AT89C2051 DF2S-3 LCD Göstergeli dijital terazi

Dijital terazi devresi atmel AT89C2051 mikro denetleyici üzerine kurulu ölçümde kullanılan ağırlık sensörü DF2S-3 sensör çıkışı A620 ile kuvvetlendirilerek TLC549 analog dijital çevirici entegresine giriliyor. Projeye ait eagle baskı devre, şema kaynak kodlar (asm, hex, bin) verilmiş.

Maksimum 2,5 kg ağırlığa ve 10 gr hassasiyete sahip mutfak terazisidir. Aralığın aşılması sesli bir sinyal ve bir LED ile belirtilir. Ağırlık, dört haneli bir LCD ekranda görüntülenir. Terazi ayrıca tartılan ağırlığı sıfırlamak için bir düğme içerir. Güç kaynağı, ayarlanan sınırın altındaki deşarjı bir LED diyot ile gösterilen bir pil tarafından sağlanır. Bundan sonra pilin yeniden şarj edilmesi gerekir, aksi takdirde voltaj çalıştırılabilir bir seviyenin altına düşer ve ekranda yanlış bir ağırlık değeri gösterilir. Teraziyi kapatmayı unutmaktan kaynaklanan gereksiz pil boşalmasını önlemek için, 2 dakika işlem yapılmadığında (sadece tartının üzerinde ağırlık yoksa) kendini kapatır.

Blok şeması:

Sensöre kuvvet uygulayarak tartım platformu üzerinde ağırlık yapar, deforme olur ve aynı zamanda üzerine yapıştırılmış 4 adet gerinim ölçerin direncini değiştirir. Bu gerinim ölçerler köprülenmiştir. Sensörden gelen çıkış voltajı mV mertebesindedir, bu nedenle daha sonraki işlemler için yükseltilmesi gerekir, bunun için AD620 enstrüman amplifikatörünü kullandım. Kazanç 150 olarak ayarlanmıştır.

Güçlendirilmiş sinyal artık TLC549 8 bitlik seri A/D dönüştürücü kullanılarak dijital bir değere dönüştürülebilir. µ-işlemci AT89C2051, A/D dönüştürücüden ölçülen değerin 4 haneli LCD ekranda görüntülenen doğru ağırlık verilerine dönüştürüldüğü tüm terazinin çekirdeğidir. Ağırlık aşılırsa, aşırı yük göstergesi etkinleştirilir ve ekranda —- görüntülenir.

Sıfırlama düğmesi, çıkarılacağı mevcut ağırlığı sıfırlamak için kullanılır, örneğin: teraziye bir kase yerleştirip sıfırlarız, bundan sonra sadece bu kaseye koyduklarımız tartılacak. Kaseyi çıkarırsak, ardından —- görüntülenir, bu kez yüksüz olarak teraziyi tekrar sıfırlamamız gerekir. Terazi, gerektiğinde dahili şarj cihazı ile şarj edilebilen bir Ni-Cd pil ile çalışır. Şarj ederken, tartının geri kalanına giden güç bağlantısı kesilir. Terazi Açma/Kapama düğmesiyle açılıp kapatılır (açmak için basın / kapatmak için basın). Pilin gereksiz yere boşalmasını önlemek için, 2 dakika işlem yapılmadığında tartı ancak üzerinde ağırlık yoksa kendi kendine kapanır.

Düşük pil göstergesi, teraziyi mümkün olan en kısa sürede şarj etmemiz gerektiği konusunda bizi uyarır, aksi takdirde düşük besleme voltajı nedeniyle tartım hataları meydana gelir ve ekranda gerçek ağırlıkla ilgili yanlış veriler görünmeye başlar. Terazi, gerektiğinde dahili şarj cihazı ile şarj edilebilen bir Ni-Cd pil ile çalışır. Şarj ederken, tartının geri kalanına giden güç bağlantısı kesilir. Terazi Açma/Kapama düğmesiyle açılıp kapatılır (açmak için basın / kapatmak için basın). Pilin gereksiz yere boşalmasını önlemek için, 2 dakika işlem yapılmadığında tartı ancak üzerinde ağırlık yoksa kendi kendine kapanır.

Düşük pil göstergesi, teraziyi mümkün olan en kısa sürede şarj etmemiz gerektiği konusunda bizi uyarır, aksi takdirde düşük besleme voltajı nedeniyle tartım hataları meydana gelir ve ekranda gerçek ağırlıkla ilgili yanlış veriler görünmeye başlar. Terazi, gerektiğinde dahili şarj cihazı ile şarj edilebilen bir Ni-Cd pil ile çalışır. Şarj ederken, tartının geri kalanına giden güç bağlantısı kesilir. Terazi Açma/Kapama düğmesiyle açılıp kapatılır (açmak için basın / kapatmak için basın). Pilin gereksiz yere boşalmasını önlemek için, 2 dakika işlem yapılmadığında tartı ancak üzerinde ağırlık yoksa kendi kendine kapanır.

Düşük pil göstergesi, teraziyi mümkün olan en kısa sürede şarj etmemiz gerektiği konusunda bizi uyarır, aksi takdirde düşük besleme voltajı nedeniyle tartım hataları meydana gelir ve ekranda gerçek ağırlıkla ilgili yanlış veriler görünmeye başlar. yani 2 dakikalık hareketsizlikten sonra, tartı ancak üzerinde ağırlık yoksa kendi kendine kapanacaktır.

Düşük pil göstergesi, teraziyi mümkün olan en kısa sürede şarj etmemiz gerektiği konusunda bizi uyarır, aksi takdirde düşük besleme voltajı nedeniyle tartım hataları meydana gelir ve ekranda gerçek ağırlıkla ilgili yanlış veriler görünmeye başlar. yani 2 dakikalık hareketsizlikten sonra, tartı ancak üzerinde ağırlık yoksa kendi kendine kapanacaktır. Düşük pil göstergesi, teraziyi mümkün olan en kısa sürede şarj etmemiz gerektiği konusunda bizi uyarır, aksi takdirde düşük besleme voltajı nedeniyle tartım hataları meydana gelir ve ekranda gerçek ağırlıkla ilgili yanlış veriler görünmeye başlar.

Yalnızca IO4, transistör T2, C11’in yayıcısı ve Açma/Kapama düğmesi doğrudan pilden beslenir. IO4, CMOS teknolojisi ile yapıldığından tüketimi minimumdur ve dolayısıyla kapatıldığında tüm terazinin geri kalan tüketimi. IO4, bir T flip-flop (ikiye bölen) olarak bağlanır. C11 ve R14, Q çıkışını pil bağlandığında günlüğe kaydedecek şekilde ayarlar. H, transistör T1 kapatılır, böylece devrenin geri kalanına giden güç kesilir. Düğmeye basıldığında CLK saat girişine bir günlük uygulanır. H, devre döner, T1 ve T2 transistörleri açılır ve bu, ölçeğin geri kalanına giden gücü açar.

OZ3, akü voltajını izleyen bir voltaj karşılaştırıcısı olarak bağlanır. Düzeltici P4 tarafından belirlenen sınırın altına düşerse, toplayıcısına bağlı bir gösterge LED’i olan ve düşük pil sinyali veren transistör T3’ü açar. Diğer devreler için IO5 stabilizatöründen aldığımız +5V’luk bir gerilime ihtiyacımız var, C12 – C14 sadece voltaj filtreleme için kullanılır. Ağırlığı algılayan tensometrik sensör bir köprü bağlantısındadır ve çıkışındaki sinyal mV birimleri düzeyindedir. Bu sinyal daha fazla işlem için çok küçüktür, bu nedenle devreye bir entegre enstrüman amplifikatörü IO2 bağlanır, kazancı 150’dir ve 330 değerine ayarlanan P3 düzeltici tarafından verilir.

Yükseltilmiş sinyal ayrıca üzerine bindirilir AD620 devresi tarafından sağlanan sabit voltaj (yaklaşık 1,0 V), bu, bir çoklu voltaj bölücüden ve işlemsel yükseltici OZ2A tarafından ayrılan empedanstan elde edilir. Güçlendirilmiş sinyal, A/D dönüştürücü IO3’ün girişine beslenir. Dönüştürücünün aralığı, REF+ (yaklaşık 2,7V) ve REF- (yaklaşık 1,1V) girişlerine iki referans değeri uygulanarak ayarlanabilir. Her iki voltaj da aynı voltaj bölücüden türetilir ve OZ1 ile ayrılan empedans. Referans değerlerin boyutu, dönüştürücü için alt ve üst sınırları belirleyecek olan P1 ve P2 düzelticiler tarafından ayarlanabilir. Dönüştürücü üreticisine göre, referans değerler arasındaki fark her zaman 1V’tan büyük olmalıdır.

Güçlendirilmiş ve dönüştürülen sinyal, IO1 işlemcisi tarafından işlenir (daha fazlası aşağıdadır). İşlemci standart bir bağlantıdadır, C9 ve R8 bileşenleri, açıldıktan sonra işlemcinin sıfırlanmasını sağlar, kristal Q1, onu 24 MHz frekansında çalıştırır. İşlemciden gelen çıktı, LCD ekran DIS1’in segmentlerini çalıştıran dört adet 8 bitlik kaydırma yazmacı IO6 – IO9’dan geçer. Ekranın ortak çıkışı doğrudan işlemci bağlantı noktasına bağlanır. Ekran bölümleri, 20 ila 150 Hz (durum değişikliği 40 ila 300x/s) frekanslı alternatif bir sinyalle uyarılmalıdır.

Bu, günlüğe kaydetmeye ayarlanan ortak çıkış anlamına gelir. H ve görüntülenen segmentleri günlükte gönderin. Bir sonraki yayında L ve tersi. 2,5 kg’lık bir ağırlık aşılırsa (olası sıfırlamadan bağımsız olarak), böylece işlemci transistör T5’i kapatır ve piezo-siren SIR’ı ve aşırı yükü gösteren LED DSIR’yi başlatır. ZERO düğmesine bastıktan sonra işlemcinin harici kesme girişi olan P3.2 portu topraklanır ve işlemci tartıdaki mevcut ağırlığını hatırlar. Teraziye ağırlık konulmaz ve 2 dakika boşta kalırsa IO4 logunu devrenin CLK girişine getirecek olan T4 transistörünü açar.

H, tersine döner ve işlemci ve IO4 dışındaki diğer bileşenler için güç kaynağını keser. Çalışma sırasında ağırlığın tüketimi yaklaşık 40mA’dır. IO4 log devresinin CLK girişine getirecektir. H, tersine döner ve işlemci ve IO4 dışındaki diğer bileşenler için güç kaynağını keser. Çalışma sırasında ağırlığın tüketimi yaklaşık 40mA’dır. IO4 log devresinin CLK girişine getirecektir. H, tersine döner ve işlemci ve IO4 dışındaki diğer bileşenler için güç kaynağını keser. Çalışma sırasında ağırlığın tüketimi yaklaşık 40mA’dır.

Program fonksiyonlarının analizi:

İşlemci sıfırlandıktan sonra, değerler ayarlanır (başlatılır) ve ekrana ne zaman iletileceğini belirleyen zamanlayıcı 0 ve A/D dönüştürücüden yeni değerin ne zaman okunacağını belirleyen zamanlayıcı 1 başlatılır. Ayarlamadan sonra, değer dönüştürücüden okunur ve kendi programı başlar. İlk olarak sıfırlama sırasında kaydedilen değer (şu anda 0) ekranda —- görüntülendiğinde okunan değerden çıkarılarak negatif değerlerde olup olmadığı karşılaştırılır.

Değilse terazide sıfır ağırlık olup olmadığını algılar, varsa 2 dakika geri saymaya başlar ve sıfır ağırlık değişmezse kapanır. Şimdi A/D dönüştürücüden gelen değeri karşılaştırır ve 2,5 kg’lık ağırlığın aşılmadığını görür, aksi takdirde aşırı yük göstergesini yakar. Ayrıca bölme işlemini kullanarak binler, yüzler, onlar ve birlerin sayısını bulurlar. Bir şey 0 ise, diğerlerini karşılaştırır ve fazla sıfırları ekranda göstermez.

İstenen sayının ekranda görüntülenmesi için binler, yüzler, onlar ve birlerin sayısının bir bit kombinasyonuna dönüştürülmesi gerekir. Ağırlık verileri işlenir ve iletilmeye hazırdır, bu nedenle program zamanlayıcının süresinin dolup dolmadığını ve ekrana iletilmemesi gerektiğini kontrol eder, aksi takdirde A/D dönüştürücüden yeni bir değerin okunması gerekip gerekmediğini karşılaştırır, değilse karşılaştırır ekrana aktarır.

Şarj cihazının şeması, yapısı ve açıklaması :

Bu, bir Ni-Cd pil için basit bir şarj cihazı bağlantısıdır. Bu bağlantı en uygunu olmasa da ara sıra yapılan şarjlar için tamamen yeterli. Şarj cihazının U-KPZ3 adaptör kutusuna sığabilmesi için bu kadar basit bir bağlantı seçtim. Şebeke gerilimi, 12V sekonder gerilimi olan bir transformatöre bir sigorta aracılığıyla sağlanır. Bu voltaj M1 köprüsü üzerinden doğrultulur, C1, C2 tarafından filtrelenir ve ayarlanabilir voltaj dengeleyici LM317T’ye beslenir. R3 ve R4 dirençleri kullanılarak, çıkış voltajı Uout =1,25(1+R4/R3) formülüne göre 11,5V’a ayarlanır .

Sabit şarj akımı, formül I’e göre R2 direnci ile 60mA’ya ayarlanır.=1.25/R2. Bu şekilde ayarlanan voltaj, C3, C4 kullanılarak filtrelenir. LED D1 yalnızca şarj cihazının ağa bağlı olduğunu göstermeye yarar. Diyot D2, şarj edilmiş akünün bağlantısını kesmeden önce şarj cihazını kapatırsak dengeleyiciyi ters akım tarafından yok edilmekten korur. IO1 üzerine küçük bir soğutucu yerleştirilmesi tavsiye edilir.

Bir Ni-Cd pil, pil voltajının yaklaşık %125’inde şarj edilmelidir ki bu benim durumumda 12V’tur ve pil kapasitesinin yaklaşık 1/10’u, yani 60mA’lik bir akımla şarj edilmelidir. Akünün olası hasar görmesini önlemek için şarj voltajını kasıtlı olarak biraz düşürdüm.

Kaynak: http://paja-trb.cz/konstrukce/vaha.html