TEK FAZLI ŞEBEKE ANALİZÖRLÜ AKILLI PRİZ TASARIMI Single Phase Smart Plug Design with ...

71 Pages·2017·2.6 MB·Turkish

T.C.
Ege Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü

Lisans Bitirme Projesi Sonuç Raporu

TEK FAZLI ŞEBEKE ANALİZÖRLÜ AKILLI PRİZ
TASARIMI

Single Phase Smart Plug Design with Network Analyzer

Seyit YILDIRIM
05120000731 [email protected] 05377207625

Proje Danışmanı: Doç.Dr. Mutlu Boztepe

Bornova, İZMİR, Haziran 2017
1
E.Ü. ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
LİSANS BİTİRME PROJESİ BİLGİ FORMU
1- Projenin Yapıldığı Dönem: 2- Rapor Tarihi:
Yıllık
3- Projenin Başlangıç ve Bitiş Tarihleri:
4- Projenin Adı: Tek Fazlı Şebeke Analizörlü Akıllı Priz Tasarımı
Project Name: Single Phase Smart Plug Design with Network Analyzer
Projenin Toplam Maliyeti: 150 TL
5- Proje Yürütücüsü Öğrenciler ve iletişim bilgileri (adres, e-posta, tel.)

Seyit Yıldırım
Erzene Mah. 42. Sokak No:2 daire:9 Bornova/İzmir
[email protected]
05377207625

6- Projenin Yürütüldüğü Kuruluş:

Ege Üniversitesi

7- Destekleyen Kuruluş(ların ) Adı, Adresi ve Destek Miktarı: Yok

8- Öz:
Akıllı prizler, günümüzde gittikçe yaygınlaşan akıllı ev teknolojilerinin en önemli
parçalarındandır. Bu tez çalışmasında, prize takılan cihazları güç kalitesindeki olumsuz etkilerden
korumak ve bir android uygulama ile cihaza bluetooth üzerinden erişerek istenen elektrik
parametrelerini raporlamak ve kontrol etmek amacıyla bir akıllı priz tasarımı gerçekleştirilmiştir.
Akım ve gerilim sinyalleri ARM tabanlı mikrodenetleyici olan STM32F4 ile işlenmiştir. Akım ve
gerilim ölçümü galvanik izolasyon sağlanarak yapılmıştır. Akım ve gerilim sinyalleri en fazla 10.
harmonik bileşen dâhil edilmek üzere hesaplanmaktadır. Akım ve gerilim sinyalleri işlenerek aktif
güç, reaktif güç, görünür güç, güç katsayısı, harcanan enerji ve karşılık gelen tutar hesaplanıp
android uygulamada raporlanmıştır. Güç katsayısının düşük olduğu durumlarda yük şebekeden bir
röle yardımıyla ayrılmıştır. Ayrıca uygulama üzerinden on/off kontrolü sağlanmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Akıllı priz, şebeke analizörü, bluetooth, android, ARM.

2
9- Danışmanının Öğretim Üyesi Adı/Soyadı ve Görüşü: : Doç.Dr. Mutlu Boztepe

10- Bölüm Kurulu Görüşü:
11- Projenin Başarı Durumu: Projenin Aldığı Not:

3
Önsöz

Bu tez çalışmasında, prize takılan cihazları güç kalitesindeki olumsuz etkilerden korumak ve bir android
uygulama ile cihaza bluetooth üzerinden erişerek istenen elektrik parametrelerini raporlamak ve kontrol
etmek amacıyla bir akıllı priz tasarımı gerçekleştirilmiştir. Akım ve gerilim sinyalleri ARM tabanlı
mikrodenetleyici olan STM32F4 ile işlenmiştir. Proje hiçbir kurum tarafından desteklenmemiştir.

4
5
6
7
8
9
İçindekiler
Önsöz ...................................................................................................................................................... 4
Özet Makale…………………………………………………………………………………………….5
Şekiller ve Tablolar ............................................................................................................................. 13
ÖZ ......................................................................................................................................................... 15
Abstract ................................................................................................................................................ 15
Amaç ..................................................................................................................................................... 15
Literatür Özeti ..................................................................................................................................... 16
Tasarlanacak Cihazın Donanımsal Yapısı ........................................................................................ 17
1. Akım Ölçme Devreleri ................................................................................................................ 17
1.1 Akım Algılayıcı Direnç Yöntemi ............................................................................................ 18
1.1.1. Low Side Akım Algılama .................................................................................................... 19
1.1.2. High Side Akım Algılama ................................................................................................... 19
1.2. Akım Transformatörü Yöntemi ............................................................................................. 20
1.3. Rogowski Coil Yöntemi ........................................................................................................... 20
1.4. Hall Efect Yöntemi .................................................................................................................. 20
2. Gerilim Ölçme Devreleri ............................................................................................................. 21
2.1. Gerilim Bölücü Yöntemi ......................................................................................................... 21
2.2. Gerilim Transformatörü Yöntemi ......................................................................................... 21
3. Güç Kaynağı ................................................................................................................................ 21
3.1. Transformatörlü Güç Kaynakları ......................................................................................... 22
3.2. Transformatörsüz Güç Kaynakları ....................................................................................... 22
4. MCU ............................................................................................................................................. 23
4.1. ADC ( Analog to Digital Conversion ) ................................................................................... 24
4.2. DMA ( Direct Memory Access ) ............................................................................................. 24
4.3. USART ( Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter ) ......................... 24
10