Potansiyometre Kullanımı

Potansiyometre ortaokul 6.sınıfta fen bilgisi dersinde gördüğümüz sürgülü reosta yani ayarlı direnç olarakta bilinen bir devre elamanıdır. Orta bacaktan çıkış gerilimi alınır. İç yapısında bulunan direnç malzemesi ayarlanarak istenilen seviyeye getirilir ve  bu sayede orta bacaktan istenilen voltaj seviyesi elde edilir.

A Bacağı: +5V
B Bacağı: GND
C Bacağı ise kullanılacak(kontrol edilecek) diğer devre elemanına bağlanır.

C Bacağından 0-1023 değerleri analog sinyalleri olarak elde edilir. 0-1023 daha öncede söylediğimiz gibi arduino üzerindeki 10 bitlik adc elmanı kullanıldığından ve dolayısı ile 1024 farklı ikili sayı kodlanabildiğinden bu değerler arasında değerler görünürki bunların voltaj değeri karşılığı hesaplanarak tespit edilir.

Aralık değerleri Volt cinsinden elde edilir, eğer miliVolt olarak kullanılacak olursa bu 1000 ile çarpılarak dönüşümü yapılır.

Örnek Kullanım Kodları

const int pot(A0);
int gelendeger;
float vson;
float mvson;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);

}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  gelendeger=analogRead(pot);
  Serial.print("Deger=");
  Serial.println(gelendeger);
  vson= (gelendeger/1023.0)*5;
  Serial.print("Volt=");
  Serial.println(vson);
  mvson= (gelendeger/1023.0)*5*1000;
  Serial.print("mVolt=");
  Serial.println(mvson);
  delay(750);

}

LM35 Sıcaklık Sensörü

LM35 Sıcaklık Sensörü bağlantı uçları:

Sıcaklık sensörünün bacaklarının doğru bağlanabilmesi için yazılı yüzünün bize bakması önemlidir buna göre

en soldaki bacak Vcc  = +5V
ortadaki bacak     Out  = Analog Çıkış Bacağı A0, A1, A2 hangisini isterseniz
en sağdaki bacak GND= Arduino üzerindeki GND pinlerinden birine bağlanır.

Çalışma Prensibi: Ortamın sıcaklığını doğrudan ölçmediğimizi bilmemiz gerekiyor. Bu ne demek lm35 üzerinden doğru bağlantıları yaptığımızda çıkış ucunda 0-1023 arasında değerler elde ediyoruz sebebi arduino üzerinde 10 bitlik adc kullanılmış olmasıdır. İşte tamda bu noktada lm35 i üreten firmanın bu elaman için yayınladığı değerlere ihtiyacımız var bunlara datasheet deniliyor. Demekki elimizdeki lm35 sensörünün üreticisini bilmemiz gerekiyor  bilemez isek ne olacak ortalama birbiri ile aynı olabileceğini düşünerek bulduğumuz bir lm35 datasheetine göre hareket edebiliriz. Genelde lm5 ler 1 santigrat derece için 10mV çıkış verirler yani biz Vcc bacağından giriş gönderdiğimizde lm35 içerisinden ortamın sıcaklığına göre çıkış bacağından her 1 santigrat derece için 10mVolt çıkışa izin verilir. 

Arduinomuzda 10bitlik adc den  0-1023 değeri aralığında çıkış aldığımız için önce bu dönüşümlerini yapmalıyız.

Örneğin lm35 out dan 45 değeri okunuyorsa bu değeri 1023 bölmeliyiz ve 5Volt ile çarpmalıyız ki kaç voltluk çıkış verdiğini bulalım.

 

5volt nereden geliyor çünkü Anolog girişimizden 5volt girişi yaptık ve çıkış sinyalimize düşen gerilimi hesapladık. Örnek değerimizi yani 45 değerini yerine koyarsak.

çıkan değeri lm35 için milivolta dönüştürürsek bu değerin kaç santigrat dereceye karşılık geldiğini hesaplayabiliriz. Çünkü lm35 10 milivoltta 1 santigrat dereceyi işaret ediyordu.

1mV = 0,001Volt olduğuna göre

0,439882x1000 = 439,882mV eder bunuda 10 a bölersek 43,9 santigrat derece hesaplarız. İşte bu yapılan matematiksel işlemleri arduino kodumuz içerisinde de yazdığımızda ve gelen verileri işleyip parametreleri uyguladığımızda santigrat karşılığını elde edebiliriz.

Bu bilgiler olmadan ezbere yapılan her proje havada kalır önemli olan neyin nereden geldiğini araştırmak, bulmak ve öğrenmektedir. Sevgi ve saygılarımla...

Değerleri ve parametreleri kullanarak oluşturduğum kod aşağıdadır.

const int lm35_out=A0; // Buraya Analog pinlerden hangisine bağlarsanız onu tanımlarsınız.A0,A1...

int lm35_sonuc; // A0 a ulaşan değerleri toplayacağımız bir değişken tanımlıyoruz....

float voltajout; // A0 daki değeri voltaj karşılığını tutacağımız değişken...

float derece; // Parametreleri hesapladıktan sonra dereceyi tutacağımız değişken...

void setup()

{

Serial.begin(9600);

}

void loop()

{

lm35_sonuc=analogRead(lm35_out)//prob olarak tanımladığımız A0 pinimizden gelen değerleri alıyoruz.

Serial.print("lm35 out degeri=");

Serial.println(lm35_sonuc);

voltajout=(lm35_sonuc/1023.0)*5000 ;

Serial.print("lm35 voltaj degeri=");

Serial.println(voltajout);
derece= volajout / 10.0 ;

Serial.print("ölçülen sıcaklık degeri=");
Serial.println(derece);

delay(500);

}

Toprak Nem Sensörü

Toprak Nem Sensörünün Kullanımı ve Bağlantısı

Sensör Devresi ve Sensör Probu arasındaki + ve - kutuplarının yönü farketmemektedir. Dilediğiniz gibi bağlayabilirsiniz.

Sensör Devresi üzerindeki pinlerin bağlantısı:

VCC = +5V

GND= GND

D0= Dijital Pin

A0= Analog Pin

Çalışma Prensibi: Prob üzerindeki uçlar arasında oluşan iletkenliğin şiddetini ölmeye dayalı bir mantığa sahiptir. İki sivri uç arasında iletkenliğin arttığı bir ortamda iletkenlik değeri yükselir. İletkenliğin hiç olmadığı yada boşlukta maksimum 1023 değeri ölçülür (Bu değer anolog pinlerde 0-1023 aralığında gelir sebebi arduino üzerinde 10 bit adc(analog - dijital dönüştürücü) kullanılmıştır, ayrıntılı bilgiye başka bir yazımda yer vereceğim). İletkenliği artıran bir sıvıda yada, ıslak bir ortamda bu değerden aşağıya doğru değerler ölçülür ki bu değer hiç bir zaman sıfır (0) olarak ölçülemez öyle olması için iki ucun birbirine değdirilmesi yani kısa devre yapılması gerekir.

Sensör Devresi üzerinde bir adet potansiyometre ve iki adet smd led bulunur. Ledlerden birisi devrenin aktif olduğunu belirtirken diğer led potansiyometreye yapılan ayara göre aktif olur. Potansiyometre üzerinden iletkenlik eşik değerini değiştirebiliyoruz yani led lambayı atıyorum 800 değerinin altında yanmasını ayarlayabiliyor bu sayede görsel olarakta problar arasındaki iletkenlik değerinin 800 altında olduğunu aktif olan bu ledden anlayabiliyoruz. Potansiyometre üzerinden bu ayar yapılarak istenilen seviyede led yakılıp söndürülebilir.

Toprak Nem Sensörü için arduinoda bir kütüphaneye ihtiyaç duyulmamaktadır. Çok basit bir yapıda bağlantısı yapılarak kodlar arasında kullanılır. Genellikle A0 analog pin üzerinden kullanılır. Dijital pinlere de bağlantısı D0 üzerinden yapılır.

En sık kullanılan proje sulama projeleridir. Toprağın nem seviyesini gözlemleriniz ile tespit edebildiğiniz sürece bu sensör ile gözlemlediğiniz toprağın iletkenlik eşiğini baz alır bu değerin üzerinde olan seviyelerde bir sulama motorunu açıp kapatabilirsiniz. Örnekler çoğaltılabilir genellikle birlikte çalıştığım çocuk ve genç öğrencilerim bu projeden çok keyif alıyorlar. 

const int prob=A0; // Buraya Analog pinlerden hangisine bağlarsanız onu tanımlarsınız.A0,A1...

int sonuc; // A0 a ulaşan değerleri toplayacağımız bir değişken tanımlıyoruz....

void setup()

{

Serial.begin(9600);

}

void loop()

{

sonuc=analogRead(prob)//prob olarak tanımladığımız A0 pinimizden gelen değerleri alıyoruz.

Serial.print("iletkenlik degeri=");

Serial.println(sonuc);

delay(500);

}

Hc-Sr04 Mesafe Sensörü ve 29.1 ?

Hc-Sr04 Mesafe Sensörü ve Bağlantı Uçları

Arduino projelerimizde sıkça kullanılan sensörlerin başında olan ultrasonik mesafe sensöründen bahsedeceğim. Bu sensör yarasaları taklit eden bir yapıya sahiptir. Sensörün üzerinde bulunan bir adet hoparlör ve bir adet mikrofon sayesinde karşıda bir engel olup olmadığını algılamanın yanında ne kadar uzaklıkta bir cisim olduğunu da hesaplayabilmekteyiz. Aşağıdaki görselden de anlaşılacağı üzere hoparlörden çıkan yüksek frekanstaki ses bir engele çarpıp yankısının tekrar geri dönmesi sonucu mikrofona ulaştığı an engel ve mesafe hakkında veriler oluşturulmaktadır.

Trigger bağlı olduğu ardunio Output (Çıkış) pininden Sinyal değerini  Lojik 1 (açık) olarak işaretlendiğinde sensörün hoparlöründen ultrasonic ses dalgaları yayıyor, bu ses dalgaları bir cisme çarpıp  geri döndüğünden dönen ses dalgaları sensörün mikrofon tarafından algılandığında Echo  pininden arduino üzerinde bağlı olan Input (Giriş)  dijital pine Lojik 1 (açık) değerini aktarıyor ve bu sayede sensör önünde bulunan nesneleri en az 2cm en fazla 4m den algılayabilmektedir. Arduino açık  bağlantı şeması aşağıdaki gibi yapılır.

Gelelim ölçümü nasıl hesapladığına: Öncelikle 29.1 değeri nedir nereden geliyoru anlamamız gerekir. Bu sensörün çalışma prensibi yazımın başında da belirttiğim gibi yarasalardan ilham alınarak yapılmıştır. Hoparlörden çıkan ultrasonic ses dalgaları cisme kadar gidip çarpar ve mikrofon alıcısına kadar gittiği yolu tekrar dönerek ulaşır. Burası önemli mesafe hesaplanırken yolun sadece gidiş yada dönüş kısmı hesaplanmalıdır dolayısı ile giden ve gelen ses dalgasının süresi mesafeyi iki kez hesaplanmaması için geçen süre ikiye bölünmelidir.

Buraya kadar tamamdır umarım ancak 29.1 hala açıklığa kavuşmadı dediğinizi duyar gibiyim işte şimdi bu değerin geldiği yeri açıklıyorum. Ses dalgası sıfır santigrat derecede 331 metre/saniye yol almaktadır, bu bir fizik kuralıdır ayrıca normal oda sıcaklığının 20 santigrat derece kabul edildiğinide hatırlarsak bu değeri ispatlamaya başlayalım.

Ses dalgasının hızı bulunulan konumun sıcaklığına bağlı olarak değişkenlik gösterdiğinden sıcaklık faktörünü dikkate alan şu formülü kullanarak bu değere ulaşmaya çalışalım.

T (Bulunulan ortamın sıcaklığı) değerine bağlı olarak ses dalgası saniyede kaç metre yol alıyor hesaplanıyor. Oda sıcaklığı 20 santigrat derece alarak yerine koyarsak.

Bizim ardunio da sensör üzerinden bu değerin hesabında mikro saniye ve cm cinsinden hesaplıyoruz ve ayrıca zaman / uzunluk oranı yapılırken, ispat formülünde bulunan sonuç metre ve sn cinsinden olması ve ayrıca oranın uzunluk / zaman olduğuna dikkat ediniz.

Metreden santimetreye ve saniyeden mikrosaniye dönüşüm yapmak istersek dönüşüm birimleri 

1 metre = 100cm

1 sn = 1 000 000 MikroSaniye olduğuna göre bu oran ile çarparsak

Burada dikkat ederseniz uzunluk / zaman oranı var bizim arduinodaki oranımız zaman / uzunluk bu orana dönüştürmek için sonucu ters çevirme işlemini 1 / 0.3429102606 yapıyoruz.

gördüğünüz gibi 29.1 değerinin 20 santigrat dereceli ortamda kullanıldığını ispatlamış olduk. Sorulması gereken şu olmalı peki ölçüm yapılan ortamın sıcaklığı 30 santigrat derece olursa ne olur?

Elbette hatalı bir ölçüm yapmış oluruz. Ortamın sıcaklığına göre davranan bir yapı kurmamız ve bu sıcaklığı tespit ettikten sonra yukarda gördüğünüz hesaplamaları arduino programında hesaplatmalısınız böylece gerçek ölçüm sonucuna ulaşabilirsiniz.