ENC28J60 ve Arduino ile ethernet haberleşmesi

Bugüne kadar incelediğimiz projelerde, işlemciler arasında haberleşme içinde RS485 hariç birkaç metreden öteye gidebilen yoktu. Ama bazen işlemciler arasında haberleşme birkaç yüz metre, birkaç kilometre, belki gezegenler arasına kadar uzanmak gerektirebilir. Belirli bir mesafeden sonra (gezegenler arası) uygulama doğrudan kablosuz haberleşmeye geçer ki, şu an için üzerinde durmayı düşünmediğimiz konulara denk geliyor.

Projede ele alacağımız haberleşme de ise, kablolu bağlantı yapılarında kullanılan, hatta bilgisayarlar arasında bağlantı yöntemlerinden biri olan Ethernet bağlantısını kullanan ENC28J60 entegresi ile Arduino üzerinden bilgisayar ile bağlantı oluşturmaya çalışacağız.

Not: Öncelikle bu projede LAN olarak ifade edilen yerel ağ bağlantısı üzerinden anlatım olacaktır. Konu çok geniş ve ayrıntı gerektiren bir yapıya sahip olduğundan, daha geniş bağlantı olan WAN bağlantısı konu dışı bırakılacaktır.

İkinci olarak günümüz bilgisayarların kaynakları ile kıyas kabul etmeyen 8 bitlik bir işlemci üzerinden Ethernet bağlantısını gerçekleştirmeye çalışacağız. Bu nedenle Arduino işlemcisinin kapasitesi nedeni ile bazı sınırlamaların olacağı akıldan çıkarılmaması yerinde olacaktır. Ortaya çıkan açıkların bir bölümü ENC28J60 tarafından doldurulacaktır. Zaten durum böyle olmasa, bu projeyi gerçekleştirmek mümkün olmazdı.

Kartı tasarımına başlarken o zaman için internetta paylaşımı yapılmış olan "Low cost Ethernet shield with ENC28J60" projesi göz önüne alındı.

Yazılım ve kütüphanesi olarak de "http://www.lucadentella.it" örnek alındı. Program ve kütüphanede bazı değişiklik ve uyarlamalar yapıldı.

Ethernet

Ethernet deyimi, işin olanlar haricince RJ45 konnektör bağlantısını temsil eder. İşin temeli bu bağlantı kablosudur, ama daha derinlere inildiğinde böyle olmadığı görülebilir. (ikinden fazla bağlantı noktası için hub veya switch olarak adlandırılan cihazlara ihtiyaç duymaktadır). Şu anki tam durumu takip etmesem de daha önceki yıllarda bu bağlantı BNC bağlantı fişleri ile de gerçekleştirilebilmekte idi.

Ethernet; donanımdan yazılıma doğru değişen birçok katmandan oluşan bir bağlantı şeklidir. Temeli donanım ve bağlantıyı temsil ederken, üzerindeki yazılım katmanları, bağlantı şekli, bağlantı hızı ve hatta bağlantının yapısı (iletilen bilginin niteliği gibi) konuları kapsayabilmektedir.

TCP/IP

Hani Ethernet bu bağlantının donanım yönü olarak tanımladık ya, bu işin yazılım yönlerinden biri de TCP'dir. (Aktarma katmanı) Normalde bu haberleşmenin katmanlarından biridir. Bu yapıda özellikle haberleşmenin hata kontrolu ve verilerin sağlıklı iletimi ile sorumlu bir yapıdır. Örneğin bir resim gönderildi. Elbette bu resim paket olarak ifade edilen parçalar halinde gönderilir. Bu paketlerin bazı kaybolabilir veya fazladan paket de gelebilir. İşte bu paketlerin fazla geleni iptal edilirken, eksik gelen paketler kaynaktan tekrar talep edilir. Bu nedenle bu yapının farklı bir yaklaşımı olan UDP'ye göre yavaştır.

Not: UDP sürekli veri gönderimi gereken tv yayını veya görüntü aktarımı gibi haberleşmenin kesintisi durumunda sıkıntı oluşturan sistemlerde yaygın olarak kullanılır. Bu tip haberleşmede bilginin hedefe varıp varmadığı kontrol edilmez ve eksik olan bilgi tekrar talep edilmez. Kendine göre uygulama alanları olsa da, bu projede UDP kullanılmayacaktır.

Kısaca IP olayına da değinecek olursak; Ethernet ağı üzerine bağlı olan her bir cihazın bir ip adresi vardır. Bu 4 baytlık bir sayı grubudur. 2'den fazla bir cihaz söz konusu ise, bir ağ dağıtıcısı (switch veya hub) gibi gerekir ki, burada soldan ilk 3 baytın aynı olmasını gerektirirken, son bayt ağ üzerindeki cihazların farklı olmasını gerektirir. Eğer bir cihaz ip adresini kendisi istediği adresi alabiliyorsa, buna sabit ip denirken, cihazı ağ kontrol cihazı tarafından veriliyorsa (ki bu DHCP özelliği olması gerekir-DHCP server gibi) dinamik ip olarak isimlendirilir.

Not: Ip adresi bir noktada yazılımsal adrestir (statik veya dinamik), ama her bir Ethernet cihazın ikincil bir adresi daha vardır. Bu ikinci adres donanım adresi olarak bilinen (ortam erişim kontrolu) MAC adresi'dir. Kullandığımız ENC28J60 için bu da yazılım ile belirlenebilen 48 bitlik bir değerdir. 24 biti üretici kodunu temsil ederken, kalan 24 bit ürüne özel eşsiz bir kodu temsil eder. Orjinalde MAC adresi Ethernet aletinin ROM'unda yer alır.

Burada özetlenmek istenen konu oldukça dallı budaklı geniş bir konudur, kendini geliştirmek isteyen daha geniş araştırma yapması yerinde olacaktır.

Bu noktada bir karar vermemiz gerekiyor, ya statik ip kullanacağız ki ENC28J60 her bağlandığında aynı ip değerini alsın ve biz bağlanmak istediğimizde bu ip adresini kullanalım( sorunu ağ üzerinde ENC28J60 için kullanılmak istenen başka bir cihaz tarafından kullanıyorsa çakışma meydana gelebilir, o nedenle kullanılacak ip konusunda dikkatli olmak gerekir), ya da dinamik ip kullanacağız ve her seferinde farklı bir ip alma ihtimalini ortaya çıkaracak ve önce bağlantıdan ip değerini öğrenmemiz gerekecektir. Eğer Modem gibi veya DHCP özellikli bir cihazınız varsa, IP adresini ENC28J60 için ayırtabilirsiniz. Böylece ENC28J60 cihazını bağladınız zaman doğrudan ayrılmış olan IP adresini alacaktır.

ENC28J60

Sadece Ethernet haberleştirilmesi için özelleştirilmiş bir işlemci gözü ile bakabileceğimiz bu ürün Microchip firması tarafından üretilmiştir. ENC28J60 3.3V ile besleme gereksinimi vardır. Ama tasarımından kaynaklanan yapısı sayesinden işlemciye bağlanan bacakları 5V ile de çalışabilmekte. Bunun anlamı tabii ki 5V ile çalışan Arduino ile özel bir tampon kullanmadan doğrudan bağlanabileceği anlamını taşır. Yinede ENC28J60 ayrı bir 3.3V ile beslenmesi şart. Zaten tasarımda ayrı bir 3.3V regülatör entegresi eklenmiştir.

Şekil-1: ENC28J60 dip kılıfı

Gelelim işlemci yani Arduino ile bağlantısına; bu noktada bizi ilgilendiren asıl haberleşmenin yapıldığı SPI hattıdır. Bu iş için SPI hattının standart bağlantısına ek çip seçme ucudur. İki adet kesme ucu, daha özel uygulamalar oluşturmak için kullanımı mümkündür. Kesme uçları 5V ile kullanımı için 3.3->5V çevirici kullanımı iyi bir seçim olabilir.ENC28J60 için SPI bacakları SO,SI ve SCK olarak adlandırılmaktadır.

ENC28J60 üzerinde yer alan RESET ucu, adından da anlaşılacağı üzere donanımsal sıfırlamayı sağlamak üzere kullanılmaktadır. Özellikle ilk elektrik verildiğinde ENC28J60 registerlerinin ilk durumlarına almalarını sağlama üzere kullanılmaktadır. (Yani açılışta ENC28J60 entegresinin başlangıç değerlerini aldığını garanti altına alır) Kullanılacak uygulamalarda ENC28J60 cevap vermemesi durumunda çipin kilitlendiği düşünülüp donanımsal sıfırlama uygulamak birçok sorunda çözüm olacaktır.

Şekil-2: ENC28J60 blok şeması.

ENC28J60 25MHz kristal ve iki kondansatör ile çalışmaktadır. Entegre için gereken 25MHz saat sinyallerini üretmektedir. İstenirse ayrıca ENC28J60 üzerinde programlanabilin saat çıkışı da yer almaktadır. Örneğin bazı uygulamalarda gördüğüm işlemciye saat sinyali olarak uygulanabilmektedir.

Şekil-3: Resimde görülen trafo, RJ45'e ayrı olarak eklenen harici darbe trafosudur. Bu trafo modülü ENC28J60 ile RJ45 (8P8C) arasına bağlanır. Toroidler resimde açıkça görülmektedir.

Gelelim işin can alıcı noktasına; Ethernet bağlantıları. Öncelikle ENC28J60 ethernet bağlantıları doğrudan Ethernet hattına bağlanmaz. Onun yerine transformatörler kullanılır. Transformatörlerden kasıt 2 adet olması. Bir tanesi veri gönderme için diğeri veri alma hatları için. Güç taşıması söz konusu olmadığı için transformatör olarak tanımlanan küçük toroid nüveler üzerine sarılmış tellerdir. Bu bölümde hazır içinde trafoları bulunan RJ45 konnektörü kullanılabildiği gibi, trafosuz RJ45 konnektörü kullanılabilir ve ek trafo içiren modüller de kullanılabilir. ENC28J60 veri alma ve gönderme bacakları fark girişlidir ve 1:1 darbe trafosu ile sürülür. Tabii ki trafo bağlantı uçlarında 50 Ohm hat uygunlaştırma dirençleri bağlıdır.(ENC28J60 uçlarındaki)

Şekil-4: Kabaca ENC28J60 ile bir işlemcinin bağlantısı. Besleme gösterilmemiştir.

Not: Bu trafoların çeşitli yapılarda ve bağlantılarda olan modelleri vardır. Bu projede 10Mbps hızı yeterli olduğu için seçilmiş olan trafolu RJ45 yeterliydi. Daha yüksek hızlar için farklı model seçilmesi gerekecekti.

ENC28J60 incelendiğinde Rbias bacağının Ethernet trafosu bağlantılarındaki akımı sınırlamak için kullanıldığı görülür. Rbias bacağı ile GND arasında bağlı 2K gibi bir dirençtir. Bu direncin değeri, hem ENC28J60'ın çekeceği akımı belirler, hem de aynı zamanda Ethernet kablolarındaki haberleşmenin sağlıklı yürütülmesinden sorumludur.

TPOUT+ ve TPOUT- gönderme ile ilgili bölümün bağlantılarını temsil eder. Bu bölümün bağlantısı şekildeki gibidir. Burada bizi ilgilendiren 3.3V 'a bağlanan ferrit beat'dir. Her ne kadar kısa devre olarak çalışsa da, yüksek frekanslı parazitleri filtrelemek için gereklidir. Bu yüksek frekanslı parazitler hem harici hem de ENC28J60 tarafından üretilen parazitler olabilmektedir.

TPIN+ ve TPIN- bağlantıları veri alma ile ilgilidir. Tabii ki girişine bağlı hat uygunlaştırıcı dirençleri ve darbe trafosu bağlantılarını unutmamak kaydı ile.

Şekil-5: Resimde görülen LEDB bağlantı şeklinde,RESET işleminden sonra ENC28J60'ın hangi modda çalışacağını belirler. Bu modlar tabii ki ethernet iletişim hızını belirleyecektir.

Trafo üzerinde 2 adet LED bulunmaktadır. Bu LED'ler Ethernet kablosu bağlandığı ve ENC28J60 ve işlemcinin Ethernet aktivasyonun göstermek üzere çalışır. LED B bacağına bağlı LED'in bağlantı şekline göre ENC28J60'ın half-dublex veya full-dublex çalışmasını kontrol eder. Anlaşılacağı üzere şu an için proje half dubleks olarak çalışmaktadır.

Burada bir noktaya daha değinmek gerekirse, ENC28J60'ın bazı bölümleri enerji tasarrufu sağlamak amacı ile 2,5V ile çalışır. (Tabii ki ENC28J60'ın dahaz az ısınmasını sağlamak için) Neyse ki ek bir regülatör gerektirmeden kendi iç regülatörü üzerinden kendisi üretir. Tek yapılması gereken, Vcap bacağına 10uF bir kondansatör bağlamaktır.

Tabii ki her entegre devrenin olmazsa olması, besleme bacaklarının yanına takılması gereken filtre kondansatörleri. Bu konunun ne kadar önemli olduğunu ancak başınıza çalışmayan bir devre çıktığı zaman anlayabiliyorsunuz. Özellikle devrenin bir bölümü çalışırken, bir bölümü çalışmadığı zaman. Birçok entegre üreticisinin PCB hakkında yayınlarında önemle altını çizdikleri bir konudur.

Her ne kadar ENC28J60 bazı bacakları 5V toleransı var ise de, bazı bacakları 5Volt seviyesine ulaşmaması gerekir. Bu nedenle tampon veya seviye çevirici kullanmak yerinde olur.Projemizde bunun için 74HC125 entegresi kullanıldı.ENC28J60 entegresinin SO ve INT bacaklarına 74HC125 ile bağlantı sağlandı. Bu iki bacak ENC28J60 için çıkış bacağı konumundadır. <

Not:Microchip sitesinden ENC28J60 veri kağıdını indirip inceleyebilirsiniz. Tabii ki internet üzerinde daha ayrıntılı bilgi bulabilirsiniz.

Elbette ENC28J60 donanım olarak oldukça ayrıntılara sahiptir, bir noktadan sonra yazılım ile ilgili olarak iç registerlere ve devamında da TCP/IP ethernet haberleşme bilgilerine girmek gerekiyor. Neyse ki, bu noktada Arduino'nun ENC28J60 ile ilgili kütüphaleri yardımımıza yetişmektedir. Aksi durumda, böyle bir projeyi gerçekleştirmek için, oldukça bilgi edinmemiz gerekirdi.

74HC125

ENC28J60 kullanımında bazı bacaklarının +5V ile toleranslı olarak kullanılabileceğini belirtmiştik. Ama bazı bacakların bir tampona ihitiyaç duyar veya seviye çeviricisine ihtiyaç duyar.Bu konu ile ilgili olarak birkaç seçenek var. Bu noktada bizim seçimimiz, ENC28J60 veri kağıtlarında da önerilen 74HC125 oldu. HC serisi entergrelerin güzel yanı, 2V ile 6V aralığında çalışabilmesi olmaktadır. Her ne kadar, projede 74HC125 entegresine uygulanan besleme 5V olsa da.

Şekil-6: 74HC125 entegresinin bacakları ve tanımları. Sadece besleme bacakları gösterilmemiştir.

74HC125 entegresinin 4 adet kontrol edilebilen tampon bulunmaktadır. Bu tamponların kontrol uçları doğrudan GND 'ye bağlanarak tamponrların sürekli açık olarak çalışmaları sağlanmaktadır. Bu tasarımın sorunu eğer SPI hattı üzerinde ikinci bir SPI cihaz var ise, SPI haberleşmesinin karışmasıdır. (Özellikle Arduino MISO bacağının sürekli olarak aktif olmasından kaynaklanan bir durumdan dolayı). Ama SPI hattına tek sadece bu cihaz bağlı ise bir sorun oluşturmadan çalışacaktır. Birden fazla SPI cihaz kullanılacaksa, bu sorunun çözümü basit, MISO bacağı üzerindeki tamponun OE bacağını, ENC28J60'ın CE bacağına bağlamak. Böylece sadece SPI hattını aktifleştirme durumunda ilgili tampon aktiflenmiş olacaktır.

Şekil-6: 74HC125 entegresi.

ENC28J60'ın kesme bacağı, ENC28J60 seçilmese bile çalışması gerektiğinden, kesme bacağına bağlı tamponun seçme bacağının sürekli GND hattına bağlı olması sorun oluşturmaz.

Giriş	Giriş	Çıkış
OE	A	Y
L	H	H
L	L	L
H	X	Z

74HC125 içindeki bir tamponun doğruluk tablosu.

LM1117-3V3

ENC28J60 entergresinin 3.3V ile beslenmesi gerektiği belirtilmişti.Ama Arduino üzerinde 3.3V besleme olduğu biliniyor, ama bizi ilgilendiren önemli konu ENC28J60 için gereken akım.Veri kağıtlarında ENC28J60 için (belirli şartlar altında) 250mA bir akım harcayabileceği belirtilmiş. Bunun üzerine diğer çevre birimleri de eklenirse, 300-400 harcayabileceği göz önüne alınması gerekebilir.

Şekil-7: LM1117-3V3 TO220 montajlı görünümü

Besleme devresi için özellikle 5V'dan 3.3V ele edebilmek için LM1117-3V3 regülatörü kullanına karar verildi.1.2V gerilim düşümü, 800mA maksimum akım çıkışı sağlaması ve özellikle 3 bacak bağlantısı ile kolay monte edilmesi seçilmesi için yeterliydi.

Şekil-8: LM1117-3V3 TO220 için bacak bağlantısı

HanRun HR911105A

Ethernet bağlantısının en önemli avantajlarından biri olarak izolasyon olduğu belirtilmişti.Bu amaçla RJ45 konnektörünün içinde bir transformatör dizisi (darbe transformatörleri) yer almaktadır. Ayrıca konnektör üzerinde 2 adet LED bulunmaktadır. Bu LED'ler fiziksel ethernet bağlantısı gerçekleştirildiğini ve veri alış-veriş işlevi olduğunu gösterecektir. Tabii ki bu LED kontrolleri ENC28J60 ile sağlanmaktadır.

Şekil-9: Hanrun HR911105A iç bağlantıları

Şekil-10: Resimde içinde trafosu bulunan RJ45 konnektörlerin altından ve üstünden resimlerini içermektedir. internette araştırma yaparsanız oldukça fazla çeşidi olduğunu görürsünüz. Bu konnektör doğrudan ENC28J60 entegresinin TPOUT+, TPOUT-, TPIN+ ve TPIN- bacaklarına bağlanabilir. (Tabii ki ek sonlandırma dirençlerini unutmadan). Ayrıca konnektörün hemen altında iki aktivasyon LED'i de görülebilir.

Özellike RJ45 konnektörünün PCB üzerine monte ediliyor olması tasarımda yer ve harcanan zamanı azaltmaktadır. Kabloya bağlanan RJ45 konnektörü zaten birbirini tamamlayan bir yapı ikili oluşturduğunda,sadece 8P8C sıkma pensesi (RJ45) ihtiyaç duyulmaktadır.

Şema

Proje de Arduino bölümünü ayrı tutulursa, geriye sadece ENC28J60 kalıyor ki, o da zaten birkaç tane ayrık eleman ilavesi ile devreyi oluşturuyor. Devreyi planlarken, kartı küçük tutabilmek için dirençler, RJ45 konnektörü, kristal haricindeki elemanları SMD olarak düşünüldü, ki tek yüzlü karta monte edebilsin.

Kısaca devre üzerinden geçecek olursak; R1,R2,R3,R4 dirençleri (50 Ohm) hat uygunlaştırma dirençleridir. (Bu değerde direnç bulunamaz ise, 49.9Ohm %1 değerli dirençler kullanılabilir).R5, R6 220R dirençleri RJ45 konnektörü üzerindeki dirençlere akım sınırlama elemanı olarak iş görür. R7 (2K) direnci ENC28J60 için R bias olarak çalışır. R8 (22k) ENC28J60 RESET bacağı için pull_up direnci olarak çalışacaktır. Aynı zamanda devre ilk açıldığında resetleme işlemi için RC zaman sabiti olarak işlev görür. R9 (10k) direnci INT bacağına pull-up direnci olarak iş görür, çünkü ENC28J60 herhangi bir durum, örneğin başlama gibi durumlarda cevap vermemesi halinde işlemcinin kesmeye gitmemesi için int çıkışı garantiye alınmış olur. Burada PCB çiziminde yer almayan ama, şemada gösterilen R11 ve R12 (1K) direnç devrede test amacı ile devreye eklenmiştir. Şemada gösterilmeyip de, PCB üzerinde gösterilen R10 (0R)jumper olarak devreye monte edilmiştir.

C3 (10uF) kondansatörü ENC28J60 iç beslemesi için gerilim regülatörü filtre kondansatörüdür. Bu regülatör 3.3Voltdan 2.5Volt üretir. C1 (100uF) ve C4 (100nF) kondansatörler U1 (LM1117) giriş filtereleridir. C2 (10uF) ve C5 (100nF) kondansatörleri U1 (LM1117) çıkış filtreleridir. C6 ve C7 (18pF) kondansatörleri ENC28J60 entegresinin osilatör destek kondansatörleridir. Diğer tüm kondansatörler filtre amaçlı devre üzerinde bulunmaktadır.

U1 (LM1117-3V3) gerilim regülatörüdür ve 5Voltdan devre için gereken 3.3V beslemeyi üretir. U2 (74HC125) Arduino ile ENC28J60 arasındaki gerilim seviyesini uygulaştırma amacı ile kullanılmaktadır. U3 (ENC28J60) bu projenin üzerine kurulu olan elemandır ki, ethernet haberleşmesi ile ilgili tüm işlemleri ve Arduino ile ilgili ileştimi yürütür. Arduino ile ethernet hattı arasında köprü görevini yerine getirir.

J1 (HR911105A) ENC28J60 ile ethernet hattı arasındaki bağlantı ve elektriksel yalıtımı yerine getirir. L1 (ferrit beat) ethernet veya HR911105A üzerinden gelebilecek yüksek frekanslı sinyallerin beslemeye ulaşmasını engeller. D1 ve D2 bu devreye ek olarak test amacı ile monte edilmiş iki elemandır.

Şekil-11: Projenin devre şeması

Şekil-12: Projenin devre şeması-Malzeme değerleri yazılı

Devre üzerinde M1 olarak gösterilen veya PCB üzerinde J2,J3,J4,J5 olarak gösterilen (sıra pinler) Arduino UNO veya benzeri özellikle SPI hatları sıra pinler üzerinde yer alan Arduino modellerinin kullanımına uygundur.

Y1 (25MHz) kristal devrenin çalışması için gereken frekansı üretir.

Montaj

Öncelikle pcb tek yüzlü olarak verilse de isteyen gerekli değişiklikleri yaparak çift yüzlü bastırabilir. Proje başlangıç aşamasında blog üzerinde nanino olarak paylaşılan proje ile kullanılmak üzere tasarlanmıştı. Daha sonra ufak tefek güncellemeler ile Arduino Uno üzerinde de kullanılabilecek hale getirildi.

Şekil-13: PCB'nin üst eleman yüzü

Şekil-14: PCB'nin alt yüzdeki bakır yolları.(üst yüzden görüldüğü şekildedir.)

Şekil-15: PCB'nin alt yüzdeki elemanlar. (alt yüzden bakıldığında görüldüğü şekildedir.
Devre montajına öncelikle dip elemanların montajı ile başlanır, U2 ve U3 istenirse entegre soketi kullanılmadan entegreler doğrudan PCB üzerine monte edilebilirse de, eğer entegre soketi kullanımı, yanan elemanların değiştirilmesi gibi birçok sorundan kurtaracaktır. Montajı sonuna sıra pin ve HR911105A montajının bırakılması iyi olur. SMD elemanlar malzeme listesinde 805 olarak belirtilse de, SMD eleman çizimleri 1206 kılıf monte edilebilecek şekilde yapılmıştır.

Şekil-16: PCB'nin üst eleman yüzünün  3boyutlu model görünümü.

Şekil-17: PCB'nin monteli halinin üstten ve alttan görünümü.

Devre montajında tek yüzlü tasarım nedeniyle, çizimde oluşturulmuş tel köprüler unutulmamalıdır. Ne yazık ki, sıra pinler PCB'nin bakır yollarının bulunduğu yüze monte edilmelidir.

Şekil-18: Test için devreye bağlanan LED ve dirençlerin montajı. Uzay montaj.

Malzeme Listesi

ENC28J60 kartı için Malzeme Listesi

LM1117-3V3	U1
74HC125	U2
ENC28J60	U3
50R 1/4W dip	R1,R2,R3,R4
220R 1/4W dip	R5,R6
2K 1/4W dip	R7
22k 805 kılıf	R8
10k 805 kılıf	R9
0R 805 kılıf	R10
1K 1/4W dip	R11,R12
100nF 1206 kılıf	C4,C5,C8...C14
18p 1206 kılıf	C6,C7
10uF/25V	C2,C3
100uF/16V	C1
LED	D1,D2
HR911105A	J1
1 adet 40'lı erkek sıra pin	J2..J5

İstenirse, 74HC125 (14'lü) ve ENC28J60 (28'li dar) için entegre soketi kullanılabilir. Arduino UNO veya eşdeğeri geliştirme kartı ve ethernet bağlantısı için ethernet kablosu unutulmamalıdır. Arduino UNO için gerekli olan USB kablosunu söylenmesine bile gerek yok.

ENC28J60 ve bilgisayar ethernet bağlantısı

Bu noktada önemli konulardan biride ethernet bağlantısıdır. Deneme için ENC28J60 kartını doğrudan bilgisayara mı, yoksa bir hub veya switch üzerinden mi bağlanacak? Bu seçim ENC28J60 çalışmasını etkilemese de, kullanılacak kablonun bağlantı şeklini değiştirecektir.

ENC28J60 ile bilgisayarın tek bir kablo ile ethernet kablosu ile bağlantısı.

Şekil-19: ENC28J60 ile bilgisayarın cros kablo üzerinden bağlantısı.

Görüldüğü üzere doğrudan bilgisayar ile ENC28J60 arasındaki bağlantı tek bir kablo ile gerçekleştirilir. Buradaki tek gereklilik bilgisayarın Ethernet bağlantı için RJ45 bağlantı portunun olmasıdır. Ne gibi ayarlarını yapılabileceği konusu işletim sistemlerine göre değişiklik gösterdiği için kullandığınız işletim sisteminin nasıl ayarlandığını internet üzerinden öğrenmeniz gerekebilir.

Şekil-20: Hub üzerinden ethernet bağlantısı. Tüm kablo uçlarına RJ45 konnektörü takılır/teknik ifade ile çakılır. Konnektör renk sıralaması kablo çiftlerine dikkat edildiği sürece ve kablonun her iki ucu aynı olduğu sürece sorun değildir. Resimde yeşil ve yeşil-beyaz kablolarının konumu dikkate alınmalıdır.

Bu bağlantı şeklinde ya çoklu portu olan HUB veya switch kullanılabildiği gibi hublar birbirlerinin portlarına bağlanarak portları artırılabilmektedir.

ENC28J60 projenin çalıştırılması

Şu an için test amacı ile Arduino dolayısı ile ENC28J60 kartının beslemesinin bilgisayardan sağlanacaktır. Besleme Arduino USB portuna bağlı USB kablosu üzerinden 5V olarak sağlanacaktır. İsteyen harici bir güç kaynağı veya taşınabilir cep telefon şarj aletlerini kullanabilir.

Örnek olarak cross kablo(çarparaz bağlantı) kullanılarak ethernet bağlantısı oluşturulacaktır.

Arduino üzerine ENC28J60 modülünü pinlerin tümünün birbirine girmesine dikkat ederek, takın. Arduino USB portuna ve bilgisayarın USB portuna USB kablosunu takın.

Şekil-21: Montajı tamamlanan ENC28J60 kartının test için yapılması gereken bağlantılar.
Bu noktada artık iş Arduino'ya gerekli yazılın yüklenip test edilmesi konusuna girmektedir. Bağlantısı verilen kodları bilgisayarınıza indirin. Eğer değişiklik yapmadı ise, belgelerim klasöründe yer alan Arduino klasörüne kopyalayın. Arduino IDE üzerinde kodunuzu açın ve Arduino UNO üzerine yükleyin.

Şekil-22: Ethernet bağlantı ışığı ethernet bağlantısının yapılmış olduğunu gösterir. Resimde mavi daire ile gösterilen. Bu LED donanımsal bağlantı ile ilgili bir LED'dir. Arduino üzerinde yazılım olmasa bile Ethernet kablosu bağlı oldukça yanar.

Şekil-23: Aktiflik LED'i ise ENC28J60 ile ethernet bilgili alışverişi esnasında yanar ve söner..Soluk renkte görülmesinin sebebi çok kısa zaman aralığında yanıp söndüğü için fotografta yakalama süresi ile ilgilidir.
RJ45 üzerindeki iki LED ethernet bağlantısının doğru yapılıp yapılmadığını ve cihazın sağlıklı çalıştığının izlenmesi için kullanılabilir.

Not: Windows üzerinden kullanımı anlatılacaktır. Anlatılan program ve yardımcı bilgiler kullanılan bilgisayarın yazılım ve işletim sistemine göre farklılık gösterebilir.

Öncelikle Arduino ve ENC28J60'ın bağlı olduğu bilgisayarın ethernet ayarlarına girerek;

Şekil-24: Bilgisayarın ethernet ayarları.
IP adresi ve varsayılan ağ geçidi Arduino'ya (ENC28J60) IP adresi ile ilişkilidir. Resimde de görüldüğü gibi ilk üç grup aynıdır. En sağdaki grup değişiklik gösterir. IP adresi ağ üzerindeki her cihaz için farklılık göstermesi zorunluluğu vardır. Eğer ağ üzerinde aynı ip adresi taşıyan cihazlar varsa, ip çakışması adı verilen olay olur ki, bu cihazlar haberleşme gerçekleştiremez. Statik ip kullanan ağlardı bu konuya dikkat etmek gereklidir.

Şekil-25: Chrome adres çubuğuna girilen ip adresi.
Eğer ip ayarlar tamamsa, ayarlar onaylanıp diyalog pencereleri kapatılır. Sonraki aşamada internete girmek için kullanılan örneğin Google Chrome gibi bir internet gezinme uygulaması açılır ve adres çubuğuna Arduino ( ENC28J60) yüklenen yazılımdaki IP adrdesi girilir.

192.168.0.50

olarak belirlenmiş değer girilir ( kod olarak verilen static byte myip[] = {192, 168, 0, 50};)  ve enter tuşuna basılır. Eğer Arduino yazılım veya ethernet bağlantı ayarlarında bir sorun yok ise, Arduino üzerinde yüklenmiş olan WEB sayfası ekranda görülür.

Web sayfası ENC28J60 üzerine takılan iki LED'i yakıp söndürmek ve durumunu göstermek için buton ve bilgi alanları içerir. Web sayfası üzerindeki Butonlara bastıkça ENC28J60 üzerindeki karşılık gelen LED yanıp söner.

Şekil-26: Web sayfası görünümleri.

Şekil-27: ENC28J60 üzerindeki LED'ler
Proje de ayrıca yapılan işlemlerin bilgisi Arduino üzerinden bilgisayara iletilir. Seri Port üzerinden alınan bilgi ayrıca takıp edilebilir. Tabii ki Arduino USB kablosu bilgisayara takılı olması kaydı ile.

Şekil-28: Arduino IDE Seri Port pencerisi görünümü.

Sonuç

Proje ile ilgili belgeleri adresinden indirilebilir. Kütüphane ismi (EtherCard) wiz5500 veya wiz5100 ile aynı olduğu için karışıklığa yer vermemek adına kütüphane Arduino IDE belgesinin bulunduğu klasör içinde yer almaktadır.

Kartın geliştirilmesi için LED'lerin bağlı olduğu pinlere ek devre ile röle bağlanması durumunda daha güçlü cihazların da sürülmesi mümkündür.

Aynı şekilde Arduino'nun boş bacaklarına ek atamalar ve Arduino uygulamasında yapılacak düzenlemelerle daha fazla pin kontrolu de mümkündür.

Eğer projede paylaşılan devreye kendi yapacak durumunuz yaksa, alternatifiniz resimdeki modüldür.Piyasadan edinebileceğiniz bir üründür. Kablolar ile bağlantılarının yapılması gerekmektedir.

Not:Proje üzerinde paylaşılan olan ticari ürünler; kendi firmalarının ait ürünlerdir.

Arduino ile i2c LCD Sürme

Arduino ile i2c LCD Sürme

Arduino UNO ve benzeri bir Arduino modeli (veya mikrokontroller) ile bir cihaz tasarlanmak istendiği zaman bir noktadan sonra artık bacakları yetmediği çeşitli arayışlar içine gireriz.

Çözümlerden biri Arduino Mega gibi bir modele yönelmektir. Mega modelinin kartının büyük olması gibi bir sıkıntısı var.

Başka bir çözüm ise LCD kullanılıyorsa, LCD'yi bir I2C ile sürmek. Bu iş için hazır çözümler var ise de piyasada bulunabilen, ve hatta bir çoğumuzun malzeme stoğunda bulunan paralel LCD'ler ile bunu gerçekleştirebilmek pek ala mümkündür.

Şekil-1 :Projedeki malzemelerin toplu haldeki görünümü. Üstteki i2c için 4'lü kablo, soldaki PCF8574AT modülü, ortadaki 2x16 LCD ekran, ve sağdaki Arduino UNO

Bu projede Arduino UNO ile bir paralel bağlantıya sahip LCD'yi i2c üzerinden sürmek.

i2c

Bu protokol Philips tarafından bulunmuştur. (şu anda NXP olarak devam ediyor). Ama diğer firmalar patent sorunları ile karşılaşmamak adına two-wire (iki telli) olarak adlandırmak durumunda kalmışlardır. O yüzden diğer çip üreticileri bu protokole two wire ismini kullanarak donanımlarına eklemişlerdir. En çok bilinen i2c çipleri DS1307(saat) ve 24C01 vb.(eeprom) gibi çiplerdir.

i2c veya two wire gnd hattı hariç tutularak saat ve data hattı olarak adlandırılırlar iki hat üzerine aletlerin haberleşmesini oluşturur. Saat ve data hatları sadece gnd'ye çekilerek çalıştığı için her bir hat için birer pull-up direnci veya akım kaynağı gerektirir.

7 bit adresleme bilgisi gerektirdiği için 128 farklı adreste i2c aletleri adresleyebilir. Bazı çiplerde harici adresleme için bacaklar yer alırken, bazı çiplerde bu adres seçme bacakları bulunmaz. Bu çipin üreticisi ve birlikte kullanılacağı düşünülen diğer donanımlara bağlıdır.

İki veri yolu biri saat kaynağı özellikle ana kontrol çipi tarafından üretilir (master çip) ve kontrol edilir, veri hattı ise verinin akışı yönüne göre değişiklik gösterebilen veri iletim hattıdır (veri kaynağı master veya uydu sistemi-slave olabilir). Bu aletler açık kollektörlüdür. Yani i2c hattı üzerine pull-up direnci ile hatların lojik-1 seviyesine çekiliyor.

Şekil-2 :i2C hattında başlama ve durdur durumlarının dalga şekli,

Saat hattı değişirken veri hattı kararlı kalması zorunludur. Aksi durumda bu i2c hattında bulunan çipler tarafından farklı anlamlarda yorumlanır.

i2c iletişimi bir BAŞLA durumu ile başlar. Saat hattı "1" konumunda iken veri hattı "1-0" geçişi ile oluşturulur.

i2c iletişimi DURDUR durumu ile sonlandırılır. Saat hattı "1" konumunda iken veri hattı "0-1" geçişi ile oluşturulur.

Bir i2c hattı üzerine bir aktif master konabilmesine rağmen (ki hatta birden fazla master konabiliyor) bir veya birden çok slave alet bağlanabiliyor. Tabii birbirleri ile çatışmadığı sürece.
Bir master BAŞLA durumu yayınladığında birden fazla slave olduğunda hangi slave aletin hedeflendiğinin bilinmesi gerekir. Bunun için her slave aletin kendi özel adresi vardır. (bazı belgelerde bu adrese ID olarak adlandırmaktadır) Aslında en yüksek anlamlı 4 bit aletin kullanıldığı alana göre tanımlanmış bir kod ise de, bu bitleri izleyen 3-bit adres bitleridir. Bazı aletler için 3 bit için seçme bacakları vardır veya değiştirilebilir . Kalan en düşük anlamlı bit ise oku/yaz bittir.

İlk zorunlu bayt bu şekilde tanımlandıktan sonra ikinci bayta geçmeden 1 saat çevrimi süresinde yapılan iletişimin kabul edildiğini belirten bir bitlik bir iletişim yapılır. Yani bu ilk baytı kabul eden slave aleti veri hattını lojik-0 konumuna çekerek yayınlanan adresin kabul edildiğini belirtir. Bu kabul aşaması her bayt arasında yapılır. Son alınan bayta kadar. Son bayt alındıktan sonra veri hattı lojik 1 konumunda kalarak kabul değil bilgisi iletilir. Kabul bilgisini hangi alet veri alıyorsa (master veya slave) veriyi alan alet tarafından yayınlanır.

PCB incelendiğinde görüleceği üzere 3 adet 10k pull up direnci ile adreslerin +5V'a çekilmiştir. Bu nedenle çip seçim adresi 111'dir. Bu pinler lojik-0'a çekilme seçeneği vardır. Bu sayede aynı çip içeren modüller ile birden fazla LCD ekran pek ala aynı i2c hattına bağlanabilir.
Çip kodu olarak PCF8574AT olduğu için sabit slave adresi 0111 ile başlayacaktır. Dolayısı ile PCF8574A takılı olan modülün adresi 0111111x şeklinde olacak ve x burada oku/yaz bitini temsil edecektir.

PCF8574AT

PCF8574AT8 bit I/O genişleme modülü olarak üretilmiş bir çiptir. Tabii ki uygulamamızda kullanımına uygun i2c haberleşme hattı üzerinden işlemci ile iletişim kurabilme kapasitesine sahiptir. Ayrıca çip I/O pinleri giriş olarak olarak düzenlendiği zaman gelen bilgiye uygun bir kesme bilgisi üretebilen bir bacağı da vardır. Kesme bacağı açık kollektörlüdürü ve kesme bilgisi okuma esnasında üretiliri.(Bu projede kullanılmayacağı için üzerinde fazla durulmayacaktır.)

PCF8574AT port pinleri işlemci tarafından gönderilen bilgiye göre çıkış veya giriş olarak düzenlenebilir. Projemizde kullanım alanı olarak incelendiğinde portlar çıkış olarak düzenlenmektedir.

Şekil-3 :Modülün monte edilmiş haldeki görünümü

Sağdaki sıra pinler (üstten alta doğru);

•  GND
• +5V
• SDA
• SCL

şeklinde sıralanmaktadır.

LCD pinleri olarak düşündüğümüzde, E, RS,RW kontrol pinleri ve D4..D7 data pinleri kullanılmaktadır. Bu pinler PCF8574AT port pinlerine bağlanmakta kalan tek pin de LCD arkaplan aydınlatma LED'lerini yakıp söndürmek için kullanılabilmektedir.

i2c adres	R5	R7	R8
0x38	var	var	var
0x39	var	var	yok
0x3A	var	yok	var
0x3B	var	yok	yok
0x3C	yok	var	var
0x3D	yok	var	yok
0x3E	yok	yok	var
0x3F	yok	yok	yok

PCF8574AT için i2c adresini oluşturan adres seçme pinlerinde yer alan kısadevre durumlarına göre adreslerin tanımlarını oluşturan tablo.

Karakter LCD

LCD kelime olarak sıvı kristal ekran anlamında ingilizce kelimelerin ilk harflerinden oluşmaktadır. Özel bir sıvı içinde yer alan öğelerin elektrik alanı uygulandığı zaman birbirine göre konumlarını değiştirmesi esasına dayanır.

Şekil-4 :2x16 LCD ekran görünümü

Burada elektrik alanı birbirine paralel iki cam yüzey üzerine kaplanmış iletken metal levhalardan oluşur.Kaplamadan kasıt doğrudan metal malzemenin elektrik uygulanarak buharlaştırılması (plazma) ve bu metal buharının cam yüzeyinde yoğunlaştırılması ile elde edilir. Bu camların arasına sıvı kristal olarak bilinen malzeme ile konulur, ki aralık oldukça küçüktür.

Şekil-5 :Bir karakter LCD için ayrıntılı olmasa bile kesit görülmektedir.

Bu halde elektrik uygulansa bile tabii ki bir görünümde bir değişiklik olmayacaktır. Bir görüntü oluşturabilmek veya görüntüde bir değişiklik yapabilmek için ışığı kutuplamak gerekir. En basitinden camların iki yüzeyi üstlerine ışığı ince yarıklardan geçiren filtreler yapıştırılır. iletkenlere elektrik alanı uygulanmadığı zaman ışık camlar arasından sorunsuz geçer ve camlar saydam görülür.
Elektrik alanı uygulandığı zaman ışık sıvı kristaller tarafından etkilendiği için ışık camlar arasından geçemez ve ekran kararır.

Şekil-6 :LCD ekran arkaplan aydınlatması ile görünümü. (arka planda görülen ışık PCF8574AT modülü tarafından oluşturulmuştur.

Buradaki kritik durum DC gerilim uygulandığı zaman sıvı kristaller kararlılığını kaybeder ve ekran saydam duruma geçer. Onun için kararlı ve görüntü için değişken gerilim uygulanması gerekir. Bu tek bir ortak bağlantı ile olan LCD ekranlarda kolaydır. Uygulanan gerilimler ortak nokta ile birlikte belirli zamanlarda gerilim değerini değiştirmektir.

Asıl iş birkaç ortak nokta olduğu zaman ortaya çıkıyor. Bu noktada çoğunlukla uygulanan yöntem adreslenmeyen ortak noktaları Vcc/2'de tutmak, adreslenen ortak bacak ile Vcc ve GND arasında adreslenen diğer ögeleri de ters kutuplamada tutmaktır. İşte LCD sürücüleri, özellikle matris ekranlarda uygulanan yöntem budur.

Şekil-7 :LCD sürücüsü örneği olarak Novatek firmasına ait NT7603 çipinin blok şeması görülmektedir.

LCD sürücüleri istenen karakter LCD çiplerinde tutulduğu için sadece dışarıdan uygulanan veri iletişimi ile istenilen görüntüyü oluşturur. Ekranda gösterilen karakter bilgisi karakter jeneratörü olarak adlandırılabilecek sabit bellekte tutulur. Hali ile gelen veriler doğrultusunda LCD çipi bu karakter üreteçlerinden karakter bilgisini okur ve karakter olarak ekrana yansıtır.

Aynı LCD çip olmasına rağmen

1x8	2x8	-
1x16	2x16	4x16
1x20	2x20	4x20
1x40	2x40	4x40

satır x karakter sayısı) gibi karakter LCD'ler bulunmaktadır. (tablo olarak verilen LCD'lerin haricinde de karakter LCD'ler yer alabilmektedir)Ek olarak besleme, veri ve kontrol hatları birkaç bağlantı şeklinde farklılık gösterebilmektedir. Önemli olarak LCD'nin kullanılacağı yere göre arkaplan aydınlatmalı veya yansımalı olarak tipleri de bulunabilmektedir. Toshiba çipi içeren grafik LCD'ler üzerinde de karakter LCD gibi çalışabilen ürünler de vardır.

Karakter LCD çalışması ve bağlantıları 2 adet besleme,3 adet kontrol hattı ve 8 adet veri hattı mikrokontroller ile iletişim yapılır. Bunlara ek olarak 1 adet kontrast ayarı için giriş yer alır ki, buraya 10k trimpot ile istenilen kontrast ayarı yapılabilir. Burada 8 adet olarak belirtilen veri hattı, sürme teknikleri sayesinde sadece 4 veri hattı kullanımı ile kullanımı mümkündür. Tüm bu sürme hatları i2c sayesinde Arduino için besleme hariç sadece 2 hatta düşürmek de mümkündür.

Şema

Projede Arduino ve karakter LCD ayrı tutulmak kaydı ile malzemeler neredeyse SMD (yüzey montaj) yapısındadır. Hatta trimpot bile bacakları biraz kesilerek biraz da bükülerek yüzey montaj şekline getirilmiştir.

Kısaca devre üzerinden geçecek olursak; R1,R2,R3,R4 dirençleri Karakter LCD arkaplan aydınlatması LED akım sınırlama dirençleridir. Bu şekilde bağlantı oluşturulması LED bağlantılarının her zaman için aynı yapıda olmamasından kaynaklanmaktadır. R1,R3 veya R2,R4 çifti şeklinde bağlantı yapılmaktadır. Herhangi bir çift uygulanması durumunda diğer çift boş bırakılması gerekmektedir.projede R1 ve R3 çifti kullanılmıştır.

Şekil-8 :Projenin şeması. Monte edilmeyen malzemeler de şemada gösterilmiştir.

U1 (PCF8574AT) Arduino ile karakter LCD arasındaki iletişimi yani i2c haberleşmesini yönetmektedir. Arduino A4 ve A5 ile SDA ve SCL bağlantıları yapılmaktadır. SDA ve SCL bağlantı hatları üzerine R14-R15 çifti ile R16-R17 çifti pull-up direnci olarak herhangi bir çift bağlanmaktadır. Projede R14 ve R15 çifti tercih edilmiştir.

Karakter LCD pin	PCF8574AT pin
D4	P0
D5	P1
D6	P2
D7	P3
E	P4
R/W	P5
RS	P6

Bağlantı yer alamaktadır.

PCF8574AT P7 bacağı LCD arkaplan aydınlatma kontrolu için kullanılmaktadır.R10 (1k) direnç üzerinden R9(10k) pull-down direncine ve Q1 (BC817) transistörüne bağlanmaktadır. Q1 Emetör bacağı GND hattına bağlanmaktadır. Kollektör bacağı R3 veya R4 bacağına bağlanmaktadır. Projede hali hazırda R3 tercih edilmiş durumdadır.

Karakter LCD kontrast ayarı için iki ucu +5V ve GND'ye bağlı R6 (10k) trimpotun orta ucu LCD Vo bacağına bağlıdır. Elbette LCD+5V ve GND ucu bağlantıları da vardır.

Sözü edilen AT8574AT adres seçme bacaklarına R11,R12,R13 (10k) ve R5,R6,R7 (0R) dirençlerine ile yapılmaktadır. 0R olarak kastedilen kısa devre durumudur. Projede R11,R12,R13 10k direnç takılmış durumdadır ve istenirse başka bir değişiklik yapmadan R5,R6,R7 kısadevre edilerek i2c adres değişikliği sağlanmış olur.

Devre beslemesini Arduino üzerinden sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

R18 (1k) ve seri bağlı LED devresi besleme hatları arasına bağlanmıştır. Direnç ve LED özellikle devreye besleme bağlı olduğunda çalışır halde olduğunu göstermek üzere kullanılmaktadır. Özellikle program geliştirme esnasında sistemin çalışır halde olduğunu izlemek açısından oldukça kullanışlıdır.
Devre üzerindeki kondansatörler de filtre amaçlıdır.

Montaj

Devre montajında sıra pinler haricindeki elemanların tamamının SMD olması yüzünden elemanların hatasız monte edilmesi önemlidir. Daha sonra değiştirmeye çalışmak biraz deneyim gerektirir.

Şekil-9 :PCB'nin yollarının görünümü

Şekil-10 :SMD olarak tanımlanan elemanların yerleşimi

Şekil-11 :PCB üzerine eklenen köprülerin ve arkadaki LCD sıra pinlerin yerleşimi

Montaja doğrudan PCF8574AT başlamak; bacakların kısadevre olması halinde işlem yapmak için boş alan gereksimini yüzünden iyi olur.

Dirençlerin üzerinde değeri yazılı olduğu için minimum hata ile monte edilmesi mümkündür. Kondansatörlerin karıştırılması sorun değildir. Sadece 10uF kondansatör 805 kılıfında uygun bir yere lehimlenebilir. İsteyen 10uF elektrolitik kondansatör uygun iki besleme yolu üzerine lehimlenebilir.

Şekil-12 :Bakır yollar ve SMD elemanların birlikte görünümü

10k trimpot için dip kılıf özellikli malzeme biraz kırpma, biraz da bükme ile şekillenip SMD olarak devre üzerine lehimlenmektedir.

Şekil-13 :Bilgisayar ile üretilmiş PCB görünümü

Tüm SMD elemanlar lehimlendiktan sonra Karakter LCD için 16 pin dişi sıra pin kullanılmaktadır. bu sıra pin seçiminin LCD üzerine takılacak olan sıra pine bağlı olduğunu; istenirse doğrudan LCD üzerine erkek sıra pin ile bağlanabileceğini de ekleyelim. Besleme ve i2c hatları için 4'lü 90 derece erkek sıra pin lehimlenmektedir.

Şekil-14 :PCF8574AT modülün LCD ekran üzerine takılmış ve kabloları takılmış.

Şekil-15 :Arduino üzerine takılmış i2c ve besleme kablosu. (Klon olarak bilinen Arduino UNO kartı üzerinde i2c için sıra pin portu vardı. Bu sıra pin portu olmayan Arduino için elbette bilindik portları kullanılması gerekemektedir.)

Şekil-16 :Kabloları takılmış halde görünümü

Şekil-17 :İlk enerji verilmesi durumundaki görünümü. LCD ile ilgili bir program olmadığı için ekran kare kare bir görünüme sahiptir. (Trimpot ile ayar gerekebilir)

Malzeme Listesi

Arduino Shield kartı için Malzeme Listesi

PCF8574AT	U1
22R 805 kılıf	R1,R4
220R kılıf	R2,R1
1k 805 kılıf	R10, R18
10k trimpot	R6
10k 805 kılıf	R9,R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17
BC817	Q1
100nF 805 kılıf	C1,C2,C3
10uF	C4
0R 805 kılıf	R5,R7,R8
10k 805 kılıf	R10, R18
16'lı dişi sıra pin	J1
4'lü 90 derece erkek sıra pin	P1

Tabii ki bu listeye ek olarak Arduino,karakter LCD ve bağlantı kabloları eklemek en azından denemeler esnasında yardımcı olacaktır.

Program

Piyasada satılan PCF8574AT için internet üzerinde araştırma yapabilirsiniz; burada konu edilen  bazı farklılıkların olacağı göz önüne alınız.. Elbette projede oluşturulma esnasından farklı bir yöntem izleme adına PCF8574AT bacak bağlantıları  kullanıldığı için kütüphanede biraz değişiklik yapılması gerekti.

Şekil-18 :İlk program ile çalışan LCD ekran

Şekil-19 :Programın test edildiği LCD ekran görünümü

Dolayısı ile proje belgeleri ile birlikte buradan indirebilirsiniz veya orjinal kütüphane üzerinde kendi bildiğiniz gibi değişiklik yapabilirsiniz.

örnek kod:;

/YWROBOT
//Compatible with the Arduino IDE 1.0
//Library version:1.1
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_K_I2C.h>

LiquidCrystal_K_I2C lcd(0x3f,16,2);  // set the LCD address to 0x3f for a 16 chars and 2 line display

void setup()
{
  lcd.init();                      // initialize the lcd 
  lcd.init();
  // Print a message to the LCD.
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("14-06-2019");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("PCF8574AT Test");
;
}


void loop()
{
  ;
}

Güncelleme
Projelerde çoğunlukla kendi üretimimiz olan, PCB'ler kullanıldı. İşi  biraz daha ileri götürüp,PCB üretiminden ekmek yiyen iş yerlerine üretimi yaptırılınca işin rengi biraz olsun değişmektedir. Tabii az miktada PCB üretimi biraz masraflı olmaktadır. Ama ürün miktarı fazla olduğu zaman PCB başına düşen maliyet azalmaktadır.

Şekil-20: PCB çift yüzlü ve delik içi kaplamalı. Hani çoğunlukla uğraştıran köprü bağlantılarından kurtaracaktır.

Montaj açısından özellikle konnektör bağlantılarında oldukça kolaylık sağlayacaktır.

Şekil-21:Montaj olarak kendi üretimini veya piyasaya üretimi yaptırılan bir ürün üzerinde aman aman bir fark yoktur. Resimde monte edilmiş bir halde görülmektedir. PCF8574AT hemen sağındaki boş yerler i2c adres seçme  için kullanılır. Kartın solundaki boş dirençler farklı LCD arkaplan aydınlatma bacak için kullanılmaktadır.

Şekil-22: LCD üzerine takılmış ve besleme uygulanmış haldeki görünümü. Mavi LED beslemenin var olduğunu göstermektedir.

Şekil-23: Hazır test programı çalıştırılırken...

Not: Güncelleme başlığı altında verilen bilgiler, PCB üretimi yapan firmalar tarafından üretilen PCB'lerin genel yapısı hakkında bilgi içermektedir ve sadece karşılaştırma içindir.