatın pratikteki kopma yükünü her bir halat için;

bulunur.

3.4. Asansör KarĢı Ağırlık Hesabı

Sürtünme tahrikli asansörlerde karşı ağırlık, kabini dengeleme unsuru olarak

kullanılır. Karşı ağırlığın kütlesi, kabin ağırlığına beyan yükünün yarısı eklenerek

bulunur.

Asansör karşı ağırlık, kabin gibi bir iskelet ve iskelet içine şartnamelere uygun

konmuş ağırlıklardan oluşur. Barit, beton, pik döküm gibi değişik malzemeler ağırlık

olarak kullanılabilir. Kullanılan malzemelerin yoğunluk hesapları yapılarak karşı

ağırlık kütlesi tespit edilebilir.[15]

22

Sekil 3.4. Asansör karĢı ağırlığı

Karşı ağırlık hesabı aşağıdaki gibidir. Karşı ağırlık malzemesi olarak döküm demir

kullanılmıştır. Yoğunluğu 7,86 g/cm3 „dür.[15]

(

)

3.5.Asansör Makine Dairesi(Motoru) Hesabı

AC motorlar, asansörlerde yaygın olarak kullanılır. Ekonomik çözüm olarak ortaya

çıkan AC motorlar, orta yükseklikte binaların ihtiyaç duyduğu orta hızlı asansörlerin

tahrikinde kullanılır. 0,6–1,6 m/s arasındaki kabin hızlarında redüktörlü yüksek

devirli motor kullanılır.[15]

23

ġekil 3.5. Asansör AC Tahrik Makine Motoru

Asansör makine motoru hesaplamaları aşağıdaki gibidir.

(

) (

)

Gelen ağırlıklar nedeniyle en büyük döndürme kuvveti;

(halatın ağırlığı)

(karşı ağırlık)

Verim : seçildi.

Toplam Verim : (TS 181'e göre)

(

) (

)

3.6.Projenin PLC Programı ve Ladder Diyagramı ile Ġfade Edilmesi

Sistem asansör ve palet üzerindeki aracın belirlenen uygun bölüme taşınması

şeklinde çalışmaktadır. Araç park yerlerinde ve asansörün üzerinde sınır anahtarları

ve sensörler mevcuttur.

24

Bu anahtarlama elemanlarının görevi hem araçların konumunu hem de asansörün

konumunu belirlemektir. Bunun için uygun yerlere yerleştirilmiştir. Her katta ve her

kabin içerisinde sınır anahtarları mevcuttur. Buradan gelen bilgilere bağlı olarak PLC

programı çıkış verir.

3.6.1.Programın Ladder Diyagram ile Ġfade Edilmesi

PLC‟yi programlamak için TIA PORTAL V12 yazılımı kullanılmıştır. PLC‟nin

çalışma şekline göre programlama yapılmaktadır. Programlar ladder denilen

diyagramlarla oluşturulmaktadır. Bu diyagramlar da ayrı ayrı networklerden

oluşmaktadır. Programlanan akıllı otopark diyagramında her network farklı bir

işlevde çalışmaktadır.

Tablo 3.2.PLC GiriĢ ve ÇıkıĢ Uçlarının Adresleri

GiriĢ Ġsim Veri

Tipi ÇıkıĢ Ġsim

Veri

Tipi

%I0.0 kat_1 Bool %Q0.0 asansor_yukari

Bool

%I0.1 kat_1_sag Bool %Q0.1 asansor_asagi

Bool

%I0.2 kat_1_sol Bool %Q0.2 miknatis_sag

Bool

%I0.3 kat_2 Bool %Q0.3 miknatis_sol

Bool

%I0.4 kat_2_sag Bool %Q0.4 sonsuz_vida_sola

Bool

%I0.5 kat_2_sol Bool %Q0.5 sonsuz_vida_saga

Bool

%I0.6 zemin_kat

Bool

%I0.7 zemin_kat_sag Bool

25

%I1.0 zemin_kat_sol

Bool

%I1.1 kabin_orta_sol

Bool

%I1.2 kabin_orta_sag

Bool

%I1.3 kat_sifresi

Bool

%I1.4 sol_blok_secimi

Bool

%I1.5 sag_blok_secimi

Bool

%I1.6 start

Bool

%I0.7 stop

Bool

%I2.0 sonsuz_vida_solda

Bool

%I2.1 sonsuz_vida_sagda

Bool

26

ġekil 3.6. Sistemi Devreye Alma Mühürleme

ġekil 3.7. Sağ-Sol Blok Seçimi

ġekil 3.8. Kat Seçimi

27

ġekil 3.9. Birinci Kata ÇıkıĢ

ġekil 3.10. Ġkinci Kata ÇıkıĢ

3.11.ġekil Sağ veya Sol Seçime Göre Yatay Hareket

28

ġekil 3.12. Seçilen Tarafa Aracı YerleĢtirme ve Bekleme

ġekil 3.13. Beklenen Süre Sonunda Aracı Bırakıp Orta Konuma Gelme

29

ġekil 3.14.Beklenen Süre Sonunda Aracı Bırakıp Orta Konuma Gelme

ġekil 3.15. Zemin Kata Ġnme ve Sonra Durumu Sıfırlama

30

3.7 Malzeme Listesi ve Ekonomik Analiz

Projede kullanılan malzemeler tamamen gerçeğe uygulanabilir olması amacı ile

günümüz standartlarına uygun seçilmiştir. Yukarıda yer alan bütün hesaplamalarda

kullanılan değerlerde yanlarında yazan standartlara uygun seçilmiştir. Bu seçim

süresinde önceden yapılmış olan projeler araştırılıp onların deneyimlerinden

faydalanılmıştır. Bu kapsamda daha önce buna benzer proje yapan alman Weeka

firmasının bilgileri dikkate alınmıştır.

3.7.1 Asenkron Motor

Makine dairesi için kullanmamız gereken makine güç değeri 15kwbulunmuştur.AC

motorun projede seçilme sebebi şunlardır; [18]

Alternatif motorları devamlı bakım gerektirmezler.

Devir sayıları yük bindiğinde fazla değişim göstermezler.

AC motor hız kontrol devresi, devir sayıları rahat bir şekilde ayarlanır.

AC motorlar yapılışların dan dolayı diğer elektrik motorlarına göre daha

ucuzdur.

Asenkron motorlar çalışırken elektrik arkı meydana getirmezler.

3.7.2 DC Motor

DC motor özellikle çekiş gücü gerektiren uygulamalarda kendine özgü

özelliklerinden dolayı konumunu korumaktadır. DC motorlar geniş tork aralıklarının

ve hız kontrolünün gerektiği uygulamalarda kullanılmaktadırlar. DC motorların

özellikleri aşağıdaki gibi sıralanabilir. [19]

DC motorlar yüksek kalkış torkuna ve hız regülasyon kapasitesine sahiptir.

Kalıcı mıknatıslı tip DC motorlar yüksek işletme torklu nesnelerin

konumlandırılmasında kullanılır.

Seri DC motorlar yüksek kalkış torkuna sahip olduklarından ağır yüklerle

kalkış yapabilirler

31

Seri motorlar yüksüz çalıştırıldıklarında motora zarar verebilecek yüksek

hızlara ulaşabilirler

DC motor dönme yönü armatür veya uyarma uçlarını değiştirerek

değiştirilebilir.

DC motor hızı armatür gerilimi veya uyarma akımı değiştirilerek

ayarlanabilir.

3.7.3 AC ve DC Motor Sürücüsü

Asenkron motorların kutup sayısı ve frekansı değiştiğinde hızı da değişir. AC sürücü

de denen mikro işlemci elektronik elemanlar ile asenkron motor statoruna uygulanan

gerilim frekans oranı motorun çalışma şartlarına bağlı olarak değiştirilerek günümüze

istenen devirse istenen moment elde edilmektedir. [21]

AC asenkron motor da devir frekansla ayalanır.Kafesli rotorlu ac motor hız kontrol

devresi ayarı için motora uygulanan hız gerilimin frekansını değiştirmek gerekir. Bu

amaçla frekans çeviriciler (ac motor hız kontrol cihazları) geliştirilmiştir.Motor hız

kontrol devresi, 3 fazlı asenkron motorlar da kullanılır. [21]

Bir fazlı kondansatörlü asenkron motorlarda, frekans değiştirerek hız ayarı

yapılamaz. Frekans değişimi, kondansatör devresinin reaktansını değiştireceğinden

yardımcı sargı devresinin özelliği değişir. Buna göre motor sargılarına uygulanan AC

gerilimin frekansı değiştirildiğinde motor devir kontrol sayısı da değişir , frekans

arttıkça motorun hızının da artar. [21]

AC asenkron motor da devir frekansla ayarlanır.

DC motor da devir gerilimle ayarlanır.

AC motor hız kontrolü DC motor hız kontrolüne göre daha zordur. Ancak DC

motorların üretim ve amortisman giderleri büyüktür. DC motorların fırçalarından

çıkan kıvılcımlardan dolayı patlamalı alanlarda kullanılamazlar.

Halbuki AC motorların üretim ve amortisman giderleri azdır. AC motorların devir

ayarları gerilim sabit kalmakla birlikte frekansla, devreleri ile ayarlanabilirler.

32

Bundan dolayı günümüzde AC motorların devir kontrolleri daha çekici hale

gelmiştir. Sanayi tesislerinde kullanılan 3 fazlı asenkron motorlar, önceleri sabit

devirde çalıştırılırdı.

Hız ayarlamaları mekanik olarak redüktörlü motorlar ile sınırlı yapılırdı. Günümüzde

ise 3 fazlı asenkron motor hız kontrolü bilgisayar ve mikroişlemci kontrollü güç

elektroniği, invertör devreleri ile kumanda edilmekle birlikte, piyasada mikroişlemci

hız kontrol cihazı imal edilmektedir

3.7.4 Kızılötesi Sensör

ġekil 3.16 Menzilli Kızılötesi Sensör - MZ80

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. Projede 80cm Menzilli Kızılötesi Sensör - MZ80 uygulanması

öngörülmektedir.

Dijital çıkışlı, yüksek kaliteli endüstriyel sensördür.

Arkasındaki trimpot ile menzili 3-80 cm arasında ayarlanabilir.

NPN çıkışlıdır.

5V ile çalışır, tepki süresi oldukça düşüktür.( 2 ms)

Montajlama aparatıyla rahatça montajlanabilir.

33

3.7.5Malzeme Listesi ve Ekonomik Analiz

Tablo 3.3. Malzeme Listesi ve Fiyat Analizi

Malzemenin adı Kullanım amacı Birim fiyatı (TL) Adedi Fiyatı (TL)

Simens S7-1200 Sistem

Programlanması

650 1 650

15kwAC Motor Dikey Hareket

Asansör Motoru

2.149,96 1 2.149,96

1.5 KW DC Motor Yatay Hareket

Asansör Motoru

365,09 1 365,09

Kızılötesi Sensör Park Alanlarının

Durum Tespiti

39.52 7 276.64

15 KW İnvertör AC Motor

Sürücüsü

3850 1 3850

1,57 KW DC Motor

Sürücüsü

DC Motor

Sürücüsü

640 1 640

50 KW Güç

Kaynağı

PLC Beslemesi 60 1 60

TOPLAM 7991.69

Sistemimizde PLC ile gerçeklediğimiz ladder diyagramları ve simülasyon

sonuçlarına göre çalışması beklenmektedir. Ancak projede ekonomik nedenlerden

ötürü prototip olarak Ardunio Mega 2560 Kontrol kullanılması düşünülmektedir.

AC motor yerine NEMA-17 Step Motor ve DC motor yerine de prototipe uygun bir

DC motor uygulanacaktır. Motor sürücü kartları yerine de DRV8825 step motor

sürücü devresi ve L298N dc motor sürücü devresi kullanılacaktır.

34

Tablo 3.4. Prototip Malzeme Listesi ve Fiyat Analizi

Malzemenin adı Kullanım amacı Birim fiyatı (TL) Adedi Fiyatı (TL)

Ardunio Mega 2560

Kontrol Kartı

Sistem

Programlanması 130 1 130

NEMA-17 400 adım

step motor Dikey Hareket 98 1 98

DC Motor Yatay Hareket 22.78 1 22.78

Kızılötesi Sensör Park Alanlarının

Durum Tespiti 15 4 60

DRV8825 Step

Motor Sürücü

Devresi

Step Motor

Sürücüsü 38 1 38

TOPLAM 348.78

Gerçek sistem ile prototip tasarım arasındaki maliyet farkı tablolarda gözükmektedir.

Bunu sebebi daha düşük güçlü motor ve sürücü kartları nedeni ile olmaktadır.

Prototipe uygun malzemeler seçildiğinden dolayı ekonomik anlamında daha uygun

bir durum ortaya çıkmıştır.

3.8. Projenin Yapılabilirliğinin Analizi

Proje ilk etaptan itibaren gerçeğe uygulanabilir olması amaçlanmıştır. Bu kapsamda

geçmişte yapılmış olan benzer projeler akıllı otopark uygulamaları detaylı olarak

incelenmiştir. Alman Weeka şirketinin İstanbul‟a yapmış olduğu akıllı otopark

sistemi incelenmiştir.

35

ġekil 3.17. Weeka firması tarafından ĠSPARK’a yapılan projenin

örneklendirilmesi

Kullandığımız tablaların seçiminde aşağıdaki fotoğraflardan yararlanılmıştır

ġekil 3.18. Sistemin Araç Tablası Gerçek Uygulaması

36

Tablayı hareket ettiren sistemin tasarımında aşağıdaki fotoğrafta gözüken motor ve

elektromıknatıs sistemi incelenmiştir.

ġekil 3.19. Weeka Firması Tarafından Yapılan Sistem Örneği

37

ġekil 3.20. Weeka Firması Tarafından Yapılan Sistem Örneği

ġekil 3.21. Weeka Firması Tarafından Yapılan Sistemin Katı Modelleme Örneği

38

4. SĠMÜLASYON (BENZETĠM) ÇALIġMALARI

4.1. Genel Bilgiler

Simülasyon çalışmalarında öncelikle siemensin üretmiş o lduğu TIA Portal

programından S7-PLCSIM V13 aracı ile simülasyonu yapılmaktadır.Bu program

TIA Portal V13 ile birlikte oluşturduğumuz LADDER diyagramı yardımıyla

programın çizimi denetlenmiştir.

Sistemimizin modellenmesinde solidworks ve fireworks programları ile sistem

model tasarımını gerçekleştirdik.Burada amaç görsel bir sunu elde etmektedir.

4.2. Simülasyon Yazılımları

PLC‟li sistemi programlamanın üç farklı yöntemi vardır. Birinci yöntem makine dili

kodları gibi kodlarla tek tek komutlar yazılarak programlamayı sağlayan STL

yöntemidir. İkinci yöntem grafik ortamda kumanda e lemanlarını açık ya da kapalı

olarak gösteren programlamayı sağlayan LADDER yöntemidir. Üçüncü yöntem yine

grafik ortamda fonksiyon blok diyagramları ile programlamayı sağlayan FBD

yöntemidir. Görsel olduğu için hata ayıklamanın ve analiz yapmanın daha kolay

olması sebebiyle LADDER yöntemi kullanılmaktadır.

SolidWorks yenilikçi, kullanımı kolay, Windows için hazırlanmış 3 boyutlu tasarım

programıdır. SolidWorks her türlü makine, tesis, ürün tasarımında kullanıcıya

Windows‟un kolaylıklarını kullanarak hızlı bir şekilde çizim yapmasını sağlar.

SolidWork sparasolid prensibinde çalıştığı için kullanıcıya, tasarımın her aşamasında

müdahale şansı vererek, modelin boyutlarının, ölçülerinin ve ayrıntılarının istenilen

şekilde değiştirilmesi imkanı vardır, saniyelerle ölçülebilecek zaman dilimlerinde

teknik resim ve montajların yapılmasını sağlar.

39

4.3. Sistem Modelleme

ġekil 4.1. Tasarım Sonucuna Göre Prototipin Simülasyon Ortamında

GerçekleĢtirilmesi

Tasarımda yapılan hesaplamalar gerçek hayata uygun bir şek ilde yapılmıştır, ancak

yapacağımız bu modelleme prototip olacağından dolayı yukarıdaki şekilde

tasarlanmıştır. Araç içeri paletin üzerine gelir daha sonra sensörlerden alınan

bilgilere göre boş alanlara otomatik olarak palet yardımıyla sürücüsüz bir şekilde

otomatik olarak park edilir. Burada paletin yukarı çıkıp aşağıya inme durumları

Nema 17 Step motor ile sağlanırken x ve y koordinatlarındaki hareketleri ise DC

motorlar ile gerçekleştirilir.

40

4.4. Simülasyon

ġekil 4.2. Sağ Blok veya Sol Blok Seçimi Ġçin Yapılan Ladder Diyagramının

Simüle Edilmesi

Otoparktaki sağ blok veya sol blok seçimi için yapılan ladder diyagramıdır. Burada

aynı anda iki blok seçilemez bunu engellemek için elektriksel kilitleme yapılmıştır.

ġekil 4.3 Kat Seçimi ĠĢleminin Simüle Edilmesi

Kat seçimi yapmak için öncelikle kabin belirlenmeli ve kat şifresinden alınan bilgiye

göre sayıcı sayar ve sayıcının durumuna göre kat seçimi yapılır. Yukarıdaki örnekte

sayıcı iki durumundadır ve palet aracı ikinci kata seçilen bloğa göre park eder.

41

ġekil 4.4 Paletin Sağa-Sola Yatay Hareketinin Simüle Edilmesi

Şekilde yapılan simülasyonda paletin sağa veya sola yatay hareketinin yapılması için

gereken şartlar görülmektedir. Bu şartları biz kendimiz sistemimizin çalışma şekline

göre seçiyoruz.

42

5. DENEYSEL ÇALIġMALAR

5.1 GiriĢ

Bu çalışmada otopark sıkıntısı çekilen şehirlerde daha az yer kullanılarak, daha

güvenli şekilde otomasyon haline getirilmiş bir Otomatik Otopark Sistemi Prototipi

oluşturulmuştur. Otopark sistemi x ve y doğrusal hareketli 2 eksenden oluşmaktadır.

X ekseninde 400 mm ve y ekseninde ise 300 mm hareket alanına sahiptir. Karşılıklı

iki blok üzerinde her blokta ikişer park platformu bulunmakta ve toplam dört araç

kapasitesine sahiptir. Otopark sistemi 370x480x460 mm ebatlarında tasarlanmıştır.

Sistem Arduino Mega kontrol kartı ile kontrol edilmiş olup C programlama dili

kullanılarak yazılımı yapılmıştır.

5.2 Mekanik Tasarım ÇalıĢmaları

Sistemin tasarımı aşağıda görüldüğü gibi iki eksende hareket edecek şekilde

tasarlandı. Prototip üretiminde mekanik gövdenin yapılması için çeşitli endüstriyel

malzemeden yararlanılmıştır.

Park platformlarını tutan ana gövde 30*30*2 mm kutu profil ve 30*30 eşkenar

köşebent malzemesinden imal edilmiştir.

ġekil 5.1. Mekanik Gövde Ġmalat ÇalıĢmaları

43

Araçların katlarda beklemelerini sağlayacak taşıyıcı paletler plexi-glass malzemeden

yapılmıştır. Yine araçların katlarda beklemeleri için yapılan kat kirişleri için de

polyamid malzeme tercih edilmiştir.

İki eksende hareket ederek palet üstündeki aracı park etmektedir. Yatay X ekseni,

dikeydeki Y eksenine bağlı olarak hareket etmektedir. Y ekseninin malzemeleri de

alüminyum olarak tercih edilmiştir. Tasarıma göre talaşlı imalat usulleriyle imal

edilmiştir. Y ekseni, ortadan trapez vidalı mile kaplin aracılığıyla bağlanmış olan

step motor ile tahrik edilmiştir. Yanlardan ise lineer M12 kromlu mil ve rulmanlar

vasıtasıyla yataklama yapılmıştır.

ġekil 5.2. X ve Y Eksenlerin Ġmalat AĢaması ve Montajı

44

ġekil 5.3. Sistemin Genel Mekanik Yapısı

X eksenindeki lineer sistem ise eski bir yazıcının kartuşlarına hareket veren düzenek

sökülerek elde edilmiştir. Bu lineer sistem DC motor ve kayış kasnak

mekanizmasıyla çalışmaktadır. Bu kayış kasnak sistemine sonradan tasarlanan araç

taşıyıcı sistemin montajı yapılarak çalışır duruma getirilmiştir. Tasarlanan bu

sistemde araç taşıyıcı malzemesi olarak polyamid kullanılmıştır.

Zeminde ahşap levha tercih edilmiştir. Bu ahşap levha üzerinde elektronik kontrol

kartları, sürücü devreleri ve güç kaynağı bulunmaktadır. Son olarak elde edilen X

ekseni, Y eksenine montajı yapılarak iki eksenli lineer hareket modülü elde

edilmiştir.

45

5.3 Elektrik ve Elektronik Deneysel ÇalıĢmalar

Sistemin elektronik kontrolleri Ardunio Mega kontrol kartı, step motor sürücü olarak

DRV8825 sürücü devresi ve DC motorun sürülmesi için de L298N sürücü devresi ve

tercih edilmiştir. Sistemde motor olarak NEMA-17 Step Motor ve 9 V DC Motor

tercih edilmiştir. Sistemde dolu-boş yer bilgisini almak içinde HC-SR04 Ultrasonik

sensör kullanılmıştır.

5.3.1 Ardunio Mega 2560 Kontrol Kartı

Arduino Mega 2560 'ta 54 tane dijital giriş / çıkış pini vardır. Bunlardan 15 tanesi

PWM çıkışı olarak kullanılabilir. Ayrıca 16 adet analog girişi, 4 UART (donanım

seri port), bir adet 16 MHz kristal osilatörü, USB bağlantısı, power jakı (2.1mm),

ICSP başlığı ve reset butonu bulunmaktadır. Arduino Mega 2560 bir

mikrodenetleyiciyi desteklemek için gerekli bileşenlerin hepsini içerir. Arduino

Mega 2560 bir bilgisayara bağlanarak, bir adaptör ile ya da pil ile çalıştırılabilir. [21]

Arduino Mega 2560 bir USB kablosu ile bilgisayar bağlanarak çalıştırılabilir ya da

harici bir güç kaynağından beslenebilir. Harici güç kaynağı bir AC-DC adaptör ya da

bir pil / batarya olabilir. Adaptörün 2.1 mm jaklı ucunun merkezi pozitif olmalıdır ve

Arduino Mega 2560 'ın power girişine takılmalıdır. Pil veya bataryanın uçları ise

power konnektörünün GND ve Vin pinlerine bağlanmalıdır. Arduino Mega 2560 6 V

-20 V aralığında bir harici güç kaynağı ile beslenebilir. Ancak 7 V alt ında bir

besleme yapıldığında 5V pini 5 V tan daha düşük çıkış verebilir ve kart kararsız

çalışabilir. 12 V üzerinde bir voltaj beslemesi yapılması durumunda ise regülatör

fazla ısınabilir ve karta zarar verebilir. Bu nedenle tavsiye edilen besleme gerilimi 7

V - 12 V aralığındadır. [21]

Sistem de kontrol işlemlerinin büyük kısmı Ardunio Mega 2560 kartı ile

gerçekleştirilmektedir. Ardunio kartı yazılımdaki komutlara göre sistemi

yönetmektedir. Kart deyim yerindeyse sistemin beyni konumundadır. Ardunio

kartının içerisine yüklenen koda ek kısmından bakabilirsiniz.

46

ġekil 5.4. Ardunio Mega 2560 Pin ġeması

Arduino Mega 2560 Teknik Özellikleri

Mikrodenetleyici : ATmega2560

Çalışma gerilimi : +5 V DC

Tavsiye edilen besleme gerilimi : 7 - 12 V DC

Besleme gerilimi limitleri : 6 - 20 V

Dijital giriş / çıkış pinleri : 54 tane (15 tanesi PWM çıkışını destekler)

Analog giriş pinleri : 16 tane

Giriş / çıkış pini başına düşen DC akım : 40 mA

3,3 V pini için akım : 50 mA

Flash hafıza : 256 KB (8 KB bootloader için kullanılır)

SRAM : 8 KB

EEPROM : 4 KB

Saat frekansı : 16 MHz

47

5.3.2 NEMA -17 Step Motor

Step motorlar, mikroişlemci ya da bilgisayarlar ile pozisyonları ve hızları kontrol

edilebilen motorlardır. Projede NEMA-17 step motor kullanılmıştır. Bir step motor

bir turunu 200 step de tamamlamaktadır. Yani en küçük kontrol açısı 1,8 derecedir.

Bu mekanik anlamda doğru bir ifadedir. Step Motorlar mikro step denilen sürüş

teknikleri ile çok daha küçük açılarda kontrol edilebilirler. Mesela 1/16 mikro step ile

sürülen bir step motoru bir turunu 16*200 = 3200 stepte tamamlar. Yani bu şekilde

sürülen motora 1 tur attırabilmek için 3200 adet puls sinyali gönderilmelidir. [22]

ġekil 5.5. Bipolar/Unipolar NEMA 17 200 Adım 42x48mm 4V Step Motor

Step motorlarda dikkat edilmesi gereken bir başka husus da bipolar ya da unipolar

olmalarıdır. Bu motorun iç bobin yapısı ile ilgili bir konudur. Genelde motordan

çıkan tel sayısı ile bu anlaşılabilir. 4 kablolu motorlar bipolar motorlardır. 5 ya da 6

kablolular unipolardır. Artık genelde piyasada 4 kablolu bipolar motorlar yaygındır.

[22]

48

Sistemin dikey doğrultudaki hareketi NEMA 17 Step motor ile sağlanmıştır. Step

motoru 5x8 kaplin yardımı ile trapez mile bağlayarak step motorun hareketini trapez

mile bu şekilde aktarılmaktadır. Milin dönmesi ile arabaları taşıyan tablanın aşağı-

yukarı yani dikey hareketi sağlanmış olmaktadır.

5.3.3 DRV8825 Step Motor Sürücü Devresi

DRV8825 step motor sürücü kartı, NEMA-17 step motorun ihtiyaç duyduğu yüksek

akımları üreterek Ardunio‟dan gelen sinyallerle motoru sürme işlemini yapmaktadır.

NEMA-17 motorlar 1.2 A civarında bir akımla sürülmektedir. Motora gereğinden

fazla akım basmak hem sürücünün hem de motorun ısınmasına neden olmaktadır.

DRV8825 step motor sürücü kartı 1.5 A akım verdiği ve 8.2V - 45V arasında

çalışma voltajı sağladığı için tercih edilmiştir. Projedeki NEMA-17 step motora

uygundur. [22]

Step motor için sürücüye ihtiyaç duyulmasının sebebi Ardunio‟nun çıkışından alınan

güç step motoru sürmeye yetmemektedir. Bu sürücü devresi ile step motorun yönünü

ve adım sayısını belirlemekle beraber verilmekte olan akımı da yükselterek adım

atması sağlanmaktadır. Step motoru sürecek birçok sürücü varken maliyet ve

özellikler bakımından bu sürücü uygun olduğu için DRV8825 sürücüsünü tercih

edilmiştir.

ġekil 5.6. DRV8825 Step Motor Sürücü Devre ġeması

49

Özellikleri [23]

-Basit adım ve yön kontrol arayüzü

-Altı farklı adım çözünürlüğü: tam kademeli, yarı adımlı, 1/4 kademeli, 1/8 kademeli,

-1/16 kademeli ve 1/32 kademeli

-Ayarlanabilir akım kontrolü, daha yüksek basamak hızları elde etmek için step

motorunuzun nominal voltajının üzerindeki gerilimleri kullanmanıza olanak tanıyan

bir potansiyometre ile maksimum akım çıkışını ayarlamanızı sağlar

-Doğru akım bozunma modunu otomatik olarak seçen akıllı doğrama kontrolü (hızlı

bozunma veya yavaş yavaş bozulma)

-45 V maksimum besleme gerilimi

-Dahili regülatör (harici mantık gerilim beslemesi gerekmez)

-Doğrudan 3.3 V ve 5 V sistemleriyle arayüz oluşturabilir

-Aşırı sıcaklık termal kapatma, aşırı akım kapatma ve düşük voltaj kilitleme

-Kısa mesafeli ve kısa devre yük koruması

5.3.4 L298N Motor Sürücü Devresi

Projede X ekseni kontrolünde DC motor kullanılmıştır. Bu DC motoru sürmek için

de L298N sürücü kartı tercih edilmiştir. 24 volta kadar olan motorları sürmek için

hazırlanmış bu L298N sürücü kartı, iki kanallı olup, iki motoru birden sürebilir.

Kanal başına 2 A akım vermektedir. DC motorların haricinde step motor kontrolüne

de imkân vermektedir. [24]

ġekil 5.7. L298N DC Motor Sürücü Kartı

50

L298N entegresi, L293‟e göre yüksek akıma karşı daha dayanıklıdır. L293 en fazla

0,5 amper akıma dayanabilirken, L298 2 ampere kadar çıkabilir. Bu özellik entegreyi

tercih edilir kılmaktadır. L298 de 2 adet H köprüsü bulunur. H köprüsü DC motoru

iki yönde de sürmeye yarayan faydalı bir yöntemdir. 4 adet transistor ile anahtarlama

yöntemi kullanılarak yapılır. Yapısı gereği H harfine benzediğinden dolayı böyle

adlandırılır. Bu entegre de toplam 15 adet bacak bulunmaktadır. Bunlardan IN1, IN2,

OUT1, OUT2, ENA, SENSA A köprüsü için, IN3, IN4, OUT3, OUT4, ENB,

SENSB B köprüsü içindir. [25]

ġekil 5.8. L298N Entegresi

IN1, IN2(5,7): Bu bacaklar A köprüsü için olan girişlerdir. 5 Volt ile çalışır. Eğer

IN1‟e 5V, IN2‟ye 0V verince motor ileri dönerse, tam tersini verildiğinde geri

dönecektir. Her iki bacağa da aynı değer verilirse (0V-0V veya 5V-5V) motor

dönmez.

I3, I4(10,12): Bu bacaklar B köprüsü için olan girişlerdir. A köprüsüyle aynı şekilde

çalışmaktadır.

51

ġekil 5.9. L298N Entegresi Pin Yapısı

OUT1, OUT2(2,3): A köprüsü için çıkış bacaklarıdır. Bu çıkışlar motorun iki ucuna

bağlanacaktır.

OUT3, OUT4(13,14): B köprüsü için çıkış bacaklarıdır. A köprüsüyle aynı şekilde

çalışır.

ENA, ENB(6,11): A ve B köprülerini etkinleştirmek için bu bacaklara 5V bağlamak

gerekmektedir.

SENSA, SENSB(1,15): A ve B köprülerinin çalışması için bu bacaklar toprağa

çekilmelidir.

VSS(9): Bu bacak, L298‟in çalışması için 5V bağlanmalıdır. Yine küçük salınımları

yok etmek için VSS ile toprak arasına 100nF‟lık kondansatör bağlanmalıdır.

GND(8): Bu bacak, L298‟in çalışması için toprağa bağlanmalıdır. [25]

5.3.5 HC-SR04 Ultrasonik Sensör

Bu sensör, robotik projelerde Arduino ile kullanılan en popüler sensörlerden birisidir.

Kullanımı oldukça kolaydır ve program kısmı doğru olduğu sürece 2cm – 400cm

arası uzaklıkları düzgün bir şekilde ölçebilmektedir. Çalışma prensibi ise şu

şekildedir: Sensörün Trig pininden uygulanan sinyal 40 kHz frekansında ultrasonik

bir ses yayılmasını sağlar. Bu ses dalgası herhangi bir cisme çarpıp sensöre geri

döndüğünde, Echo pini aktif hale gelir. Biz ise bu iki sinyal arasındaki süreyi ölçerek

yani sesin yankısını algılayarak cismin sensörden uzaklığını tespit edebiliriz. [26]

52

Arabaların park edildiği yerlerin dolu veya boş sinyallerinin alınması gerekmektedir.

Gelen sinyaller kat durumu olarak isimlendirmektedir. Katların durum bilgisi 4 adet

HC – SR04 Ultrasonik sensörü kullanılarak alınmaktadır. Katların durumunu

belirlemek için kullanılan bu sensörler Ardunio kartına durum bilgilerini

göndermektedir. Sensörlerden gelen bilgiye göre Ardunio sistemi yönlendirmektedir.

ġekil 5.10. HC-SR04 Ultrasonik Sensör

Özellikleri ;

Çalışma voltajı 5 V DC

Çalışma frekansı 40 Hz

Çektiği akım 15 mA

Boyutları 45 mm x 20 mm x 15 mm

Görme açısı 15 derece

Tetik bacağı giriş s. 10 us TTL Darbesi

Echo çıkış sinyali Giriş TTL sinyali ve Mesafe Oranı [27]

53

5.3.6 MITSUMI M36N-2 Serisi DC Motor

DC motor özellikle çekiş gücü gerektiren uygulamalarda kendine özgü

özelliklerinden dolayı konumunu korumaktadır. DC motorlar geniş tork aralıklarının

ve hız kontrolünün gerektiği uygulamalarda kullanılmaktadırlar. [19]

Arabaları taşıyan tablanın yatay hareketinde kullanılan DC motor L298N motor

sürücü kartı ile kontrol edilmektedir. Bu sürücü kartı ile 2 adet DC motor kontrol

edilebilir. DC motor PWM çıkışı ile hareket ettirilmektedir. Burada PWM kullanılma

sebebi motor hızını ayarlayabilmektir. Eğer PWM çıkışını kullanmasaydı motor

maximum hızda dönecekti ve herhangi bir müdahalede bulunamayacaktı. PWM

çıkışları ile motor 0-256 arası verilen hıza göre adapte edilmektedir.

ġekil 5.11. MITSUMI M36N-2 Serisi DC Motor

Özellikleri;

Rated Voltage (V) 18

Voltage Range (V) 6~18

Rated Load (mN·m) 15

No Load Speed (rpm) 3400

No Load Current (mA) 82.5

Starting Torque (mN·m) 122

Rotation CW/CCW [28]

54

5.3.7 Güç Kaynağı

Gelişen teknoloji ile birlikte elektronik eşyaların kullanımı artmış hatta vazgeçilmez

olmuştur. Her aletin, makinenin bir çalışma sekli ve düzeni vardır. Güç kaynağı bir

sistem ya da düzeneğin ihtiyacı olan enerjinin sağlanması için kullanılan birimlere

verilen genel isimdir. Bir el feneri için pil, cep telefonu için şarj, pili doldurmak için

adaptör birer güç kaynaklarıdır. Güç kaynağı özellikle bilgisayarlar için hayati önem

taşır. Bilgisayarın çalışması esnasında ihtiyacı olan tüm gücü üreten donanıma “güç

kaynağı” ismi verilmektedir. Sistem için gerekli olan enerjinin sağlanması için

kullanılmıştır.

ġekil 5.12. Sistemimizde Kullanılan Güç Kaynağı

Teknik Özellikleri;

Model No: OKY -60W-12V

Power: 12V 5A 60W

Input Voltage: 110-230V 1.6A 50-60Hz

Output Voltage: DC 12V 5A

55

5.4.Elektriksel ve Mekaniksel Parçaların BirleĢtirilmesi

Sistemin mekaniksel yapısında hangi malzemelerin kullanıldığı ve yapısının nasıl

olduğu diğer konu başlıkları altında anlatılmıştır. Sistem için gerekli olan elektrik ve

elektronik ekipmanların nasıl seçildiği ve ekipmanların teknik özellikleri de diğer

konu başlıkları altınca detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Bu konu başlığı altında

sistemin elektriksel ve mekaniksel parçalarının birleştirilme çalışmaları görsel olarak

bir kaç şekil ile gösterilmiştir.

ġekil 5.13 Mekaniksel ve Elektriksel Ekipmanların BirleĢtirilmesi

ġekil 5.14 Mekaniksel ve Elektriksel Ekipmanların BirleĢtirilmesi

56

Ayrıca sistemde görsel güzellik kazandırması için iç çeperine led aydınlatması

yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucu sistemin görünümü aşağıdaki gibi olmuştur.

ġekil 5.15 Sistemin Led sistemi Ġle Aydınlatılması

57

5.5.Sistemin Test Edilme ÇalıĢmaları

Mekaniksel ve elektriksel parçaların birleştirilmesinden sonra sistemin test edilme

çalışmalarına başlanmıştır ve karşılan sorunlara çözümler getirilmeye çalışılmıştır.

Test etme çalışmalarının fotoğrafları aşağıda verilmektedir.

ġekil 5.16 Sistemin Test Edilme ÇalıĢmaları

ġekil 5.17 Sistemin Test Edilmesi ve Problemlerin Giderilmesi

58

ġekil 5.18 Sistemin Test Edilmesi ve Problemlerin Giderilmesi

5.6.Projenin Sonlandırılması ve ÇalıĢma Sistemi

Elektriksel elemanlar ile mekanik sisteminin birleştirilmesi ve test işlemlerinin

tamamlanmasıyla birlikte sistemin son hali aşağıdaki şekillerde görüldüğü üzere

olmuştur. Aynı zaman da sistemin çalışma yapısı ve genel özellikleri aşağıda detaylı

bir şekilde anlatılmaktadır.

59

ġekil 5.19 ÇalıĢmaları Tamamlanan ve DüzenlenmiĢ Sistem

ġekil 5.20 ÇalıĢmaları Tamamlanan ve DüzenlenmiĢ Sistem

60

Sistemin çalışması Ardunio arayüzünden gelen komutlara göre değişkenlik gösterir.

Eğer sisteme araç girişi yapmak isteniliyorsa Ardunio arayüzünden „V‟ tuşuna basılır

ve daha sonra sensörlerden veriler toplanır. Tüm kat sensörlerinden veriler alındıktan

sonra kat durumlarına göre araç en yakın kata gönderilir. Sistemdeki en yakın kat

kavramı tamamen yazılan program ile ilgilidir. Sistem için yazılan programda sol alt

1. kat , sağ alt 2. kat , sol üst 3. kat ve sağ üst 4. kat olarak belirlenmiştir. Eğer 1.

kattaki park alanı 20 cm boşlukta ise yani sensörden gelen bilgi 20 cm‟den yüksek

değerde ise araç 1. kata gönderilir.

Sisteme araç girişi yapılırken öncelikle asansör aracın yerleştirileceği kattaki tablayı

alır ve sistemin giriş kısmına getirir. Tablanın üzerine araç yerleştirilir ve aracın park

edileceği kata yerleştirilmesi işlemi yapılır. Sistemde asansörün dikey hareketi Step

motor ile yatay hareket ise DC motor ile sağlanmaktadır. Eğer sistemden araç çıkışı

yapılması isteniyorsa Ardunio arayüzüne arac kaçıncı katta ise onun kodu yazılır.

Arayüze çıkış kodlarını 1. katı a , 2. katı b ,3. katı c ve 4. katı d diye atamasını

yapılmıştır. Sisteme kod harfinin girişi yapıldıktan sonra arac asansör ile giriş

kısmına getirilmektedir.

5.7.Malzeme Listesi ve Maliyet Analizi

Tablo 5.1 Malzeme Listesi ve Fiyat Analizi

Malzeme Adı Birim Fiyatı Adet Toplam Fiyat

Arduino Mega 2560 70 TL 1 70 TL

NEMA -17 Step Motor 94.34 TL 1 94.34 TL

DRV8825 Step Motor Sürücü 18 TL 2 36 TL

4 L298N Motor Sürücü 13.35 TL 1 13.35 TL

HC-SR04 Ultrasonik Sensör 5.71 TL 4 22.84 TL

MITSUMI M36N-2 DC Motor 35 TL 1 35 TL

5 A'lik Güç Kaynağı 26 TL 1 26 TL

Mekanik Yapı 400 TL 1 400 TL

Plexiglass ve Kesimleri 50 TL 1 50 TL

8 mm Trapez Mil 40 TL 1 40 TL

Diğer 100 TL 1 100 TL

TOPLAM 887.53 TL

61

6. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER

6.1 Genel Açıklamalar

Bu çalışmada 49 m2‟lik bir alana katlı otopark projesi tasarımı gerçekleştirilmiştir.

Tasarım gerçekleştirilirken yerli ve yabancı kaynaklı örnekler referans alınmıştır.

Sistem tasarımı gerçek bir sistem baz alınarak yapılmıştır. Sistemi oluşturmak için

malzeme tespitleri yapılmıştır. Malzeme tespitinin ardından katı modelleme

çalışmaları yapılmıştır. Katı modeli biten sistemin statik ve dinamik o larak

mühendislik hesaplamaları yapılmıştır. Analiz programları aracılığıyla statik

analizler, toplam deformasyon ve yüzey gerilmeleri analizleri çözdürülmüştür.

Otopark sistemi x ve y doğrulsa hareketli olmak üzere iki eksenden oluşmaktadır.

Karşılıklı iki blok üzerinde her blokta üçer park platformu bulunmakta ve toplamda

altı araç kapasitesine sahiptir. Otopark sistemi (7m x 7m) boyutlarında tasarlanmıştır.

6.2 Simülasyon Sonuçları

ġekil 6.1. Prototipin Simülasyon Ortamında GerçekleĢtirilmesi

62

Projede yapılan mühendislik hesaplamaları gerçek değerler baz alınarak yapılmıştır.

Bu hesaplamaların tasarım sonrası bitirme projesinde modelleme olarak Şekil 5.1

deki gibi 2 katlı bir sistem tasarımı yapılmak istenmektedir.. Araç içeri paletin

üzerine gelir daha sonra sensörlerden alınan bilgilere göre boş alanlara otomatik

olarak palet yardımıyla sürücüsüz bir şekilde otomatik olarak park edilir. Burada

paletin yukarı çıkıp aşağıya inme durumları Nema 17 Step motor ile sağlanırken x ve

y koordinatlarındaki hareketleri ise DC motorlar ile gerçekleştirilir. Sistemimizde

PLC ile gerçeklediğimiz ladder diyagramları ve simülasyon sonuçlarına göre

çalışması beklenmektedir. Ancak projede ekonomik nedenlerden ötürü prototip

olarak arduino kullanılması düşünülmektedir.

Tablo 6.1. Tasarlanacak Prototip Malzeme Listesi ve Fiyat Listesi

Malzemenin adı Kullanım amacı Birim fiyatı (TL) Adedi Fiyatı (TL)

Ardunio Mega 2560

Kontrol Kartı

Sistem

Programlanması 130 1 130

NEMA-17 400 adım

step motor Dikey Hareket 98 1 98

DC Motor Yatay Hareket 22.78 1 22.78

Kızılötesi Sensör Park Alanlarının

Durum Tespiti 15 4 60

DRV8825 Step

Motor Sürücü

Devresi

Step Motor

Sürücüsü 38 1 38

TOPLAM 348.78

Gerçek sistem ile prototip tasarım arasındaki maliyet farkı tablolarda gözükmektedir.

Bunu sebebi daha düşük güçlü motor ve sürücü kartları nedeni ile olmaktadır.

Prototipe uygun malzemeler seçildiğinden dolayı ekonomik anlamında daha uygun

bir durum ortaya çıkmıştır.

63

6.3.Deney Sonuçları

Tasarım çalışmaları tamamen gerçek bir sistem baz alınarak gerçekleştirilmiştir.

Ancak gerçek bir sistemi oluşturmak bizim açımızdan hem ekonomik açıdan hem de

diğer açılardan imkansız olduğu için gerçek bir sisteme uygun prototip oluşturma

çalışmaları yapılmıştır. Prototip çalışmaları Şekil 6.1 deki simülasyon ortamında ki

gerçekleştirilen sistem baz alınarak yapılmaya başlanmıştır. Oluşturulan prototip

otopark sistemi x ve y doğrusal hareketli 2 eksenden oluşmaktadır. X ekseninde 400

mm ve y ekseninde ise 300 mm hareket alanına sahiptir. Karşılıklı iki blok üzerinde

her blokta ikişer park platformu bulunmakta ve toplam dört araç kapasitesine

sahiptir. Otopark sistemi 370x480x460 mm ebatlarında tasarlanmıştır.

ġekil 6.2 Prototip Olarak OluĢturulan Otopark Sistemi

64

Şekil 6.1 ile Şekil 6.2 karşılaştırıldığın da prototip oluşturma çalışmalarının

simülasyon ortamında gerçekleştirilen sisteme bağlı kalınarak yapıldığı

görülmektedir. Sistemin genel kontrolü bir PLC ile yapılabilmesine rağmen,

maliyetinin yüksek olması ve döviz kurlarındaki artışlar dolayısı ile bu projede daha

ucuz maliyetli Arduino Mega 2560 kartı kullanılmıştır. Sistem oluşturulurken seçilen

malzemeler de öncelikle işi görmesi daha sonra ise fiyat açısından ucuz olanlar tercih

edilmiştir. Çünkü oluşturulan sistem bir prototip olduğundan mali açıdan çok

masrafa girmek istenilmemiştir.

Tablo 6.2 OluĢturulan Prototipin Malzeme Listesi ve Maliyet Analizi

Malzeme Adı Birim Fiyatı Adet Toplam Fiyat

Arduino Mega 2560 70 TL 1 70 TL

NEMA -17 Step Motor 94.34 TL 1 94.34 TL

DRV8825 Step Motor Sürücü 18 TL 2 36 TL

4 L298N Motor Sürücü 13.35 TL 1 13.35 TL

HC-SR04 Ultrasonik Sensör 5.71 TL 4 22.84 TL

MITSUMI M36N-2 DC Motor 35 TL 1 35 TL

5 A'lik Güç Kaynağı 26 TL 1 26 TL

Mekanik Yapı 400 TL 1 400 TL

Plexiglass ve Kesimleri 50 TL 1 50 TL

8 mm Trapez Mil 40 TL 1 40 TL

Diğer 100 TL 1 100 TL

TOPLAM 887.53 TL

65

Yukarıdaki Tablo 6.2 de oluşturulan prototipte kullanılan malzemelerin ve fiyat

listesi verilmiştir. Tablo 6.1 de ise tasarımda ön görülen prototip malzemeler ve fiyat

listesi verilmiştir. Tasarımda ön görülen fiyat ile oluşturulan prototip fiyatı arasında

540 TL arasında bir fark bulunmaktadır. Bu farkın büyük çoğunluğunu mekanik yapı

oluşturmaktadır. Çünkü tasarımda ki ön görülen fiyat analizinde mekanik yapı

bulunmamaktadır. Oluşturulan prototipte mekanik giderleri çıkarırsak arada 80-90

TL civarında bir fark kalacaktır. Bu fark ise gayet normaldir. Çünkü projeyi

gerçekleştirirken bazı parçalar eklenmiştir ve bu sebeple fiyat farkı bu oluşmuştur.

Tabi bu farkın oluşmasında ki diğer etken ise artan döviz kuru farkıdır. Oluşan döviz

kuru farkı elektronik malzemelerin fiyatını arttırmıştır ve bu bizi mali açıdan

olumsuz bir biçimde etkilemiştir. Ancak sonuç olarak prototip oluşturma

çalışmalarımız tamamlanmış ve maliyeti en makul seviyelere indirilmeye

çalışılmıştır.

Sonuç olarak oluşturulan prototip otopark sisteminde öncelikle Ardunio arayüzünde

araç girişi mi yapmak yoksa araç çıkışımı yapmak istenildiği seçilmektedir.. Eğer

araç girişi yapılmak isteniyorsa arayüzde „V‟ harfine basılır ve asansör aracın

yerleştirileceği kattan tablayı alır ve sistemin giriş kısmına getirir. Aracı tablaya

koyuyoruz ve asansör aracı kata yerleştiriyor. Eğer araç çıkışı yapılmak isteniyorsa

a ,b ,c, d komutlarından biri arayüze yazılır ve asansör aracı bize getirir. Sistemin

özetle genel olarak çalışması bu şekilde gerçekleşmektedir.

66

6.3 Öneriler

Araştırmalara göre otomatik kontrol otopark sistemleri park sıkıntısı çeken her yerde

kullanılabilir. Çevreyi koruma adına sera gazlarının azalmasında azda olsa katkı

sağladığı için çevreci bir sistem olarak günümüzde küresel ısınmaya bir önlem olarak

görülebilir.

Zamanın önemli olduğu çağımızda park aramak için harcanan zaman günümüz araç

kalabalığı ve park yerlerinin azlığı sebebiyle önemli kayıpları giderilmesi için

kullanım olanağını arttırılmalıdır.

Gelecekteki binaların mimari tasarımında her katta daire sahibinin özel arabasını

park edeceği şekilde sistemler geliştirilmelidir. Bir apartmanın önünde iki araç

boyutundaki alana apartman yüksekliğinde otopark kuleleri yapılarak park sorunu

çözülebilir ve böylece sokaklarda ki gereksiz araç kalabalığı en aza indirilebilir.

67

KAYNAKLAR

[1] Mail Online - http://www.dailymail.co.uk/news/peoplesdaily/article-

3162140/Better-valet-Slim-new-parking-tower-high-tech-design-park-car-retrieve-

press-button.html - Son erişim tarihi: 03.05.2017

[2] Yardım, M. S.,Ağrikli, M., “Otomatik Otoparklar ve Türkiye‟deki Otopark

Probleminin Çözümü İçin Uygulama Potansiyeli”, 6. Ulaştırma Kongresi, TMMOB

İnşaat Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, İstanbul. 2005

[3] 7. Tunalıoğlu, N., Arslan, K. Y., Başbuğ, Ö. (2004), .Kentiçi Otopark

Probleminin Çözümünde Farklı Bir Bakış Açısı Olarak Otomatik Otoparklar.,

Bitirme Ödevi, YTÜ İnşaat

[4] Makale Otomatik Kontrollü Otopark Sistemi Tasarımı ve Prototipi /Ümit

DURAN

[5] Sanpark - http://www.sanpark.eu/ - Son erişim tarihi: 03.05.2017

[6] Otomasyon Sistemleri - http://www.otomasyonsistemleri.org/plclerin-kullanim-

amaci-ve-alanlari - Son erişim tarihi: 03.11.2016

[7] Skypark - http://skyparks.com/privacy_policy.php - Son erişim tarihi:

03.05.2017

[8] Japan Parking Systems Manufacturers Association , http://www.ritchu.or.jp -

Son erişim tarihi: 03.05.2017

[9] FarmontTechnikGmbH&Co. Kg, http://www.parkautomatic.de - Son erişim

tarihi: 03.05.2017

[10] International Parking Institute, http://www.parking.org - Son erişim tarihi:

03.05.2017

[11] Bahar Otomatik Otopark Sistemleri A.ġ. http://www.bahar.com - Son

erişim tarihi: 03.05.2017

68

[12] İlhami ÇOLAK, Ramazan BAYINDIR, Sezai KURUŞÇU, PLC Kontrollü

Asansör Eğitim / Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 23 (1-2) 86 -

94 (2007)

[13] Kurtulan, S.: “PLC ile Endüstriyel Otomasyon ”, Birsen Yayınevi, İstanbul,

Türkiye (1999) 1-13.

[14] Güven Kutay - www.guven-kutay.ch - Son erişim tarihi: 03.05.2017

[15] deu_fen_bilimleri_enstitusu_asansor_karsi_agirlik_tasarim_ve_gerilme_analizi

[16] ] M.O. Reza, M.F. Ismail, A.A. Rokoni, M.A.R. Sarkar, Smart Parking System

with Image Processing Facility, I.J. Intelligent Systems and Applications, Vol. 3, pp.

41-47, 2012.

[17] Wikipedia - https://en.wikipedia.org/wiki/Car_parking_system - Son erişim

tarihi: 03.05.2017

[18] Elektirk Rehberiniz - http://www.elektrikrehberiniz.com/elektrik-motorlari/ac-

motor-nedir-445/ - Son erişim tarihi: 03.05.2017

[19] Elektrikçe - http://www.elektrikce.com/dc-motorlarin-ozellikleri/ - Son erişim

tarihi: 03.05.2017

[20] Yanfeng Geng and C.G. Cassandras, “New “Smart Parking” System Based on

Resource Allocation and Reservations,”IEEE Trans. intel. trans sys, vol. 14, pp.

1129-1139, September 2013.

[21] Sam Robinson, “Drive and Control Electronics Enhance the Brushless Motor‟s

Advantages,” Apex,2006.

[21] Robotik - http://www.robotiksistem.com/arduino_mega_2560_ozellikleri.html

- Son erişim tarihi: 03.05.2017

[22] Gnxlap - http://www.gnexlab.com/3d-yazici-elektronigi/ - Son erişim tarihi:

03.05.2017

69

[23] Direnc.net - https://www.direnc.net/drv8825-step-motor-surucu-devresi-

drv8825-stepper-motor-driver - Son erişim tarihi: 03.05.2017

[24] Robotistan - http://www.robotistan.com/l298n-voltaj-regulatorlu-cift-motor-

surucu-karti - Son erişim tarihi: 03.05.2017

[25] Hacattepe Üniversitesi -

http://robot.ee.hacettepe.edu.tr/forum/files/378_L298.pdf - Son erişim tarihi:

03.05.2017

[26] Robotistan - http://maker.robotistan.com/arduino-dersleri-19-hc-sr04-

ultrasonik-mesafe-sensoru-kullanimi/ - Son erişim tarihi: 03.05.2017

[27] Robotik Sistem -

http://www.robotiksistem.com/hcsr04_ultrasonik_sensor.html - Son erişim tarihi:

03.05.2017

[28] Evselectro -

http://www.evselectro.com/image/data/datasheet/motorav_m36n_2_e.pdf - Son

erişim tarihi: 03.05.2017

70

EK-1 STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU

1.ÇalıĢmanın amacını özetleyiniz.

Günümüzde nüfus artışı ile trafik tıkanıklığı hızla artmaktadır. Nüfus sayısına göre

araçların kullanımı da artmıştır. Otomobillerin daha fazla kullanılması nedeniyle

trafik sıkışıklığı meydana gelmektedir. Yoldaki trafik sıkışıklığı da otopark alanı

ihtiyacını daha fazla arttırmaktadır. Otopark probleminin şehir hayatına etkileri,

günümüzde göz ardı edilemeyecek boyutlara erişmiştir. Problemin, kamuya ve

kişilere yüklediği maddi maliyetlerin yanı sıra, yaşam kalitesindeki düşüş, sağlıksız

bir çevre oluşumu gibi yönleri de vardır. Otopark, motorlu araçların toplu halde park

ettikleri açık ya da kapalı alandır. Klasik otoparkların çok katlı olması durumunda

düşey dolaşım için rampalı kat geçişleri kullanılır. Otopark içindeki sürüş koridorları

ve rampa geçişleri hesaba katıldığında bir araç için yaklaşık 30-35 m2 yapı alanı kat

yükseklikleri ile birlikte hesaplandığında bir araç için yaklaşık 90 m3 yapı hacmi

kullanılır. Otomatik otoparklarda ise araç dolaşımı için koridor ve rampalara ihtiyaç

duyulmaksızın, katları sadece istenilen araç yüksekliklerine inşa ederek, alanlardan

ve hacimden kazanç sağlanması, böylelikle otopark yapılamayacak kadar küçük

olduğu düşünülen (47m2‟den başlayan)alanlarda dahi otopark yapılabilir. Son

yıllarda şehir merkezlerindeki otopark sorununu gidermek amacıyla akıllı otopark

sistemlerine gereksinim çok artmıştır. Sistemin temel amacı, sürücülerin müdahalesi

olmaksızın, araçların sisteme giriş yaptıkları kabul odalarından hareketli

platformlarla alınıp, robot asansörler vasıtasıyla, önceden belirlenmiş park yerlerine

götürülerek park edilmesidir. Tamamen otomatik olarak çalışan sistemde güvenlik,

hız, konfor ve teknoloji çalışma prensiplerini belirleyen unsurlar olarak öne

çıkmaktadır. Bu çalışmada da bir akıllı otopark prototipi oluşturarak, bu tip

sistemlerin yaygınlaşması ve insanların bu konuda daha fazla bilgiye sahip olmaları

amaçlanmıştır.

71

2.ÇalıĢmanın tasarım boyutunu açıklayınız.

Akıllı otopark sistemi üzerine birçok çalışma yapılmaktadır. Bunlar hem gerçek

sistem olarak hem de prototip uygulaması olarak yapılmaktadır. Bu bitirme

çalışmasında ele alınan prototip ürün tamamen kendi fikir ve çalışmamıza aittir.

Üretilen prototip otopark sistemi hem mekanik olarak, hemde elektriksel olarak

tasarlanmıştır. Tasarımda kullanılan motorlar ve bunların yük bileşenleri, tasarlanan

mekanik sisteme göre seçilmiştir.

3.Bu çalıĢmada bir mühendislik problemini kendinizi formüle edip çözdünüz

mü?

Bu çalışmanın tasarım aşamasında sistemin mühendislik hesaplamaları, kendi

belirlediğimiz ön kısıtlara göre yapılmıştır. Ancak hesaplamalar yapılırken önceden

elde edilen veya öğrenilen formüller kullanılmıştır.

4.ÇalıĢmada kullandığınız yöntemler nelerdir ve önceki derslerde edindiğiniz

hangi bilgi ve becerileri kullandınız? Açıklayınız.

Çalışmamızda sistemin genel kontrolü Ardunio Mega 2560 kontrol kartı kullanılarak

yapılmıştır. Nema 17 Step Motor sürücüyle motor sürülmüştür. Step motorumuzun

kontrolü için DRV8825 step motor sürücü devresi kullanılmıştır. Aynı şekilde

sistemimizde yatay hareket için kullanılan MITSUMI M36N-2 serisi DC Motor‟da

L298N motor sürücü devresi kullanılmıştır. Mikro Bilgisayarlı Sistem Tasarımı

dersinde öğrendiğimiz donanımsal ve yazılımsal bilgiler kullanılmıştır. Elektrik

Devreleri ve Elektronik derslerinin laboratuvar uygulama larında öğrendiğimiz pratik

bilgiler kullanılmıştır. Ayrıca diğer derslerde öğrendiğimiz teorik bilgiler karşılaşılan

problemler karşısında yorum yapabilmemizi sağlamıştır.

72

5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?

8 mm Trapez Mil Standartı

Ovalanmış temiz diş yüzeyi ile daha uzun ömürlüdür. Çeşitli hatvelerde kullanma

imkanı vardır. Hatve arttıkça aynı devirdeki ilerleme oranı daha fazla olmaktadır.

Vida mili boyu uzadıkça vidanın dönme hızı kritik devir sayısını geçmemelidir. Aksi

halde vida titreşime geçecektir. Tablodan boya ve çapa göre maksimum dönme hızı

seçilmeli , tasarım bu değerlere göre yapılmalıdır.

Standart : ISO2901-4 , DIN103 , GB/5796 Clearance : 7e

Malzeme : C45 Steel , SUS303 , SUS304 and others

Çap : 10 to 80 mm Lead 2 to 10 mm

Maksimum Uzunluk : 6000 mm

Ġplik Yönü : Right ( Left Available )

ĠĢleme : Özelleştirilmiş

NEMA-17 Step Motor Standartı

Step motorlar, mikroişlemci ya da bilgisayarlar ile pozisyonları ve hızları kontrol

edilebilen motorlardır. Projede NEMA-17 step motor kullanılmıştır. Bir step motor

bir turunu 200 step de tamamlamaktadır. Yani en küçük kontrol açısı 1,8 derecedir.

Bu mekanik anlamda doğru bir ifadedir.

Endüstriyel standartlar : CE, UR

Sızdırmazlık standartları : IP40

RoHS Uyumu : Evet

73

Sensör Standartı

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. Projede 2-4000cm Menzilli HC-SR04 Ultrasonik Sensör

uygulanması öngörülmüştür.

Kullanılan Kablo Standartları

IEC 60228, Uluslararası Elektroteknik Komisyonunun yalıtılmış kabloların

iletkenleri üzerindeki uluslararası standardıdır. Sistemin yapımında kullanılan

kablolar da IEC 60228 standardına uymaktadır.

6. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir? Lütfen

çalıĢmanıza uygun yanıtlarla doldurunuz.

a) Ekonomi: Ekonomik olarak maliyeti en asgari düzeye indirmek için

çalışmalar yürütülmüştür. Sistemde kullanılacak olan malzemeleri uygun fiyata

almak için birçok yerden fiyat araştırması yapılmış ve en uygun fiyatlı firmalardan

satın alma işlemlerini gerçekleştirilmiştir. Sistemin genel kontrolü bir PLC ile

yapılabilmesine rağmen, maliyetinin yüksek olması ve döviz kurlarındaki artışlar

dolayısı ile bu projede daha ucuz maliyetli çözümler kullanılmıştır. Aynı şekilde Step

motoru ve DC motoru daha iyi ve kullanışlı sürücülerle sürebilirdik ancak mali

kısıtlamalar bizi fiyatı daha ucuz olan sürücüler kullanmaya sevk etmiştir.

b) Çevre Sorunları: Otopark probleminin şehir hayatına etkileri, günümüzde

göz ardı edilemeyecek boyutlara erişmiştir. Problemin, kamuya ve kişilere yüklediği

maddi maliyetlerin yanı sıra, yaşam kalitesindeki düşüş, sağlıksız bir çevre oluşumu

gibi yönleri de vardır. Akıllı otopark sistemi bu çevresel sorunlara çare bulmak için

geliştirilen bir çözümdür. Hem şehrin görüntü olarak yapısına ayak uydurur hem de

çevresel olarak diğer otopark sistemlerinin aksine hiçbir zarar vermez.

74

c) Sürdürülebilirlik : Akıllı otopark sistemi sürdürülebilirlik potansiyeli çok

yüksek olan bir projedir. Çünkü artan nüfus beraberinde kullanılan araç sayısını

arttırmakta ve her geçen gün araçların parkı büyük bir sorun haline gelmektedir.

Şehir merkezindeki trafik yoğunluğunu ve park sorununu gidermek için otopark

ihtiyacı çok fazladır. Geleneksel otoparklar küçük alana kurulamayacağı için Akıllı

Otopark Sistemi büyük önem kazanmıştır. 47 m2 „ den başlayan alanlara katlı

biçimde akıllı otopark sistemleri inşa edilebilmektedir ve bu sistem günden güne

daha fazla ilgi çekmektedir. Bu çalışma insanlara küçük bir sistem örneği olarak

gösterilip, bilgilendirmek amaçlı kullanılabilir.

d) Üretilebilirlik: Sistemin oluşturulan prototip şeklinde üretimi yapılabilir,

ancak gerçekleme olarak önceden üretilip pazarlanması mümkün değildir. Çünkü

sistem kurulacağı alana göre dizayn edilmektedir. Dolayısı ile buradaki metot ve

yöntemler kullanılarak sistem projelendirmesi yapılarak, özel üretimler yapılabilir.

e) Etik: Sistemimizin hem mekanik olarak hem de elektriksel olarak bütün

tasarımı ve yapımı kendimize ait olduğu için herhangi bir etik sorunu

bulunmamaktadır.

f) Sağlık: Akıllı otopark sistemlerinde araç dolaşımı olmadığı için az da olsa

egzoz gaz salınımına engel olmaktadır ve buda insan sağlığı üzerinde olumlu bir etki

yapmaktadır.

g) Güvenlik: Akıllı otopark sistemleri kapalı bir sistem olduğundan ve

araçların taşınması asansörler yardımıyla yapıldığından, sistem müşterileri her türlü

hırsızlık, kaza, iklimsel sorunlar vb. etmenlerden korur. Yani insanlara güvenli bir

şekilde araçlarını park etme olanağı sağlar.

75

ÇalıĢmanın Adı AKILLI KATLI OTOPARK SİSTEMİ

ÇalıĢmayı

Hazırlayan(lar)

DanıĢman Onayı

76

EK-2 IEEE Etik Kuralları IEEE Code of Ethics

IEEE Etik Kuralları

IEEE Code of

Ethics

IEEE üyeleri olarak bizler bütün dünya üzerinde teknolojilerimizin hayat

standartlarını etkilemesindeki önemin farkındayız. Mesleğimize karşı şahsi

sorumluluğumuzu kabul ederek, hizmet ettiğimiz toplumlara ve üyelerine en yüksek

etik ve mesleki davranışta bulunmayı söz verdiğimizi ve aşağıdaki etik kuralları

kabul ettiğimizi ifade ederiz.

1. Kamu güvenliği, sağlığı ve refahı ile uyumlu kararlar vermenin sorumluluğunu kabul etmek ve kamu veya çevreyi tehdit edebilecek faktörleri

derhal açıklamak; 2. Mümkün olabilecek çıkar çatışması, ister gerçekten var olması isterse sadece

algı olması, durumlarından kaçınmak. Çıkar çatışması olması durumunda, etkilenen taraflara durumu bildirmek;

3. Mevcut verilere dayalı tahminlerde ve fikir beyan etmelerde gerçekçi ve

dürüst olmak; 4. Her türlü rüşveti reddetmek;

5. Mütenasip uygulamalarını ve muhtemel sonuçlarını gözeterek teknoloji anlayışını geliştirmek;

6. Teknik yeterliliklerimizi sürdürmek ve geliştirmek, yeterli eğitim veya

tecrübe olması veya işin zorluk sınırları ifade edilmesi durumunda ancak başkaları için teknolojik sorumlulukları üstlenmek;

7. Teknik bir çalışma hakkında yansız bir eleştiri için uğraşmak, eleştiriyi kabul etmek ve eleştiriyi yapmak; hatları kabul etmek ve düzeltmek; diğer katkı sunanların emeklerini ifade etmek;

8. Bütün kişilere adilane davranmak; ırk, din, cinsiyet, yaş, milliyet, cinsi tercih, cinsiyet kimliği, veya cinsiyet ifadesi üzerinden ayırımcılık yapma durumuna

girişmemek; 9. Yanlış veya kötü amaçlı eylemler sonucu kimsenin yaralanması, mülklerinin

zarar görmesi, itibarlarının veya istihdamlarının zedelenmesi durumlarının

oluşmasından kaçınmak; 10. Meslektaşlara ve yardımcı personele mesleki gelişimlerinde yardımcı olmak

ve onları desteklemek.

IEEE Yönetim Kurulu tarafından Ağustos 1990‟da

onaylanmıştır.

77

EK-3 IEEE Code of Ethics

We, the members of the IEEE, in recognition of the importance of our technologies

inaffecting the quality of life throughout the world, and in accepting a personal obligationto our profession, its members and the communities we serve, do hereby

commitourselves to the highest ethical and professional conduct and agree:

1. toacceptresponsibility in makingengineeringdecisionsconsistentwiththesafety, healthandwelfare of thepublic,

andtodisclosepromptlyfactorsthatmightendangerthepublicortheenvironment; 2. toavoidrealorperceivedconflicts of interestwheneverpossible,

andtodisclosethemtoaffectedpartieswhenthey do exist; 3. to be honestandrealistic in statingclaimsorestimatesbased on availabledata; 4. torejectbribery in allitsforms;

5. toimprovetheunderstanding of technology, itsappropriateapplication, andpotentialconsequences;

6. tomaintainandimproveourtechnicalcompetenceandtoundertaketechnologicaltasksforothersonlyifqualifiedbytrainingorexperience, orafterfulldisclosure of pertinentlimitations;

7. toseek, accept, andofferhonestcriticism of technicalwork, toacknowledgeandcorrecterrors, andtocreditproperlythecontributions of others;

8. totreatfairlyallpersonsregardless of suchfactors as race, religion, gender, disability, age, ornationalorigin;

9. toavoidinjuringothers, theirproperty, reputation,

oremploymentbyfalseormliciousaction; 10. toassistcolleaguesandco-workers in theirprofessionaldevelopmentandtosupportthem

in followingthiscode of ethics.

Approvedbythe IEEE Board of Directors

August 1990

IEEE Code of Ethics

78

EK-4 ÖZ GEÇMĠġLER

4.1 Muhammet GÜLER

Muhammet GÜLER , 14.11.1993 tarihinde Kocaeli İzmit'te doğdu. İlköğrenimini

Köseköy Avni Akyol İlköğretim Okulunda tamamladı. Kartepe Anadolu Teknik

Lisesi'ni bitirdi. 2012 yılında Sakarya Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği

Bölümü'nü kazandı. Şuan bölümün de son sınıf öğrencisidir.

4.2 Uğur KABAÇALI

Uğur KABAÇALI , 10.02.1992 tarihinde Ankara Keçiören'de doğdu. İlköğrenimini

İstanbul Sultanbeyli'nde Mareşal Fevzi Çakmak İlköğretim Okulunda tamamladı.

75.Yıl Devlet Malzeme Ofisi Anadolu Teknik Lisesi'ni bitirdi. 2010 yılında Sakarya

Üniversitesi Bilişim Teknolojileri Öğretmenliği Bölümü'nü okumaya hak kazandı.

2012 yılında üniversite sınavlarına tekrar girerek Sakarya Üniversitesi Elektrik

Elektronik Mühendisliği Bölümü'nü kazandı. Şuan bölümün de son sınıf

öğrencisidir.

4.3 Emir KĠRAZLI

Emir KİRAZLI , 26.07.1993 tarihinde İstanbul Bakırköy'de doğdu. İlköğrenimini

İstanbul Kağıthanede Osman Faruk Verimer İlköğretim Okulunda tamamladı. Maçka

Akif Tuncel Anadolu Teknik Lisesi'ni bitirdi. 2012 yılında Sakarya Üniversitesi

Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü'nü kazandı. Şuan bölümün de son sınıf

öğrencisidir.