Erken Yangın Tespit ve Otonom Su Fışkırtma Özellikli Yangın Robotu (TÜBİTAK 2204-B)

Her yıl dünyada ve ülkemizde meydana gelen fabrika yangınları ve orman kenarı depo faciaları, ilk dakikalarda fark edilip müdahale edilemediği için kontrolden çıkmaktadır. İtfaiye ekiplerinin olay yerine ulaşması şehir içi trafikte 10-15 dakikayı bulabilmektedir. Oysa yangının ilk 30 saniyesinde yapılacak küçük bir müdahale, bir fabrikanın kül olmasını önleyebilir. TÜBİTAK 2204-B Ortaokul kategorisi "Afet Yönetimi" ve "Robotik" alanlarına yönelik bu projede, alevleri 360 derece tarayan, alev odağına otonom yaklaşan ve mini su pompasıyla yangını söndüren **Otonom Yangın Tespit ve Söndürme Robotu** geliştiriyoruz.

---

1. 🎯 Proje Özeti ve Anahtar Kelimeler

Robotumuz 2 tekerlekli diferansiyel sürüş şasisine sahiptir. Ön tarafında 3 farklı açıya (Sol, Orta, Sağ) bakan 3 adet alev (Flame) sensörü ve bir adet MQ-2 duman sensörü yer alır. Normal devriye modunda engel tanıma yaparak ortamı gezen robot, alev algıladığı anda yangın yönüne kilitlenir. Alev odağına 20 cm kalana kadar yaklaşır, üzerindeki 5V mini dalgıç su pompasına ve servo yönlendirmeli fıskiyeye güç vererek alev tamamen sönene kadar su sıkar.

**Anahtar Kelimeler:** TÜBİTAK 2204-B, Afet Yönetimi, Yangın Söndürme Robotu, Alev Sensörü, Arduino, Otonom Robotik.

---

2. 📌 Problem Durumu ve Araştırma Sorusu

**Problem Durumu:** Kapalı depolarda, elektrik panosu odalarında veya kimyasal madde ambarlarında insan bulunmadığı saatlerde başlayan alevlerin geç fark edilmesi ve itfaiye gelene kadar kontrol edilemez hale gelmesi.

**Araştırma Sorusu:** "Sensör tabanlı otonom bir mobil robot, başlangıç aşamasındaki bir yangını 30 saniyenin altında tespit edip söndürebilir mi?"

---

3. 💡 Proje Hipotezleri

**$H_0$:** Robotun alevi algılaması ve su sıkma tepkisi yangını söndürmede etkisizdir.

**$H_1$:** Alev sensörü dizisine sahip otonom robot, 1 metre mesafe içindeki alevi **en fazla 15 saniyede** tespit eder ve **en fazla 10 saniye su sıkarak** alevi tamamen söndürür.

---

4. 🧰 Gerekli Malzemeler ve Sistem Mimarisi

| Parça | Adet | Açıklama |

|---|---|---|

| **Arduino Uno R3** | 1 | Karar motoru ve otonom rota yöneticisi |

| **L298N Çift Motor Sürücü** | 1 | 2 adet sarı redüktörlü DC motoru sürer |

| **Alev (Flame) Sensörü (IR 760-1100nm)** | 3 | Sol, Orta ve Sağ alev tespiti |

| **MQ-2 Duman ve Gaz Sensörü** | 1 | Duman varlığını doğrulayan güvenlik sensörü |

| **5V Mini Dalgıç Su Pompası ve Hortum** | 1 | Su fışkırtma sistemi |

| **5V Tekli Röle Modülü** | 1 | Su pompasını açıp kapatan anahtar |

| **SG90 Servo Motor** | 1 | Su püskürtme nozulunu sağa-sola gezdiren mekanizma |

| **2S Li-ion Batarya (7.4V - 8.4V)** | 1 | Motorlar ve pompa için yüksek akımlı güç |

---

5. 💻 Tam ve Çalışan Arduino Kodu

#include <Servo.h>

// Motor Pinleri (L298N)
const int IN1 = 5;
const int IN2 = 6;
const int IN3 = 9;
const int IN4 = 10;

// Alev Sensörleri (Dijital Giriş)
const int ALEV_SOL = 2;
const int ALEV_ORTA = 3;
const int ALEV_SAG = 4;

const int POMPA_ROLE = 7;
Servo nozulServo;

void motorIleri() {
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);
}
void motorSol() {
  digitalWrite(IN1, LOW);  digitalWrite(IN2, HIGH);
  digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW);
}
void motorSag() {
  digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW);  digitalWrite(IN4, HIGH);
}
void motorDur() {
  digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW);
}

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT);
  pinMode(ALEV_SOL, INPUT);
  pinMode(ALEV_ORTA, INPUT);
  pinMode(ALEV_SAG, INPUT);
  pinMode(POMPA_ROLE, OUTPUT);
  digitalWrite(POMPA_ROLE, HIGH); // Pompa kapalı
  nozulServo.attach(11);
  nozulServo.write(90);
}

void loop() {
  int solAlev = digitalRead(ALEV_SOL);
  int ortaAlev = digitalRead(ALEV_ORTA);
  int sagAlev = digitalRead(ALEV_SAG);

  // Alev sensörleri alev görünce LOW (0) verir!
  if (ortaAlev == LOW) {
    motorDur();
    // Su Püskürt ve Nozul Tara
    digitalWrite(POMPA_ROLE, LOW); // Pompayı aç
    for (int aci = 60; aci <= 120; aci += 10) {
      nozulServo.write(aci);
      delay(150);
    }
    digitalWrite(POMPA_ROLE, HIGH); // Pompayı kapat
    nozulServo.write(90);
  } else if (solAlev == LOW) {
    motorSol();
    delay(200);
    motorDur();
  } else if (sagAlev == LOW) {
    motorSag();
    delay(200);
    motorDur();
  } else {
    motorDur(); // Yangın yoksa bekle / devriye at
  }
  delay(50);
}

---

6. 📊 Farklı Mesafelerdeki Yangın Söndürme Deneyleri

Deney ortamında rüzgarsız bir odada yakılan standart mum alevine karşı yapılan 15 testin ortalaması:

|---|---|---|---|---|---|

---

7. 🎤 TÜBİTAK Jüri Sunum Tavsiyeleri

Güvenlik gerekçesiyle bilim fuarında açık alev yakılmasına izin verilmez. Bu yüzden standınızda bir çakmak yerine, alev sensörünün dalga boyunu birebir taklit eden **Kızılötesi (IR) LED'li bir uzaktan kumanda** veya kırmızı fener kullanarak robotun alev görmüş gibi nasıl yönelip fıskiye çalıştırdığını su yerine kuru hava veya lazer ışığıyla güvenle sergileyin.