Gelişen mikrokontrol teknolojileri ve artan bilgi birikimi sayesinde geliştirici düzeyinde daha yaygın kullanımına olanak tanımıştır. Burada elimden geldiği kadar bazı örnekler sunmaya çalışacağım... Görüleceği gibi ilk örneklerimizde çoğunlukla ASM üzerinde iken daha sonraları C üzerinde örnekler yer almaktadır. Hatta ilerleyen zamanlarda Arduino örneklerinin yer alması kaçınılmaz olacaktır.

23 Nisan 2014 Çarşamba

Atmega8 ve DS1302 ile LED ekranlı Masa Saati

Birçok şekilde ve malzeme ile saat yapımı mümkündür.Birçok değişik şekilde elektronik ortamda saat projesi gerçekleştirdik. Amaç sadece saat yapmak değilde saat adı altında değişik teknolojileri incelemek olunca haliyle aynı işi yapan aletlerin üzerinde çalışmak gerekmekte.

Bu projede "ATmega8 ve DS1302 ile LED ekranlı Saat" uygulaması gerçekleştirilecektir.
NotŞu anda kutulanmadığı için sadece Masa Saati bölümü biraz eksik kalıyor


Saat
Saat konusu herkes tarafından bilinen bir konudur. Günlük olarak zaman 24 saate ayrılmıştır, her saat 60 dakikaya eşitken, her dakika da 60 saniyeye eşittir.

Buna göre devre açısından ele alırsak 1 saniye üretilmiş olarak gelen bir sinyal olduğunda, bunu 60 kez sayarsak 1 dakika elde edilir. 60 tane dakika sayıldığında da 1 saat elde edilir. Saatlerde 24 kez sayıldığında 1 güne ulaşılmış olur. En bundan sonraki saymalar diğer birime geçer ki bu takvim olarak tanımlanır.

Saat devresi açısından anlatıldığı şekilde bir devre oluşturmaktır.

DS1302
Şekil-1 :DS1302 çipi.

Dallas/Maxim firması tarafında üretilen bu entegre aslında hem saat, hemde takvim içeren bir üründür.(Ek olarak da RAM)

Entegre 1 saniye üretmek için harici bir saat uygulanabildiği gibi üzerine takılan 32Khz kristal (tam olarak 32.768kHz ) ile gerekli saat sinyalini üretebilir.

Entegre besleme için iki bacak bulundurmaktadır. Birisi asıl besleme bacağıdır (8.nolu bacak) ki doğrudan 5V ile beslenir. Diğer (1 nolu bacak) bacak ise destek beslemesidir. Yani devrenin asıl beslemesi kesilirse entegre saati saymaya devam edebilmesi ve registerlerdeki ayarların tutulabilmesi için kullanılır.
Şekil-2 :DS1302 Şarj bölümünün registeri ile kontrolunu gösteren blok şema.

TCS
Bit 7
TCS
Bit 6
TCS
Bit 5
TCS
Bit 4
DS
Bit 3
DS
Bit 2
RS
Bit 1
RS
Bit 0
İşlevi
XXXXXX00iptal
XXXX00XXiptal
XXXX11XXiptal
10100101Diyot 1 ve 2K
10100110Diyot 1 ve 4K
10100111Diyot 1 ve 8K
10101001Diyot 2 ve 2K
10101010Diyot 2 ve 4K
10101011Diyot 2 ve 8K
01011100Başlangıç durumu
Tablo-1 :DS1302 Şarj bölümünün registerinin değerleri ve kontrolu.

Birkaç değişik destek beslemesi kullanımı mümkündür. Bunlar (1 nolu bacak üzerinden) doğrudan pil, şarj edilebilir pil ve süper kondansatör diyebileceğimiz piyasada saat kondansatörü olarak satılan Farad mertebesinde değere sahip kondansatörlerdir. Bu destek beslemelerinden hangisi kullanılacaksa entegrenin gerekli registerinde uygun değişiklik yapılmalıdır. Şu an için proje üzerinde süper kondansatör kullanımı ile çalışacak şekilde düzenlenmiş ve registeri buna göre ayarlanmıştır. (TRICKLE-CHARGE REGISTER)
Şekil-3 :İki farklı süper kondansatör. Soldaki 0.22F, sağdaki 1F. Bu projede sağdaki (1F) kullanıldı.

Şarj registeri çalışması için 1010xxxx şeklinde bir veri içermesi gerekir. Buradaki x'ler tarafımızdan ayarlanması gereken bitlerdir. Dolayısı ile 1010 bit grubu farklı bir değerde olursa diğer bitlerin durumu farketmeksizin şarj bölümü devre dışı kalır. Özellikle normal pil ile besleme durumunda bu bölüme dikkat etmek gerekir. Bit 0 ve Bit 1 şarj devresi üzerindeki seri bağlı direnç değerini kontrol dolayısı ile şarj akımını kontrol eder. Bit 2 ve Bit 3'de şarj devresi üzerinde seri bağlı diyodu kontrol eder ki bu besleme gerilimindeki diyot gerilim düşümünü kontrol eder.

Dolayısı ile şarj akımı;

I= (5Volt-diyot gerilim düşümü)/direnç değeri

ile hesaplanabilir.

DS1302 ilk besleme verildiğinde şarj registeri 01011100 şeklinde bir veri içerir. Yani şarj ünitesi kapalı.

Her ne kadar entegreyi ilk gördüğümde haberleşmesini i2c zannetsemde aslında 3 telli bağlantı biçimindedir. Aslında biraz SPI haberleşmesine benzeyen bir yapı. Tek farkla veri giriş ve çıkış tek bacak üzerinden yürütülmesi gerekiyor.

DS1302 hem saat ve takvim için registerler içerirken aynı zamanda destek pili tarafından beslenebilen RAM bölgesi bulunmaktadır. Bu işlemci devresi ile kullanılan sistemlerde bazı verilerin eeprom gibi saklanabilmesine izin verir. (0xC0 0xFD aralığındaki tek sayılar okuma, çift sayılar yazma için kullanılır. Ne de olsa bit o oku/yaz bitidir.). Tabii DS1302'de saklanan verinin ömrü destek beslemesinin kapasitesi ile sınırlıdır.

Normal durumda DS1302 destek beslemesine göre 0,2µA ile 1µA civarındadır.

DS1302 ilk devreye sokulduğunda yapılması gereken 2 önemli konu vardır. Birincisi 0x8F okuma ve 0x8E yazma adresindeki "WP" yazma koruması (7. bit) lojik 0 yapılarak sıfırlanmasıdır. Bu bit lojik 1 konumunda kaldığında DS1302'ye herhangi bir verinin yazılması mümkün değildir.

İkinci konu ise 0x81 okuma ve 0x80 yazma adresindeki saniye registerinin 7. bitinin lojik-0 yapılmasıdır. Bu bit lojik-0 yapılmazsa DS1302 saymaya başlamayacaktır.
Şekil-4 :DS1302 komutun bit yapısı.

Çip ile haberleşme CE bacağının lojik 1'e çekilmesi ile yapılır. Bunun anlamı CE lojik-0 iken haberleşme ile ilgili register sıfırlanır. Onun için bazı belgelerde CE bacağı RST (sıfırlama) olarak da geçmektedir.
Şekil-5 :DS1302 haberleşmede kullanılan sinyal şekli.

Çip ile haberleşmede ilk gönderilen bayt komut baytıdı. Basitçe incelersek bit 0 oku/yaz bitidir. Lojik-1 iken oku, Lojik-0 iken yaz anlamını taşır. Sonraki 5 bit adresleme bitidir. Yani okunmak istenen register veya RAM bölgesi için adresleme bilgisini taşır. Bit 6 okunacak bölgenin bitidir. RAM/Saat. Yani bit 6 lojik0 için saat, lojik 1 için RAM bölgesini işaret eder. Bit 7 sürekli sabit değer olarak Lojik 1 durumundadır.

OkuYazBit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0Aralık
0x810x80CHsaniye 10saniye 100-59
0x830x82dakika 10dakika 100-59
0x850x8412/240saat 10 (*)saat 100-23
0x870x8600gün 101-31
0x890x88000ay 10ay 11-12
0x8B0x8A00000hafta günü1-7
0x8D0x8Cyıl 10yıl 100-99
0x8F0x8EWP0101001-
0x910x90TCSTCSTCSTCSDSDSRSRS
Tablo2 :DS1302 Saat ve Takvim Registerleri.(*) işaretli yerde saat 12 saat modunda olduğu bit 5 AM/PM gösterimi için kullanılır. Saat aralığında 1-12 olur. (Ram bölümü ele alınmamıştır)

Yazma ve okuma işlemindeki saat sinyalinin durumu önemlidir. Yazma işleminde saat sinyalinin yükselen kenarında işlem yapılırken okuma işleminde saat sinyalinin inen kenarında işlem yapılır. Elbette CE bacağı lojik 1'de iken.

İlk okuma veya yazma bit 0'dan başlar ve sonraki bitler bu biti takip eder.


Devre
Şekil-6 :Yapılmış halde devre.

Devre basitçe Atmega8 işlemci olmak üzere, Saat bilgisi üreten bölüm DS1302, Saati gösteren LED ekran (6 adet 7 parçalı gösterime sahip) LED ekran sürücüsü ve besleme.

Kritik saat sinyali gerekmediği için işlemcinin üzerinde kristal kullanılmadan iç saat kaynağı kullanım yoluna gidildi.
Şekil-7 :LED ekranın bulunduğu kart. (Ön panel). Ledler yanıyormuş gibi görünsede sadece flaş ışığının yansıması

Devre üzerindeki kritik saat sinyali gerektiren tek bölüm olan DS1302 üzerine bağlı 32KHz kristal bu işlevi yerine getirir. Yapısına entegre şarj birimi ile kendisi için gereken destek beslemesi şarjını sağlar. Besleme için 1 F/5.5V değerinde süper kondansatör yeterli gelmektedir.
Şekil-8 :Devrenin değişik bir görünümü.

LED ekran ortak anot özellikli bir devre elemanıdır. Her ne kadar projede kırmızı olan LED ekran seçilsede isteğe bağlı renk tercih edilebilir. Bu durumda işlemci ile LED ekran arasında diren değerlerinin uygun şekilde değiştirilmesi yerinde olur.

Şekil-9 :Ana kartın alttan görünümü. Bazı hatlar tasarım hatasından dolayı kablo ile taşınması gerekti.

Şema
Devrenin işi götüren IC1 (Atmega8) ve onun bu devredeki yardımcısı konumundaki IC2 (DS1302) dir. Clk, I/O ve CE bağlantıları ile gerekli iletişim için gereken hatları oluşturur.

D1..D4 (3mm kırmızı LED) ikişerli grup halinde R1 ve R2 (680R ) direnç üzerinden sürülür. DIS1..DIS6 (JZ-5161) ortak LED ekranların parçaları R3...R9 (220R) dirençler üzerinden IC1(Atmega8) bağlanmakta, DIS1..DIS6 (JZ-5161) ortak uçları Q1...Q6 ( BC327) PNP transistörlerin konnektörlerine bağlanmaktadır. Q1...Q6 ( BC327) emetör uçları +5V hattına bağlıdır. Q1...Q6 (BC327) transistörlerin baz uçları R12...R17 (1k) dirençler üzerinden IC1 (Atmega8) bağlanmaktadır. Dolayısı ile bu bölüm LED ekranları sürmek ve saat, dakika, saniye verisinin gösterimi için kullanılır
.
IC2 (DS1302) 2. ve 3. bacaklarına XTL1 ( 32.768KHz) bir kristal bağlanarak saat entegresi için gereken saat sinyalini üretir. IC2 (DS1302) 8. bacak ile GND arasına C4 (1F) süper kondansatör bağlanmıştır. Bu eleman destek beslemesini depolamak ve gerektiğinde DS1302 beslemek için kullanılmaktadır.

D5 (2W10M) köprüsü IC3 (7805) , C7(100nF) ve C8 (10µF) kondansatörleri üzerinden devre için gereken +5V gerilimi sağlarlar.

IC1 (Atmega8) bağlı ISP konnektörü işlemcinin programlanması için kullanılır.

IC1'e (Atmega8) bağlı R10 ve R11 (10k) pullup dirençleri olarak işlemciye bağlanmış olup işlemciye bağlı S1 ve S2 butonlar saat ve dakika ayarı için kullanılmaktadır.

Geri kalan kondansatörler filtre amaçlı elemanlardır.
                                                              Şekil-10:Blok şeması

Şekil-11:Devre şeması

Devre Yapımı

Devre montajı açısından kritik bir durum yoktur. Görüldüğü gibi devre son derece sadedir.
Şekil-12:PCB şeması, yollar

Şekil-13:Kartların eleman yerleşimi.

Şekil-14:Kartların yolları birlikte üstteki eleman yerleşimi

Şekil-15:Kart çalışırken bir görünümü. Monte edilmiş ve saat ayarı yapılmış. Sadece butonlar takılı değil

Devre Elemanları
220RR3,R4,R5,R6,R7,R8,R9
680RRR1,R2
1KR12,R13,R14,R15,R16,R17
10KR10,R11
100nFC1,C2,C3,C7,C8
10µF/16VC5,C6
1F/5.5VC4
2W10M veya benzeriD5
3mm kırmızı LEDD1,D2,D3,D4
JZ-5161DIS1,DIS2,DIS3,DIS4,DIS5,DIS6
7805IC3
Atmega16IC1
DS1302IC2
BC327Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6
32.768KHz KristalXTL1
6 Header (ISP6)ISP
28 bacak entegre soketi-
8 bacak entegre soketi-
Bas bırak butonS1,S2
Besleme için 9V'luk adaptör unutulmamalıdır.

Devrenin Çalıştırılması


DS1302 üzerinde WP kaldırılması, registerlerin sıfırlanması ve CH bitinin sıfırlanması için devreye enerji vermeden saat ve dakika ayar butonları basılı halde iken devreye besleme verilir. Sonra butonlar bırakılır. Bu şekilde ilk başlatma işlemi yerine getirilmiş olur. Eğer bu noktada işlem başarılı ise saatin saniye göstergesi saymaya başlar.
Şekil-16:Deneme için akü kullanılabilir. Ama uzun süre kullanmaya gelmez.

Saat ayar butonunu kullarak saati ayarlıyor ve dakika ayar butonu kullanılarak da dakika ayarı yapılıyor. İlk etapta C4 kondansatörünün şarj olması zaman alacağından biraz beklemek gerekecektir. Şarj olduğunu voltmetre ile kondansatör uçlarından kontrol edilebilir.


Ekler:

Atmega8 hakkında bilgi için

"Atmega8 ve DS1302 ile LED ekranlı Masa Saati" projesi için gereken dosyalar

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



15 Nisan 2014 Salı

Atmega16 ve 74C922 ile LCD Ekranlı Şifreli Kilit

Kişisel güvenliğimiz her zaman için önemli olmuştur. Çünkü her zaman için sahip olduğumuz şeylere bir başkasının da sahip olma isteği vardır. İstenmeyen durumları engellemek için birçok mekanizma geliştirilmiştir. Elektroniğin gelişimi ile birlikte bu mekanizmalara bir yenisi eklenmiştir.

Bu uygulama ile "Atmega16 ve 74C922 ile LCD Ekranlı Şifreli Kilit" gerçekleştirmeye çalışacağız.
Şifreli Kilit
Her ne kadar giderek rfid kard özellikli cihazlar bu sistemlerin yerini almaya başlasa da, güvenlik gerektiren kontrollu geçiş için hastaneler, apartmanların giriş kapıları, evdeki kişisel para kasaları gibi uygulamalarda kullanılan kapının belirli bir şifre dizisi girilerek açılmasına olanak tanıyan sistemlerdir.

Belirli bir rakam dizini izleyen onay tuşu ile şifreye göre bir mekanizmayı çalıştırır. Burada biz mekanik bölümü es geçerek sadece elektronik bölüm üzerine odaklanacağız. Tasarladığımız sistemin transistör çıkışı üzerinden bir rölenin sürülebileceği bununda bir rahatlıkla bir elektromıknatısı hareket ettirebileceği bir durumu var. Bu elektromıknatıs bir evin dış kapısını açan otomat olabilir.

Not: Programda yapılacak küçük bir değişiklik (program içinde timer kurulması iptal edilerek) bir elektrikli cihazın çalıştırılması için şifre ve durdurmak için sadece silme tuşu kullanılması imkan dahilindedir.
74C922
Şekil-1 :Entegre soketi üzerine takılmış 74C922.

Entegre 16 tane tuşu (4x4 matris) tarayıp, tuşunu basıldığını algılayıp (tuş sıçramasını giderme fonksiyonu da dahil) basılan tuşa göre ABCD olarak 4 bit çıkış verebilen bir yapıya sahiptir. Osilatör için bir kondansatör kullanılabildiği gibi harici olarak saat üreteci kullanılabilir. Ayrıca tuş sıçrama sinyalini ortadan kaldırmak için kullanılan fonksiyon da ayrıca bir kondansatör ile kontrol edilebilmektedir
Şekil-2 :74C922 bacak bağlantıları.

Entegre çıkışlarını kontrol izni veren "Output Enable" bacağına sahiptir. Bu bacak lojik-0 durumunda ABCD cıkışları aktif olmaktadır. Eğer sürekli çıkış verme durumunda kalması isteniyorsa doğrudan "Output Enable" bacağın GND hattına bağlanması yeterli olmaktadır. Bu projede entegre çıkış için işlemci bacağın bağlanmış ise de, projenin çalışması açısından "Output Enable" bacağının GND'ye bağlanması bir sorun oluşturmaz. Çünkü işlemcide ABCD çıkışları başka bir başka bir entegre ile paylaşılmamaktadır.

74C922 entegresinin bir işlemci ile kullanılabileceği düşünülerek "Data Available" (Veri Hazır) çıkışı vardır. Bu çıkış herhangi bir butona basıldığı zaman bağlı olduğu sisteme tuşa basıldı sinyali vermek üzere kullanılmaktadır. Projemizde "Data Available" çıkışına işlemcinin harici kesme bacağına bağlamakta. Böylece herhangi bir tuşa basılmadığı sürece işlemcimiz kendi işine bakmaktadır.

"Output Enable" (Çıkış izni) lojik-0 durumunda iken ABCD çıkışları son basılan tuşun bilgisini tutmaktadır. Onun için "Data Available" bacağının kullanımı önemlidir.

ABCD çıkışları basına tuşa göre 0x00'dan 0x0F'ye kadar bir bilgi vermektedir. Projede kullanılan tuş takımına göre PCB yollarını fazla karıştırmamak için tuş sıralaması önemsenmedi. Sonuçta kullandığımız bir işlemci giriş bilgisini istediğimiz gibi yönledirme yapabileceğimiz bir yapıya sahip.
74C922 projede 18 bacaklı DIP kılıfındaki modeli tercih edildi.

NotMikrokontroller ile aslında bu entegre kullanılmadan da tuşların basılıp basılmadığı kontrol edilmesi ve gerekli işlemlerin yapılması mümkündür. Fakat bu entegre ile bazı işlemler basite indirgenmiş aynı zamanda mikrokontrollerin harici kesmenin kullanımı görülmüştür.

74C922 için daha ayrıntılı bilgiyi veri kağıtlarında bulabilirsiniz.

Tuş Takımı
Şekil-3 :Geleneksel bir buton, diyelim ki tuş takımının bir parçası.

Tuş takımı olarak seçilen ürün, birazda fiyatı uygun olduğu için membran olarak isimlendirilen bir malzeme. Serigrafi (ipek bez ve merdane) tekniği ile basım için uygundur. Bu sayede kolayca üretilmesine olanak sağlar.
                             Şekil-4 :Kullandığımız klavye tuşlarından oluşan set.


Şekil-5 :Klavyenin altındaki yolların ve tuş kontaklarının bulunduğu membranlar. Üstte görülen membran üzerinde ekranlama yer almaktadır.

Kullandığımız klavyelerde yaygın olarak kullanılan teknikte, bildiğimiz metal kontaklara sahip butonlar yerine plastik bir yüzey iletken boya ile basılmış kontaklar ve yollardan oluşur. Bu şekilde üretik maliyeti düşürülürken aynı zamanda işçilikten de ciddi anlamda kazanç sağlanır. Dolayısı ile kısa sürede yüksek miktarlarda üretim sağlanmış olur.

Şekil-6 :Projede kullanımı öngörülen tuş takımı çizimi. Protatip maliyetleri açısından devreyi ucuz tutabilmek adına hazır tuş takımlarından biri kullanıldı.

Tabii kullanılan tuş takımında butonlarda yine iletken boya ve plastik yüzeylerden oluşur.
Şekil-7 :Memranı oluşturan katmanların gösterimi.

Birkaç katmandan oluşan bu membran buton en üstte bizim buton olarak algıladığımız plastik yüzey bulunur. Yapılış şekline göre bazı modellerde bu katman altında butonların altına denk gelecek şekilde yerleştirilmiş deliklerin bulunduğu katman olabildiği gibi bazı modellerde bu katman atlanır. (üretici veya tüketicinin tercihine göre). Delik katmanındaki delikleri birbiri ile kanallar oluşturacak şekilde bağlanmıştır. Bu şekilde basılan butonun altındaki hava diğer deliklere kaydırılır ve buton bırakıldığında hava tekrar eski yerine gelerek butonun eski şeklini almasını sağlar. Çünkü butonlardaki deliklerin dış dünya ile bağlantısı yoktur.

Bir sonraki katman buton iletkeninin bulunduğu katmandır. Butonun altındaki yuvarlak iletken alanlardan oluşur.

Bu katman altında da buton deliklerinin bulunduğu bir katman vardır. Delikler kendi aralarında yine hava kanalları ile birkaçı birbirine bağlıdır.

Daha alttaki katmanda ile asıl yolların ve kontakların bulunduğu yerdir ki aslında tüm işlerin döndüğü yerdir. Aslında PCB'deki yolların bulunduğu katı temsil eder. Bu kattan uzatılmış yollar dış dünyada devre ile bağlantıyı sağlar. Ucuna ya bir konnektör takılır veya özel bir boya ile sonlandırılır. Boya takılacağı konnektörde daha dayanıklı yapı oluşturması içindir.

Memranlar katman aralarında ve en altta kullanılacağı yüzeye yapıştırılmasına sağlayacak şekilde yapışkanlı katmanlar ile birleştirilir. Bize en son artık alttaki kağıdı sıyırıp memranı istediğimizi yüzeye yapıştırmamız kalır.
Şekil-8 :Kullanılan mebran butonlar. Bazı tuşlar baskı devre kalemi ile elle düzenlendi.

Membranlar üzerine LED veya küçük dirençlerin yerleştirilebileceğini belirtmemizde fayda var. Hatta istenirse memranlar ekranlı bile üretilmesi mümkündür.

Sonuçta projemizde membran kuyruğuna dişi bir konnektör takılı olduğundan 7 bacaklı erkek sıra pin konnektör kullanımı ile devremize rahatlıkla bağlantı yapabiliriz.

Devre
Şekil-9 :Yapılmış halde devre.

Devreyi işlemci (Atmega16), tuş takımı,tuş takımı sürücüsü, karakter LCD, çıkış sürücüsü ve besleme olarak bölümlere ayırabiliriz.
Şekil-10 :Ana kart.

İşlemci devredeki ana bağlayıcı öğe olarak tuş takımı sürücüsünden gelen bilgiyi denetler, karakter LCD'yi sürer ve gerekli mesajları gönderir, şifre doğru girişmiş ise belirli bir süre için (yaklaşık 1.5 sn kadar) açık kollektörlü çıkış sürücüsünü tetikler. Ayrıca ekranda rakam yerine "*" karakteri için köprü girişi ve şifre değiştirilmek istendiği zaman kullanılan ikinci bir köprü girişi yer almaktadır.
Şekil-11 :Memran tus takımı.

Tuş takımı 3x4 matris yapılı telefon tuş takımı biçimindeki memran anahtar grubudur. 7 bacaklı dişi sıra pin çıkışa sahiptir.
Şekil-12 :2x16 karakter LCD.Mavi renk güzel görünüyor, her ne kadar arkaplan aydınlatması beyaz olsada. Tercih sebebi arkaplan aydınlatması 2 beyaz led ile yapılıyor olması.

Tuş takımı sürücüsü,74C922 tuş takımı sürücüsüdür. Tuş takımını tarar ve basılan tuşa göre çıkışta ABCD çıkış verir ve "Output Enable" buna eşlik eder.

Çıkış sürücüsü NPN transitörtdür. Base ucuna uygulanan sinyale göre kollektörüne bağlanan yükü enerjiler. (Yük VCC ve Transistör Kollektör arasında olması kaydı ile)

Besleme bölümü 7805 ile girişe verilen beslemeyi devreye uygun +5V haline dönüştüren bir yapıdır. Sadece girişte ters bağlama ihtimaline karşı köprü diyot eklenmiştir. Gerektiğinde bu köprü diyot devre dışı bırakılabilir

Şema
Devrenin kalbini IC1 (ATMEGA16) oluşturuyor.

IC1'e (ATMEGA16) bağlı C7,C8 (27pF) ve X1 (4MHZ kristal) oluşan parçalar işlemci için gereken saat sinyallerini oluşturur. P2 portu üzerinden işlemciye bağlı LCD kullanıcı ile arayüz oluşturur. Ayni şekilde P2 üzerinden LCD ekrana bağlı olan R2 (10K) trimpot ekranın kontrast ayarını değiştirmeye olanak verir.

Tuş takımı P5 üzerinden IC2'e(74C922) hem tuş takımını tarar hem de basılan tuşu algılamak ve sonuca uygun değeri IC1'e iletmek ile ilgili işleri yerine getirir (IC2'nin ABCD çıkışları üzerinden) . IC2'ye bağlı olan C10 (10nF) 74C922 için gereken saat sinyallerini oluşturur. Her ne kadar bu sinyallerin dışarıdan alma imkanı olsada bir kondansatör ile üretme imkanı olduğu için bu tercih edilmiştir. IC2'ye bağlı olan C9 (100nF) tuş basma esnasında oluşan tuş sıçramalarını bastırmak için filtre olarak kullanılmaktadır.

IC1'e bağlı R3(10K) pull up direnci olarak çalışmaktadır. IC1 (ATMEAGA16) bağlı olan R4(1k), R6(10k) ve Q1 (BC547) bir dijital transistör bağlantısı olarak çalışmakta dolayısı ile işlemcinin dış dünya için P3 üzerinden bir açık kollektörlü bağlantı olanağı sunmaktadır. (P3'ün bir ucu +5V besleme hattına bağlıdır.)

IC1 (ATMAGE16) bağlı olan R5(10K) ve J1 (YILDIZ) köprü bağlantısı ekran üzerinde basılan tuşa göre normal rakam veya (*) Yıldız karakteri arasında bir seçim yapma işlevini yerine getirir. ( Köprü yok -normal rakamlar, köprü ile (*) işareti)

IC1 (ATMEGA16)'ya bağlı olan 2x3 sıra pinler işlemcinin programlanması için ISP bağlantısını oluşturur aynı zamanda MOSI ve GND bacakları arasına takılacak bir köprü ile şifre değiştirme işlevi için işlemciyi anahtarlar. (MOSI ve GND arasında köprü yok-normal şifreli kilit fonksiyonu, köprü var- Şifre değiştirme fonksiyonu)

P1'e (besleme girişi) bağlanmış D1 (W10M) , D1'e (W10M) bağlı IC3 (7805) ve de IC'e (7805) bağlı C1 (100nF) ve C12 (10µF) kondansatörler ile sistem için gereken 5V besleme gerilimini oluşturur.

Geri kalan kondansatörler filtre amaçlı elemanlardır.

NotPCB üzerinde var olupta şemada P4 konnektörü gösterilmemiştir. Bu konnektör başka bir projede kullanmak üzere ayrılmıştır.
Şekil-13:Blok şeması

Şekil-14:Devre şeması 

Devre Yapımı
Devre montajı açısından kritik bir durum yoktur. Görüldüğü gibi devre son derece sadedir. Devre kartını küçük tutabilmek adına kondansatör ve dirençleri SMD kullanma yoluna gidildi.

Not: İşlemci ve 74C922'nin de ve kartın tamamının SMD olarak tasarımı mümkündür, ancak biz işlemciyi gerektiğinde farklı bir devrede kullanabilmek için bu tür bir tasarıma gitme yolunu seçtik.
Şekil-15:PCB şeması, yollar.

Şekil-16:Kartların üstteki eleman yerleşimi.

Şekil-17:Kartların alttaki eleman yerleşimi

Şekil-18:Kartların yolları birlikte üstteki eleman yerleşimi

Şekil-19:Kartların yolları birlikte alttaki eleman yerleşimi

Şekil-20:Kart çalışırken bir görünümü. Yıldız köprüsü takılı iken ekrandan girilmiş sayılar yıldız simgesi ile temsil edilmektedir. Çıkış durumunu görebilmek için seri 1K ile seri bağlanmış bir LED kullanılmaktadır.


Devre Elemanları
470R (1206 smd)R1
1K (1206 smd)R4
10K (1206 smd)R3,R5,R6
10K yatık trimpotR2
27pF (1206 smd)C7,C8
10nF (1206 smd)C10
100nF (1206 smd)C1,C2,C3,C4,C5,C9,C11
10µFC6,C12
B125C1500 veya benzeriD1
ABC016002E-BIW-02 (2x16 LCD)P2 (modül)
7805IC3
Atmega16IC1
74C922IC2
BC547Q1
4MHz KristalX1
6 Header (ISP6)ISP
2'li KlemensP1,P3
LCD için sırapin-
tuştakımı için sırapin-
3x4 tuş takımıP5
2'li sırapinJ1
köprü (2 adet)-
40 bacak entegre soketi-
18 bacak entegre soketi-
Besleme için 9V'luk adaptör unutulmamalıdır.

Devrenin Çalıştırılması
Devre monte edilip besleme verildiğinde devre çalışır (gerekli kontrollerin yapıldığı varsayılarak) ve ekranda 1. satırda "Şifre Gir:" mesajını gösterir ve sizin tuşa basmanızı bekler. Tuşa basıldığında ekranda, tuşun basıldığını J1 köprüsünün durumuna göre rakam veya "*" simgesi ile görürsünüz.
Şekil-21:Açılış ekranı


Bu noktada eğer J1 takılı değilse tuşa basıldığında ekranda basılan tuşun temsil ettiği rakamı görülür. Şifre 6 haneli olarak düzenlenmiş olup başlangıç şifresi "012345" olarak belirlenmiştir. Programı tekrar derlemeden önce en alt satırdaki EEPROM ile ilgili bölümde şifreyi değiştirebilirsiniz. Değerler rakamların ASCII karşılığın olmalıdır.
Devre basitçe şifreyi yazmak için tuşlara basılır, 6 haneli rakam girişinden sonra onay butonuna basılır. Bu noktada P3 konnektöründen 1.5sn civarında bir çıkış alınır ve ekran yeni şifre için silinir.(Şifre 2. satırda gösterilmektedir)
Şekil-22:J1 takılı değilken tuşa basıldığında ekranda gösterilen bir örnek


J1 köprüsü takılı iken tuşa basıldığında ekranda "*" simgesi görülür. Ama yine de devre şifre kontrolu yapar.
Şekil-23:J1 köprüsü takılı iken. (Kırmızı daire içindeki yeşil renkli köprü).

Şekil-24:J1 köprüsü takılı iken ekran görüntüsü örneği.


Eğer şifre kontrolunu doğru yapabilmek isteniyorsa, işlemci programlama esnasında EEPROM için oluşturulmuş dosya yüklemesi unutulmamalıdır. Eğer bu bu dosya unutulursa, şifre doğrulaması yapılamaz.Yeni şifre girilene kadar.

Yeni şifre girişi için ISP konnektörü üzerindeki MOSI ile GND uçları arasına bir köprü takılıyor. Ekrandaki mesaj değişmez, ekran sıfırlanana (tuş takımı üzerindeki "C" tuşu). Rakamların görebilmesi için, J1 köprüsünün takılmamış olduğunda emin olunmalıdır. Ekranda "Yeni Şifre Gir:" mesajı görülecektir. Yeni şifre tuşlar kullanılarak girilir ve 6 rakama ulaşıldığında onay butonuna basılarak yeni şifre kaydedilir. Tekrar şifre giriş bölümüne geri dönmek için ISP konnektörü üzerindeki köprü yerinden çıkarılır ve gerekiyorsa J1 köprüsü tekrara takılır. Ekran sıfırlanana kadar ekranda bu mesaj kalır. Ekran sıfırlanmasından sonra "Şifre Gir:" mesajı görüntülenir.
Şekil-25:ISP konnektörü üzerindeki köprü. (kırmızı daire içindeki mavi renkli köprü)

Şekil-26:Yeni şifre girişi için ekran mesajı.


İşlemin her noktasında eğer girilen şifreden emin olunamıyorsa, "C" tuşuna basılarak ekran silinebilir ve girilmiş olan şifre değeri sıfırlanabilir.
Şekil-27:Kart üzerine takılabilecek köprülerin konumları. Yeni şifre girişi için mavi, Yıldız simgesi için yeşil ile işaretlenmiştir.

EK: Şifre girişi esnasında örneğin 5 saniye içinde bir işlem yapılmazsa, sistemin sıfırlanması fonksiyonu eklenebilir. Proje sadece protatip düzeyinde düşünüldüğünden fazla fonksiyon üzerinde durulmamıştır.

Ekler:
Atmega16 hakkında bilgi için

"Atmega16 ve 74C922 ile LCD Ekranlı Şifreli Kilit" projesi için gereken dosyalar

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



Translate

Sayfalar

Etiketler

İzleyiciler