5.19. elektronĠk devre elemani test · pdf fileelektrik elektronik makine bilgisayar dergisi,...
TRANSCRIPT
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1705
5.19. ELEKTRONĠK DEVRE ELEMANI TEST OTOMASYONU
Prof. Dr. Asaf VAROL
GĠRĠġ:
Endüstrinin çok büyük bir hızla geliştiği bir dünyada yaşamaktayız.
Buna paralel olarak da, otomasyonun dünyada endüstrinin her alanına
girdiğini görmekteyiz. Şöyle bir geçmiş yıllara bakacak olursak, önceleri
otomasyonun; insan, hayvan, su gücünden ve daha sonraları da ilk olarak
buhar gücüyle çalışan makinelerden sağlandığını görürüz. Fakat bunun
yanında günümüzde robotların hakim olduğu bir endüstriyel üretimin önde
geldiğini bilmekteyiz. Günümüzde giderek otomatikleşen bir üretim söz
konusudur.
Robotlar, tehlikeli olmayan ancak tekrarlı ve sıkıcı olduğu için uzun
zaman çalışıldığında her insanı monotonlaştıran işlerde de insanlara
yardımcı olmaktadır. Biz insanların zekasını körelten bu tür işler aslında
robotlara uygundur ve onlar bu işleri yorulmadan, sıkılmadan, daha güvenli
ve zaman kavramı tanımadan yapabilirler.
1. PROJENĠN AMACI:
Bu projenin amacı; bir elektronik devre elemanının bilgisayar
destekli olarak kontrol edilebileceğini göstermektir. Projede elektronik devre
elemanlarının testi yapılmaktadır.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1706
Bilindiği gibi elektronik devrelerde kullanılan diyot, direnç vb.
elemanlar çok hassastır. Bunlar çoğu zaman bozuk olarak da
üretilebilmektedir. Amacımız üretim sırasında hatalı olan elemanların
ayıklanmasıdır. Yalnız yüzlerce diyot ya da direncin teker teker ölçülmesi ve
ayırt edilmesi çok sıkıcı ve monoton bir iştir. Böyle bir işte bir insanın
çalıştırılması mümkündür. Ama bu işte çalışan işçinin sıkılması
kaçınılmazdır. Ayrıca, bu robot sayesinde ölçüm sonucu daha güvenilir
olmaktadır.
2. SĠSTEMĠN ÇALIġMA PRENSĠBĠ:
Kayan şerit üzerindeki kutucuklarda bulunan test edilecek elektronik
eleman, şeridin hareketiyle test tezgahının üzerine düşer. Ray sisteminin
hareketiyle test tezgahı ölçme kolunun altına gelir. Ölçme kolu aşağı inerek
tezgahın üzerindeki elektronik elemanın sağlamlık testini yapar. Bu test
sırasında elektronik elemanda kısa devre var ise “bozuk” kararını verir ve
ölçme koluna paralel olarak bağlı olan avometrede sinyal sesi duyulur. Eğer,
elektronik devrede kısa devre yoksa, “sağlam” kararı verilecektir. Bu esnada
ise, avometrede sinyal sesi işitilmez. Karar işleminin ardından ölçme kolu
yukarı çıkar ve ray hareket eder. Tezgah ayırt etme kolunun altına gelir.
Ayırt etme kolu ölçme sırasında alınan karara göre, elektronik elemanı
bozuk ya da sağlam kutularından birine atar ve işlem tekrar başa döner.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1707
ġekil 1: Elektronik devre elemanı test otomasyonuna ait yerleşim planı.
YÜRÜYEN BANT SİSTEMİ
ÜZERĠND
E
ÖLÇÜM
YAPILAC
AK
BLOK
ÖLÇME KOLU
ROBOT KOLU E
M
E2 M
1
M
2
M
3
M
4
E1 E6
E4
E5
DİS
K
BOZUK
SAĞLAM
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1708
3. ELEKTRONĠK DEVRE ELEMANI TEST OTOMASYONU
MALZEME LĠSTESĠ
Kontrol Birimi Arabirim Elemanları
PC Bilgisayar Arabirim kartı ve arabirim kablosu
Yapı Blokları Raylar Motorlar
Adet Boyut
(mm)
Adet Boyut
(mm)
Adet Boyut
30 10 5 40 2 Büyük
40 20 2 20 2 Küçük
3 50
2 70
1 90
2 120
1 140
Yüzey Plaklar Diğerleri
Adet Boyut
(mm)
Adet Parça Ġsmi
2 20 20 2 Döner Disk
2 10 40 6 Sonsuz Vida
2 20 40 2 Dişli Kutusu
1 Elektromıknatıs
5 Anahtar (Switch)
1 Ölçü Aleti
5 Diyot (1N4001)
2 Sistemin Üstüne Konulduğu Zemin
1 Lastik Şerit
4. SİSTEMİN ÇALIŞMASI
Yaptığımız elektronik devre elemanı test otomasyonu sisteminin
çalışmasını adım adım şu şekilde açıklayabiliriz:
1. M1 motoru 0,85 saniye süresince çalışır ve diyot tezgahın üzerine düşer.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1709
2. E1 anahtarı 1 olduğundan M3 motoru harekete başlar ve test tezgahı
ölçme kolunun altına gelir (E2 anahtarı 1 oluncaya kadar).
3. E2 anahtarı 1 olunca M2 motoru çalışır ve test kolu aşağı iner. Tezgah
üzerinde bulunan elektronik elemanın ölçümünü gerçekleştirir. Ölçüm
sonucu, E6 anahtarını etkileyecektir. E6 anahtarı; elektronik eleman
bozuk ise 1 (kısa devre), sağlam ise 0 (açık devre) konumunu alır.
Elektronik elemanın bozuk olduğu durumda, test koluna paralel bağlı
avometre, sinyal verir. M2 motoru yukarı doğru bir saniye süresince
çıkar.
4. M3 motoru çalışarak tezgahı taşıma kolunun altına doğru çekmeye
başlar. Tezgah E4 anahtarına çarpınca M3 motoru durur. Taşıma kolu,
M4 motoruna paralel bağlı mıknatıs yardımıyla tezgah üzerinde bulunan
elektronik elemanı tutar ve ölçüm sonucunda, E6 anahtarının aldığı
duruma göre bozuk ya da sağlam kutucuklarından birinin içine atar. Eğer
ölçüm sonucu “sağlam” ise M4 motoru 5 saniye süresince çalışır,
böylece taşıma kolu sağlam kutucuğunun üstüne gelir ve elemanı
kutucuğun içine bırakır. Eğer ölçüm sonucu bozuk ise bu defa da M4
motoru 8 saniye çalışır ve taşıma kolu bozuk kutucuğunun üstüne gelip
elemanı bırakır.
5. Elektronik elemanı bırakan taşıma kolunun, eski konumuna gelmesi için
M4 motoru ters yönde çalışır. Taşıma kolu E5 anahtarına çarpınca M4
motoru durur. M3 motoru, test tezgahının taşıma şeridinin altına gidip,
yeni bir test edilecek elektronik elemanı alması için çalışır. Tezgah
E1anahtarına çarpınca M3 motoru durur ve sistem başlangıç şartlarına
döner.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1710
5. SĠSTEMĠN PROGRAMLANMASI
Yapılan sistemi kontrol etmek için LOGO programlama dili
kullanılmaktadır. Komut kümesinin azlığı, komutların basitliği, kolayca
anlaşılır olması programlamanın basit olmasını sağlar. Aşağıdaki program,
sistemi çalıştırmak için yazılan programdır.
TO A
INIT
MCW "M1
WAIT 0.85
MSTOP "M1
B
END
TO B
IF EQUALP STATUS "E1 1 [MCW "M3]
WATCH "E2
MSTOP "M3
KARAR
END
TO KARAR
IF EQUALP STATUS "E2 1 [MCW "M2]
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1711
WAIT 1
MSTOP "M2
WAIT 1
IF EQUALP STATUS "E6 1 [BOZUK] [SAGLAM]
SON
A
END
TO SAGLAM
MCCW "M2
WAIT 1
MSTOP "M2
MCW "M3
WATCH "E4
MSTOP "M3
IF EQUALP STATUS "E5 1 [MCW "M4]
WAIT 5
MSTOP "M4
END
TO BOZUK
MCCW "M2
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1712
WAIT 1
MSTOP "M2
MCW "M3
WATCH "E4
MSTOP "M3
IF EQUALP STATUS "E5 1 [MCW "M4]
WAIT 8
MSTOP "M4
END
TO SON
WAIT 2
MCCW "M4
WATCH "E5
MSTOP "M4
MCCW "M3
WATCH "E1
MSTOP "M3
END
Yazdığımız programı şu şekilde açıklayabiliriz:
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1713
TO A
INIT
MCW "M1
WAIT 0.85
MSTOP "M1
B
END
TO ifadesi programın başlangıcını, A ise programın adını belirtir.
INIT tüm hareketleri durdurur ve iletişimi yeniden kurar. M1 motoruna bağlı
olan taşıma bandını ileri yönde harekete geçirmek için MCW "M1 komut
satırını kullanılır. Bandın hareket süresini ise WAIT 0.85 komut satırı ile
ayarlanır ve M1 motoru MSTOP "M1 komut satırıyla durdurulur. Motor
durduktan sonra ise B alt programına gidilir.
TO B
IF EQUALP STATUS "E1 1 [MCW "M3]
WATCH "E2
MSTOP "M3
KARAR
END
IF EQUALP STATUS "E1 1 [MCW "M3] komut satırıyla, E1
anahtarı 1 konumunda ise M3 motoruna bağlı olan test tezgahı ileri yönde
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1714
hareket eder. E2 anahtarının durum değişikliğini gözlemek için WATCH
"E2 komut satırı, M3 motorunu durdurmak için MSTOP "M3 komut satırı
kullanılır. M3 motoru durduktan sonra KARAR alt programına gidilir.
TO KARAR
IF EQUALP STATUS "E2 1 [MCW "M2]
WAIT 1
MSTOP "M2
WAIT 1
IF EQUALP STATUS "E6 1 [BOZUK] [SAGLAM]
SON
A
END
IF EQUALP STATUS "E2 1 [MCW "M2] komut satırıyla, E2
anahtarı 1 konumunda ise M2 motoruna bağlı olan ölçme kolu aşağı doğru
iner. WAIT 1 komut satırıyla, M2 motorunun hareket süresi ayarlanır ve
MSTOP "M2 komut satırıyla, M2 motoru durdurulur. WAIT 1 komut
satırıyla, ölçme kolu bir saniye bu konumda bekletilerek ölçmenin yapılması
sağlanır. IF EQUALP STATUS "E6 1 [BOZUK] [SAGLAM] komut
satırıyla, E6 anahtarı 1 konumunda ise program BOZUK alt programına, E6
anahtarı 0 konumunda ise program SAGLAM alt programına dallanır.
BOZUK veya SAGLAM alt programındaki işlemler tamamlandıktan sonra
SON alt programına gider ve buradaki işlemler tamamlanıp geri dönüldükten
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1715
sonra A programına dallanma yapılarak işlemlerin sürekli olarak
tekrarlanması sağlanılır.
TO SAGLAM
MCCW "M2
WAIT 1
MSTOP "M2
MCW "M3
WATCH "E4
MSTOP "M3
IF EQUALP STATUS "E5 1 [MCW "M4]
WAIT 5
MSTOP "M4
END
MCCW "M2 komut satırıyla, M2 motoruna bağlı olan ölçme kolu
yukarı doğru çıkar. WAIT 1 komut satırıyla M2 motorunun bir saniye
hareket etmesi sağlanır ve MSTOP "M2 komut satırıyla, M2 motoru
durdurulur. MCW "M3 komut satırıyla, M3 motoru ölçme tezgahını ileri
doğru harekete geçirir. E4 anahtarının durum değişikliğini gözlemek için
WATCH "E4 komut satırı kullanılır. E4 anahtarı durum değiştirdiği anda
M3 motoru MSTOP "M3 komut satırıyla durdurulur. IF EQUALP STATUS
"E5 1 [MCW "M4] komut satırıyla, E5 anahtarı 1 konumunda ise M4
motoruna bağlı olan taşıma kolu ileriye doğru hareket eder ve aynı zamanda
M4 motoruna paralel bağlı olan elektromıknatıs ölçme tezgahı üzerindeki
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1716
diyotu çeker. M4 motoru WAIT 5 komut satırıyla beş saniye hareket ettikten
sonra MSTOP "M4 komut satırıyla M4 motoru durdurulur.
TO BOZUK
MCCW "M2
WAIT 1
MSTOP "M2
MCW "M3
WATCH "E4
MSTOP "M3
IF EQUALP STATUS "E5 1 [MCW "M4]
WAIT 8
MSTOP "M4
END
MCCW "M2 komut satırıyla, M2 motoruna bağlı olan ölçme kolu
yukarı doğru çıkar. WAIT 1 komut satırıyla M2 motorunun bir saniye
hareket etmesi sağlanır ve MSTOP "M2 komut satırıyla M2 motoru
durdurulur. MCW "M3 komut satırıyla, M3 motoru ölçme tezgahını ileri
doğru harekete geçirir. E4 anahtarının durum değişikliğini gözlemek için
WATCH "E4 komut satırı kullanılır. E4 anahtarı durum değiştirdiğinde M3
motoru MSTOP "M3 komutuyla durdurulur. IF EQUALP STATUS "E5 1
[MCW "M4] komut satırıyla, E5 anahtarı 1 konumunda ise M4 motoruna
bağlı olan taşıma kolu ileriye doğru hareket eder ve aynı zamanda M4
motoruna bağlı olan elektromıknatıs ölçme tezgahı üzerindeki diyotu çeker.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1717
M4 motoru WAIT 8 komut satırıyla sekiz saniye hareket ettikten sonra
MSTOP "M4 komut satırıyla M4 motoru durdurulur.
TO SON
WAIT 2
MCCW "M4
WATCH "E5
MSTOP "M4
MCCW "M3
WATCH "E1
MSTOP "M3
END
WAIT 2 komut satırıyla, M4 motoru bulunduğu konumda iki saniye
bekletilerek motora paralel bağlı elektromıknatısın diyotu bırakması
sağlanır. MCCW "M4 komut satırıyla, M4 motoruna bağlı taşıma kolu diğer
yöne doğru harekete geçer. WATCH "E5 komut satırıyla, E5 anahtarının
durum değişikliği gözlenir ve E5 anahtarı durum değiştirdiğinde MSTOP
"M4 komut satırıyla, M4 motoru durdurulur. MCCW "M3 komut satırıyla
M3 motoruna bağlı ölçme tezgahı başlangıç konumuna doğru hareket
ettirilir. E1 anahtarının durumu WATCH "E1 komut satırıyla, gözlenerek
durum değişikliği olduğunda MSTOP "M3 komutuyla M3 motoru
durdurulur.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1718
6. ELEKTRONĠK DEVRE ELEMANI TEST OTOMASYONUN
MONTAJI
Bu kısımda tasarlanan sistemin adım adım montajı incelenecektir.
Önce elektronik devre elemanı test otomasyonu için gerekli parçaları
göreceğiz. Sonra bu parçalar birleştirilerek oluşturulan ana parçaları, en
sonunda da bu ana parçalardan meydana gelen otomasyon sistemini resimler
eşliğinde göreceğiz.
Resim 1: Küçük yapı blokları.
Resim 2: Sınırlandırıcı anahtarlar.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1719
Resim 3: Elektronik parçaları tutmada kullanılan elektromıknatıs.
Resim 4: Çeşitli motorlar.
Resim 5: Robot kolunu döndürmede kullanılan motor-dişli sistemi.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1720
Resim 6: Çeşitli dişli parçalar.
Resim 7: Kayan blok yapımında kullanılan dişli sistemler.
Resim 8: Yürüyen bant ve kayan bloğa ait parçalar.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1721
Resim 9: Küçük blokların birleştirilmesi ile oluşturulan amaca özel bloklar.
Resim 10: Bloklar üzerine yerleştirilmiş sınırlandırıcı anahtar düzeneği.
Resim 11: Elemanları ölçmede kullanılan yardımcı ölçme elemanları.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1722
Resim 12: Yatay eksende, çift yönde hareket kabiliyetine sahip kayan robot
bloğu.
Resim 13: Yatay eksende dönme özelliğine sahip, elektromıknatıs tutuculu
robot kolu.
Resim 14: Yukarı-aşağı hareket özelliğine sahip, ölçme proplu robot kolu.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1723
Resim 15: Bilgisayar ile robot arasında iletişimi sağlayan arabirim devre.
Resim 16: Ara birim ile robot parçaları arasında bağlantıyı sağlayan ara
kablo.
Resim 17: Robot kolunu sınırlandırmak üzere bloklar üzerine monte edilmiş
anahtar.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1724
Resim 18: Sınırlandırma anahtarı ve robot kolunu döndüren motor-dişli
sistemi.
Resim 19: Yatay eksende dönebilen, elektromıknatıs tutuculu robot kolu
sistemi.
Resim 20: Yatay eksende dönebilen, elektromıknatıs tutuculu robot kolu
sisteminin arkadan görünüşü.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1725
Resim 21: Yatay eksende dönebilen kol ve kayan blok.
Resim 22: Yatay eksende dönebilen kol ,kayan blok ve ölçüm yapan robot
kol sistemlerinin birlikte görünüşü.
Resim 23: Elemanları kayan blok üzerine taşıyan yürüyen bant sistemi.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1726
Resim 24: Birleştirilmiş sistem ve ölçümü dıştan denetlememizi sağlayan
AVO metrenin birlikte bağlanışı.
Resim 25: Otomasyon sisteminin bilgisayara bağlanması.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1727
Resim 26: Sistemin dıştan görünüşü.
Resim 27: Sistemin yandan görünüşü.
Resim 28: Sistemin yakından görünüşü.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1728
Resim 29: Yürüyen bant kısmından görünüşü
Resim 30: Sistemin genel görünüşü.
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1729
7. SONUÇ:
Bu çalışmada, elektronik elemanların sağlamlığını bilgisayar destekli
kontrol eden bir otomasyon sistemi gerçekleştirilmiştir. Bir sistemin
bilgisayarla nasıl kontrol edilebileceği hususunda önemli bir tecrübe
kazanılmıştır. Sistemin mekanik aksamı lego parçaları ile yapıldığından,
öğrencilerin zihinsel kabiliyetleri ile neler yapabilecekleri ortaya çıkmıştır.
KAYNAK:
Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Fırat Üniversitesi,
Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Robotik
Dersi Projesi, Proje No:1999/VII-Gündüz
VAROL, A.: Elektronik Devre Elemanı Test Otomasyonu, Otomasyon, Aylık
Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 87, Eylül’99, S: 112-118
1730