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

28 Şubat 2010 Pazar

Atmega8 ve FT232BL (USB) ile 3 Renkli LED Modül Sürülmesi


Giriş

3 Renkli LED(RGB) kullanarak değişik renkte ışıklar elde etmeyi "Atmega8 ve RS232 ile 3 Renkli LED Modül Sürülmesi" projesi ile gerçekleştirildi. Bilgisayar ile bağlantısı RS232 üzerinden gerçeleştirildi. Tamam bu proje ile LED sürücü sisteme birdaha önce gerçekleştirilmiş "FT232BL USB-Seri Dönüştürücü" ile gerçekleştirilen USB bağlantısı ekleyeceğiz. (Her ne kadar USB-RS232 dönüştürücü kablolar kullanılabilirse de). Yani bu projede RGB LED sistemini USB üzerinden kontrol etmeye çalışacağız.

RGB LED

"Atmega8 ve RS232 ile 3 Renkli LED Modül Sürülmesi" projesinde renklerin oluşturulması ve LED'leri sürülmesi hakkında bilgiler var.

Şekil-1:Projede kullanılan ışık kaynağı (LEDler.) Kırmızı daire içindeki bölgede LED'ler yer almaktadır.


Şekil-2:Şekil1'deki LED başlığının şeffaf ışık klavuzuna takılmış haldeki görünümü. LED başlığı sol tarafta.


Şekil-3:Optik klavuz etrafında kaplama yok iken LEDler yakıldığında görünümü (Multimetrenin ohm kademesi ledleri yakmak için kullanıldı)


Şekil-4:Işığın optik klavuz içindeki hareketi(ölçekli değildir)


Fen bilgisi dersinde öğretilen bir konu var. Işık farklı yoğunluktaki ortamlar arasında geçişte nasıl davranır? Bunun için en basit gözlenen konu yarısı su dolu bardağın içine bir kaşık konduğunda görünümü ile ilgilidir.

Fazla ayrıntıya girmeden ışık farklı iki yoğunluktaki ortam arasında geçişte kırılır. Yani ışık yolunu değiştirir. Yoğun ortama ışık girerken bir yere kadar geçişi karşılanabiliyor. Ama Yoğun ortamdan az yoğun ortama geçişte bir sınırlama var. Yani belirli bir açı ile gelen ışık eğer kırılma açısına ulaşırsa (örneğin su için 42 derece) ışık az yoğun ortama geçemeden geri yansır. Işığın yoğun ortamı terk edebilmesi için o belirli açıdan büyük olması gerekir. (Büyük olursa yinede kırılır) İşte ışık kanalının çalışma şekli budur.(fiber optik kablolar dahil). Işık kanalının arkasına açılmış olan çentikler ışığın belirli aralıklarla dışarı yönlendirilmesini sağlayarak homojen bir ışık yayılmasını sağlar.

Anlatıldığı gibi sistemde kullanılan LED bir dizi halinde değil. Sadece 3 adet led var. Bu LED'lerin ışığı klavuz bir optik kanal içinden geniş bir yüzeyden dışarı çıkar. Bu da bir ışık çubuğu olarak görülmesini sağlar.
Devre

USB modülü ile işlemci modülü arasındaki bağlantı IDC10 konnektörler üzerinden 10 yollu kablo üzerinden veri ve beslemme bağlantısını oluşturur. LED kartı ile işlemci arasındaki bağlantı 4 kablo bağlantısı ile sağlanıyor. (Renkler o LED'e göre kablo rengi takılmıştır. Mor renkli kablo hariç. O Vcc bağlantısı için kullanıldı.

Sistem bir adaptör üzerinden alınan besleme gerilimi 7805 üzerinden 5V besleme gerilimi üretiliyor.

Not:Sistem ek besleme gerektirmeden USB üzerinden çalışabiliyor. Tabii ki bu bilgisayarın güç kaynağına ek bir yük demektir ki çoğunlukla zar zor sistemi idare edebilen bir güç kaynağına kim yüklenmek isteyebilir.

Şekil-5:LED kartının kablo bağlantı uçları.

Kartların ve kabloların bağlantıları hakkında başlık altındaki resmi ve şekil-6 bir fikir verecektir.

Şekil-6:Sistem çalışırken.

Fotograf makinesi doğrudan ışık kaynaklarını çekmekten hoşlanmıyor. Çünkü ışık belli bir değerin üzerinde geldiği zaman ışık rengi beyaz renge doğru kayıyor.

Şekil-7:USB modül üzerindeki köprü ayarları.

Sistem üzerindeki yapılması gereken tek ayarın USB modül üzerindeki köprü ayarlarıdır. Bunlar USB modülün besleme seçimi ile ilgilidir. Şekil-7 üzerinde gösterildiği gibi ayarlandığı takdirde USB sistem harici besleme devreye alınır. Böylece harici besleme devresinin kullanımına izin verir

Şema

Devre şemasını 3 ana gruba ayırarak incelemek yerinde olacaktır:İşlemci kartı, USB kartı ve LED çubuk kartı. LED Çubuk kartı RGB LED (şemada CLED olarak tanımlı) ve bu eleman üzerindeki LEDleri sürmek için kullanılan R2,R3 ve R4 akım sınırlama dirençlerini içermekte.Zaten işlemci kartı ile P1 ve P1_1 bağlantı noktaları üzerinden 4 kablo yardımıyla gerekli olan enerji aktarınımı sağlanır.(3 renk için ve Vcc için bağlantı içerir).

İşlemci kartında ve aynı zamanda projede Atmega 8 işlemcimiz olan üzere IC1 ile temsil ediliyor. İşlemciye bağlı kristal, C5 ve C6 kondansatörleri saat frekansı üreteci olarak çalışıyor. D2(LED) ve R1 sistem izleme göstergesi olarak çalışıyor.(ama gelen veri o kadar az ki yanıp söndüğü görülmüyor-aslında takılmasa da olabilir).ISP konnektörü artık bilineceği üzere IC1 programlama için. C8 ve C9 LED modül beslemesinde oluşabilecek dalgalanmarı süzmek için eklendi.

D1, C1,C2 ve IC2 sistem için gereken 5V besleme devresini oluşturuyor.

USB bölümü için IC4 (FT232BL) tümdevresi USB-seri iletişim köprüsü için işlemcidir. XTL2,C15 ve C16 bu işlemci için saat üretecidir. R9 ve R10 USB hattı üzerinde akım sınırlama direncidir. R8 USB bağlantı tipini belirleyen direçtir. (USB2.0). R6 ve R7 bilgisayar kapandığında işlemcinin sıfırlanmasını sağlar. D3 ve D4 seri port aktivitesini gösterir ve R13 ve R14 akım sınırlama direçleridir. IC3 bu modülün kendisi ile ilgili bilgilerin saklandığı hafıza elemanıdır.(93C46) R11 ve R12 bu elemanın kontrolu için kullanılan dirençlerdir. (USB modül hakkında FT232BL USB-Seri Dönüştürücü ayrıntılı incelenebilir)

Geri kalan kondansatörler filtre içindir. Şemada işlemci kartı ile USB modülü arasındaki bağlantıda kullanılan konnektörler gösterilmemiştir.

Şekil-9:Blok şeması


Şekil-10:Devrenin şeması(kırmızı çizgi ile işaretli bölge USB/RS232 iletişim modülüdü

Devrenin Çalışması

Devre ilk açıldığında LED modül üzerindeki LED'ler söndürülür. Bilgisayar programında yer alan kaydırma çubukları ile belirtilen renkteki led bilgisi USB/RS232 üzerinden işlemci kartına gönderilir. Gelen bilgi Darbe genişlik modülasyonu için darbe süresi olarak kullanılarak LED yanma süresini belirler. Gelen bilgiye göre yakıp söndürülen LEDler bir renk karışımı oluşturur.

Şekil-11:LED Modül.


Şekil-12:İşlemci Modülü.


Şekil-13:USB Modülü.

Not:"Atmega8 ve RS232 ile 3 Renkli LED Modül Sürülmesi" projesinde kullanılan bilgisayar programı bu proje kullanımı mümkündür. Çünkü USB/RS232 modülü bilgisayar üzerinde sanal bir RS232 portu oluşturmaktadır(Com port). Ama bu projenin asıl amacı RS232 portundan bağımsız olarak doğrudan USB portundan haberleşmesi amaçlandığı için kendi bilgisayar programı oluşturulmuştur
Devre Yapımı

Devre montaji açısından en sıkıntı yaratacak eleman FT232BL entegresi olacaktır. FT232BL entegresi eleman yerleşim planında normal eleman yüzü üzerinde gösterilsede, baskı devrenin yollarının bulunduğu yüze (eleman yerleşimi yüzünden görüldüğü gibi gösterilmiştir) lehimlenmelidir. Bu entegrenin sadece yüzey montaj türü olduğu için diğer elemanlardan önce dikkatlice iki köşegeni lehimlerek, sabitlendikten sonra diğer bacakları lehimlenebilir. Bacak aralarında kısa devre oluşturmadan monte edilmesi önemlidir.

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.
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.

LED modülü işlemci modülüne Tunik 4'lü konnektörü kullanılarak bağlantısı sağlandı. LED modül üzerindeki çubuk LED ayakları lehimlendikten sonra kart ile LED çubuk arasında biraz sıcak silikon sıkılması mekanik dayanıklılık sağlayacaktır.

Şekil-14:Devrenin baskı planı


Şekil-15:Devrenin yerleşim şekli


Şekil-16:Devrenin yerleşim planı

Not:Baskı devrede* ile işaretli elemanlar kullanılmamaktadır. Bu elemanlar bu devrenin farklı kullanım durumlarında takılmaktadır.
Devre Elemanları

220RR9,R10
220RR13,R14
470RR2,R3,R4,R5
1KR1
1K5R8
2K2R11
4K7R6
10KR12,R7
27pFC5,C6,C15,C16
100nFC2,*C4,C7,C8,C10,C11,C12,C13,C14
10µF*C1,C3,C9
B125C1500 veya benzeriD1
LEDD2,D3,D4
Çubuk LEDRGB LED
ATMEGA8IC1
7805IC2
93C46IC3
FT232BLIC4
3,6864Mhz kristalXT1
3'lü erkek sıra konnektörP4,P5
6 Header (ISP6)ISP
4'lü TunikP1
2'li KlemensP2
10'lu kablo-
10'lu erkek konnektörP3,P3_1
USB-konnektörUSB-A

Malzeme listesi. Burada işlemci için soket ve 9V adaptör verilmemiştir. Kaliteli 8 ve 28 bacaklı soketler (28 bacaklı entegre soketi bulamazsanız, iki tane 14 bacaklı entegre soketi kullanabilirsiniz) oluşabilecek problemlerin önüne geçecektir. 2'li klemens (P2)ve P3 ile P3-1 şemada gösterilmemiştir ve "*" ile işaretli elemanlar kullanılmamıştır.

Şekil-17:Devre çalışırken çubuk LED üzerinde elde edilmiş renkli ışık görüntüleri

Bilgisayar Programı

Bilgisayar üzerinde kullanılan program Delphi 7 ile yazıldı. "LED_RenkliUSB.exe" programı 2 ana pencereden oluşuyor. Birinci pencere ayarların yapıldığı penceredir. USB alet seçimi yapılır. İkincisi Gösterilecek rengin değerlerinin belirlendiği penceredir.

Programı çalıştırın ayarlar penceresinden alet bağladığınız USB portuna bağladığınız ve isim verdiğiniz USB aleti(bu projede "LED-USB Converter" adı verildi ve "FTT1GKNG" seri numarası atandı) seçin ve Tamam butonuna tıklayarak onaylayın. Eğer bilgisayara taktığınız USB aletiniz ayar penceresinde görülmezse "Yenile" butonu ile takılı USB aletleri tarayarak USB alet listesini güncelleyebilirsiniz. Seçtiğiniz alet seri numarası ve adı Tamam butonuna bastığınız zaman program tarafından kaydedilir. Ana pencere üzerinde kaydırma çubuklarını fare ile hareket ettirerek istediğiniz rengin LED çubuğunda gösterilmesini sağlayın. Renk LED çubuk üzerinde hemen gösterilecektir. Alet açık kaldığı sürece ayarlanan renk kalacaktır.

Ana Pencere

Şekil-18:Ana Penceresinin görünümü

Bu pencere üzerindeki öğeleri değinecek olursak;.
  1. Kırmızı Rengin belirlendiği kaydırma çubuğu.
  2. Kırmızı rengin belirlendiği kaydırma çubuğunun değeri
  3. Mavi Rengin belirlendiği kaydırma çubuğu.
  4. Mavi rengin belirlendiği kaydırma çubuğunun değeri
  5. Yeşil Rengin belirlendiği kaydırma çubuğu.
  6. Yeşil rengin belirlendiği kaydırma çubuğunun değeri
  7. Belirlenen renk değerlerine göre bilgisayarda rengin gösterilmesi (LED çubuğunda farklı olabilir)
  8. Renk kaydırma çubuklarını sıfır değerine çeker
  9. Seçenekler penceresini açar


Seçenekler

Şekil-19:Seçenekler penceresi

Seçenekler penceresi üzerindeki öğeleri değinecek olursak;
  1. Bilgisayara bağlı FT232BL tipi aletlerin seri numarası, tanımı olarak listeler.
  2. Seçili aletin seri numarası.
  3. Seçili aletin adı.
  4. Bilgisayara bağlı FT232BL tipi aletleri tarar ve listeler.
  5. Bu pencerede yapılan ayarları onaylar ve Girdi pencerisini açar


video

Ekler:


İşlemci USB/RS232 arasındaki 10 yollu bağlantı kablosu


ATMEGA8 hakkında bilgi

Atmega8 ve FT232BL (USB) ile 3 Renkli LED Modül Sürülmesi için dosyalar- birleşik

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


Hiç yorum yok:

Etiketler

İzleyiciler