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

18 Ekim 2014 Cumartesi

Attiny2313 ile LCD ekranlı Mutfak Zamanlayıcısı


Yemek yapan kişiler için pişen yemeğin tadı pişme süresi ile yakından ilgilidir.En basit yemeklerden makarna ve yumurta pişirme ise çoğunlukla pişme süresi çok önemlidir.Yumurta haşlamada pişme süresi ayarı rafadan ile katı pişmiş arasındaki ayrımı belirler. Makarnada ise sert makarna ile iyice yumuşamış makarna arasındaki ayrımı belirler. Gerçi günümüzde ocakların ve fırınların üzerinde zamanlayıcı bulunan modeller mevcuttur, herkes için erişilebilir bir ürün olmaktan uzak oldukları bir gerçek.

Saat tutarak pişirmek, özellikle başka bir işle meşgul kişilerin çoğunlukla saati kaçırması ile sonuçlanır. Her ne kadar ucuz bir mutfak zamanlayıcısı almak o kadar sorun değildir. Tabii hiçbir şey kişinin kendi ürettiği bir aleti kullanması yerini tutamaz, satın alınan daha iyi olsa bile.

Bu projede "Attiny2313 ile LCD ekranlı Mutfak Zamanlayıcısı" projesi üzerinde çalışılacaktır.

Mutfak zamanlayıcı
Bu projedeki devre geriye doğru sayan bir saat veya çözünürlüğü 1 saniye olan kronometredir tabii sayıcı 0'a ulaştığında sesli alarm vermesi ile birlikte.

Yemek pişirmek için kullanılan ısıtıcıların ne kadar süre ile kullanılacağı pişen yemeğe, çevre ve su sıcaklığı gibi parametreler bağlı olsa da, tüm bunlar birlikte zamana bağlı olmaktadır. Örneğin makarna veya hazır çorba paketlerine bakarsanız, pişme süresi ile ilgili öneriler göreceksiniz. Bu önerilere uymanız, tamamen damak tadınıza bağlıdır. Hazır çorbayı fazla kaynatırsanız, koyu olacak, az kaynatırsanız, çiğ kalacağı için damak tadınızı bozacaktır. Aynı şekilde makarnayı az pişirirseniz, sert olacak yiyemeyeceksiniz, çok fazla pişirirseniz, makarna hamurlaşacak yemekten hoşlanmayacaksınız. Zevk meselesi.

Her ne kadar mutfak zamanlayıcısı olarak isimlendirilse de, zamanlama işlemi gereken diğer işlerde de kullanımı mümkündür.
Sayıcı
Şekil-1 :Devrede kullanılan sayma prensibi.

Saat sayma işlemini bilirsiniz:
Saniye sayacı 60'a ulaştığında (59'dan sonra) sıfırlanır dakika sayacı bir artar.
Dakika sayacı 60'a ulaştığında (59'dan sonra) sıfırlanır saat sayacı bir artar.
Saat sayacı 24'e ulaştığında sıfırlanır.

Zamanlayıcı da ise her zaman için geriye doğru sayma söz konusudur. Zamanlayıcı belirlenmiş bir saat, dakika ayarı üzerinden geriye doğru sayar, Sayma işleminde:
Dakika 0'ın altına indiği zaman saat'den 1 azaltılır, ve dakika 59 olarak atanır.
Saniye 0'ın altına indiği zaman dakika'dan 1 azaltılır ve saniye 59 olarak atanır.

Saat,dakika,saniye; 00:00:00 olduğu zaman (bu saniye 1 azaltıldığı zaman, sürekli kontrol edilen bir işlemdir) alarm iki ses tonu arasında değişen bir çıkış verir. Bu noktada cihazı ister sıfırlar, ister kapatırsınız.
Devre
Şekil-2 :Yapılmış halde devre. Soldaki buton, orta üstteki hoparlör, ortadaki işlemci kartı ve sağdaki modül LCD

Devrede 2 satır 8 karakter 4 bit modunda arka plan aydınlatması olmayan (akım harcamasını azaltmak için) LCD kullanılmıştır. LCD modülün 4 bit modunda kullanılmasının sebebi bacak sayısından tasarruf ederek, 20 bacaklı Attiny2313 ile kullanabilmek içindi.

Şekil-3 :İşlemci devresinin önden görünümü (SMD) 10 trimpot SMD olmamasına rağmen bacaklarını biraz kesme, biraz kıvarma ile SMD haline getirildi) ISP portu için kullanılan 2x3 sıra pin konnektör ne yazık ki SMD elde edilemediği için dip model kullanılmış, yolların olduğu taraftan lehimlenmiştir.

Şekil-4 :İşlemci devresinin arkadan görünümü (SMD).Görüldüğü gibi arkada sadece kristal ve bir köprü bulunmaktadır. Kart üzerinde siyah nokta ile işaretli yer delinerek kutu içine montajda vida deliği olarak kullanılacaktır.

Besleme için 78M05 türü analog bir regülatör kullanılmıştır(alet kutularımda halihazırda bulunduğu için). Bu entegrenin akım harcaması biraz fazla olmakla birlikte, istendiği takdirde besleme bölümü anahtarlama bir regülatör ile değiştirilmesi mümkündür.
Şekil-5 :Projede kullanılan LCD ekran. Aslında tek satır olsada daha iyi olurdu.

Devre tasarımı esnasında tek sıra pin bacak bağlantılarına göre PCB çıkarılmış, daha sonra 2 satır 8 karakter LCD kullanımına karar verildiğinden haliyle bacak bağlantıları biraz uyumsuz kalmasına neden olsa da, iyi de olmuştur, yoksa bacak bağlantıları sıra pin kullanımı ile birlikte projedeki kutunun kullanımı mümkün olmayacağı ortada.

Şekil-6 :Bir dizüstü bilgisayardan sökülmüş hoparlör. Görünüşe aldanmayın, kendi küçük olmasına rağmen sesi baya iyi..

Hoparlör olarak dizüstü bilgisayarlardan çıkma olarak elde edilen ince küçük bir hoparlör kullanılmıştır. Bu sayede hoparlörün kutu içine monte edilmesine olanak tanımıştır. İlk tasarımda piezoseramik hoparlör diskler kullanımı düşünülmüş ve yeterli verim sağlanamadığı için vazgeçilmiştir.

Şekil-7 :Ayarlar için kullanılan butonlar. Tasarım esnasında düşünülmediği için, sonradan PCB üzerindeki bakır maket bıçağı ile çizilerek oluşturuldu.

Buton olarak küçük örümcek buton olarak tanımlanan ürün kullanılmış, özellikle basma çubukları uzun olması sayesinde kart rahatlıkla sabitlenebilmiştir. Aslında devre tasarımını oturtmamda bu butonlar ilham kaynağı olmuştur.
Şekil-8 :Devrenin kullanıldığı yerin mutfak olması durumu açısından bir kutu içinde olmasını gerektirir. Proje için düşünülen kutu, delikleri açılmış halde...Kendim kullanmayı planladığım ve yerin dar olması nedeniyle, elemanların yerleşiminden kaynaklanan sınırlamalarla kutu üzerinde fazla özenmediğim bir gerçek.

Piyasada hazır satılan plastik kutu ile kutulanması yerinde olacaktır. Bu kullanım açısından oldukça kolaylık sağlayacaktır. Özellikle mutfakta kullanım esnasında ellerin ıslak olma ihtimaline karşılık bu önemli bir konu haline gelmektedir.
Şekil-9 :Devrenin kutu içine monte edilmiş hali.

Şema
Devrenin kalbini IC1 (Attiny2313) oluşturmaktadır. Her ne kadar çok gerekli değilsede devre tasarımında tercih etme yolunu gittiğimiz, C5,C6 (27pf) ve XT1 (4MHz) kristal ile işlemci için gereken saat darbelerini üretir. R1 (10K trimpot) P1 ile gösterilen LCD modül için kontrast ayarını sağlar. R2 (10k) pull up direnci o kadar gerekli değildir istenirse kullanılmayabilir.

IC2 (78M05) entegresi 9V besleme geriliminde devre için gereken 5V gerilimini regüle eder.
R3...R6 (10k) dirençler butonlar için pull up direncini oluşturur. S1 ve S4 butonları Mutfak zamanlayıcısı için ayar ve kontrol butonlarını oluşturur. Ve butonlara bağlı C9..C12 (100nF) kondansatörler tuş sıçramalarına karşı filtre olarak iş görür.

C7 (10µF) kondansatör hoparlör bağlantısı için (PCB üzerinde gösterilmemiştir) DC akımlara karşı filtre görevi görür. (dikkat edilirse kondansatör üzerinde kutup belirtilmemiştir)

ISP artık bilindiği üzere programlama için konnektördür.

Belirtilmeyen kondansatörler filtre amaçlıdır.
Şekil-10:Devrenin blok şeması

Şekil-11:Devre şeması

Devre Yapımı

Devre küçük bir kutuya sığdırma kaygısından SMD yoluna gidilmiştir. Sadece birkaç eleman DIP yapısında. İstendiği veya bulunabildiği takdirde bu elemanların SMD ile değiştirilmesinde bir sorun yoktur. Devrenin SMD olmasından dolayı devrenin montajında dikkatli olunması gerekliliği ortadadır. Özellikle IC1 (Attiny2313) lehimlerken soğuk lehim veya kısadevre olmaması için dikkat etmek gereklidir.
Şekil-12:PCB şeması, yollar

Şekil-13:Kartların eleman yerleşimi.

Şekil-14:Kartların alttaki (SMD) eleman yerleşimi

Şekil-15:Kartların yolları birlikte eleman yerleşimi

Şekil-16:Kartların yolları birlikte alttaki (SMD) eleman yerleşimi

Şekil-17:Kartın arkadan görünümü

Şekil-18:LCD ve işlemci kartı bağlantıları

Şekil-19:Buton ve işlemci kartı bağlantıları

Şekil-20:Hoparlör ve besleme ile işlemci kartı bağlantıları

Devre Elemanları
10K yatık trimpotR1
10K (1206 smd)R2,R3,R4,R5,R6
0R (1206 smd)J1,J2,J3
27pF (1206 smd)C5,C6
100nF (1206 smd)C1,C2,C3,C4,C9,C10,C11,C12
10µF (1206 smd)C7
10µF (smd tantal)C8
ABC008002D13 (2x8 LCD)P1 (modül)
78M05 (DPAK2)IC2
Atiny2313 (SOIC20)IC1
4MHz KristalX1
6 Header (ISP6)ISP
Küçük örümcek butonS1,S2,S3,S4
14 bacak IDC erkek-kart tipi-
14 yollu yassı kablo-
9V pil soketi-
SPST anahtar-
9V pil-

Devrenin Çalıştırılması
Şekil-21:Kartların kutuya montajı

Şekil-22:Kartların kutuya monte edilmiş hali

Kutuya monte edilen cihaz pil takılıp kapatıldıktan sonra, kullanıma hazırdır. Tek yapılması gereken aç/kapa anahtarını "" konumuna getirmektir. Ekranda açılacak ve ekran üzerinde "00:00:00" görülecektir.

Bu durumda aleti ayarlamak için (1) nolu buton ile saat, (2) nolu buton ile dakika ayarı yapılır. Bu ayar sayıcının başlangıç değerini oluşturur. (3) buton basma ile sayıcı geriye doğru saymaya başlayacaktır. Sayıcıyı durdurmak için (3) nolu buton tekrar basıldığında bu işlemi yerine getirir.Yani (3) nolu butona bas başlasın, bas dursun. Buradaki dikkat edilecek durum ekranda "00:00:00" varken bas/durdur butonu iş yapmaz. Alarm sesi duyulduğunda (ekranda "00:00:00" görülür) veya herhangi bir değerde iken, (4) buton basarak ekran sıfırlanır ve alarm sesi kesilir.

Aletin işi bittikten sonra aç/kapa anahtarını "KAPA" konumuna getirmek yerinde olacaktır.

Not:İşlemci için enerji koruma için kullanılan uyuma ve uyandırma işlemleri öngörülmemiştir.
Şekil-23:Kutu üzerindeki butonların işlevleri

Ekler:

Attiny2313 hakkında bilgi için

"Attiny2313 ile LCD ekranlı Mutfak Zamanlayıcısı" projesi için gereken dosyalar

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

Hiç yorum yok:

Etiketler

İzleyiciler