PIC18F4620 ENC28J60 Ev Otomasyonu Web Sunucu

Hazırlayanlar: Ali Uğur EROL ve Haluk ECE Yazının – Emeği geçen Kişilere Teşekkürler. İnternet, birçok bilgisayar sisteminin birbirine bağlı olduğu, dünya çapında yaygın olan ve sürekli büyüyen bir iletişim ağıdır. Aynı zamanda, insanların her geçen gün gittikçe artan “üretilen bilgiyi saklama / paylaşma ve ona kolayca ulaşma” istekleri sonrasında ortaya çıkmış bir teknolojidir. Bu teknoloji yardımıyla pek çok alandaki bilgilere insanlar kolay, ucuz, hızlı ve güvenli bir şekilde erişebilmektedir.

Günümüz teknolojisinin geldiği noktada bina yönetim sistemleri, yalnızca büyük boyutlu binaları değil, her türlü yaşam alanını akıllı hale getirebilme özelliği sunuyor. Bilgi teknolojileri günlük yaşantımızın vazgeçilmez bir parçası olmuş ve özellikle son yıllarda internetin sağladığı olanaklar ile bilgiye ulaşmak ve bilgiyi paylaşmak oldukça kolaylaşmıştır.

Bunun yanında teknolojinin bu denli değişmesi insanların günlük hayatlarında bazı değişikliklere neden olmuştur. Bununla birlikte ev otomasyon sistemleri de yavaş yavaş hayatımıza girmektedir. Güvenlik kameraları, otomatik kapılar, bahçe sulama sistemleri, sıcaklık ve ısı kontrolleri bu sistemlerin en basit örneklerini oluştururlar.

Bu tür sistemlerin gelişmesi içim, uygulanabilirliğin artırılması ve maliyetinin düşürülmesi gerekiyor. Teknolojinin gelişmesi sürdükçe bunların da istenilen ve ulaşılabilen konumlara geleceği öngörülmektedir.

Yapılan çalışmada, gelişmiş ev kontrol sistemleri, internet teknolojileri kullanılarak düşük maliyetlerle tasarlanmış ve uygulanmıştır. Sistem kendi başına çalışan bir web sunucu ile bilgisayar gibi maliyet gerektiren donanımdan bağımsız çalışmakta olup, ev otomasyon sistemi dünyanın herhangi bir noktasından web üzerinden kontrol edilebilmektedir. İkinci bölümde kullanılan teknolojiler ve sistemin çalışma mantığı anlatılmaktadır.

Devrenin Prensip Şeması

Devrede bulunan mikrodenetleyicinin I/O larından gelen bilgiler Ethernet kontrolcüsü ile internet ortamına aktartılmaktadır. Mikrokontrolcü olarak Pic18f4620 seçilmiştir. Bu kontrolcü 8-bit data yazmaçlarına sahip, 13 adet analog girişi ve bir çok dijital giriş çıkışa sahip olması göz önünde bulundurularak seçilmiştir.

Ayrıca bu mikrodenetleyicinin 64 Kilobyte program hafızasına sahip olması içinde gömülü bulunan web sunusunun rahatça kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Ev otomasyonunun internet bağlantısı için tasarlanan devrede çeşitli cihazlar uzaktan bir web browser üzerinden sistemin web sunucusuna bağlanarak kontrol edilebilmektedir. Devrenin prensip şeması şekil-2.1 de gösterildiği üzere basit bir yapıya sahiptir.

PIC18F4620 mikrokontrolcüsüne bağlı Ethernet kontrolcüsü ve kontrolcüye bağlanan birkaç eleman üzerinden ethernet bağlantısı sağlanmaktadır. Devrede Microchip ürünü ENC28J60 Ethernet kontrolcüsü kullanılmıştır. 28 bacaklı olan bu entegre kullanımı kolay, herhangi bir mikrokontrolcü ile seri arayüzle haberleşebilir olmakla birlikte bu sistemin temel elemanı olmaktadır.

Devrenin Geliştirme Aşamasındaki Görünümü

Devre Şemaları

Yazılım:

Devrede kullanılan mikrodenetleyicisinin yazılımı C dilinde yazılmış olup Microchip firmasının PIC18f4620 entegresi kullanılmıştır. Yazılım geliştirme aracı olarak MPLAB programı kullanıldık. Derleyici olarak MCC18 kullanıldı. Derlenen programın bilgisayar ortamından mikrodenetleyicisinin program hafızasına aktarılma işlemi PIC START PLUS programlayıcısı ile gerçekleşmiştir.

Yazılımın temelleri Microchip firmasının ENC28J60 entegresinin sistem tasarımcılarının geliştirmesi için yayınlamış olduğu kaynak kodlara dayanmaktadır.

Kaynak Kodları

Sonuç:

Bu çalışmada aynı bilgisayar ağındaki sistemlerin web arayüzü ile kontrolü sağlanabildiği gibi artık oldukça yaygınlaşmış durumdaki internet üzerinden de uzaktaki bir sistemden bilgi alınması ve bu sistemin kontrolü rahatça sağlanabilmektedir. Sistemin avantajları arasında kendisi için kullanıcıyla arasında maliyetli bir özel bağlantı sağlanması yerine hali hazırda bulunan internet bağlantısının kullanılması ve bu internet bağlantısı üzerinden kendisine bağlı cihazların kontrolünde herhangi bir bilgisayar gereksinimi duymamasıdır ve bu sayede maliyet oldukça makul boyutlarda tutulabilmektedir.

Sistemin avantajları ve uygulanabilir alanlara örnekler aşağıda listelenmiştir.
Avantajları
• Düşük maliyet
• Kendi üzerinde web sunucusu bulundurması ve kullanıcının bu sunucuya rahatça ulaşabilmesi
• Alternatif sistemlere göre hızlı olması
• İnternete bağlanabilen herhangi bir cihazdan (bilgisayar, cep telefonu, cep bilgisayarı vb.) bağlanılabilme özelliği

• Bilgisayardan bağımsız kendi başına çalışan bir sistem olması
• Ethernet arayüzü olan herhangi bir cihazla entegre olabilme özelliği
• Bilgisayar kontrollü bir sisteme göre 1/10 malitette olması
• Kolay kullanım (Herhangi bir web göstericisi (Internet explorer , Firefox vs.) üzerinden erişilebilirlik.
• Sistemdeki ufak değişikliklerle sadece ev otomasyonu değil hertürlü bilgi alış-verişi gereken sistemlere kolayca uyarlanabilmesi.

Uygulama alanları

• Günümüzde gelişmekte olan akıllı ev aletlerinin kontrolü ile Kullanıcının ev ısısını eve geldiğinde arzu ettiği sıcaklıkta olması için uzaktan kontrol edebileceği ısıtma-soğutma sistemleri İçindeki yiyecek-içeceklerin listesini görebileceğimiz akıllı buzdolabından bilgi alabilme

Kullanıcının eve girdiğinde yıkama programını bitirmek üzere çalışabilen çamaşır makinesinin prrogramlarını ve çalışma zamanını ayarlayabilme Kendi kendine istenilen odanın temizliğini yapabilen elektrik süpürgelerinin Gelen telefon aramalarının listesine web sayfası üzerinden uzaktan erişilebilmesi

Zile basıldığında kameradan fotoğraf çekilip kullanıcının eve gelen kişilerin listesini görebilmesi gibi cihazların kolayca web arayüzü üzerinden kontrolü sağlanabilecek ev otomasyonu sistemleri

• Güvenlik firmalarının müşterilerinin mülklerinde istenilen bölgeleri uzaktan kontrol edebilme, izleyebilme sistemleriyle entegresi

• Su , doğalgaz, elektrik tesisat bilgilerinin ve harcamalarının uzaktan erişilebilmesi