TARIFNAME ENERJI HASADI iLE HAREKET KONTROL SISTEMI VE YÖNTEMI Bulus Sahasi: Mevcut bulus, mekanizma hareketinin kinetik enerjisinden elektrik enerjisi hasat edilirken, bir mekanizmanin hareketinin kontrol edilmesine yönelik bir sistem ve yöntem ile ilgilidir. Basinçli akan su gibi bir dis enerji kaynagi mekanizmaya baglanir ve elektrik enerjisinin hasat edilecegi kinetik enerjiyi saglar. Hareket kontrol sistemi, örnegin, bir döner mekanizma ve mekanizmanin hareketinin bir açisini, örnegin bunun dönüs hizini kontrol etmeye yönelik bir araç içerir. Enerjinin, mekanizmanin hareketinin kinetik enerjisinden hasat edilmesi nedeniyle, aparatin hareket kontrolü özelliklerine güç saglayan enerji kaynagi, mekanizmanin hareketine güç saglayan ayni enerji kaynagidir. Tercih edilen bir düzenlemede, hareket kontrol sistemine elektrik enerjisi getirmek üzere uzaga yerlestirilmis bir güç kaynagindan hat çekmeye gerek yoktur. Sistem sarj edilebilir bir batarya veya diger bir elektrik enerjisi depolama formunu içerebilir. Mekanizmanin hareketine güç saglayan ayni enerji kaynagindan gelen enerjinin kullanilmasina ek olarak, hareket kontrol sistemi ayrica diger bir kaynaktan, örnegin bir günes panelinden enerji hasat edebilir. Hasat edilen enerji ayrica istege bagli olarak, hareket kontrolüne yönelik kullanilan devreye ek olarak bir bilgi ekrani ve/veya bir vana ve/veya diger bir türde elektrikle çalistirilan yardim cihaza güç saglamak üzere kullanilabilir. Hareket kontrolü yöntemi hareketli mekanizmaya baglanan bir veya daha fazla sensör içerir ve sensörler, hareket kontrolüne yardimci olmak ve/veya imkan saglamak üzere bilgi saglar. Sensörler burada ayrica sensör modülü olarak ifade edilir. Bulusun Altyapisi: Birçok ticari ve endüstriyel uygulama, hareket kontrolü gerektirir. -Örnekler asagidaki unsurlari içerir: 1) bir vana veya kapinin, spesifik zamanlarda ve/veya spesifik oranlarda açilmasi veya kapanmasi gerekebilir; 2) bir döner mekanizma, örnegin sulama amaçlarina yönelik bir püskürtücünün, kontrollü bir oranda dönmesi veya belirli bir sekilde su dagitmasi gerekebilir; veya 3) bir kisi tarafindan itilen bir turnikenin, örnegin, güvenligi saglamak üzere hareketinin bir sekilde kontrol edilmesi gerekebilir. Bir püskürtücü veya bir turnike gibi herhangi bir mekanizmanin hareketinin kontrol edilmesi, genellikle bir enerji kaynagi gerektirir. Çogunlukla bir elektrik enerjisi kaynagi, hareketli mekanizmanin yakininda yerlestirilir. Ancak, bir dis kaynaktan bir hareket kontrol sistemine elektrik gücü saglamak her zaman pratik degildir. Bunun nedeni, hareketli mekanizmanin tasinabilir olmasi ve kablolamanin zahmetli olmasi veya hareketli mekanizma alaninda herhangi bir elektrik enerjisinin mevcut olmamasi olabilir. Ek olarak, elektrik gücünün bir hareketli mekanizma alanina baglanmasi ile iliskili maliyetler vardir. Mevcut bulus, yakinda uygun herhangi bir elektrik enerjisi kaynagi olmadigi durumlarda kullanilan bir hareket kontrollü aparat ile ilgilidir. Bir döner püskürtücü durumunda, örnegin, döner püskürtücü mekanizmasini gerçekten hareket ettiren enerji kaynagi genellikle, basinçli akan su formunda olur ve bir püskürtücü alaninda elektrik gücünü elde etmek uygun veya kolay olmayabilir. Elektrik enerjisi elde etmenin uygun veya kolay olmayabilecegi diger bir hareketli mekanizma, erisim saglamak amaciyla bir kisi tarafindan itilen, insan gücüyle çalisan bir turnikedir. Bu örneklerin her ikisinde, gerçekten mekanizmayi hareket ettiren enerji kaynagindan gelen enerjiyi hasat etmek mümkündür ve hasat edilen bu enerji böylece hareket kontrolüne yönelik kullanilan elektronik devreye güç saglamak üzere kullanilabilir. Bir püskürtücü dönüs orani, elektronik devre araciligiyla kontrol edilebilir ve bir turnikenin, güvenli bir sekilde bir kisinin geçmesini saglamak üzere döndügü hiz, elektronik devre araciligiyla kontrol edilebilir. Mevcut bulus, ayrica hareket kontrolünü gerçeklestiren elektronik devreye güç saglamak üzere bir mekanizmayi hareket ettirmeye yönelik güç saglayan ayni yönelik bir elektrik jeneratörü içeren, bir püskürtücü gibi sulamaya yönelik bir aparati açiklar. Mevcut püskürtme sistemi tasarimlari, yüksek dönüs hizlarinin söz konusu horoz kuyrugu etkisini azaltmak veya gidermek amaciyla püskürtücünün dönüsünü yavaslatmak üzere bir enerji yayma yöntemini kullanir. Bu horoz kuyrugu etkisi, küçük ve esit olmayan dagitim desenlerine neden olur. '591 patenti, diger konular arasinda, bir püskürtücüye bir elektrik jeneratörünün eklenmesinin, bu horoz kuyrugu etkisini nasil azaltabilecegini açiklar. Mevcut bulus, püskürtücünün hareketini kontrol etmek üzere kullanilan elektronik devreye güç saglamak üzere elektrik jeneratörü araciligiyla üretilen elektrigi kullanarak '591 patentinden daha üstündür. Dolayisiyla, bir hareketli mekanizmanin kinetik enerjisinden gelen elektrik enerjisini hasat etmek ve hareket kontrolünü saglayan elektronik devreye güç saglamak üzere hasat edilen bu enerjiyi kullanmak avantajlidir. Bulusun Amaçlari: 1. Mevcut bulusun baslica amaci, enerji hasadi ile birlikte bir hareket kontrollü 2. Mevcut bulusun diger bir amaci, enerji hasat eden ve depolayan bir aparat saglamaktir; 3. Mevcut bulusun diger bir amaci, esnek ve tekrarlanabilir hareket kontrolü saglayan bir aparat saglamaktir. 4. Mevcut bulusun diger bir amaci, herhangi bir ek güç kaynagi gerektirmeyen bir hareket kontrollü aparat saglamaktir; . Mevcut bulusun diger bir amaci, hat çekme masraflarini gideren ve böylece üretimdeki maliyetleri azaltan bir hareket kontrollü aparat saglamaktir; 6. Mevcut bulusun diger bir amaci, düsük bakim maliyetine sahip olan bir hareket kontrollü aparat saglamaktir; 7. Mevcut bulusun diger bir amaci, dayanikli olan bir hareket kontrollü aparat saglamaktir. 8. Mevcut bulusun diger bir amaci, enerji hasat eden ve su dagitiminin esnek ve tekrarlanabilir kontrolüne yönelik hasat edilen bu enerjiden faydalanan bir Bulusun Kisa Açiklamasi: Mevcut sistemler ile iliskili olarak yukarida bahsedilen dezavantajlar, mevcut basvurunun düzenlemeleri ile ele alinir ve asagida daha detayli olarak açiklanir; Mevcut basvuru enerji hasadi ile birlikte bir hareket kontrol sistemi ve yöntemini açiklar. Hareket kontrol sisteminin çesitli düzenlemeleri, bunlarin kullanimina yönelik yöntemler ile beraber açiklanir. 'Sistem' ve 'aparat' ifadesi mevcut tarifnamede degistirilebilir sekilde kullanilir ve bunlar ayni yapiya refere eder. Örnegin, mevcut bulusun çesitli özelliklerini düzenleyen bir püskürtme sistemi, püskürtücülere güç saglayan hidrolik kaynaktan gelen enerjiyi hasat eden bir akilli püskürtme sistemidir. Sistemdeki her bir püskürtücü. bir enerji transdüseri araciligiyla, böylece su dagitimi desenini kontrol eden elektronik devreye güç saglamak üzere kullanilan elektrigi üretir. Enerji transdüseri bir enerji dönüstürme modülü olarak ifade edilebilir. Üretilen enerji ayrica hasat edilir ve sarj edilebilir bir batarya gibi bir elektrik depolama cihazinda depolanir. Üretilen elektrik ayrica, püskürtücü verilerini toplayan, herhangi bir ariza durumunda kullaniciyi uyaran ve kullanicinin, su dagitimi desenini kontrol etmesini ve/veya degistirmesini saglayan, uzaga yerlestirilmis bir bilgisayar sistemi ile bunun iletisim kurmasini saglayan elektronik devreye güç saglamak üzere püskürtücü araciligiyla kullanilabilir. Uzaga yerlestirilmis bir bilgisayar sistemi ile iletisim, tercih edilen bir düzenlemede, kablosuzdur. Bu tür bir sistemdeki her bir püskürtücü, kendi enerji transdüserine baglanmis kendi elektronik devresini içerir. Bu elektronik devre, enerji hasat etme bilesenleri ve püskürtücünün çalisma orani ve süresi gibi püskürtücü davranisini kontrol eden hesaplama bilesenlerinin her ikisini içerir. Bu tür bir püskürtme sisteminde, aksi halde bosa harcanacak olan hidrolik enerji hasat edilir. Bu düzenlemede bir elektrik jeneratörü ile iliskili özgün bir kontrol sistemi, elektronik devrenin dönüs hizini gözlemlemesine ve de ayarlanmasina imkan saglar. Ayrica döner püskürtücü mekanizmasindan hasat edilen enerji, periyodik olarak açilan ve kapanan bir vanayi kontrol etmek üzere kullanilabilir, böylece püskürtücü araciligiyla dagitilan su miktari modüle edilir. Bu tür bir vanaya sahip olmayan bir püskürtücü, basinçli akan suyu aldigi sürenin %100`ü boyunca suyu dagitir. Püskürtücü aparatin bir parçasi olarak kontrollü bir vana ile püskürtücü, örnegin vananin tekrarlayan bir sekilde saniye boyunca açildigi ve 20 saniye boyunca kapatildigi %50 veya vananin tekrarlayan bir sekilde 4 saniye boyunca açildigi ve 36 saniye boyunca kapatildigi %10 gibi birçok farkli görev döngülerinde su dagitmak üzere konfigüre edilebilir. Dolayisiyla mevcut bulusta püskürtücü, birçok istenen su dagitim desenleri saglamak üzere bir kapali çevrim algoritmasi ile kontrol edilebilir. Örnegin püskürtücü, 10 dakika boyunca döngüsü ile 50RPM'de dönmek üzere konfigüre edilebilir. Bazi durumlarda, örnegin bir dairesel hareketli sulama makinesi gibi mekanize bir sulama sisteminin herhangi bir sulama gerektirmedigi (örnegin bir gölet) arazinin bir bölümü boyunca ilerlemesi durumunda, en uygun su dagitim deseni, herhangi bir su olmamasi veya %0,Iik görev döngüsü olabilir. Oran ve görev döngüsü ve süreye ait bu "su dagitim talimatlari" kolay bir sekilde tekrarlanabilir veya degistirilebilir, böylece su dagitim deseninin hassas kontrolü saglanir. Ayrica bir dairesel hareketli sulama makinesi üzerine monte edilen püskürtücüler gibi bir grup püskürtücünün tamami, burada açiklanan türde olabilir ve bu tür bir düzenleme genis alanlar boyunca daha hassas su dagitimi avantajlari saglayabilir, böylece mahsul verimlerini artirir ve su muhafaza edilir. Bulusun bir düzenlemesinde 500'e kadar püskürtücü bagimsiz olarak kontrol edilebilir böylece bir alanin farkli bölümlerine yönelik farkli gereksinimler saglanabilir. Mevcut bulusun diger bir avantaji, aksi halde mevcut sistemlerde bosa harcanabilecek olan enerji hasat etmesi ve depolamasidir. Sulamaya uygulandigi üzere bulusun diger bir avantaji, bunun ayrica spesifik durumlara yönelik uygun hale getirilebilen daha kontrollü bir dagitim deseni saglamasidir. Tarim alanlari ne su ne de besin gereksinimleri bakimindan ayni degildir. Mevcut bulusun bir düzenlemesine göre tasarlanan püskürtücüler, püskürtücü belleginde depolanan parametreleri kablosuz olarak degistirerek herhangi bir sayida, toprak nem içerigi, toprak tipi, mahsul çesidi, hava kosullari, vb. gibi belirli kosul takimlarina uyum saglamak üzere su dagitim desenlerini optimize etmek üzere konfigüre edilebilir ve talimatlandirilabilir. Bu, mahsulün hassas sekilde sulamasina ve artan verimlere imkan saglar. Bulusun diger bir avantaji, emniyeti artirmak veya insanlarin veya materyallerin akisini daha iyi kontrole etmek üzere turnikeler gibi mekanik düzeneklerin hareketini kontrol edebilmesidir. Ayrica akisin yerçekimi kuvveti ile çalistirildigi kontrollü bir sekilde akiskan veya toz veya taneli maddenin bir miktarinin dagitilmasi islemine uygulanmasi durumunda, mevcut bulus yerçekimi akisinin kendisinde bulunan güç disinda herhangi bir güç kaynagi gerektirmeden, materyal akisini kontrol edebilir ve ayni zamanda dagitilan materyal miktarini ölçebilir ve kablosuz olarak herhangi bir sorun veya hata durumunu raporlayabilir. Mevcut bulusa göre tasarlanan bir aparat, enerjiyi, örnegin akan suyun enerjisini (hidrolik) veya bir turnike veya kapiyi iten insanlar veya nesnelerden kaynaklanan enerjiyi veya yerçekimi nedeniyle hareket eden bir akan akiskan veya taneli maddenin enerjisini hasat eder. Dolayisiyla bir aparatta istenen kontrol ve iletisim fonksiyonlarinin, hat çekilmesi veya diger bir enerji kaynagi saglanmasi masrafini ortadan kaldirarak herhangi bir ek güç kaynagi gerektirmemesi bir avantajdir. Ayrica, bu noktada aparatin kendisinde, örnegin bir püskürtücüde güç bulunmasi nedeniyle aparat, örnegin, güç gerektiren sensörler ve/veya kablosuz bir iletisim cihazi ve/veya bir bilgi ekrani veya bir vana gibi diger yardimci cihazlari içerebilir. Kablosuz iletisim cihazi bir 'kablosuz iletisim modülü' olarak refere edilir. Bulusa göre tasarlanan bir aparat, önceden programlanabilir veya uygun kablosuz ag donanimi veya yazilimi ile tasinabilir bir bilgisayar ile alanda programlanabilir. Her bir ayri aparat (örnegin püskürtücü) bir uzak ünite ile iletisim kuran kendi antenine sahiptir, 1) bir sistem yöneticisine bilgileri rapor eder; 2) sistem yöneticisinin her bir ayri aparatin çalismasini kontrol etmesine imkan saglar; ve 3) herhangi bir sorun veya hata hakkinda sistem yöneticisini aninda bilgilendirir. Bulusun bir düzenlemesinde aparat durumunun kablosuz sekilde rapor edilmesi, sistem yöneticisinin, her bir aparatin nasil performans sergiledigini bilmek üzere alana personel yerlestirmesine gerek kalmaz. Bakim maliyetleri azaltilir ve her bir aparatin düzgün sekilde çalistigina dair güvence büyük oranda artirilir. Ayrica, Lityum Demir Fosfat batarya teknolojisi gibi oldukça güvenilir ve dayanikli bir sarj edilebilir batarya teknolojisi, bu bulusun düzenlemelerine göre tasarlanan bir aparatta kullanilabilir. Bir sulama sisteminde düzenlenen bu bulus, mahsul alanlari gibi tarimsal tertibatlarda kullanima ve golf sahalarinin sulanmasina yönelik uygundur, her iki durumda su muhafazasi avantajlidir. Bununla birlikte, tane veya diger bir taneli maddenin akisini kontrol eden bir aparat veya sistemde düzenlenen bu bulus, silolarda veya bir elektrik enerjisi kaynaginin halihazirda erisilebilir olamadigi kimyasal veya gida dagitimi tertibatlarinda kullanima uygundur. Aparatin tercih edilen bir düzenlemesinde püskürtücülerden olusan bir sulama sistemine, genel ve iyi anlasilan sekilde basinçli su akisi araciligiyla hidrolik olarak çalistirilir. Püskürtücüler yapi bakimindan dönüslüdür ve püskürtücüye su akisini kontrol edebilen tüm vanalarin açik olmasi durumunda basinçli su, püskürtücüyü döndürür. Bir püskürtücünün dönmesi durumunda, döner saft (akan basinçli su araciligiyla çalistirilan) bir elektrik jeneratörüne baglanir. Bu jeneratör asagidakileri gerçeklestiren elektronik devreye güç saglar: 1) püskürtücünün dönüs oranini (RPM) ölçmek; 2) elektrik jeneratörü araciligiyla fren kuvveti saglayarak püskürtücünün dönüs oranini kontrol etmek; ve 3) istege bagli olarak püskürtücüye, veri toplayabilen, püskürtücü davranisini modifiye edebilen ve püskürtücünün herhangi bir hata veya ikaz durumu rapor olarak iletisim kurabilme yetenegi saglamak. Elektrik jeneratörü bir DC tipli jeneratör veya bir AC tipli jeneratör olabilir. Jeneratör üzerindeki elektrik yükünün degistirilmesi araciligiyla jeneratör, püskürtücünün dönüs hizini yavaslatabilen bir fren kuvveti meydana getirir. Örnegin, terminallerinin nispeten büyük bir elektrik yüküne, örnegin düsük degere sahip (örnegin < 50 ohm) bir dirence baglanmasi durumunda firçali bir DC motorunu döndürmek, yüksek degere sahip (küçük bir elektrik yükü) bir dirence baglanan ayni motora göre daha zor hale gelecektir. Firçali bir DC motoru, dönmesi durumunda bir elektrik jeneratörü olarak etki eder. Jeneratör (motor) üzerindeki elektrik yükü, böylece dönüs hizini yavaslatmaya meyilli olarak sargilari boyunca akan akim nedeniyle tork üretecektir. Bir AC jeneratörü (örnegin bir rüzgar türbini) ayrica, dönerken bunun terminallerine baglanan bir elektrik yükünün (böylece sargilari boyunca akim akmasina neden olarak) bunun hizinin yavaslamasina neden olmaya meyilli olacagi karakteristik sergiler. Elektrik frenleme, rüzgar türbinlerindeki asiri dönüs hizini önlemek üzere kullanilmistir ve ayrica araç uygulamalarinda (elektrikli Iokomotifler ve otomobiller) kullanilir. Bulusun diger bir düzenlemesinde bir döner mekanizma, yer çekimine dayali beslenen tane ile çalistirilir. Yukarida açiklanan düzenlemede oldugu üzere mekanik olarak baglanmis bir jeneratör asagidakileri gerçeklestirmek üzere kullanilir: a) döner mekanizmanin hizini ölçmek, böylece zamanla akan tane miktarini gözlemlemek; b) elektrik frenleme kullanilarak döner mekanizmadan geçerken tanenin akis oranini kontrol etmek (ayrica yukarida açiklanmistir); ve c) hizi ölçen, tanenin akis oranini kontrol eden ve diger fonksiyonlari gerçeklestiren elektroniklere güç saglamak üzere elektrik üretmek. Sekillerin kisa açiklamasi: Sekil 1, mevcut bulusun bir açisina göre enerji hasadi ile birlikte bir hareket kontrollü aparatin bir blok diyagramidir. Sekil 2, mevcut bulusun bir açisina göre bir hareket kontrollü aparatin (püskürtücü) bir düzenlemesinin bir görünüsüdür. Sekil 3, mevcut bulusun bir açisina göre bir hareket kontrollü aparatin (püskürtücü) bir düzenlemesinin parçalarina ayrilmis bir görünüsüdür. Sekil 4, mevcut bulusun bir açisina göre bir DC elektrik jeneratörünü kullanan bir düzenlemenin bir sematik blok diyagramidir. Sekil 5, mevcut bulusun bir açisina göre bir AC elektrik jeneratörü ve kablosuz mesajlasma kullanan bir düzenlemenin bir sematik blok diyagramidir. Sekil 6, mevcut bulusun bir açisina göre bir AC jeneratörü kullanan bir sistemde hiz kontrolüne yönelik sinyal kosullandirmayi gösteren bulusun bir düzenlemesine göre örnek niteligindeki bir devre diyagramidir. Sekil 7, mevcut bulusun bir açisina göre bir AC jeneratörü kullanan bir sistemde hiz ölçümünü gösteren bulusun bir düzenlemesine göre örnek niteligindeki bir devre diyagramidir. Sekil 8, bulusun bir düzenlemesine göre bir AC jeneratörü kullanan hareket kontrol sisteminin baslamasini ve normal çalismasini gösteren örnek niteligindeki bir yazilim akis semasidir. Sekil 9, bulusun bir düzenlemesine göre püskürtücüler ve baz istasyonunu gösteren bir sulama sisteminin bir gösterimidir. Bulusun Detayli Açiklamasi: Asagidaki açiklamada referans, bunun bir parçasini olusturan ve uygulanabilen spesifik düzenlemelerin gösterimi yoluyla gösterilen ekli sekillere yapilir. Bu düzenlemeler, teknikte uzman kisilerin bulusu uygulamasini saglamak üzere yeterli ölçüde detayli olarak açiklanir ve mevcut bulusun gerçek anlamindan ve kapsamindan ayrilmaksizin, diger düzenlemelerden faydalanilabildigi ve çesitli degisikliklerin yapilabildigi anlasilacaktir. Asagidaki detayli açiklamanin, dolayisiyla, sinirlayici bir anlamda alinmamasi gerekir. Sistem' ve "aparat" ifadesi mevcut tarifnamede degistirilebilir sekilde kullanilir ve bunlar ayni yapiya refere eder. Sekil 1, enerji hasadi ile birlikte bir hareket kontrollü aparattir. Bir enerji kaynagi (101) bir hareketli mekanizmayi (103) hareket ettirmek üzere kinetik enerji (102) saglar. Enerji kaynagi, hareketli mekanizmaya disaridan gelir ve böylece bir harici enerji kaynagi olarak refere edilir. Enerji kaynagi, bir sulama sistemi durumunda oldugu gibi hidrolik olabilir veya enerji kaynagi, insan gücüyle çalisan bir turnike durumunda oldugu gibi insan olabilir veya enerji kaynagi bir silodaki tane gibi yer çekimine dayali beslenen bir düsen maddeden kaynaklanan kinetik enerji olabilir. Bir enerji transdüseri (106) diger bir deyisle bir enerji dönüstürme modülü (106), hareketli mekanizmaya (103) mekanik olarak baglanir (105) ve bu transdüser hareketli mekanizmanin kinetik enerjisinin bir kismini, elektronik devreye (107) güç saglayan elektrik enerjisine (108) dönüstürür. Elektronik devre (107), transdüserden (106) dönüstürülen enerji (108) araciligiyla böylece çalistirilmasi durumunda birçok farkli fonksiyonu gerçeklestirebilir. Elektronik devrenin baslica bir fonksiyonu, bir mekanik kontrol elemani (104) kullanarak mekanizmanin (103) hareketini kontrol etmektir. Mekanizma kontrol elemani (104) bir motor veya bir jeneratör gibi bir elektromanyetik makine olabilir. Tercih edilen bir düzenlemede mekanizma kontrol elemani (104), bir döner mekanizmaya fren kuvveti saglamak üzere konfigüre edilen bir elektrik jeneratörüdür ve aslinda mekanizma kontrol elemani (104), enerji transdüseri (106) ile ayni olabilir. Bir elektrik jeneratörü, ayni zamanda bir mekanizma kontrol elemani (104) olarak kullanilabilirken bir enerji transdüseri olarak kullanilabilir. Yukarida açiklandigi üzere mekanizma kontrol elemaninin (104) bir elektrikjeneratör oldugu durumda, bir elektrik yükü ile saglanabilir, bu durumda bu mekanizmanin (103) hareketini yavaslatmaya meyilli olacak tork veya fren kuvvetini meydana getirecektir. Elektrik jeneratörü orta uçlu bir alternatif akim jeneratörü veya bir dogru akim jeneratörü olabilir. Tercih edilen bir düzenlemede bir enerji depolama cihazi (110), elektronik devrenin (107) mekanizmanin (103) hareketsiz olmasi ve enerji transdüserinden (106) elektronik devreye (107) herhangi bir enerji akmamasi durumunda fonksiyon gösterebilecegi sekilde saglanir. Enerji depolama cihazi ayrica bir enerji depolama modülü (110) veya bir elektrik enerjisi depolama cihazi olarak ifade edilebilir. Elektronik devre (107) ayrica sensörler (112) araciligiyla, bazi durumlari algilama, örnegin mekanizmanin (103) hareketini algilama kabiliyetine sahiptir. Sensörler toplu olarak bir sensör modülü olarak adlandirilabilir. Ayrica birçok sensör modülü olabilir. Belirli bir sensör, mekanizmanin hareketini ve/veya mekanizmanin nasil kontrol edilecegini belirlemek üzere kullanilan söz konusu diger bir parametreyi algilamak üzere saglanabilir. Böylece (112) vasitasiyla algilayan ve (104) vasitasiyla kontrol eden bir kapali çevrim sistemi saglanir. Elektronik devre (107) tercihen, yaklasik 100 mikrovat olmak üzere oldukça az güç ile çalisir. Sekiller 4, 5 ve 6"ya iliskin olarak daha detayli açiklanacagi üzere, mekanizmanin (103) elektrik frenlemesi devreye (107) saglanacak olan oldukça az güç ile gerçeklestirilebilir. Ayrica elektronik devre (107), bir yardimci cihaz (111) örnegin bir bilgi ekrani ve göstergeler ve/veya bir vana ve/veya diger bir türde elektrikle çalistirilan Cihazi çalistirabilir. Sekil 2, bulusun bir düzenlemesinin, bir püskürtücünün bir görünüsüdür. Su basinç altinda baglanti konektördeki (15) püskürtücüye baglanir ve vananin (5) açilmasi durumunda bu su, adaptör (6) araciligiyla en az bir nozül içeren rotora (3) akar. Rotor (3) nozüllerinden akan su, rotorun dönmesine neden olur ve böylece bu mahsul sulanmasina yönelik dagitilir. Bir çerçeve (1) rotorun (3) etrafini sarar. Rotor, püskürtücü mahfazasi basligi (2) araciligiyla hareket kontrollü aparata baglanir. Mahfaza (10) püskürtücü mahfazasi basligina (2) tutturulur ve mahfaza (10) içinde devre karti düzenegi (11) ve jeneratörün (8) her ikisi enerji hasat etmek ve hareket kontrolüne yönelik fren kuvveti saglamak üzere kullanilir. Devre karti düzenegi (11) ve jeneratör (8) asagida açiklanan Sekil 3'te gösterilir. Kontrol kablolari (12) vanaya (5) baglanmis olarak ve mahfazanin (10) içinden geçen sekilde gösterilir. Bu kontrol kablolari, tercihen rotora (3) su akisini kesebilen veya saglayabilen düsük güçlü elektrik kumandali bir vana olan vanayi (5) açabilir veya kapatabilir. Devre karti düzenegi (11) üzerindeki elektronik devre vanayi (5) kontrol eder. Sekil 2lye ait düzenlemenin parçalarina ayrilmis bir görünüsü, Sekil 3'te gösterilir. Sekil 2'de gösterilen ögelere ek olarak, Sekil 3 ayrica jeneratörü (8) ve devre karti düzenegini (11) gösterir. Devre karti düzenegi (11) enerjinin hasat edilmesine yönelik elektronik devre içerir ve kablolar (gösterilmemistir) ile jeneratöre (8) elektrik gücüyle baglanir ve ayrica sarj edilebilir bir batarya, örnegin bir Iityum iyon fosfat tipinde batarya (örnegin K2 Energy modeli LFP123) içerir. Tercih edilen bir düzenlemede devre karti düzenegi (11) ayrica bir kablosuz alici-verici içerir. Kontrol kablolari (12), mahfaza (10) içinden geçerken devre karti düzenegine (11) bagli ve düsük güçlü elektrik kumandali vanaya (15) bagli olarak gösterilir. Jeneratör ve elektronikler mahfaza (10) ve püskürtücü mahfazasi basligi (2) ile kapatilan sivi sizdirmaz bir ortama yerlestirilir. Sekil 4'te gösterilen bulusun bir düzenlemesinde bir DC jeneratörü (404), enerji transdüseri (referans (106), Sekil 1) ve de mekanizma kontrol elemani (referans (104), Sekil 1) olarak kullanilir. Sarj edilebilir bir batarya (421) hasat edilen enerjiyi depolamak ve mikro kontrol elemanina (401) güç saglamak üzere kullanilir. Mikro kontrol elemanina (, digerlerinin yani sira, bir analog-dijital konvertör içerir ve darbe genislik ile modüle edilen (PWM) bir dijital sinyal (426) saglama kabiliyetine sahiptir. Tercih edilen bir düzenlemede mikro kontrol elemanina (401), mikro kontrol elemani saatini saglayan bir 76.8 KHz kristale baglanir. DC jeneratörü firçali bir DC motoru olabilir ve bulusun bir düzenlemesinde bir DC disli arasinda iç disli tertibatina sahiptir. DC jeneratörünün DC çiktisi artan dönüs hizi ile artar ve DC jeneratörünün elektriksel olarak yüklü olmamasi halinde. DC jeneratörünün (404) iki terminali boyunca voltaj bunun dönüs hizina orantilidir. Artan disli orani belirli bir dönüs hizina yönelik daha fazla voltaj çiktisina neden olacaktir ve ayrica jeneratör üzerinde belirli bir elektrik yüküne yönelik üretilen tork (fren kuvveti) miktarini artiraca ktir. Sekil 4'e refere edilerek DC jeneratörünün (404) çiktisi dogrudan batarya sarj devresine (402) beslenebilir. Bir zener diyot (420), örnegin bir 5.1V zener, batarya sarj devresi (402) girdisinde asiri voltaji önlemek üzere saglanir. Batarya sarj devresi (402) tercihen, Linear Technology tarafindan üretilen LTC3105 gibi enerji hasat etme uygulamalarina yönelik spesifik olarak tasarlanan yükseltici tipinde bir voltaj regülatörüdür. Batarya sarj devresi (402) çiktisi dogrudan sarj edilebilir bataryanin (421) pozitif terminaline baglanir ve Sekil 3'te (Vdd) olarak etiketlenen bu baglanti çubugu mikro kontrol elemanina (401) ve elektronik devredeki diger elektronik bilesenlere güç saglar. N-kanalli alan-etkili transistör (415), açilmasi ve iletmesi durumunda DC jeneratörü (404) üzerinde bir elektrik yükü saglar. Mikro kontrol elemani (401), transistör (415) kapisina uygulanabilen darbe genislik ile modüle edilen bir sinyal (426) çiktisi verme kabiliyetine sahiptir. Bu PWM sinyalinin görev döngüsü, DC jeneratörü (404) üzerindeki elektrik yükünün kontrol edilebilen ve programlanabilen bir sekilde degistirilebilecegi sekilde degistirilebilir. Mikro kontrol elemani (401), DC jeneratörünün (404) dönüs hizinin ayarlanmasina ve kontrol edilmesine neden olan bir sekilde PWM sinyalinin (426) görev döngüsünü ayarlamak üzere programlanabilir. mekanizmanin hareketinin sorunsuz bir sekilde regüle edilecegi sekilde olmalidir. Bulusçular, bir düzenlemede 100Hz'den fazla olan bir PWM frekansinin sorunsuz hareketi saglamak üzere yeterli oldugunu bulmustur. DC jeneratörünün dönüs hizi ölçümü, mikro kontrol elemanina (401) DC jeneratörünün voltaj çiktisini temsil eden bir sinyal saglanmasi ile gerçeklestirilir. Yukarida açiklandigi üzere, elektriksel olarak yüklenmemesi durumunda DC jeneratörünün voltaj çiktisi, jeneratörün dönüs hizina orantilidir ve böylece bunu temsil eder. Sinyal kosullandirma devresi (407), DC jeneratörünün (404) çikti voltajinin mikro kontrol elemani () içinde bulunan integral analog-dijital konvertör (ADC) ile ölçülmek üzere düzgün bir sekilde kosullandirildigindan (filtrelendiginden ve/veya ölçeklendirildiginden) emin olur. Jeneratörün (404) mevcut dönüs hizinin bilgisi ile jeneratör (404) üzerindeki elektrik yükünü artirmak veya azaltmak ve böylece jeneratörün (404) dönüs hizini azaltmak veya artirmak amaciyla sinyalin (426) PWM görev döngüsünü ayarlayacak olan, iyi anlasilan ilkeler kullanilarak bir algoritma gelistirilebilir. Bu kontrol çevrimi dolayisiyla, bir hassaslik derecesi ve belirli dinamik karakteristikler ile jeneratörün dönüs hizini kontrol edebilir ve dengeleyebilir. Bu kontrol dolayisiyla DC jeneratörünün (404) baglandigi mekanizmanin hareketini istenen bir sekilde etkileyebilir. Örnegin, bir püskürtücünün dönüs hizi bu sekilde kontrol edilebilir. DC jeneratörünün (404) dönüs hizini saptamak amaciyla, jeneratör (404) üzerinde sifir veya bilinen bir elektrik yükü olmasinin gerektigi belirtmek önemlidir. Mikro kontrol elemaninin (401) jeneratörün (404) dönüs hizini belirledigi süre boyunca transistör (415) tercihen kapatilir ve batarya sarj devresi (402) tercihen etkisiz kilinir. Bu sekilde DC jeneratöründen herhangi bir akim çiktisi olmayacaktir ve bunun terminallerinde ölçülen voltaj, yeterli sekilde bunun dönüs hizini temsil edecektir. Tercih edilen bir düzenlemede batarya sarj edici (402) etkisiz kilinir (kontrol hatti (423) vasitasiyla) ve hiz regüle edici tercih edilen bir düzenlemede (415), mikro kontrol elemaninin (401) ADC'sinin DC jeneratörünün akim çiktisini ölçtügü kisa bir süre boyunca kapalidir. Bu ölçüm prosesi, yaklasik milisaniye olmak üzere oldukça hizli gerçeklesebilir ve böylece PWM sinyalinin kisa bir süre boyunca jeneratörün (404) hizi kontrol etmeyecek olmasina ragmen, eylemsizligi nedeniyle döner düzenek, hizi büyük oranda degistirmeyecektir. Dolayisiyla hareket kontrol sistemi jeneratörün dönüs hizini dogru bir sekilde algilayabilir ve böylece mekanizma hareketi hakkinda bilgiye sahip olur. Bir AC çiktisinin dogrultma gerektirmesi nedeniyle bir AC jeneratörün aksine, bir DC jeneratörden enerji hasat etmek için daha az elektronik gereklidir. Ayrica, asagida açiklandigi üzere, fren kuvveti saglamak amaciyla bir AC jeneratörünün aksine bir DC jeneratörü üzerinde elektrik yükü degistirmek daha kolaydir. Bu durumlar teknikte uzman kisinin, hareket kontrol sistemini bir AC jeneratörü yerine bir DC jeneratörü ile çalistirmayi seçmesine yol açabilir. Ancak, disli tertibatina sahip firçali bir DC jeneratörü, asagidaki dezavantajlara sahiptir a) firçalarin kendisi (asinir); ve b) dislilerin kendisi (asinir, sürtünme kaybini artirir ve maliyeti artirir). AC üretiminin avantajli olabilmesi nedeniyle, Sekil 5 alternatif bir tercih edilen düzenleme olarak sunulur. Sekil 3'ün DC jeneratörü (404) yerine, Sekil 5'teki bir AC jeneratörü (504) kullanilir. Bu noktada Sekil 5'e refere edilerek, Sekil 4'te gösterilen DC jeneratörüne dayali tasarimda oldugu üzere bir mikro kontrol elemani (501), batarya sarj devresi (502) ve sarj edilebilir bir batarya (521) vardir. Tercih edilen bir düzenlemede mikro kontrol elemanina (501), mikro kontrol elemani saatini saglayan bir 76.8 KHz kristale baglanir. Sekil 4'teki jeneratör (504) bir AC jeneratörüdür ve orta uçlu bir tasarimdir. AC jeneratörün (504) orta uçlu yapisi, asagida açiklanacak olan es zamanli enerji hasat etmeyi (dogrultucular (511) ve (512) ve kapasitör (513) ile saglanan tam dalga dogrultma araciligiyla) ve AC jeneratörünün (504) elektrik frenlemesini (ilgili devre ile birlikte alan etkili transistörler (515) ve (516) araciligiyla) sadelestirir. Herhangi bir disli tertibatina sahip olmayan bir AC jeneratörü (504) kullanmak ve mevcut bulus ile iyi sonuçlar almak mümkündür. Ancak bazi düzenlemelerde disli bir AC jeneratörüne sahip olmak istenen olabilir. Sekil 5'te gösterilen, orta uçlu bir AC jeneratörüdür (504). Bu üç terminalli bir elektromanyetik cihazdir ve buna benzer cihazlar rüzgar türbinlerinde kullanilmistir. Jeneratörün (504) merkez ucu topraklanir. Bulusçular bulusta kullanmak üzere üç terminalli, merkez uçlu bir AC jeneratörünü arastirmistir, bu tür cihazlarin süphesiz gelistirilebilmesine ve rüzgar türbinleri gibi büyük güç uygulamalarina yönelik gelistirilmis olmasina ragmen bulusçular, oldukça iyi çalisan alt terminalli cihazlari, örnegin Kollmorgen'den model CPT21 hibrit kademeli motoru bulmustur. Kollmorgen modeli CPT21 baslica tek kutuplu iki fazli bir kademeli motor olarak kullanilmak üzere tasarlanir ve alti terminale sahiptir: iki orta uçlu sargi. Ikinci orta uçlu sargiya baglanan devrenin eklenmesi araciligiyla Sekil 4'te gösterilen sistem, Kollmorgen modeli CPT21 gibi ticari olarak temin edilebilen, tek kutuplu iki fazli hibrit kademeli motora kolay bir sekilde uyum saglamak üzere uyarlanabilir. Sekil 5*te gösterilen tam dalgali dogrultma, AC jeneratörünün (504) çiktilarindan (528) ve (529) elde edilen bir pozitif DC voltaji saglamak üzere dogrultucular (511) ve (512) ve kapasitör (513) içerir. Sekil 4'te gösterilen tam dalgali dogrultma ayrica, AC jeneratörünün (504) çiktilarindan elde edilen bir negatif DC voltaji saglamak üzere dogrultucular (509) ve (510) ve kapasitör (514) içerir. AC jeneratöründen elde edilen pozitif voltaj, direnç (519) araciligiyla batarya sarj devresinin (502) girdisine saglanir. Sekil 4ite gösterildigi üzere Sekil 5, jeneratörün (504) yüksek dönüs hizlarinda meydana gelebilen asiri voltajdan batarya sarj devresinin girdisini korumak üzere bir zener diyodu (520) gösterir. Tercih edilen bir düzenlemede ve Sekil 5"te gösterildigi üzere, batarya sarj devresi (502) MPPC olarak etiketlenen "maksimum güç noktasi kontrolüne" yönelik bir girdi içerir. Linear Technology'e ait LTC3105 yükseltici DC-DC konvertörü, bir MPPC kontrol terminali içerir. LTCS105 veri sayfasina göre kullanici tarafindan programlanabilen MPPC ayar noktasi, herhangi bir güç kaynagindan çikarilabilen enerjiyi maksimuma çikarir. MPPC ayar noktasi, MPPC terminali ile toprak arasina yerlestirilen bir direnç degeri ile belirlenir. Tercih edilen bir düzenlemede LTCB105, batarya sarj devresi (502) olarak kullanilir ve mikro kontrol elemani (501) dijital reosta (508) degerini ayarlar, böylece jeneratörden (504) çikarilabilen enerji maksimuma çikarilir. Bazi uygulamalarda, sarj edilebilir bataryanin sarj durumunun degisecegi üzere, jeneratör dönüs hizinin ve dolayisiyla güç çiktisinin degisiklik gösterecek olmasi nedeniyle bu önemlidir. Dijital reosta (508), örnegin, Microchip Technology tarafindan üretilen MCP4452-104E'dir. Diger dijital reostalar veya dijital potansiyometreler teknikte uzman kisiler tarafinca bilinir ve batarya sarj devresinin MPPC ayar noktasini ayarlamak üzere kullanilabilir. Kontrol hatlari (522) mikro kontrol elemani (501) ile batarya sarj edicinin MPPC ayar noktasinin programlanabilir kontrolünü saglayan dijital reosta (508) arasinda baglanir. Sekil 5'te (528) olarak etiketlenen jeneratör (504) terminallerinden biri, hiz ölçüm devresine (505) yönelik girdidir. Hiz ölçüm arayüzü devresinin (505) çiktisi, AC jeneratörünün (504) dönüs hizini belirlemek üzere mikro kontrol elemani (501) tarafindan degerlendirilebilen bir sinyaldir (530). Hiz ölçüm arayüzü devresi (505) Sekil 7'ye iliskin olarak asagidaki incelemede daha detayli olarak açiklanir. Elektrik sinyalinin (528) bir AC analog sinyal oldugu belirtilir. Sinyal (528) genligi geçerli olan elektrik frenlemesi tarafindan etkilenir, ancak bu AC jeneratörünün (504) dönüs hizini temsil eden bir temel frekansa sahiptir. Bulusun bir düzenlemesinde AC jeneratörü, bir kademeli motordur (örnegin Kollmorgen modeli CPT21) ve sinyal (528) dönüs hizi ve jeneratör (kademeli motor) tasarimindaki kutup sayisi ile iliskili bir frekansa sahiptir. Kollmorgen modeli CPT21, 6 uca (yukarida belirtildigi üzere bu iki fazli tek kutuplu bir kademeli motordur) ve 50 kutba sahiptir. Böylece sinyalin (528) birincil frekans bileseni (Hz cinsinden), saniye basina devir cinsinden dönüs hizinin 50 katidir. Örnegin (528)'deki sinyal frekansi, 60RPM'de 50Hz olacaktir (60RPM, saniye basina 1 devirdir). Hiz ölçüm arayüzü devresi ( 50mV RMS gibi bir düsük genlikte olabilen ve yüksek hizlarda (örnegin 10V RMS kadar yüksek bir genlikte olabilen AC analog jeneratör sinyalini bir dikdörtgen dijital dalgabiçimine dönüstürür. Hiz ölçüm arayüzü devresinin (505) çikti sinyali (530) frekansi böylece bir dikdörtgen dijital dalgabiçimidir, bunun frekansi teknikte uzman kisilerce iyi bilinen yöntemler araciligiyla mikro kontrol elemani (501) ile yeterli ölçüde dogru bir sekilde ölçülebilir. Düsük hizlarda yalnizca genligin düsük oldugu degil, ayni zamanda frekansin düsük bir degerde oldugu belirtilmelidir. Örnegin 8RPM'de, 50 kutuplu bir AC jeneratörünün frekansi 8*50/60 veya 6.67Hz'dir. Bulusun tercih edilen bir düzenlemesi, dikdörtgen dalgabiçiminde ((sinyal) 530) geçislerin meydana geldigi zamani yakalayan bir hiz belirleme algoritmasini kullanir. Sinyal (530), hiz ölçüm arayüzü devresinin (505) çiktisidir. Örnegin, sinyalin (530) pozitif giden geçisi arasinda meydana gelebilen mikro kontrol elemani saat geçislerinin hesaplanmasi araciligiyla hattaki (528) AC sinyali periyodu belirlenebilir ve böylece AC jeneratörünün (504) dönüs orani belirlenebilir. Yukarida bahsedilen PICi8F26K20, "yakalama" fonksiyonu olarak adlandirilan unsuru içerir. Bu, mikro kontrol elemaninin (501) sinyalin (530) pozitif giden geçisleri arasindaki süreyi, mikro kontrol elemani saatinin periyodunun 4 kati bir çözünürlüge yönelik ölçebildigi anlamina gelir. Yakalama fonksiyonunun detaylari iyi belgelendirilir ve mikro kontrol elemaninin (501), jeneratörün (504) dönüs oranini temsil eden bir degeri belirlemesini saglayan, teknikte uzman kisilerce bilinen diger teknikler mevcuttur. Mikro kontrol elemaninin AC jeneratörünü (504) elektriksel olarak frenlemesini ve PWMiden analog seviye sinyaline kosullandirmayi (506) içerir. PWM'den analog seviye sinyaline kosullandirma Sekil 6'ya referans ile asagida daha detayli açiklanir. Asagidakiler, Sekil 5'te gösterilen düzenlemedeki AC jeneratörünün (504) elektriksel frenlemesinin çalismasinin bir açiklamasidir. Iletim yapmak üzere öngerilim uygulandiginda, bir alan etkili transistörün, kaynaktan oluga veya oluktan kaynaga akim geçirebilecegi teknikte uzman kisilerce bilinir. Bunlarin kaynaklarinin birlikte baglanmasi ve bunlarin kapilarinin birlikte baglanmasi ve bunlarin oluklarinin her birinin merkez uçlu bir jeneratör bobini terminallerinden birine baglanmasi ile iki tane N-kanalli FET'in seri olarak yerlestirilmesi araciligiyla AC ileten degisken bir elektrik yükü, bu jeneratör sargisina saglanabilir. Direnç (518) ve kapasitör ( kaynaklarinin karsilasilabilen ve kapi voltajlarinin tam araligi boyunca uygulanabilen jeneratörün (504) tüm dönüs hizlarina yönelik devrenin çalisma araligi içindeki bir voltaj seviyesinde kalmasini saglar. Topraklanmasi halinde, her bir FET (515 ve 516) içinde mevcut olan içsel diyotlarin topraga iletim yapacak olmasi ve bunun devrenin amacini engelleyecek olmasi nedeniyle FET (515 ve 516) kaynaklari topraklanamaz. Bu durumda kaynaklarin birlesme yerinde voltajin, devrenin dogru performansina yönelik uygun bir çalisma araliginda içinde kalmayacak olmasi nedeniyle FET (515 ve 516) kaynaklari benzer sekilde yüzer sekilde birakilamaz. Direnç (518), FETiler içinde mevcut içsel diyotlardan herhangi biri araciligiyla akan ve böylece ayrica direnç (518) boyunca akan herhangi bir iletilmis akimin önemsiz fren kuvvetine neden olacagi sekilde yeterince yüksek bir degerde olmalidir. Bir düzenlemede direnç (518) degeri 10K ohm'dur ve kapasitör Tercih edilen bir düzenlemede FET (515 ve 516) (birlikte baglanan ve sinyal (527) ile tahrik edilen) kapilarindaki voltaj, V- ila Vdd arasindaki bir voltaj seviyesidir. Iki tane FET (515 ve 516) kaynagindaki voltajin ayarlandigi sekil nedeniyle, FET'lerin tamamen kapatilabilmesini saglamak amaciyla kapilara V- kadar düsük bir negatif voltaj saglamak gereklidir. FET'Ierin (515 ve 516) her ikisinin tamamen kapatilmasi durumunda, minimum fren kuvveti ve maksimum dönüs hizi mevcuttur. Benzer sekilde, maksimum fren kuvveti ve minimum dönüs hizina yönelik gerektigi üzere FET'lerin (515 ve 516) tamamen açilabilmesini saglamak amaciyla kapilara Vdd kadar yüksek bir pozitif voltaj saglamak gereklidir. PWMden analog sinyal seviyesine kosullandirma ( görev döngüsüne bagli olarak PWM sinyalini (526) mikro kontrol elemanindan (501) V- ila Vdd arasindaki bir analog sinyale dönüstürür. Minimum fren kuvvetine yönelik FET'Iere (515 ve 516) negatif bir kapi voltaji saglama gereksinimi, bulusçularin jeneratörden (504) hasat edilen AC enerjisinin tam dalga dogrultmasi araciligiyla devredeki V- kaynagi olusturmasina yol açmistir. Yukarida açiklandigi üzere V- kaynagi, diyotlar (509 ve 510) ve kapasitörün (514) etkisi ile saglanir. Sekil 5 ayrica bir sinyal kosullandirma blogu (507) araciligiyla kapasitörden (513) mikro kontrol elemani analog-dijital konvertör (ADC) girdisine (525) bir baglantiyi gösterir. Bu baglanti, mikro kontrol elemaninin (501) batarya sarj devresine (502) girdi voltajini gözlemlemesine imkan saglar. Bulusun bir düzenlemesinde mikro kontrol elemani (501), jeneratörün (504) dönüs orani ile birlikte hat (525) üzerinde bu voltaji gözlemler ve bu bilgiyi etkili batarya sarjina yönelik reostayi (508) ayarlamak üzere kullanir. Sarj akimi miktari yaklasik olarak, etkinlestirilen batarya sarj devresi (502) ile (525)'teki voltajin, geçersiz kilinan batarya sarji ile (525)'teki voltaj ile karsilastirilmasi araciligiyla belirlenebilir. Farkin küçük olmasi halinde, sarj etme minimumdur veya gerçeklesmemektedir. (Bu tür bir teknik ayrica bir DC jeneratörü ile Sekil 4'ün sisteminde kullanilabilir). Ayrica Sekil 5, kablosuz alici-verici (503) içerir. Bu, Dust Networks modeli M2510-1 gibi düsük güçlü bir kablosuz alici-vericidir veya bir Zigbee bazli ürün olabilir (örnegin, Microchip Technology tarafindan üretilen Zigbee RF4CE ürünleri). Kablosuz alici-verici, bir aga baglanmasi durumunda, bir "baz istasyonu" ile iletisim kurabilir. Asagidaki Sekil 9'un açiklamasina refere edilir. Tercih edilen bir düzenlemede mikro kontrol elemani arayüzü araciligiyla olur. Son olarak Sekil 5, vana sürücüsü elektroniklerini (543) içerir. Vana sürücüsü mikro kontrol elemanindan (501) sinyaller, örnegin, bir vana kapatma sinyali (541) ve bir vana açma sinyali (542) alir. Vana sürücüsü devresi (543) vana kontrol hatlari (544) vasitasiyla düzgün bir sekilde düsük güçlü bir selenoid vanayi kontrol etmek üzere mikro kontrol elemani sinyallerini (541 ve 542) isler. Sekil 4'ün bölgesel bir su akisini açma/kapama vanasinin kontrolüne yönelik devre içermemesine ragmen, vana sürücüsüne (543) benzer devre bir DC jeneratörü ile bir düzenlemede dahil edilebilir. Bu bölgesel açma/kapama vanasi, püskürtücü tarafindan dagitilan su miktarini degistirmek üzere açilabilir ve kapatilabilir. Sekil 6, AC jeneratörü hiz kontrolüne yönelik sinyal kosullandirmayi gösterir (Sekil 5'in blogu (506)). Bu devrenin amaci, mikro kontrol elemani (501) tarafindan çiktisi saglanan PWM sinyalini (sinyal ( kapilarina uygulanacak uygun bir analog kapi voltajina (527) dönüstürmektir. Bu sinyal kosullandirma devresi yüksektir) durumunda, herhangi bir akim direnç (602) araciligiyla akmaz ve FET"Iere degisim orani, direnç (604) ve kapasitör (603) degerlerine dayalidir. PWM sinyalinin ( araciligiyla akacaktir ve kapi sinyali ( görev döngüsünün degistirilmesi ile kapi öngerilimi V- ile Vdd arasinda kontrol edilebilir. Sekil 4'te bir PWM sinyalinin dogrudan N-kanalli FET (415) kapisina uygulandigi belirtilir. Yüksek bir Vdd seviyesi ve düsük bir V- seviyesi ile bir PWM sinyalinin Sekil 'in FET'lerinin (515 ve 516) kapilarina uygulanmasinin kabul edilebilir bir sekilde elektrik frenlemesini kontrol edebilmesine ragmen, bulusçular FET'Ierin (515 ve 516) kapilarinda bir analog sinyal kullanilmasinin, AC jeneratörünün (504) çikti frekansi ile PWM frekansinin iliskisi ve etkilesiminden kaynaklanabilen herhangi bir örtüsme yapayligindan kaçinmasi bakimindan avantajli oldugunu bulmustur. Sekil 7 hiz ölçüm arayüzü devresinin (505) bir düzenlemesinin detayini gösterir. Sekil 7`nin devresi, jeneratör çiktisi AC sinyalini (528) mikro kontrol elemanina (501) saglanan mantik seviyesinde bir dikdörtgen dalgabiçimine (530) dönüstürür. Mikro kontrol elemani (501) jeneratörün (504) dönüs hizini belirlemek üzere bu dalgabiçimini filtrelenir ve akabinde direnç (706) vasitasiyla islem amplifikatörüne (701) saglanir. Kenetleyici diyotlar (707), islem amplifikatörünün (701) negatif girdisindeki voltajin diyotlarin (707) ileri düsmesini asmasini önler, böylece islem amplifikatörü girdisinde asiri voltaji önler. Islem amplifikatörü (701) akabinde bu filtrelenen ve kenetlenen sinyali yükseltir ve ayrica bunu filtreler. Dirençler (710 ve 708) ve kapasitör (709) bu amplifikasyonu gerçeklestirir ve ayrica teknikte uzman kisilerce iyi anlasilan bir sekilde ayrica filtreleme gerçeklestirir. Islem amplifikatörünün (701) çiktisi karsilastiricinin (702) pozitif girdisine saglanir. Bulusun bir düzenlemesinde islem amplifikatörü (701) ve karsilastiricinin (702) her ikisi, yalnizca Vdd ile çalistirilir ve böylece karsilastiricinin (702) pozitif girisindeki sinyal her zaman pozitif bir voltajdir. Karsilastirici (702) bir referans voltaja baglanan negatif girdiye sahiptir ve dolayisiyla karsilastirici (702) çiktisi (sinyal (530)), jeneratörden (504) gelen sinyal (528) frekansini temsil eden bir dikdörtgen dalgabiçimidir. Bulusun bir düzenlemesinde islem amplifikatörü (701), karsilastirici (702) ve referans voltaji (703) oldukça düsük güçlü bir voltaj paketi Linear Tech LTC1541 içindeki bilesenlerin tümüdür. Sekil 7'nin devresindeki bilesenlerin örnek niteligindeki degerleri Kapasitör (709) - -1kQ. Linear Technology modeli LTC1541 durumunda voltaj referansi 1.2 volttur. Bu referans voltaj, Microchip PIC18F26K2O durumunda ayrica 1.2 volt olan, mikro kontrol elemanina (501) içsel olabilen referans voltajdan daha dogrudur. Tercih edilen bir düzenlemede LTC1541 tarafindan saglanan gibi bir harici referans voltaj ayrica, mikro kontrol elemaninin (501) bir analog-dijital konvertör girdisine saglanir böylece mikro kontrol elemaninin bunun analog-dijital konvertörü araciligiyla ölçülen herhangi bir voltaj seviyesini daha dogru belirlemesi ve ayrica bunun Vdd güç kaynagi seviyesini daha dogru belirlemesine imkan saglanir. Bir püskürtücünün dönüs hizinin püskürtücüye güç saglayan su kaynagi basinci tarafindan etkilendigi teknikte uzman kisilerce iyi anlasilir. Bulusun bir düzenlemesinde, bilinen bir fren kuvveti oldugunda meydana gelen algilanan bir dönüs hizi arasindaki iliski su basincini hesaplamak üzere kullanilabilir. Bataryanin sarj etmesi durumunda, batarya sarj devresinin dönüs hizini yavaslatmaya meyilli olacak jeneratörden akim çekecegi belirtilir. Su basinci ilk olarak batarya sarj devresinin kapatilmasi ile hesaplanir. Akabinde bilinen bir elektrik yükü, dönüs hizinin ölçülmesine yönelik jeneratöre uygulanir (fren kuvveti). Püskürtücü, bu bilinen fren kuvveti ve su basinci ile dönüs hizi arasindaki iliskinin mikro kontrol elemani tarafindan bilinecegi sekilde karakterize edilebilir. Bu iliski bir arabul çizelgesinde depolanabilir ve böylece su basinci spesifik bir önceden belirlenmis fren kuvveti göz önüne alindiginda dönüs hizinin ölçülmesi ile belirlenebilir. Sekil 8, bulusun bir düzenlemesinin mikro kontrol elemaninda programlanan bellenimin örnek niteligindeki bir akis semasidir. Bu örnek niteligindeki bellenim bir püskürtücü uygulamasina referans ile asagida açiklanacaktir ve Sekil 5'te gösterilene benzer donanima uygulanabilir. Adimlar (801) ila (810) cihazin baslamasindan sonra yürütülür. Bunlar, gücün ilk olarak uygulanmasi durumunda (diger bir deyisle, bataryanin (521 veya 421) ilk olarak baglanmasi durumunda) veya sistemin yeniden baslatilmasi durumunda meydana gelebilir. Adim (801) yeniden baslatmada veya gücün ilk olarak uygulanmasi durumunda bellenimin yürütülmesinin baslangicini gösteren giris noktasidir. (803)`te donanim ve program degiskenleri baslatilir ve bu adim akabinde sarj edilebilir bataryanin sagligi kontrol edilir (805). Bulusun bir düzenlemesinde mikro kontrol elemani pozitif kaynagi, bataryanin (521) pozitif terminali olan Vdd'dedir ve mikro kontrol elemani topraklamasi, bataryanin (521) negatif terminaline baglanir. Mikro kontrol elemanina yönelik mevcut herhangi bir negatif kaynak yoktur. Batarya voltajinin dogrulanmasina yönelik algoritmalar, teknikte uzman kisilerce iyi bilinir. Bir düzenlemede bir voltaj referansi, mikro kontrol elemaninda mevcut olan integral analog-dijital konvertör araciligiyla Vdd'ye göre ölçülür. Bu sekilde ölçülen voltaj referansini temsil eden ADC sayimlarinin sayisi böylece mikro kontrol elemanina güç saglayan Vdd kaynaginin mutlak voltajinin bir göstergesidir ve dolayisiyla sarj edilebilir bataryanin mevcut voltajini temsil eder. Gömülü program sabitleri ile bu degerin karsilastirilmasi böylece bataryanin iyi, zayif veya "bitik" olup olmadigini belirler. Bataryanin iyi veya zayif olmasi halinde, bellenim yürütme adima (807) ilerler. Batarya voltajinin hareket kontrol sistemini düzgün bir sekilde çalistirmak için oldukça düsük olmasi halinde yürütme, asagida ayrica açiklanan "bitik batarya rutini" adimi (830) olarak refere edilebilen adim ile devam eder. Adimda (807) bellenim, kablosuz alici-vericinin (503) halihazirda kablosuz aga baglanip baglanmadigini belirler. Kablosuz alicinin (503) bagli olmasi durumunda bu baz istasyonu (bakiniz Sekil 9) ile iletisim kurabilir ve baz istasyonuna bilgi rapor edebilir ve baz istasyonundan bilgi alabilir. Bunun, baz istasyonu operatörünün isteklerine göre sistemin kontrol edilmesini ve ayarlanmasini saglamasi ve ayrica sistemin durumuna ve sistem yöneticisi için önemli olabilen herhangi bir rapor edilmis hata veya ikaz durumu olup olmadigina iliskin baz istasyonunu bilgilendirmesine imkan saglamasi nedeniyle baz istasyonu ile iletisimi her zaman sürdürmek tercih edilir. Kablosuz alici-vericinin baglanmasi halinde, yürütme adima (810) ilerler; ancak kablosuz alici-vericinin baglanmamasi halinde, baglanti prosesini baslatan adim (809) gerçeklestirilir. Baglanti prosesi, sistemde kullanilan kablosuz ag ve kablosuz alici- vericilerin karakteristiklerine dayali olarak birkaç dakika sürebilir. Daha sonra adim (810), sistemdeki her bir püskürtücünün akilli süre bilgisine sahip olacagi sekilde mikro kontrol elemanindaki (501) zamanlama mantigini ayarlar. Bir düzenlemede püskürtücülerin "gerçek zamani" bilmesi gerekmez, diger bir deyisle günün belirli bir zamaninin farkinda olmasina gerek yoktur. Ancak, bunlarin, adimin (810) yürütülmesinden itibaren ne kadar süre geçtigini bilmesi gerekir. Diger bir düzenlemede gün ve tarihin belirli bir süresi, püskürtücülertarafindan bilinir ve olaylarin zamanlamasi gerçek zamanin bu belirli bilgisine dayali olabilir. Tercih edilen bir düzenlemede baz istasyonu, her bir püskürtücüyü belirli gerçek zamana iliskin bilgilendirebilir ve ayri püskürtücülerin bagimsiz olarak günün bir saatinin bilgisine sahip olmasi gerekmez. Adimlar (811) ila (823) bir çevrimde ("çalistirma çevrimi") gerçeklestirilir ve saniye basina bir ila dört kez gerçeklestirilebilir. Bulusun bir düzenlemesinde bir püskürtücü, spesifik bir zamanda (imkan dahilinde günlük olarak) veya su akisini kontrol eden ana vananin açik oldugu herhangi bir zamanda baslatilan bir "su dagitimi talimatini" çalistirir. Bu talimat spesifik bir RPM veya spesifik fren kuvveti ve istege bagli olarak bölgesel vananin açik oldugu zaman yüzdesi gibi bir bölgesel vananin spesifik bir ayaridir. Bir su dagitim talimati ayrica bunun etkin olacagi bir süreyi içerebilir. Su dagitim talimatinin bir süreç, örnegin 10 dakika içermesi halinde, bu sürenin geçmesi akabinde talimat daha fazla etkin degildir ve püskürtücü kapanacaktir veya bir varsayilan talimata geri dönecektir. Örnegin su dagitim talimati, bölgesel vananin 20 saniye boyunca açilmasi ve 20 saniye boyunca kapanmasi ile püskürtücünün 25 dakika boyunca 20 RPM'de dönecegini belirtebilir, bu suyun sürenin %50'sinde aktigi anlamina gelir. Diger bir talimat, bu durumda 25 dakika sonra olmak üzere mevcut talimatin süresinin dolmasi sonrasinda çalistirmak üzere siraya alinabilir. Bir püskürtücünün belleginde depolanan birkaç talimat olabilir ve talimatlar zamanla herhangi bir ayri püskürtücü veya herhangi bir püskürtücü grubunun davranisini ayarlamak amaciyla baz istasyonu tarafindan okunabilir ve yazilabilir. Adimlar (811) ila (823)'ün "çalisma süresi" çevrimi asagidaki fonksiyonlari gerçeklesti rir: a. Gelen kablosuz mesajlari kontrol etmek ve bunlari gerçeklestirmek (811); b. Hatalar ve/veya ikazlara (örnegin zayif batarya veya diger arizalara iliskin giden kablosuz mesajlari göndermek (813); c. Periyodik olarak, örnegin her 15 dakikada, bataryayi kontrol etmek ve bataryanin hareket kontrol sistemini düzgün bir sekilde çalistirmak için oldukça zayif olmasi halinde, çalisma çevriminden çikmak ve bitik batarya rutinine girmek, adim (830) (815); d. Periyodik olarak baz istasyonuna durum mesajlari göndermek (bunlar örnegin 15 dakikada bir meydana gelebilir veya bir hata veya ikaz veya hiz degisimi veya durum degisimi, vb. gibi belirli bir olayin meydana geldigi herhangi bir zaman gönderilebilir) (817); e. Püskürtücü RPM'sini belirlemek (819); f. Mevcut su dagitim talimatina dayali olarak, istenen püskürtücü dönüs hizini sürdürmek üzere fren kuwetini ayarlamak ve g. Istenen su dagitimina dayali olarak vanayi açmak veya kapatmak. (823). Mikro kontrol elemani, uygun anda belirli bir su dagitim talimatini baslatabilecegi veya bitirebilecegi sekilde geçen süre bilgisine sahiptir. Ayrica mikro kontrol elemani, mevcut su dagitim talimatina göre su akisini modüle etmek üzere bölgesel vanayi açacak ve kapatacaktir (adim (823)). Örnegin bulusun bir düzenlemesinde, çalisma çevrimi (adimlar (811) ila (823)) saniyede iki kez yürütülür. Örnegin, mevcut su dagitim talimatinin 20 saniye su akisi, akabinde 20 saniye su akis olmamasini (%50 görev döngüsü) saglamasi halinde, vananin bu açilma ve kapanmasi buna göre adimda (823) gerçeklesecektir. Bu durumda, 40 çevrim veya vananin açik olmasi ile 20 saniye, akabinde 40 çevrim veya vananin kapali olmasi ile 20 saniye olacaktir ve bu belirli su dagitim talimati boyunca bu tekrar edecektir. Bu akis semasinin spesifik olarak elektrik frenlemesi ve vana kontrolü araciligiyla püskürtücü dönüs oraninin kapali çevrim kontrolünü ele almasina ragmen, su dagitiminin diger bazi araçlar araciligiyla ayarlanabildigi ve/veya ayrica diger parametrelerin ayarlanabilecegini belirtmek uygundur. Örnegin sistem, sistemdeki su kaynaginin akis oranini veya basincini ayarlamak ve böylece dönüs hizi ve püskürtücü boyunca suyun hacimsel akisini ayarlamak amaciyla bir sikistirma vanasi veya diger bir türde vanayi ayarlayabilir. Ancak, çevrimin (adimlar (811) ila (823)) yürütülecegi ve herhangi bir suyun akmayacagi zaman dilimleri olacaktir. Bu, örnegin, bir dairesel hareketli sulama makinesinin bir gölet boyunca ilerledigi ve su akisini durdurmanin uygun oldugu durumlarda oldugu gibi kasitli olabilir. Alternatif olarak, ana vananin kapatilmasi nedeniyle herhangi bir su akisi olmayabilir. Sekil 8'de gösterildigi üzere tercih edilen bir düzenlemede, her bir püskürtücü programlanabilir bir sekilde püskürtücünün kendisi tarafindan kontrol edilebilen kendi açma/kapama vanasina sahiptir. Diger düzenlemelerde ana su akisi açma/kapama vanasi manuel olarak veya tamamen diger bir sistem araciligiyla kontrol edilebilir. Herhangi bir olayda, çalisma süresi çevrimi boyunca yürütülen bellenim, akis olmayan kosullar altinda düzgün bir sekilde çalisabilmelidir. Ancak, sistemin suyun akmasini beklemesi ve püskürtücünün herhangi bir suyun akmadigini (püskürtücü dönmemektedir) tespit etmesi halinde, püskürtücü bu durum hakkinda baz istasyonunu bilgilendirebilir. Bu tür bir durum bir su borusundaki bir çatlak veya diger bir türde arizayi isaret edebilir. Bir bitik batarya durumu adimin (830) yürütülmesi ile sonuçlanir. Hareket kontrollü aparatin belirli aktivitelerinin, diger aktivitelerden daha yüksek güç gerektirmesi belirtilecektir. Örnegin kablosuz alici-vericinin aga baglanmasi prosesi, zaman ve güç bakimindan pahalidir ve bunun kablosuz agdan asla baglantisinin kesilmemesi istenendir. Benzer sekilde bir vananin veya bir ekranin çalismasi, güç bakimindan pahali olabilir. Bulusun bir düzenlemesinde, tüm yüksek güç aktiviteleri adimin (830) yürütülmesi sirasinda durdurulur. Bir yüksek güç aktivitesinin bir örnegi kablosuz alici- vericinin çalismasidir. Böylece adima (830) girilmesi kablosuz alici-vericinin agdan baglantisini kesebilir, bu istenen degildir. Ayrica, bataryanin bitik oldugu süre boyunca, mikro kontrol elemanini çalistirmak üzere gerekli güç mikro kontrol elemanini daha yavas bir saat oraninda çalistirilmasi ile azaltilabilir. Tercih edilen bir düzenlemede çalisma süresi çevrimini (811-823) yürütmek üzere gerekli güç, oldukça düsüktür ve bu çevrim uygun bir sekilde sarj edilen bir batarya göz önüne alindiginda aylarda ariza olmadan çalismaya devam edebilir. Ancak her zaman, ariza nedeniyle veya sistemin kullanilmamasi nedeniyle bataryanin bosalma olasiligi vardir. Bu tür durumlarda bellenim duruma uygun hale gelmelidir ve bu adimin (830) baslica amacidir. Tercih edilen bir düzenlemede bitik batarya rutini kablosuz alici-vericiyi kapatir ve mikro kontrol elemaninin saat hizini yavaslatir ve gücü muhafaza etmek amaciyla gerekli olmayan tüm özellikleri kapatir. Bataryadan çekilen akim bu tür bir durumda 10'dan daha az uA'ya azaltilabilir. Tercih edilen bir düzenlemede kullanilan sarj edilebilir batarya, 500mA-saatten daha fazla bir kapasiteye sahip olabilir. Bataryanin kapasitesinin yalnizca %10'una kadar bosaltilmasi durumunda (50mA-saat geri kalan) bitik batarya rutininin seçildigi varsayilarak, bitik batarya isleyici rutini 5000 saat çalisabilir. Ayrica bitik batarya rutini, vanayi açar, herhangi bir fren kuvvetini serbest birakir ve batarya sarj ünitesini etkinlestirir, böylece püskürtücünün dönmesi durumunda, bataryanin mümkün oldugunca hizli sarj edilmesini saglamak üzere maksimum güç miktarinin hasat edilecegini garantiye alir. Bitik batarya rutini periyodik olarak batarya voltajini kontrol edecektir ve yeterli sarj olmasi halinde, çikacaktir ve adimda (803) bellenim yürütülmesini yeniden baslatacaktir Sekil 9, bulusa göre bir sulama sistemi tertibatinin bir blok diyagramini gösterir. Ana vana (901) gösterilir ve AÇIK oldugunda ana vana borular (903) vasitasiyla bir takim püskürtücüye (905) su saglayacaktir. Her bir püskürtücünün kendi kablosuz alici-vericisine sahip olmasi nedeniyle her bir püskürtücü (907) bir antene (909) sahiptir. Püskürtücü takimin yeterli yakinlikta kendi antenine (950) sahip olan baz istasyonu alicisi (951) bulunur. Bulusun bir düzenlemesinde baz istasyonu alicisi (951) alandaki her püskürtücüden 100 metrede yerlestirilir. Baz istasyonu alicisi, asagidakileri gerçeklestirmek üzere sistem yöneticisi tarafindan kullanilan bir bilgisayar sistemine (952) baglanir: 1) durumu incelemek; 2) hatalar ve ikazlar hakkinda bilgilendirilmek; ve 2) genel olarak sistemi kontrol etmek. Tercih edilen bir düzenlemede baz istasyonu alicisi, günes enerjisi ile çalisir, böylece buna elektrik saglanmasi ihtiyaci giderilir. Diger bir düzenlemede baz istasyonu alicisi böylece yönetici bilgisayar sistemi (952) ile kablosuz olarak iletisim kurar. Bu bulusun tercih edilen belirli düzenlemeler bakimindan açiklanmasina ragmen, burada belirtilen özellikler ve avantajlarin tümünü saglamayan düzenlemeler dahil olmak üzere teknikte uzman kisilere anlasilir olan diger düzenlemeler ayrica bu bulusun kapsami içindedir. Aksine. mevcut bulusun kapsami yalnizca ekli istemlere referans ile tanimlanir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR