AT89C2051P ile 301 Ledli Analog Saat

301 Ledli Analog Saat projesine ait PCB Şema Dosyaları ve C51 Derleyici ile hazırlanmış C-hex Kaynak kodları bulunmakta LED saat devresi AT89C2051P mikrodenetleyici üzerine kurulu. Dairesel yerleşimli LED yapısı sayesinde yüksek görünürlük sunan ledli analog saat projesi

LED’li Analog Saat Tasarımı

Bu analog saat tamamen LED’lerden oluşturulmuştur. En büyük avantajı, evin neredeyse her noktasından rahatlıkla görülebilmesidir.

Yüksek parlaklık ve dairesel yerleşim sayesinde hem işlevsel hem de estetik bir görünüm sunar.

Genel Yapı ve LED Dizilimi

Saatin kadranı, çapı 3 mm olan 301 adet LED ile oluşturulmuştur. Bu LED’lerin biri merkezde yer alırken, saat işaretlerini belirlemek için ayrıca 12 adet kontur LED’i kullanılmıştır. LED’ler toplamda yedi eş merkezli daire hâlinde dizilmiştir:

En dıştaki üç dairede her biri 60 LED bulunur.

İçteki dört dairede ise her biri 30 LED yer alır.

Bu dağılımın temel nedeni, saatin boyutlarının bir CD’ye yakın olacak şekilde tasarlanmış olmasıdır.

İç halkalarda tam 60 LED’e yer kalmadığı için akıllı bir yazılım tekniği uygulanmıştır: İç halkalardaki LED’ler, akrep ve yelkovanın hareketine bağlı olarak alternatif biçimde yanar.

Bu sayede görsel bütünlük bozulmadan oldukça tatmin edici bir sonuç elde edilmiştir.

LED Saat Devre Şeması

Gövde ve Mekanik Yapı

Saatin kasası, IKEA’dan temin edilen iki adet aynı model çiçek altlığından oluşturulmuştur. Bu altlıklar kalın ve sert plastikten üretildiği için, LED deliklerinin birbirine çok yakın açılmasına uygundur. İnce plastik malzemeler bu tür uygulamalarda delme sırasında çatlama veya kırılma riski taşıdığı için tercih edilmemelidir.

LED Matris Yapısı ve Gösterim Mantığı

LED’ler, 6×10’luk iki ayrı LED matrisi şeklinde gruplanmıştır:

Birinci matris, en dış halkadaki LED’leri kapsar (D241–D300) ve saniye göstergesi olarak kullanılır.

İkinci matris ise iç halkalardaki LED’leri (D1–D240) kapsar ve akrep ile yelkovanı oluşturur.

Akrep-yelkovan matrisindeki her bir segment, dört LED’den oluşur. Dış halka bağımsız olarak sürülür ve iki işlevi vardır:

Anlık saniyeyi, hareketli tek bir LED ile gösterir.

Yelkovanın uzatılması için kullanılır.

Bu sayede yelkovan, akrepten bir LED daha uzun görünür ve kolayca ayırt edilir.

Elektronik Kartlar ve Üretim Süreci

Devre iki adet tek yüzlü baskı devre kartı üzerine kurulmuştur:

LED kartı Saat kontrol kartı

Çift yüzlü PCB kullanmak daha pratik olsa da, ev ortamında üretimi zor olduğu için tek yüzlü kartlar tercih edilmiştir. Kartlar EAGLE programında tasarlanmış, toner transfer (ütüyle baskı) yöntemiyle üretilmiştir. Kartların dairesel forma getirilmesi biraz zahmetli olsa da, dikkatli çalışmayla mümkündür.

LED montajına geçmeden önce, LED’lerin yerleştirileceği plastik tabanın hazırlanması önerilir. Bunun için:

LED merkezlerini gösteren çizim 1:1 ölçekte yazdırılır.

Bu çıktı tabana yapıştırılır ve merkezler dikkatlice işaretlenir.

Önce 1–1,5 mm’lik matkapla ön delikler açılır.

Ardından 3,1 mm’lik matkapla nihai delikler genişletilir.

Bu yöntem, LED kartının deliklere sorunsuz oturmasını sağlar.

Lehimleme ve Montaj İpuçları

Toplamda 313 LED’in lehimlenmesi ciddi sabır gerektirir. Montaj sırası şu şekilde yapılmıştır:

Önce dirençler ve transistörler lehimlenir.

Saat kontur LED’leri aynı yükseklikte olacak şekilde monte edilir.

Son olarak 301 adet kadran LED’i parti parti yerleştirilir.

LED kartı tek yüzlü olduğu için tüm bağlantılar PCB üzerinde yer alamamıştır. Bu nedenle bazı satır bağlantıları ince kablolarla manuel olarak yapılmıştır.

Mikrodenetleyici ve Kontrol Devresi

Saatin kalbinde Atmel AT89C2051 mikrodenetleyicisi yer alır. Alternatif olarak AT89C1051 de kullanılabilir; çünkü yazılım 500 bayttan daha az bellek kaplamaktadır.

Mikrodenetleyicinin P1 portu, veri yolu olarak kullanılır.

Veriler, 74HC573 latch entegreleri aracılığıyla LED’lere aktarılır.

IC2 ve IC3 iç halkaları, IC4 ve IC5 ise dış halkayı kontrol eder.

Bu yapı sayesinde akrep, yelkovan ve saniye göstergesi yazılımsal olarak oluşturulur. Saat ayarı, tek bir butonla yapılır. Buton basılı tutuldukça ibreler giderek hızlanır ve istenen saat çok kısa sürede ayarlanabilir.

Yeni Tasarım

Geliştirilen yeni versiyonda temel çalışma mantığı korunmuş, ancak sistem iki adet çift yüzlü PCB üzerine taşınmıştır. Kartlar, dişi–erkek pin başlıklarıyla birbirine bağlanmıştır. Bu yapı:

Kartların kolayca ayrılmasını Programlama veya bakım işlemlerinin rahat yapılmasını Arızalı LED’lerin değiştirilebilmesini mümkün kılar.

Yeni yazılımda ayrıca: Saat kontur LED’lerinin parlaklığı ayarlanabilir hâle getirilmiş, Saniye göstergesi için tek LED veya ok şeklinde ibre seçeneği eklenmiştir.

Fotoğraflar gerçek renkleri tam yansıtmasa da, özellikle turuncu modelde saniye ibresinin daha düşük parlaklıkta yanması, onu diğer ibrelerden net biçimde ayırmaktadır. Bu parlaklık seviyesi de kullanıcı tarafından ayrı ayrı ayarlanabilmektedir.

The clock is built from 301 LEDs with a diameter of 3 mm fi = forming face (this Jend diode is in the middle) and 12 diodes contour hours. LEDs are arranged in seven districts.

The three most outer districts contain 60 diodes each, while the four inner districts contain 30 diodes each. It was dictated by the dimensions of the clock, which is similar size to the size of a CD, which shows a photograph next to it.

It has caused the size of the clock, the four inner districts do not accommodate full amount of 60 light-emitting diodes. However, a gimmick applied here: namely the control diodes is carried out in such a way that the internal diodes in the districts of the alternating light and turning it. The final effect is more than satisfactory.

Enclosures create two identical clock stands at the flowers purchased at the store, IKEA. The stands are made of hard plastic and thick, therefore, is suitable for this purpose, because the holes are drilled into LED fairly close together. It’s better not to try to bridge the implementation of the casing with a thin plastic, because when drilling holes, a stand may break.

Kaynak: tobajer.w.interia.pl