CAN Bus Yükünün/Yoğunluğunun/Doluluğunun Hesaplanması

Bu yazıya başlamadan önce eğer CAN Bus hakkında bilgi almak isterseniz aşağıda yer alan blog yazılarını inceleyebilirsiniz.

Otomobillerin Dili: CAN Bus Protokolü Nedir?

CAN Bus Fiziksel Katmanı Nedir?

Otomotiv Ethernet vs CAN FD: Hangisi Otomotivin Geleceği?

CAN Bus'ın Avantajları ve Dezavantajları: Modern Araçların Gizli Kahramanı

https://autoditex.com/page/can-bus--controller-area-network-34-1.html

Bu blog yazısına giriş yapmak gerekirse, CAN Bus hattı üzerinden iletilebilecek maksimum paket sayısı, tanımlanan CAN hızı ve mesaj paket yapısı ile doğrudan ilişkilidir. Ancak CAN Bus mimarisinde yer alan bit stuffing mekanizması nedeniyle bu değer tek ve kesin bir sayı olarak ifade edilemez.

Başka bir deyişle; aynı CAN hızında çalışan iki sistemde, gerçekleşen paket sayısı, hatta efektif veri throughput’u birbirinden farklı olabilir.

Bit stuffing hakkında okuma yapmak isterseniz bu linkten inceleyebilirsiniz.

CAN Mesaj Çerçevesi ve Bit Seviyesinde Yapı

Standart bir CAN 2.0A (11-bit ID) veri çerçevesi aşağıdaki temel alanlardan oluşur:

• Start of Frame (SOF)
• Arbitration Field (ID + RTR)
• Control Field (DLC vb.)
• Data Field (0–8 byte)
• CRC Field
• ACK Field
• End of Frame (EOF)

Bu alanların nominal bit uzunlukları sabit gibi görünse de, bit stuffing devreye girdiğinde gerçek iletilen bit sayısı artar.

Bit Stuffing Nedir?

CAN protokolünde, arka arkaya 5 adet aynı seviyede bit (0 veya 1) iletildiğinde, alıcı ve verici senkronizasyonunu korumak amacıyla zıt seviyede bir bit otomatik olarak eklenir.

Bu eklenen bit:

• Veri değildir
• Çerçeveye ait değildir
• Ancak hattı meşgul eder

Dolayısıyla bit stuffing yoğunluğu arttıkça, aynı mesaj daha uzun sürede iletilir.

Teorik Maksimum Paket Sayısı Nasıl Yaklaşık Hesaplanır?

Teorik bir üst sınır hesaplamak için genellikle şu yaklaşım kullanılır:

1. CAN hızı (bitrate) belirlenir. Örnek: 500 kbps.
2. Bir CAN mesajının minimum ve maksimum bit uzunluğu hesaplanır. Bit stuffing yok varsayımı, iyimser senaryo. Bit stuffing maksimum varsayımı, kötümser senaryo.
   
3. 1 saniyede iletilebilecek maksimum mesaj sayısı yaklaşık olarak bulunur.

Standard ve Extend Mesaj Tipleri için Teorik Maximum, Minimum Bit Sayısı

Bu kısımda verilen yüksek seviyedeki bit değerleri teoride ulaşılması güç değerlerdir. Genellikle düşük bit sayısına yakın bir değerde genellikle bir paket oluşturulur. Bu sayılarda mesaj paketlerinin tamamı 8-byte olarak kabul edilir.

Frame Type	Standard Frame	Extended Frame
Minimum Bit Count	111	128
Maximum Bit Count	130	140

Farklı frame tiplerinde maximum minimum bit sayısını bulduktan sonra iş kolay. CAN Bus için tanımlanan hız üzerinden bir bit için gereken süreyi hesaplayıp bulduğumuz bit sayıları ile çarpıyoruz.

Bunu 500 kbps hız üzerinden örnekleyecek olursak bir bit için gereken süre 1/500.000 olacaktır. Bu da 2 us değerine denk gelir.

2 us tablodaki değerler ile çarpıldığında 500 kbps hızında tanımlanmış bir CAN Bus hattında bir CAN paketi için gereken süre aşağıdaki gibi hesaplanır.

Frame Type	Standard Frame	Extended Frame
Minimum Time	222 µs	256 µs
Maximum Time	260 µs	280 µs

Bir sonraki adımda tabloda tanımlanan değerler üzerinden 1/mesaj süresi formülü üzerinden 1 saniye içerisinde gönderilebilecek maksimum mesaj paketi hesaplanmış olur.

Frame Type	Standard Frame	Extended Frame
Minimum Time Package Count	4504	3906
Maximum Time Package Count	3846	3571

Bu yazı kapsamında vereceğim son bilgi olarak, son tabloda verilen maksimum değerler üzerinden CAN Bus doluluğu yüzdesel olarak ifade edilebilir. Bu ifadenin basit formülü de CAN Bus Load=100*Gerçek mesaj sayısı/Maksimum mesaj sayısı.

CAN Bus'ın Avantajları ve Dezavantajları: Modern Araçların Gizli Kahramanı

CAN Bus'ın Avantajları ve Dezavantajları: Modern Araçların Görünmeyen Kahramanı

Merhaba! Bu yazıda otomotiv dünyasının perde arkasında çalışan ama çoğu zaman adı bile geçmeyen bir teknolojiye odaklanacağız: CAN Bus. Bugün piyasadaki neredeyse tüm modern araçlarda, ECU’lar (Electronic Control Unit), sensörler ve aktüatörler arasındaki iletişimin büyük kısmı bu yapı üzerinden gerçekleşiyor.

Eğer araç elektroniklerine meraklıysan, gömülü yazılım geliştiriyorsan ya da sadece “Bu kadar sistem birbirini nasıl anlıyor?” diye düşünüyorsan, doğru yerdesin. Bu yazıda CAN Bus’ın avantajlarını, dezavantajlarını, pratik kullanım alanlarını ve gelecekte yerini nelerin alabileceğini konuşacağız. Hem yeni başlayanlar hem de sektörde çalışanlar için anlaşılır bir dil kullanmaya çalışacağım. 🚗💡

---

CAN Bus Kısaca Nedir?

CAN (Controller Area Network), temel olarak araç içindeki elektronik kontrol birimleri arasında iletişim kurulmasını sağlayan bir haberleşme protokolüdür. 1980’lerin ortasında Bosch tarafından geliştirilmiş ve daha sonra ISO 11898 standardı hâline gelmiştir.

Bu ağda her ECU, birer “node” (düğüm) gibi düşünülür ve hepsi ortak bir veri yolu (bus) üzerinde konuşur. CAN Bus; motor kontrol ünitesi, ABS, airbag, direksiyon sistemi, gövde kontrol modülü, multimedya sistemi gibi birbirinden çok farklı modüller arasında veri taşır.

CAN Bus’ın Temel Özellikleri

• İki telli diferansiyel hat kullanır (CAN_H ve CAN_L).
• Genellikle 500 kbps veya 1 Mbps hızlarda çalışır (klasik CAN).
• Broadcast (yayın) mantığı ile mesajlar hattaki tüm ECU’lara iletilir.
• Her mesajın kendine ait bir ID (Identifier) değeri vardır ve bu ID aynı zamanda önceliği belirler.

Kısaca: İki kablo üzerinden, aynı hat üzerinde bir sürü modülün konuştuğu, hataya dayanıklı, oldukça pratik bir iletişim sistemi diyebiliriz.

---

CAN Bus’ın Avantajları

1. Yüksek Güvenilirlik ve Hata Toleransı

CAN, otomotiv gibi güvenliğin kritik olduğu alanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Hata algılama ve yönetimi konusunda oldukça gelişmiş mekanizmalara sahiptir:

• Bit hata algılama (bit monitoring)
• CRC (Cyclic Redundancy Check) ile veri bütünlüğü kontrolü
• Acknowledge (ACK) mekanizması
• Error frame göndererek hatalı düğümün kendini sınırlaması

Bir ECU sürekli hatalı mesaj gönderiyorsa, CAN protokolü bu ECU’yu “bus-off” hâline getirip hatta zarar vermesini engeller. Bu sayede kritik fonksiyonların sürekliliği desteklenir.

2. Diferansiyel Sinyalleme Sayesinde Gürültü Bağışıklığı

Otomotiv ortamı, özellikle de motor bölgesi; yüksek akımların, enjektörlerin, ateşleme bobinlerinin ve çeşitli elektromanyetik kaynakların olduğu oldukça gürültülü bir ortamdır. CAN, bu zorlu şartlara dayanmak için diferansiyel sinyal kullanır:

• CAN_H ve CAN_L hatlarında zıt fazda sinyal taşınır.
• Ortamdan gelen gürültü her iki hatta da aynı yönde biner (common-mode noise).
• Alıcı, bu iki hattın farkını okuduğu için gürültünün etkisi büyük oranda bastırılır.

Sonuç: Uzun kablo mesafelerinde ve zorlu ortamlarda bile güvenilir iletişim. 🚙

3. Kablo Maliyeti ve Ağırlığında Azalma

CAN’dan önce araç içinde pek çok fonksiyon için nokta-nokta kablolama kullanılıyordu. Örneğin bir buton ile bir modül arasında özel kablo çekiliyor, sensörler doğrudan tek bir ECU’ya bağlanıyordu. Bu yaklaşım:

• Daha fazla kablo → daha yüksek maliyet
• Daha fazla kablo → daha yüksek araç ağırlığı
• Montaj ve bakım zorluğu

CAN ile birlikte bu yapı büyük ölçüde sadeleşti:

• Birçok sensör ve ECU aynı ortak veri yolunu kullanmaya başladı.
• Kablolama, “power + CAN bus” hattı şeklinde basitleşti.

Özellikle büyük araçlarda (otobüs, kamyon, iş makinesi vb.) kablo metrajındaki azalma ciddi maliyet avantajı sağlar.

4. Kolay Genişletilebilir ve Esnek Mimari

CAN hattına yeni bir ECU eklemek için genellikle yapılması gereken tek şey, o ECU’yu aynı CAN_H ve CAN_L hattına bağlamaktır. Doğru terminasyon, hız ve ID planlaması yapıldıktan sonra sistem oldukça esnek bir şekilde ölçeklenebilir.

Bu da OEM’lere (araç üreticilerine) şu imkânları verir:

• Farklı donanım paketlerinde opsiyonel modüller ekleyebilme (ör. park asistanı, kör nokta uyarı sistemi)
• Aynı platformu kullanıp farklı model araçlar türetebilme

5. Gerçek Zamanlı (Real-Time) İletişime Uygun Yapı

CAN, özellikle kontrol döngülerinin hızlı ve deterministik olması gereken sistemlerde kullanılır. Örneğin:

• Tekerlek hızı verilerinin ABS/ESP modülüne aktarılması
• Motor devir, tork ve yük bilgilerinin ECU’lar arasında paylaşılması
• Direksiyon açı sensörü verisinin sürüş destek sistemleriyle paylaşılması

CAN, doğru tasarlanmış bir ağ mimarisi ve doğru ID önceliklendirmesi ile oldukça tutarlı zamanlama performansı sunar.

6. Öncelik Tabanlı Mesajlaşma (Arbitration)

CAN Bus’ın en önemli avantajlarından biri de önceliklendirme mekanizmasıdır. CAN hattında aynı anda birden fazla ECU mesaj göndermek isterse, devreye arbitration (hakemlik) süreci girer:

• Mesaj önceliği, ID değeri ile belirlenir.
• Numerik olarak küçük ID = daha yüksek öncelik
• Yüksek öncelikli mesajlar, düşük öncelikli mesajları “ezer” ve önce hattı kullanır.

Örnek:
ID 0x010  → Yüksek öncelik (ör. fren komutu)
ID 0x100  → Orta öncelik (ör. motor verisi)
ID 0x600  → Düşük öncelik (ör. konfor özellikleri)

Bu sayede fren gibi kritik bir mesaj, yoğun ağ trafiğinde bile gecikmeden iletilebilir.

7. Uygun Maliyetli ve Yaygın Ekosistem

CAN transceiver entegreleri ve CAN destekli mikrodenetleyiciler (STM32, NXP, Microchip vb.) piyasada fazlasıyla yaygın ve görece ucuzdur. Bu, CAN’i sadece otomotivde değil:

• Endüstriyel otomasyon
• Tıbbi cihazlar
• Drone ve robotik uygulamalar
• Tarım makineleri
• Denizcilik (NMEA 2000)

gibi birçok alanda da standart hâline getirmiştir.

---

CAN Bus’ın Dezavantajları

Her teknolojide olduğu gibi CAN’in de bazı sınırları ve dezavantajları var. Özellikle modern araçlardaki veri miktarı arttıkça, bu dezavantajlar daha belirgin hâle geliyor.

1. Sınırlı Bant Genişliği (Veri Hızı)

Klasik CAN (Classical CAN) için tipik maksimum hız 1 Mbps’tir. Bu hız; sensör verileri, komut mesajları ve basit durum bilgileri için fazlasıyla yeterli olsa da, günümüz araçlarında kullanılan:

• Kamera görüntüleri
• Radar/LiDAR verileri
• Yüksek çözünürlüklü ekran veri akışları

gibi uygulamalar için oldukça yetersiz kalır.

Bu nedenle OEM’ler, özellikle otonom sürüş ve gelişmiş sürüş destek sistemlerinde Automotive Ethernet gibi daha yüksek bant genişlikli çözümlere yöneliyor.

2. Mesaj Boyutu Sınırlaması

Klasik CAN çerçevesinde en fazla 8 byte veri taşınabilir. Büyük boyutlu veriler (örneğin uzun bir durum paketi, kalibrasyon verisi veya log bilgisi) bu sınır nedeniyle parçalara bölünmek zorundadır.

Bu sorunu azaltmak için geliştirilen CAN FD (Flexible Data Rate) standardı, veri alanını 64 byte’a kadar genişletir ve daha yüksek veri hızları sağlar. Yine de, bu hâliyle bile CAN FD; görsel veri gibi çok büyük akışlar için yeterli değildir.

3. Yerleşik Güvenlik (Security) Mekanizması Bulunmaması

CAN’in tasarlandığı dönemlerde araçlar dış dünyaya bu kadar bağlı değildi ve siber saldırı tehdidi bugünkü kadar gündemde değildi. Bu nedenle CAN protokolü:

• Kimlik doğrulama (authentication)
• Şifreleme (encryption)
• Erişim kontrolü (access control)

gibi güvenlik mekanizmalarını yerleşik olarak içermez.

Bu da şu riskleri doğurur:

• Yetkisiz erişimle mesaj dinleme (sniffing)
• Sahte mesaj gönderme (spoofing)
• Kritik sistemlere müdahale etme

Bu yüzden günümüzde ISO/SAE 21434 ve UNECE R155 gibi siber güvenlik standartları, CAN tabanlı ağlar üzerinde ek güvenlik katmanları ve IDS (Intrusion Detection System) gibi çözümlerin kullanılmasını şart koşuyor.

4. Broadcast Yapının Gizlilik ve Güvenlik Açısından Riskleri

CAN Bus, doğası gereği bir broadcast (yayın) protokoldür; yani hat üzerindeki tüm mesajlar, hatta bağlı olan tüm ECU’lar tarafından dinlenebilir. Bu durum:

• Her ECU’nun, doğru filtreleme yapılmazsa gereğinden fazla mesaj görmesine
• Saldırganın tek bir noktadan bağlanarak tüm trafiği izlemesine

imkân tanır. Dolayısıyla, CAN yapısı güvenlik açısından ekstra tasarım önlemleri gerektirir.

5. Uzun Hatlarda ve Yanlış Topolojilerde Sinyal Bütünlüğü Problemleri

CAN hattı, teoride çok esnek görünse de fiziksel tasarım tarafında dikkat edilmesi gereken noktalar vardır:

• Hattın iki ucuna mutlaka 120 Ω terminasyon direnci konmalıdır.
• “Yıldız topoloji” gibi yanlış kablolama yöntemleri yansımalara (reflections) neden olabilir.
• Çok uzun kablolarda ve yüksek hızlarda sinyal zayıflaması görülebilir.

Bu sorunlar, özellikle saha uygulamalarında “Arada sırada çalışan, sonra bozulan” gizemli hatalara sebep olabilir. Bu yüzden hem elektriksel tasarım hem de PCB layout tarafında dikkatli olmak gerekir.

---

Gerçek Hayattan CAN Bus Örnekleri

Motor Kontrolü (Powertrain)

Motor ECU’su; sensörlerden gelen:

• Devir (RPM)
• Gaz pedalı konumu
• Emme manifoldu basıncı
• Sıcaklık sensörleri

gibi verileri CAN üzerinden alır ve diğer modüllerle paylaşır. Örneğin:

• Motor tork bilgisi şanzıman ECU’suna iletilir.
• Yakıt tüketim bilgisi gösterge paneline gönderilir.

Şasi ve Güvenlik Sistemleri

ABS, ESP, hava yastığı modülleri gibi güvenlik kritik sistemler, CAN üzerinden sürekli veri alışverişi yapar. Örneğin:

• Tekerlek hız sensörleri → ABS/ESP modülü
• Yanal ivme ve dönüş hızı → ESP/ADAS modülü
• Çarpışma sensörleri → Airbag kontrol ünitesi

Bu verilerin doğru zamanda ve doğru şekilde iletilmesi, doğrudan yolcu güvenliğini etkiler.

Konfor ve Multimedya

Cam kaldırma modülleri, koltuk kontrol üniteleri, klima, far kontrolü ve multimedya sistemleri de CAN üzerinden haberleşir. Örneğin:

• “Kapı açıldı” bilgisi hem gövde kontrol modülüne hem iç aydınlatma sistemine iletilir.
• Direksiyondaki multimedya tuşları, ses sistemiyle CAN üzerinden konuşur.

Bu sayede araç içindeki tüm konfor özellikleri birbirine entegre, senkronize ve yönetilebilir hâle gelir.

---

CAN FD ve Automotive Ethernet ile Kıyaslama

Modern araçlarda veri miktarı arttıkça, klasik CAN’in limitleri daha fazla hissedilir hâle geldi. Bunun üzerine iki önemli teknoloji öne çıktı:

CAN FD (Flexible Data Rate)

• Veri alanını 8 byte → 64 byte’a çıkarır.
• Belli kısımlarda daha yüksek baudrate kullanarak toplam veri hızını artırır.
• Klasik CAN ile geriye dönük uyumluluk sunar (donanım/altyapı avantajı).

CAN FD, özellikle daha yoğun veri alışverişi gerektiren kontrol modüllerinde (örneğin modern güç aktarım sistemleri, batarya yönetim sistemleri) giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Automotive Ethernet

• 10 Mbps, 100 Mbps hatta 1 Gbps seviyelerinde veri taşıyabilir.
• Kamera, radar, multimedya gibi yüksek bant genişliği isteyen uygulamalar için uygundur.
• Switch tabanlı yapısı ile segmentasyon ve daha iyi güvenlik imkânı sunar.

Yine de, maliyet, karmaşıklık ve gerçek zamanlı kontrol açısından değerlendirdiğimizde; CAN Bus hâlâ kritik kontrol yollarında vazgeçilmez konumunu koruyor.

---

CAN Bus Avantaj & Dezavantaj Karşılaştırma Tablosu

Başlık	Avantaj	Dezavantaj
Bant Genişliği	Kontrol verileri için yeterli	Görüntü, radar vb. için yetersiz
Güvenilirlik	Gelişmiş hata algılama ve bus-off mekanizması	Yerleşik siber güvenlik özellikleri yok
Kablolama	İki telli yapı, düşük maliyet ve ağırlık	Yanlış topoloji ve terminasyon sorun yaratabilir
Esneklik	Ağa yeni ECU eklemek kolay	Toplam trafik iyi planlanmazsa tıkanma riski
Mesaj Yapısı	Basit ve deterministik	Klasik CAN’de 8 byte sınırı

---

Sonuç: CAN Bus Neden Hâlâ Oyunun İçinde?

Özetle; CAN Bus, düşük maliyet, yüksek güvenilirlik, gerçek zamanlı performans ve yaygın ekosistem gibi güçlü avantajlara sahip. Evet, bant genişliği sınırlı ve yerleşik güvenlik mekanizmaları yok; ancak doğru mimari, uygun güvenlik katmanları ve iyi bir ID/mesaj tasarımıyla hâlâ son derece güçlü bir çözüm sunuyor.

Günümüzde otonom sürüş, bağlı araçlar (connected cars) ve OTA (Over-the-Air) güncellemeler gibi yeni kavramlarla birlikte Ethernet ve CAN FD gibi teknolojiler öne çıksa da, klasik CAN Bus’ın uzun yıllar daha araçların kalbinde yaşamaya devam edeceğini söylemek yanlış olmaz. 🚗✨

---

🔖 Terimler Sözlüğü

Terim	Açıklama
CAN	Controller Area Network – Araç içi iletişim protokolü
ECU	Electronic Control Unit – Elektronik kontrol ünitesi/modülü
Diferansiyel Sinyal	İki hat arasındaki gerilim farkı üzerinden veri iletimi tekniği
Arbitration	CAN hattında mesajların ID’ye göre önceliklendirilmesi ve çakışma çözümü
CRC	Cyclic Redundancy Check – Veri bütünlüğünü kontrol etmek için kullanılan algoritma
CAN FD	Flexible Data Rate – Daha yüksek veri hızı ve daha büyük veri alanı sunan CAN genişlemesi
Automotive Ethernet	Yüksek bant genişlikli, Ethernet tabanlı araç içi haberleşme teknolojisi
Bus-off	Sürekli hata üreten ECU’nun CAN hattından otomatik olarak izole edilmesi durumu

---

📌 Ekstra Kaynaklar

• Bosch – CAN Bus Teknik Bilgilendirme
• National Instruments – Controller Area Network (CAN) Overview
• ISO 11898 – Road vehicles — Controller area network (CAN)

Steer-by-Wire Nedir? 🚗 Elektronik Direksiyonun Geleceği

Steer-by-Wire Nedir? 🚗 Elektronik Direksiyonun Geleceği

Otomotiv teknolojisi her geçen gün daha dijital ve daha akıllı hale geliyor. Bu dönüşümün en dikkat çekici parçalarından biri ise “Steer-by-Wire” yani elektronik kontrollü direksiyon sistemleri. Peki bu sistemler nasıl çalışır? Neden giderek daha fazla araçta tercih ediliyor? Güvenli mi, pratik mi, pahalı mı? Tüm detaylara bu yazımızda değiniyoruz.

🧩 Steer-by-Wire Ne Demek?

Steer-by-Wire, geleneksel mekanik direksiyon sistemlerinde bulunan direksiyon mili, dişli kutusu ve bağlantı çubukları gibi mekanik bağlantıların yerini elektronik bileşenlerin aldığı bir sistemdir. Yani direksiyon simidi ile tekerlekler arasında artık fiziksel bir bağlantı bulunmaz.

Bu sistemde sürücünün direksiyonu çevirme hareketi sensörlerle algılanır, kontrol ünitesi (ECU) bu veriyi işler ve tekerleklere gerekli dönüş komutu, elektrik motorları aracılığıyla iletilir.

⚙️ Steer-by-Wire Nasıl Çalışır?

Steer-by-Wire sistemi genel olarak şu bileşenlerden oluşur:

• Direksiyon Açısı Sensörü: Sürücünün çevirdiği direksiyon açısını ölçer.
• ECU (Elektronik Kontrol Ünitesi): Alınan veriyi işler, gerekli komutları üretir.
• Aktüatörler: Tekerleklerin açısını değiştiren elektrik motorlarıdır.
• Geri Bildirim Mekanizması: Direksiyon simidine yapay kuvvet hissi verir (örneğin yol direncini hissettirme).

🛡️ Güvenlik Ne Durumda?

Direksiyon gibi kritik bir sistemin elektronikleştirilmesi doğal olarak bazı güvenlik endişelerini de beraberinde getiriyor. Ancak otomotiv sektörü, bu tür sistemlerin ISO 26262 gibi fonksiyonel güvenlik standartlarına uygun olarak tasarlanmasını zorunlu kılıyor.

Steer-by-Wire sistemlerinde yaygın olarak aşağıdaki güvenlik önlemleri alınır:

• Çift yedekli sensörler
• Çift işlemcili ECU’lar
• Acil durumlarda kontrolü sürücüye veren fail-operational yapılar
• Batarya veya enerji kesintisinde geçici mekanik kontrol opsiyonu (hibrit sistemler)

🚀 Avantajları Neler?

Steer-by-Wire sisteminin sunduğu avantajlar oldukça dikkat çekicidir:

• Ağırlık Azalması: Fiziksel bağlantılar ortadan kalktığı için sistem hafifler.
• Daha Az Yer Kaplama: Direksiyon miline ihtiyaç kalmadığı için tasarım esnekliği artar.
• Kişiselleştirilebilir Sürüş: Direksiyon sertliği, dönüş açısı gibi parametreler yazılımla ayarlanabilir.
• Otonom Sürüş Uyumlu: Elektronik sistem, otonom sürüş algoritmalarına kolayca entegre edilebilir.

🔧 Dezavantajları da Var mı?

Elbette. Her teknolojide olduğu gibi Steer-by-Wire sistemlerinin de bazı dezavantajları mevcut:

• Maliyet: Gelişmiş elektronik bileşenler nedeniyle ilk yatırım maliyeti yüksektir.
• Algısal Güven: Sürücüler fiziksel bağlantı olmayışını ilk etapta garipseyebilir.
• Enerji Bağımlılığı: Sistemin düzgün çalışması için sürekli elektrik beslemesi gerekir.

🔄 Geleneksel Direksiyon ile Farkları

Özellik	Geleneksel Direksiyon	Steer-by-Wire
Fiziksel Bağlantı	Var	Yok
Geri Bildirim	Doğal, mekanik	Yapay (force feedback)
Yedeklilik	Genelde yok	Elektronik yedeklilik
Tasarım Özgürlüğü	Kısıtlı	Yüksek

📈 Gelecekte Nerelerde Kullanılacak?

Şu anda Steer-by-Wire sistemleri çoğunlukla premium segmentte veya elektrikli araçlarda karşımıza çıkıyor. Ancak teknolojinin yaygınlaşmasıyla birlikte aşağıdaki alanlarda daha fazla görmemiz bekleniyor:

• Otonom Araçlar
• Ağır vasıtalar (otobüs, kamyon)
• Tarım ve inşaat araçları

🛠️ Hangi Markalar Kullanıyor?

Steer-by-Wire sistemlerini uygulayan bazı öncü üreticiler:

• Infiniti: Q50 modelinde Direct Adaptive Steering teknolojisi
• Tesla: Cybertruck için yoke-style steer-by-wire planı
• Nissan: Otonom test araçlarında yaygın kullanım

🧠 Yazılım ve Kalibrasyonun Rolü

Steer-by-Wire sistemlerinde yazılım; sürücü geri bildirimi, dönüş sertliği, direksiyon davranışı gibi pek çok unsuru belirler. Bu nedenle yazılım kalibrasyonu hem güvenlik hem sürüş keyfi açısından kritik rol oynar.

Yapay zeka destekli sistemlerde, sürücünün sürüş stiline göre adaptif davranışlar bile mümkün hale gelmektedir.

🔮 Sonuç: Direksiyonun Geleceği Burada mı?

Steer-by-Wire sistemleri otomotiv endüstrisinin dijitalleşmesinin önemli bir parçası. Hem otonom sürüşe hazırlık, hem de kullanıcı deneyimini artırmak açısından ciddi potansiyel taşıyor.

Ancak yaygınlaşması için hem maliyetlerin düşmesi hem de kullanıcı güveninin artması gerekiyor. Önümüzdeki yıllarda bu sistemin daha fazla modelde karşımıza çıkması oldukça muhtemel. 🚘

🔖 Terimler Sözlüğü

Terim	Açıklama
ECU	Electronic Control Unit, kontrol birimi
Aktüatör	Elektriksel komutla mekanik hareket üreten bileşen
Force Feedback	Geri bildirim için uygulanan yapay direnç hissi
ISO 26262	Otomotiv için fonksiyonel güvenlik standardı

📌 Ekstra Kaynaklar

• Nissan Direct Adaptive Steering
• Infiniti Steer-by-Wire Teknolojisi
• NHTSA Elektronik Sistemler Sayfası

Otomobillerin Dili: CAN Bus Protokolü Nedir?

🚗 Otomobillerin Dili: CAN Bus Protokolü Nedir?

Modern otomobiller, sadece motor ve direksiyon gibi mekanik bileşenlerden ibaret değil. Aracınızda onlarca elektronik kontrol ünitesi (ECU) bulunur. Bu üniteler birbiriyle sürekli veri alışverişi yapar: Hız bilgisi, fren durumu, motor sıcaklığı, hava yastığı tetik durumu... Hepsi anlık olarak paylaşılır.

Peki tüm bu iletişim nasıl oluyor?
Cevap: CAN Bus (Controller Area Network) protokolü!

Bu yazıda, otomotiv dünyasında en yaygın kullanılan veri haberleşme protokolü olan CAN Bus’un ne olduğunu, nasıl çalıştığını, hangi alanlarda kullanıldığını ve örnek veri yapısını öğreneceksiniz. Teknik terimleri sadeleştirerek, anlaşılır bir dille aktarıyoruz 😊

🧭 CAN Bus Nedir?

CAN (Controller Area Network), Bosch firması tarafından 1980’lerde geliştirilen, araç içi elektronik sistemlerin birbiriyle hızlı ve güvenli haberleşmesini sağlayan bir protokoldür.

CAN Bus, çoklu cihazların (multi-master) birbirini beklemeden haberleşmesine olanak tanır. Tek bir veri yolu (bus) üzerinde tüm kontrol üniteleri konuşabilir.

🧩 Temel Özellikleri

Özellik	Açıklama
Veri Yönü	Çift yönlü (multi-master)
Veri Hızı	10 kbps - 1 Mbps (standart CAN), 5 Mbps (CAN FD)
Fiziksel Katman	Diferansiyel sinyal (CAN_H - CAN_L)
Veri Formatı	11-bit veya 29-bit ID + veri (max 8 byte / CAN FD ile 64 byte)
Hata Kontrol	CRC, ACK, Bit stuffing

🧠 Nasıl Çalışır?

CAN Bus, çok noktaya yayın (broadcast) mantığıyla çalışır. Bir cihaz (örneğin fren sistemi) bir mesaj yayınladığında, veri yoluna bağlı tüm diğer cihazlar bu mesajı alır.

CAN Mesaj Yapısı (Standart Format):

| Başlık (ID) | Kontrol | Veri | CRC | ACK | End |

• ID: Mesajın kimliği (öncelik içerir)
• Veri: 0–8 byte (CAN FD ile 64 byte)
• CRC: Hata kontrol kodu
• ACK: Onay biti (alıcılar tarafından set edilir)

Örnek:

• ID: 0x120 → Motor Devir Bilgisi
• Veri: 0x0F 0xA0 → 4000 RPM
• ACK: Başarılı iletim

🚘 Nerelerde Kullanılır?

CAN Bus sadece otomobillerde değil, birçok alanda kullanılır:

• Otomobiller (ABS, ECU, ESP, Klima)
• Tarım makineleri
• Raylı sistemler
• Sanayi otomasyonu
• Elektrikli bisikletler ve scooter’lar
• Tıbbi cihazlar

⚖️ CAN Bus ile ARINC 429 Karşılaştırması

Özellik	CAN Bus	ARINC 429
Yön	Çift yönlü	Tek yönlü
Master tipi	Multi-master	Point-to-point
Veri Uzunluğu	8-64 byte	32 bit sabit
Hata Tespiti	CRC + ACK	Parity biti
Kullanım Alanı	Otomotiv	Havacılık

🔄 Arbitration: Kim Önce Konuşur?

CAN Bus sisteminde aynı anda iki cihaz konuşmak isterse, önceliği daha yüksek olan ID kazanır. Bu işleme arbitration (çekişme çözümü) denir.

Örnek: 0x100 (düşük ID) ve 0x3F0 (yüksek ID) aynı anda veri göndermek ister. 0x100 kazanan olur çünkü daha “önemli” sayılır.

🧪 Gerçek Hayat Senaryosu

Fren pedalına bastığınızda şu olur:

1. Fren sensörü 0x300 ID’li bir mesaj yayınlar: “Pedala basıldı”
2. ESP, ABS, Motor ve Gösterge Paneli bu mesajı alır.
3. ESP freni optimize eder, gösterge paneli uyarı verir.

Tek mesaj, çoklu tepki. CAN Bus’ın en büyük avantajı budur!

🧰 Donanım Tarafı

• CAN_H ve CAN_L olmak üzere iki telli diferansiyel yapı
• Her iki uçta 120Ω sonlandırma direnci
• Transceiver örnekleri: MCP2551, TJA1040

🛠️ Geliştiriciler İçin

CAN Bus ile çalışmak isteyenler için bazı öneriler:

• Arduino + MCP2515 modülü
• STM32 microcontroller + HAL kütüphaneleri
• PCAN-USB dongle ile analiz
• CANoe veya SavvyCAN yazılımları

🎯 Sonuç

CAN Bus, otomotiv sektörünün haline gelmiştir. Hızlıdır, güvenlidir, yaygındır. Bir otomobilin kalbinde hangi verilerin aktığını anlamak için CAN Bus’u anlamak şart.

Bir mühendis, tekniker ya da meraklı biriyseniz, CAN Bus öğrenmek size otomotiv sistemlerinin işleyişini anlamada büyük bir pencere açacaktır.

🔖 Terimler Sözlüğü

Terim	Anlamı
ID	Mesaj kimliği ve önceliği
CRC	Veri bütünlüğü kontrolü
ACK	Mesajın alındığını onaylayan bit
Arbitration	Çekişme çözümü, öncelik sırası
Multi-master	Birden fazla cihazın veri gönderebilmesi

📌 Ekstra Kaynaklar

• CSS Electronics CAN Bus Tutorial
• Arduino CAN Bus Library
• STM32CubeIDE ile CAN örnek projeleri

🎨 Görsel Önerisi

Prompt (Görsel üretimi için):
"A modern car dashboard showing interconnected ECUs via CAN Bus, with data flowing in lines between components like ABS, engine, and infotainment systems. Realistic horizontal digital illustration."

Alt Text:
Car systems connected through CAN Bus showing data flow between ECUs and dashboard controls.

Gökyüzünde Konuşan Sistemler: ARINC 429 Protokolü Nedir? (Temel Anlatım ve Örneklerle)

✈️ Gökyüzünde Konuşan Sistemler: ARINC 429 Protokolü Nedir?

Havacılık sektörü, veri güvenliği ve tutarlılığı açısından en hassas endüstrilerden biridir. Uçakta yüzlerce sistem aynı anda çalışır; pilotun önündeki ekranlardan uçuş kontrol yüzeylerine kadar her şey, dakik hesaplamalar ve kesin bilgi akışıyla işler.

Peki, bu sistemler birbiriyle nasıl haberleşiyor?
Cevap: ARINC 429 protokolü!

Bu yazıda, ARINC 429’un ne olduğunu, nasıl çalıştığını, nerelerde kullanıldığını ve örnek veri formatlarını sade bir dille anlatacağız. Havacılığa meraklı biri ya da bu alana giriş yapmak isteyen biri için temel bir ARINC 429 rehberi olacak 😊

🧭 ARINC 429 Nedir?

ARINC (Aeronautical Radio, Incorporated) 429, uçak içindeki elektronik sistemlerin birbiriyle veri alışverişi yapmasını sağlayan, bir yönlü (unidirectional), seri haberleşme protokolüdür.

“O zaman USB kablosu gibi bir şey mi?”
Aslında benziyor ama çok daha güvenli, sağlam ve havacılık şartlarına özel tasarlanmış bir sistemdir.

🧩 Temel Özellikleri

Özellik	Açıklama
Veri Yönü	Tek yönlü (1 gönderici ➝ 1 veya daha fazla alıcı)
Veri Hızı	12.5 kbps veya 100 kbps (yaygın olan 100 kbps)
Fiziksel Katman	Diferansiyel sinyal (RS-422 tabanlı)
Veri Formatı	Her veri 32 bittir
Bağlantı Tipi	Point-to-point veya Multi-drop

🧠 Nasıl Çalışır?

ARINC 429'da her veri iletimi 32 bitlik kelimeler (word) halinde yapılır. Her bir kelime belirli alanlara ayrılmıştır.

📦 ARINC 429 Veri Yapısı

| 31   | 30-29 | 28-27 | 26-11              | 10-9 | 8-1    | 0     |
| Parity | SSM | SDI | Veri (Data) | RT | Label | Parity |

Alan	Bit No	Açıklama
Label	1-8	Hangi verinin gönderildiğini belirten etiket (ör: hız, irtifa)
SDI	9-10	Kanal seçici (opsiyonel)
Data	11-29	Asıl veri kısmı (ör: 300 knots)
SSM	30-31	Verinin durumu (normal, hata, geçersiz vb.)
Parity	32	Veri doğrulama biti (tek sayıda 1 için)

Örnek:

• Label: 203 → Hava Hızı
• Data: 300 knots
• SSM: 00 → Normal veri
• Parity: 1 → Hataları tespit etmek için

✈️ Nerelerde Kullanılır?

ARINC 429, özellikle sabit kanatlı uçaklarda (örneğin Airbus, Boeing) kullanılır. Aşağıdaki sistemlerde yaygın olarak görülür:

• Uçuş yönetim sistemleri (FMS)
• Otomatik pilot
• Navigasyon cihazları (IRS, GPS)
• Hız sensörleri (Pitot tüpleri)
• Işık sistemleri
• Uçuş veri kaydedicileri (black box)

🔄 Neden Tek Yönlü?

ARINC 429’un tek yönlü olması, karmaşayı azaltır ve güvenliği artırır.

Sistem şöyle işler:

• Veriyi sadece bir cihaz gönderir.
• Birden fazla cihaz aynı veriyi dinleyebilir.

Örnek: “Hava hızı 300 knots” bilgisi bir sensörden çıkar, aynı anda otopilot, ekranlar ve black box bu veriyi alır.

🧪 Senaryo ile Açıklama

Hayal edin:

• Uçakta bir hava hızı sensörü var.
• Bu sensör, ARINC 429 üzerinden veri gönderiyor.
• 3 sistem bu veriyi dinliyor: Otomatik pilot, ekranlar, kara kutu

Gönderilen veri:

• Label: 203
• Data: 300 knots
• SSM: 00
• Parity: 1

Hiçbir sistem cevap vermez, sadece veri alır.

⚙️ Diğer Protokollerle Karşılaştırma

Özellik	ARINC 429	CAN Bus	RS-485
Veri Yönü	Tek yönlü	Çift yönlü	Çift yönlü
Kullanım Alanı	Havacılık	Otomotiv, endüstri	Endüstri
Veri Formatı	32-bit sabit	Değişken	Esnek
Hata Tespiti	Parity biti	CRC + ACK	Genelde yok
Kararlılık	Çok yüksek	Orta	Düşük-Orta

🔒 Neden Hâlâ Kullanılıyor?

• Stabil ve test edilmiş sistem
• Deterministik yapı (önceden öngörülebilirlik)
• Basit mimari
• Geriye dönük uyumluluk

Yeni nesil uçaklarda ARINC 664 (AFDX) gibi sistemler gelse de ARINC 429 hâlâ güvenilir bir standardır.

🧰 Donanım Tarafı

• Diferansiyel sinyal (RS-422 uyumlu)
• 2 kablo yeterlidir
• Örnek entegre: Holt HI-3593

🧪 Simülasyon ve Hobi Seviyesi Uygulamalar

• ARINC 429 USB dongle
• Arduino ile temel sinyal üretimi
• Simulink ile blok bazlı modelleme

🎯 Sonuç

ARINC 429 öğrenmeye değer mi? Kesinlikle evet!

Özellikle havacılıkta çalışmak isteyen mühendisler için vazgeçilmez bir altyapıdır. Sadeliği sayesinde öğrenmesi kolay, uygulaması güçlüdür.

🔖 Terimler Sözlüğü

Terim	Anlamı
Label	Veriyi tanımlayan numara
SSM	Verinin geçerlilik durumu
Parity	Hata kontrol biti
Transmitter	Veri gönderen cihaz
Receiver	Veriyi alan cihaz

📌 Ekstra Kaynaklar

• Holt Integrated Circuits
• ARINC 429 PDF dokümanı (Google üzerinden erişebilirsiniz)
• GitHub’da ARINC 429 simülasyon projeleri

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.

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.

 

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.

 

Tek Fazlı, Üç Fazlı Elektrik Hattı, Doğrultma Devreleri

Türkiye'de evlerde, iş yerlerinde AC 220 V, tek fazlı elektrik hattı bulunmaktadır. Sanayi bölgelerinde AC 380 V, üç fazlı elektrik hattı bulunmaktadır. Bu değerler teknik açıdan voltaj RMS değerleridir. Bu durumda tek fazlı elektrik hattı için tepeden tepeye gerilim farkı 220 V * sqrt(2) = ~311 V değerindedir. Üç fazlı elektrik hattında ise tepeden tepeye gerilim farkı 380 V * sqrt(2) = ~537 V değerindedir. 

Her iki hatta frekans 60 Hz değerindedir.

Aşağıdaki görselde tek fazlı ve üç fazlı elektrik hattını görebilirsiniz.

Tek fazlı hatta V+ 311 V değerindedir. Üç fazlı hatta V+ 537 V değerindedir.

Tek fazlı bir hatta, hattı doğrultmak için aşağıdaki devre topolojisi uygulanabilir.

Bu durumda alttaki görseldeki gibi RL direnci üzerinde her zaman tek yönde, değişken bir gerilim oluşur. RL direnci yerine uygun değerde bir kapasitör kullanılırsa DC gerilim elde edilmiş olur. Düşük dalgalanmaları göz ardı edecek olursak sabit 220 V bir hattı doğrutup DC baraya dönüştürdüğümüz durumda kapasitörün üzerinde ~311 V DC gerilim oluşacaktır.

Üç fazlı bir hatta, hattı doğrultmak için aşağıdaki devre topolojisi uygulanabilir.

Bu durumda RLoad üzerinde tek yönde aşağıdaki gibi bir gerilim uygulanır. Çıkışa kapasitör eklenmesi durumunda tek fazlı hatta örnekteki gibi 571 V seviyesinde DC gerilim oluşacaktır.

*sqrt (2)=~1.414

Kaynaklar:

• https://schoner-electric.com/blog/f/tek-faz-ve-%C3%BC%C3%A7-faz-aras%C4%B1ndaki-fark-nedir
• https://devreyakan.com/tek-fazli-duzeltme/
• 
  

Transistörlü Röle Sürme Devresinde Diyot Kullanımının Önemi

Elektronik devrelerde diyotların farklı görevleri bulunur. Bu yazıda, bir transistör aracılığıyla sürülen bir röle devresindeki diyotun neden kritik bir bileşen olduğunu inceleyeceğiz.

Devre Tasarımına Genel Bakış

Görseldeki devre, bir transistörün yardımıyla bir rölenin kontrol edilmesini sağlamaktadır. Devredeki temel bileşenler şunlardır:

Transistör: Giriş sinyaline göre iletime geçerek rölenin enerjilenmesini sağlar.

Röle: Bobini üzerinden akım geçtiğinde elektromanyetik alan oluşturarak mekanik anahtarının konumunu değiştirir.

Diyot: Röle bobini ile paralel bağlanmış olan bu diyot, devrede bir nevi koruma görevi üretir.

Diyelim ki giriş sinyali transistörü iletime soktu ve rölenin bobini üzerinden akım akmaya başladı. Bu durumda röle mekanik anahtarını kapatır ve bağlı bulunduğu yüklenin çalışmasını sağlar. Ancak, transistör kesime geçip akım akışı aniden kesildiğinde diyotun önemi ortaya çıkar.

Diyotun Koruma Mekanizması

Bir röle bobini, elektromanyetik indürens temelinde çalışr. Bobin üzerinden geçen akım kesildiğinde, bu akımın hızla sona ermesi bobin içerisinde bir öz indürens voltajı oluşturur. Bu voltaj genellikle çok yüksek olabilir (yüzlerce volt seviyesine ulaşabilir) ve devrenin diğer bileşenlerine zarar verebilir.

Diyot, bu noktada koruyucu bir unsur olarak devreye girer. Diyotun röle bobinine paralel bağlı olması, öz indürens sonucu oluşan bu ters yönlü voltajı şu sekilde bastırır:

• Röle bobini akımını kesmeye çalıştığında, bobin uçlarında yüksek bir gerilim oluşur.
• Diyot, ters gerilimi kendi üzerinden ileterek bobinde oluşan enerjiyi çözer.
• Bu sayede transistör, yüksek voltaj seviyesine (spike) maruz kalmaz ve zarar görmekten korunur.

Diyot Olmasaydı Ne Olurdu?

Diyotun bulunmadığı durumlarda, bobin içerisinde oluşan öz indürens voltajı transistörün bacaklarına zarar verebilir. Bu, transistörün yanmasına ya da kalıcı hasarlara yol açabilir. Ayrıca devrenin genel çalışma kararlılığı ciddi anlamda bozulabilir.

Zener Diyotun Rolü

Bu devrede ayrıca bir zener diyot kullanılmış. Zener diyot, belirli bir eşik voltajı aştığında iletime geçerek gerilimi sınırlar. Röle bobini üzerinde oluşan gerilimı kontrol altında tutarak devrede ekstra bir koruma katmanı sağlar.

Sonuç

Diyotlar, basit görünüşlerine rağmen elektronik devrelerde çok kritik bir rol oynar. Görseldeki devrede kullanılan diyot, transistörü ve diğer bileşenleri koruyarak devrenin uzun ömürlü ve güvenilir olmasını sağlar. Bu tür koruma önlemleri, özellikle elektromekanik bileşenlerle çalışan devrelerde vazgeçilmezdir.

Kaynaklar:

1. https://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Relay-driver-circuit.php

POWERB Alkaline LR03 AAA 1.5 Volt Pil Değerlendirmesi @250mA

Bu yazıda testimizi 250 mA seviyesinde gerçekleştirdik. 250 mA sabit akımda voltaj grafiği 800 mV'u yaklaşık 2,4 saatte kesiyor. Bu durumda POWERB Alkaline LR03 AAA pilin kapasitesi 2,4 h*250 mA hesabından 600 mAh olarak bulunur.

Test düzeneği ve ölçüm ile ilgili konulara buradaki yazıdan ulaşabilirsiniz.

Label order: Row ID | Time Stamp (Millisecond) | Voltage (mV) | Current (mA) | Set Current (mA)

Veri seti

Pil Kıyaslama Yazıları

• Batarya Test Düzeneği ve Meganit LR6 AA alkalin 1.5 Volt Pil Değerlendirmesi
• Panasonic Alkaline Power LR6 AA 1.5 Volt Pil Değerlendirmesi @500mA
• Panasonic General Purpose Zinc Carbon R6BE AA 1.5 Volt Pil Değerlendirmesi @250mA
• Duracell Alkaline LR14 1.5 Volt Pil Değerlendirmesi @250mA