Nesnelerin İnterneti (IoT) Dünyasında Kullanılan Sensörler

23

Nesnelerin İnterneti (Internet of Things) Nedir?

Nesnelerin interneti, fiziksel nesnelerin birbirleriyle veya daha büyük sistemlerle bağlantılı olduğu iletişim ağıdır. Nesnelerin tek tek işaretlenerek internet altyapısı aracılığıyla birlikte çalışabilmesi ve bu sayede küçük parçaların toplamından daha büyük değerler oluşturulması öngörülmüştür. Bu ağın geçmişi endüstriyel üretim tesislerine dayansa da bugün evlerimizde de birçok akıllı cihazın bu alt yapıyı desteklediğini görebiliyoruz. Televizyonlar, buz dolapları, aydınlatmalar, çamaşır makineleri ve daha birçok cihaz internet üzerinden birbiriyle haberleşebiliyor.

Büyük veri (Big Data) kavramının gittikçe önem ve popülarite kazandığı günümüzde, sensörler ve internet aracılığı ile devasa miktarlarda veriler biriktirilebiliyor. Tüm bu toplanan veri üreticinin, sistemin veya cihazın bir sonraki adımları tahmin edebilmesine ve kalite seviyesini yukarı çekmesine yardımcı oluyor.

Sensör Nedir?

Farikalar, taşımacılık, üretim alanları gibi tesislerde çok daha yoğun olarak kullanılan nesnelerin interneti konseptinin asıl yapı taşları sensörlerdir. İnternet tüm bu oluşumun beyni ise sensörler de adeta göz, kulak, deri, burun gibi duyu organlarıdır. Onlar sayesinde cihazlar hem birbirini hem de dış dünyadaki organik hayatı algılayıp anlamlandırabiliyor. Sensörler ısı, ışık, temas gibi girdileri dijital ve kullanılabilir sinyallere dönüştürürler.

Oldukça farklı işlevleri hayata geçirmeyi sağlayan sensör türleri ile sistemlere birbirinden güçlü yetenekler kazandırılabiliyor. Büyük bütçeler gerektiren otomasyon sistemleri, akıllı ev donanımları vs. birkaç dolarlık sensörler bozulduğunda işlevsiz kalabiliyor. Bu durum da sensörlerin önemini bir kez daha vurguluyor.

Sensörler Arası İlişki

Cihazlara sensörler ekleyip onları internet üzerinden birbirleriyle iletişime geçirmek, gerçek zamanlı konum takibi, performans izleme, iş akışlarının geliştirilmesi ve ihtiyaca göre sistem optimizasyonu gibi iyileştirme seçenmeklerini bizlere sağlıyor. Örneğin bir gemi veya tekneniz var. İnternet üzerinden gelen bilgiler ile tam konumunu ve arızası olup olmadığını görebilirsiniz. Ya da otomobilinizi büyük bir otoparka bıraktınız ve dönüşte yüzlerce araç içinden bulmanız gerektiğinde cep telefonunuz aracılığı ile kolayca konumunu takip edip aracınıza ulaşabilirsiniz.

Akıllı sulama sistemleri tarım dünyasında oldukça etkili bir rol oynamaya başladı. Toprağın nem ve mineral durumunu sürekli olarak izleyen sensörler, gerektiğinden gübreleme ve sulama mekanizmalarını devreye sokarak verimli bir toprak elde edilmesini sağlıyor. Bir adım ötesinde ise tüm sensörlerin internet üzerinden hava tahminlerini alabilmesi ve buna göre toprağı sulama kararını verebilmesi veya üstü açılıp kapanabilen sera sistemlerinde dolu, fırtına gibi afet durumlarında ekinleri koruyacak sistemler geliştirilmesi var.

Şimdi gelin en çok kullanılan sensörlere yazımızın devamında bir göz atalım.

Sıcaklık Sensörleri

Sıcaklık sensörleri sizin de tahmin edebileceğiniz gibi en çok buzdolabı, klima gibi ısıtma, soğutma, iklimlendirme sistemlerinde kullanılıyor. Fakat işin içine internet de girince konu nesnelerin internetine dönüyor ve her alanda olduğu gibi sensörler bu alanda da uygulama skalasını genişletiyor. Sıcaklık algılayıcılarda termokupl (ısıl çift), direnç sıcaklık dedektörü, termistör, yarı iletken algılayıcı ve kızılötesi sensörlergibi çeşitler bulunuyor. Her birinin kullanım alanına göre ayrı yeteknleri var. Örneğin DH11 sensöründen sıcaklık ve nem bilgileri alınabilirken , ısıl çiftlerde sadece sıcaklık değeri alınabilir. Yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık, nemli ortam, sıvı veya katı ordam gibi farklı şartlara göre en uygun sensörün belirlenmesi gerekir.

Yakınlık Sensörleri

Hareket içeren tüm süreçlerde en yoğun olarak kullanılan sensör çeşididir. Günlük hayatta otomobillerde park sensörü olarak da karşımıza çıkan bu sensör türü, endüstrinin özellikle seri üretim ve otomasyonlu üretim alanlarında vazgeçilmez elemanlardan biridir. Yakınlık sensörleri endüktif, kapasitif, fotoelektronik ve ultrasonik olarak kendi içinde gruplara ayrılır. Burada yine kullanılacak ortam ve sistemin özellikleri belirleyici olur. Karanlık , aydınlık, nemli, kuru, gazlı çalışma ortamı, yüksek hızlı algılama gibi taleplere göre üretici kataloglarından uygun seçimler yapılmalıdır.

Basınç Sensörleri

Basınç sensörleri basıncı algılayıp elektrik sinyallerine dönüştürür. Örneğin köprü ayaklarındaki su basıncını sürekli olarak izleyen sensörler, taşkın yaşanması durumunda yükselek suyun arttırdığı basıncı internet aracılığı ile ilgili ekiplere iletir. Bu hep yapının ömrünü korumak hem de olası kazalarda can kayıplarını engellemek için oldukça etkili bir yöntemdir.

Su Kalitesi Sensörleri

Özellikle şehirlerin su dağıtım şebekelerinde kullanılan sensörlerdir. İnternet aracılığı ile takip merkezine anlık olarak veri gönderebilen sensörler ile su kalitesi, afetler sonrası içme suyu kontrolü gibi hayati organizayonlar kolayca takip edilebiliyor.

Kimyasal Sensörler

En yaygın olarak endüstriyel sahalarda ortam ölçümü ve denetleme konularında kullanılır. Binlerce kimyasal çeşidi kullanan tesislerde olası sızıntıların erken teşhisi ve kontrol altına alınmasında rol oynarlar. Çevresel felaketlerin yanı sıra can kayıpları ve yaralanmaların önüne geçilebilmesi için oldukça önemli parçalardır.

Gaz Sensörleri

Kimyasal sensörlere benzer şekilde endüstriyel sahalarda ortam ölçümü ve denetleme konularında kullanılır. Bunun dışında evlerimizde doğalgaz sızıtılarının takibi için de kullanılır. Karbondioksit, hidrojen, ozon, doğal gaz, nem ölçer, baca gazı ölçer gibi türleri en sık kullanılanlarıdır. 

Duman Sensörleri

Gaz sensörleri ile karıştırılmamalıdır. Bu sensörler ortamın dumanını, ışık kırılmaları (optik) ve iyonizasyon yöntemleri ile algıladığından daha çok yangın alarmı konularında hemen hemen her binada karşımıza çıkıyor. Optik türleri dumanın ışınları gölgelemesini algılarken, iyonizasyon türlerinde hava içerisindeki kimyasallarla reaksiyona girme prensibine göre çalışır.

Kızılötesi Sensörler

Kızılötesi ışınların yansımalarındaki değişimleri takip eden sensörlerdir. Hareket algılayabildiği gibi nesneler tarafından emilen ısıyı da algılayabilirle. Termal kameraların çalışma prensibi de buna dayanır. Kan akışı ve kalp ritmi izlemede, akıllı telefon ve saatler, uzaktan kumandalar, gece görüş teknolojileri otomobillerin kör nokta algılama teknolojileri gibi birbirinden farklı alanlarda karşımıza çıkabilirler.

 

Özetle sensörler ve internet tabanlı uygulamalar yaşam kalitemize çağ atlatabilicek teknolojiler olarak karşımıza çıkıyor. Doğru uygulamalar ve optimizasyonlarla akıllı evlerden tarım sahalarına, karanlık fabrikalardan turizm dünyasına, otomotivden tıpa çok geniş skalada nesnelerin interneti bizlerle beraber olabilecek yetenekteler. Sistem veya cihazın taleplerine göre, sensör üretici firmaların da yönlendirmeleri ile en uygun sensörleri bir araya getirmek sonuçta ortaya çıkan akıllı sistemin veya cihazın verimliliğini en üste taşıyacaktır.

 

Kaynak:

engineersgarage.com

Yazar: Bedirhan Şen