C Dilinde Moving Average Filter (Hareketli Ortalama Filtresi) Nedir, Nasıl Uygulanır?

Hareketli Ortalama Filtresi (Moving Average Filter), sinyal işleme ve veri analizi alanlarında en çok tercih edilen basit ve etkili filtrelerden biridir. Gürültülü verilerin pürüzsüzleştirilmesi, ani değişimlerin yumuşatılması ve sensör okumalarının stabilize edilmesi gibi birçok uygulama alanında kullanılır. Özellikle gömülü sistemlerde, mikrodenetleyicilerde ve gerçek zamanlı uygulamalarda, C dili ile kolayca uygulanabilir olması sayesinde oldukça popülerdir.

Hareketli Ortalama Filtresi Nedir?

Kısaca, hareketli ortalama filtresi, belirli bir pencere (örneğin N örnek) içerisindeki verilerin aritmetik ortalamasını alarak yeni bir çıktı üretir. Böylece, kısa süreli gürültüler ve ani değişimler filtrelenmiş olur.

Matematiksel olarak:
Y[n] = (X[n] + X[n-1] + ... + X[n-(N-1)]) / N
Burada:

• Y[n]: Filtrelenmiş çıktı

• X[n]: En yeni giriş değeri

• N: Pencere boyutu (window size)

---

Avantajları ve Dezavantajları

Avantajlar:

• Basit ve hızlı algoritma

• Bellek ve işlemci gereksinimi düşük

• Gerçek zamanlı uygulamalara uygun

Dezavantajlar:

• Ani değişimleri geciktirir (faz kayması)

• Büyük pencerelerde tepki yavaştır

• Herkese uyan tek boyutlu çözüm değildir; pencere boyutu dikkatle seçilmelidir

---

C Dilinde Moving Average Filter Nasıl Uygulanır?

Aşağıda, hareketli ortalama filtresinin C dilinde farklı şekillerde uygulanışı anlatılmaktadır.

1. Temel Uygulama: Döngüyle Ortalama Alma

Kullanımı:

Eksisi:

Her yeni örnekte tüm pencereyi toplar, bu da işlemciyi yorar.

---

2. Kayan Pencere ile Optimizasyon (Dairesel Buffer Kullanımı)

Dairesel (circular) buffer ve kayan toplam yaklaşımıyla işlem yükü azaltılabilir.

Kullanımı:

Avantajı:

• Her örnek için sadece iki toplama/çıkarma işlemi gerekir.

• Özellikle gömülü sistemlerde çok daha hızlıdır.

---

3. Uygulama Alanları

• Sensör verilerinin düzeltilmesi (ör. sıcaklık, ivmeölçer)

• Finansal zaman serilerinde veri yumuşatma

• Gürültülü sinyal filtreleme (ör. ADC verisi)

• Otomotivde, tıbbi cihazlarda, endüstriyel kontrol sistemlerinde

---

Pencere Boyutu (Window Size) Nasıl Seçilmeli?

• Küçük pencere (örn. 3–5): Ani değişimlere daha duyarlı, az gecikme.

• Büyük pencere (örn. 20–50): Daha yumuşak sonuç, daha fazla gecikme.

Kullanım amacınıza ve verinizin doğasına göre pencere boyutunu dikkatli seçmelisiniz.

---

Kodun Tamamı: Basit Moving Average Filter Kütüphanesi

Sonuç

Hareketli ortalama filtresi, basitliği ve etkililiğiyle öne çıkan bir filtreleme yöntemidir. C dilinde uygulanması da oldukça kolaydır. Kodunuzu ve pencere boyutunuzu ihtiyacınıza göre optimize ederek, birçok gerçek zamanlı uygulamada başarılı sonuçlar elde edebilirsiniz.

Sen de uygulaman için yukarıdaki örnekleri kolayca entegre edebilirsin!

STM32CubeIDE’de Canlı Değişken Takibi: Debug Sürecini Güçlendiren İpucu

STM32CubeIDE, STM32 mikrodenetleyici projelerinde hem geliştirme hem de hata ayıklama süreçlerini kolaylaştıran güçlü bir araç. Ancak çoğu kullanıcı, debug sürecini sadece breakpoint koyup değişkenleri tek tek kontrol ederek geçiriyor. Oysa ki “Live Expressions” (canlı ifadeler) özelliği ile, debug sırasında gerçek zamanlı değişken değişimlerini izleyerek çok daha verimli bir şekilde sorunları analiz edebilirsiniz.

Bu yazıda, STM32CubeIDE’de canlı değişken takibi nasıl yapılır, ne gibi avantajlar sağlar ve bunu bir örnek proje üzerinden nasıl kullanabileceğinizi adım adım anlatacağım.

---

Nedir Bu "Live Expressions"?

Live Expressions penceresi, kodunuz çalışırken belirli değişkenleri (ya da ifadeleri) sürekli gözlemlemenizi sağlar. Kod breakpoint’te durmasa bile, değişkenlerin değerleri anlık olarak güncellenir. Bu, özellikle zamanla değişen sayıcılar, PWM duty cycle’ları veya sensör değerleri gibi dinamik verileri takip etmek için çok faydalıdır.

---

Neden Kullanmalısınız?

Live Expressions ile şunları kolaylıkla yapabilirsiniz:

• Kod kesintiye uğramadan değişkenleri takip edebilirsiniz.

• Belirli bir algoritmanın anlık çıktısını grafiksel ya da sayısal olarak izleyebilirsiniz.

• Delay’lerle uğraşmadan, breakpoint koymadan performans sorunlarını veya mantıksal hataları yakalayabilirsiniz.

• Gerçek zamanlı sistemlerde, kod akışını bozmadan değerlerin nasıl değiştiğini görme imkânı sağlar.

---

Uygulamalı Örnek: ADC ile Sıcaklık Ölçümü

Diyelim ki bir STM32F103RB mikrodenetleyici ile dahili sıcaklık sensöründen ADC kullanarak sıcaklık değeri okuyoruz. Kodumuz şöyle:

c
#include "main.h"

ADC_HandleTypeDef hadc1;
float temperature = 0;

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc) {
    if (hadc->Instance == ADC1) {
        uint32_t adc_val = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
        temperature = ((float)adc_val) * 3.3f / 4096.0f;  // Voltaj
        temperature = ((temperature - 0.76f) / 0.0025f) + 25; // Sıcaklık (yaklaşık hesap)
    }
}

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_ADC1_Init();
    HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);

    while (1) {
        HAL_Delay(500); // Sıcaklık değerini yarım saniyede bir güncelliyoruz
    }
}

---

Adım Adım: Live Expressions Kullanımı

1. Debug Moduna Geçin

Projeyi build ettikten sonra Debug moduna geçin (F11 veya üstteki bug ikonuna tıklayarak).

2. Live Expressions Panelini Açın

Debug görünümüne geçtikten sonra:

• Menüden Window > Show View > Expressions yolunu izleyin.

• Açılan panelin ismi "Expressions" olabilir ama bu panel canlı güncelleme desteği sunar.

3. Değişken Ekleyin

• Expressions paneline sağ tıklayın ve Add Watch Expression seçeneğine tıklayın.

• Açılan kutuya temperature yazın.

• Enter’a bastığınızda, değişken panelde belirecek.

4. Canlı Güncellemeyi Görüntüleyin

• Kod hala çalışırken (pause durumda değilken!) temperature değerinin saniyede iki kez güncellendiğini göreceksiniz.

• Değer sürekli güncelleniyorsa, sisteminizde herhangi bir kesinti olmadan anlık sıcaklık verisini izleyebiliyorsunuz demektir.

---

İleri Seviye: İfade Takibi (Expression Tracking)

Bu panelde sadece değişken değil, ifade de yazabilirsiniz. Örneğin:

temperature > 30

şeklinde yazarsanız, bu ifade true veya false olarak sürekli değerlendirilir. Bu da debug sürecinde koşul kontrollerini anında görmek için ideal bir yöntemdir.

---

İpuçları & Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Optimization seviyeleri yüksekse (-O2, -O3) bazı değişkenler derleyici tarafından optimize edilebilir ve debug sırasında görünmeyebilir. Geliştirme aşamasında -O0 (optimizasyon kapalı) kullanmanızı öneririm.

• Eğer değişken global değilse, yani fonksiyon içindeyse ve static değilse, Live Expressions’da gözükmeyebilir. Bu durumda değişkenin kapsamını değiştirin.

• volatile tanımlaması, anlık değişen donanım temelli değişkenlerde kritik öneme sahiptir. Bu sayede değer her seferinde RAM’den okunur.

---

Sonuç: Canlı Takiple Daha Akıllı Debug

Live Expressions, STM32CubeIDE’nin az bilinen ama çok etkili bir özelliği. Özellikle gömülü sistemlerde, zamanla değişen verileri izlemek ve mantıksal hataları tespit etmek için oldukça kullanışlıdır.

Her debug seansında breakpoint koymak yerine, bu özelliği kullanarak sisteminizi çalışır haldeyken analiz edebilir, daha kısa sürede daha isabetli çözümler üretebilirsiniz.

---

Eğer bu özelliği daha önce kullanmadıysanız, bir sonraki debug seansınızda denemenizi kesinlikle tavsiye ederim. STM32CubeIDE’nin sunduğu bu ve benzeri küçük araçlar, geliştirme sürecinizde büyük farklar yaratabilir.

ISO/SAE 21434:2021 Standardı: Otomotiv Siber Güvenliği İçin Yeni Çağı Başlatıyor

Modern araçlar, giderek daha fazla elektronik ve yazılım bileşenlerine bağımlı hale geliyor. Bu durum, araçların performansını ve kullanıcı deneyimini artırsa da aynı zamanda siber güvenlik risklerini de beraberinde getiriyor. Özellikle otonom sürüş, bağlantılı araçlar (connected vehicles) ve elektrikli araçlar gibi yenilikçi teknolojiler, siber tehditlere açık hedefler haline gelmiştir. İşte tam bu noktada ISO/SAE 21434:2021 standardı devreye giriyor. Bu yazıda, ISO/SAE 21434:2021'i inceleyerek otomotiv sektöründeki siber güvenlik süreçlerini nasıl dönüştürdüğünü açıklayacağız.

---

ISO/SAE 21434:2021 Nedir?

ISO/SAE 21434:2021, otomotivdeki siber güvenlik yönetimi için geliştirilmiş bir standarttır. Bu standardın amacı, araç sistemlerinin tasarımından üretimine, hatta son kullanımına kadar tüm yaşam döngüsünde siber güvenlik risklerini minimize etmektir. ISO/SAE 21434, özellikle bağlantılı araçların ve elektronik kontrol ünitelerinin (ECU) siber saldırılarına karşı korunmasını sağlar.

Bu standart, yalnızca teknik önlemleri değil, aynı zamanda organizasyonel süreçleri, personel eğitimi ve risk yönetimini de kapsar. Böylece, araç üreticileri ve tedarikçileri için kapsamlı bir siber güvenlik çerçevesi sunar.

---

ISO/SAE 21434:2021'in Temel Bileşenleri

ISO/SAE 21434:2021, araç sistemlerindeki siber güvenlik süreçlerini aşağıdaki ana başlıklar altında ele alır:

1. Risk Yönetimi

Araç sistemlerindeki potansiyel siber tehditleri tanımlamak ve bu tehditlerin sonuçlarını analiz etmek, ISO/SAE 21434'ün temel adımlarından biridir. Risk yönetimi sürecinde:

• Hangi sistemlerin siber saldırılara açık olduğu belirlenir.
• Tehditlerin olası etkileri değerlendirilir.
• Risk azaltma stratejileri oluşturulur.

Bu süreç, özellikle otonom sürüş sistemleri ve batarya yönetim sistemleri (BMS) gibi kritik bileşenler için hayati öneme sahiptir.

2. Yaşam Döngüsü Yaklaşımı

ISO/SAE 21434, araç sistemlerinin tüm yaşam döngüsünü kapsayan bir yaklaşım benimser. Bu süreç şu aşamaları içerir:

• Tasarım ve Geliştirme: Sistemlerin siber güvenlik gereksinimlerine uygun olarak tasarlanması.
• Üretim ve Dağıtım: Üretim sırasında siber güvenlik protokollerinin uygulanması.
• Kullanım ve Bakım: Araçların kullanım sürecinde düzenli olarak güncellenmesi ve izlenmesi.
• Son Kullanım: Araçların kullanım ömrünün sonunda verilerin güvenli bir şekilde silinmesi.

3. Siber Güvenlik Yönetim Sistemi (CSMS)

ISO/SAE 21434, araç üreticilerinin bir Siber Güvenlik Yönetim Sistemi (Cybersecurity Management System - CSMS) kurmasını zorunlu kılar. CSMS, siber güvenlik süreçlerini organize eden ve sürekli iyileştirilen bir çerçevedir. Bu sistem sayesinde:

• Siber güvenlik politikaları belirlenir.
• Riskler sürekli izlenir ve müdahale edilir.
• Yazılım güncellemeleri ve yamaları düzenli olarak dağıtılır.

4. Veri İzleme ve İletişim Protokolleri

Modern araçlar, sürekli olarak veri toplar ve bu verileri işler. ISO/SAE 21434, bu süreçlerin güvenliğini sağlamak için:

• Veri bütünlüğünü koruyan mekanizmalar önerir.
• İletişim protokollerinin (örneğin CAN, Ethernet) güvenliğini artırır.
• Siber saldırıları gerçek zamanlı olarak tespit eden sistemler geliştirir.

---

ISO/SAE 21434:2021'in Endüstriye Katkıları

ISO/SAE 21434:2021, otomotiv sektörüne birçok açıdan katkı sağlar:

1. Daha Güvenli Araçlar:
   Standardın önerdiği süreçler, araçların siber saldırılara karşı direncini artırır. Bu da hem kullanıcı güvenliğini hem de marka itibarını korur.
2. Global Uyumluluk:
   ISO/SAE 21434, uluslararası bir standart olduğu için, araç üreticilerinin global pazarlarda rekabet avantajı elde etmesini sağlar.
3. Yasal Uyumluluk:
   Özellikle Avrupa Birliği gibi bölgelerde, araçların siber güvenlik standartlarına uygun olması zorunludur. ISO/SAE 21434, bu tür yasal gerekliliklere uyum sağlama konusunda rehberlik eder.
4. Sürekli İyileştirme:
   Standardın yaşam döngüsü yaklaşımı, araç sistemlerinin sürekli olarak güncellenmesini ve iyileştirilmesini teşvik eder.

---

Gelecekteki Gelişmeler

ISO/SAE 21434:2021, otomotivdeki siber güvenlik süreçlerini dönüştürmeye başlamış olsa da, bu alanda sürekli yenilikler bekleniyor. Özellikle şu alanlarda gelişmeler yaşanabilir:

• Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi: Siber saldırıları tahmin etmek ve engellemek için daha akıllı algoritmalar.
• Kuantum Bilgi İşlem: Siber güvenlik süreçlerini daha güçlü hale getirmek.
• Kablosuz Güncelleme (OTA): Yazılım güncellemelerinin güvenliğini artırmak.

---

Sonuç

ISO/SAE 21434:2021, otomotivdeki siber güvenlik süreçlerini standardize eden ve bu alanda yeni bir çağ başlatan bir standarttır. Araç üreticileri ve tedarikçileri için kapsamlı bir çerçeve sunarken, aynı zamanda kullanıcıların güvenliğini de en üst düzeyde tutar.

Üniversite öğrencileri ve yeni mezunlar için, otomotiv sektöründe kariyer yapmayı düşünenler, ISO/SAE 21434:2021 gibi standartları anlamak, bu alanda fark yaratmanın ilk adımı olacaktır. Siber güvenlik, modern ulaşımın kalbinde atarken, ISO/SAE 21434:2021 ise bu kalbin düzenli ve güvenli bir şekilde atmasını sağlayan kilit bir unsurdur.

Bu standart, yalnızca bir teknik doküman değil, aynı zamanda otomotivdeki güvenlik ve yenilikçiliğin sembolüdür.

 

ISO/TR 9839:2023 Teknik Raporu: Functional Safety (ISO 26262) Perspektifinden İnceleme

ISO/TR 9839:2023 Teknik Raporu: Functional Safety (ISO 26262) Perspektifinden İnceleme

Otomotiv endüstrisi, elektrikli ve otonom araç teknolojilerinin hızla gelişmesiyle birlikte, araç güvenliği konusuna daha fazla odaklanmaktadır. Bu bağlamda, işlevsel güvenlik (Functional Safety) standartları, özellikle ISO 26262, elektrikli ve elektronik sistemlerin güvenliğini sağlamak için kritik bir rol oynamaktadır. Yeni yayınlanan ISO/TR 9839:2023 teknik raporu, bu standartların uygulanmasında öngörücü bakımın (predictive maintenance) entegrasyonunu ele alarak, araç güvenliği ve performansını artırmayı hedeflemektedir.

ISO 26262 ve İşlevsel Güvenlik

ISO 26262, otomotiv sektöründe elektrikli ve elektronik sistemlerin işlevsel güvenliğini sağlamak için oluşturulmuş uluslararası bir standarttır. Bu standart, araçlardaki güvenlikle ilgili sistemlerin tüm yaşam döngüsünü kapsayarak, potansiyel arızaların önlenmesi ve yönetilmesine yönelik süreçleri tanımlar. ISO 26262, risk tabanlı bir yaklaşım benimseyerek, tehlikeli operasyonel durumların riskini niteliksel olarak değerlendirir ve sistematik hataların önlenmesi ile rastgele donanım hatalarının tespiti veya kontrolü için güvenlik önlemleri tanımlar.

ISO/TR 9839:2023'ün Amacı ve Kapsamı

ISO/TR 9839:2023, ISO 26262-5 standardı ile birlikte donanım bileşenlerine öngörücü bakım uygulamalarını ele alan bir teknik rapordur. Öngörücü bakım, araçlardaki donanım bileşenlerinin durumunu sürekli izleyerek, potansiyel arızaları meydana gelmeden önce tespit etmeyi ve böylece beklenmedik arızaları önlemeyi amaçlar. Bu yaklaşım, araç güvenilirliğini artırırken, bakım maliyetlerini ve araçların beklenmedik duruş sürelerini azaltır.

Öngörücü Bakımın İşlevsel Güvenlik ile Entegrasyonu

Öngörücü bakımın işlevsel güvenlik süreçlerine entegrasyonu, araç güvenliği ve performansını artırmada önemli bir adımdır. ISO/TR 9839:2023, bu entegrasyonun nasıl gerçekleştirileceğine dair rehberlik sağlar. Özellikle, öngörücü bakım verilerinin kullanılmasıyla, potansiyel donanım arızalarının erken tespiti ve yönetimi mümkün hale gelir. Bu da, ISO 26262'nin gerektirdiği güvenlik hedeflerine ulaşılmasını kolaylaştırır.

Pratik Uygulamalar ve Faydaları

ISO/TR 9839:2023'ün uygulanması, otomotiv endüstrisinde çeşitli pratik faydalar sunar:

• Arıza Önleme: Öngörücü bakım, potansiyel arızaları önceden tespit ederek, beklenmedik sistem arızalarının önüne geçer.

• Maliyet Tasarrufu: Planlı bakım ve onarımlar sayesinde, acil durum müdahalelerinin maliyeti azaltılır.

• Güvenlik Artışı: Kritik bileşenlerin sürekli izlenmesi, araç güvenliğini artırır ve yolcu güvenliğini sağlar.

Sonuç

ISO/TR 9839:2023 teknik raporu, öngörücü bakım uygulamalarının ISO 26262 çerçevesinde nasıl entegre edileceğine dair önemli bir rehber sunmaktadır. Bu entegrasyon, otomotiv sektöründe araç güvenliği ve performansının artırılmasına katkı sağlar. Öngörücü bakımın işlevsel güvenlik süreçlerine dahil edilmesi, hem üreticiler hem de kullanıcılar için önemli avantajlar sunar.

HAL Kütüphanesine Giriş: Neden ve Nasıl Kullanılır? #STM32Tips

STM32 mikrodenetleyicileriyle tanıştıysanız, muhtemelen şu soruyu sormuşsunuzdur: "Bu kadar pin, register ve ayar varken ben nasıl başa çıkacağım?" İşte tam bu noktada HAL kütüphanesi sahneye çıkıyor—adeta STM32’nizi elinizden tutup "Korkma, ben buradayım!" diyen bir rehber gibi. Bu yazıda, HAL’in ne olduğunu, neden hayat kurtardığını ve nasıl kullanıldığını keyifli bir dille anlatacağım. Hazırsanız, kahvenizi alın, 4 dakikalık bir STM32 macerasına çıkıyoruz!

HAL Nedir? Donanımın Dostu!

HAL, yani Hardware Abstraction Layer (Donanım Soyutlama Katmanı), STM32’nin karmaşık donanım detaylarını sizin için sadeleştiren bir kütüphane. Register’larla boğuşmak, bit kaydırmalarıyla uğraşmak yerine, HAL size "Şunu yap!" dediğinizde donanımı usulca ayarlayan bir sihirbaz sunuyor. STMicroelectronics’in geliştirdiği bu araç, yüzlerce STM32 modelinde tutarlı bir kod yazma deneyimi sağlıyor. Yani, ister STM32F103 ile LED yakıyor olun, ister STM32H7 ile uçuk projeler peşinde koşun, HAL sizin sırtınızı kolluyor.

Neden HAL Kullanmalısınız?

Diyelim ki bir GPIO pinini çıkış yapmak istiyorsunuz. Eski usul register programlamada, önce datasheet’e dalar, GPIOA_CRH register’ını bulur, sonra bitleri elle ayarlardınız—tam bir bulmaca! HAL ile ise sadece HAL_GPIO_Init() diye bir fonksiyon çağırıyorsunuz, pin hazır! Peki, HAL’i seçmek için başka neler var?

• Hız: STM32CubeMX ile birleştirince saniyeler içinde proje başlatırsınız.
• Taşınabilirlik: Kodunuzu başka bir STM32’ye taşıyın, çoğu şey çalışmaya devam eder.
• Kolaylık: "Bu timer nasıl PWM üretir?" diye düşünmek yerine, HAL’in hazır fonksiyonlarına güvenin.
  Kısacası, HAL sizi donanımın derinliklerinden çekip çıkarır ve "Projenize odaklan!" der.

Nasıl Başlarız? İlk Adım: LED Yakalım!

HAL’in büyüsünü anlamak için bir LED yakma örneği yapalım. STM32CubeMX’i indirin (ücretsizdir, ST’nin sitesinden kapın), bir STM32 kart seçin—mesela Nucleo-F103RB.

1. CubeMX’te Ayar Yapın:
• GPIO sekmesine gidin, LED’in bağlı olduğu pini (örneğin PA5) "GPIO_Output" olarak seçin.
• "Project Manager"dan kodu oluşturun, bir IDE’de (Keil, STM32CubeIDE) açın.
2. Kodu İnceleyin: CubeMX, HAL’in temellerini sizin için hazırlar. main.c içinde şuna benzer bir şey görürsünüz:

HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // PA5’i hazırlar 

3. LED’i Yakın: while(1) döngüsüne şu satırı ekleyin:

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET); // LED yanar! 

HAL_Delay(500); // 500ms bekler 

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); // LED söner 

HAL_Delay(500); 

Kodu derleyin, karta yükleyin ve voilà—LED yanıp sönüyor! HAL, tüm register sihirlerini sizin için yaptı.

Küçük Bir Bonus: HAL’in Sınırları

HAL mükemmel mi? Eh, her süper kahramanın bir zayıf yanı var. Küçük, hız kritik projelerde register seviyesinde kontrolü tercih edebilirsiniz—HAL biraz fazla "nazik" kalabilir. Ama başlangıç ve orta seviye projeler için? Kesinlikle bir naber! Üstelik, daha fazla hız gerektiğinde HAL’i LL (Low Layer) kütüphanesiyle karıştırabilirsiniz.

Son Söz: HAL ile İlk Adımı Atın!

HAL kütüphanesi, STM32 dünyasına giriş biletiniz. Karmaşayı bırakın, yaratıcılığınızı konuşturun. Bir LED yakmakla başlayın, sonra UART, timer

 Kaynaklar

1. http://www.emcu.it/STM32Cube/STM32Cube.html

Elektrikli Araçlarda BMS'lerin ISO/TR 9968:2023 Perspektifinden İncelenmesi

Elektrikli araçlar (EV), sürdürülebilir ulaşımın geleceğini şekillendiren en önemli teknolojilerden biridir. Ancak bu araçların başarısı, yalnızca güçlü motorlar veya aerodinamik tasarımlara bağlı değildir. Bataryalar, elektrikli araçların kalbinde yer alan kritik bileşenlerdir ve bu bataryaların yönetimi için tasarlanan Batarya Yönetim Sistemleri (BMS) , araç performansı, güvenliği ve ömrü açısından hayati öneme sahiptir. BMS'lerin tasarım, geliştirme ve uygulama süreçlerinde uluslararası standartlar, özellikle de yeni yayınlanan ISO/TR 9968:2023 , rehberlik edici bir rol oynamaktadır.

Bu yazıda, ISO/TR 9968:2023 standardının BMS'ler üzerindeki etkisini ve bu perspektiften nasıl değerlendirildiğini inceleyeceğiz.

---

ISO/TR 9968:2023 Nedir?

ISO/TR 9968:2023, elektrikli araçların şarj sistemleri ve ilgili bileşenleri için bir teknik rapor olarak hazırlanmış bir standarttır. Bu standart, özellikle elektrikli araçların şarj altyapısıyla olan etkileşimlerini ve bu süreçteki güvenlik, uyumluluk ve performans gereksinimlerini ele alır. BMS'ler, bataryaların şarj ve deşarj süreçlerini yönettiği için, ISO/TR 9968:2023 kapsamında da önemli bir yer tutar.

ISO/TR 9968:2023, sadece şarj sistemlerine odaklanmaz; aynı zamanda bataryaların güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak için gerekli olan iletişim protokolleri, veri paylaşımı ve hata yönetimi gibi konuları da kapsar. Bu nedenle, BMS'lerin ISO/TR 9968:2023 ile uyumlu olması, elektrikli araçların genel güvenliğini ve performansını artırmada kritik bir faktördür.

---

BMS'lerin ISO/TR 9968:2023 Çerçevesinde Rolü

ISO/TR 9968:2023, BMS'lerin aşağıdaki ana alanlarda nasıl işlev gördüğüne dikkat çeker:

1. Şarj Yönetimi ve Uyumluluk

Elektrikli araçlar, farklı şarj istasyonlarıyla uyumlu olmalıdır. Ancak her şarj istasyonunun güç çıkışları, gerilim seviyeleri ve iletişim protokolleri farklılık gösterebilir. ISO/TR 9968:2023, BMS'lerin bu farklılıkları algılayıp uygun şekilde yanıt vermesini gerektirir. Örneğin:

• BMS, şarj istasyonundan gelen verileri analiz eder ve bataryanın maksimum kapasitesini aşmadan şarj işlemini optimize eder.
• Şarj sırasında oluşan sıcaklık artışlarını izler ve gerektiğinde şarj hızını düşürür.

Bu süreçler, ISO/TR 9968:2023'e uygun olarak gerçekleştirildiğinde, hem araç hem de şarj istasyonu için daha güvenli bir deneyim sağlar.

2. İletişim Protokolleri ve Veri Paylaşımı

Modern elektrikli araçlar, şarj istasyonlarıyla iletişim kurmak için çeşitli protokoller kullanır (örneğin, ISO 15118 veya CHAdeMO). BMS, bu iletişim protokollerini yöneten merkezi bir bileşendir. ISO/TR 9968:2023, BMS'lerin şarj istasyonlarıyla etkili bir şekilde iletişim kurmasını ve şu bilgileri paylaşmasını gerektirir:

• Bataryanın mevcut şarj durumu (State of Charge - SoC).
• Maksimum şarj hızı ve gerilim sınırları.
• Hata kodları veya uyarılar.

Bu veri paylaşımı, şarj sürecinin verimli ve güvenli bir şekilde gerçekleşmesini sağlar.

3. Güvenlik ve Hata Yönetimi

ISO/TR 9968:2023, BMS'lerin güvenlik odaklı bir yaklaşım benimsemesini zorunlu kılar. Özellikle şarj sırasında ortaya çıkabilecek hatalar, ciddi güvenlik risklerine yol açabilir. Örneğin:

• Aşırı akım veya gerilim, bataryanın hasar görmesine neden olabilir.
• Şarj kablosundaki bir kopma veya kısa devre, yangın riski oluşturabilir.

BMS, bu tür hataları algılayıp anında müdahale edebilmeli ve gerekirse şarj işlemini durdurmalıdır. ISO/TR 9968:2023, bu tür senaryolar için detaylı güvenlik protokolleri tanımlar.

4. Sıcaklık ve Enerji Yönetimi

Şarj sırasında bataryaların sıcaklığı artabilir ve bu durum, bataryanın ömrünü kısaltabilir veya güvenlik riskleri yaratabilir. ISO/TR 9968:2023, BMS'lerin sıcaklık yönetimini optimize etmesini ve şarj hızını buna göre ayarlamasını önerir. Ayrıca, enerji verimliliği açısından da BMS'lerin şarj sırasında kayıpları minimize etmesi beklenir.

---

ISO/TR 9968:2023'e Uyum Sağlamanın Avantajları

ISO/TR 9968:2023'e uyumlu bir BMS tasarlamak, birçok avantaj sağlar:

1. Daha Güvenli Şarj Süreçleri:
   Standarda uygun BMS'ler, şarj sırasında ortaya çıkabilecek riskleri minimize eder ve kullanıcılar için daha güvenli bir deneyim sunar.
2. Geniş Uyumluluk:
   Farklı şarj istasyonlarıyla uyumlu çalışan BMS'ler, kullanıcıların şarj altyapısından bağımsız olarak sorunsuz bir şekilde şarj yapmasını sağlar.
3. Verimli Enerji Kullanımı:
   ISO/TR 9968:2023, BMS'lerin enerji tüketimini optimize etmesini teşvik eder. Bu da bataryanın ömrünü uzatır ve çevresel etkileri azaltır.
4. Global Pazarlara Erişim:
   ISO/TR 9968:2023 gibi uluslararası standartlara uyumlu ürünler, global pazarlarda daha kolay kabul görür ve rekabet avantajı sağlar.

---

Gelecekteki Gelişmeler

ISO/TR 9968:2023, elektrikli araçların şarj sistemleri ve BMS'ler için bir başlangıç noktası olarak görülmelidir. Gelecekte, bu standart daha da genişletilebilir ve yeni teknolojilerle entegre edilebilir. Örneğin:

• Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi: BMS'ler, şarj süreçlerini daha iyi tahmin edebilmek ve optimize edebilmek için yapay zeka algoritmaları kullanabilir.
• Kablosuz Şarj Teknolojileri: Kablosuz şarj sistemlerinin yaygınlaşmasıyla birlikte, BMS'lerin bu teknolojilere uyum sağlaması gerekecektir.
• Gerçek Zamanlı İzleme ve Raporlama: ISO/TR 9968:2023, BMS'lerin gerçek zamanlı veri paylaşımını teşvik eder. Bu, sürücülerin ve operatörlerin bataryanın durumunu sürekli takip etmesini sağlar.

---

Sonuç

Elektrikli araçlar, modern ulaşımın geleceği için umut vaat ediyor. Ancak bu araçların güvenli, verimli ve uyumlu bir şekilde çalışması, yalnızca güçlü bataryalara değil, aynı zamanda bu bataryaları yöneten BMS'lere de bağlıdır. ISO/TR 9968:2023, BMS'lerin tasarım, geliştirme ve uygulama süreçlerinde rehberlik edici bir rol oynar. Bu standart, elektrikli araçların şarj süreçlerini optimize ederken, güvenlik, uyumluluk ve performans açısından da yüksek standartlar belirler.

Üniversite öğrencileri ve yeni mezunlar için, otomotiv sektöründe kariyer yapmayı düşünenler, ISO/TR 9968:2023 gibi standartları anlamak, bu alanda fark yaratmanın ilk adımı olacaktır. BMS'ler, elektrikli araçların kalbinde atarken, ISO/TR 9968:2023 ise bu kalbin düzenli ve güvenli bir şekilde atmasını sağlayan kilit bir unsurdur.

 

STM32 HAL Kullanırken Performans Optimizasyonu: Kesme ve DMA İpuçları

STM32 HAL Kullanırken Performans Optimizasyonu: Kesme ve DMA İpuçları

STM32 mikrodenetleyicileri, özellikle gömülü sistemler ve zaman kritikli uygulamalar için oldukça popülerdir. Ancak, yazılım tarafında performans optimizasyonu yapmak, donanımın tüm potansiyelini verimli bir şekilde kullanabilmek için kritik önem taşır. Bu yazıda, STM32 HAL (Hardware Abstraction Layer) kütüphanesini kullanarak performansı artırmanıza yardımcı olacak iki önemli konuyu ele alacağız: Kesme ve DMA (Direct Memory Access).

1. Kesme (Interrupt) ile Hızlı Tepki

Kesme, STM32 gibi mikrodenetleyicilerde, belirli bir olay gerçekleştiğinde programın normal akışından çıkıp, hemen o olaya tepki vermesini sağlar. Bu özellik, özellikle zaman kritik uygulamalarda oldukça faydalıdır. Örneğin, bir sensörden gelen veriyi hızlıca okumak veya dış bir butona basıldığında kullanıcıya tepki vermek için kesme kullanabilirsiniz.

Kesme Kullanmanın Avantajları:

• Hızlı Tepki: Kesme kullanarak, sürekli olarak bir işlem yapmayı beklemek yerine, bir olay gerçekleştiğinde hemen müdahale edebilirsiniz. Bu, zaman kazandırır.
• Verimli Zaman Kullanımı: Mikrodenetleyici başka işlemlerle meşgulken, kesmeler sayesinde sadece gerekli olduğunda işlem yapılır. Bu, CPU’nun verimli kullanılmasını sağlar.

Kesme Performansı İçin İpuçları:

• Kesme Önceliği Ayarı: STM32, çoklu kesme kaynakları destekler ve her bir kesmeye bir öncelik verebilirsiniz. Kesme önceliği ayarlayarak, en önemli olayların ön planda işlenmesini sağlayabilirsiniz. Bu, kritik uygulamalarda kesme sırasının doğru yönetilmesini sağlar.

• Kesme Fonksiyonlarını Kısa Tutun: Kesme fonksiyonları kısa olmalıdır. Kesme fonksiyonları sırasında, mikrodenetleyici başka kesmeleri almaz ve bu da sistemin yanıt süresini olumsuz etkiler. Yalnızca gerekli işlemleri yapın ve büyük hesaplamaları ana program akışına bırakın.

2. DMA (Direct Memory Access) ile Verimli Veri Transferi

DMA, mikrodenetleyicinin CPU’sunu devre dışı bırakarak, verileri bir bellek biriminden diğerine hızlı bir şekilde aktarır. Bu özellik, özellikle yüksek hızda veri transferi yapmanız gerektiğinde faydalıdır. Örneğin, ADC (Analog to Digital Converter) ile veri okuma veya UART üzerinden gelen veriyi hafızaya kaydetme gibi işlemler için DMA kullanmak verimliliği artırır.

DMA Kullanmanın Avantajları:

• CPU Yükünü Azaltır: CPU, veri transferini kontrol etmez, bu da diğer işlemler için daha fazla işlem gücü bırakır.
• Hızlı Veri Transferi: CPU’dan bağımsız olarak, veri transferi çok daha hızlı yapılır. Bu, özellikle büyük veri setleriyle çalışırken oldukça önemlidir.

DMA Performansı İçin İpuçları:

• DMA ile Kesme Kullanımı: DMA ile veri transferi sırasında kesme kullanarak, transfer tamamlandığında işlem yapabilirsiniz. Bu, veri transferi bitmeden önce başka bir işlem başlatmanın önüne geçer.

• Veri Boyutunu Yönetme: DMA işlemleri genellikle büyük veri blokları üzerinde daha etkilidir. Küçük veri transferleri için DMA yerine doğrudan işlemler yapmak daha verimli olabilir. Gereksiz veri transferlerini önlemek için veri boyutlarını optimize edin.

• DMA Kanal Yapılandırması: STM32, birden fazla DMA kanalını aynı anda kullanabilir. Bu kanalların doğru yapılandırılması, veri transferinin en verimli şekilde yapılmasını sağlar. DMA kanalındaki kaynak ve hedef adreslerini doğru belirlemek çok önemlidir.

3. Kesme ve DMA Birlikte Kullanımı

Kesme ve DMA birlikte kullanıldığında, çok daha verimli ve hızlı sistemler oluşturabilirsiniz. Örneğin, ADC ile sürekli veri okurken, DMA ile verileri hafızaya aktarabilir ve her yeni veri bloğu geldiğinde bir kesme ile işlem yapabilirsiniz. Bu sayede, hem hızlı veri transferi hem de hızlı işlem yapma imkanı elde edersiniz.

Kesme ve DMA’yı Birlikte Kullanırken Dikkat Edilmesi Gerekenler:

• Kesme ve DMA Zamanlamasını Yönetme: Kesme ve DMA arasında zamanlama çatışmaları olabilir. DMA ile veri aktarımı bittiğinde bir kesme gerçekleşeceği için, kesme sırasında DMA işlemlerini engellemeyen bir yapı kurmak önemlidir.
• Kesme İzinlerini Yönetme: DMA kesme işlemi sırasında, başka bir kesmenin engellenmemesi için doğru kesme izinlerini yönetmek gerekir. Örneğin, DMA kesmesinin aktif olduğu zamanlarda, düşük öncelikli kesmeleri geçici olarak devre dışı bırakmak verimliliği artırır.

Sonuç

Kesme ve DMA, STM32 mikrodenetleyicilerinin performansını önemli ölçüde artıran iki güçlü özelliktir. Doğru kullanıldığında, bu iki özellik, zaman ve kaynak verimliliğini optimize eder, CPU yükünü azaltır ve tepki sürelerini hızlandırır. STM32 HAL kütüphanesi, bu özellikleri kullanmayı kolaylaştırır, ancak yine de performans için dikkatli bir yapılandırma gereklidir. Bu yazıda verdiğimiz ipuçları, projelerinizde daha verimli ve hızlı sistemler kurmanıza yardımcı olacaktır.

Unutmayın, her zaman yazılımın yanı sıra donanımı da doğru şekilde yapılandırmak gerekir. Performans optimizasyonu, sistemin tüm bileşenlerinin uyumlu bir şekilde çalışmasıyla mümkündür.

UN R156 Regülasyonu: Araç Yazılım Güncellemeleri için Güvenlik ve Süreç Yönetimi

Otomotiv endüstrisi, dijitalleşmenin hız kazanmasıyla birlikte giderek daha fazla siber güvenlik tehdidine maruz kalıyor. Günümüzde modern araçlar, internet bağlantıları, kablosuz güncellemeler (OTA - Over-the-Air) ve akıllı sistemler sayesinde daha fazla yazılım bileşeni içeriyor. Ancak bu gelişmeler, araçların siber saldırılara karşı korunmasını zorunlu hale getiriyor. İşte tam da bu noktada, Birleşmiş Milletler Avrupa Ekonomik Komisyonu (UNECE) tarafından yayınlanan UN R156 regülasyonu devreye giriyor.

Bu yazıda, UN R156’nın ne anlama geldiğini, hangi konuları kapsadığını ve otomotiv sektöründeki önemini temel seviyede ele alacağız.

UN R156 Nedir?

UN R156 (Regulation No. 156), araçların yazılım güncellemeleriyle ilgili güvenlik ve yönetim gereksinimlerini belirleyen bir düzenlemedir. Bu regülasyon, özellikle araçların uzaktan güncellenmesi (OTA) süreçlerinin güvenli ve izlenebilir olmasını sağlamayı amaçlar. UNECE tarafından geliştirilen bu regülasyon, Software Update Management System (SUMS) yani Yazılım Güncelleme Yönetim Sistemi kavramını ortaya koyarak, otomobil üreticilerinin yazılım güncellemelerini sistematik bir şekilde yönetmelerini zorunlu kılar.

Regülasyonun ana hedefi, kötü amaçlı yazılım yüklenmesini önlemek, güvenli güncelleme süreçleri sağlamak ve araç içindeki yazılım değişikliklerinin kayıt altına alınmasını garanti etmektir.

UN R156 Hangi Konuları Kapsar?

Bu regülasyon, otomotiv sektöründe yazılım güncellemelerinin düzenlenmesi için dört ana gereksinim belirler:

1. Yazılım Güncelleme Yönetim Sistemi (SUMS) Kurulumu:

   • Araç üreticileri, tüm yazılım güncellemelerini yönetebilecek bir sistem kurmalı ve bu sistemi resmi olarak belgelendirmelidir.
   • Bu sistem, güncelleme süreçlerini şeffaf ve izlenebilir hale getirmelidir.

2. Güncelleme Süreçlerinin Güvenliği:

   • Tüm yazılım güncellemelerinin kimlik doğrulaması yapılmalı ve yetkisiz erişimlere karşı korunmalıdır.
   • Yazılımın güncelleme sırasında bozulmaması için güvenlik mekanizmaları (örn. şifreleme, imza doğrulama) uygulanmalıdır.

3. Güncellemelerin Takibi ve Belgelendirilmesi:

   • Yapılan tüm yazılım değişiklikleri kayıt altına alınmalı ve gerektiğinde denetim için hazır tutulmalıdır.
   • Üreticiler, bir aracın hangi yazılım sürümüne sahip olduğunu gösterebilmelidir.

4. Araç Sahibi ve Yetkililer için Bilgilendirme:

   • Yazılım güncellemeleri sırasında kullanıcılar bilgilendirilmeli, güncelleme süreci hakkında şeffaf bir iletişim sağlanmalıdır.
   • Güncellemelerin araç fonksiyonlarına etkisi açıkça belirtilmelidir.

UN R156 Neden Önemlidir?

Eskiden, araç yazılımlarının güncellenmesi yalnızca servislerde yapılan fiziksel işlemlerle gerçekleşiyordu. Ancak modern araçlarda kablosuz (OTA) güncellemeler yaygınlaştıkça, güvenli yazılım yönetimi kritik bir hale geldi.

Bu regülasyonun otomotiv sektörü açısından en önemli faydaları şunlardır:
✔ Siber Güvenliği Artırır: Yetkisiz yazılım yüklemelerinin önüne geçerek araçların siber saldırılara karşı korunmasını sağlar.
✔ Hukuki ve Ticari Riskleri Azaltır: Üreticilerin, yazılım kaynaklı hatalara karşı daha hızlı müdahale edebilmesine yardımcı olur.
✔ Regülasyon Uyumluluğu Sağlar: UN R156, Avrupa Birliği başta olmak üzere birçok ülkede yasal bir zorunluluk haline gelmiştir. Uyumsuzluk durumunda üreticilere ciddi yaptırımlar uygulanabilir.
✔ Araç Yaşam Döngüsünü Uzatır: Güvenli yazılım güncellemeleri sayesinde araçlar daha uzun süre güncel ve işlevsel kalır.

Sonuç

UN R156, otomotiv sektöründe yazılım yönetiminin güvenli ve sistematik bir şekilde yapılmasını zorunlu kılan bir regülasyondur. Siber güvenlik tehditlerinin arttığı bir dönemde, araç yazılım güncellemelerinin güvenliğini sağlamak, sadece üreticiler için değil, kullanıcılar için de büyük önem taşımaktadır.

Özellikle otonom sürüş teknolojilerinin yaygınlaşmasıyla birlikte, yazılım güncellemelerinin güvenli olması hayati bir konu haline gelmiştir. Bu nedenle, UN R156 regülasyonu, gelecekte daha da önem kazanacak ve tüm otomotiv üreticileri için standart bir gereklilik haline gelecektir.

UN R155 Regülasyonu: Otomotiv Siber Güvenliği İçin Yeni Bir Standart

Otomotiv endüstrisi, teknolojinin ilerlemesiyle birlikte bağlantılı araçlar (connected vehicles), otonom sürüş ve elektrikli araçlar gibi yenilikçi çözümlerle hızla değişiyor. Ancak bu gelişmeler, araçların siber saldırılarına karşı savunmasız kalma riskini de beraberinde getiriyor. İşte tam bu noktada UN R155 regülasyonu devreye giriyor. Bu yazıda, UN R155'i inceleyerek otomotiv sektöründe siber güvenlik süreçlerinin nasıl şekillendiğini açıklayacağız.

---

UN R155 Nedir?

UN R155, Birleşmiş Milletler Avrupa Ekonomik Komisyonu (UNECE) tarafından geliştirilen bir regülasyondur ve araç siber güvenliğine odaklanır. Bu regülasyon, özellikle bağlantılı araçların tasarımından üretimine, hatta son kullanımına kadar tüm yaşam döngüsünde siber güvenlik risklerini yönetmeyi hedefler. UN R155, 2021 yılından itibaren Avrupa Birliği ve diğer birçok ülkede zorunlu hale gelmiştir.

UN R155'in amacı, araç üreticilerini siber tehditlere karşı hazırlıklı hale getirmek ve kullanıcıların güvenliğini sağlamak için kapsamlı bir çerçeve sunmaktır. Bu regülasyon, yalnızca teknik önlemleri değil, aynı zamanda organizasyonel süreçleri de içerir.

---

UN R155'in Temel Bileşenleri

UN R155, araç sistemlerindeki siber güvenlik süreçlerini aşağıdaki ana başlıklar altında düzenler:

1. Siber Güvenlik Yönetim Sistemi (CSMS)

UN R155, araç üreticilerinin bir Siber Güvenlik Yönetim Sistemi (Cybersecurity Management System - CSMS) kurmasını zorunlu kılar. CSMS, araçların siber güvenlik süreçlerini organize eden ve sürekli iyileştirilen bir çerçevedir. Bu sistem sayesinde:

• Siber güvenlik politikaları belirlenir.
• Riskler sürekli izlenir ve müdahale edilir.
• Yazılım güncellemeleri ve yamaları düzenli olarak dağıtılır.

Araç üreticileri, CSMS uygunluk sertifikası almak zorundadır. Bu sertifika olmadan araçların piyasaya sürülmesi mümkün değildir.

2. Yaşam Döngüsü Yaklaşımı

UN R155, araç sistemlerinin tüm yaşam döngüsünü kapsayan bir yaklaşım benimser. Bu süreç şu aşamaları içerir:

• Tasarım ve Geliştirme: Araç sistemlerinin siber güvenlik gereksinimlerine uygun olarak tasarlanması.
• Üretim ve Dağıtım: Üretim sırasında siber güvenlik protokollerinin uygulanması.
• Kullanım ve Bakım: Araçların kullanım sürecinde düzenli olarak güncellenmesi ve izlenmesi.
• Son Kullanım: Araçların kullanım ömrünün sonunda verilerin güvenli bir şekilde silinmesi.

3. Risk Yönetimi ve Tehdit Analizi

UN R155, araç sistemlerindeki potansiyel siber tehditleri tanımlamak ve bu tehditlerin sonuçlarını analiz etmek için detaylı bir risk yönetimi süreci önerir. Örneğin:

• Hangi sistemlerin siber saldırılara açık olduğu belirlenir.
• Tehditlerin olası etkileri değerlendirilir.
• Risk azaltma stratejileri oluşturulur.

Bu süreç, özellikle otonom sürüş sistemleri ve batarya yönetim sistemleri (BMS) gibi kritik bileşenler için hayati öneme sahiptir.

4. Veri İzleme ve İletişim Protokolleri

Modern araçlar, sürekli olarak veri toplar ve bu verileri işler. UN R155, bu süreçlerin güvenliğini sağlamak için:

• Veri bütünlüğünü koruyan mekanizmalar önerir.
• İletişim protokollerinin (örneğin CAN, Ethernet) güvenliğini artırır.
• Siber saldırıları gerçek zamanlı olarak tespit eden sistemler geliştirir.

---

UN R155'in Endüstriye Katkıları

UN R155, otomotiv sektörüne birçok açıdan katkı sağlar:

1. Daha Güvenli Araçlar:
   Standardın önerdiği süreçler, araçların siber saldırılara karşı direncini artırır. Bu da hem kullanıcı güvenliğini hem de marka itibarını korur.
2. Global Uyumluluk:
   UN R155, uluslararası bir regülasyon olduğu için, araç üreticilerinin global pazarlarda rekabet avantajı elde etmesini sağlar.
3. Yasal Uyumluluk:
   Özellikle Avrupa Birliği gibi bölgelerde, araçların siber güvenlik standartlarına uygun olması zorunludur. UN R155, bu tür yasal gerekliliklere uyum sağlama konusunda rehberlik eder.
4. Sürekli İyileştirme:
   Regülasyonun yaşam döngüsü yaklaşımı, araç sistemlerinin sürekli olarak güncellenmesini ve iyileştirilmesini teşvik eder.

---

Gelecekteki Gelişmeler

UN R155, otomotivdeki siber güvenlik süreçlerini dönüştürmeye başlamış olsa da, bu alanda sürekli yenilikler bekleniyor. Özellikle şu alanlarda gelişmeler yaşanabilir:

• Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi: Siber saldırıları tahmin etmek ve engellemek için daha akıllı algoritmalar.
• Kuantum Bilgi İşlem: Siber güvenlik süreçlerini daha güçlü hale getirmek.
• Kablosuz Güncelleme (OTA): Yazılım güncellemelerinin güvenliğini artırmak.

---

Sonuç

UN R155, otomotivdeki siber güvenlik süreçlerini standardize eden ve bu alanda yeni bir çağ başlatan bir regülasyondur. Araç üreticileri ve tedarikçileri için kapsamlı bir çerçeve sunarken, aynı zamanda kullanıcıların güvenliğini de en üst düzeyde tutar.

Üniversite öğrencileri ve yeni mezunlar için, otomotiv sektöründe kariyer yapmayı düşünenler, UN R155 gibi regülasyonları anlamak, bu alanda fark yaratmanın ilk adımı olacaktır. Siber güvenlik, modern ulaşımın kalbinde atarken, UN R155 ise bu kalbin düzenli ve güvenli bir şekilde atmasını sağlayan kilit bir unsurdur.

Elektrikli Araçlarda BMS'lerin Functional Safety (ISO 26262) Perspektifinden İncelenmesi

Elektrikli araçlar, otomotiv endüstrisinin en hızlı gelişen alanlarından biridir. Bu araçların güvenliği ve performansı, sadece mekanik veya elektriksel bileşenlerle değil, aynı zamanda yazılım ve sistem entegrasyonuyla da doğrudan ilişkilidir. Özellikle Batarya Yönetim Sistemleri (BMS), elektrikli araçların kalbinde yer alan kritik bir bileşendir. Ancak bu kadar önemli bir sistemin güvenilir olması, yalnızca teknik özelliklerle sınırlı değildir. Functional Safety (İşlevsel Güvenlik) standartları, özellikle ISO 26262 çerçevesinde, BMS'lerin tasarımından uygulamasına kadar her aşamasında güvenlik odaklı bir yaklaşım benimsemeyi gerektirir.

Functional Safety Nedir?

Functional Safety, bir sistemin veya bileşenin, beklenmedik durumlar karşısında insan hayatını koruyacak şekilde tasarlanması ve çalıştırılması anlamına gelir. Otomotiv sektöründe, bu konsept ISO 26262 standardıyla formalize edilmiştir. ISO 26262, elektrikli ve elektronik sistemlerin tüm yaşam döngüsü boyunca güvenlik risklerini azaltmayı hedefler. Elektrikli araçlarda kullanılan BMS'ler de bu standardın kapsamındadır.

BMS ve Functional Safety İlişkisi

BMS, bir elektrikli aracın bataryasını izleyen, kontrol eden ve koruyan bir sistemdir. Ancak bu süreçte ortaya çıkabilecek hatalar, ciddi güvenlik risklerine yol açabilir. Örneğin, bir BMS'nin yanlış veri toplaması veya yanlış karar vermesi, bataryanın aşırı ısınmasına, yangına veya patlamasına neden olabilir. İşte burada Functional Safety devreye girer. ISO 26262, BMS'lerin tasarımında aşağıdaki prensipleri ön planda tutar:

1. Risk Analizi ve Tehlike Değerlendirmesi (HARA):
   BMS'lerin geliştirilmesinin ilk adımı, potansiyel tehlikeleri belirlemek ve bu tehlikelerin sonuçlarını analiz etmektir. HARA (Hazard Analysis and Risk Assessment), BMS'nin ne tür hatalara maruz kalabileceği ve bu hataların yol açabileceği riskleri değerlendiren bir süreçtir. Örneğin, bir hücrenin aşırı şarj olması, araçta yangın riski oluşturabilir. Bu tür senaryolar, HARA ile tanımlanır ve gerekli önlemler alınır.
2. ASIL Seviyeleri:
   ISO 26262, her bir sistemin veya bileşenin güvenlik seviyesini belirlemek için ASIL (Automotive Safety Integrity Level) kavramını kullanır. ASIL, A'dan D'ye kadar dört seviyeye ayrılır ve D en yüksek güvenlik seviyesini ifade eder. BMS'ler genellikle yüksek ASIL seviyelerinde (örneğin ASIL C veya D) değerlendirilir, çünkü bataryaların hataları ciddi güvenlik risklerine yol açabilir. Yüksek ASIL seviyeleri, daha sıkı testler, doğrulama ve onaylama süreçlerini gerektirir.
3. Redundancy (Yedeklilik):
   BMS'lerde yedeklilik, bir bileşenin veya sistemin arızalanması durumunda alternatif bir yol sunarak işlevselliği sürdürmesini sağlar. Örneğin, bir sensörün verileri yanlışsa, BMS bu durumu algılayıp alternatif sensörlerden veya algoritmalarla tahmin edilen değerlerden faydalanabilir. Yedeklilik, özellikle yüksek ASIL seviyelerinde zorunlu bir gerekliliktir.
4. Fail-Safe ve Fail-Operational Tasarım:
   BMS'ler, hata durumlarında "fail-safe" (güvenli şekilde kapanma) veya "fail-operational" (hata sonrası sınırlı işlevsellikle çalışmaya devam etme) modlarına geçebilmelidir. Örneğin, bir çarpışma durumunda BMS, bataryayı anında devre dışı bırakarak (fail-safe) yangın riskini azaltabilir. Alternatif olarak, küçük bir arıza durumunda BMS, kısıtlı kapasitede de olsa bataryayı yönetmeye devam edebilir (fail-operational).
5. Doğrulama ve Onaylama (Verification & Validation):
   ISO 26262, BMS'lerin hem yazılım hem de donanım düzeyinde kapsamlı testlere tabi tutulmasını gerektirir. Doğrulama (verification), sistemin tasarımının doğru olduğunu kanıtlamayı; onaylama (validation), sistemin gerçek dünyada beklendiği gibi çalıştığını göstermeyi hedefler. BMS'ler için bu süreçler, simülasyonlar, laboratuvar testleri ve saha denemeleri gibi yöntemlerle gerçekleştirilir.

BMS Geliştirme Sürecinde Functional Safety Adımları

1. Kavramsal Tasarım:
   İlk adım, BMS'nin ne tür işlevler gerçekleştireceğini ve bu işlevlerin güvenlik açısından ne anlama geldiğini belirlemektir. Bu aşamada, tehlike senaryoları ve ASIL seviyeleri tanımlanır.
2. Sistem ve Yazılım Mimarisi:
   BMS'in mimarisi, güvenlik gereksinimlerini karşılayacak şekilde tasarlanır. Örneğin, yazılım kodlarının hata ayıklama yetenekleri ve donanımın yedeklilik özellikleri bu aşamada belirlenir.
3. Test ve Simülasyon:
   BMS, hem normal koşullarda hem de hata senaryolarında test edilir. Simülasyonlar, bataryanın aşırı ısınma, aşırı şarj veya kısa devre gibi durumlarda nasıl tepki vereceğini gösterir.
4. Üretim ve Bakım:
   Üretim sürecinde de güvenlik ön plandadır. Ayrıca, araç servislerinde BMS'in periyodik olarak kontrol edilmesi ve güncellenmesi, uzun vadeli güvenliği sağlar.

Gelecekteki Gelişmeler

ISO 26262, sürekli olarak güncellenen bir standarttır ve gelecekte BMS'ler için daha da kapsamlı güvenlik gereksinimleri getirebilir. Yapay zeka ve makine öğrenimi gibi teknolojiler, BMS'lerin hata tespit ve müdahale yeteneklerini artırabilir. Ayrıca, bataryaların geri dönüşüm süreçlerinde de Functional Safety perspektifi önem kazanabilir.

Sonuç

Elektrikli araçlar, sürdürülebilir ulaşımın geleceğini şekillendiriyor. Ancak bu araçların güvenliği, yalnızca güçlü motorlar veya aerodinamik tasarımlarla sağlanamaz. BMS'ler, elektrikli araçların kalbinde yer alan kritik bir bileşendir ve bu bileşenin güvenliği, ISO 26262 gibi standartlarla güvence altına alınmalıdır. Functional Safety, BMS'lerin yalnızca teknik özelliklerini değil, aynı zamanda insanların hayatını koruma potansiyelini de vurgular. Üniversite öğrencileri ve yeni mezunlar için, otomotiv sektöründe kariyer yapmayı düşünenler, Functional Safety ve BMS gibi temel konuları anlamak, bu alanda fark yaratmanın ilk adımı olacaktır.

BMS'ler, modern ulaşımın kalbinde atarken, Functional Safety ise bu kalbin düzenli ve güvenli bir şekilde atmasını sağlayan kilit bir unsurdur.

 

BMS Nedir? (Battery Management System)

Elektrikli Araçlarda Batarya Yönetim Sistemleri: Temel Bilgiler

Elektrikli araçlar (EV) günümüzde sürdürülebilir ulaşımın en önemli parçalarından biri haline geldi. Fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmak ve çevresel etkileri en aza indirmek amacıyla geliştirilen bu araçların kalbi, enerji depolama sistemleridir. Bu sistemlerin merkezinde ise bataryalar yer alır. Ancak bir elektrikli aracın performansını, güvenliğini ve ömrünü belirleyen tek şey bataryanın kendisi değildir. Asıl kilit rolü oynayan, Batarya Yönetim Sistemi (BMS) adı verilen teknolojiktir.

Batarya Yönetim Sistemi Nedir?

Basitçe ifade edecek olursak, Batarya Yönetim Sistemi (BMS), bir elektrikli aracın bataryasını izleyen, kontrol eden ve koruyan bir yazılım-donanım kombinasyonudur. BMS, bataryanın her bir hücresini sürekli olarak izler ve onun sağlıklı bir şekilde çalışmasını sağlar. Elektrikli araçlarda genellikle lityum-iyon bataryalar kullanılır ve bu tür bataryalar hassas bileşenlerdir. Lityum-iyon bataryalar aşırı ısınma, aşırı şarj veya düşük şarj gibi durumlarda zarar görebilir ya da tehlikeli olabilir. İşte burada devreye BMS girer.

BMS'in Temel Görevleri

1. Gerilim İzleme:
   Bir elektrikli aracın bataryası genellikle yüzlerce hücreden oluşur. Her bir hücrenin gerilimi, bataryanın toplam performansını etkileyebilir. BMS, her bir hücrenin gerilimini sürekli izler ve dengesizlikler olduğunda müdahale eder. Örneğin, bazı hücreler fazla şarj olmuşsa, BMS bu hücrelerin şarjını düşürerek tüm bataryayı dengeler.
2. Sıcaklık Kontrolü:
   Aşırı sıcaklık, bataryalar için büyük bir tehdittir. Lityum-iyon bataryalar genellikle 15°C ile 45°C arasında en iyi performans gösterir. BMS, bataryanın sıcaklığını sürekli ölçer ve gerekirse soğutma sistemini aktive eder. Ayrıca, bataryanın soğuk ortamlarda çalışmasını sağlamak için ısıtma sistemlerini de yönetebilir.
3. Şarj ve Deşarj Yönetimi:
   BMS, bataryanın ne kadar şarj olduğunu ve ne kadar enerji harcadığını takip eder. Bu sayede, bataryanın aşırı şarj olmasını veya tamamen boşalmasını engeller. Özellikle aşırı şarj, bataryanın ömrünü kısaltabilir ve güvenlik riski oluşturabilir. BMS, şarj sırasında uygun akım ve gerilim değerlerini ayarlayarak bataryanın uzun ömürlü olmasını sağlar.
4. Güvenlik ve Koruma:
   Elektrikli araçlarda güvenlik her zaman ön plandadır. BMS, bataryanın kısa devre yapmasını, aşırı akım çekmesini veya fiziksel hasar görmesini engellemek için çeşitli koruma mekanizmaları içerir. Örneğin, bir çarpışma durumunda BMS, bataryayı anında devre dışı bırakarak yangın riskini azaltabilir.
5. Veri Kaydı ve İletişim:
   Modern BMS'ler, bataryanın durumuyla ilgili verileri kaydeder ve bu verileri aracın ana bilgisayar sistemine iletir. Böylece sürücüler, aracın ne kadar şarj kaldığını, tahmini menzili ve bataryanın genel sağlık durumunu görebilir. Ayrıca, bu veriler servislerde bakım ve onarım işlemleri için de kullanılır.

Neden BMS Kritik Öneme Sahiptir?

BMS olmadan bir elektrikli aracın güvenli ve verimli bir şekilde çalışması mümkün değildir. Bataryalar, hem pahalı hem de karmaşık bileşenlerdir. Yanlış kullanıldıklarında hem araç sahiplerine maliyet çıkarabilir hem de ciddi güvenlik riskleri yaratabilir. BMS sayesinde:

• Bataryanın ömrü uzar.
• Aracın performansı optimize edilir.
• Güvenlik riskleri minimize edilir.
• Sürüş deneyimi daha sorunsuz hale gelir.

Gelecekteki Gelişmeler

Teknoloji hızla ilerledikçe BMS'ler de daha akıllı hale geliyor. Yapay zeka ve makine öğrenimi gibi teknolojiler, BMS'lerin bataryaların davranışlarını daha iyi tahmin etmesini sağlıyor. Bu sayede, bataryaların ömrü daha da uzatılabilecek ve elektrikli araçların menzilleri artırılabilecek. Ayrıca, gelecekteki BMS'ler, bataryaların yeniden kullanılabilirliğini ve geri dönüşüm süreçlerini de optimize edebilir.

Sonuç

Elektrikli araçlar, modern ulaşımın geleceği için umut vaat ediyor. Ancak bu araçların başarılı olması, yalnızca güçlü motorlar veya aerodinamik tasarımlarla mümkün değil. Bataryaların sağlığı ve performansı, elektrikli araçların kalbinde atar. Batarya Yönetim Sistemleri (BMS), bu kalbin düzenli atmasını sağlayan kilit bir teknolojidir. Üniversite öğrencileri ve yeni mezunlar için, elektrikli araç endüstrisinde kariyer yapmayı düşünenler, BMS gibi temel bileşenleri anlamak, bu alanda fark yaratmanın ilk adımı olacaktır.

Elektrikli araçlar dünyasına adım atmak isteyen herkes için, BMS sadece bir teknoloji değil, aynı zamanda sürdürülebilirliğin ve yenilikçiliğin sembolüdür.

 

Yapay Sinir Ağlarının Temel Bileşeni: Nöronlar

Yapay sinir ağları (YSA), biyolojik sinir sistemlerinin çalışma prensiplerinden esinlenerek geliştirilen ve makine öğrenmesi ile derin öğrenmenin temelini oluşturan matematiksel modellerdir. Bu sistemlerin çekirdeğini ise "nöronlar" oluşturur. Bu yazıda, yapay nöronların yapısı, fonksiyonları ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi vereceğiz.

Yapay Nöron Nedir?

Yapay nöronlar, biyolojik nöronları taklit eden matematiksel birimlerdir. Bir yapay nöron genellikle şu bileşenlerden oluşur:

1. Girdi (Input): Yapay nöron, birçok girdiyi (örneğin, x1, x2, x3 gibi) kabul eder. Bu girdiler, işlenmesi gereken verileri temsil eder.

2. Ağırlıklar (Weights): Her girdi bir ağırlıkla (örneğin, w1, w2, w3 gibi) çarpılır. Bu ağırlıklar, sistemin girdilere verdiği önemi ifade eder ve eğitim sürecinde optimize edilir.

3. Toplama (Summation): Girdi ve ağırlıkların çarpımları toplanarak toplam bir değer elde edilir. Bu işlem, biyolojik nöronlarda dendritlerin toplama işlevine benzer.

4. Aktivasyon Fonksiyonu: Toplam değer, belirli bir çıktı (output) oluşturmak için bir aktivasyon fonksiyonundan geçirilir. Bu fonksiyon, sistemin çıktısının lineer mi yoksa lineer olmayan mı olacağını belirler.

5. Çıktı (Output): Aktivasyon fonksiyonunun sonucu, nöronun çıktısıdır. Bu çıktı, bir sonraki katmana veya sisteme iletilir.

Aktivasyon Fonksiyonları

Aktivasyon fonksiyonları, yapay nöronların en önemli bileşenlerinden biridir. Bu fonksiyonlar, karmaşık veri modellerini çözmek için çıktıları dönüştürür. En yaygın aktivasyon fonksiyonları şunlardır:

• Sigmoid Fonksiyonu: Çıktıları 0 ile 1 arasında sınırlar. Genellikle iki sınıflı problemler için kullanılır.

• ReLU (Rectified Linear Unit): Pozitif girdileri aynen aktarırken, negatif girdileri 0 yapar. Hızlı ve etkin çalışır.

• Tanh (Hyperbolic Tangent): Çıktıları -1 ile 1 arasında dönüştürür ve sigmoid fonksiyonuna benzer bir yapısı vardır.

• Softmax Fonksiyonu: Birden fazla sınıfa ait olasılıkları hesaplamak için kullanılır.

Yapay Nöronların Eğitimi

Yapay nöronlar, genellikle bir ileri besleme (feedforward) yapısında organize edilir ve "geri yayılım" (backpropagation) algoritması ile eğitilir. Bu süreç şu adımlardan oluşur:

1. İleri Besleme (Forward Pass): Girdiler ağ boyunca iletilir ve çıktılar hesaplanır.

2. Hata Hesaplama: Hesaplanan çıktı, hedef çıktı ile karşılaştırılarak hata bulunur.

3. Geri Yayılım (Backward Pass): Hata, ağırlıkları optimize etmek için geriye doğru yayılır.

4. Ağırlıkların Güncellenmesi: Hata miktarına göre ağırlıklar yeniden ayarlanır.

Kullanım Alanları

Yapay nöronlar, birçok farklı alanda kullanılır:

• Görüntü Tanıma: El yazısı tanıma, obje algılama gibi alanlarda yaygındır.

• Doğal Dil İşleme (NLP): Makine çevirisi, duygu analizi gibi uygulamalarda temel taşıdır.

• Finans: Hisse senedi tahmini ve dolandırıcılık tespiti gibi alanlarda kullanılır.

• Sağlık: Hastalık tanısı, tıbbi görüntüleme analizinde yer alır.

Sonuç

Yapay nöronlar, yapay zeka ve derin öğrenme sistemlerinin şüphesiz en temel bileşenidir. Biyolojik nöronlardan esinlenilerek geliştirilen bu modeller, karmaşık problemleri çözmeyi mümkün kılar. Nöronların işleyişini anlamak, yapay sinir ağlarının daha etkili bir şekilde kullanılmasına katkı sağlar.

STM32 Mikrodenetleyicilerde HR Timer Kullanımı ve Avantajları #STM32Tips

STM32 mikrodenetleyiciler, geniş özellik yelpazesiyle hem basit uygulamalar hem de endüstriyel seviyede karmaşık projeler için ideal çözümler sunar. Bu özellikler arasında yer alan HR (High-Resolution) Timerlar, özellikle yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda öne çıkar. Bu yazıda, HR timerların işlevleri, avantajları ve kullanım alanları hakkında bilgi edineceksiniz.

HR Timer Nedir?

HR timer, geleneksel timer birimlerine kıyasla çok daha yüksek çözünürlükte zamanlama ve sinyal oluşturma yeteneği sunan bir bileşendir. Standart timerlar genellikle mikrodenetleyicinin saat frekansı ile sınırlıyken, HR timerlar ek interpolasyon teknikleri kullanarak daha hassas kontrol sağlar.

HR Timerların Özellikleri

• Yüksek çözünürlük: Nano saniye seviyesinde hassas PWM (Pulse Width Modulation) çıkışı.
• Esnek PWM yapılandırması: Çeşitli sinyal frekanslarında ve genişliklerinde hassas sinyal üretimi.
• Senkronizasyon yetenekleri: Birden fazla timer birimi ile senkronize çalışarak karmaşık kontrol döngüleri oluşturma.
• Geniş uygulama desteği: Motor kontrolü, güç elektroniği ve hassas veri toplama sistemlerinde kullanıma uygun.

Kullanım Alanları

1. Motor Kontrolü: FOC (Field Oriented Control) algoritmaları gibi hassas kontrol tekniklerinde HR timerlar kritik bir rol oynar.
2. Güç Elektroniği: Anahtarlamalı güç kaynaklarında veya inverter tasarımlarında hassas zamanlama sağlanır.
3. Hassas Sensör Kontrolü: Lidar ve benzeri uygulamalarda yüksek çözünürlüklü zamanlama gereksinimleri karşılanır.
4. Ses İşleme ve Modülasyon: Audio DAC kontrolü ve yüksek kaliteli modülasyon işlemlerinde kullanılır.

STM32 Ailesinde HR Timerlar

HR timerlar genellikle STM32'nin STM32G4 ve STM32H7 serisi gibi performans odaklı modellerinde bulunur. Bu serilerdeki HR timerlar, mikrodenetleyicilerin DSP ve motor kontrol özellikleriyle entegre çalışarak yüksek hassasiyetli uygulamalara imkan tanır.

HR Timer Kullanımı

HR timerları kullanmak için STM32CubeIDE gibi geliştirme araçları tercih edilir. STM32CubeMX yardımıyla timer yapılandırması yapılabilir. Örneğin:

• PWM modunun seçimi.
• Timer frekansı ve periyodunun ayarlanması.
• HR timer interpolasyon modunun aktif edilmesi.

Sonuç

STM32 mikrodenetleyicilerde HR timerlar, hassasiyetin ön planda olduğu projelerde önemli avantajlar sunar. Motor kontrolünden güç elektroniğine kadar geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılabilen bu timerlar, tasarımcılara zamanlama ve sinyal oluşturma konusunda büyük esneklik sağlar.