Ünite 1: Ev Teknolojisi Sistemleri

Giriş

Gelişen teknolojik ilerlemeler yaşam standartlarında iyileştirmeler sağlamaktadır. Birçok iş otomatik olarak yapılır hale gelmektedir. Bu durum “endüstride, yönetimde ve bilimsel işlerde insan aracılığı olmadan işlerin otomatik olarak yapılması” anlamına gelen otomasyon kelimesi ile tanımlanmaktadır.

Gelişen teknolojinin sunduğu olanaklar sayesinde evlerde de otomasyon yapılmaya başlanmıştır. Evlerde yapılan otomasyonlar kısaca “ev otomasyonu” olarak isimlendirilmektedir. Ev otomasyonu aynı zamanda ev teknolojileri olarak da bilinir ve kullanılan kontrol sistemlerinin gündelik hayata uygulanması, kişiye özel ihtiyaçların ve isteklerin uygulanmasıdır.

Binalar için akıllı kelimesi ilk olarak Amerika Birleşik Devletleri’nde 1980’li yılların başlarında kullanılmıştır. Türkiye’deki ilk uygulama ise 1984 yılında yapılmıştır.

1998’de ofis ve ev için bir uzaktan kontrol sistemi, telefon kullanılarak tasarlanmış ve uygulanmıştır. 2004’de akıllı evin tanımı yapılmıştır. 2004’den günümüze kadar geçen yıllar içerisinde teknolojinin gelişmesine paralel olarak yaşamın her alanında önemli ilerlemeler olmuştur. Mekatronik sistemlerdeki gelişmeler daha hızlı, daha yüksek kapasiteli kontrol cihazlarının kullanılmasına imkan vermiştir. İlk uygulamaları fiziksel engelli olmayan kişiler için düşünülmüş ve daha sonra yaşlı ve engelliler için iyi bir seçenek olarak düşünülmüştür.

Teknoloji

Teknoloji kelimesi (technoslogos);

Techne; yapmak va Logos; bilmek anlamına gelen kelimelerinin birleştirilmelerinden oluşturulmuştur.

Türkçeye “yapmasını bilmek” olarak çevrilebilir. Kısaca "bilginin, sanayideki işlemlerde sistematik olarak uygulamaya alınması" anlamına gelen teknolojiyi geniş anlamda, “araştırma, geliştirme, üretim, pazarlama, satış ve satış sonrası hizmeti kapsayan bir sanayi sürecinin, etkin ve verimli bir biçimde gerçekleştirilmesi için kullanılabilecek bilgi ve becerilerin tümüdür” şeklinde tanımlamak mümkündür.

Bu tanımdan yola çıkarak teknolojik yenilik de, "üretim süreçlerinde yenilik, yeni ürünler ve yeni kurumsal örgütlenme biçimleri" olarak tanımlanabilir.

Teknolojinin Önemi

Bir ülkenin sanayileşme derecesini en belirgin bir şekilde tek başına ortaya koyabilen faktör ülkenin teknoloji üretebilme yeteneğidir. Bir ülke teknoloji üretebildiği, bilgiyi ürün tasarlamada kullanabildiği sürece, ticarette rekabet üstünlüğünü, savunma sistemlerinde de caydırıcılığı sağlayabilir.

Teknoloji kısaca bilimsel bilgiden yararlanarak yeni bir ürün geliştirmek, üretmek ve hizmet desteği sağlamak için gerekli bilgi, beceri ve yöntemler bütünü olarak tanımlanabildiğine göre özgün üretim için gerekli aşamaları da dört başlık altında toplamak mümkündür.

Bunlar;

• Bilimsel bilgiye ulaşmak veya geliştirmek,
• Bilgiden faydalanarak bir ürün tasarlamak ya da tasarım yeteneği veya teknolojisini geliştirmek,
• Tasarlanan ürünün üretim tekniklerini belirlemek yani üretim teknolojisini geliştirmek ve
• Nihayet son olarak üretimi gerçekleştirmektir.

Teknoloji, uluslararası yarışta, sahibine büyük bir ticari üstünlük sağlar. Günümüzde ülkeler,

• Teknoloji üretebilenler ve
• Üretemeyenler olarak ikiye ayrılmaktadır.

Teknoloji üretemeyen ülkeler az gelişmiş ülkeler ya da daha yumuşak bir ifade ile gelişmekte olan ülkeler ; teknoloji üreten ülkeler ise gelişmiş ülkeler olarak adlandırılmaktadır.

Gelişmiş ve Gelişmekte Olan Ülkelerde Teknoloji Geliştirme Çalışmaları

Günümüzde, sahip oldukları bilimsel ve teknolojik bilgiyi, ürüne ve toplumsal refaha dönüştürebilen ülkeler ile bunu başaramamış ülkeler arasındaki anlayış ve uygulama farkı, gelişmiş ve gelişmekte olan ülke tanımlamasında kullanılan önemli araçlardan biridir. Gelişmiş ülkelerde yapılan bilimsel araştırmalar, bu araştırmalar sonucunda geliştirilen yeni teknolojiler ve bu teknolojilerin yeni üretim ve ürün teknolojilerine dönüşmesi süreçleri, iç içe, birbirini takip eden süreçlerdir.

Bilimsel araştırmalar açısından bakıldığında, gelişmekte olan ülkeler, gerek bilimsel ve akademik kuruluşları, gerekse bilim adamları düzeyinde işbirliği ve bilimsel çalışmalara katılımları açısından, gelişmiş ülkeler ile sıkı ilişkiler kurabilmektedir. Ancak, bu ilişkiler ve yapılan çalışmalar ile kazanılan bilgi birikiminin, teknolojiye ve ürüne dönüştürme aşamasında gerekli düzenlemelerin yeterince gelişmemiş olması, bu ülkelerin yeni teknolojiler üretmelerinin önünde en büyük engel olarak durmaktadır.

Bu durum ise, "teknoloji transferini" cazip hale getirmektedir. Ancak, "teknoloji transferi" yolu ile sahip olunan teknolojiyi, yeni türev teknolojilerin gelişimini sağlayacak "Ar-Ge /tasarım teknolojisi" olarak değil; ancak, belli bir ürüne özel "üretim teknolojisi" olarak değerlendirmek gerekir.

Teknolojik Gelişmeler Kültür İlişkisi

Teknoloji tek başına bir anlam taşımaz; ancak, bir kültür içinde olduğu zaman gerçek anlamını bulur. Teknolojik gelişmeler çoğunlukla toplumların gelişmeleriyle doğru orantılı olarak ilerler.

Aslında her şey toplum ve bilişim kelimelerine yüklediğimiz anlamla ilgilidir. Bilişim bağımsız olarak bir değişim ortaya çıkarır ve toplum bu değişime zorunlu olarak katlanır ve ona uyum sağlamaya çalışır.

Toplum yeni gelişen bir teknolojiyi kabul edip etmeyeceğine, ona uyum sağlayıp sağlayamayacağına ve onu özümseyip özümsemeyeceğine karar verir.

• Birinci görüş bizi daha çok, teknolojinin elit bir kesim tarafından kendi çıkarlarına uygun olarak kontrol edildiği ve sonuçta toplumun hizmetine ancak onu kontrol edenlerin istediği ölçüde sunulduğu kötümser (pesimist) söyleme götürür.
• İkinci görüşe göre ise yeni teknolojilerin, özellikle Internet’in bize sunduğu güç aslında toplumun eline sunulmuş bir güçtür.

Maddi dünyayı ve onun kültürel uzantıları olan, görüntü ve imajları birbirinden ayırt etmek oldukça zordur. Bu durumda teknolojiyi bir toplumun ya da kültürün parçası olarak ele almak daha yerinde bir yaklaşım olur.

Ev Otomasyon Sistemleri

Otomasyon; bir sistemin hazırlanan belirli bir senaryoya göre herhangi bir operatöre gerek duymadan istenilen işlemleri gerçekleştirmesi olarak da tanımlanabilir. Ev otomasyonu ise ev teknolojilerinin kişiye özel ihtiyaç ve isteklere göre uygulanmasıdır.

Ev otomasyonu yapılan bir ev, artık pasif bir yapıda değildir. Bunun yerine kendi kendini çalıştıran, güvenliği sağlayan, enerji tasarrufu yapan bir araçtır. Sözü edilen bu işlemleri yapmaya dönük çalışmalar, kısaca “akıllı ev teknolojisi” olarak nitelendirilmektedir.

Konforun temeli, kişiye gereksiz yere zaman kaybettiren işlemlerin otomasyon sistemi tarafından ve normal koşullarda kullanıcı tarafından gerçekleştirilemeyecek işlemlerin yerine getirilmesidir. Bu konuda akıllı evin neler yapabileceği yararlanıcıların hayal gücüne ve kişisel ihtiyaçlara bağlıdır. Ev otomasyonu insanların evlerindeki yaşam kalitesin yükseltmek, evlerini daha konforlu hale getirmektir.

Ev otomasyonu en basit tanımıyla; içinde yasayan insanlarla sürekli etkileşimde olan ve verilen komutlar doğrultusunda görevlerini yerine getiren mekân olarak tanımlanabilir. Ev otomasyonu kavramında üzerinde durulması gereken en önemli nokta, uygulanan otomasyon sisteminin evde yaşayan bireylerin ihtiyaçları doğrultusunda onların isteklerine en iyi cevabı verecek şekilde oluşturulmasıdır.

Ev otomasyon sistemleri geliştirilirken göz önünde tutulması gereken temel unsurlardan biri de bu sistemlerin kişisel bilgisayarlarla tam uyumlu olarak çalışabilme koşullarının sağlanmasıdır. Kişisel bilgisayarlar artık çağdaş bir ev için standart bir ürün haline gelmiştir.

Ev otomasyonu sistemleri hayatımıza yoğunlukla 1970’li yılların sonlarından itibaren girmeye başlamıştır. Daha önceleri 1960’lı yılların ortalarında engelli bireyler için yüksek maliyet gerektiren uzaktan kumandalı ürünlerin geliştirilmesine destek verildiği bilinmektedir. Ev otomasyon sistemlerinin ilk örneklerinden biri 1980 yılında Scotland’da bir elektrik şirketi tarafından yapılmıştır.

Yeni araç tasarımları üzerinde çalışılmış, pazarlama stratejileri tartışılmış ve tüketimle ilgili araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Bu şekilde oluşturulan ev otomasyonu ürünlerini üç kategoriye ayırmak mümkündür:

• Birbirini etkileyen akıllı ürünler: Otomatik kontrollü garaj kapıları, zaman ayarlayıcılar gibi araçlardır.
• Ev otomasyonunda kullanılan araçlar: Bulaşık makinesi, buzdolabı, mikrodalga fırın, fırın, klima, elektrikli ocak, elektrikli süpürge, çamaşır makinesi, kurutucu, duş sistemi, nemlendirici, panjur vs.
• Işık seviyesi ayarlanabilir araçlar: Lambalar ve televizyon vs. olarak sıralanabilir.

Ev Otomasyon Sistemlerine Genel Bakış

Gerçek anlamda akıllı evin ne olduğunu anlamak için öncelikle evlerin sınıflandırılmasında yarar bulunmaktadır. Akıllı evler gelişmişlik sırasına göre beş ana baslık altında toplanabilir:

• Kontrol edilebilir evler,
• Programlanabilir evler,
• Yapay zekâya sahip evler,
• Engelli insanlar için akıllı evler,
• Vücut hareketlerinin kullanıldığı akıllı evler.

Ev otomasyonu ile aile bireylerine;

• Güvenlik,
• Etkinlik ve
• Harcamalarda tasarruf gibi pek çok alanda fayda sağlanması beklenir.

Ev otomasyonu sistemi güç gerektirmeden oturulan yerden perdelerin açılıp kapanması, ışıkların kontrolü, evin güvenliğinin sağlanması gibi görevleri yerine getirir. Bu sistem içinde bulunan “panik tuşu” na herhangi bir tehlike algılanması durumunda, tehlikeli olduğu varsayılan biri eve girdiğinde, olası bir zarar verebilme durumunda basıldığında sistemde kayıtlı olan telefon numarası/ları devreye girer. Bu numaralar aranır ve acil mesajı bırakılır.

Akıllı evleri, bir merkezden kontrol edilebilen, birbirleriyle haberleşebilen, ilişki kurabilen ve bütün bu teknolojiler sayesinde ev sakinlerine, daha tasarruflu, daha güvenli, daha konforlu, bir yaşam sunmak için gerekli ihtiyaçlara cevap verebilen ve hayatı kolaylaştıran bir yaşam ortamı ortaya çıkaran evler olarak tanımlamak mümkündür. Akıllı evler, en anlaşılır tanımıyla içinde yaşayan insanlarla sürekli etkileşim içinde olan ve verilen emirler doğrultusunda görevlerini yerine getiren evdir.

Akıllı ev ve bina otomasyonunun dayandığı temel prensip yapılarda daha güvenli, daha konforlu ve rahat mekânlar ortaya çıkarmak ve bu mekânlardan yararlanan kişilere daha konforlu bir yaşamı sunmaktır.

Bina içinde ve dışında bulunan güvenlik, aydınlatma, ısıtma-soğutma, havalandırma, iletişim, müzik ve ev sinema sistemleri, giriş ve çıkış noktaları, yaşam tarzlarına uygun senaryolar dahilinde programlanarak insanlara daha çok serbest zaman, konfor ve kontrol rahatlığı sağlanmaktadır.

Birimsel Bazda Ev Otomasyon Sistemleri

Akıllı evlerden ısıtma ve soğutma sistemleri olarak öncelikle, yazları soğutma sistemi kapsamında, havalandırma sistemleri ile birlikte ışık gölge yapısını da kullanarak, konut içine giren güneş ışığının sera etkisini kontrol altında tutup ısıyı denetleme görevini yerine getirmesi beklenir.

Isıtma sistemi için ise daha çok doğalgazlı sistemler kullanılır. Bunun yanı sıra güneş ısısının su radyatörleri vasıtası ile evin belli bir kısmında depolanıp, ısının buradan ev içerisine yansıtılması gibi sistemlerle de ısı kontrol altına alınma yoluna gidilir. Kullanılan bu sistem “aktif solar sistem” olarak adlandırılır. Ayrıca güneş ışığının ev içerisine girişini denetleyen mekanizmalarla ısının dengelenmeye çalışıldığı sistemler de bulunmaktadır. Bu tür sistemler de “pasif solar sistem” olarak adlandırılır.

Akıllı ev ışıklandırma sistemleri, evin iç atmosferini belirleyip ona göre aydınlatmayı ayarlayan ve yine ısıtmasoğutma sisteminde olduğu gibi merkezi olarak bir bilgisayar tarafından tüm gün içinde kontrol edilen bir sistemdir. Genel olarak bir evde iki tür ışıklandırma kullanılır:

• Mekân ışıklandırmasında , mekânın genel ışık düzeyi ölçülür ve öngörülen aydınlık seviyesi için mekânın çeşitli yerlerine ışıklandırma armatürleri yerleştirilir.
• Alan ışıklandırmasında ise etkinlikler ve efektler ön plandadır. Değişen ışık insanları hem fiziksel olarak hem de psikolojik olarak yönlendirir ve istenen performansın dışında bir performans elde edilebilmesine neden olur.

Evde kullanılan bir diğer iletişim birimi de ana kontrol birimi tarafından kontrol edilen ve yönlendirilen, misafirler ev dışında iken görüntülü iletişim kurma ve tanıma sistemidir. Bu sistemin tekil görüntülü megafon sistemlerinden farkı birkaç elektronik parçadan meydana gelmeyip, ev bütününün bir parçası olarak diğer tüm sistemlerle senkronize olarak çalışmasıdır.

Ev dışı iletişimin bir diğer birimi de ana kontrol biriminin polis, itfaiye, hastane vb. merkezi birimlere bağlanması ile oluşturulan sistemlerdir. Bu iletişim mekanizmasında genellikle üç çeşit sistem kullanılmaktadır. Bu sistemler;

• Telefon sistemleri,
• Radyo dalgaları ve
• Televizyon sisteminde kullanılan anten kabloları sistemidir.

Akıllı evlerde öncelikle gündeme gelen ve yaygın olarak kullanılan sistemlerin başında güvenlik sistemleri gelir. Güvenlik sistemlerinin kurulmasında kullanılan temel prensip kullanılan amaca göre ses, titreşim, ışık, ısı vb. değişik durumları algılayabilen sensörlere dayalı olarak geliştirilmiştir. Akıllı evlerde güvenlik sistemleri hırsızlığa, yangına, su taşkınlarına ve benzeri durumlara göre tek tek veya bütünsel olarak tüm güvenlik önlemlerini kapsayan kompakt bir yapıda programlanabilmektedir.

Akıllı Evler ve Akıllı Ev Teknolojisinin Kurulmasında Yararlanılan Bazı Araçlar

Akıllı ev sistemi, kullanıcısının son bir hafta boyunca yaptığı işlemleri sürekli hafızasına kaydeder. Bu kayıt içinde ev sahibinin ışıkları hangi saatlerde yakıp söndürdüğü, hangi saatlerde müzik dinlediği ve televizyon izlediği, bahçesinin ne zaman sulandığı gibi işlemler bulunur. Uzun süreliğine binadan ayrılırken seyahat programı devreye alındığında, akıllı ev sistemi sanki kullanıcısı evdeymiş gibi bu programları uygular. Akıllı ev sistemlerinin becerisi ve yapabileceği işlemlerin kapasitesi ana sistem ile entegre çalışan alt sistemlere bağlıdır.

Güvenlik seviyesini artıran dijital kilit sistemleri günümüzde kullanılan mekânik kilitlere alternatif olarak çıkan yeni bir teknolojidir. Kablosuz kapılar, kolay montaj, yer kaplamayan giriş kontrol sistemi, esnek kilit planı gibi avantajlar sunan bu sistem, harici diğer sistemler ile bütünleşebilmektedir.

Elektrikli yerden ısıtma sistemleri ise akıllı evlerin konfor özelliğini artırmaktadır. Konvansiyonel sistemlere göre daha homojen ve efektif bir ısıtma sağlayan elektrikli yerden ısıtma sistemleri, akıllı ev sistemine sorunsuzca dahil edilebilmektedir.

Alarm sistemleri akıllı evlerin güvenlik açısından en önemli alt sistemidir. Alarm sistemleri kapsamında bulunan yangın, gaz ve su baskını dedektörleri ve hareket sensörlerinden gelecek sinyallere göre akıllı ev sistemi belli senaryoları ve cihazları tetikleyebilir.

Öte yandan akıllı evlerde nispi mantık yaklaşımı kullanılır. Nispi mantık , insanların kullandıkları düşünce metodunu bilgisayarlara aktarmakta, adeta bilgisayarların insan gibi düşünmesini temin etmektedir.

Telemetri, akıllı ev teknolojisinin kurulmasında yararlanılan araçlardan biridir. Telemetri, uzaktan izleme demektir. Telemetri ile sistem ya da tesis uzaktan kablolu veya kablosuz olarak izlenebilir. Telemetri kullanımı ile kablosuz ya da sabit bir ağ aracılığıyla birtakım cihazlar uzaktan izlenebilir ya da kontrol edilebilir. Telemetri, cihazlarla yerinde temasa gerek kalmadan uzaktan iletişim kurabilmeyi sağlar. Telemetri sayesinde kablosuz ağlar ya da radyo linkleri üzerinden cihazlara birtakım komutlar gönderilir.

X-10 , evdeki lambaları, cihazları ve diğer ekipmanları zaten var olan 220 voltluk elektrik kabloları üzerinden kumanda etmeye yarayan bir iletişim dilidir. Hiçbir ekstra kablolama gerektirmez. X-10 ürünleri bir akıllı eve rahatça kurulup çalıştırılabilir. Taşınması çok kolay olduğundan her yere götürülebilir.

Alt yapı olarak Cat 5 kablo kullanan sistemlerin, X-10’dan en büyük farkı elektrik sinyali yerine bilgi akışı olmasıdır. Cihazlar çalışmaları için gerekli enerjiyi güç hatlarından alıp, iletişim için veri (data) kablosu kullanırlar. Gönderilen veri bilgileri hangi adrese gidileceğini, hangi işlemin gerçekleştirileceğini içerir.

Görsel açıdan daha dekoratif seçenekler sunan kablolu sistemler, müşterilerin isteğine uygun renk ve kaplama seçeneklerinde de üretilebilir. Aynı dekoratif çeşitlilik kablosuz Radyo Frekanslı (RF) sistemlerde de mevcuttur. RF’li sistemler maliyet açısından en üst seviyededirler. Bunun karşılığında da kablolama olmadığından kolay ve sorunsuz kurulum ve kullanım sunarlar.

Akıllı evlerde kullanılan sistemlerin farklı gelir gruplarına hitap edecek şekilde çeşitlendirilmesinde yarar görülmektedir. Ancak bu durumda akıllı evlerin yaygınlığı artırılabilir. Akıllı evlerde enerji kullanımı ve tasarrufuna yönelik olan yenilikler, güneş ve rüzgar enerjilerinden pasif ve aktif olarak yararlanılması, enerji sıkıntılarının yaşandığı günümüzde çok önemlidir.