içindekiler - Elektrik.gen.TR

İÇİNDEKİLER
Lisans Bitirme Projesi Onay Formu
Önsöz
İçindekiler
Özet
Semboller ve Kısaltmalar
vi
viii
viiii
1. GİRİŞ
1
iii
v
1.1. Rüzgâr Enerjisinin Tarihsel Gelişimi
1
1.2. Rüzgâr Enerjisinin Teknolojik Gelişmeleri
1
1.2.1. Dünyanın Enerji İhtiyacı
2
1.3. Neden Rüzgâr Enerjisi, Avantajları ve Dezavantajları
3
1.4. Rüzgâr Enerjisinin Analitik İfadesi
4
2. TEORİK ALTYAPI
4
2.1. Alçaltıcı (Buck) Çevirici
4
2.2. Denetleyici
5
2.3. Evirici
5
2.4. Rüzgârdan Elektrik Enerjisi Elde Edilmesi
7
3. TASARIM
8
3.1. Alçaltıcı ( Buck ) DA - DA Çeviricinin Tasarımı ve Malzeme Seçimi
8
3.2. Denetleyici Tasarımı ve Programlanması
9
3.3. Rüzgârdan Elektrik Enerjisinin Elde Edilmesi
11
3.4. Sistemin Gerçekleştirilmesi ve Kurulması
11
4. BENZETİM ÇALIŞMALARI
12
4.1. Alçaltıcı (Buck) DA–DA Çeviricinin MATLAB/Simulink Benzetimseli 12
4.2. Alçaltıcı (Buck) Çeviri Devresinin Bilgisayar Ortamında Simülasyonu
13
4.3. Alçaltıcı (Buck) Çeviri Devresinin Kontrol Elemanıyla Benzetimi
15
4.4. Evirici Devresinin MATLAB/Simulink Simülasyonu
16
5. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
17
vi
5.1. Evirici
17
5.2.Alçaltıcı Doğru Akım Çevirici
18
5.3. DA Çevirici ve Evirici Yükte Deneysel Çalışmalar
20
6. SONUÇLAR
23
7. DEĞERLENDİRME
24
KAYNAKLAR
25
EKLER
26
EK.1 Yıllara göre motor çapı ve rüzgar türbinin gerilimi
26
EK.2 Maliyet Tablosu
27
EK.3 Mikroişlemci Program Kodları
29
EK.4 Çalışma Takvimi
32
EK.5 Standartlar ve Kısıtlar Formu
33
ÖZGEÇMİŞ
35
vii
ÖZET
Rüzgârdan elektrik enerjisi üretimi gelişen dünya ekonomisi artan nüfus ve enerji
ihtiyacı nedeniyle oldukça önemli bir hale gelmiştir. Ayrıca doğaya zarar vermemesi ve
çeşitli yerlerde kolaylıkla kullanımı tercih sebeplerinden biridir.
Sistemimizde generatörden endüklenen enerji bir doğrultucu devreden geçirip
doğrulttuktan sonra alçaltıcı devremizin girişine veriyoruz. Buradan mikroişlemci
yardımıyla devremizin kontrolü sağlanırken aynı zamanda istediğimiz çıkış oranını
hatayı azaltarak elde etmiş oluyoruz. En son olarak da evirici devremizin yardımıyla
alternatif gerilim elde etmiş oluyoruz.
Tasarımı
sırasında
devre
elemanlarını
belirlediğimiz
değerleriyle
gerekli
simülasyonları MATLAB/Simulink yardımıyla gerçekleştirdik. Aynı zamanda diğer
yardımcı benzetim programlarıyla yaptığımız simülasyonları pekiştirdik. Kontrol
elemanıyla benzetimini yaptık.
Son aşama olarak devre elemanlarımızın ayrı ayrı ve birleşik olarak çalışmasını
gözlemleyip sonuçları değerlendirdik.
viii
SEMBOLLER ve KISALTMALAR
𝑷𝒘 : Rüzgârdan elde edilecek güç
𝝆
: Hava yoğunluğu
𝒗
: Rüzgâr hızı
𝑨
: Türbinin yere olan dikey alanı
𝑷𝒘𝒕 : Türbinin gücü
𝑪𝒑 : Sabit
e : İndüklenen gerilim [V]
∅ ∶ 𝑀𝑎𝑛𝑦𝑒𝑡𝑖𝑘𝑎𝑘𝚤[𝑊𝑏]
P : Genaratör çıkış gücü [Watt]
M : Milin Momenti [Nm]
w : Milin açısal hızı [rad/sn]
İ𝐞 : Endüvi akımı [A]
𝑽𝒐 : Çıkış gerilimi
D: Doluluk oranı
𝑻𝒔 : Kare dalganın periyodu
viiii
1.GİRİŞ
1.1. Rüzgâr Enerjisinin Tarihsel Gelişimi
Rüzgâr enerjisi, dünyada gittikçe önem kazanan yenilenebilir bir enerji
kaynağıdır. Rüzgâr enerjisinin oluşturduğu bu yeni pazar yeni istihdam alanlarının
oluşmasını sağlamıştır. Bu gelişen önemli temiz enerji pazarı özellikle biz elektrik
mühendislerinin bu alanda rüzgâr enerjisini daha iyi anlamaya, araştırmaya,
geliştirme ve güç sistemlerine uygulamaya itmiştir. Petrol ve doğalgazın pahalı
olması, nükleer enerjisinin riskli olması nedeniyle dünyada yenilenebilir enerji
kaynaklarının kullanılmasına ve yaygınlaştırılmasına itmiştir [1].
İlk olarak rüzgâr türbinlerinden elektrik üretimi 20. yüzyıl başlarına
dayanmaktadır ve 20 yüzyılın sonlarına doğru bu teknoloji adım adım geliştirilip
önem kazanmıştır [2].
1.2. Rüzgâr Enerjisinin Teknolojik Gelişmeleri
Çok hızlı bir şekilde gelişen rüzgâr enerjisi teknolojisi, 1989’un sonlarında
300kW gücünde, rotor çapı 30m olan türbinler yapılırken, sadece 10 yıl sonra
2MW’lık rotor çapı 80m olan türbinler üretilmeye başlanmıştır. Günümüze kadar 6-7
MW’lık rüzgâr türbinleri inşa edilip elektrik üretilmektedir. Ek.1 de gösterilen tablo,
1980’lerden günümüze kadarki rüzgâr türbinlerinin üretimi kapasitesi ve rotor
çaplarını göstermektedir.
1.2.1.Dünyanın Enerji İhtiyacı
Dünyanın küreselleşmesi ve gelişmesiyle birlikte enerji ihtiyacı sürekli bir artış
eğilimindedir.
Tablodan da görüldüğü gibi artan dünya nüfusu, sanayileşme ve artan ticari
faaliyetler enerji tüketimini oldukça artırmıştır. Bu veriler ışığında daha ucuz enerji
kaynakları aramak ve kullanılmaya çalışılması kaçınılmaz olarak gözükmektedir. Bunun
yanında fosil yakıtların çevreye verdikleri zararlar da git gide artmaktadır, bu da
yenilenebilir enerji kaynaklarına yatkınlığı artırmaktadır. Fosil yakıtların tükenebilir
seviyede olmasının anlaşılmasıyla yenilenebilir enerji kaynaklarına inanılmaz ölçüde
yatırım ve geliştirme olanağı sağlanmıştır.
1
Yukardaki tablo tahmininden de görüldüğü gibi şuan ki tüketim hızıyla petrolün 41,
doğalgazın 65, kömürün ise 155 yıl içinde tükenmesiyle karşı karşıyayız. Bu tabloda
bize yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının arttırılması ve geliştirmesiyle ilgili
ivediliği ve gerekliliği ortaya koymaktadır [3].
1.3.Neden Rüzgâr Enerjisi, Avantajları ve Dezavantajları
Rüzgârdan enerji üretimi ilk olarak ekonomik etmenlere dayanmaktadır. Bütün enerji
arayışları gibi rüzgârdan enerji üretimi tamamen ucuz olmasından kaynaklanmaktadır.
Bununla beraber çevreye ve insana herhangi bir negatif etki olmaması, ham madde
sıkıntısı ve dışa bağımlılık gibi etmenleri olmaması da önemli bir etmendir. Bunları
birkaç madde halinde sıralayacak olursak aşağıdaki gibidir.
•
Yenilenebilir olması
•
Çevre dostu olması
•
Yatırım ve işletme maliyetinin çok düşük olması: Hammaddeye herhangi bir
bedel ödenmemesi, arazi masraflarının azlığı
•
Kısa sürede devreye sokulabilmesi
•
Arazide yapılan diğer yatırımlara engel olmaması
•
Üretim maliyetinin azlığı
•
İstihdam sağlaması
•
Söküm maliyetinin azlığı
Bununla beraber rüzgârında kendine göre bazı dezavantajları vardır. Bunları da
madde olarak sıralarsak:
•
•
•
•
•
Arz-Talep Uyumsuzluğu: Rüzgârdan elektrik enerjisi üretimindeki en büyük
sorunlardan biri de arz-talep uyumsuzluğudur. Çünkü rüzgârın esme hızı,
zamanı tamamen belirsiz olup çözüm bekleyen en büyük sorunlardan biridir.
Rüzgâr Enerjisi Santralı Teknoloji Sorunları: Rüzgar santralinde verimi
etkileyen üç faktör vardır, rüzgar, türbin ve kuruluş yeridir. Bu yüzden rüzgar
enerjisinden elektrik üreteceksek bu üç aşamaya iyi bakmamız gerekmektedir
çünkü bir rüzgar türbini ömrünü 25-35 yıl arası tamamlamaktadır, bu yüzden
yaptığımı yatırımının kendi amorti edip gelir getirmesi önemlidir.
Gürültü
Görsel ve Estetik Kaygılar
Elektromanyetik Etki: Çevrede bulunan alıcı ve vericilerin sinyallerini
bozmaları
2
1.4. Rüzgâr Enerjisinin Analitik İfadesi
Rüzgârdan elde edilebilecek güç, rüzgârın hızına, rüzgârgülünün dikey alanına ve
havanın yoğunluğuna bağlıdır. Pratikte hiçbir makinada %100 verim sağlanamadığı için
rüzgâr gücünün tamamı da makinaya aktarılamaz. Bu nedenle rüzgârdan elde edilecek
güç, belli bir sabitle çarpılarak türbin gücü elde edilir [4].
1
𝑃𝑤 = 2 𝜌 . 𝐴 . 𝑣 3
(1)
𝑃𝑤𝑡 = 𝐶𝑝 . 𝑃𝑤
(2)
Sistemimizin genel şeması aşağıda verilmiştir. Sistemde rüzgârın hareket enerjisini
kullanarak, rüzgâr enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmektir. Rüzgâr elde ettiğimiz
gerilimi Alçaltıcı (buck) devremizi kullanarak gerilimi regüle ediyoruz. Elde ettiğimiz
bu gerilimi akü grubunda depolayıp. İnvertör devresinin de yardımıyla AA bir çıkış elde
ediyoruz. Şekil 1'de çalışmanın genel bir yapısı üzerinde durulmuştur.
Şekil 1: Rüzgârdan elektrik enerjisinin elde edilmesini anlatan blok diyagramı
3
2. TEORİK ALTYAPI
Gerek kullandığımız malzemeler gerekse rüzgârın değişken değerler elde
ettiğimizden dolayı elde ettiğimiz enerjiyi direk sisteme vermek mümkün
olmayacaktır. Bu enerjiyi aküye depolayıp, gerektiğinde oradan kullanmak üzere
hazır bekletilir.
Rüzgardan elde ettiğimiz enerji rüzgar hızına bağlı olmasından dolayı elde
ettiğimiz gerilim üzerinde bir regülasyon yapmak durumundayız. Şekil 2'de
gösterildiği üzere referans geriliminin aküye şarj edilen gerilimle karşılaştırması
yapılmaktadır. Bu karşılaştırma sonucunda referansın altında veya üstünde bir değer
varsa bu gerilim denetleyici tarafından algılanacak ve algılanan gerilim yok
edilinceye kadar gerilim arttırıp ya da azaltılacaktır. Bu sistemi aşağıdaki blok
diyagramda adım adım gözlemleyebiliriz.
Şekil 2: Kontrol blok diyagramı
2.1 Alçaltıcı (Buck) Çevirici
Alçaltıcı çevirici DA-DA çeviren bir sistemdir. Adından da anlaşılacağı gibi DA
gerilimi kendinden daha alçak bir gerilme dönüştüren elemandır. Temel olarak DA
akım hız motorları denetimi ve ayarlı güç kaynaklarının denetimidir. Genel tanımı Şekil
2.1'de verilmiştir. Ortalama çıkış gerilim anahtarlama cinsinden hesaplanabilir.
Şekil 2.1: Alçaltıcı (Buck) Çevirici Eşdeğer Devresi
T
t
T
ton
on
Ts
Vo=1/Ts ∫0 s Vo (t)d(t) = 1/Ts �∫0 on Vd dt + ∫t s 0dt� =
4
Vd = DVd
(3)
D=
ton
Ts
=
Vkontrol
Vst
(4)
İfadesi D yerine yazılırsa;
Vo = Vd V
=kVkontrol
Vst kontrol
k=
𝐿≥
Vd
Vst
= sabit
(1−𝐷)𝑅
2𝑓
(5)
(6)
(7)
Yukarda verilen endüktans akımının sürekli olması gerekmektedir. Sürekli
olabilmesi için aşağıdaki denklemden faydalanılır.
∆𝑉0
𝑉0
(1−𝐷)
= 8𝐿𝐶𝑓2
(8)
Burada denklemin bize gösterdiği t on /T s değiştirerek V 0 denetlenebilir. Başka bir
gözlemde V o ’ın doğrusal değiştiğidir. Pratikte iki temel sorunla karşılaşırız; yük
endüktif olabilir buda anahtarın yanmasına sebep olur, bir diğer sıkıntıda çıkış gerilimi
sıfırla Vd arasında dalgalanabilir, bu sorunların çözümünde birikmiş endüktifde diyotla
aşabilirken Vd’nin dalgalanması alçak geçiren filtre yardımıyla aşılabilir.
2.2.Denetleyici
Sistemimizin daha kararlı yapıda çalışması ve kontrolünü sağlamak için denetleyici
eleman kullandık. Bu denetleyici eleman referans gerilimini ve çıkış arasındaki hatayı
denetler ve bir hata varsa minimum olması sağlamaktadır.
Sistemde denetleyici olarak oldukça çok alanda tercih edilen PİC mikro
denetleyicisini kullandık. Bu denetleyici çıkış ve giriş gerilimini okuyarak bu değerleri
karşılaştırır ve alçak çeviren devremizdeki dalga genişlik modülasyonu(DGM) oranını
ayarlamaktadır. Aynı şekilde mikroişlemci çıkış ve giriş gerilimiyle beraber çıkış
akımını da ekrana yazdırarak bilgi amaçlı kullanımı da sağlar.
2.3 Evirici
DA kaynağını alarak AA çıkış yapan devrelerdir. AA çıkışı anahtarlama işlemleri ile
edilir ve elde edilen dalga şekli gerilim parçacıklarından oluşur. Bu parçacıkların değeri
5
pozitif, negatif veya sıfır olabilir fakat genelde sadece bir adet sıfır olmayan genlik
vardır.
•
Yarım-Köprü Evirici
•
Tam-Köprü Evirici
Yarım Köprü Evirici: Şekil 2.2'deki devre direnç ve endüktanstan oluşan yüke kare
dalgalı bir AA gerilim sağlamak için kullanılmıştır. DA kaynağı eşit iki parçadan oluşur
ve parçalı kaynak olarak adlandırılır ve şekilde görüldüğü gibi düzenlenebilir. Yarım
köprüde iki tane anahtar kullanılır. Anahtarlama elamanı olarak BJT, SCR veya
MOSFET kullanılır. Zamanın her bir %50 için bir anahtar açık diğeri kapalıdır. Dikkat
edilmesi gereken önemli bir nokta transistörün kesime gitmesinin iletime gitmesinden
çoğu kez yavaş olmasıdır. Bundan dolayı transistörün iletimi diğer transistor kesim
işlemini tamamlayıncaya kadar geciktirilir.
Şekil 2.2: Yarım-Köprü Evirici eşdeğeri
Yük akımının davranışı için aşağıdaki eşitliği kullanarak bulabiliriz. S1 anahtarı
kapalıyken aşağıdaki bağıntı oluşur.
𝐸 = 𝑉𝐿 = 𝑅 𝑖𝐿 + 𝐿
𝑑 𝑖𝐿
𝑑𝑡
(9)
S2A anahtarı kapalıyken ise aşağıdaki eşitlik uygulanır.
𝐸 = −𝑉𝐿 = 𝑅 𝑖𝐿 + 𝐿
6
𝑑 𝑖𝐿
𝑑𝑡
(10)
Tam Köprü Evirici: Eşit genlikli iki kaynağa ihtiyaç duyulması çoğu zaman
istenilmeyen bir durumdur. Köprü evirici de bir kaynak kullanılır fakat bu dört anahtar
kullanılarak dengelenir. Bir DA kaynağı ve dört anahtarlama elamanı kullanılan bir
devrenin genel yapısı Şekil 2.3'de verilmiştir. DA kaynağı her bir yarım dalgada
eviriciye akım verir oysaki yarım köprüdeki iki DA kaynağının her biri her evirici
dalgasının her yarım dalgasının birinde akım verir [4].
Şekil 2.3: Tam-Köprü evirici eşdeğeri
2.4. Rüzgârdan Elektrik Elde Edilmesi
Rüzgârdan elektrik elde edilmesi için milleri birbirine akuple edilmiş iki tane 3 fazlı
motor kullanmaya karar verdik. Bu kararımızda aldığımız 50 v ametek motorun
verimsiz çalışması kurmuş olduğumuz kasnak kayış sistemindeki sürme işlemi
yaptırdığımız motor oldukça hızlı çalışması gerekmekte kalmaktadır. Bu yüzden bu
sisteme geçiş yaptık.
7
3.TASARIM
Rüzgârdan elektrik üretimi yeni olmamakla beraber oldukça gelişen ve sürekli
kendini yenileyen bir alandır. İlk kurulum fiyatları çok yüksek olsa da kısa sürede
kendini amorti etmesi ve zararsız oluşu çokça kullanılmasına sebebiyet vermektedir.
İlerleyen yıllarda Ar-Ge yatırımlarının da artmasıyla kurulum fiyatlarında düşme
beklenmektedir.
Sistemde kullanılan malzemelerin bir listesi ve maliyeti Ek.2’de sunulmuştur.
Yaptığımız proje de birçok alt kısım mevcuttur. Sistemin nasıl çalıştığını anlamak
için daha ayrıntılı bir inceleme yapmamız gerekmektedir. Bu kısımda tasarım aşamamız
incelenecektir.
3.1. Alçaltıcı (Buck) DA-DA Çeviricinin Tasarımı ve Malzeme Seçimi
Alçaltıcı çeviricimiz elde ettiğimiz gerilimin regülasyonunu yaptığımız kısımdır.
Ürettiğimiz gerilimi istenilen değere anahtarlamadaki doluluk boşluk oranına göre
ayarlayan kısımdır. Enerji akışı olan kısım olduğu için eleman seçimi ehemmiyet
kazanmıştır.
Projemizi yaparken kullandığımız elemanlar aşağıda verilmiştir. Değerlerin seçimi
sağlıklı çalışması göz önünde bulundurulmuştur.
•
•
•
•
•
•
Endüktans
Kapasite
Direnç
Diyot
Mosfet
Mikroişlemci
Anahtarlama frekansını mikroişlemcinin darbe genişlik modülasyonunu kullanarak
500 Hz ile 65 kHz arasında bir değerde ayarlıya biliyoruz. Devremizde anahtarlama
frekansını 𝑓 = 1 𝑘𝐻𝑧 seçtik. Giriş gerilimin rüzgârının hızının sabit olmayışından
dolayı anlık olarak değişmesini gözeterek çıkışın referans değer olarak 12 v sabit
kalmasını mikroişlemcinin doluluk oranını anlık olarak giriş ve çıkış bilgilerini okuyup
referansa göre ayarlamasını sağladık. Devredeki gerek anahtarlama sırasındaki iletim
kayıpları gerek omik kayıplardan dolayı referans değeri 14 v olarak yazılım içerisinde
ayarladık.
8
3.2. Denetleyici Tasarımı ve Programlanması
Denetleyicinin bu sistemde görevi sistemin istenilen referans aralığında kararlı
çalışmasını sağlamaktır. Rüzgârdan elektrik enerjisi elde ettiğimiz projemizde
Microchip firmasının ürettiği PIC16f877A Mikro denetleyicisi kullanılmıştır. DA-DA
çevirici devremizde generatör çıkış geriliminin 12 V ile 55 V arasında olacağını
düşünerek değişken olan bu çıkış geriliminin aküyü düzenli bir şekilde şarj etmesini,
denetimini sağlamayı C dilinde yazdığımız ve CCS ile derlediğimiz yazılım ile
gerçekleştirdik. Ek.3’de programın kodları görülmektedir. Şekil 3.1'deki DA düşürücü
devresinde anahtarlama elemanının uygun darbe genişlik modülasyonunda doluluk
oranını giriş ve çıkışın gerilimlerinin mikroişlemci karşılaştırmasını yaparak 5 kHz de
belirlenen doluluk oranında tetikleme yapılmıştır. Mikroişlemcimiz doluluk-boşluk
oranını ayarlarken sürekli olarak girişin ve çıkışın gerilim bilgilerinin denetleyiciye
aktarılması
gerekmektedir.
10
bitlik
Analog-Sayısal
dönüştürücü
kullanarak
mikroişlemcimize girişin ve çıkışın sayısal değerlerini aktardık. Mikroişlemcinin
Mikroişlemci analog-sayısal dönüştürücüsü en fazla 5 V kadar ölçüm yaptığından ayrı
olarak 5 V‘dan yukarıdaki gerilimleri hassas bir şekilde bilgiye çevirmek için ayrı bir
ölçüm devresi tasarladık. Giriş ve çıkış gerilimlerini dirençlerle bölerek 5 V’dan küçük
gerilimlerin mikroişlemcinin analog-sayısal dönüştürücü bacağına taşıdık. Gerilim
bölücü dirençlerle mikroişlemciyi 5 V ile referans beslemeli gerilim izleyici işlemsel
yükselteç ile yalıtılması amaçlanmıştır.
Şekil 3.1: Gerilim bilgilerinin Analog-Sayısal Dönüştürülmesi
9
İşlemsel yükseltecin çıkış gerilim dalgalanmalarını önlemek için çıkış ile referans
arasına kapasite ile direnç bağlanmıştır. Bu sayede ölçülen gerilimin mikroişlemciye
gürültüsüz bir şekilde aktarılmıştır. Devrenin çıkışındaki akımı ölçmek için değeri
bilinen çok küçük değerli direnç kullanarak direnç uçlarındaki gerilimin fark yükselteç
ile belirlenerek mikroişlemcinin analog-sayısal dönüştürücüsü bağlanmıştır. Şekil
3.2’de olduğu gibi yükselteç çıkış 4 numaralı bacağa bağlanmıştır. Yazılım içinde
okunan bilginin akım değerine dönüştürülmesi sağlanmıştır. Karakter lcd kullanarak
okunan akım gerilim değerlerinin mikroişlemciden ekrana aktarılması sağlanmıştır.
Şekil 3.2: Devrenin çıkış akımının ölçülmesi
Doğru akım çevirici devremizin denetleyicideki yazdığımız kodun akış diyagramı Şekil
3.3'deki gibidir.
Başla
ADC Çevrimini Yap
Doluluk boşluk
oranını ayarla
Referans bilgiden
hatayı çıkar
Bitti
Şekil 3.3: Akış diyagramı
10
Giriş ile Çıkış
bilgisini karşılaştır
3.3. Rüzgârdan Elektrik Enerjisinin Elde Edilmesi
Bu işlem için 3 fazlı motorlardan birini 3 faz girişine, diğerini de güç verdiğimiz
motorun miline bağladık. Bu sayede ilk motorla ikinci motoru sürüyoruz. Elde ettiğimiz
alternatif gerilim değerini ise doğrultucu kullanarak DA çeviriyoruz, bu çevirme işlemi
sonucundaki çıkışı alçaltıcı devremizin girişine uyguluyoruz.
3.4. Sistemin Gerçekleştirilmesi ve Kurulması
Sistemde ayrı ayrı tasarladığımız ve elemanları tek tek temin ettikten sonra tasarım
kurallarına uygun bir biçimde tasarlımı yapılmış ve devreler gerçeklenmiştir.
İnvertör devresinde gerilim regülasyonu için 7808 entegresi kullanılarak devredeki
kararsızlık önlenmeye çalışılmıştır. SG3524 entegresi kullanılarak DGM üretimi
sağlanmıştır. SG3524 ün altı ve yedinci ayaklarındaki kapasite ve direnç bağlı olan
yerler ürettiğimiz darbenin genliğini ayarlamayı sağlamaktadır. Bunun için aşağıdaki
çıkartılmış formülden faydalandık. Yedinci ayakta bulunan kapasitelerin 0,001uF0,1uF arasında olmalıdır. Direnç işe 1,8K – 100K arası ayarlanmalıdır.
𝑓=
1,18
𝑅𝐶
(11)
Burada üretilen DGM, Darligton bağlı transistörleri tetikler. Darligton
bağlamamızın sebebi transistörlerdeki kollektör akımını yükselterek kazancı artırmaktır.
Darlington bağlı transistörlerin ucundan trafonun DA tarafına girilmiştir. Oradan da tek
fazlı AA elde ediyoruz. Aynı zamanda devremizin kararlığını korumak için çıkışı geri
besleme ile baştaki trafoya (6VA) aktardık.
DA çevirici alçaltıcı devresinin kurulumunda bilgisayar ortamında yaptığımız
similasyonların uygulamadaki durumlarını adım incelemeye çalıştık. Devremizin ana
elamanlarını belirlediğimiz akım gerilim değerlerine bölüm bölüm kurarak devremizi
kurduk. Mikroişlemcinin gerekli bilgileri aldıktan sonra anahtarlama elemanı hatasız bir
şekilde anahtarlaması için giriş ve çıkış gerilim bilgileri okuttuk ve LCD ekrana
yazdırdık. Analog-sayısal çevrimin yapılmasında gürültüleri engellemek için alçak
geçirgen bir filtre ile gürültüleri engelledik. Kapalı çevrim geri beslemeli bu
sistemimizde darbe genişlik modülasyonunun denetleyici tarafından üretilmesi analog
sayısal çevrimin gerçekleşmesine bağlıdır eğer herhangi bir hatadan dolayı bu çevrim
olmazsa darbe genişlik modülasyonu üretimi gerçekleşmeyecektir. Denetimli doğru
akım çeviri sistemiz dışardan bir kontrol gerek kalmadan kendi gerekli yazılım ile
aküyü sarj etmesi amaçlanmıştır.
11
4. BENZETİM ÇALIŞMALARI
Yapılan benzetim çalışmaları 3 başlık altında incelenmiştir. Alçaltıcı çevirici,
kontrol devresi ve evirici devresini içermektedir.
4.1. Alçaltıcı (Buck) DA–DA Çeviricinin MATLAB/Simulink Simulasyonu
Alçaltıcı devresi giriş gerilimini anahtarlama oranına göre düşürerek çıkışta bizim
istediğimiz gerilim seviyesine getirmemizi sağlar burada kullanılan ana elemanlar;
anahtar devrede güç kaynağından gelen enerjinin kontrolü için, endüktans ve kapasite
enerji depolanması için ve birde diyot. MATLAB/Simulink’te oluşturulmuş devre Şekil
4.1’deki gibidir.
Şekil 4.1: Simulinkte oluşturulan düşürücü DA-DA çevirici devresi
Girişe 24 V verilerek anahtarlama doluluk oranı %50 olacak şekilde seçilerek çıkış
gerilimin
değeri
gözlemlenmiştir.
Şekil
4.2’deki
işaret
elde
edilmiştir.
Şekil 4.2: MATLAB/Simulink Düşürücü (Buck) DA-DA çevirici çıkış gerilimi
12
Çıkış gerilimi 𝑉ç = 𝐷𝑉𝑔 denkleminden hesaplanarak 𝑉ç = 0,5 24 = 12 𝑉 olması
gerekmektedir. Yukarıdaki Matlab ekran görüntüsü çıkışın geçici haldeki ve sürekli
haldeki değerleri gözlemlenmiştir. Sürekli halde çıkış gerilimi 12 V’un altındadır.
Devredeki anahtarlama, endüktans, kapasite ve diyot kayıplarından dolayı sürekli halde
12 V’ un altındadır. Doluluk oranı değiştirilerek çıkış 12 olması sağlanır. Bu durum
Şekil 4.3’de gösterilmiştir.
Şekil 4.3: GTO elamanı akım-gerilim değerleri
4.2. Alçaltıcı (Buck) Çeviri Devresinin Bilgisayar Ortamında Simülasyonu
Rüzgâr enerjisini elektromekanik dönüştürücü kullanarak elektrik enerjisine
çevirdikten sonra bu elektrik enerjinin daha sonra kullanılmak üzere aküde depolanması
gerekmektedir. Rüzgâr hızının sabit olmaması nedeniyle çıkış geriliminin 12-24
arasındaki değerlerinde aküyü şarj etmesi hedeflenmektedir. Bu amaçla bilgisayar
ortamında kullanılacak devrenin simülasyonu Tablo 2’deki parametreleri kullanılarak
Şekil 4.4’deki gibi yapılmıştır. Anahtarlamalı bu devrenin doluluk boşluk oranı
mikroişlemci yardımı ya da analog geri besleme ve karşılaştırma devresi yardımıyla
yapılacaktır. Akü şarj düzenleyici devresinin çıkışından 20 A 12 V elde edilmesi
sağlanacaktır.
13
Tablo 1: Alçaltıcı devre parametreleri
Direnç
R 1 =1 m Ω
R 2 =3,3 Ω
R 3 =15 m Ω
R 4,5 =100 Ω
R 6 =62 Ω
R 7 =4 Ω
Kapasitör
C 1,2 =15 uF
C 3,4 =10 uF
C 5 =180 uF
Endüktör
L 1 =670 nH
L 2 =50,63 uH
I = 10 A
Diyot
Vdc = 100 V
I = 75 A
MOSFET
V = 80 V
Şekil 4.4: Buck (Alçaltıcı) çevirici devresinin Multisim simülasyon devresi
Akü şarj regülatörü olarak buck devre sininin mutisimdeki simülasyonu yukarıdaki
şekilde görüldüğü gibi yapılmıştır. R7 direnci burada yük direnci olarak alınmıştır
devrenin sonuna osiloskop ve multimetre bağlanarak çıkışlar Şekil 4.5’deki gibi
gözlemlenmiştir. Devrenin temel elemanları burada 𝑄1 anahtarlama elemanı , 𝐷1 diyotu
𝐿2 endüktansı ve 𝐶5 kapasitesidir. 𝐶3 ve 𝑅4 susturucu elemanlarıdır. 𝐶4 ve 𝑅5 de aynı
görevi görmektedir.
14
Şekil 4.5: Alçaltıcı devresinin multimetre ekranı
4.3. Alçaltıcı (Buck) Çeviri Devresinin Kontrol Elemanyıla Benzetimi
Doğru akım çevirici devremizi denetleyici kullanılarak simülasyonu Şekil 4.6 da
görüldüğü gibi yapılmıştır. Uygulamada kullandığımız en yakın devre modeli olan bu
benzetimsel ile devrenin yazılımının da denetleyicimiz mikroişlemciye yüklenerek
bilgisayar ortamında sonuçlar gözlemlenmiştir. Denetleyicimiz 2 ve 3 numaralı pinlere
gelen giriş ve çıkış analog bilgilerini bu kanalda analog-sayısal dönüştürücülerle kendi
içinde sayısal bilgiye çevirmektedir. Değişken olan bu bilgilere göre 17 numaralı
bacağından yazılım ile hesaplanan uygun darbe genişlik modülasyonu ayarlanarak
mosfet anahtarlanıp referans değere çıkış geriliminin getirilmesi gözlemlenmiştir.
Şekil 4.6: Alçaltıcı devrenin denetleyici ISIS simülasyonu
15
4.4. Evirici Devresinin MATLAB/Simulink Simülasyonu
Matlab/Simulink kullanılarak evirici devresinden tam-köprü evirici devresinin
simülasyonu yapılmıştır. Matlab/Simulink çizim ve sonuçları Şekil 4.7’da görüldüğü
gibidir. Köprü eviricinin akım ve gerilimin zamanla değişimide Şekil 4.8’de
gösterilmiştir.
Şekil 4.7: Tam-Köprü evirici Matlab/Simulink çizimi
Şekil 4.8 :Matlab/Simulink Köprü evirici akım ve gerilimin zamanla değişimi
16
5. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
Bu kısımda Ek.4’de verilen çalışma takvimine göre yaptığımız deneysel çalışmalar
ve bu çalışmalar sonucunda elde ettiğimiz sonuçlar başlıklar halinde sıralanmıştır.
5.1. Evirici
Evirici devremizde, SG3524 entegresini kullandık. SG3524, 8-40V aralığında
besleme gerilimi ile birlikte 2 adet çıkışı olan bir darbe genişlik modülasyonu(DGM)
üretecidir. Devremiz, ürettiği bu DGM'nin frekansını ve doluluk-boşluk oranını
ayarlayabilme imkânını bize sunuyor. Bu entegreden aldığımız DGM'yi her iki çıkış
ayağından transistör çiftleriyle akımları yükselterek, 3 uçlu trafomuzdan anahtarlamalı
olarak çalışarak AA gerilim elde ettik. Devreyi kurduktan sonra yüklü ve yüksüz olarak
yaptığımız ölçümlerde bize en uygun gerilim ve akım değerlerini veren durum D= %50
ve f=500 Hz durumu olduğu için devremizde bu durumları stabil hale getirdik ve
oynama yapmadık. Bu ölçümleri Tablo 2 ve Tablo 3 de parametreleri görürken, Şekil
5.1’de f=500 Hz için üretilen DGM’yi görmekteyiz.
Tablo 2: Yüksüz, D= %50 sabit halde frekans, gerilim ve akım değerleri
f [Hz]
Vdc [V]
Idc [A]
Vac [V]
75
12,2
3,2
93,9
100
12,2
3,2
94,5
500
12,2
3,2
96,5
750
12,2
3,2
96,4
1000
12,2
3,2
96,4
Tablo 3: Yüklü, D= %50 sabit halde frekans, gerilim ve akım değerleri
f [Hz]
75
100
500
750
1000
Vdc [V]
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
Idc [A]
3,6
3,6
3,6
3,6
3,6
17
Vac [V]
77,3
78
80,1
80,1
80,1
Iac [mA]
64,5
66,3
64,6
64,8
65
Şekil 5.1: D= %50, f=500 Hz durumunda üretilen DGM
Devremizi kurarken çeşitli zorluklarla da karşılaştık ve simülasyonlara benzer
sonuçlar alamadık. Devremizin ilk kısmı olan SG3524 entegresinden istediğimiz DGM
çıkışlarını aldık fakat bu çıkışlardan gelen akımları yükseltmekte kullandığımız TIP 122
ve TIP 3055 transistörleri aşırı ısınmalarla karşılaştık. Bu durum sonucunda devredeki
transistörleri çıkartıp tek bir mosfetle devreyi tekrar kurmayı denedik. Mosfet için
sürücü devre hazırladık fakat istediğimiz verimi alamadık. Bu yüzden tekrar transistörlü
duruma geri dönmek zorunda kaldık. TIP 122'lere soğutucu takmamız sonucu aşırı
ısınma durumunu engellemeyi başardık fakat TIP 3055'lerde bu durum devam ettiği için
bu transistörleri devreden çıkartıp yerine 2N3055 transistörlerini taktık. Bu transistörler,
TIP 3055'lerle hemen hemen aynı özelliklere sahip olmasına rağmen ısıl dayanımları
daha yüksek olduğu için bunları tercih ettik. Hem daha düşük bir gerilim kaybı oldu;
hem de aşırı ısınma durumu ortadan kalkmış oldu.
5.2. Alçaltıcı Doğru Akım Çevirici
Alçaltıcı çevirici devremizin otomatik bir denetimi yapması sağlamak bu deneysel
çalışmalarımızın genel amacıdır. Otomatik kontrol anlık olarak gerekli bilgilerin geri
besleme ile mikro denetleyiciye gönderilip mikro saniyeler içinde denetleyici bu
bilgileri gerekli referans bilgilere göre karşılaştırıp doluluk boşluk oranını
ayarlayacaktır.
Devremizin çalışmasını uygulamada daha iyi anlamak için doğru akım kaynağı
kullanarak giriş gerilimini değiştirdik. Devremizi kısımlara bölerek bu kısımların ayrı
ayrı çalışmasını yaparak devrenin bütün olarak kurup sorunlar yaşadığımızda sorunu
bulup çözmede daha hızlı gitmeyi amaçladık. Anahtarlama elemanını doğrudan
denetleyici ile kararlı bir şekilde süremeyeceğimizden sürücü bir devre kullandık.
18
Mikroişlemci çıkışı kullandığımız mosfeti tetiklemesine rağmen bu bizim istediğimiz
verimde olmadığını osiloskop kullanarak gözlemledik ve yaklaşık olarak 3 V kaybımız
vardı. Mosfet sürmek için gömülü devrelerden mosfet sürücü devresi kullanarak darbe
genişlik modülasyonu denetleyici çıkışında 4 V civarında iken sürücü devrede DGM
sinyali tepe değerini 12 V da çıkararak anahtarlama yaptık. Doğru akım çevirici
devremizin anahtarlama tasarım olarak kapı anahtarlama geriliminin oluşturulması
devrenin çalışmasında önemli noktalardan biridir. Devrenin referans gerilimi ile mosfet
kapı geriliminin referansı iyi ayarlanmazsa anahtarlamanın uygun olarak yapılmadığını
gözlemledik. Denetleyicinin otomatik olarak ayarladığı darbe genişlik modülasyonu
deneysel uygulamalar sırasında anlık olarak elle belirleyerek belirli doluluk oranlarına
göre giriş gerilimi, çıkış gerilimi, giriş akımı bilgilerinin doluluk oranına göre
değişimini Tablo 3 ve Tablo 4 de iki frekansa göre ayrı ayrı bilgiler topladık. Şekil 5.2’
de f=1 kHz için ekran çıktısında devrenin o anki parametreleri kaydedilmiştir. Buradan
devrenin doluluk boşluk oranı dalga şekli gibi parametreler o anki durum için
osiloskoptan ölçüşmüştür. Şekil 5.3’de f=4 kHz için anahtarlama durumu için devrenin
darbe genişlik modülasyonun doluluk oranı, gerilim ortalama değeri osiloskoptan ekran
çıktısı alınmıştır.
Tablo 3: f=1 kHz alçaltıcı devre elde edilen parametreler
Doluluk
oranı
15
25
50
75
85
95
Vin
Yüklü
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
Yüksüz
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
Vout
Yüklü
1,85
2,7
5,14
8,13
9,61
11,2
Yüksüz
1,57
2,41
2,78
2,85
2,95
3,16
Vin
Yüklü
20mA
30mA
40mA
30mA
30mA
20mA
Şekil 5.2: f=1 kHz için osiloskop görüntüsü
19
Yüksüz
20mA
30mA
40mA
60mA
60mA
60mA
Tablo 4: f=4 kHz alçaltıcı devre elde edilen parametreler
Doluluk
oranı
15
25
50
75
85
95
Vin
Yüklü
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
Vout
Yüklü
1,73
2,72
5,05
8,22
9,7
10,4
Yüksüz
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
12,1
Yüksüz
1,87
2,48
2,8
2,86
3,05
3,25
Vin
Yüklü
20mA
30mA
40mA
30mA
30mA
30mA
Yüksüz
20mA
30mA
40mA
60mA
60mA
60mA
Şekil 5.3: f=4 kHz içim osiloskop görüntüsü
5.3. DA Çevirici ve Evirici Yükte Deneysel Çalışmalar
Doğru akım çevirici devremizin aküyü şarj etmesinin yanında evirici devremizin
çıkışında yük varken tüm sistemin aynı anda çalışarak belirli noktalardan ölçümler
yaparak bu bilgileri Tablo 5’de gösterilmiştir. Devrenin Resim 1’de deney sırasında
bağlantı resmi ve bu resimde kullanılan elemanlar ve açıklamaları numaralandırılmıştır.
Deneysel çalışmalar sırasında akünün gerilimi, alçaltıcı doğru akım çeviricinin çıkış
akımı, Evirici devrenin giriş akımı, Evirici devrenin çıkış gerilimi, Evirici devrenin
çıkış akımı gözlemlenmiştir. Yük altında çalışan bütün sistemin yüksüz duruma göre
Tablo 6’da yüksüz durum ele alınarak yukarıdaki ölçüm noktalarına göre değerler
kaydedilmiştir. Tablo 7’de yüklü durum için tüm sistemin belirlenen noktalarındaki
parametrelere bilgileri tabloda gösterilmiştir.
20
Tablo 5: Alçaltıcı devrenin yüklü haldeki parametreleri
Duty Cycle
15
25
35
45
50
60
70
75
85
95
I_in
V_in V_out V_akü
Yüklü Yüklü Yüklü Yüklü
0,53
20,2
13,95
13,46
0,9
19,9
14,56
13,99
1,16
19,9
15,62
15
1,38
20,1
16,55
15,86
1,48
20,1
16,77
16,03
1,79
20,1
17,12
16,31
2,03
20,1
17,34
16,48
2,21
20,1
17,48
16,58
2,36
20,1
17,59
16,66
2,63
20,1
17,76
16,79
Tablo 6: Tüm sistemin yüksüz haldeki ölçümü
V_in1
15
15
15
15
15
15
15
15
l_a1
0,2
0,4
0,6
0,9
1,2
1,4
1,4
1,4
f
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
D
15
25
35
50
65
80
90
95
I_a2
0,07
0,28
0,48
0,81
1,14
1,34
1,34
1,34
V_batarya
11,89
11,92
11,96
12,02
12,09
12,14
12,14
12,14
I_a3
1,97
1,98
1,98
1,99
2
2,01
2,01
2,01
V_out
62,9
63,1
63,2
63,5
63,7
63,9
63,9
63,9
I_out
0
0
0
0
0
0
0
0
V_out
56,8
56,9
57
57,3
59,1
59,4
59,3
59,2
I_out
0,1
0,11
0,11
0,11
0,11
0,11
0,11
0,11
Tablo 7: Tüm sistemin yüklü haldeki ölçümü
V_in1
15
15
15
15
15
15
15
15
l_a1
0,2
0,4
0,6
1
1,5
1,9
1,9
1,9
f
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
1kHz
D
15
25
35
50
65
80
90
95
I_a2
0,1
0,34
0,57
0,98
1,47
1,86
1,87
1,87
21
V_batarya
11,52
11,54
11,56
11,61
11,67
11,71
11,72
11,72
I_a3
3,91
3,91
3,93
3,93
3,93
3,93
3,92
3,92
Resim 1’de görüldüğü gibi tüm sistemin birlikte çalışması sırasında belirlenen
noktalara göre ölçümlerin alındığı devreyi göstermektedir.
Resim 1: Tüm sistemin çalışması
Numaralandırılmış yerler numara sırasına göre belirtmek gerekirse,
1. Doğru akım çeviri devremizin çıkış akımını gösteren ampermetre
2. Akünün uçlarındaki gerilimi gösteren voltmetre
3. Evirici devresinin giriş akımını ölçen ampermetre
4. Evirici devresinin çıkış gerilimin ölçen voltmetre
5. Evirici devresinin yük akımını ölçen ampermere
6. Ortam sıcaklığını ölçen termik çift
7. Doğru gerilim güç kaynağı
8. Sayısal Osiloskop
9. Doğru akım çevirici devresi
10. Akü
11. Doğru akım yükü
12. Evirici devresi
13. Transformatör
14. Alternatif akım yükü
22
6.SONUÇLAR
İnsanların bazı temel enerji ihtiyaçlarını sağlamak ve daha çok tekil kullanıcıların
ihtiyaç duyduğu enerji miktarının bir kısmının üretilmesi için tercih edilen bir sistemdir.
Sistemi gerçekleştirirken bazı temel bulgulara ulaşılmıştır. Bunlar aşağıdaki gibi
sıralanmıştır.
•
3 Fazlı Motorun miline genaratör bağlanarak alternatif gerilim elde edilmesi.
•
Elde edilen bu alternatif gerilimin doğrultulmasıyla DA çevirmek
•
Çevirdiğimiz bu gerilimi alçaltıcı devre ile referans değerine düşürülmesi.
•
Kapalı çevrim kontrol
•
Akü gruplarının sarj edilmesi.
•
Aküden gelen doğru gerilimi evirici devre yardımıyla alternatif gerilime
çevrilmesi
Sistemdeki
gerilim
dalgalanmalarının
akü
grubuna
zarar
vereceğini
düşündüğümüzden dolayı, çıkış gerilimini belli bir referans geriliminde tutmaya
çalıştık.
Bu durumu farklı giriş durumlarında yüklü gerilim durumlarını inceledik. Şekil
6.1’de görüldüğü gibi çıkış gerilimi referans değerine ulaşılana dek sistemin girişi direk
çıkışa aktarılmıştır.
Çıkış Gerilimi
9
8
7
6
5
Seri 1
4
3
2
1
Giriş Gerilimi
0
0
5
10
15
20
Şekil 6.1: Farklı giriş gerilimlerinde çıkışın değişimi
23
7. DEĞERLENDİRME
Ülkedeki enerji ihtiyacının büyük bölümü doğalgazla sağlanmaktadır. Doğalgazın
pahalı oluşu nedeniyle kolay, hızlı, bedava bir enerji yöntemi olan yenilebilir enerji
kaynaklarına yönelim vardır. Yenilebilir enerji kaynaklarından rüzgar enerjisi ise
olduğundan gün geçtikçe daha geniş sektörlere yayılan bir sistemdir. Büyük güçlerde
kurulum maliyeti oldukça yüksek değerlere ulaşsa da, belli bir süre içinde sistemin
kendi maliyetini amorti etmesi en önemli tercih sebeplerinden biridir.
Bu gelişen önemli temiz enerji pazarı özellikle biz elektrik mühendislerinin bu
alanda rüzgâr enerjisini daha iyi anlamaya, araştırmaya, geliştirme ve güç sistemlerine
uygulamaya itmiştir. Bizim de grup olarak bunu tercih etme sebeplerimizden biri de
kazanç olarak iyi bir sektör olması ve bunun altyapısını edinmek istememiz. Hepimizin
hayatının içine tam anlamıyla girmiş olan enerji ihtiyacını, gerek evlerimizde gerekse
şehir hayatından uzaklaştığımız zaman, doğayla içi içe durumlarda yayla evlerinde, dağ
evlerinde evin aydınlatma ve bilumum sistemlerinin çalışmasına yetecek enerji
ihtiyacını karşılamaya çalışmaktır.
Rüzgâr türbinlerinde verim oldukça önemli bir durumdur. Bu nedenle bu sistemlerin
rüzgar bakımından zengin bölgelerde kurulması hem enerji bakımından hem de finansal
açıdan oldukça önemlidir. Özellikle Ege ve Marmara Bölgelerinde de bu sistemleri
kurmakla gerekli elektrik enerjisi ihtiyacı yüksek verimle ve fazlasıyla karşılanır.
Tasarım projemizde kurmayı hedeflediğimiz sistemi, bu dönem hayata geçirirken
bazı zorluklarla karşılaştık. Çünkü teorik bir durumu, pratiğe çevirirken gerek devre
tasarımlarında olsun, gerekse hazırladığımız devreleri birbirlerine bağlı şekilde
çalıştırdığımızda verimle ilgili problemlerle karşılaştık. Ayrıca elektromekanik kısımda
da aynı şekilde verim kaybı yaşadık.
24
KAYNAKLAR
[1]. Ackermann Thomas, “Wind Energy In Power Systems”, John Wiley & Sons, Ltd,
Londra, 2005
[2]. Wind Power Montly, 1999
[3]. Akova İsmet “Yenilenebilir Enerji Kaynakları”, Nobel Dağıtım, Ankara, 2008
[4]. Burton Tony, Shape David, Jenkins Nick, Ervin Bossanyi, “Wind Energy
Handbook”, John Wiley & Sons, Ltd, Londra, 2001
[5]. Gürdal Osman, “Güç Elektroniği”, Nobel Dağıtım, Ankara, 2008
25
EKLER
EK.1 Yıllara göre motor çapı ve rüzgâr türbininin gelişimi
Yıl
1985
1989
1992
1994
1998
2003
2004
Kapasite (kW)
50
300
500
600
1500
3000-3600
4500-5000
26
Rotor Çapı (m)
15
30
37
46
70
90-104
112-128
EK.2 Maliyet Tablosu
Malzemenin Adı
Birim Fiyatı
Adedi
Toplam Fiyatı
47uF Kapasite
0,05 TL
4
0,21 TL
22 uF Kapasite
0,05 TL
7
0,37 TL
1 uF Kapasite
0,05 TL
4
0,21 TL
2,2uF Kapasite
1,78 TL
1
1,78 TL
220 uF Kapasite
0,11 TL
4
0,43 TL
10 nF Kapasite
0,29 TL
4
1,14 TL
100 nF Kapasite
0,21 TL
8
1,71 TL
4700 uF Kapasite
0,75 TL
4
3.00 TL
Sigorta Yuvası
0,12 TL
2
0,25 TL
1,2 A Sigorta
0,07 TL
10
0,71 TL
Pot Düğmesi
0,54 TL
5
2,68 TL
100K Pot.
0,34 TL
4
1,36 TL
2,2K Pot.
0,34 TL
3
1,02 TL
2 A Köprü Diyot
0,36 TL
2
0,71 TL
1N4007 Diyot
0,03 TL
10
0,36 TL
12V - 6VA PCB Trafo
12,29
1
12,29 TL
250 W Trafo
79,0 TL
1
79,0 TL
LM7808
0,52 TL
3
1,55 TL
SG3524
0,59 TL
6
3,54 TL
TIP122 Transistör
0,43 TL
6
2,57 TL
BC337 Transistör
0,08 TL
10
0,84 TL
BC327 Transistör
0,08 TL
10
0,84 TL
2N3055 Transistör
1,34 TL
4
5,35 TL
3,3R (20li Paket)
0,89 TL
1
0,89 TL
4,7K (20li Paket)
1,25 TL
1
1,25 TL
10K (20li Paket)
1,25 TL
1
1,25 TL
47K (20li Paket)
1,25 TL
1
1,25 TL
100K (20li Paket)
1,25 TL
1
1,25 TL
27
470K (20li Paket)
1,25 TL
1
1,25 TL
1K (50li Paket)
2,68 TL
1
2,68 TL
100R (50li Paket)
0,89 TL
1
0,89 TL
2li Klemens(10lu)
1,78 TL
1
1,78 TL
PIC 16F877A
6,72 TL
2
13,44 TL
TC1602B
9,24 TL
2
18,48 TL
Amatek DC Motor
355,0 TL
1
355,0 TL
Kanat
207,2 TL
1
207,2 TL
Ayak
150 TL
1
150 TL
Kayış
5 TL
1
5 TL
Toplam
883,53 TL
28
EK.3 Mikroişlemci Program Kodları
#include <16f877a.h> // Pic16f877a kütüphanesini derleyici yükle
#device ADC=10
// Analog sayısal çevrimin çözünürlüğünü 10 bite ayarlar
#fuses
XT,NOWDT,NOPROTECT,NOBROWNOUT,NOLVP,NOPUT,NOWRT,NODEBUG,
NOCPD
// mikroişlemci konfigürasyon ayarları
#use delay (clock=4000000) // mikroişlemci saat seçimi
#use fast_io(b)
// b portunun giriş yada çıkış ayarını program içinde belirle
#use fast_io(c)
// c portunu giriş yada çıkış ayarını program içinde belirle
#define use_portb_lcd TRUE // LCD b portundan kullan
#include <lcd.c>
// LCD kütüphanesini yükle
Unsigned long int
i=0,d=0,bilgi_in=0,bilgi_out=0,bilgi_a=0,vref;//bilgi_out,bilgi_a,d,i,vref;
float vin,vo,a;
// reel sayi değişkenleri
void main()
{
setup_psp(PSP_DISABLED); // konfigürasyon ayarı
setup_timer_1(T1_DISABLED);//konfigürasyon ayarı zamanlayıcıyı devre dışı bırak
setup_CCP1(CCP_PWM);
setup_CCP2(CCP_OFF);
setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,254,1); // darbe genişlik modülasyonu frekansını ayarla
set_tris_c(0x00);
// port c tümü çıkış olarak ayarla
set_tris_a(0b00000111);
29
output_c(0x00);
// c portunun çıkışlarını düşük seviye yap
setup_adc(adc_clock_internal);
setup_adc_ports(ALL_ANALOG);
lcd_init();
// LCD hazırla
printf(lcd_putc,"\filker IYIKOSKER\nFinal Exam 2013");
delay_ms(2000);
// 2 sn gecikme
printf(lcd_putc,"\fYusuf GOKBEZ\nIbrahim KABAOGLU");
delay_ms(2000);
// 2 sn gecikme
printf(lcd_putc," \fDr. Emre OZKOP");
// LCD ekrana yazı gönder
delay_ms(2000);
// 2 sn gecikme
while (1)
// Sonsuz döngü
{
set_adc_channel(0);
// analog sayısal çevir
delay_us(10);
// gecikme
bilgi_in=read_adc();
// sayısal bilgiyi kaydet
vin=bilgi_in*0.0048828125*11;
// sayısal bilgiyi volta çevir
set_adc_channel(1);
// analog sayısal çevir
delay_us(10);
// gecikme
bilgi_out=read_adc();
// sayısal bilgiyi kaydet
vo=(bilgi_out*0.0048828125*11);
// sayısal bilgiyi volta çevir
set_adc_channel(2);
//analog sayısal çevir
delay_us(10);
//gecikme
bilgi_a=read_adc();
//sayısal bilgiyi kaydet
30
a=(bilgi_a*0.0048828125)/(0.020);
//sayısal bilgiyi ampere çevir
vref=280;
// (55 c 1024 ise 15 vref kac eder)
d=((vref+(vref-bilgi_out))/bilgi_in)*127;
// doluluk boşluk oranını ayarla
if(d>=127)
i=120;
// karşılaştır
else
// degilse
i=d;
// eşitle
set_pwm1_duty(i);
// görev çevrim süresini belirle
printf(lcd_putc,"\fGiris=%f V",vin);
// ekrana yazdır
printf(lcd_putc,"\n Cikis=%f V",vo);
// ekrana yazdır
delay_ms(2000);
// gecikme
printf(lcd_putc,"\f Akim=%f A",a);
// ekrana yazdır
delay_ms(2000);
// gecikme
}
31