Gelişen mikrokontrol teknolojileri ve artan bilgi birikimi sayesinde geliştirici düzeyinde daha yaygın kullanımına olanak tanımıştır. Burada elimden geldiği kadar bazı örnekler sunmaya çalışacağım...

11 Mayıs 2009 Pazartesi

ATMEGA8 ve bilgisayar ile RS485 iletişimli Termometre


Giriş

Birçok elektronikçi bu alana ilgi duymaya başladığında ilk yaptığı devrelerden bir sıcaklık ölçümü ile ilgili devrelerdir. Bu grup devreler temelde bir sıcaklık değerini elektriksel değere dönüştüren bir algılayıcı üzerine kuruludur. Bu algılayıcılara transistörler, diyotlar, termoelektrik çiftler, sıcaklık ile değeri değişen dirençler (NTC ve PTC) gibi elemanlar örnek gösterilebilir. Tabii ki elektronik eleman tipine göre bir kuvvetlendirici ve çıkışını değerlendirebilecek daha doğrusu bizim anlayabileceğimiz bir büyüklüğe çeviren bir göstergeden oluşur.

Devrede kullanılacak olan eleman LM35 olarak bilir. Geniş bir besleme gerilim aralığı içinde 10mV/C hassasiyetle ölçüm yapabilen, kullanımı kolay bir tümleşik elemandır. Çeşitli kılıfları ve türevleri vardır. LM35 basitçe besleme,toprak ve bir çıkıştan oluşur. Daha ayrıntılı bilgi için internet üzerinde araştırma yapmanız; LM35 ve devre örneklerine ulaşmanızda size yardımcı olacaktır.


Devrenin genel tanımı


Devre basit bir şekilde 4 bölüme ayrılabilir:
LM35: Sıcaklık değerini gerilim değerine dönüştüren eleman.
İşlemci: ADC içeriği ile ATMEGA8 mikrokontroller işlemcisi
RS485: İşlemci RS232 iletişim hattını RS485 iletişim hattına dönüştüren devre.
Besleme: Sonuçta girişten gerilimi süzüp devrenin kullanabileceği hale getiren bölüm.


Şekil-1 :LM35 bacaklarının alttan görünümü.


Şekil-1 Plastik kılıflı LM35'in bacak bağlantılarını göstermektedir. Bu devre elemanının değişik kılıflarda bacak bağlantıları vardır. Devreyı hazırlarken sadece plastik kılıflı LM35 vardı. (Bir mürekkep püskürtmeli yazıcıdan sökülmüştü.) Algılama hızı metal kılıflar kadar olmasada plastik kılıfta ölçme için yeterli olacaktır. Özellikle hızlı ölçüm gerektirmeye sistemlerin sıcaklığını ölçmek için yeterli olacaktır. Örneğin oda sıcaklığını yada hava sıcaklığını ölçme...

Tamam ölçme için gereken sıcaklık gerilim dönüştürümüz var. Ama oluşan gerilimi nasıl ölçeceğiz? İşlemci ile. Burada kullanılan ATMEGA8 işlemci 10 bit analog dijital çevirici içermekte. Hemde beş tane. işlemcide kullanılan program sadece bir tanesini kullanıyor. Referans gerilimi olarak işlemcinin iç referans gerilimini kullanacak biçimde 2.5V kullanacak şekilde atanıyor. AVCC bobin ve kondansatör üzerinden filtre edilmekte. AREF bacağını kondansatör bağlayarak, bu işlemcinin iç ayarları ile kullanılır hale getirilecek.Aynı zamanda işlemci ile seri iletişim ve RS485 iletişim kontrolunuda sağlamakta.Aynı zamanda devrenin işlevselliğini gösteren LED kontrolunu sağlıyor

İşlemcinin bilgisayar veya başka bir devre ile iletişimi sağlayan bölüm RS485 entegresi. Bu bölümle ilgili bilgiyi bilgisayar üzerinden iletişi sağlayan "RS232/RS485 dönüştürücü arabirim" başlığı altında anlatıldı ve ek bilgi internet üzerinden bulunabilir.

Tabii ki tüm devrelerin vazgeçilmezi besleme. Köprü, birkaç kondansatör ve bir 5V sabit gerilim sağlayan regülakörden oluşmakta. Basit ve etkili.

Şema

Devrenin kalbini IC1 ATMEGA8 işlemcisi oluşturuyor. Ölçme, haberleşme dahil tüm işlemleri kontrol ediyor. C5 ve C6 kondansatörleri XT1 kristali ile birlikte bu işlemci için gereken referans saatini üretiyor. L1 ve C10 ADC için besleme bölümünün filtreleme fonksiyonunu sağlıyor. C9 ADC referans gerilim filtre olarak çalışmakta. IC4 RS485 iletişimini sağlamakta. IC4'e bağlı R1 direnci hat empedansını uygulaştırmak için kullanılıyor. IC2 devrenin sıcaklık/gerilim dönüşümün sağlamakta. D1, IC3 ve çevresindeki hatta geri kalan kondansatörler filtere ve regülasyon için kullanılmakta. Besleme 9 Voltluk bir adaptör ile sağlanmakta. İşlemci devresi olduğu için zaten işin çoğunu mikrokontroller yürütüyor. İyi ki bu tür ürünler geliştirilmiş.


Şekil-2:Devrenin şeması

Devre Yapımı

Devre yapımında kritik bir eleman yok. Baskı devre kartı üzerinde geçekleştirildiğinde standart eleman yerleşimi göz önüne alınarak devre kurulabilir. Bu noktada diğer devre montaj teknikleri kullanıldığında bacakların doğru bağlanması önemlidir. Tabii ki kristal topraklanmalıdır. Devrede 7805 5V gerilim regülatödü üzerinden geçen akım göreceli olarak küçük olduğu için ek bir soğutucu kullanımına gerek duyulmamamıştır.
Tüm dirençler çeyrek vattır.
Besleme konusunda bir sorun oluşturmayacağınızı düşünüyorsanız girişteki köprüyü devre dışı bırakabilir veya tek bir diyotla değiştiribilirsiniz. (Kendi besleme kaynağınız varsa ve devreyi kendiniz kullanacaksanız). Bacak bağlantıları uyan başka bir LED kullanılabilir. Entegreler için soket kullanılması sonradan oluşabilecek sorunların çözümünde size yardımcı olabilecektir. Belki daha sonra tümdevreleri başka bir devre üzerinde kullanmak isteyebilirsiniz. Sizin imkan ve tercihlerinize kalmış bir durum...


Şekil-3:Devrenin baskı planı



Şekil-4:Devrenin yerleşim şekli



Şekil-5:Devrenin yerleşim planı



Şekil-6:Kartın alttan görünümü (Kartın altı lehimleme kolaylığı ve korozyana karşı kaplanmış)


Devre Elemanları

120RR1
470RR2
27pFC5,C6
100nFC1,C2,C4,C7,C9,C10
10µFC3,C4
10µHL1
B125C1500D1
ATMEGA8IC1
LM35IC2
7805IC3
ST485IC4
3,6864Mhz kristalXT1
6P6C veya 6P2C konnektörP1
10 Header (ISP10)P3
kullanılmıyor P2

Malzeme listesi. Burada işlemci için soket ve 9V adaptör verilmemiştir. Kaliteli 8 ve 20 bacaklı soketler oluşabilecek problemlerin önüne geçecektir.

Şekil-7:Devre üzerindeki elemanların genel açıklaması



Şekil-8:Devre çalışırken (en azından ilk açıldığında) görünümü



Şekil-9:Aynı devrenin iki farklı yaklaşımı. Yeşil led'li devre ilk yapılan ve seri port bağlantısında biraz hata var.(köprü ile düzeltilmiş)

Besleme ister doğrudan adaptör bağla, istersen fiş-priz bağlantısını kullan. Ama devre kutu içine konulacaksa bu fiş-priz bağlantısı bağlantısı kullanışlı olacaktır.
LED sürekli yanıyorsa devreye besleme geliyor demektir .Devrenin çalıştığı, daha doğrusu ölçüm yaptığı led'in sönüp yanmasından takip edilebilir.

Bilgisayar Programı

işlemci tarafı tamamda. Bu devrde tek başına yeterli değildir. Çünkü bu bir iletişim sistemi içeriyor, özellikle bilgisayar ile işlemci devre sistemini kapsadığından bir bilgisayar programı gerekiyor. Bu devre ile verilen program için. Program iki pencereden oluşuyor. Program penceresi ve Seçenekler penceresi.


Şekil-10:Program penceresinin ekran resmi


Şekil 10'daki resimde görülen alanların basitce tanımlarını açıklayacak olursak;
  1. Ölçüm sonuç listesi. Ölçümler liste olarak gösterilir.
  2. Son ölçülen değer görüntülenir.
  3. Seçeneklerde belirlenen zaman aralığında ölçüm gerçekleştirilir. Bas başlat-bas bitir.
  4. Bir kereliğine ölçüm gerçekleştirir.
  5. Uyarı ve mesajları gösterir
  6. Seçenekler penceresini açar



Şekil-11:Seçenekler penceresinin ekran resmi


Şekil 11'deki resimde görülen alanların basitce tanımlarını açıklayacak olursak;
  1. Bilgisayarda seri port seçimini sağlar.
  2. Kaydedilecek metin adı ve yolu(Rapor dosyası)
  3. Kaydedilecek dosyanın adı ve yeri seçinini sağlar.
  4. Seçildiğinde kayıt dosyası izni verir.
  5. Ölçme süresini belirlemede kullanılan seçenekleri sunar.
  6. Seçenekleri onaylar ve pencereyi kapatır(Program penceresini açar)


Tabii ki kendi programınızı yazmanıza kim engel olabilir ki...

Ekler:

ATMEGA8 hakkında bilgi

ATMEGA8 ve bilgisayar ile RS485 iletişimli Termometre için dosyalar-birleşik

Bu devrenin yapım sorumluluğu size aittir. Devre yapıldı ve çalışıyor. K.A....

Hiç yorum yok:

Etiketler

İzleyiciler