Atmega8 ve LM35 ile LED ekranlı Termometre

Giriş
Atmega8 işlemcisinin ADC girişini kullanarak ve sonucu 4 haneli 7 parçalı LED ekran üzerinde gösterecek şekilde bir voltmetre oluşturulmuştu("Atmega8 ile LED ekranlı Voltmetre" projesi). Şimdi ölçtüğü sıcaklığı gerilim değerine dönüştüren LM35 entegresi oluşturulmuş olan voltmetre devresine ekleyerek bir termometre projesi sunmaya çalışacağız.
Termometre
Fizikte ısınan her cisim genleşir, bu bilinen bir gerçektir (su hariç,çünkü su +4 derecenin altında ve üstünde genleşir). Termometreler de bu prensip üzerinden çalışır. Çoğunlukla civa ve bazı alkol türleri bir cam tüp içinde kapatılarak genleşmesi gözlenebilir hale gelir (en azından dünya üzerindeki çoğu bölgenin sıcaklığında sıvı halde kalabilen malzemeler) . Sıcaklığa göre genleşmesi cam tüp üzerinde ölçeklenerek bildiğimiz termometreler oluşturulur. Aynı yöntem metalin genleşmesi yöntemi kullanılarak (özellikle birbirine kaynatılmış genleşme değerleri farklı) mekanik termometrelerin yapımı ve kullanımıda vardır

Sıcaklık değerini (aslında ısı değeri oluyor) çeşitli elektronik ölçü araçları ile termo elektrik çift, ptc, ntc, transistör, diyot (ısıl sürüklenme) ve sonunda doğrudan bir sayısal çıkışı olan sıcaklık ölçü algılayıcıları ile okunması gerçekleştirilmektedir. İşin aslına bakılırsa, tüm elektronik araçlar ısıl değişimlerine karşı hassastır. Sadece bu ısıl değişimlerini karşılayacak şekilde koruma karşılayıcılar eklenek ısıl duyarlılıkları azaltılmaya çalışılır.

Yarı iletken malzeme içinde akımı taşıyan taşıyıcılar var (n ve p maddenin cinsine göre adı değişen). Isı ile bu taşıyıcıların sayısı arasında bir ilişki var. Bu ilişki kullanılarak ısı-akım arasında bir bağlantı oluşturulur. Ve sıcaklık başka bir ölçülebilir (gerilim veya akım) değer arasında bağlantı sağlanmış olur. İşte LM35 entegresi sıcaklığa göre çıkış gerilimini oranlayan yapıyı oluşturur.

Artık yapılması gereken LM35'in çıkışındaki gerilimi değerlendirmek. Bu konuda bir voltmetrenin işidir. sıcaklık başına 10mV'luk bir değişim olduğunu biliyoruz. Bu değişime göre ölçeklenmiş bir voltmetre sonuçta sıcaklık okumasını verecektir.

Şekil-1 LM35 ve 7106 ile LCD göstergeli 1993 yılına ait bir termometreyi gösteriyor. Üzerindeki ayarlar LM35 ölçümü ve gerilim seviyelerini ayarlamak için(işlemsel kuvvetlendiriciler ile).

Şekil-1:7106 entegresinin kullanımı ile yapılmış termometre LM35 ile yapıldığı için sıcaklık değeri gerilime dönüştürülür ve 7106 entegreside bu değeri okur.
"Atmega8 ve LM35 ile LED ekranlı Termometre" projesindeki voltmetre bölümü için "Atmega8 ile LED ekranlı Voltmetre" projesi referanstır

Not:LM35 veri kağıtlarında 0 derece altındaki sıcaklıkları ölçebiliyor. Fakat çıkış geriliminin negatif gerilim ihtiyacı yüzünden çıkış negatif gerilime geçeceğinden (işlemcinin 0V ile şu hali ile 2.5V aralığında ölçüm yaptığından) ve en önemlisi sistemi minimum tutma amacıyla (özellikle işlemsel kuvvetlendirici eklenmek istenmediğinden) 0 derece altı sıcaklıkların ölçümü ile ilgili çalışmalar projeye dahil edilmemiştir.)
Devre
Devre incelendiğinde saat üretici olarak kristal kullanılmadığı görülebilir. Bu projeye göre ciddi bir zamanlama durumu olmadığı için iç saat üretecinin kullanılması uygun görüldü.

Devreyi sadece besleme uygulayıp bağlantı uçlarını ölçülecek devrenin bağlantı noktasına bağlamak yeterli. Ölçülen noktadan gerilimi ölçer ve bunu LED ekran üzerinde gösterir. Devre uygun bir kutu ile bilgisayarın iç sıcaklığını ölçmek için ve bir oda termometresi olarak kullanılabilir.

Şekil-2:Oda sıcaklığında gösterilen değer.
Not: Bu projedeki termometrenin 0.1 derecelik çözünürlüğe sahip değil. Çünkü işlemcinin ADC adımları buna yeterli gelmiyor.(en azından buradaki kullanım şekline göre).
Şema
İşlemci ile işlem yaptığımıza sistemin kalbini IC1 Atmega8 oluşturuyor. D2, D3, D4, D5 ortak anotlu gösterge LED'leri oluşturuyor. Gösterge ile işlemci arasındaki seri bağlı R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 ve R12 LED göstergelerin akım sınırlama dirençleridir. LED ekranların ortak uçlarını süren Q1, Q2, Q3, Q3 transistörleri, bazlarına bağlı R1, R2, R3 ve R4 dirençleri üzerinden işlemciye bağlanır. Böylelikle gösterge bölümü bitirilmiş olur.

IC3 için söylenebilecek bir kablo ile ek olarak karta bağlandığıdır. Uygun bacakları uygun noktalara bağlantığından emin olun.

D1 köprü diyodu üzerinden bağlı olan IC2 7805 gerilim regülatörü devre beslemesi için 5V gerilimini üretir.

ISP konnektörü işlemcinin programlanması için gereken bağlantı elemanını oluşturur.

Geriye kalan kondansatörler filtre amaçlı elemanları oluşturur.

Şekil-3:Blok şeması

Şekil-4:Devrenin şeması
Devrenin Çalışması
Devrenin besleme uçları (P1) 9V uygulandığı zaman sistem çalışmaya başlar. Belirli aralıklarla LM35 ucundaki gerilim ATmega8 işlemcisi tarafından okunur, yorumlanır ve LED ekran üzerinde gösterilir.

Şekil-5:Termometrenin üstten görünümü.

Şekil-6:Termometrenin alttan görünümü. (Dirençlerin nerede olduğunu merak edenler için)
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.
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.

İşlemciyi programlarken sigorta ayarlarında iç osilötürün atandığına emin olun(1MHz). Yeni, daha önce kullanılmamış bir işlemci ise sorun yoktur, çünkü bu şekilde ayarlı gelirler. Ama daha önce kristal kullanan bir devrede kullanılmışsa, işlemcinin sigorta ayarlarını üzerinde kristal bulunan bir devrede yapmak gerekir.

Şekil-7:Devrenin baskı planı

Şekil-8:Devrenin yerleşim şekli

Şekil-9:Devrenin baskı devre planı ve yerleşim planı birlikte (Kullanılmayan elemanlar soluk renkte gösterilmiştir)

Şekil-10:LM35'ten gelen kabloların kart üzerindeki bağlantı noktaları

Şekil-11:LM35'in bacak bağlantıları(Ömrünü tamamlamış mürekkep püskürtmeli bir yazıcının ana kartından)
Not:Baski devre üzerinde soluk renkte gösterilen elemanlar malzeme listesine dahil edilmemiştir.
Devre Elemanları

220R	R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12
1K	R1,R2,R3,R4
100nF	C2,C3,C4
10µF	C1
B125C1500 veya benzeri	D1
LM35	IC3
FYS-3611BS (LED ekran)	D2,D3,D4,D5
7805	IC2
Atmega8	IC1
6 Header (ISP6)	ISP
2'li Klemens	P1

Malzeme listesi. Burada işlemci için soket ve 9V adaptör verilmemiştir. Kaliteli 28 bacaklı soketler oluşabilecek problemlerin önüne geçecektir.

Şekil-12:"ATMEGA8 ile DS1820 Algılayıcı ve LCD Göstergeli Termometre" projesindeki devre ile bu projedeki devrenin ölçüm sonuçları. DS1820'nin doğrudan dijital çıkış verdiğini ve LM35'in analog çıkışının işlemci üzerindeki ADC ile dijitale çevrildiğini ve aralarındaki ADC çözünürlüğünü göz önüne almak gerekir.


Ekler:

ATMEGA8 hakkında bilgi

Atmega8 ve LM35 ile LED ekranlı Termometre için dosyalar-birleşik.

FYS-3611BS (LED ekran) için eleman yüzü tarafından bacak bağlantıları


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

---