Enerji, Şalt, Enerji Kalitesi, Pano, Trafo, Kablo, Motor, Kesintisiz Güç Kaynağı, Topraklama, Aydınlatma, Test-Ölçüm, Elektrik Proje-Taahhüt, Elektronik, dergi

Güncel sorunlara pratik çözümler; Güveni̇li̇r ütü tasarımı

1. GİRİŞ
Yangın, insan hayatını derin acılara boğan en kötü felaketlerden biridir. Maddi ve manevi büyük zararları olan yangın konusunda 2011 yılında Türkiye ölçekli bir araştırma yapılmıştır. Araştırmanın sonuçlarına göre 1999-2008 yılları arasında meydana gelen 620.000 civarı yangında toplam 3.237 kişi hayatını kaybetmiştir [1]. Büyük Britanya İstatistik Kurumu Yangın ve Kurtarma İstatistikleri 2013-2014 Raporu’nda yangın çıkma faktörlerinin ölüm sayıları ile analizi aşağıdaki grafikte verilmiştir.

Grafikten de anlaşılabileceği gibi ölümle sonuçlanan yangınların çıkma sebeplerinin başında insan faktörünün oranı, ortalama %70’ler civarındadır. Aynı raporda, yangınların %53’lük kısmının mesken tipi olduğundan bahsedilmektedir [2].

[kutusag=10423]Eylül 2015’te ABD Ulusal Yangın Önleme Kurumunun hazırladığı bir araştırma raporunda 2009-2013 yılları arasında ABD’de çıkan mesken tipi yangınlarda ısıl sistem kaynaklı çıkan yangınların pişirme sistemleri ve araçlarından sonra ikinci sırada olduğu görülmektedir. Aynı araştırmaya göre ısıl sistem kaynaklı yangınlar, en çok sivilin ölümü ve yaralanmasının nedenleri arasında ikinci sıradadır. Aynı zamanda en çok maddi kayıplı yangın nedeni olarak üçüncü sıradadır [3]. Ütü, bahsi geçen ısıl cihazlardan biridir. Günlük hayatta insanların ütü faaliyeti yaptıkları zaman dilimleri genelde sabahın erken saatleri ya da gecenin geç saatleri olabilmektedir. İnsanların bu zaman aralıklarını seçmelerindeki nedenler; işe gitmeden önce giysileri ütüleme ya da özellikle ev hanımları için her iş bittikten sonra ütüleri gece yapma eğilimi olarak açıklanabilir. Diğer taraftan insanlar, televizyon seyrederken ütü yapma gibi birden çok aktiviteyi aynı anda yapma eğilimi de gösterebilmektedir [4].  Açıklanan eğilimler, ihmal ve dikkatsizliğe çok açıktır. Çünkü sabahın erken saatlerinde ve gecenin geç saatlerinde yapılan ütü, uyku faktörünün etkisiyle ihmal ve dikkatsiz davranmaya davetiye çıkartmaktadır.  Aynı şekilde ütü yaparken televizyon seyretmek veya başka bir faaliyetle eş zamanlı uğraşmakta çok sakıncalı sonuçlar doğurabilmektedir. Bu tür riskleri ortadan kaldırabilecek önlemler almak ve insanların can ve mal güvenliğini sağlamak önem kazanmaktadır. Yapılan uygulamada ütü yaparken oluşabilecek kötü senaryoları bertaraf edecek bir güvenlik sistemi tasarlanmıştır. Ütü yapılmadığı belli süre aralığında kendini uyku konumuna alan ütü; faaliyet başladığında uyku modundan uyanıp ısınmaya devam etmektedir. Aynı zamanda kullanıcıyı bilgilendiren görsel ve işitsel uyarı devreleri de sisteme entegre edilmiştir.

2. SİSTEM YAPISI VE ALGORİTMASI
Güvenilir ütü sisteminin şematik çizimi Şekil 2’de gösterilmektedir. Sistem, Arduino programlama kartı, AC röle devresi, LED devresi, Buzzer devresi ve ütüye el temasının algılanması için ütünün tutma koluna yerleştirilen foto dirençten (LDR) meydana gelmektedir.
Ütünün tutma kısmına açılan küçük bir alana; üzerine düşen ışığa bağlı olarak direnci ters orantılı bir biçimde değişen LDR (Light Dependent Resistor) yerleştirilmiştir.

[kutusol=10424]Güvenilir ütü tasarımımızda, ütüye el ile temas halinde LDR’nin direnci artmakta ve el ile temasın kesildiği durumda direnç değeri azalmaktadır. DA 5V ile beslenen LDR devresi, ütüyü tutma ve bırakma anlarında ışık şiddetine göre analog gerilim değerleri üretmektedir. Böylelikle elde edilen modülasyonlu algılayıcı, Arduino programlama kartına analog girişi sağlanmış olur. Algoritmada okunan analog gerilim değeri belirli bir eşik değeri ile karşılaştırılarak ütünün tutulduğu veya bırakıldığı anlaşılır.

Güvenilir ütü tasarımında algoritmik olarak öncelikle sisteme enerji verildiği andan itibaren 1 dakika kadar ütünün ısınması sağlanmıştır. Bu süre zarfında ütünün el ile tutulup tutulmaması dikkate alınmamaktadır. Geçen 1 dakikadan sonra el temasının gerçekleşmesi ile ütü yapılıyor anlamındaki yeşil LED yanar. Kullanıcı, ütüyü bıraktığı anda görsel olarak ilk uyarıyı veren kırmızı LED yanar, yeşil LED söner. Ortalama 15 saniye ütü yapmama, ütünün terk edilmesi anlamına gelmektedir.

Eğer 15 saniye içerisinde ütüye devam edilmemişse sesli alarm (Buzzer) devreye girer. Röle, bu sürede enerjiyi kesmez ve ütü kullanıcısının sesli uyarıya cevap vermesi beklenir. Eğer kullanıcı sesli alarmın devreye girdiği 5 saniye içerisinde tekrar ütüye devam ederse program sesli alarmı durdurur, kırmızı LED söner, yeşil LED yanar ve rutin ütü faaliyeti devam eder.

[kutusag=10425]Eğer 5 saniye içerisinde kullanıcı sesli uyarıya yanıt vermezse röle açılarak ütünün enerjisi kesilir. Böylece çıkabilecek olası bir yangın tehlikesi bertaraf edilmiş olur. Eğer ütü devam ederse sisteme tekrar enerji verilerek ütüye devam edilir. Yukarıda anlatılan algoritmayı özetleyen akış diyagramı Şekil 3’te verilmektedir.

Ayrıca Şekil 4’te Proteus programında yapılan benzetim çalışması ile gerçek zamanlı sistemin olası üç durum anını anlatan grafikler gösterilmektedir.

Ütünün enerjisini kesmek için Katı Hal Rölesi (SSR) tercih edilmiştir. SSR’ler yarıiletken malzemelerden oluşan bir anahtarlama elemanıdır. SSR’ler elektromekanik rölelere göre hızlı açılıp kapanması, sessiz çalışması, anahtarlama ömrünün yüksek olması ve anahtarlama anında ark oluşmaması gibi özellikleri ile ön plan çıkmaktadır [5].
Tasarımda kullanılan röle 3-32V DA gerilim aralığında kontrol edilebilmektedir. 24-380V AA giriş değeri ve 25A elektriksel özelliklere sahiptir.

3. SONUÇ VE ÖNERİLER
[kutusol=10426]Bu çalışmada güvenilirliği arttırılmış bir ütü tasarımı yapılmıştır. Sisteme entegre edilen sesli uyarı devresi, görsel uyarı devresi, röle devresi ve kontrol birimi ile klasik bir ütü sistemi daha güvenilir hale getirilmiştir. Böylelikle ütünün prizde unutulması durumunda ortaya çıkabilecek bir yangının önüne geçilmesi hedeflenmiştir.

  • Projenin geliştirme aşamasında şu öneriler irdelenebilir;
  • Portatif bir şekilde imali ve bu özelliğe sahip olmayan ütülere kolay adaptasyonu ile faydalı bir ürün haline dönüştürülebilir.
  • Programlama kısmında dikkate alınan bekleme süreleri kullanıcının isteğine göre veya ütü yapılan kumaş cinsine göre değiştirilebilir.
  • Ütü kullanıcısının ütü yapma karakteristiği program tarafından öğrenilip ütünün kendi kendine bir zamanlama optimizasyonu yapması sağlanabilir.
  • Kullanıcının telefonuna uyarı mesajı gönderimi sağlanabilir.

KAYNAKLAR
[1] Bekem İ., Çavuş M., Demirel F.(2011),  Türkiye  Ölçeğinde Yangın İstatistikleri Üzerine Bir Araştırma, TÜYAK Yangın ve  Güvenlik Sempozyumu ve Sergisi, 13­14 Ekim 2011, İstanbul, s.s. 195-201.
[2] Crowhurst E., Fire Statistics:  Great Britain April 2013 to March 2014, Department for Communities and Local Government, September 2015.
[3] Ahrens M., Home Structure Fires (Research Report), National Fire Protection Association, Eylül 2015.
[4] Nicolini, C., Lepri, B., Teso, S., & Passerini, A. (2010), From on-going to complete activity recognition exploiting related activities, In Human Behavior Understanding (pp. 26-37). Springer Berlin Heidelberg.
[5] San Jose, CA (2014), Solid state relays vs. electromechanical relays, Solid State Optronics Application Note 040-002183.