Çamaşır makinesi adaptif sıkma algoritması

Teknolojideki hızlı ilerleme ülkelerin ve buna bağlı olarak üreticilerin teknolojik ilerlemeleri takip etme zorunluğunu getirmektedir. Teknolojik ilerlemelere yapılan yatırımlar üreticilere rekabette söz sahibi olma hakkını sunmaktadır. Beyaz eşya kullanıcıları için enerji ve maliyet konusu en büyük taleplerden bazılarıdır. Beyaz eşya üreticileri bu talep için teknolojilerini geliştirmektedirler. Fakat zaman ve maliyet kaybı bazı uygulamalarda üreticilere engel teşkil etmektedir. Bu kaybı ortadan kaldırmak için deneysel metotların yerini alacak bilgisayar uygulamaları öne çıkmaktadır. Bu uygulamalar kısa zaman içinde maliyet kaybı yaşanmadan çalışmaları belirli sapma aralıklarında gerçekleyebilmektedir. Çamaşır makineleri su ve enerji kullanımı dolayısıyla devamlı değişim halinde olan bir üründür. Bunun sebebi dünya nüfusunun artması ile enerji kaynaklarının daha kısıtlı hale gelmesi olarak gösterilebilir. Çamaşır makinesi üreticilerinin teknolojiyi yakından takip etmesi zorunlu hale gelmektedir. Deneysel yöntemlerle yapılan uygulamalar su ve enerji kullanımı sebebiyle gelişmeyi kısıtlamaktadır. Tez kapsamında çamaşır makinesinde deneysel olarak incelenebilecek olan çalışmalar , çamaşır makinesi modelinde incelenerek üretici açısından zaman ve maliyet, dünya kaynakları açısından su ve enerji kullanımının azaltılması hedeflenmektedir. Çamaşır makinesinde çamaşır yıkama, durulama ve sıkma aşamalarından geçmektedir. Sıkma aşamasında çamaşır makinesinin sıkma kapasitesine bağlı olarak farklı yüksek devirlere çıkmaktadır. Yüksek devirlerde çamaşır makinesinde istenmeyen mekanik etkiler görülmektedir. Bu etkiler bazı durumlarda makine içerisindeki parçalara zarar vermekte ve kullanıcı tarafından hoş karşılanmamaktadır. Bu sebeple çamaşır makinesi sıkma adımı belirli parametrelere bağlı olarak optimize edilmesi amaçlanmaktadır. Tez kapsamında sıkma profillerini optimize etmek için sıkma verimi yeterli olan farklı profillerin çamaşır makinesi modeli üzerinde denenerek deplasman değişimleri incelenmektedir. Buna bağlı olarak çamaşır makinesinde yük miktarı özelinde en uygun sıkma profilinin belirlenmesi hedeflenmektedir. Bu hedefe ulaşmak için bir deney düzeneği kurulmuştur. Deney düzeneğinde farklı sıkma profilleri farklı yük miktarları için tek makinede uygulanmıştır. İleride yapılacak çalışmalarda farklı çamaşır makineleri için farklı profiller oluşturulabilir ve optimum sıkma verimine ulaşmak için çalışma genişletilerek bir adaptif sıkma algoritması oluşturulabilir. Tez kapsamında deney düzeneği ile yük miktarına bağlı olarak çamaşırdan sıkılan su miktarları ölçülmüştür. En iyi sıkma profili bahsedilen şekilde belirlenmektedir. Fakat makinenin ömrü, titreşim düzeyinin belirli bir seviyede tutulması için üç eksende kazan deplasman değişimleri önem kazanmaktadır. Bu amaçtan yola çıkılarak elde edilen çamaşır makinesi modelinde sıkma profilleri uygulanmıştır. Uygulanan sıkma profilleri ile kazan deplasmanları çamaşır makinesi modelinde elde edilmiştir. En iyi sıkma profili, atılan su miktarının en fazla olduğu ve çamaşır makinesi titreşimlerinin minimum düzeyde elde edilen profil olmaktadır. Çamaşır makinesinde kullanıcının makineye attığı çamaşır miktarının tahmin edilmesi yıkama aşamasında fazla su harcanmaması için önemli bir kriterdir. Bazı çamaşır makinelerinde otomatik deterjan dozajlama sistemi bulunmaktadır. Çamaşır makinesinde bulunan yük miktarının algılanması ile otomatik dozajlama sistemi tahmin edilen çamaşır miktarına göre dozajlama yapmaktadır. Tezin ilk bölümünde literatürde çamaşır makinesi içindeki çamaşır yükünün algılanması konuları ile alakalı literatür ve patent araştırmalarına yer verilmiştir. Sıkma aşamasında çamaşırın yüksek devirlerde dengesiz dağıldığı durumlarda tambur çepherine yapışarak dengesiz kuvvet oluşturmaktadır. Dengesiz kuvvet tez çalışmasında bahsedilen kazann üç eksendeki deplasman değişimini etkilemektedir. Çamaşır makinesi farklı yöntemler ile sıkma durumundaki dengesiz yükü algılamaktadır ve bu duruma göre yükü dağıtmak için farklı bir sıkma algoritması uygulamaktadır. Tezin ilk bölümünde dengesiz yükün algılanması konuları ile alakalı literatür ve patent araştırmalarına da yer verilmiştir. Çamaşır makinesi modeli elde edilirken farklı programlar kullanılmaktadır. Tez kapsamında Modelica/Dymola programı tercih edilmiştir. Modelica uygun model için açık kaynaklı, nesne yönelimli ve denklem tabanlı bir dildir. Dymola ise Modelica dilinde yazılan modellerin derlenerek analizinin yapılmasını sağlayan farklı disiplin ler ile çalışılabilen bir dinamik çözümleyicidir. Tezin ikinci bölümünde ilk olarak çamaşır makinesi modeli oluşturulurken önem verilecek komponentlerin seçilmiş ve komponentlerin doğru matematiksel denklemler ile modellenebilmesi için literatür araştırmalarına yer verilmiştir. Tezin üçüncü bölümünde Modelica/Dymola ile çamaşır makinesi için yapılan çeşitli çalışmaların literatür araştırmasına yer verilmiştir. Ayrıca seçilen komponentlerin Modelica/Dymola ile öncül model haline getirilmesi anlatılmış ve öncül modelleme aşamasından sonra elde edilen sonuçlar incelenmiştir. Çalışmanın öncül modelleme bölümünde gerçek sonuçlar ile model sonuçları arasında farklılıklar olduğu görülmüştür. Sonuçların geliştirilmesi ve doğrulanması için deneysel ölçümlere ihtiyaç duyulmuştur. Bu amaca yönelik farklı deney düzenekleri kurulmuştur ve model sonuçlarının optimizasyonunda kullanılacak deneysel sonuçlar elde edilmiştir. Modelin doğrulanması için yapılan deneysel ölçümlere ve bu deneysel ölçümler ile modeldeki komponent parametrelerinin optimizasyonu yapılmıştır. Son olarak modelin sonuçlara bağlı olarak güncellenmesi anlatılmaktadır. Mevcut çamaşır makinesinde tek sıkma algoritması bulunmaktadır. Sıkma algoritması çamaşır yüküne, yükün oluşturduğu dengesiz yüke ve yaratacağı deplasman değişimlerine göre farklı kademeler ya da süreler kullanmamaktadır. Tezin dördüncü bölümünde sıkma devirlerine farklı sürelerde ulaşılması, devirler arasında kademe olması ya da olmaması ve bu devirlerde farklı sürelerde beklenilmesi için birbirinden farklı sıkma profilleri oluşturulmuştur. Bu profiller çalışılan çamaşır makinesinde farklı yük miktarları ile uygulanmıştır. Buna bağlı olarak deney düzeneği kurulmuş ve veri toplanmıştır. Ayrıca bu bölümde çamaşır makinesinde çamaşır yükünün algılanmasına yönelik incelenmesi gereken parametreler ve sonuçların elde edilmesi için oluşturulan deney planına yer verilmiştir. Ayrıca bu bölümde adaptif sıkma profillerinin deney sonuçlarına yer verilmiştir. Bu sıkma profilleri bu bölümde en iyi su atan sıkma profili olarak seçilmektedir. Ayrıca bu bölüm çamaşır yükü algılama deneysel sonuçlarını içermektedir. Bulanık mantık algoritması kullanılarak Matlab programında yük algılanması da bu bölümde anlatılmaktadır. Tezin bu bölümünde rulman hesabı yer almaktadır. Rulman hesabı yapılarak diğer verilerin de sonucuyla adaptif sıkma profili seçimine yer verilmektedir. Tezin beşinci ve son bölümünde yapılan tez çalışmasının sonuç ve önerilere yer verilmiştir.