Lpt port kontrollü 32 çıkışlı kontrol kartı 74hct573

Devre daha önce paylaştığım “Bilgisayar ile Cihaz Kontrolü” yazısındaki devrelerin benzeri 74hct573 entegresi sayesinde çıkışlar çogaltılmış (32 adet) ayrıca kaynak kodları ile iki adet kontrol programı bulunuyor

PC ile Güç Kontrolü

Paralel Port Üzerinden 32 Kanal Genişletme

Bu devre, bir PC’nin paralel portuna aynı anda dört adet güç kontrol modülünün bağlanmasına imkân tanır.

Kullanılan paralel portun çift yönlü (bidirectional) olması gerekmez; bu nedenle çok eski bilgisayarlar dahi bu sistemi sorunsuz şekilde kontrol edebilir.

İlk bakışta devre karmaşık gibi görünse de, çalışma mantığı oldukça basittir.

Devrede kullanılan her entegre, 8 bitlik (oktal) bir latch görevi görür.

Bu entegreler, girişlerinde bulunan veriyi yalnızca belirli bir kontrol sinyali geldiğinde çıkışlarına aktarır ve orada tutar.

32 Part Kontrol Kartı 74HCT573 Devre Şeması

• Latch’lerin Çalışma Mantığı
• 2–9 numaralı pinler: Veri girişleri
• 12–19 numaralı pinler: Veri çıkışları
• 11 numaralı pin (Latch Enable): Kontrol girişi

Kontrol pini (pin 11) lojik “0” (toprak) seviyesinde iken, çıkışlar sabit kalır; girişlerdeki veri değişse bile çıkışlar etkilenmez.

Bu pin lojik “1” (5 V) seviyesine alındığında ise, girişlerdeki veri doğrudan çıkışlara aktarılır. Kontrol pini “1” seviyesinde tutulduğu sürece, girişteki her değişiklik çıkışlara da yansır.

Dört entegredeki veri girişleri paralel olarak bağlanmıştır. Bu sayede PC’nin paralel portundaki 2–9 numaralı veri pinlerinde bulunan bilgi, tüm entegrelere aynı anda ulaşır. Ancak her seferinde yalnızca istenen çıkış grubunun (A, B, C veya D) güncellenmesi gerekir.

Bu seçim, paralel portun kontrol pinleri aracılığıyla yapılır. Her kontrol pini yalnızca bir entegreyi yönetir. Böylece, 8’erli gruplar hâlinde toplam 32 bağımsız çıkış kontrol edilebilir.

Kontrol Mantığı

PC tarafındaki yazılım, paralel portu kullanabilen herhangi bir programlama diliyle yazılabilir. Ancak sistemin ilk çalıştırmada hangi durumda olduğunu bilemeyeceğimiz için, yazılımın ilk görevi devreyi başlatmak (initialize etmek) olmalıdır.

Başlatma (Initialization) Adımları

Paralel portun veri hattı “0” yapılır → 2–9 numaralı pinlerin tamamı toprağa çekilir.

Verinin entegre girişlerine yerleşmesi için 10 ms beklenir. (Aslında 1 ms yeterlidir, ancak güvenli olması için daha uzun tutulur.)

Paralel portun dört kontrol pini lojik “1” yapılır ve dört entegre aynı anda etkinleştirilir.

10 ms daha beklenir; bu sürede latch’ler çıkışları sabitler.

Son olarak kontrol pinleri tekrar “0” yapılır. Böylece çıkışlar kapalı (0 seviyesinde) kalır ve girişteki yeni veriler çıkışları etkilemez.

Bu işlem sonunda modül başlatılmış olur ve tüm çıkışlar kapalı durumdadır.

Çıkış Durumunu Değiştirme

Bir çıkış grubunun (A, B, C veya D) durumunu değiştirmek için:

Paralel port veri hattına, çıkışlarda istenen durum yazılır.

10 ms beklenir.

İlgili entegreyi kontrol eden pin lojik “1” yapılır.

10 ms daha beklenir; veri latch’e kilitlenir.

Kontrol pini tekrar “0” yapılır ve işlem tamamlanır.

Hem başlatma hem de kontrol işlemlerinden sonra, sistemin kararlı çalışması için 10 ms bekleme süresi bırakılması tavsiye edilir.

Kontrol Pinleri Hakkında Önemli Bir Not

Paralel portun bazı kontrol pinleri ters lojik ile çalışır. Yani:

Normal lojikte:

Bit = 1 → Pin yüksek (gerilim var)

Bit = 0 → Pin düşük (toprak)

Ters lojikte:

Bit = 0 → Pin yüksek

Bit = 1 → Pin düşük

Bu durum göz önünde bulundurulmazsa, yanlış tetiklemeler veya kontrol hataları oluşabilir.

Güç Aşamaları ile Kullanım

Bu devre, 220 V yükler, motorlar, lambalar veya röleler gibi elemanları kontrol edebilen güç katlarıyla birlikte kullanılır.

Lambalar ve dirençli yükler için → Triyaklı güç devreleri

Motorlar, karmaşık devreler veya mekanik anahtarlama gereken uygulamalar için → Röleli güç devreleri

Sadece deneme amaçlı kullanımda ise, her entegre çıkışına 470 ohm direnç + LED (anot toprağa bağlı) eklenerek, paralel port monitörü gibi çalıştırılabilir. Bu yöntem, harici yük bağlamadan sistemi test etmek için idealdir.

Tavsiye Edilen Kaynaklar

“Standart Paralel Port (SPP)” konulu makalenin okunması

74HCT573 entegresinin veri sayfasının incelenmesi

Panel 32 Programı

Bu yazılım, modüldeki 32 çıkışın tamamını kullanıcı dostu bir arayüzle kontrol etmeyi sağlar. İlgili anahtara tıklanması yeterlidir; çıkış anında istenen duruma geçer.

Ek Özellikler

Açılış hafızası: Son çıkış durumu hatırlanır

5 adet kullanıcı tanımlı hafıza

Her anahtar için isimlendirme (mouse ile üzerine gelindiğinde görüntülenir)

Ayarların dosyaya kaydedilmesi

Kullanılacak paralel port ve gecikme süresinin ayarlanması

Gecikme süresi, veriler gönderildikten sonra latch’lerin doğru çalışması için kullanılan bir döngüdür ve genellikle 10.000 iterasyon içerir.

Control 32 Programı

Bu program daha az otomatik olup, öğretici amaçlı tasarlanmıştır. 32 çıkışlı bu kart için nasıl yazılım geliştirilmesi gerektiğini göstermek amacıyla hazırlanmıştır.

Gönderilecek veri, “Dato” alanındaki 8 LED seçilerek belirlenir

İlgili kontrol butonuna basılarak veri gönderilir

“Todos los latch’s” butonu, aynı veriyi tüm latch’lere gönderir

“Inicializar” butonu tüm çıkışları sıfırlar

“Limpiar” seçeneği, işlem günlüğünü temizler.

Röle ile Güç Kontrolü

Röle, bobinine uygulanan düşük gerilim ve akım sayesinde yüksek güçlü yükleri anahtarlayabilen elektromekanik bir elemandır. Rölenin içinde bulunan bobin enerjilendiğinde bir manyetik alan oluşur ve bu alan, mekanik anahtarı harekete geçirir. Güç yükünü doğrudan kontrol eden kısım bu mekanik anahtardır; elektronik devrenin görevi ise yalnızca bobini sürmektir.

Bu yapı sayesinde kontrol devresi ile güç devresi birbirinden elektriksel ve mekanik olarak izole edilmiş olur. Ancak röle bobinini çalıştırmak için gereken akım ve gerilim, bir PC’nin paralel portundan doğrudan sağlanamayacak kadar düşüktür. Bu nedenle araya bir sürücü devresi eklenmesi gerekir.

Devrenin Yapısı ve Çalışması

Bu devre son derece basittir ve paralel porttan alınan sinyallerle 12 V bobin gerilimine sahip 8 adet rölenin kontrol edilmesini sağlar.
Akım sınırlama, ters gerilim koruması ve sürücü transistörleri gibi tüm gerekli elemanlar, tek bir entegre içinde toplanmıştır.

Bu görev için kullanılan entegre ULN2803’tür. Entegrenin içinde, her biri bağımsız çalışan 8 adet sürücü kanalı bulunur. Her kanal, bir röleyi doğrudan sürebilecek şekilde tasarlanmıştır.

Mikroskopla bakıldığında, ULN2803 entegresinin içinde her kanal için aynı sürücü devresinin tekrarlandığı görülür. Yani entegre, aslında tek paket içinde yer alan sekiz ayrı röle sürücüsünden oluşur.

Isınma ve Normal Çalışma Durumu

ULN2803 entegresinin çalışırken ortam sıcaklığına göre ılık hatta hafif sıcak hissedilmesi normaldir. Bunun nedeni, röle bobinlerinin çektiği akımın entegre içinden geçmesidir. Bilindiği üzere, akım taşıyan yarı iletkenler bir miktar ısı üretir. Bu durum, entegre çalışma sınırları içinde kaldığı sürece herhangi bir sorun teşkil etmez.

Röle Çıkışlarının Kullanımı

Röle kontakları üzerinden kullanıcı; lambalar, motorlar, rezistif yükler, ya da farklı elektriksel devreleri kontrol edebilir. Burada dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, röle kontaklarının maksimum gerilim ve akım değerlerinin aşılmamasıdır.

Daha yüksek güçlerin kontrol edilmesi gerekiyorsa, bu röleler yalnızca birer ara anahtar olarak kullanılıp; endüstriyel kontaktörler ya da daha yüksek akım kapasiteli röleler sürülebilir.

Koruma ve Güvenlik Önerileri

Her röle çıkışına ayrı bir sigorta eklenmesi son derece iyi bir uygulamadır. Olası bir arıza durumunda sigortanın atması, hem röleyi hem de baskı devre yollarını korur. Pratikte bir sigortayı değiştirmek; bir röleyi söküp yeniden lehimlemekten ya da yanmış bir PCB yolunu onarmaktan çok daha kolay ve ekonomiktir.

Triyak ile Güç Kontrolü

Bilgisayarlar, neredeyse her şeyin yazılım yoluyla kontrol edilebilmesini sağlar. Olaylara, zamanlamalara ve kullanıcı etkileşimlerine bağlı olarak çalışan sistemler geliştirmek oldukça kolaydır. Özellikle modern görsel programlama araçları, grafik arayüzler sayesinde kullanıcı ile sistem arasındaki etkileşimi güçlendirir.

Ancak söz konusu yüksek güçlerin kontrolü olduğunda — örneğin akkor lambalar, floresan tüpler, motorlar, ev aletleri gibi — işler karmaşıklaşır. Çünkü bilgisayarların haberleşme portları yalnızca çok düşük gerilim ve akım seviyelerinde çalışabilir.

Bu nedenle, zayıf sinyallerle yüksek gücü anahtarlayabilen güç arayüz devrelerine ihtiyaç duyulur. Buna ek olarak, bilgisayarı (mantık devresi) güç katından fiziksel ve elektriksel olarak ayıran izolasyon ve koruma sistemleri de zorunludur.

Bu projede sunulan devre, bir bilgisayarın paralel portu kullanılarak 220 V AC ile çalışan ve 1500 W’a kadar güç tüketen yüklerin kontrol edilmesini sağlar.

Paralel Port (LPT) Hakkında

Paralel port, yazıcı portu veya LPT olarak da bilinir. Bu port, bilgisayar ile çevre birimleri arasında eş zamanlı veri iletimi yapan üç ayrı haberleşme kanalına sahiptir. “Paralel” terimi de buradan gelir.

Klasik PC mimarisinde en fazla üç adet paralel port bulunabilir: LPT1, LPT2 ve LPT3. Apple’ın iMac serisi dışındaki hemen hemen tüm kişisel bilgisayarlarda en az bir paralel port (genellikle LPT1) mevcuttur.

İlk PC dönemlerinde (XT bilgisayarlar) paralel port, ekran kartı üzerinde yer alırdı.

VGA kartlarının yaygınlaşmasıyla port, çok işlevli disk denetleyicilere taşındı.

Intel Pentium döneminden itibaren ise paralel port doğrudan anakart (motherboard) üzerine entegre edildi.

Paralel port pinleri yalnızca dijital sinyaller üretebilir:

0 V → lojik 0 (LOW)

Yaklaşık 5 V → lojik 1 (HIGH)

Her bir pin maksimum 50 mA akım sağlayabilir. Bu değer, herhangi bir orta veya yüksek güçlü yükü sürmek için yetersizdir; ancak bir LED yakmak için yeterlidir.

Paralel Portun Yazılımla Kontrolü

Paralel portu kontrol etmek için, portun adresine 8 bitlik pozitif bir tamsayı yazmak yeterlidir.

Veri biti 0, fiziksel olarak konnektörün 2 numaralı pinine karşılık gelir.

Bu bit, veri kelimesindeki en düşük ağırlıklı bittir (LSB).

Her pinin belirli bir ağırlık değeri vardır. Bu sayede, istenen pinleri açıp kapatmak oldukça kolaydır.

Örnek

Eğer paralel portun 4, 6, 8 ve 9 numaralı pinlerini aktif etmek istiyorsak, bu pinlerin değerleri toplanır:

4 + 16 + 64 + 128 = 212

Port adresine 212 yazıldığında, yalnızca bu pinler aktif olur.

Tüm pinleri açmak için → 255

Tüm pinleri kapatmak için → 0

Paralel port adresleri genellikle şöyledir:

LPT1 → 378h

LPT2 → 278h

LPT3 → 3BCh

Kesin adres, BIOS ayarlarına bağlıdır. Bilgisayar açılırken Pause tuşuna basıldığında, BIOS bilgi ekranında port adresleri görülebilir.

Projenin Çalışma Prensibi

Bu devre, 220 V şebeke gerilimiyle çalışan ve 1500 W’ı aşmayan yüklerin kontrolü için tasarlanmıştır. Kullanım alanları arasında:

Lambalar

Kahve makineleri

Abajurlar

Küçük ev aletleri

yer alır. Televizyonlar ve ses sistemleri de bağlanabilir; ancak bu cihazlar genellikle soft power kullandığı için yalnızca enerji verilmiş olur, otomatik olarak açılmazlar.

Paralel porttan gelen dijital sinyal, akım açısından sınırlıdır ve opto-kuplörün içindeki LED’in katoduna uygulanır. LED’in anot ucu dijital toprağa (paralel port pin 25) bağlanır. LED yandığında, optokuplör içindeki triyak tetiklenir ve bu da güç triyakını iletime sokar.

Güç triyakına paralel bağlanan RC snubber devresi, endüktif yüklerde oluşabilecek ani gerilim değişimlerini sınırlar.

Sıfır Geçiş Algılama (Zero Crossing)

Kullanılan optokuplör, içinde sıfır geçiş algılama (ZCC) devresi barındırır. Bu özellik sayesinde anahtarlama işlemi yalnızca AC sinyalin 0 V noktasında gerçekleşir. Bu da:

elektromanyetik parazitleri azaltır,

triyak ömrünü uzatır,

daha güvenli anahtarlama sağlar.

Optokuplör olarak MOC3040 veya MOC3041 kullanılabilir.
Güç triyakının en az 400 V ve 8 A değerlerine sahip olması gerekir ve mutlaka uygun bir soğutucu üzerine monte edilmelidir.

Kanal Genişletme

Gösterilen devre tek bir kanal içindir. Daha fazla yük kontrol edilmek istenirse, bu devre her kanal için ayrı ayrı çoğaltılmalıdır.
Her kanal, paralel portun farklı bir pinine bağlanmalıdır.

⚠️ ÖNEMLİ GÜVENLİK UYARISI

Bu devre 220 V şebeke gerilimiyle çalışmaktadır. Yapılacak en küçük hata: bilgisayarınıza ciddi zarar verebilir, hayati tehlike oluşturabilir. Özellikle kalp rahatsızlığı olanlar veya kalp pili kullanan kişiler için, izole edilmemiş bir triyak ya da şebeke hattına temas ölümcül sonuçlar doğurabilir.

Devreyi kurarken son derece dikkatli olun, bağlantıları defalarca kontrol edin. Unutmayın: Birkaç dakika daha kontrol yapmak, hastanede günler geçirmekten ya da çok daha kötü sonuçlardan her zaman daha iyidir.