Kontrol Sistemleri İle Yeni Yaklaşımlar

KONTROL SİSTEMLERİ

 

Otomatik kontrol sistemleri ikinci dünya savaşı yıllarından sonra p-n teknolojisi ve transistörlerin de eşlik etmesiyle hızla gelişerek günümüze kadar neredeyse önemi üzerinde konuşulmasına ihtiyaç bırakmadan hemen her yere adapte edilerek birçok noktada kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle harp sistemlerinde ki öneminin anlaşılması bu alanda yapılan çalışmalara yatırımın artmasına neden olmuştur. Fabrikalarda hem üretimin artırılması hem de kalitenin iyileştirilmesi, uçak ve gemi sanayisinde yine üretim hızı ve kalite anlamında büyümesini sağlamıştır. Fabrikalarda otomatik robotlar kullanılmakta ve milimetrenin milyonda biri hassasiyetle çalışmalar yapılabilmektedir. Artık ameliyatlarda dahi bu hassasiyete sahip robotlar kullanılabilmektedir. Bu gelişmeler gösteriyor ki ilerleyen yıllarda çok az insan gücü kullanılarak üretimler yapılabilecektir.  Tabi bu durum elektroniğe ve programlamaya duyulan ihtiyacı arttıracaktır.

Kontrol diğer adıyla denetim elektrik-elektronik bölümlerinde önemli konuların başında gelir. Kontrol/denetim sistemleri gibi derslerin yanı sıra günümüzde artık kontrol mühendisliği, mekatronik mühendisliği gibi bölümlerin açılması bu alana olan ihtiyacı gözler önüne sermektedir.

Kontrol sistemleri, karmaşık ve büyük sistemlerin matematiksel düzlemde modellemelerinin veya analizlerinin yapılması ile yüksek teknolojik ürünlerin tasarlanmasının öğretimini amaçlamaktadır. Temel anlamda kontrol, ayarlamak, düzenlemek, yönetmek, kumanda etmek gibi anlamlara gelmektedir.

Bir sistem üzerinde kontrol mekanizması işletebilmek için yine sistem üzerinden çeşitli ölçümler alınması gerekebilir. Alınan bilgiler yorumlanarak ne şekilde yönetilmek ya da kumanda edilmek isteniyorsa o doğrultuda bir algoritma hazırlanıp işletilerek yapılmak istenen tasarımlar gerçekleştirilir. Harp sistemleri, cep telefonları, uzay teknolojileri, havalandırma sistemleri, sürücüsüz araçlar,  beyaz eşyalar, bilgisayarlar, iş makineleri,  uydular, otomobiller, otomatik pilot ile uçakların kontrolü, otomasyon sistemleri, büro makineleri gibi hayatımızın hemen her yerinde yer bulan milyonlarca aygıt kontrol sistemleri yöntem ve teknikleriyle kontrol edilmektedir. Örneğin, bir otomobilde bulunan sistemler, üzerindeki algılayıcılardan(sensörler) bilgi alıp kullanıcının faydasına olacak mekanizmaları kontrol edecektir. Yağmur yağdığında sensörler ile bunu hissedip sileceği otomatik olarak çalıştırması, hatta yağmurun hızlanmasını yine algılayıcı ile hissederek sileceğin hızını da aynı oranda artırması.  Kaza anında aracın darbe aldığını algılayarak hava yastıklarını açması ve kullanıcıyı mümkün olduğunca korumaya yönelik faydalar sağlaması. Farklı bir sensör ile havanın karardığını algılayarak otomatik olarak aracın farlarını çalıştırması. Buna benzer sadece otomobil üzerinde bile yüzlerce sensör ve kontrol mekanizması bulunmaktadır. Buzdolapları, fırınlar, klimalar ısı sensörleri ile sıcaklığı sürekli olarak kontrol edip mikroişlemciye bunu bildirmekte ve mikroişlemci de ona göre hareket etmektedir. Örnekler çoğaltılabilir. Sensörlerden alınan bilgi merkezi işlem birimi denilen mikroişlemci ile işlenerek dış dünyaya aktarılır. Yani denetim mekanizmasının işleyişi bu şekildedir. Özet olarak kontrol sistemlerine genel hatlarıyla bakılacak olursa üç ana yapıdan bahsedilebilir. Aşağıda şekil 10’da blok şeması görülen yapı bütün bu sistemlerin temelini oluşturmaktadır.

Şekil 1
Şekil 1

Hayatımızda büyük bir yere sahip olan bilgisayarlar, mikroişlemcileri anlama noktasında en belirgin örneklerdir. Bilgisayarın kasası mikroişlemciye(Merkezi İşlem Birimi) benzetilirse, algılayıcı olarakta giriş birimleri kullanılır. Bunlar ise klavye, mause, mikrofon, kamera vb. ünitelerdir ve mikroişlemciye hep bilgi girişi yapan aygıtlardır. Her biri birer algılayıcıdır(sensör). Çıkış üniteleri olarak ise monitör, printer(yazıcı), hoparlör sıralanabilir.

Sensörler, insanların etrafında olup bitenleri duyu organlarıyla hissettikleri gibi çevresel uyarıları algılayan devre elemanlarıdır. Teknoloji geliştikçe sensörlerin de çeşitliliği artmaktadır. Işık şiddeti, sıcaklık, nem, ivme, hız, ses, mesafe, kuvvet, basınç, ağırlık gibi etkenlerde olan değişimleri algılayarak çıkış uçlarından elektriksel potansiyel oluşturarak kullanmamıza imkân sağlar. Her sensörün farklı çalışma şekilleri olabilir. Kullanılacak sensör hakkında ki bilgilere, sensörü üreten firmaların sitelerinde bulunan datasheetlerden(katalog bilgilerinden) ulaşılabilir.

Merkezi İşlem Birimi, sensörlerden gelen bilgileri değerlendirerek yük denilen çıkış aygıtlarını istenilen amaç doğrultusunda kontrol ederek denetimini sağlar.

Yük ise genel anlamda çıkış aygıtlarını temsilen kullanılan teknik bir ifadedir. Örnek olarak motor, ısıtıcı, aydınlatıcı, robot kollarda kullanılan servo motor verilebilir.

Merkezi İşlem Birimi, sensörlerden bilgiyi dijital veya analog olarak alabilir. Diğer bir ifadeyle sensörler dijital veya analog çıkış verebilecek şekillerde üretilmişlerdir(özel tasarımlar yapılarak seri haberleşme yolu ile kullanılabilecek sensörler müstesna). Aynı şekilde yük olarak kullanılan çıkış aygıtları da dijital veya analog sinyal ile kontrolü sağlanır. Bu sebeplerden mikrodenetleyicilerde dijital ve analog sinyal girişleri ve çıkışları bulunur. Sensör; analog sinyal üretiyorsa mikrodenetleyicinin analog sinyal girişinden sensör bilgisi alınır, dijital çıkış üretiyorsa mikrodenetleyicinin dijital girişleri kullanılır. Yük kontrolü; analog sinyal ile sağlanacaksa PWM(Pulse Width Modülation) adı verilen mikrodenetleyici çıkışı kullanılır, dijital olarak kontrol edilecekse dijital çıkışlar kullanılır.

Not: Mikrodenetleyicilerde(Arduino dâhil) dijital olarak adlandırılan pinler vardır ve bunlar programın başında giriş ya da çıkış ne şekilde kullanılacaksa ona göre yönlendirilir. Fakat analog pinler giriş/çıkış olarak yönlendirilemezler. Analog giriş pinleri ve analog çıkış(PWM) pinleri ayrıdır.

Kontrol Sistemleri İle Yeni Yaklaşımlar” için 3 yorum

  • 18/12/2015 tarihinde, saat 09:15
    Permalink

    Çok beğendim ama eksitleri var düzeltilmesi lazım.

    Yanıtla
  • 18/12/2015 tarihinde, saat 09:17
    Permalink

    Hocam Bu Konuda Bir Numarasınız Sizi Tebrik Ediyorum Başarıların Devamını Diliyorum…

    Yanıtla

Bir Cevap Yazın

%d blogcu bunu beğendi: