Pervane havada saat devreleri analog dijital görünüm

Recep kardeşimin “PIC16F84 ile Havada Yazı” projesinin benzerleri havada saat uygulamaları pic,atmel vb. mikrodenetleyiciler ile yapılmış farklı devreler var ayrıca assembly picbasic ile yazılımı hazırlanmış uygulamalarda bulunmakta dijital rakam ve analog görünümde ledler ile yapılmışlar çogu pic16f84,pic16f628 üzerine kurulu

Ek olarak Türkçe detaylı bir proje Hazırlayanlar: SELÇUK KİZİR, VEDAT ATAKUL emeği geçen hazırlayan kişilere teşekkürler.

16f628 mikro denetleyici ile pervane kayan yazı

ÖNSÖZ

Son yıllarda tüm dünyada elektronik sektörü çok hızlı gelişmektedir ve insanlar elektronik cihazlardan daha fazla yararlanmaya başlamışlardır. Bugün bir tıraş makinesinden reklâm panosuna kadar her yerde elektronik devreler kullanılarak yapılmış ürünler görmemiz mümkündür. Gelecek yılların da elektronik çağı olacağını rahatlıkla söyleyebiliriz.

Bizde grup olarak son zamanların en gözde elektronik elemanlarından olan mikro denetleyicilerden birini kullanarak pervane kayan yazı yaptık. Mikro denetleyiciler tek başına birçok işlevi yerine getirmesi, fiyatının uygun olması ve piyasada kolay bulunması, mikroişlemcilerin kullanımının zor olması ve birden fazla çevre birimine ihtiyaç duyması, nedeniyle tüm ilgiyi üstüne çekmiştir.

Yapılan pervane kayan yazı projesinin tasarımı tamamen grubumuza aittir ayrıca projeye ait tüm şema ve programlar ayrıntılı olarak gösterilmiştir.

GİRİŞ

İnsan beyni yapısı itibariyle çok yoğun bilgi işleme makinesidir ama bunu gerçekleştirirken hızlı olaylardaki değişimlerin algılanması sırasında boşlukları doldurarak bir süreklilik yaratır. Buna bir örnek olarak sinema tekniğini verebiliriz. Sinema filminde resimler saniyede 24 kere değişen durağan karelerdir ama biz beynimizin bu eşsiz araları yumuşatma ve algılama özelliği sayesinde tek tek anlık kareler yerine olayı bir bütünün hereketli resmi olarak algılarız.

Buna POV-Persistence Of Vision yani Görüntünün sürmesi denilmektedir. POV elektronikte çokça faydalanılan bir özelliktir. Bilgisayar monitörleri, televizyonlar, kayan yazı sistemleri ve multiplex yani çoğullamalı gösterge sistemleri hep insan beyninin bu algılama düzeltmesinden faydalanır. Bu teknik sayesinde örneğin 7 segmanlı çoğullamalı(multiplex) göstergelerde her 7 segman gösterge için bir 7 segman sürücü entegresi kullanmak yerine bir adet sürücü entegre ile istediğiniz kadar 7 segman gösterge sürme olanağı vardır.

POV kayan yazı sisteminin nasıl çalıştığını daha iyi anlayabilmek için öncelikle 7 segman çoğullamalı bir gösterge sisteminin nasıl çalıştığına bakalım. Böyle bir gösterge sistemi bir adet sürücü ve göstergelerin ortak anot veya katotlarını açıp kapayan her göstergeye ait birer transistörden oluşur. Sürücü entegresine önce ilk göstergenin bilgisi gelir daha sonra ilk göstergenin ortak uç transistörü aktif hale getirilir böylece ilk göstergede bilgi görünür ama bu arada diğer göstergeler sönüktür.

Bu bilgi ilk göstergede belirli bir süre yani 5 gösterge varsa en fazla 4 milisaniye yanık olarak kalır. Daha sonra ilk gösterge söner ve sürücüye ikinci göstergenin bilgisi gelir, bu gösterge de 4 milisaniye yanık kaldıktan sonra sistem üçüncü gösterge ile devam eder.

Bu sekans tüm göstergeler için tamamlandıktan sonra herşey baştan başlar. Beynimiz POV sayesinde bu yanıp sönmeleri bir bütün olarak algılar ve bilgiyi tüm göstergelerde bir bütün olarak görürüz. 4ms rakamını 20 ms / 5 gösterge bölümünden elde ederiz buradaki 20 milisaneye (50Hz) yani saniyede 25 devirlik period değişimine karşılık gelmektedir ki bu sinema örneğindeki 24 kare / saniye değerinin elde edilişidir.

Eğer daha yavaş bir tarama frekansı kullanılırsa göz bilgiyi titreşimli olarak algılamaya başlar yani artık beyni aldatamıyoruz demektir. 50 hzlik bir frekansa karşılık gelen bu değere raster yani tarama frekansı denir.

POV kayan yazı devremiz bu özellikten sonuna kadar yararlanarak dot matrix yöntemini 7 adet led’le rakamları ve harfleri havada oluşturarak kullanır. Söylenenleri aşağıdaki resimden daha net görebilirsiniz.

Şekil 1 – DEVRE ŞEMASI

ŞEKİL 2 – 5*7 KARAKTER OLUŞUMU

ŞEKİL 3 – PERVANE KAYAN YAZI BLOK DİYAGRAMI

PERVANE KAYAN YAZI DEVRESİNİN AÇIKLANMASI:

Devrenin çalışmasını daha iyi anlayabilmek için aşağıdaki şekilden yararlanabiliriz. Devre 5 V ile çalıştığı için besleme katında, gerekli gerilimi elde etmek ve gerilimdeki değişiklikleri minimuma getirmek için 7805 regülatörü kullanıldı.

Devrede mikro denetleyici olarak 16F628 kullanıldı. Bu elemanı seçmemizdeki nedenlerden bazıları; 20 Mhz frekansta çalışabilmesi, 15 giriş çıkış portuna sahip olması, 2 KB ROM hafıza ve 224 byte Ram hafızaya sahip olması ile ihtiyacımızı karşılamasındandır.

Şekilden de görüldüğü gibi devre 1 adet pic microcontroller, 7 adet led, 8 adet direnç, kızılötesi alıcı-verici ve besleme katından oluşmuştur . 16F628’in Portb (RB1-RB7) ucu yazının oluşacağı 7 adet lede bağlanmıştır ve gerekli satır bilgilerini sıra ile çıkışa vermektedir. RB0 ucu ise harici kesme girişi olarak kullanılmaktadır.

Devrenin çalışması tarama sistemi kullanan kayan yazılara benzemektedir. Aradaki farkı, elektronik taramanın yerine fiziksel taramanın (motor ile döndürme) kullanılmasıyla açıklayabiliriz. Yazdırmak istediğimiz yazı harflerden oluşmaktadır ve harfleri 5*7 karakter seti kullanarak oluşturmaktayız. Bunu şekil2’ den daha rahat görebiliriz. Ledlerden istediklerimizi yakıp söndürerek ve sütunlar da soldan sağa doğru gözümüzün algılayamayacağı hızda taratılarak karakterleri bütün olarak algılamamız sağlanır.

Tarama yapılırken sıradaki sütunlara satır bilgisi verilir ve bu bilgi 1msn’lik gecikme sonunda yeni satır bilgisi verilir. Bu işlem sürekli tekrarlanır. Devrenin bağlı olduğu motor saat yönünün tersine döndürülerek tarama 360 derece yapılabilir. Devremiz ise yaklaşık 180 derece olacak şekilde ayarlandı ve 72 satır yani 12 karakter görülebilecek şekilde dizayn edildi. Kullandığımız harici kesme ise sabit bir noktadan kızılötesi alıcı-verici kullanarak referans nokta belirlemek ve yazıyı bu sayede sabit tutmak içindir.

Programın çalışmasını kısaca açıklarsak : aktif olacak sütun sayısını 72 olduğunu belirtmiştik. Yazdırmak istediğimiz metni string şeklinde yazi dizisine atarız ve diğer bir değişken olan 78 elemanlı bir diziye 72 elemanı aktif sütun bilgisini ve kalan 6 (aslında 5*7 boyutlu ve 6. eleman boşluk için) elemanı ise sırası gelen karakterin sütun bilgisini içerir. Kızılötesi alıcımız referans noktasından geçtiği anda harici kesme üretip kesme alt programı çalışmaktadır. Burada 0’dan 71’e (72 sütun) dizi içindeki sıralanmış bilgiler ledlere gönderilir ve yazı oluşturulur.

PROJEDEN ÇEŞİTLİ GÖRÜNTÜLER

PROJE YAPIMINDA KARŞILAŞILAN ZORLUKLAR

Şekil 3 ve görüntülerden de görülebileceği gibi devre motora bağlı ve hareketli olduğundan devreye elektrik enerjisini vermekte zorlandık. Motor mili ve küçük bir rulman (bilye) sayesinde bu sorunu hallettik.Sistemde yalnız elektronik yapı değil, mekanik yapıda önem taşımaktadır. Dengenin sağlanması, motor kontrolü ve diğer mekanik parçaların temini karşılaşılan diğer problemlerdir.

KULLANILAN ELEMANLAR

1)PIC 16F628 (MİKRO DENETLEYİCİ)

2) ÜÇ AYAKLI REGÜLATÖR 7805

3) KRİSTAL OSİLATÖR

4) DİRENÇLER: Bu dirençler (330 ohm) led akımını sınırlandırmak için kullanılmıştır. 1/8 W’lık dirençler yeterlidir

5) KONDANSATÖRLER: Devredeki capasitörler giriş gerilimini stabilize etmek ve alçak frekans gürültüsünü filtre etmek için kullanılmıştır.

6) IC SOKETLERİ: PIC’in tekrar tekrar yüklenip kullanılacağı düşünüldüğünde entegre soketleri kullanmamız gerekli. Ayrıca entegrelerin diğer elektronik elemanlara oranla daha hassas olduğunu bildiğimizden bütün entegrelerde IC soketleri kullanıldı.

7) DC MOTOR: Sistemin bir parçası olan motor seçimi önem taşımaktadır.

Tüm projeler;