BLP 4114 GML SSTEMLER Dr Asl Ergn 1

BLP 4114 GÖMÜLÜ SİSTEMLER Dr. Aslı Ergün 1 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Işık İnsan gözü, dalga boyu 380 nanometreden 780 nanometreye kadar olan elektromanyetik dalgaları ışık olarak algılar. Gözün en yüksek duyarlılığı yeşil ile sarı renkleri arasındadır. Ultraviyole (mor ötesi), ve enfraruj (kızıl ötesi) Işınlar ise insan gözü tarafından algılanamaz. 2 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Optik Sensörler • Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik sensörler(algılayıcılar)denir. Optik sensörler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel işaretlere dönüştürürler. 3 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

LDR(Fotodirenç, Light Dependent Resistance) • Işıkta az direnç, karanlıkta yüksek direnç gösteren devre elemanlarına LDR denir. Aydınlıkta LDR'lerin üzerinden geçen akım artar, karanlıkta ise azalır. • LDR'ler, Cd. S (kadmiyum sülfür), Cd. Se (kadmiyum selinür), selenyum, germanyum ve silisyum vb. gibi ışığa karşı çok duyarlı maddelerden üretilmektedir. • LDR yapımında kullanılan madde, algılayıcının hassasiyetini ve algılama süresini belirlemekte, oluşturulan yarı iletken tabakanın şekli de algılayıcının duyarlılığını etkilemektedir. LDR'ye gelen ışığın odaklaþmasını sağlamak için üst kısım cam ya da şeffaf plastikle kaplanmaktadır. 4 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

LDR 5 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

LDR yapısı ve sembolleri • Kadmiyum Sülfit maddesi, uygulanan ışık ile direnç değiştirir ve direnç değeri düşer. • Karanlıkta (Işık yok iken), Kadmiyum Sülfit yüksek direnç gösterir . 11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 6

LDR • LDR'ler, endüstriyel kumanda sistemlerinde, otomatik gece lambalarında, dijital sayıcılarda, brülörlerde, kanın renk yoğunluğunu belirleyen tıbbî cihazlarda, flaşlı fotoğraf makinelerinde, hareket dedektörlerinde, zil butonlarında vb. kullanılırlar. 7 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Fotodiyotlar (Photodiode, Işığa Duyarlı Diyot) • Normal diyotlar, doğru polarma edildiklerinde (Anota +, Katoda - uygulandığında), üzerlerindeki gerilim yaklaşık 0, 7 V’ tu geçtiği zaman iletime geçerler. Foto Diyotlar, ters gerilim altında (Anota -, Katoda + verildiğinde), üzerlerine uygulanan ışık iletime geçen diyotlardır. Fotodiyot, üzerine düşen ışıkla orantılı olarak gerilim üretir. Ancak bu özelliği yerine genellikle uygulamada ters polarite de beslenir ve sızıntı akımının ışıkla orantılı değişmesi özelliğinden yararlanılır. Işığın girebilmesi için katot bölgesine açılan şeffaf bir pencere bulunmaktadır. Fotodiyot, tıkama yönünde (ters yönde) devreye bağlanır. Karanlıkta tıkama yönünde 1 mikroamper civarında, küçük değerli bir akım akar. Fotodiyotun katot kısmına ışık düşürülünce, tıkama yönündeki akım ışıkla orantılı olarak artar. İdeal olarak karanlıkta açık devre ve aydınlıkta kısa devre gibi kabul edilebilir. 8 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 9

FOTO DİYOTLAR • Foto diyotlar da bir tip optik sensördür. • Diyot tek yönlü akım geçiren elemandır. • Foto diyot ise ışığın etkisi ile tek yönlü akım geçişini sağlar. • Işığın girebilmesi için katot bölgesine açılan şeffaf bir pencere bulunmaktadır. • Diyot üzerindeki cam pencereden uygulanan ışık, diyotun iletime geçmesini sağlar. 10 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 10

Fotodiyotlar • Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak katot ucundan anot ucuna doğru akım geçirir. • Foto diyotun cevap zamanı, foto dirençten daha hızlıdır. Dolayısıyla, foto diyotlar ışık değişimleri hızlı olan yüksek frekanslı uygulamalarda kullanılır. 11 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Fotodiyotlar • Fotodiyodlarda mercekli kısma gelen ışığa göre katotdan anota doğru akan düşük değerli akım değişir. Geçen akım, ışığın şiddetine bağlı olarak 100 m. A-150 m. A, gerilim ise 0, 14 -0, 15 V arasında değişmekte olup çok küçüktür. • Fotodiyotların çalışma hızı son derece yüksektir (yaklaşık 1 ns ile 0, 2 ms). Bu hızlı davranışları ve boyutlarının küçük olması sayesinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanılmaktadırlar. • Bu elemanlar, hem bir gerilim üreteci hem de ışık algılayıcı olarak kullanılabilir. • Fotodiyodlar enfraruj ışınlara karşı da duyarlıdır. Bunu sağlamak için, diyodun gövdesindeki alıcı kısmın merceği renkli cam ya da plastikten yapılarak normal ışınların etkide bulunması önlenir. 12 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

FOTO DİYOTLAR • Fotodiyotlar, pozometrelerde, hırsız alarm sistemlerinde, tv, müzik seti vs uzaktan kumanda aletlerinde otomatik açılır kapanır kapı sistemlerinde, otomatik çalışan gece lambalarında ışık algılayıcısı olarak , ışık kontrollü devrelerde, alarm devrelerinde , elektronik flaşlarda ışık ölçüm cihazlarında, transistör ve tristör tetiklemelerinde ve sayıcı devrelerinde kullanılırlar. 13 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 13

LDR ve Fotodiyot arasındaki farklar: • LDR=Işığa göre değişen dirençtir genellikle aydınlık sensörlerinde, sokak lambalarında kullanılır, ışığa göre elektrik üretmez. • FOTODİYOT= Fotodiyot, üzerine düşen ışıkla orantılı voltaj üretir. Genellikle uygulamada ters polarite de beslenir ve sızıntı akımının ışıkla orantılı değişmesi sağlanır. Hırsız alarm sistemlerinde, tv, müzik seti gibi uzaktan kumanda aletlerinde, otomatik açılır kapanır kapı sistemlerinde, otomatik çalışan gece lambalarında ışık algılayıcısı olarak kullanılır. 14 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Arduino ve LDR int led. Pin = 3; int photocell. Input = 0; void setup() { pin. Mode(led. Pin, OUTPUT); } void loop() { photocell. Input = (analog. Read(0)/4); // Divides input 0 -1023 to resemble to 0 -255 analog. Write(led. Pin, photocell. Input); // The delay can be change to get the desired dimming effect delay(20); } 15 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Fototransistörler (Photo Tr) Beyaz ucuna ışık düştüğünde C-E arasından akım geçişini sağlayan elemanlardır. Işık enerjisi (foton) gelebilmesi için beyaz ucunun bulunduðu kısma mercek şeklinde cam yerleştirilmiştir. Fotodiyodlardan farklı olarak ışıkla üretilen akımı yükseltme yaparlar. Bu özellikleri sayesinde fotodiyodlardan çok üstündürler. 16 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Fototransistörler (Photo Tr) • Bu elemanlar, TV, video, müzik seti, klima gibi cihazların uzaktan kumanda devrelerinde, • gün ışığına duyarlı olarak çeşitli aygıtların ve alarm sistemlerinin çalıştırılmasında vb. • kullanılmaktadır. 17 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

FOTO TRANSİSTÖR • Foto transistörler de elektrik akımını ışık ile kontrol eden elemanlardır. • Foto diyotlara göre daha yüksek akımları iletebilirler. • Foto transistörlerde merceğe gelen ışık arttıkça, Emiter-Kollektör arası geçebilecek akım da artar. • Foto transistörlerde mercek beyz ucunun görevini görür. • Tepki süresi, Işığa Bağımlı Direnç (LDR)’ den hızlıdır ve iyidir. Foto Diyot ile karşılaştırıldığında, Foto Diyot’un tepki süresinin ve hızının daha iyi olduğu görülür. • Foto Transistörün, PNP ve NPN olan tipleri mevcuttur. 18 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 18

Fotopiller (Solar Cell, Fotosel, Güneş Pili, Photo Voltaic Cell) • Güneş enerjisini (gün ışığını) elektrik enerjisine dönüştüren elemanlara fotopil denir. 19 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

• Fotopillerin yapısı ve çalışması şöyledir: • Foton absorblanmasıyla (emilmesiyle) oluşan yük taşıyıcılar çoğunlukta oldukları bölgelere sürüklenirler. Birleşim yüzeyinden I akımı geçer ve N tipi madde eksi (-), P tipi madde ise artı (+) yüklenmiş olur. I akımı, birleşim yüzeyinin ileri yönde kutuplaşmasına ve birleşimin gerilim settinin alçalmasýna neden olur. Dış devre açık ise 11/25/2020 (alıcı yoksa) P� den N� ye akım geçer ve Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 20

Fotopilin Çalışması 11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 21

Güneş Pilinin Yapısı 11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 22

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 23

Fotopil Kullanım Alanları 11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 24

Infrared Sensörler (IR) 25 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

IR Sensör • Bir cismin uzaklığını ölçmek için kızılötesi dalga boyunu kullanan sensörlere infrared (IR) sensör denir. • Lens aracılığı ile IR LED tarafından ışık yayılır. • Cisimden yansıyan ışık, ikinci bir lens aracılığıyla konuma duyarlı foto algılayıcı tarafından alınır. • Foto algılayıcının iletkenliği ışığın geldiği konuma göre değişir. İletkenliğe bağlı olarak bir gerilim üretilir. • Bu gerilim değerine göre uzaklık hesaplanır 26 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Kızıl Ötesi LED(verici) 11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 27

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 28

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 29

Kızıl ötesi LED(alıcı) 11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 30

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 31

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 32

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 33

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 34

Sharp IR Sensör 35 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

36 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

• Arduino /* Analog. Read. Serial Reads an analog input on pin 0, prints the result to the serial monitor. Attach the center pin of a potentiometer to pin A 0, and the outside pins to +5 V and ground. This example code is in the public domain. */ // the setup routine runs once when you press reset: void setup() { // initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial. begin(9600); } // the loop routine runs over and over again forever: void loop() { // read the input on analog pin 0: int sensor. Value = analog. Read(A 0); // print out the value you read: Serial. println(sensor. Value); delay(1); // delay in between reads for stability } 37 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

IR Sensör ile Ses Sensörü Kontrolü 38 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Alev sensörü • Alev sensörü yangın algılamalarında sıkça kullanılan sensörlerdir. Ayrıca yangın söndüren robotlarda da kullanılmaktadır. • Alev sensörü 760 nm ~ 1100 nm ışık IR dalga boyuna duyarlıdır. • Analog çıkış (A 0): Isı direnci Gerçek zamanlı çıkış voltajı sinyalidir 39 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

const int sensor. Min = 0; // sensor minimum const int sensor. Max = 1024; // sensor maximum void setup() { // initialize serial communication @ 9600 baud: Serial. begin(9600); } void loop() { // read the sensor on analog A 0: int sensor. Reading = analog. Read(A 0); // map the sensor range (four options): int range = map(sensor. Reading, sensor. Min, sensor. Max, 0, 3); // range value: switch (range) { case 0: // A fire closer than 1. 5 feet away. Serial. println("** Close Fire **"); break; case 1: // A fire between 1 -3 feet away. Serial. println("** Distant Fire **"); break; case 2: // No fire detected. Serial. println("No Fire"); break; 40 } Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

PIR (Passive Infrared sensor) Sensör • PIR sensörler görüş alanlarındaki insanların ve sıcak kanlı canlıların yaydıkları IR ışıkları algılayabilen sensörlerdir. Ortama yayılan ve nesnelerden yansıyan kızılötesi ışınları algılayarak elektriksel sinyale çevirirler. Genellikle hareket sensörü olarak kullanılırlar. ( hırsız alarmları, otomatik aydınlatma üniteleri gibi yerlerde). • Algılayıcı ısı veya kızılötesi ışına maruz kaldığında elektrik yüklü yüzey oluşturan kristalimsi bir maddeden yapılmıştır. Kızılötesi ışınların çarpma miktarı değiştikçe oluşan elektriksel yük miktarı da değişir ve bu yük algılayıcının içinde ölçülebilir. 41 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 42

11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 43

PIR • 3. 3 ile 5 V arası çalışmaktadır. Sensör yaklaşık 3 -5 metre arası aktif haldedir. Hareket algıladığı an DATA çıkışını HIGH yapmaktadır. Yaklaşık 15 sn HIGH’ta bulunmaktadır. Daha sonra sabit değere yani LOW’a geri dönmektedir. 44 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

PIR Sensörü Kullanımı int pir. Pin = 3; // PIR pin int led. Pin = 4; // LED pin int deger = 0; void setup() { pin. Mode(pir. Pin, INPUT); // PIR Pin'i giriş yapılıyor pin. Mode(led. Pin, OUTPUT); // LED Pin'i çıkış yapılıyor Serial. begin(9600); //Serial Porttan veri göndermek için baundrate ayarlanıyor. } void loop(){ deger = digital. Read(pir. Pin); // Dijital pin okunuyor Serial. println(deger); // Okunan değer seri porttan okunuyor. if (deger == HIGH) { digital. Write(led. Pin, HIGH); // Eğer okunan değer 1 ise LED yakılıyor. } else{ digital. Write(led. Pin, LOW); // Eğer okunan değer 0 ise LED söndürülüyor. } } 45 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Renk Sensor TCS 230 46 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

• https: //github. com/Alexey. Krasikov/Main/tr ee/master/TCS 3200 • http: //www. dfrobot. com/wiki/index. php? tit le=TCS 3200_Color_Sensor_(SKU: SEN 0101) 47 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr

Optik Bağlayıcılar (Opto Coupler, Opto Isolator) 11/25/2020 Dokuz Eylül Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi – DEUZEM – http: //deuzem. deu. edu. tr 48