Deniz araçları için nesnelerin interneti teknolojileri temelli şarj kontrol sistemi tasarlanması

Abstract

Günümüzde küçük boyutlardaki gömülü sistem donanımı kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte Nesnelerin İnterneti kapsamında (Internet of Things, IoT) özgün ve yenilikçi çözümler ortaya çıkmaktadır. Bu doğrultuda IoT çözümlerinin uygulama alanlarından bir tanesi deniz araçları için uzaktan izleme ve kontrol sistemlerinde kullanımı olarak ortaya çıkmaktadır. Dolayısıyla IoT teknolojileri kullanarak deniz araçlarında sıklıkla ortaya çıkabilen elektrik batarya probleminin çözümüne yönelik IoT temelli bir sistem mimarisi gereksinimi bulunmaktadır. Deniz aracı bataryasının şarj edilebilmesi ve ömrünün uzun olabilmesi için elektrik motorunun düzenli olarak çalıştırılması gerekmektedir. Deniz araçlarının kullanım aralıkları sık olmaması nedeniyle aküler düzenli olarak şarj dolumu yapamamaktadır. Özellikle aracın durağan halde olması durumunda kullanıcının sürekli olarak akünün durumunu kontrol etmesi gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında IoT teknolojilerini kullanan deniz araçlarının durağan halde iken otomatik şarj edilmesini gerçekleştirebilen bir sistem mimarisi ortaya konulmaktadır. Mimari sistem bileşenlerinde Arduino IDE (Integrated Development Environment), Nextion HMI (Human Machine Interface) ekran, Mobil uygulama ve Firebase bulut platformu bulunmaktadır. Geliştirilen prototipte; Arduino Uno, Arduino Mega, NodeMCU LoLin ESP8266 geliştirme kartı, RTC (Real Time Clock) saat modülü, seviye ölçme sensörü, buzzer, DC (doğru akım) ve Servo motorlar kullanılmaktadır. Arduino IDE de geliştirilen yazılımda; yakıt miktarı ve kontak, gaz kolu kilidi, dümen kilidi durumları kontrol edilebilmektedir. Mobil uygulama tarafında gerçekleştirilen işlemlerin tamamı araç içinde Nextion ekran ile de gerçekleştirilebilmektedir. Kullanıcıların sistemin durumunu kontrol edebilmeleri için ESP8266 Wi-Fi modülü kullanılarak veriler anlık olarak Firebase bulut ortamına aktarılmaktadır. Bulut ortamına aktarılan veriler Android Studio'da geliştirilen mobil uygulamada kullanıcıya gösterilmektedir. Önerilen sistem mimarisi ile deniz aracının motoru düzenli olarak çalıştırıldığı için aküden yüksek verim alınarak ve akünün ömrü korunmuştur.

Today, with the widespread use of small size embedded system hardware, unique and innovative solutions are emerging within the scope of the Internet of Things (IoT). In this direction, one of the application areas of IoT solutions emerges as the use of remote monitoring and control systems for marine vehicles. Therefore, there is a need for an IoT-based system architecture to solve the electric battery problem that can often occur in marine vehicles using IoT technologies. In order to the marine vehicle battery to be recharged and to have a long life, the electric motor must be operated regularly. Due to the fact that the usage intervals of the marine vehicles are not frequent, the batteries cannot be charged regularly. Especially if the vehicle is stationary, the user must constantly check the state of the battery. Within the scope of this study, a system architecture that can automatically charge marine vehicles using IoT technologies while at rest is presented. Architectural system components include Arduino IDE, Nextion Display, Mobile application, and Firebase cloud platform. In the developed prototype, Arduino Uno, Arduino Mega, NodeMCU LoLin ESP8266 development board, RTC clock module, level measuring sensor, buzzer, DC and Servo motors are used. In the software developed in Arduino IDE; Fuel quantity and ignition, gas handle lock, rudder lock conditions can be controlled. All transactions performed on the mobile application side can also be carried out in the vehicle with the Nextion Display. In order to users to check the status of the system, the data is instantly transferred to the Firebase cloud environment using the ESP8266 Wi-Fi module. The data transferred to the cloud is shown to the user in the mobile application developed in Android Studio. With the proposed system architecture, since the engine of the marine vehicle is operated regularly, high efficiency is obtained from the battery and the life of the battery is protected.