PIC16F84 ile Çay Demleme Makinasi (Otomasyon)

Günümüzde endüstriyel otomasyon çok ilerlemiş durumdadır. Çevremizdeki bütün sistemler bir elektronik yönetici mekanizması tarafından kontrol edilmektedir.

Otomasyon, kelime anlamı olarak bir operatör olmadan sistemin kumanda edilmesidir. Bu bitirme ödevinde bir çay demleme makinesinin kontrol sistemini oluşturulmaya çalışıldı. Bunu yaparken çay makinesindeki değişiklikleri algılamak için çeşitli sensör ve algılayıcılar kullanıldı: bunlardan bazıları sıvı seviye rölesi termostat IR verici ve alıcıdır.

Sensörlerden alınan bilgilerin işlenmesi için PIC16F84 mikrodenetleyicisi kullanıldı. Ayrıca bu sistem PLC ve FPGA ile kontrol edilebilir bir deney seti olarak tasarlanmıştır.

Mikroişlemciler : Ön belleğine yazılan programı işleterek istenilen çıkışlara yönlendiren birimdir. Mikroişlemciler üç temel kısımdan (CPU-Merkezi işlem ünitesi, I/O ve bellek) ve bunlara ek olarak RAM, ROM, EPROM gibi destek ünitelerden oluşturulmuştur.

Her bir temel kısım en basitten en karmaşığa kadar çeşitlilik gösterir. I/O (Giriş/Çıkış-Girdi/çıktı): Sayısal anolog ve özel fonksiyonlardan oluşur. Mikroişlemcinin dış dünya ile ilişkisini sağlar.

Mikroişlemciye verilen ve işlemlerden alınan veriler bu hat üzerinden sağlanır. CPU (Central Proccesing Unit-Merkezi işlem birimi): Sistemin kalbidir. Birim hesapları yapmak ve verileri idare etmek için 4, 8 veya 16 bitlik veri formatında çalışır. Bir mikroişlemcide temelde kullanılan üç yol vardır.

1-) Veri yolu: Bu yol; işlemci, bellek ve çevre birimleri arasında veri iletmek için kullanılır.

2-) Adres yolu : Bu yol, işlemcinin program komutlarına ve veri saklama alanlarına erişimi sağlayan bellek adreslerini, ROM ve RAM belleklerine göndermek için kullanılır.

3-) Denetim yolu: Bu yol RAM belleğe veri yazıldığı veya ondan veri okunduğuna dair bilgi vermek gibi, denetim amaçları için kullanılır. Bu yol aynı zamanda kesmelerin kullanımına olanak tanıyan bağlantıları da içerir.

Mikrodenetleyici : Mikrodenetleyiciler çok karmaşık lojik işlemleri hızlı ve düşük maliyetle gerçekleştiren entegrelerdir. Mikrodenetleyicinin Avantajları: mikrodenetleyicilerin mikroişlemcilere olan üstünlükleri oldukça fazladır. Örneğin mikroişlemcili bir sistem yapıldığında mikroişlemcinin yanı sıra hafızalar (RAM, ROM veya EPROM) , I/O giriş çıkış birimi ve buna benzer birçok sistem kullanılmaktadır.

Bu karışık sistemin hem tasarlanması ve yapımı zordur hem de maliyeti oldukça yüksektir. Mikrodenetleyici de bir sistemin çalıştırılabilmesi için yalnızca bir mikrodenetleyici ve osilatör devresi yeterlidir. Sistemde gerekli olan ön bellek ve I/O birimi mikrodenetleyiciler içinde bir yonga halindedir.

Çay Demleme makinesinin Kısımları :Makinanın mekanik aksamı, sıcak su için su kazanı, suyun kaynaması için rezistans, suyun kazandan demliğe boşalması için selenoid valf, demliğin içindeki çayın soğumaması için ayrı bir rezistanstan oluşmaktadır

Selenoid Valf : Selenoid valfin kullanılış amacı kazandaki suyu demliğe boşaltmaktır. 220 VAC ile çalışan valf yapısı itibariyle bir selenoid röle ve bunun içinde hareketli bir parçadan oluşmaktadır. Gerilim uygulandığı zaman röle içerisindeki hareketli parçayı çekerek valfi açar. Enerji kesildiğinde hareketli kısım eski konumuna döndüğü için valf kapanır.

IR Verici ve Alıcı : IR alıcı verici bir karşılaştırıcı olarak çalışır. IR ledinin yaydığı ışınları alan fototransistör BC337 iletime sokarak emiterindeki direnç üzerine gerilim düşümü sağlar, bu gerilim opampın (LM358) “-“ ucundaki gerilimle karşılaştırılır.Fototransistör iletimde olduğu sürece R1 üzerindeki gerilim opampın “-“ ucundaki gerilimden daha büyük olacağı için opampın çıkışı +VCC olur ve transistör iletime geçerek röle çeker.

İzolasyon Devresi : Şekil 3.4’de görülen devre kontrol kartlarını yüksek (AC) gerilimden izole etmek için yapıldı.Aynı zamanda çay makinesi bir deney seti olarak tasarlandığı için 2,5V, 5V ve 24V ile kontrol edilebilir şekilde tasarlandı. Devrenin çalışmasına bakacak olursak girişlerden herhangi birisinden gerilim uygulandığı zaman (ilk üç devre için) optoizolatör iletime geçerek BC337’nin iletime geçmesini sağlar.

İletime geçen transistör röleyi çeker. Son iki devre için girişlerden gerilim uygulandığı zaman BC337 iletime geçeceğinden ledler yanar. Optoizolatörün girişi ile çıkışı arasında hiçbir elektriksel bağlantı olmadığı için elektriksel olarak izolasyon sağlanmış olur.

Şekil 3.4 izolasyon devreleri

PIC16F84’lü Kontrol Devresi : Son olarak PIC16F84’ün giriş ve çıkışlarından bahsedildi. Şekil3.5 PIC16F84’lü kontrol devresinin şekli görülmektedir. Bu devrede A portu tamamen giriş, B portunun tamamı ise çıkış olarak atanmıştır. Giriş ve çıkışlar incelenecek olursa :

• RA0: Taban anahtarı (T2) demliğin konum kontrol
• RA1: SSR(sıvı seviye rölesi) kazandaki su miktarı kontrolü
• RA2: Termostat kazandaki su sıcaklığı
• RA3: IR2 Demliğin içindeki demlenmemiş çayın (kuru çay) kontrolü
• RA4: IR1 Demliğin içindeki demlenmiş çayın kontrolü
• RB0: L1 Demlenmiş çay var ledi
• RB1: V1 Valf kontrol
• RB2: R1 Kazan içerisindeki rezistans kontrolü
• RB3: L2 Demlendi ledi (çay demlendikten sonraki uyarı ledi)
• RB4: R2 Çay demlendikten sonra demlik altındaki rezistans kontrolü
• RB5: L3 Kazandaki suyun yetersiz olduğunu bildirir
• RB6: L4 Demliğin yerinde olmadığını bildirir
• RB7: L5 demliğin içerisinde kuru çayın olmadığını bildirir olarak tanımlanabilir

İçindekiler

Mikroişlemciler
Mikrodenetleyici
PIC Mikrodenetleyicilerine giriş
PIC Mikrodenetleyicilerin Tercih Sebepleri
PIC Mikrodenetleyicilerin Özellikleri
PIC Mikrodenetleyici Mimarisi
PIC12CXXX Ailesi
PIC 16C5X Ailesi
PIC16CXXX Ailesi
PIC17FXXX Ailesi
PIC17CXXX Ailesi
PIC18CXXX Ailesi
PIC18FXXX Ailesi
PIC16F84 Mikrodenetleyicisi
Genel Özellikleri
Port Kontrolü

Reset Devresi
Osilatör Devresi
Kristal Osilatör
Seramik Rezonatör
RC Osilatör Devresi
İç Osilatör
PIC16F84 Assembly Komut Seti
Program Counter

Çay demleme makinası donanımı
Çay Demleme makinesinin Kısımları
Selenoid Valf
Sıvı Seviye Rölesi
Kazan Rezistansı
Demlik Rezistansı
Elektronik Kontrol Bölümü
Güç Kaynağı
IR Verici ve Alıcı
İzolasyon Devresi
PIC16F84’lü Kontrol Devresi

PIC Programı ve programlama aşamaları
PIC 16F84 İçin Program Yazımı Aşamaları
Text Editör
Derleyici
Programlayıcı Devre ve Yazılım
Simülatör Programları

PIC16F84 pin diyagramı
Dosya haritası
PIC Otomatik Reset Devresi
Buton ile reset devresi
Kristal tabanlı PIC osilatör devresi
Seramik rezanatörün PIC’e bağlantısı
RC tabanlı PIC osilatör devresi
Çay makinesinin şekli
Güç kaynağı devresi
IR verici alıcı
İzolasyon devresi
PIC kontrol devresi
MPLAB Programının Görünüşü
MPASM Derleyicisinin Görünüşü
MPASM’nin Derleme İşini Yapması
MPLAB Programında direkt derleme işlemi
MPLAP‘ta yazılan programın ASM olarak derlenme sırasındaki görünümü
PIC Programlama Kartı
ICPROG Programının Görünüşü

PIC 12CXXX ailesine mensup mikrodenetleyiciler
PIC16C5X ailesine mensup mikrodenetleyiciler
Bazı popüler PIC 16CXXX ailesine mensup mikrodenetleyiciler
Bazı popüler PIC16FXXX ailesine mensup mikrodenetleyiler
PIC 17CXXX ailesine mensup mikrodenetleyiciler
PIC 18CXXX ailesine mensup mikrodenetleyiciler
PIC 18FXXX ailesine mensup mikrodenetleyiciler
PIC giriş-çıkış portları
Kristal kullanımı için kapasitör seçimi
RC Osilatör-direnç-kapasitör seçimi
Pıc assembly komut seti
SUBLW komutu ile zero ve carry flag içeriğinin değişimi
RLF kullanımı ile zero ve carry flag içeriğinin değişimi
RRF kullanımı ile zero ve carry flag içeriğinin değişimi
Bir registerin içeriğine COMF komutunun uygulanması
SWAPF komutunun register içeriğine olan etkisi
ANDLW komutunun kullanılması sonrası bitlerin değişimi

Hazırlayan: Murat GÜNDÜZ yukarıda özetler verilmiştir Tamamı : PIC16F84 ile Çay Demleme Makinasi (Otomasyon)