Atmega8 ve RS485 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi

Giriş
"Atmega8 ve FT232 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi" ve "Atmega8 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi" projelerinde ele alınan HP 4V üzerinden sökülmüş VFD modülünü RS485 iletişimi üzerinden kontrol etmeye çalışacağız. Ekran ve çalışması hakkında ayrıntılı bilgi internet ve adı geçen projelerde bulunabilir.
Sisteme RS485 modülü eklenmesi
Öncelikle RS485 modülü beslemesini işlemci modülü üzerinden P2- P2_2 konnektör bağlantısı üzerinden alır.

RS485 bağlantısı RJ12 bağlantı konnektörü üzerinden yapılıyor. Rj12 konnektörü telefonlarda bağlantı için yaygın bir şekilde kullanılır. Kablolar ortadaki iki tane ucu takılır.

İşlemci modül ve VFD modül aynen bu projede kullanılarak sisteme bir RS485 iletişim modülü eklenmektedir. RS485 üzerinde dikkat edilecek tek nokta P5 üzerine bir köprü (jumper) takılması gerektiğidir. Bu noktada 3 seçenek var ve bunlar şekil-1 gösterilmiştir.

Şekil-1:P5 koprü seçenekleri.(1)Kırmızı GND'ye bağlı-giriş aktif,(2)Mavi Vcc'ye bağlı- çıkış aktif,(3)Yeşil işlemci için-işlemci ile giriş/çıkış kontrol seçeneği

(1)-RS485 haberleşme çipi kontrol uçları toprağa bağlandığı zaman RS485 haberleşme hattında gelen verileri okur(alır).Sistem giriş olarak sabitlenir.

(2)-RS485 haberleşme çipi kontrol uçlara Vcc'ye bağlantığında gönderme modu aktif olur. Bu durumda işlemciden gelen bilgi RS485 haberleşme hattına yayınlanır. Sistem çıkış olarak sabitlenir.

(3)-RS485 çipi bu bağlantı seçeneğinde griş/çıkış durumu işlemci tarafından kontrol edilir. Bu tip bağlantı değişken giriş çıkış durumu varsa kullanılabilir.

RS485 haberleşmesi için "RS232/RS485 dönüştürücü arabirim" projesi incelenebilir. Zaten "RS232/RS485 dönüştürücü arabirim" projesi en azından bilgisayar tarafından kullanıldığı varsayılmaktadır.

Şekil-2:Bilgisayar RS232 ile RS485 arasındaki bağlantıyı sağlayan kart."RS232/RS485 dönüştürücü arabirim" projesinden. Giriş RS232 çıkış RS485

Şekil-3:RS485 alıcısı. Alınan veriyi Atmega8 seri portuna taşır.(RX) İşlemci kartından beslenir. P5 üzerindeki 1. ve 2. bacak üzerindeki köprü yeri görülmektedir.

Şekil-4:RS485'den gelen veriye göre VFD kartını kontrol eden işlemci kartı. LED sadece veri geldiği zaman yanar.

Şekil-5:Tüm bunların sebebi VFD kontrol kartı. İşlemci kartından gelen veriye göre ekranı bilgisini ve durumunu kontrol eder.
Devre
VFD modülünün devresi dış bağlantısı (besleme ve veri akışı) IDC10 konnektörü üzerinden yapılmaktadır.

Not: RS232/RS485 dönüştürücü için "RS232/RS485 dönüştürücü arabirim" projesine inceleyin. Bu proje olmadan bilgisayar ile iletişim kuramazsınız. Yapılmış olduğu varsayılıyor. Gerekli ayarlamaları bilgisayar tarafından atanır.

Bu projede RS485 devresi ile işlemci devreleri (ATmega8) birbirinden ayrılarak ayrı kartlar üzerine alındı. Bağlantılar 10 yollu şerit kablo üzerinden IDC10 konnektörleri üzerinden gerçeleştiriliyor.(VFD modül, işlemci modül ve RS485 modül)


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

10 yollu kabloların ucundaki konnektörlerin 1. bacaklarının aynı iletken üzerinde olmak üzere sıralanmış olduklarına emin olun.(kablo üzerindeki konnektörler aynı yöne bakıyor)

RS485 kartı üzerindeki P5 köprü konnektörüne şekil 1'de gösterilen (1) Kırmızı şekilde belirtilmiş şekilde bir köprü (jumper) takılarak giriş durumuna atanması gerekir. Üzerindeki LED süreli yanarak devre üzerinde besleme olduğun belirtir.
Şema
Atmel 8 işlemcimiz olan üzere IC1 ile temsil ediliyor. İşlemciye bağlı kristal, C4 ve C6 kondansatörleri saat frekansı üreteci olarak çalışıyor. D2(LED) ve R2 sistem izleme göstergesi olarak çalışıyor. R1 5x10K sipp direnci pull-up direnci olarak çalışıyor.(ne olur ne olmaz.) ISP konnektörü artık bilineceği üzere IC1 programlama için. P3 VFD modülü ile bağlantı kablosu konnektörü. C7 ve C8 aslında VFD modül besleme hattı üzerinde olabilecek dalgalanmaları süzmek üzere düşünüldü.

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

IC3 RS485 bağlantısı için gereken bölümü oluşturuyor. R3 direnci hat uygunlaştırma için. P4 RJ12 (6p2c) konnektörü RS485 bağlantısını sağlıyor. R5 gerektiğinde IC3 entegresi kontrol ucunu Vcc çekildiğinde akım sınırlama elemanı olarak çalışıyor. P5 RS485 entegresi işlev seçme kontrol köprüleri için. Buradaki R4,D3(LED) besleme gerilim geldiği gösterir.

Geri kalan kondansatörler filtre içindir. Şemada işlemci kartı ile RS485 modülü arasındaki bağlantıda kullanılan konnektörler gösterilmemiştir.(P2,P2_2)

Şekil-6:Blok şeması

Şekil-7:Devrenin şeması(kırmızı çizgi ile işaretli bölge RS485 iletişim modülüdür)
Devrenin Çalışması
Öncelikle işlemci modülü ile VFD modülü arasında 10 yollu şerit kablo konnektör bağlantısı sağlanıyor. Sonra aynı kablodan işlemci ve RS485 arasındaki bağlantı yapılıyor. Ve besleme kablosu ve RS485 (RJ12) bağlantıları yapılıyor. RS485 bilgisayar tarafında RS232 bağlantıları, RJ12 bağlantısı ve besleme bağlatıları yapılıyor (Başlığın altındaki resme bak)

Devre ilk açıldığı anda işlemci VFD modülün; dijit uzunluğu, ekran parlaklığı, tarama frekansı, ekran çalışma frekansı, Türkçe karakterler (en azından küçük olanları), otomatik dijit artırma gibi ilk değerleri atamakta. Sonra atanmış olan ilk metin ekrana yazılmakta.

Bu noktada işe bilgisayar ile olan RS232 iletişimi giriyor. Bilgisayar üzerinden gelen komut ve karakterlere göre ekran yönlendiriliyor.

Şekil-8:Devre çalışırken(bilgisayardan veri gönderilmiş).
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 VFD modülün akım ihtiyacından dolayı 7805 biraz ısınıyor. Bir soğutucu bağlamakta fayda var.
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-9:Devrenin yol baskı planı(yollar eleman yüzünden göründüğü gibidir)

Şekil-10:Devrenin yerleşim şekli-eleman yüzü

Şekil-11:Devrenin eleman ve PCB birlikte

Burada verilen baskı devre daha önceden işlemci kartın üretildiği varsayımı üzerine verilmiştir. İstendiğinde işlemci (büyük kart) ve RS485 kartı(küçük kart) birleştirilebilir. Böyle bir baskı devre yol ve eleman yüzü ek dosyaların içinde yer almaktadır.
Devre Elemanları

5x10K	R1
120R	R3
1K	R2,R4
10K	R5
27pF	C5,C6
100nF	C2,C4,C8,C9,C10,C11
10µF	C1,C3,C7,C12
B125C1500 veya benzeri	D1
LED	D2,D3
ATMEGA8	IC1
7805	IC2
ST485 veya benzeri	IC3
3,6864Mhz kristal	XT1
6p2c(rj12) konnektörü	P4
6 Header	P5
6 Header (ISP6)	ISP
10 Header	P3
10 Header	P2,P2-2
2'li Klemens	P1
U tipi Soğutucu	-
10'lu kablo	-
Köprü(jumper)	P5 için

Not: "RS232/RS485 dönüştürücü arabirim" projesi ile ilgili malzeme listesi ilgili projesinden alınmalıdır

Malzeme listesi. Burada işlemci için soket ve 9V adaptör verilmemiştir. Kaliteli 8 ve 28 bacaklı soketler oluşabilecek problemlerin önüne geçecektir. 2'li klemens ve P2 ile P2-2 şemada gösterilmemiştir.

Şekil-12:VFD; Gerçekleştirilen projeye tarih atmak iyi olabilir.

Şekil-13:Tarihin gününü de unutmamak gerek.

Şekil-14:VFD kartının yandan görünümü(Ekran altındaki tozlar unutulmuş)

Şekil-15:Projede kullanılan konnektörleri takılı 10'lu şerit kablolar
Bilgisayar Programı
Bilgisayar üzerinde kullanılan program Delphi 7 ile yazıldı. "VFDEkran.exe" programı 2 ana pencereden oluşuyor. Birinci pencere ayarların yapıldığı penceredir. Seri port seçimi ve VFD parlaklık ayarları yapılır ve VFD ekran Aç/Kapa işlemlerini yerine getiriyor.(parlaklık ayarı ini dosyasına kaydedilmiyor). İkinci pencere ekrana yazılacak veri gönderen penceredir.

Not:Bu program doğrundan RS232 iletişim içinde kullanılabilir

Girdi

Şekil-16:Girdi Penceresinin görünülü
Bu pencere doğrudan VFD ekrana veri gönderme üzerine kuruludur. Gönderilecek veri ve gönderim şekli belirlenir (silme dahil).

Bu pencere üzerindeki öğeleri değinecek olursak;.

1. Bu alanda girilen ve girilmiş tüm veriler ekranda gösterilir (Türkçe küçük karakterler dahil).16 karakterle sınırlıdır.
2. (1) nolu alanda girilecek veri şekli seçilir.Değer seçeneğinde doğrudan siz veri girebilirken,saat ve tarihte bilgisayar ayarlı değerleri otomatik girilir)
3. (1) nolu alanda gösterilen değerin VFD üzerinde ortalanmasını sağlar.
4. (1) nolu alandaki veri sürekli izlenir ve değişiklik olduğunda VFD ekrana gönderilir.(örneğin saat değeri otomatik güncellenir ve değer değiştiğinde gönderilir.)
5. (1) nolu alanda veri VFD ekrana gönderilir.
6. VFD ekranı siler.
7. Seçenekler penceresini açar

Seçenekler

Şekil-17:Seçenekler penceresi
Seçenekler penceresi üzerindeki öğeleri değinecek olursak;.

1. Bilgisayara üzerinde bulunan seri portları listeler ve bunlar arasından bağlantısı yapılan port seçilir.Seçilen port numarası ini dosyasına kaydedilir.(tamam butonu tıklandıktan sonra ayar onaylanır)
2. VFD ekran parlaklığı 8 seviyede ayarlanır. Değer kaydedilmez.Yapılan değişiklik anında ekran üzerinde görülür.
3. VFD ekranı açar. (Ekran kapalıysa, ekran görüntülerini gösterir)
4. VFD ekranı kapatır. (Ekran görüntülerini gizler-söndürür)
5. Bu pencerede yapılan ayarları onaylar ve Girdi pencerisini açar

Veri iletimi
Kendi bilgisayar programını gerçekleştirmek isteyenler için bilgisayar ile işlemci kartı arasındaki veri iletişimi şu şekildedir:

(1) Satır kodu (16-onluk) gönderilir. Bu işlemciye veri geleceğini belirtir.
(2) Sonra onaltı baytlık veri (daha az sayıda olabilir) gönderilir.Türkçe karakterler aynı şekilde gönderilir. Sınıflamasını bilgisayar programı yapar
(3) Son olarak veri bitti komutu gönderilir (153-onluk)

İşlemci bu son veri bitti komutunu aldığında ekrana gelen veriyi yazar.

Ekran aç/kapa ve parlaklık ayarları için işlemci programını inceleyebilirsiniz. Bu komutlar tek bayt olarak gider ve satır kodu ile veri bitti kodu içermez.


Ekler:

ATMEGA8 hakkında bilgi

Atmega8 ve RS485 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi için dosyalar- birleşik

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

---

Atmega8 ve FT232 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi

Giriş
"Atmega8 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi" projesi ile HP4V üzerinden sökülmüş VFD modülünün Atmega8 işlemcisi üzerinden bilgisayar ile seri iletişimini gerçekleştirilmişti. İyi güzelde bilgisayarda seri port yoksa ne olacak? "FT232BL USB-Seri Dönüştürücü" projesinde işlenen USB-Seri dönüştürücü gayet iyi bir çözüm olabilir. Bu projede VFD modülü, İşlemci modülü ve bilgisayar ile iletişim için FT232 modülünü kullanacağız.Sistemi bir bütün olarak ele aldığımız zaman USB üzerinden VFD modülünü süreceğiz.
Not: FT232 modülü ile doğrudan USB-seri dönüştürücü yardımı ile "Atmega8 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi" projesinde kullanılan bilgisayar programı doğrudan kullanılabilir. (seri port simulasyonu ile)
Vakum Floresan Ekran
VFD ekran hakkında söylenebilecek aslında fazla bir şey yok. Çünkü uzun zaman öncesine ait bir teknoljiyi kullanması ve bunu sürmek için geliştirilmiş bir sistemi içeriyor. Bunu basitçe şu şekilde anlatalım.

Elimizde vakumlu bir ortamda hareket eden bir elektron var ve bu elektronun gideceği yeri kontrol etmemiz gerekiyor. İki yöntemi var: elektrik alanı ve manyetik alan. Manyetik alan biraz farklı konu en azından tüplü televizyon ve monitörlerde kullanıldığını belirtelim.

Şekil-1:Aynı tipteki yükler birbirini iter (1), farklı tipteki yükler birbirini çeker(2)
İkinci olarak elektrik alanları. Elektrik hakkında söylenebilecek olan, aynı yüklü nesneler birbirini iterken, zıt yükle nesneler birbirini çeker. Bu olay elektron içinde geçerlidir. Yani negatif yüklü metaller elektronları iter (elektron negatif yük taşır), pozitif yüklü metaller elektronları çeker. Bu sisteme göre çalışan sürücü devreler kullanılarak VFD tüpü sürülür.

Şekil-2:Bir vakum floresan ekran öğeleri
Tek bir ekran parçası için iş kolay verdiğin yüke göre ışık verir veya vermez. Ama çoğullama gerektiği zaman işin içine bir ızgara dahil edilir. Yani ışık vermesi istenmeyen parçaların olduğu grupların ızgaraları negatif elektrikle yüklenir. Sadece göstermesi istenen parçaların bulunduğu ıgaraya pozitif yükle yüklenir. (Göstermesi istermeyen parçalara sıfır volt uygulamak yeterli olmaz, çünkü elektronlar flemandan hızlı bir şekilde yol alacak şekilde ayrılır. Bunun anlamıda eğer istermeyen parçalara negatif yüklenmezse bazı elektronların bu parçalara ulaşabilecedir. Çünkü elekron açısından bu bölümler pozitif yüklü gibi görünür. Ve bu bölümlere ulaşan elektronlar fosforların az bile olsa parlamasına sebep olur.)

Şekil-3:Isınmış Flemandan elektron yayılır

Şekil-4:Izgarada uygun yük varsa (+) ,elektronlar fosfor parçalara doğru ilerler.Fosfor parçalar (-) yüklü ise elektronlar zaten döner.

Şekil-5:Izgarada uygun yük(-) elektronlar ızgaradan geri döner ve fosfor ışık yaymaz.
Tabii ki ızgara için anlatılan elektrik yükü ile elektron kontrolu anot(fosfor) içinde geçerlidir. (Izgaranın + yükle yüklendiği durumda) Anot(fosfor) (+) yüklü ise elektronları çeker ve parlarken, - yükle yüklendiğinde elektronları geri iteceği için parlamayacaktır.

VFD sürücüsüde bu şekilde çalışıyor. Piksel sürücüleri ve ızgara sürücüleri görüntüyü oluşturmak için yukarıda anlatıldığı gibi flemandan yayılan elektronları yönlendirir.

VFD Modülü
Modül öncelikle 5V ile çalışıyor. Vakum floresan ekran için gereken fleman sürmesi ve anot-katot ve ızgara için gereken gerilimleri bu 5V üzerinden küçük bir transformatör devresi ile elde ediyor. Ekran sürülmesi M66004 tümdevresi üzerinden kontrol ediliyor. Bu tüm devre 3 bacak üzerinden işlemciden bilgi alıyor: CS (çip seçme), saat ve veri (i2c).Bu modül seri arayüzü kullanarak işlemci ile iletişim kurabilmektedir

Şekil-6:VFD modülünün konnektör bağlantısı (kart üzerinden)
Modül üzerinden buton için (74HC165) ve LED kontrol için (74HC595) bulunmakta. Bunlarda seri ve saat bacakları ile birlikte kendi çip seçme bacaklarını içeriyor. (bu projeye bu bölüm dahil edilmemiştir-sadece açılışta LED'lerin söndürülmesi için alt program vardır.)

Şekil-7:VFD modül ana bağlantıları örneği(buton ve LED sürücüleri hariç)M66004 Veri kağıtlarından.
Modül 10 bacaklı bir konnektör üzerinden besleme dahil tüm bu bağlantıları sağlıyor.

Şekil-8:VFD modül kartı; ekran ve buton yüzü
VFD modülü hakkında daha fazla bilgi için internet sayfalarını inceleyebilirsiniz. Ek olarak Atmega8 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi projesi üzerinden VFD ile ilgili bilgilere ulaşabilirsiniz.

Devre
VFD modülünün devresi dış bağlantısı IDC10 konnektörü üzerinden yapılmaktadır. Bacak bağlantıları şekil-6 üzerinde verilmiştir.

Bu projede USB devresi ile işlemci devreleri (ATmega8) birbirinden ayrılarak ayrı kartlar üzerine alındı. Bu sayede işlemci devresi her bir farklı iletişim yöntemi için tekrar devre yapılmak zorunda kalınmayacak. Bağlantılar 10 yollu şerit kablo üzerinden IDC10 konnektörleri üzerinden gerçeleştiriliyor.(VFD modül, işlemci modül ve USB-rs232 dönüştürüçü modül)

Sistem bir adaptör üzerinden alınan besleme gerilimi 7805 üzerinden 5V besleme gerilimi üretiliyor.
Şema
Atmel 8 işlemcimiz olan üzere IC1 ile temsil ediliyor. İşlemciye bağlı kristal, C4 ve C6 kondansatörleri saat frekansı üreteci olarak çalışıyor. D2(LED) ve R2 sistem izleme göstergesi olarak çalışıyor. R1 5x10K sipp direnci pull-up direnci olarak çalışıyor.(ne olur ne olmaz.) ISP konnektörü artık bilineceği üzere IC1 programlama için. P3 VFD modülü ile bağlantı kablosu konnektörü. C7 ve C8 aslında VFD modül besleme hattı üzerinde olabilecek dalgalanmaları süzmek üzere düşünüldü.

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

IC4 (FT232BL) tümdevresi USB-seri iletişim köprüsü için işlemcidir. XTL2,C11 ve C12 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 R11 ve R12 akım sınırlama direçleridir. (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
Devrenin Çalışması
Öncelikle işlemci modülü ile VFD modülü arasında 10 yollu şerit kablo konnektör bağlantısı sağlanıyor. Sonra aynı kablodan işlemci ve USB arasındaki bağlantı yapılıyor. Ve besleme kablosu ve bilgisiyar USB bağlantıları yapılıyor. (Başlığın altındaki resme bak)

Devre ilk açıldığı anda işlemci VFD modülün; dijit uzunluğu, ekran parlaklığı, tarama frekansı, ekran çalışma frekansı, Türkçe karakterler (en azından küçük olanları), otomatik dijit artırma gibi ilk değerleri atamakta. Sonra atanmış olan ilk metin ekrana yazılmakta.

Bu noktada işe bilgisayar ile olan USB iletişimi giriyor. Bilgisayar üzerinden gelen komut ve karakterlere göre ekran yönlendiriliyor.

Şekil-11:Devre ilk çalıştığında VFD gösterdiği değer.

Şekil-12:USB modül için koprülerin bağlantıları.
USB modül için devreden dolayı harici besleme kullanacak şekilde köprülerin düzenlemesi gerekiyor. Şekil-12 bu köprülerin konumunu göstermektedir.

Not:İsteyen bu köprülerin konumlarını değiştirerek devreyi bilgisayardan besleyebilir ama bilgisayarınızın buna ne tepki vereceğini garanti edemem. (Devreyi ilk çalıştırdığımda kazara doğrudan USB hattı üzerinden devreyi beslemesini verdim. Ama hemen kapattım. Sistem çalıştı,ama uzun süreli çalışma durumunda ne gibi sorunlarla karşılaşacağımı bilemediğim için bilgisayarı riske atmak istemedim)

Devre Yapımı
Devrenin yapımına aslında her zaman direnç ve köprülerle başlanır. Ama bir değişiklik olarak yüzey montaj elemanları önce yapmak yerinde olabilir. Dikkatlice FT232BL yerine doğru olarak bacakları PCB üzerindeki yollara hizalanmış olarak sabitlenir ve sonra iki bacağı sabitlenerek diğer bacakları dikkatlice lehimlenir. (Kendi bildiğiniz daha iyi olabilir)

Not:FT232BL bakır yolların olduğu yüze monte edildiği zaman, çipi üzerindeki başlangıç işareti noktası eleman yüzü tarafından görüldüğü yerdedir.

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 VFD modülün akım ihtiyacından dolayı 7805 biraz ısınıyor. Bir soğutucu bağlamakta fayda var.
Tüm dirençler çeyrek wattır.

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...

Not:İşlemci modülünü ve USB modülünü tek kart üzerinde birleştirmek isteyenler için baskı devre ve eleman yerleşim planı devre için gereken dosyalara bağlantısı altında bulunuyor.

Şekil-13:Devrenin baskı planı(eleman yüzünden göründüğü gibi)

Şekil-14:Devrenin yerleşim şekli(IC4 yolların olduğu tarafa lehimlenir.)

Şekil-15:Devrenin yerleşim planı
Devre Elemanları

27R	R9,R10
220R	R11,R12
470R	R5
1k5	R8
2k2	R4
4k7	R6
10K	R3,R7
5x10K	R1
1K	R2
27pF	C5,C6,C11,C12
100nF	C2,C4,C8,C9,C10,C13,C14,C15
10µF	C1,C3,C7
B125C1500 veya benzeri	D1
LED	D2,D3,D4
ATMEGA8	IC1
7805	IC2
93C46	IC3
FT232BL	IC4
3,6864Mhz kristal	XT1
6Mhz kristal	XT2
USB-A konnektör	USB-A
6 Header (ISP6)	ISP
10 Header	P3
10 Header	P2,P2-2
2'li Klemens	P1
Soğutucu	-
10'lu kablo	-
3 bacak sıra pin	P4,P5
Köprü	P4,P5 için köprü(jumper)

Malzeme listesi. Burada işlemci için soket ve 9V adaptör verilmemiştir. Kaliteli 8 ve 28 bacaklı soketler oluşabilecek problemlerin önüne geçecektir. 2'li klemens ve P2 ile P2-2 şemada gösterilmemiştir.

Şekil-16:VFD modülü çalışırken

Şekil-17:İşlemci modülü(tam veri geldiği anda)

Şekil-18:USB-seri kartı

Şekil-19:Projede kullanılan konnektörleri takılı 10'lu şerit kablolar

Şekil-20:Parlaklığın değişimi.(USB Alet adı)
Bilgisayar Programı
Bilgisayar üzerinde kullanılan program Delphi 7 ile yazıldı. "VFDEkranUSB.exe" programı 2 ana pencereden oluşuyor. Birinci pencere ayarların yapıldığı penceredir. USB alet seçimi ve VFD parlaklık ayarları yapılır.(parlaklık ayarı ini dosyasına kaydedilmiyor). İkinci pencere VFD ekrana veri gönderen ve veri girişini kontrol eden pencere olan girdi penceresidir(ana pencere)
Not: USB-seri dönüştürücünün usb alet tanımı konuya uygun olarak değiştirilmiş ve yeni seri numarası atanmıştır.
Girdi

Şekil-21:Girdi Penceresinin görünülü

Bu pencere doğrudan VFD ekrana veri gönderme üzerine kuruludur. Gönderilecek veri ve gönderim şekli belirlenir (silme dahil).

Bu pencere üzerindeki öğeleri değinecek olursak;.

1. Bu alanda girilen ve girilmiş tüm veriler ekranda gösterilir (Türkçe küçük karakterler dahil).16 karakterle sınırlıdır.
2. (1) nolu alanda girilecek veri şekli seçilir.Değer seçeneğinde doğrudan siz veri girebilirken,saat ve tarihte bilgisayar ayarlı değerleri otomatik girilir)
3. (1) nolu alanda gösterilen değerin VFD üzerinde ortalanmasını sağlar.
4. (1) nolu alandaki veri sürekli izlenir ve değişiklik olduğunda VFD ekrana gönderilir.(örneğin saat değeri otomatik güncellenir ve değer değiştiğinde gönderilir.)
5. (1) nolu alanda veri VFD ekrana gönderilir.
6. VFD ekranı siler.
7. Seçenekler penceresini açar

Seçenekler

Şekil-22: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. VFD ekran parlaklığı 8 seviyede ayarlanır.Değer kaydedilmez.Yapılan değişiklik anında ekran üzerinde görülür.
6. VFD ekranı açar.(gösterir) Yapılan değişiklik anında ekran üzerinde görülür.
7. VFD ekranı kapatır(söndürür) Yapılan değişiklik anında ekran üzerinde görülür.
8. Bu pencerede yapılan ayarları onaylar ve Girdi pencerisini açar

Ekler:

ATMEGA8 hakkında bilgi

FT232BL için bilgi

Atmega8 ve FT232 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi için dosyalar- birleşik

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

---

Atmega8 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi

Giriş
Bir zamanların iyi yazıcılarından olan HP4V yazıcılarının günümüzde ömürlerini tamamladığı için artık hurdaya ayrılmaktadır veya çoktan hurdaya ayrılmıştır. Bu durumdaki bir yazıcı üzerinde ekran olarak vakum floresan ekran (ingilizce kısatması VFD)içeren bir modül vardır. Böyle bir yazıcıdan elde edilen bir modülün ATmega8 ile RS232 portu üzerinden bilgisayar ile iletişimini yerine getireceğiz.
VFD Modülü
Modül öncelikle 5V ile çalışıyor. Vakum florsan ekran için gereken fleman sürmesi ve anot-katot ve ızgara için gereken gerilimleri bu 5V üzerinden küçük bir transformatör devresi ile elde ediyor. Ekran sürülmesi M66004 tümdevresi üzerinden kontrol ediliyor. Bu tüm devre 3 bacak üzerinden işlemciden bilgi alıyor: CS (çip seçme), saat ve veri (i2c).Bu modül seri arayüzü kullanarak işlemci ile iletişim kurabilmektedir.

Şekil-1:VFD modülünün konnektör bağlantısı (kart üzerinden)
Modül üzerinden buton için (74HC165) ve LED kontrol için (74HC595) bulunmakta. Bunlarda seri ve saat bacakları ile birlikte kendi çip seçme bacaklarını içeriyor. (bu projeye bu bölüm dahil edilmemiştir-sadece açılışta LED'lerin söndürülmesi için alt program vardır.)

Şekil-2:VFD modül kartının eleman yüzü ve elemanları
Modül 10 bacaklı bir konnektör üzerinden besleme dahil tüm bu bağlantıları sağlıyor.

Şekil-3:VFD modül kartı ekran ve buton yüzü
Vakum Floresan Ekran
Aslında bu konu başka bir projede anlatılacaktı ama o proje aksayınca bu projede girmek gerekti.

Şekil-4:VFD Ekranı
Temelde vakum ortamında ısıtılan bir tel elektron yayar. Özellikle bu tip tüplerde kullanılan toprak ametallerle kaplı tungusten tel.Bu tekniği kullanarak yapılmış olan vakum tüpleri bir zamanların kuvvetlendirici sistemlerinde yaygın olarak kullanılırdı. (Hala ses kuvvetlendiricilerinde kendilerine özgü kuvvetlendirme karakteristikleri sayesinde tercih edilmektedirler). Bu vakum tüplerinden triod denen türü üzerine kurulu olarak geliştirilen vakum floresan ekranlar ilk olarak 1967 yılında örnekleri görülmeye başladı. Vakum floresan ekran 3 ana öğeden oluşuyor. Elektron yayan katot (ısıtma ile elektron yayar),ızgara (anoda giden elektron akışını kontrol eder) ve anot (üzerine çarpan elektronlar sayesinde ışık yayan fosfor tabakası ile kaplı) (Bu elemanların bulunduğumuz atmosfer şartlarına göre düşük basınçlı bir ortamda bulunduğu göz önüne alınmalıdır)

Şekil-5:VFD Ekranı elemanları
Çalışması basit. Üzerine akım uygulanan katot elektron yaymaya başlar. Bu örneğin baryum oksit ile kaplı tungusten ince bir tel. Bu noktadan sonra elektronların hareket kontrolü tamamen elektrostatik yük kurallara dayanır. Yani bildiğimiz eksi yüklü iletkenler elektronları iter, artı yüklü iletkenler elektronları çeker. Bu noktada katot ile anot arasında aralıklarından elektron akışını kontrol etmeyi sağlayan bir metal ızgara vardır. Bu aynı elektrostatik yük kontrolu ile elektron geçişi kontrol edilir. Yani eksi yük uygulanırsa elektronlar ızgaradan geçemeyecek, artı yük uygulanırsa elektronların bir kısmı ızgarada kalsa bile bir kısmı bu ızgara aralıklarından daha hızlanarak geçer. Izgaradan geçen elektronlar anoda doğru yol alırken, anot yükü devreye girer. Eksi yük varsa elektronlar geri döner, artı yük varsa elektron daha hızlanarak anoda çarpar. Elektron enerjisini anot yüzeyinde bulunan fosfor tabakasına aktararak bu tabakanın ışık vermesini sağlar.

Şekil-6:VFD Modülü gereken ek besleme gerilimleri için transformatör
M66004 kontrol entegresi
Aslında bu modülün bu projede kullanılması bu tüm devrenin veri kağıtları sayesinde mümkün oldu. Aksi durumda VFD sürücüsü ayrı bir sistem olarak tasarlanacaktı.(doğrudan Atmega işlemcisi üzerinden sürülen)

Şekil-7:VFD Modülü üzerindeki M66004 tümdevresi
M66004 silikon kapı CMOS teknolojisi kullanımıyla 16 dijit 5x7 parça vakum floresan ekran (VFD) kontrollerdir. 160 karakter ROM ve 16 kullanıcı tanımlı RAM karakter içerir ve işlemciler VDF kontrolara değişik komutlar ve ekran karakter kodları alır.

MITSUBISHI firması tarafından üretilen tüm devre her bir parça(burada piksel) ve ızgara sürücü kontrollari herbir bacağa bir tane bağlanarak yerine getirilir. Sürme için gerekli gerekli besleme için giriş bacakları vardır. Ayrıntılı bilgi için biraz internet araştırması yapabilirsiniz.

Tüm devre 8 bit veriyi (komut veya karakter verisi) alır bunu gerekli şekilde çözer ve karakter verisi ise bunu karakter romundan okur ve ekranı sürmek için kullanır

Şekil-8:VFD ekran üzerindeki bir dijit üzerindeki piksel yerleşimi
Şekil-8 16 dijitten birinin piksel çizimini göstermektedir. Buradaki her bir piksel diğer dijitlerdeki aynı numaralı piksellerle ortaktır.(birbirine bağlı) Dijitlerin seçimi ızgara üzerinden yapılır ki bu sürme işlemini M66004 işlemcisi yerine getirir.

Şu hali ile bu VFD sürülmesi için 16 tane dijit, 35 tane piksel çoğullamalı çalıştığı için 51 tane sürülecek bacak oluyor ki M66004 tüm bu bağlantıları sürebilmektedir.

Devre
VFD modülünün devresi dış bağlantısı IDC10 konnektörü üzerinden yapılmaktadır. Bacak bağlantıları şekil-1 üzerinde verilmiştir.

Bu projede RS232 devresi ile işlemci devreleri (ATmega8) birbirinden ayrılarak ayrı kartlar üzerine alındı. Bu sayede işlemci devresi her bir farklı iletişim yöntemi için tekrar devre yapılmak zorunda kalınmayacak. Bağlantılar 10 yollu şerit kablo üzerinden IDC10 konnektörleri üzerinden gerçeleştiriliyor.(VFD modül, işlemci modül ve RS232 modül)

Sistem bir adaptör üzerinden alınan besleme gerilimi 7805 üzerinden 5V besleme gerilimi üretiliyor.
Şema
Atmel 8 işlemcimiz olan üzere IC1 ile temsil ediliyor. İşlemciye bağlı kristal, C4 ve C6 kondansatörleri saat frekansı üreteci olarak çalışıyor. D2(LED) ve R2 sistem izleme göstergesi olarak çalışıyor. R1 5x10K sipp direnci pull-up direnci olarak çalışıyor.(ne olur ne olmaz.) ISP konnektörü artık bilineceği üzere IC1 programlama için. P3 VFD modülü ile bağlantı kablosu konnektörü. C7 ve C8 aslında VFD modül besleme hattı üzerinde olabilecek dalgalanmaları süzmek üzere düşünüldü.

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

IC3,C12...C15 kondansatör grubu RS232 bağlantısı için gereken bölümü oluşturuyor. DB9 P4 kondansatörü bilgisayar RS232 bağlantısını sağlıyor. Buradaki R3,D3(LED) besleme gerilim geldiği gösterir.

Geri kalan kondansatörler filtre içindir. Şemada işlemci kartı ile RS232 modülü arasındaki bağlantıda kullanılan konnektörler gösterilmemiştir.

Şekil-8:Blok şeması

Şekil-9:Devrenin şeması(kırmızı çizgi ile işaretli bölge RS232 iletişim modülüdür)
Devrenin Çalışması
Öncelikle işlemci modülü ile VFD modülü arasında 10 yollu şerit kablo konnektör bağlantısı sağlanıyor. Sonra aynı kablodan işlemci ve RS232 arasındaki bağlantı yapılıyor. Ve besleme kablosu ve bilgisiyar RS232(DB9) bağlantıları yapılıyor. (Başlığın altındaki resme bak)

Devre ilk açıldığı anda işlemci VFD modülün; dijit uzunluğu, ekran parlaklığı, tarama frekansı, ekran çalışma frekansı, Türkçe karakterler (en azından küçük olanları), otomatik dijit artırma gibi ilk değerleri atamakta. Sonra atanmış olan ilk metin ekrana yazılmakta.

Bu noktada işe bilgisayar ile olan RS232 iletişimi giriyor. Bilgisayar üzerinden gelen komut ve karakterlere göre ekran yönlendiriliyor.

Şekil-10:Devre çalıştığında VFD gösterdiği değer.
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 VFD modülün akım ihtiyacından dolayı 7805 biraz ısınıyor. Bir soğutucu bağlamakta fayda var.
Tüm dirençler çeyrek wattır.
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-11:Devrenin baskı planı

Şekil-12:Devrenin yerleşim şekli

Şekil-13:Devrenin yerleşim planı

Not:Baskı devrede* ile işaretli elemanlar kullanılmamaktadır. Bu elemanlar RS232 modülü bağımsız olarak kullanılma durumunda kullanılmaktadır.
Devre Elemanları

5x10K	R1
1K	R2,R3
27pF	C5,C6
100nF	C2,C4,C8,C9,C10,C12,C16,C18
10µF	C1,C3,C7,C11,C13,C14,C15,C17
B125C1500 veya benzeri	D1
LED	D2,D3
ATMEGA8	IC1
7805	IC2
MAX232	IC3
3,6864Mhz kristal	XT1
DB9	P4
6 Header (ISP6)	ISP
10 Header	P3
10 Header	P2,P2-2
2'li Klemens	P1
Soğutucu	-
10'lu şerit kablo	-

Malzeme listesi. Burada işlemci için soket ve 9V adaptör verilmemiştir. Kaliteli 16 ve 28 bacaklı soketler oluşabilecek problemlerin önüne geçecektir. 2'li klemens ve P2 ile P2-2 şemada gösterilmemiştir.

Şekil-14:VFD modülü çalışırken(saat)

Şekil-15:İşlemci modülü(tam veri geldiği anda)

Şekil-15:RS232 modülü(köprü diyot ve klemens devre dışı durumda)

Şekil-15:Projede kullanılan konnektörleri takılı 10'lu şerit kablolar
Bilgisayar Programı
Bilgisayar üzerinde kullanılan program Delphi 7 ile yazıldı. "VFDEkran.exe" programı 2 ana pencereden oluşuyor. Birinci pencere ayarların yapıldığı penceredir. Seri port seçimi ve VFD parlaklık ayarları yapılır.(parlaklık ayarı ini dosyasına kaydedilmiyor). İkinci pencere ekrana yazılacak veri gönderen penceredir. Tek konu dışı seçeneği ekranı kapat ve göster seçeneğidir.

Girdi

Şekil-16:Girdi Penceresinin görünümü

Bu pencere doğrudan VFD ekrana veri gönderme üzerine kuruludur. Gönderilecek veri ve gönderim şekli belirlenir (silme dahil).

Bu pencere üzerindeki öğeleri değinecek olursak;

1. Bu alanda girilen ve girilmiş tüm veriler ekranda gösterilir (Türkçe küçük karakterler dahil).16 karakterle sınırlıdır.
2. (1) nolu alanda girilecek veri şekli seçilir.Değer seçeneğinde doğrudan siz veri girebilirken,saat ve tarihte bilgisayar ayarlı değerleri otomatik girilir)
3. (1) nolu alanda gösterilen değerin VFD üzerinde ortalanmasını sağlar.
4. (1) nolu alandaki veri sürekli izlenir ve değişiklik olduğunda VFD ekrana gönderilir.(örneğin saat değeri otomatik güncellenir ve değer değiştiğinde gönderilir.)
5. (1) nolu alanda veri VFD ekrana gönderilir.
6. VFD ekranı siler.
7. Seçenekler penceresini açar

Seçenekler

Şekil-17:Seçenekler penceresi
Seçenekler penceresi üzerindeki öğeleri değinecek olursak;.

1. Bilgisayara üzerinde bulunan seri portları listeler ve bunlar arasından bağlantısı yapılan port seçilir.Seçilen port numarası ini dosyasına kaydedilir.(tamam butonu tıklandıktan sonra ayar onaylanır)
2. VFD ekran parlaklığı 8 seviyede ayarlanır.Değer kaydedilmez. Yapılan değişiklik anında ekran üzerinde görülür.
3. Bu pencerede yapılan ayarları onaylar ve Girdi pencerisini açar

VFD için Karakter
Üreteci

Şekil-18:Karakter Üreteci Penceresi
Her ne kadar işlemcinin kendi içinde bir karakter ROM var ise de, M66004 işlemcisinin içinde kullanıcı için karakter RAM var. ve Bu karakter RAM bu program tarafından oluşturulan kod ile istenen karakterlere programlanabilir.Bu program VFD modül için karakter üretecidir. Aslında burada üretilen kodlar assembler programına eklenmesi gerekir.(ATmega8 işlemci kodu için) İsteyen M66004 işlemcisinin veri kağıtlarını inceleyerek kendisi karakter kodunu oluşturabilir. Türkçe karakterler oluşturulurken Delphi 7 ile yazılan bu program kullanıldı.

Kullanırken sadece oluşturulan kodlar kopyala-yapıştır ile programınıza aktarılabilir.

Pencere üzerindeki öğeleri basitçe değinecek olursak;

1. 7x5 karakter matrisi için kutular ile temsil edilmiştir. Yeşil ile işaretli kutucuk yanan pikseli temsil eder.Aç-kapa şeklinde çalışır.
2. (1)nolu alanda oluşturulan veriye göre kullanılacak hex biçiminde kodu oluşturur.
3. (1) nolu alandaki veriye göre (2) nolu alanda kodun oluşturulmasını sağlar.
4. (1) nolu alandaki tüm kutuları beyaz yapar ve (2) nolu alanı siler. (Sıfırlama)

Film Hakkında
Proje sadece yazıcıdan sökülen VFD ekran modülünün değerlendirilmesi içindi. Bu film
proje gerçekleştirilme hakkında bir fikir verecektir. Bilgisayar ekranında girdi penceresi üzerinde saat seçili iken ve sürekli gönder butonuna basıldığında elde edilen görüntüyü veriyor. Görüldüğü gibi RS232 modülü üzerindeki led sürekli yanıyor.(Besleme durumu).İşlemci modülü üzerindeki led sadece rs232 iletişimi olduğu zaman yanıyor.Ve VFD ekranıda iletişim tamamlandığı zaman görüntüyü yansıtıyor.


Ekler:

ATMEGA8 hakkında bilgi

Atmega8 ile VFD Ekran Modülü Sürülmesi için dosyalar-birleşik

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

---