Mikrobilgisayara dayalı veri toplama sistemi ve değişik deneylere uygulanması

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, değişik deney ve araştırmalarda veri ölçümü, depolanması, analizi ve bu deneylerdeki kontrol işlemlerini yapmak için mikrobilgisayardan yararlanılmıştır. Mikrobilgisayara bağlanan 32 giriş kanallı veri toplama sistemi geliştirilmiştir. Sistem yazılımı BASIC ve Assembly dillerinde hazırlanmıştır. 32 ölçüm kanalı olan aradevre güneş enerjisi ölçümleri, atıksu tesisi ve termoterapi kabini ölçümleri gibi değişik uygulamalarda kullanılmıştır. Mikro bilgisayar, disk ve yazıcı birimleri ile aradevreden oluşan veri ölçüm sistemi, Çukurova üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü Güneş Evi'nde güneş enerjisi verilerinin ölçüm ve analizinde kullanılmaktadır. Çalışmada, farklı mikroişlemciler kullanan iki ayrı mikrobilgisayar için iki ayrı aradevre yapılmıştır. RS-232 kanalı aracılığı ile seri veri transferi yapan ilk aradevre karmaşık bir elektronik yapıya sahiptir. Bu aradevrede kullanılan A/D çeviriciden alınan ikili sayı sistemindeki paralel verileri, mikrobilgisayara seri olarak gönderilmiştir. Aynı şekilde mikrobilgisayardan kontrol ve okuma amacı ile gönderilen seri veriler de paralel veri şekline çevrilmiştir. Bu işlemler veri transferini oldukça yavaşlatmaktadır. Yapılan ikinci aradevrede, sistemin daha hızlı olması için, veriler paralel şekilde mikrobilgisayara aktarılmıştır. Veri okuma işlemlerinin Assembly dilinde olması da işlemi hızlandırmıştır. Veri ölçüm sistemi ile atıksu arıtma tesisi ve termoterapi kabini deneylerinde ölçüm ve kontrol yapılmıştır. Sistem halen güneş enerjisi verilerinin ölçüm ve kayıtlarını yapmaktadır.Piranometre, Pirheliometre ve güneş pili ile alınan veriler disketlere onar dakikalık ortalama delerleri alınarak kaydedilmektedir. istenildiğinde enerji verilerinin günlük grafikleri de alınmaktadır.Çalışmada, güneş pillerinin, güneş enerjisi ölçümlerinde kullanılabileceği gösterilmiştir. Yatay yerleştirilmiş bir güneş pili ile toplam enerji, piranometreye göre %99 doğrulukla ölçülmüştür. Dik olarak doğu, batı, güney ve kuzey yönlerine doğru yerleştirilen güneş pilleri ile, bu yönlere gelen enerji değerleri ölçülmüştür. Kuzey yönüne bakan pil, yayınmış enerjinin yarısını ölçtüğünden, yatay ve kuzeye bakan iki güneş pili ile tüm güneş enerjisi değerlerinin hesaplamalarının yapılabileceği gösterilmiştir. Güneş pilleri, güneş enerjisi ölçümlerinde kullanılan diğer araçlara göre bazı avantajlara sahiptir. Bunlar: - zaman sabiti çok düşüktür (k us), - yüksek çıkış gücü (k 0,1 W), - hareketli ve mekanik parçalarının olmaması, - standart güneş enerjisi ölçüm araçlarından daha ucuz olmasıdır.

49 SUMMARY In this work, we have used a microcomputer and an interface to collect, store and analyse the data obtained in several experiments. For this reason, we developed a 32 channel data collection interface The BASIC and assembly languages were used for programming. This system was used for solar energy measurements, wastewater treatment system and plant thermotherapy cabinet. The system consisted of Commodore C64 microcomputer, disk drive, printer and the interface. Now, it is being used for collection and storage of solar energy measurements at the Çukurova University, Physics Department's Solar House. We used two different computers with two interfaces. First interface was communicating in serial with the microcomputer through RS-232 port. The serial interface was used to collect data of solar energy, wastewater treatment system, and plant thermoterapy cabinet. In this interface, the parallel binary data taken from A/D converter, was converted to serial to send the data to computer. This made the interface quite complicated. Also, those operations had slowed down the data transfer rate. The second interface, which has communicated parallel with the computer, was simplified and quite faster than the first. The wastewater treatment and plant thermotherapy cabinet experiments showed that the data collection system was working properly and could be used for any laboratory experiment. The second interface has been used only for solar energy measurements. The pyronometer, pyroheliometer, and five solar cells were connected to system to get solar energy data. The averaged data were stored on diskettes with ten minutes intervals.Upon the request, it is possible to see the daily energy values and their graphics. Comparison of the solar cell and pyronometer measurements showed that they were in agreement with 99% confidance level. So, as a result, it was concluded thati O solar cells can be used to measure solar energy with high accuracy. It was also concluded that, with two solar cells, one facing north and the other placed horizontally, it was possible to measure total, direct and diffuse solar energy. The measurement of solar energy values with two solar cells has some advantages. These are: - time constant is quite low <« us), - high power output (a 0.1 W), - no moving or mechanical part, - cheaper than the standard solar energy measurement apparatus.