Mantıksal Devre Tasarım Projesi Seviye Göstergesi

Mantıksal Devre Tasarımı ilginç bir proje Emeği geçen Kişilere Teşekkürler

Amaç : 1.70 , 1.80 ve 1.90 boylarındaki kişiler bir kapıdan geçerken, geçilen boy seviyesine göre o seviyeye ait sayıcıyı bir artıran devre tasarlamak.

Devre Şeması

Bu projede kullandığımız devre şeması Şekil -1 ‘deki gibidir. Bu devrede LM 358, 7447 ve 74192 entegrelerini kullandık. Devremizi tetiklemek için, ışığa duyarlı LDR ve lazer ışık, çıkışlarımızı görmek içinse 7 segmentli ortak anot display kullandık. Displaylerimizi korumak için 7447 entegremizin çıkışından önce 390 ohm dirençler kullandık. Devremizi beslemek içinse ayarlı güç kaynağı kullandık.

Devremizin işleyişine gelince, devremizi tetiklemek için LM358 opamp, LDR ve potlardan oluşan bir kıyaslayıcı devre kullandık. Devremizin bu kısmı, LDR’nin üzerine lazer ışığı düşürdüğümüz zaman tetiklenmeyip, lazer ışığını kestiğimizde ya da lazer ile LDR arasında bağlantı sağlanmadığı zaman tetiklenmektedir.

LDR elemanının direnci karanlıkta yüksek olup akımı azaltır ve açık devre gibi davranır, ışık aldığında ise direnci düşer ve üstünden geçen akım artar. Opampın ayaklarındaki potlar ile voltajları birbirine eşitleriz ve daha sonra ışıkla değişen LDR direnci bacaklardaki voltaj değerlerini değiştirir. Opampımız da bu değerleri karşılaştırma yapar ve opampın (+) ya da (-) uçlarından hangi voltaj daha büyükse devremizin çıkışında opampın o işaretteki beslemesini yani +5 V ya da 0 V gösterir. Bizim tasarladığımız devrede, LDR ile lazer arası bağlantı kesildiğinde opampın (-) ucundaki voltaj değeri büyük olacağından devremizin çıkışında 0 V görünür. Yani kıyaslayıcı devremizden 0 verisi çıktığı zaman devremiz tetiklenmiş demektir.

Elde edilen 0 verisi devremizin ikinci kısmındaki 74192 entegresine gelir. Bu entegremiz ileri geri sayma işlevini gerçekleştiren bir entegredir ve çalışması 0 verisi ile sağlandığından aktif hale gelir. Bir boy seviyesi için kullanılan iki adet 74192 entegresi vardır. İlk 74192 entegresi birler basamağını saydıktan sonra ikinci entgereyi tetikleyerek onlar basamağının artmasını sağlar.

Bunu entegrenin TCu (12.) ve TCd (13.) bacakları ile gerçekleştirir. Sonuç olarak alınan bu tetikleme, sayıcı artıran ya da azaltan bir tetikleme haline dönmüş olur ve 74192’nin 4. ile 5. bacaklarındaki CPu CPd bacaklarına gelerek artmayı ya da azalmayı sağlayıcı kod gönderilir. Daha sonra entegrenin 2. 3. 6. ve 7. bacaklardan çıkış alınarak 7447 entegresine iletilir. 74192 entegresi kendisine gelen tetiklemeyi saymaya çevirerek ikilik sistemde göndermektedir. 7447 entegresi bu ikilik sistemde gelen kodu onluk sisteme çevirmeye yarar.

Şekil -2 : Tek bir boy sayıcı için kullanılan devre şeması

7447 ‘ye gelen ikilik sistemdeki kod onluk sisteme çevrildikten sonra . Şekil -2’de de görülen bağlantılarla ( f,g,a,b,c,d,e çıkışları yani 9,10,11,12,13,14,15. bacaklar ile ) 7 segmentli ortak anot displaylere aktarılır. Displaydeki sayı böylece onluk sisteme göre 1 artarak görebileceğimiz bir çıkış elde etmemizi sağlar.

Devremizi 4 adet board üzerine kurduk ve ayarlanabilir güç kaynağından besledik. Lazerli ışık tetiklemesi için basit lazer vericiler kullandık. Devremizin bir fotoğrafı Şekil -3’te görülmektedir.

Devremizdeki Entegreler

Devremizde LM 358 opamp entegresini, 74192 ileri geri sayıcı entegresini ve 7447 kod çözücü entegreyi kullandık. Kısaca bu entegrelerden bahsedelim :

LM 358 entegresinin iç yapısının şekli Şekil -4’te görüldüğü gibidir. Bu opampı karşılaştırıcı olarak kullandık. Bu entegreyi devremizde kullanırken 4. bacağını toprakladık ve 8. bacağına +5V besleme verdik. Opampımızın özellikleri ; birim kazanç özelliği için uygun frekansta olması, DC voltaj kazancının çok olması ( 100 dB ) ve güç kaynakları için de kullanılabilir olmasıdır.

Şekil -4 LM 358 opamp

74192 entegresinin bacak yapısı ve görevleri Şekil -5’te verilmiştir. Bu entegremizi devremizde kullanırken 8. bacağını toprakladık ve 16. bacağına +5V besleme verdik. Bu entegremizin genel özellikleri ise ; sayıcı devreler için ideal olması ve içerisindeki ayrık ileri geri sayıcı devreleri ile çok katlı sayıcı devreleri için de kullanışlı olmasıdır.

7447 entegresini ise kod çözücü olarak, ikilik sistem kodunu onluk sisteme çevirmesi amacıyla kulllandık. Bu entegremizi de devremizde kullanırken 8. bacağını toprakladık ve 16. bacağına +5V besleme verdik. Bu entegremizin de bacak bağlantıları Şekil -6’ da görülmektedir. 74192 entegresinin genel özellikleri ise ; çıkışlarının doğrudan göstergeleri sürebilmesi ve lamba testi önşartından geçmiş olmasıdır.

SONUÇ : Yaptığımız boy sayıcı projesiyle, bir sayıcı devresinin nasıl çalıştığını, raporda belirttiğimiz entegrelerin ve devre elemanlarının nasıl ve ne amaçla kullanıldığını ve mantıksal bir devre tasarlarken nelere dikkat edilmesi gerektiğini öğrendik.

KAYNAKLAR :

http://www.teknomerkez.net/makale.asp?konu=165
http://www.geocities.com/skeser_tr/ldr.htm
http://www.edevreler.com/modules.php?name=News&new_topic=2
Sayısal Tasarım , M. Morris Mano