t.c. - eee.ktu.edu.tr · mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar,...

39
T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAPI ALARM SİSTEMİ BĠTĠRME ÇALIġMASI Hazırlayanlar: 228559 MURAT YILMAZ 228500 ġAHĠN MĠRAN GÜLALDI Tez Danışmanı: Prof.Dr.Adem Sefa AKPINAR MAYIS 2013 TRABZON

Upload: donhu

Post on 29-Aug-2019

236 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

T.C.

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KAPI ALARM SİSTEMİ

BĠTĠRME ÇALIġMASI

Hazırlayanlar:

228559 MURAT YILMAZ

228500 ġAHĠN MĠRAN GÜLALDI

Tez Danışmanı: Prof.Dr.Adem Sefa AKPINAR

MAYIS 2013

TRABZON

Page 2: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

T.C.

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KAPI ALARM SİSTEMİ

BĠTĠRME ÇALIġMASI

Hazırlayanlar:

228559 MURAT YILMAZ

228500 ġAHĠN MĠRAN GÜLALDI

Tez Danışmanı: Prof.Dr.Adem Sefa AKPINAR

MAYIS 2013

TRABZON

Page 3: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU

ġahin Miran GÜLALDI ve Murat YILMAZ tarafından Prof. Dr. Adem Sefa

AKPINAR yönetiminde hazırlanan “Kapı Alarm Sistemi” baĢlıklı lisans bitirme projesi

tarafımızdan incelenmiĢ, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak

kabul edilmiĢtir.

DanıĢman : Prof. Dr. Adem Sefa AKPINAR

Jüri Üyesi 1 : Prof. Dr. Cemil GÜRÜNLÜ

Jüri Üyesi 2 : Doç. Dr. Halil Ġbrahim OKUMUġ

Page 4: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

ÖNSÖZ

Projemizde PIC16F84A kontrolünde röle sürme devresi ve ara yüz devresi ile kapı

alarm sistemi gerçekleĢtirilmiĢtir. TasarlanmıĢ olan projenin esas amacı, iki temel ihtiyacı

bir bütün halinde tüketicilere sunmaktır.

Öncelikle projemizde bizden yardımlarını hiç esirgemeyen, zamanıyla, fikirleriyle,

tavsiyeleriyle bize destek veren saygıdeğer Öğr. Gör. Oğuzhan ÇAKIR' a ve saygıdeğer

Prof. Dr. Adem Sefa AKPINAR‟ a teĢekkür ederiz.

Son olarak bizleri bugünlere kadar getiren, her türlü maddi manevi desteği bizlere sağlayan

ve bugünleri görmemizdeki en büyük destekçimiz olan ailelerimize sonsuz

teĢekkürlerimizi iletiyoruz.

ġahin Miran GÜLALDI

Murat YILMAZ

Trabzon,2013

Page 5: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

İÇİNDEKİLER

Lisans Bitirme Projesi Onay Formu ……………………… iii

Önsöz ……………………… v

Ġçindekiler ……………………… vii

Özet ……………………… ix

Semboller Ve Kısaltmalar ……………………… xi

1. GĠRĠġ ……………………… 1

1.1.Hırsız Alarm sistemi ……………………… 2

1.2.ProjeninAmacı ……………………… 2

1.3.SisteminKurulumu ……………………… 3

1.4.SisteminTemelÇalıĢması ……………………… 3

1.5.ÇalıĢmaTakvimi ……………………… 4

2. TEORĠK ALT YAPI ……………………… 5

2.1. MikroiĢlemciler ……………………… 5

2.2. Mikrodenetleyiciler ……………………… 6

2.3. MikroiĢlemciler ile Mikrodenetleyiciler

Arasındaki Farklar ……………………… 7

2.4. PIC ……………………… 8

2.5. PIC16F84A Mikrodenetleyicisi ……………………… 9

2.5.1 PIC16F84 Mikrodenetleyici

BacaklarınınGörevi ……………………… 10

2.5.2 Projedeki PIC16F84 Mikrodenetleyicisini

Programlama ……………………… 11

3. TASARIM ……………………… 16

3.1 Kullanılan Malzemeler ……………………… 16

3.1.1. Direnç ……………………… 16

3.1.2. Kondansatör ……………………… 17

3.1.2.1. KutupsuzKondansatör ……………………… 16

3.1.2.2. KutupluKondansatör ……………………… 17

3.1.3 Röle ……………………… 17

3.1.4 Transistör ……………………… 18

Page 6: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

3.1.5. 7805 GerilimRegülatörü ……………………… 18

4. DENEYSEL ÇALIġMALAR ……………………… 20

4.1 ElektrikselKısım ……………………… 20

4.1.1. PIC ileRöleSürmeDevresi ……………………… 20

4.1.2. AraYüzDevresi (Ana kart) ……………………… 23

4.2. MekanikKısım ……………………… 25

4.3. DevreninÇalıĢması ……………………… 26

5. SONUÇLAR ……………………… 27

6. YORUMLAR VE DEĞERLENDĠRME ……………………… 28

KAYNAKLAR ……………………… 28

7. STANDARTLAR ve KISITLAR FORMU ……………………… 29

8. ÖZGEÇMĠġ ……………………… 31

Page 7: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

ÖZET

Bu proje PIC kontrolünde çalıĢan kapı alarm sistemidir. Projemizin isminden de

anlaĢılacağı gibi esas amacı, kapının herhangi bir durumda açılmasını telefon yoluyla

bildiren bir kapı alarm sistemidir.

Sistemim çalıĢması, kapının açılmasıyla baĢlayıp ilgili elemanlar ile PIC‟ e iletilir ve

sistem devreye girer. ProgramlamıĢ olduğumuz PIC16F84 hafızasında yer alan numarayı

aratmak için etkinleĢir ve ilgili bileĢenler ile telefon hattına bağlanan sistem kullanıcı ile

iletiĢimi sağlar. Böylelikle kapının açılması kiĢiye iletilmiĢ olur.

Bu proje günlük hayatımızda ev telefon hattının olduğu her yerde kullanılabilmektedir. Bu

da aslında projenin hemen hemen her yerde kullanılabileceği anlamına gelmektedir.

Anahtar Kelime: PIC16F84

Page 8: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

SEMBOLLER VE KISALTMALAR

V : Volt

I : Amper

R : Direnç

C : Kapasite

Q : Kondansatör Yükü

GND : Ground, Toprak

DC : DirectCurrent, Doğru Gerilim

K : Kiloohm

nF : Nano Farad

µF : Mikro Farad

mF : Mili Farad

RAM : Random Access Memory

ROM : ReadOnly Memory

EEPROM : ElectronicallyErasableProgrammable Read Only Memory

I/O : Input / Output (GiriĢ/ ÇıkıĢ)

Hz : Herz

KHz : KiloHerz

MHz : Mega Herz

Page 9: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

1

1.GİRİŞ

Bilindiği üzere, son zamanlarda günün Ģartlarına bağlı olarak (psikolojik, sebepler,

ekonomik sebepler v.b) artıĢ veya azalıĢ gösteren illegal davranıĢlar doğmaktadır. Bu

davranıĢları önlemek için ülkelerce tedbirler alınmaktadır. Cezalar belki bazen yeteri kadar

caydırıcı olamamaktadır.

Ülkemizde son zamanlarda illegal ve istenilmeyen davranıĢlar sıklık göstermektedir.

Bunlardan en yaygın olanı Ģüphesiz ki hırsızlık ve soygun olaylarıdır. Gasp, kapkaç ve

cinayet azalırken hırsızlık her geçen gün artmaktadır. Bu tür tatsız olayları ne kadar

istemesek de, önüne geçmekte zorlanıyoruz.

Bu noktada anlaĢılacağı üzere ülkelerce alınan tedbirler yeterli olmadığı, verilen cezalar

yeteri kadar caydırıcı olmadığı için kiĢilerin kendilerine de iĢ düĢmektedir.

Günümüzde soygun ve hırsızlık olaylarını engelleyici ve caydırıcı özelliği en yüksek olan

sistemler Ģüphesiz ki teknolojiden geçmektedir. Ve bu tür sistemlere, yani güvenliği

sağlamak için teknoloji den faydalanıp tasarlanmıĢ olan elemanların bütününe elektronik

güvenlik sistemleri denmektedir.

Modern bir güvenlik sistemi yapısal olarak algılama değerlendirme ve tepki vermek

için tasarlanır. Bunlardan biraz örnek verecek olursak, su baskını alarm sistemi, gaz kaçağı

alarm sistemi, yangın alarm sistemi, güvenlik kamera sistemi, hırsız alarm sistemi gibi

örnekler verebiliriz. Bu sistemler ilk baĢlarda lüks olarak görülse de Ģuan Ģirketlerde,

ofislerde, bürolarda, mağazalarda, fabrikalarda, bankalarda ve birçok yerlerde olmazsa

olmaz durumundadır. Bu sistemler üzerine birçok Ģirketler kurulmuĢ ve aynı Ģekilde de

birçok Ģirket ve kurum bu sistemlerle faaliyetini sürdürebilmektedir. Bu sistemler

sayesinde birçok doğal olmayan; afet ve illegal durumların, önüne geçilebilmektedir. Gün

geçtikçe hızla büyüyen bu teknoloji ve sistemlere karĢın hiç bir zaman yüzde yüzlük bir

önlem sağlanamayacaktır. Biz bu elektronik güvenlik sistemlerinden bir tanesi olan hırsız

alarm sistemine değineceğiz.

Page 10: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

2

1.1. Hırsız Alarm Sistemi

Hırsız alarm sistemi denilen sistem, adından da anlaĢılacağı üzere hırsızlara karĢı,

soygunculara karĢı istenilen haneyi koruma amacı güden bir sistemdir. Günümüzde

arabalarda, kasalarda, iĢ yerlerinde, ve az sayıda da olsa evlerde bulunmaktadır. Yani

kısacası hırsızlığın olduğu her yerde . Kullanımı günden güne artıĢ göstermektedir. Kapı

veya pencere açıldığında ses çıkartan, arabanın kapısı zorlandığında alarmı çalan

sistemden tutun koca bir villanın herhangi bir kapı veya penceresinin açıldığında polise

haber veren bir sisteme kadar hepsine hırsız alarm sistemi diyebiliriz. Birçok çeĢit firma,

marka ve özellikte hırsız alarm sistemleri mevcuttur. Bu hırsız alarm sisteminin

özelliklerine göre tercihini kullanıcılar yapmalıdır. Günümüzde artık bir temel ihtiyaç

olduğunu bilmenizin ve tavsiye ettiğimizin altını çizmekte fayda var.

1.2. Projenin Amacı

Elektronik güvenlik sistemlerinin çok fonksiyonlu, güvenilir ve önleyici olduğunu

söyledik. Çoğu istenmeyen durumu önlediğini, çoğu olaydan bizi haberdar ettiğine

değindik. Bunun sonucunda akıllara bazı sorular gelmektedir. Madem böyle bir sistem var,

madem teknoloji her geçen gün geliĢmekte, neden hırsızlık artmaktadır? Ġstanbul'da her

saat de 10 ev soyulduğunu göz önüne alırsak aslında elektronik güvenlik sistemlerinin

evlerde yaygın olarak kullanılmadığı anlaĢılır. Bunun en büyük sebebi kiĢilerin bu tür

güvenlik sistemlerini kullanmak için yüklü miktarda para gerektiğini düĢünmesidir. ĠĢte

tam burada bizim tasarlamıĢ olduğumuz proje devreye giriyor. Çünkü projenin en önemli

amacı; proje öyle bir proje olsun ki her yerde rahatlıkla kullanılsın, bir kereye mahsus

ödeme yapılsın ve bu ödeme kiĢileri zor duruma düĢürmesin. Projenin en büyük özelliği ise

ev telefonu ve kapı alarm sistemini aynı paket halinde sunabilecek olmasıdır. Buda

tüketicilerin ev telefonu alırken üzerine cüzi bir miktar daha ödeyip 2 sini paket halinde

alması anlamına gelecektir. Böylece ev telefonunun kullanıldığı yerlerde güvenlik de

sağlanmıĢ olacaktır ve maddi yüzden günümüzdeki alarm sistemlerini tercih etmeyenlerin

hırsızlardan korunmak için baĢka bir çaresi olacaktır.

Page 11: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

3

1.3. Sistemin Kurulumu

Tasarladığımız bu sistem kurulduğu kapı, pencere, kasa vb. yerlerde kullanılabilir ve

bu kullanılan yerlerin açılmasıyla tüketiciye haber verir. Böylelikle tüketici bu durumdan

haberdar olduğu için komĢularıyla veya polisle irtibat kurabilir.

Kapıya yerleĢtirilen anahtar sayesinde kapının açılması sisteme iletilip, PIC' in yazılımında

belirlenmiĢ cep veya ev telefonu numarası aranarak iletiĢim sağlanır.

1.4. Sistemin Temel Çalışması

Bu projemizi gerçekleĢtirirken iki tane ana devre kullanılmıĢtır. Birinci devremiz PIC

kontrolünde aranacak olan numaranın röleler sayesinde tuĢlanmasına sağlayan devredir.

Ġkinci devremizde ara yüz devresidir. Yani röle sürme devresi ile telefon hattı arasındaki

geçiĢi temsil etmektedir. Böylelikle PIC bu ara yüz sayesinde cep veya ev telefonuyla

iletiĢimi sağlayabilmektedir. ġekil 1‟de projenin çalıĢma diyagramı basitçe belirtilmiĢtir.

ġekil 1. Projenin AkıĢ Diyagramı

Page 12: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

4

1.5. Çalışma Takvimi

KASIM OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS

(10-12)

(15-30)

(15-28)

(1-15) (15-31) (1-15) (1-30) (1-15) (1-30)

Projenin Belirlenmesi

X

Proje Araştırması

X X X

Yazılımsal Uğraşlar

X X

Malzeme Alımı

X

Genel Tasarım

X X

Elektriksel Tasarım

X X X

Mekanik Tasarım

X

Projenin Testi

X X

Tezin Hazırlanması

X X X X X

Page 13: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

5

2. TEORİK ALTYAPI

2.1. Mikroişlemciler

CPU'nun 32′den 4 bite düĢürülmesi ile devre transistörlerinin sadece bir parçaya

sığdırılabilmesi bilgisayar dünyası için çok büyük önem arz etmektedir. 1970′li yılların

baĢlarında ortaya çıkan ve hızlı bir Ģekilde geliĢen mikroiĢlemci teknolojisi,

mikrobilgisayar kavramının da doğmasını sağlamıĢtır.

MikroiĢlemciler sistem bünyesinde CPU bakımından devrim niteliğinde bir geliĢme

olmuĢtur, aynı zamanda üretim maliyetlerinin düĢürülmesi bakımından da önem taĢır. Fiyat

açısından büyük bir düĢüĢü sağlayan mikroiĢlemci teknolojisi, ilerideki, hızla dünya

geneline yayılacak olan ev tipi bilgisayarların da temelini atmıĢtır. 1970′lerin sonlarına

doğru tüm devrelerin geliĢtirilmesi ile devre sistemleri büyük oranda değiĢmiĢ ve ana

iĢlemci birimi üretiminde mikroiĢlemci kullanımı dünya genelinde yayılan bir uygulama

haline gelmiĢtir. ġimdi ise en karmaĢık ve yoğun kullanılan bilgisayarda kiĢinin yanına

alabileceği küçük bilgisayarlara kadar neredeyse tüm sistemlerde mikroiĢlemcilere

rastlanır. MikroiĢlemci kullanılan ana iĢlem birimlerinin performansı da yıllar içinde

sürekli olarak artmıĢ ve böylece bilgisayarlar içinde bu teknoloji bir temel haline gelmiĢtir.

ĠĢlemci (CPU) hafıza (RAM/ROM) ve giriĢ-çıkıĢ (I/O portları) birimlerinin aynı

entegre içerisine yerleĢtirilmesiyle gerçeklenmiĢ yapıdır. Bunlara özel amaçlı bir

bilgisayarda diyebiliriz. Özel amaçlı bilgisayar derken yani bilgisayar programlarının

yapmak istediği iĢlevleri yerine getirir.

Bilgisayarlarda bildiğimiz resimlere, harflere, sayılara rastlanmaz. Bilgisayarlarda

geçerli olanlar sadece 1 ve 0 rakamlarıdır. Bildiğimiz, gördüğümüz tüm olaylar bilgisayar

dünyasında 1 ve 0'larin kombinasyonları ile karĢımıza çıkar. Son derece basit gözüken

fakat bir o kadar da güçlü bir yapıdır. MikroiĢlemciler bu 1 ve 0'ları belli gruplar halinde

değerlendirir. 0 ve 1'lerin her birine 1 bit denir. Bir iĢlemci bilgileri sekiz bitlik gruplar

halinde alıp iĢlerse 8 bitlik bir mikroiĢlemci olarak sınıflandırılır. 16 bitlik ve 32 bitlik

iĢlemcilerde mevcuttur. MikroiĢlemciler, baĢka devrelerle bağlantı kurmak için belli sayıda

bağlantıları vardır. Bu bağlantılara, mikroiĢlemcilerin iki yanından sarktıkları ve bacağa

benzedikleri için bacak denilir. Örnek vermek gerekirse 8088'in veri alıp vermek için

kullandığı 8 bacağı vardır[1].

Page 14: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

6

MikroiĢlemciler, bilgileri bilgisayarın belleğinden alıp iĢler ve bu bilgileri tekrar

belleğe kaydeder. Bellektekibu bilgiler 8 bitlik gruplar Ģeklinde bulunmaktadır. Her sekiz

bitlik gruba 1 byte denmektedir, 1024byte 1 KB ve 1024 KB da 1 MB eder. Bellekte bu

sekiz bitlik gruplardan milyonlarca bulunabilir. MikroiĢlemci ya da baĢka bir devre belleğe

ulaĢırken hep bu adres yolunu kullanır. Bacakların sayısını ne kadar çoksa

mikroiĢlemcinino kadar çok miktarda belleği adresleyebileceği, yani kullanabileceğini

gösterir.

MikroiĢlemciler iĢlemleri belli basamaklarda yapar. ĠĢlemlerin kaç adım sayısıyla

yapılacağı bellidir. Örnek verecek olursak; iki sayıyı toplamak üç, çarpmak otuz adım

büyüklüğündedir. Bu adımlara çevrim (cycle) denir. Bir saniyede gerçekleĢen çevrimlerin

sayısı mikroiĢlemcinin hızını belirler. Örneğin, 10 MHz‟de çalıĢan bir mikroiĢlemci

saniyede 10 milyon çevrim gerçekleĢtirmektedir. Bu da, örneğin, 300.000 toplamaya ya da

30.000 çarpmaya karĢılık gelir. Tabii mikroiĢlemcinin hızı 100 MHz‟e çıkarsa çevrim

sayısı on kat artacak ve sonuçta 300.000 yerine 3.000.000 toplama ile 30.000 çarpma

yerine 300.000 çarpma iĢlemigerçekleĢecektir. Böylece bir mikroiĢlemcinin hız birimi olan

MHz teriminin ne anlama geldiği anlaĢılmıĢ olundu [1].

2.2. Mikrodenetleyiciler

Mikrodenetleyicilerin yapısından bahsedicek olursak temel olarak 4 e ayırabiliriz.

Bunlar;

1. MikroiĢlemci(CPU)

2. Bellek

3. GiriĢ/çıkıĢ birimi

4. Saat darbe üretici

Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafıza ve giriĢ - çıkıĢlar, kristal osilatör,

zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir hafıza gibi

bileĢenlerle tek bir tümleĢik devre üzerinde üretilmiĢ halidir. Bir mikrodenetleyicinin

iĢleyiĢi; çevresel ünitelerden aldığı iĢaretler I/0 giriĢ -çıkıĢ ünitesine, buradan CPU' ya

(mikroiĢlemciye) en son olarak mikroiĢlemciden de RAM' e (Belleğe) aktarılır [2].

Bir mikrodenetleyici, komple bir bilgisayarın tek bir entegre devre üzerinde üretilmiĢ

halidir. Kısıtlı miktarda olmakla birlikte yeterince hafıza birimlerine ve giriĢ – çıkıĢ

Page 15: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

7

uçlarına sahip olmaları sayesinde tek baĢlarına çalıĢabildikleri gibi donanımı oluĢturan

diğer elektronik devrelerle irtibat kurabilir, uygulamanın gerektirdiği fonksiyonları

gerçekleĢtirebilirler [2].

BaĢka bir deyiĢle mikrodenetleyiciler tek bir silikon yonga üstünde birleĢtirilmiĢ bir

mikroiĢlemci, veri ve program belleği, lojik giriĢ ve çıkıĢlar, analojik giriĢler ve daha fazla

güç veren ve iĢlev katan öteki birimleri (zamanlayıcılar, sayaçlar, kesiciler, analogtan

sayısala çeviriciler), içinde bulunduran mikrobilgisayarlardır.

2.3. Mikroişlemciler ile Mikrodenetleyiciler arasındaki farklar

MikroiĢlemciler, lojik bilgileri adres ve veri yolu ile alan, bu bilgileri bir hafızada

saklanmıĢ program komutlarına uygun olarak iĢleyen ve elde edilen sonuçları lojik çıktıya

dönüĢtüren mantık devreleridir. (ram ile rom içinde değil)

Mikrodenetleyici,mikroiĢlemci ve buna bağlı bütün birimlerin üzerinde bulunduğu tek

yongadır. Bir mikrodenetleyici yongasında bulunan hafıza, giriĢ/çıkıĢ ve diğer donanım alt

sistemleri bu iĢlemcinin birçok uygulama içinde gömülüdür. Ayrıca bir mikroiĢlemciye

göre çok daha basit ve ucuzdur.

MikroiĢlemci ve mikrodenetleyiciler arasındaki en belirgin fark, mikrodenetleyici

program değiĢikliği olmayan sabit bir programın çalıĢması gereken durumlarda kullanılır.

MikroiĢlemci ise kapsamlı ve daha duyarlı iĢlemler yapmak için tercih edilir. Diğer bir fark

ise mikrodenetleyicilerde bütün birimlerin (CPU,RAM,ROM,Portlar...) tek yonga üzerinde

bulunduğu için mikroiĢlemcilere göre daha az yer kaplayarak dolayısıyla daha az

maliyetlerde üretilmesidir.

Mikrodenetleyiciler sıradan mikroiĢlemcilere nazaran aĢağıda listelenen 4 temel

avantajları sayesinde elektronik sanayinde günümüzde oldukça büyük bir uygulama

alanına sahiptirler:

Oldukça küçük boyutludurlar,

Çok düĢük güç tüketimine sahiptirler,

DüĢük maliyetlidirler,

Yüksek performansa sahiptirler.

Mikrodenetleyiciler, program ve makine dilleri ile yazılan kodların uygun

derleyiciler aracılığı ile mikrodenetleyicilere aktarılması ile programlanır.

Programiçerisinde belirli koĢullara ya da giriĢ–çıkıĢ ( I / O ) uçlarından alınan sinyaller

Page 16: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

8

neticesinde kararlar verdirilebilir. Bu elde edilen sinyallere ve verilere göre matematiksel

ve mantıksal iĢlemler yapılarak sonuçlar tekrar I / O uçlarından digital sinyaller halinde

verilir.

Mikrodenetleyiciler ve mikroiĢlemciler belirlenen iĢlemcinin çevirici dilini

kullanarak programlanmıĢlardır. Bu çevirici dillerinin en büyük dezavantajı ise farklı

üreticilere ait mikrodenetliyicilerin farklı çevirici dilleri olması ve kullanıcının seçilen her

yeni iĢlemci için yeni bir dil öğrenmek zorunda kalmasıdır.

Bizim projemizde kullanmıĢ olduğumuz mikrodenetleyici PIC16F84 olup Microchip

firmasına aittir.

Mikrodenetleyiciler en basit elektronik saatlerden otomatik çamaĢır makinelerine,

robotlardan fotoğraf makinelerine, LCD monitörlerden biyomedikal cihazlara endüstriyel

otomasyondan elektronik bilet uygulamalarında otomobillerde, kameralarda, fotokopi,

televizyon gibi pek çok elektronik aygıtlarda kullanılmaktadır.

2.4. PIC

PIC serisi MICROCHIP firması tarafından geliĢtirilmiĢ ve üretim amacı çok

fonksiyonlu lojik uygulamalarının hızlı ve ucuz bir mikroiĢlemci ile yazılım yoluyla iĢlev

görür hale gelmesidir.

PIC‟in kelime anlamı „PERIPHERAL INTERFACE CONTROLLER‟ giriĢ-çıkıĢ

iĢlemcisidir. Ġlk olarak 1994 yılında 16 bitlik ve 32 bitlik büyük iĢlemcilerin giriĢ ve

çıkıĢlarındaki yükü azaltmak ve denetlemek amacıyla çok hızlı ve ucuz bir çözüme ihtiyaç

duyulduğu için geliĢtirilmiĢtir.Mikrodenetleyiciler, denetleyicinin kelime boyuna göre

değiĢik isimleralmıĢtır [3].

Denetleyiciler sınıflandırılırken aĢağıdaki özelliklere dikkatedilir;

• Kelime boyunun kaç bit olduğu

• Bellek tipleri

• GiriĢ/çıkıĢ port sayıları

• ÇalıĢma hızı

Projemizdeki PIC denetleyicisini seçerken bu özellikleri dikkate alarak bize en uygun

olan PIC16F84A denetleyicisini seçtik.

Page 17: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

9

2.5. PIC16F84A Mikrodenetleyicisi

PIC16F84 (veya PIC16F84A) mikrodenetleyicisinin program belleği flash teknolojisi

ile üretilmiĢtir. Flash memory teknolojisiyle üretilen bir belleğe yüklenen program chipe

uygulanan enerji kesilse bile silinmez. Yine bu tip bir belleğe istenirse yeniden

yazılabilir.Özellikleri Ģu Ģekildedir [3] ;

· 13 adet giriĢ/çıkıĢ portu

· ÇalıĢma hızı DC-10 MHz

·Herbirpinden 25 mA e kadar akım verebilme

· 1Kx14 EEPROM Program Hafızası

· 64 Byte EEPROM Data Hafızası

· Direkt/Dolaylı Adresleyebilme

· 4 adet Kesme Fonksiyonu.

· 1 milyondan fazla yazma silme

· Kolay ve ucuz programlayabilme

· 8 bitlik data

13 adet giriĢ çıkıĢ portu mevcuttur. Bunlardan 5 bitlik olanınaPortA,8 bitlik olanına

da PortB denir. PortA‟ nın4 numaralı piniopenkolektör olup giriĢ çıkıĢ yapmak için bir

direnç ile +5 e çekmek gerekmektedir.Diğer portlardan hiçbir ek elemana ihtiyaç

duymadan giriĢ/çıkıĢ yapılabilir. Bu bacakların yerlerini ve isimlerini ġekil 2'deki

PIC16F94A'nın bacaklarını gösteren Ģekilde daha iyi görebiliriz.

Page 18: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

10

ġekil 2. PIC16F84A bacak bağlantıları

2.5.1 PIC16F84A mikrodenetleyici Bacaklarının Görevi

-Besleme; PIC mikrodenetleyicisi 5V ile beslenmektedir. Ve bu besleme Vss ve Vdd

portları ile sağlanmaktadır.

-Direkt GiriĢ ÇıkıĢ Bacakları; RA0 RA1 RA2 RA3 ve RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5

RB6 RB7 olmak üzere 12 portdan direkt olarak giriĢ ve çıkıĢ sağlayabiliriz..

-Sıfırlama; RA4 portu bir dirençle +Vcc ye bağlanarak bu görevi görür.

-OsilatörBağlantısı; PIC'in çalıĢması için bir kare dalgaya ihtiyaç vardır. Bunu kalp

atıĢı olarakda düĢünebiliriz. Bu kalp atıĢını bize osilatör sağlayacaktır. Buda bir saat

darbesi gibi olmalıdır. ĠĢte PIC'in 16. ve 15. portları ( OSC1/CLKIN ve OSC2/CLKOUT)

saat darbesi giriĢi alınacaktır.DıĢarıdan bağlanan devre elemanlarıyla bu kalp atıĢı

sağlanabilir. Yani kare dalga üretimi sağlanabilir. Bunların yolları aĢağıdaki gibidir.

Ġçosilatörü: Sadecebazı PIC‟ lerde

LP modu: DüĢükgüçkristalikullanılarak

XT modu: Kristal/rezonatörkullanılarak

Page 19: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

11

RC modu: Direnç/kapasitörkullanılarak

HS modu: Yüksekhızlıkristal/rezonatörkullanarak

Biz projemizde PIC e darbe vermek için düĢük güç kristalini kullandık. Bu kristal

devresi PIC‟e kare dalga vermek için kullanılır.Osilatör kullanımında dikkat edilecek

husus iĢlemci frekansı ile kristal frekansının aynı olmasıdır. Eğer iĢlemciden yüksek

frekanslı bir kristal seçilirse iĢlemci ancak kendi frekansı kadar çalıĢır,yüksek frekanslı

kristal iĢimizeyaramaz, eğer tersini yapar da 20 mhzlik bir iĢlemciye 4 mhz‟ lik bir kristal

bağlarsak iĢlemcimiz 4 Mhz olarak çalıĢır ki buda micro iĢlemcimizin boĢ yere hızını

düĢürür.

2.5.2 Projedeki PIC16F84A Mikrodenetleyicisini Programlama

Programları bilgisayara komutlar halinde girmek için programlama dilleri kullanılır.

Programlama dili, programcının bir bilgisayara ne yapmasını istediğini anlatmasının bir

yoludur. Programlama dilleri, programcının bilgisayara hangi veri üzerinde iĢlem

yapacağını, verinin nasıl depolanıp iletileceğini, hangi koĢullarda hangi iĢlemlerin

yapılacağını tam olarak anlatmasını sağlar.Programlama için programlama dili seçmemiz

gerekmektedir .

PIC 16/17 mikrodenetleyicilerin programlaması için bilinmesi ve sahip olunması gereken

donanımlar Ģu Ģekildedir:

• Bir bilgisayara sahip olmak ve temel kullanımları bilmek

• Bir metin editörünü kullanmasını bilmek

• PIC programlamak için ilgili programa sahip olmak.

• PIC programlayıcı donanımına sahip olmak.

• PIC programlayıcı yazılımına sahip olmak.

PIC16F84A mikrodenetleyiciyi programlarken bir yazılım birde donanımsal araçlara

ihtiyaç olduğunu biliyoruz.

Donanımsal Araçlar; Programların kodlarının yazılabilmesi ve programların

kullanılması için uyumlu bir bilgisayara gerek vardır. Onun haricinde birde PIC

Page 20: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

12

programlayıcı gerekmektedir. Bilgisayarla iletiĢimi USB yoluyla sağlayan bu cihaz birçok

çeĢit mikrodenetleyiciyi programlayabilmektedir.

Yazılımsal Araçlar;Mikro denetleyicilerin derleyici programları bulunmaktadır.

Bunlar üretildikleri firmaya ve programlara göre değiĢmektedirler. C derleyici programını

projemizde kullandık. Çünkü basit anlaĢılır ve uygun bir dildir. Kullanımı da gayet

yaygındır.

Bu derleyicilerin kullanıldığı birde yazılımsal programlara ihtiyaç duyulur. Bu

yazılımsal programlar ve PIC programlayıcı vasıtasıyla PIC e istenilen veriler iletilir ve

PIC programlanmıĢ olur. Bu programlardan örnek verecek olursak. PonyprogICProg,

WinPic, Mplab bunlardan bir kaçıdır. Biz yine projemizde Mplab programını kullandık.

Projemizdeki PIC için yazdığımız program C dili ile yazılmıĢ olup, aĢağıda görüldüğü

gibidir.

#include<htc.h>

#include<pic.h>

#include<delay.h>

// Denetleyiciyi ayarla ///////////////////////////////////////////////////////

__CONFIG(0X3FF1);

// Tanımlamalar ///////////////////////////////////////////////////////////////

// Pin isimleri

#define KAPI RA1

#define TEL RA0

#define NUM0 RB3

#define NUM1 RB2

#define NUM2 RB1

#define NUM3 RB0

#define NUM4 RA3

#define NUM5 RA2

#define NUM6 RB7

#define NUM7 RB6

#define NUM8 RB5

Page 21: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

13

#define NUM9 RB4

// DeğiĢkenler ///////////////////////////////////////////////////////////////

unsignedcharuci; // Sayaç

// Fonksiyonlar ///////////////////////////////////////////////////////////////

voidInit(void);

// ANA PROGRAM ///////////////////////////////////////////////////////////////

void main(void)

// Bekle

DelayMs(100);

Init();

while(1)

if (KAPI == 1)

DelayMs(50);

if (KAPI == 1) // Numarayı çevir

// Telefonu aç

TEL = 1;

DelayMs(50);

// Numara ArĢ. Gör. M. A. USTA

NUM4 = 1; // 4

DelayMs(250);

NUM4 = 0;

Page 22: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

14

DelayMs(50);

// Numara

NUM3 = 1; // 3

DelayMs(250);

NUM3 = 0;

DelayMs(50);

// Numara

NUM0 = 1; // 0

DelayMs(250);

NUM0 = 0;

DelayMs(50);

// Numara

NUM6 = 1; // 6

DelayMs(250);

NUM6 = 0;

DelayMs(50);

// Çaldır

for (uci = 0; uci< 20; uci++) DelayMs(250);

// Telefonu kapat

TEL = 0;

// BAġLANGIÇ DEĞERLERĠ ///////////////////////////////////////////////////////

voidInit(void)

Page 23: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

15

// Interrupları kapat

GIE = 0;

// Portların verilerini belirle

PORTA = 0x00; // A portunun içeriğini temizle

PORTB = 0x00; // B portunun içeriğini temizle

// Portların yönlerini ayarla

TRISA = 0b00000010; // A portu çıkıĢ, A1 giriĢ

TRISB = 0b00000000; // B portu çıkıĢ

// BaĢlangıç değerleri

KAPI = 0;

Page 24: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

16

3. TASARIM

3.1. Kullanılan Malzemeler

3.1.1 Direnç

Elektrik akımına karĢı gösterilen zorluğa direnç denir. Genel olarak “R” harfi ile

gösterilir ve birimi “Ω”dur. En basit tabirle Gerilimin (V), akıma (I) bölünmesiyle direnç

(R) değeri elde edilir.

Direnç değeri, direncin formülünden de anlaĢılacağı üzere malzemenin uzunluğu, kesiti ve

öz iletkenliğine bağlıdır. Projede 1.1KΩ,1KΩ ve 470Ω olmak üzere üç farklı değerde

direnç kullandık.

3.1.2. Kondansatör

Ġkili iletken ve aralarındaki bir yalıtkandan oluĢan, elektrik yükünü depo edip

gerektiğinde boĢaltabilen önemli bir devre elemanıdır. Ġletkenlerinin, toprağa veya

birbirlerine yaklaĢtırmak suretiyle kapasite değerleri de arttırılabilir.

Ġletkenler arasına bağlı dielektrikkatsayısı büyük yalıtkan malzemeler kullanılarak büyük

kapasite değerli kondansatörler elde edilebilinir. Bu iletkenlere armatür veya levha,

yalıtkana da dielektrik denir. Bu dielektrikmalzeme katı, sıvı veya gaz olabilir.

Birimi, Coulomb / Volt‟tur. Buna özel olarak Farad (F) adı verilir. Kapasite değeri C

olan bir kondansatörün V gerilimi altındaki yükü: Q= C.V Coulomb (C) olur.

Kondansatörler üretim aĢamasında kutupları belirlenerek imal edilir. Bu duruma göre

kondansatörler iki Ģekilde incelenir.

3.1.2.1. Kutupsuz kondansatör

Üretim aĢamasında kutuplanma gerçekleĢtirilmemiĢ ve dolayısıyla devreye bağlanma

yönü önem teĢkil etmeyen kondansatörlerdir. Birkaç piko farad'dan mikro

farad değerlerine kadar değerleri mevcuttur.

Page 25: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

17

3.1.2.2. Kutuplu kondansatör

Bu kondansatörler imal edilirken kutuplu olarak tasarlanır. Kondansatörün bir artı ve

birde eksi ucu mevcuttur. Devreye buna göre bağlaması gerekmektedir. Eğer bu bağlantı

ters olursa kondansatörün patlama riski oluĢur. Bu kondansatörlerin kapasiteleri

birkaç piko farad'dan baĢlar farad ve üzerlerine çıkabilir.

3.1.3. Röle

Röle, üzerinden akım geçtiği zaman çalıĢan, baĢka bir elektrik devresinin açılıp

kapanmasını sağlayan elektromanyetik çalıĢan anahtardır. Röle palet bobin ve kontak

olmak üzere üç bölümden meydana gelir. Palet ve kontak kısmının bobin ile herhangi bir

elektriksel bağlantısı yoktur. Bobin kısmı rölenin giriĢ kısmıdır.

ġekil 3' de projede kullandığımız röleler gösterilmiĢtir.Devrede bu rölelerden on iki adet

kullanılmıĢtır.

ġekil 3. Devremizdeki rölelerden bir kesit

Rölenin kontakları normalde açık (NA), normalde kapalı (NK) veya kontakta

değiĢen cinsten olabilir.

Röleler genelde düĢük akımlar ile çalıĢır. Üzerinde bulunan elektromanyetik bobine

rölenin türüne uygun olarak bir gerilim uygulandığında bobin mıknatıs özelliği kazanır ve

karĢısında duran metal bir paleti kendine doğru çekerek bir veya daha fazla kontağı

birbirleriyle irtibat sağlayarak bir anahtar görevi yapar.

Page 26: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

18

3.1.4 Transistör

Transistördevre giriĢine uygulanan sinyali yükseltir ve devrede gerilim akım kazancı

sağlar. Ayrıca anahtarlama olarak da kullanılabilen bir yarı iletken devre elamanıdır.

Projede kullandığımız transistör, BipolarJunctionTransistör (BJT)olup,çift yüzeyli

transisördür. Bir tane P iki tane N, (NPN) katmanlardan oluĢmuĢtur.Ayrıca iki tane P, bir

tane N (PNP) birleĢiminden oluĢan türleride mevcuttur.

Transistörlerde üç kutup bulunmaktadır ve devre sembolü üzerinde okun

olduğu kutup Emiter (E) orta kutup olan Beyz (B) kutbu,ve diğer kutup ise kutup ise

kollektör (C) kutbu olarak adlandırılır.

Emiter, beyz, ve kollektörbirbirleriyle alakalı olup, beyz akım Ģiddetine göre

kollektör ve emiterakımı ayarlanır. Yapılan bu ayar akımı, kazanç faktörüne göre

değiĢmektedir.

- Emiter, beyzve kutbu doğru yönde, beyzve kollektörkutbu ters yönde

polarlanaraktransistorün çalıĢtırılmasına aktif bölgede çalıĢması adı verilir.

- Beyzakımı olmadan, emitörve kollektör kutbundan akım geçmez,buolaya transistör

kesimdedir denir.

- PN jonksiyonlarının karakteristiği, transistörün çalıĢması için oldukça önemlidir. Yani

silisyum tabakalı transistörün çalıĢması için 0,7 voltluk eĢik gerilimi, germanyum tabakalı

transistör için ise, 0,3 voltluk eĢik gerilimine ihtiyaç vardır.ġekil 5‟ de kullandığımız

transistör gösterilmiĢtir.

3.1.5 7805 Gerilim Regülatörü

7805 entegresiçıkıĢında sabit 5 volt gerilim veren bir devre elemanıdır. ġekil 11‟ de

görüldüğü gibi üç bacaklı olup birinci. Bacağı yüksek volt giriĢi, ikinci bacağı GND ve

üçüncü bacağı 5 volt çıkıĢıdır.

Bu entegrelerde 7-35 Volt giriĢ gerilimi verilebilir fakat yüksek gerilimlerde

entegrede aĢırı ısı oluĢur ve soğutucu kullanmamız gerekebilir.

Page 27: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

19

7805 gerilimregülatörlerisabit akım veren eleman olarak da kullanılabilir.Bunu

yapabilmek için entegreninçıkıĢına seri olarak direnç eklenir.Elemanın Ģasesi eksi uca

değil entegreyeseri olarak bağlanandirencin çıkıĢına bağlanır.

Page 28: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

20

4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR

4.1. Elektriksel Kısım

4.1.1. PIC ile Röle Sürme Devresi

Projenin elektriksel kısmı PIC16F84A kontrolünde, röle sürme devresi ve ara yüz

devresi olmak üzere iki ana kısımdan oluĢmaktadır.

Sistem sadece 9V‟luk bir pil ile çalıĢıp, 25*5‟lik ana board üzerinde kuruludur. TuĢ takımı

ise ara yüz devresine bağlı olup, ana boardın alt kısmına monte edilmiĢtir. ġekil 4' de

devredeki bütün röleleri görmekteyiz.

ġekil 4. Devredeki Bütün Rölelerin Görünümü

ġekil 4' de görüldüğü gibi boardın üst kısmına 5V DC‟lik 12 adet röle dizilmiĢtir. Bu

rölelerin ilk 10 tanesi sıfırdan baĢlayarak sırasıyla dokuza kadar olan numaraları temsil

etmektedir. Bu röleler ana boardın alt kısmına monte ettiğimiz tuĢ takımı devresinde

bulunan numaraları çevirecek, son iki röle ise ara yüz devresini anahtarlamak için

kullanılmıĢtır. Tercih edilen rölelerin anahtarlamayı yapabilmesi için iki röle kullanılmıĢ

ve birer uçları birbirine bağlanmıĢtır. ġekil 5' de bilgisayar ortamında hazırlanmıĢ röle,

transistör ve direncin bağlantısını görebilmekteyiz.

Page 29: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

21

ġekil 5. Tek bir Rölenin Bağlantı Ģeması

ġekil 5' de olduğu gibi rölenin bobin ucuyla BC547 tip transistörünkollektör ucunu

birbirine bağlayıp, bu iĢlemi 12 rölenin tamamına aynı düzen içerisinde uyguladık.

Transistörleri tetiklerken uygun 1.1K değerindeki dirençlerin bir ucu her bir transistörün

bazına gelecek Ģekilde, dirençlerin diğer uçlarını ise PIC 16F84A‟nin

18pininin11'inebağladık. Role, transistör ve direnç bütünlüğü devrede ġekil 6' daki gibidir.

ġekil 6. Rölelerin Devredeki Bağlantı ġeması

Her bir röle bir numara ile iliĢkilendirilmiĢtir. Yani tuĢlama iĢlemini sağlayacak olan

mekanik kuvvet röle ile elektriksel olarak gerçekleĢtirilecektir. AĢağıda hangi rölenin PIC'

in hangi bacağına bağlı olduğu yazmaktadır.

Sıfır numarasını tuĢlayacakrölenin ucundaki direnç PIC‟ in RB3pinine,

Bir numarasını tuĢlayacak rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RB2pinine,

TRANSİSTÖRBC547

DIRENÇ

1.1K

RÖLE5V-DC

Page 30: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

22

Ġki numarasını tuĢlayacak rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RB1pinine,

Üç numarasını tuĢlayacak rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RB0pinine,

Dört numarasını tuĢlayacak rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RA3pinine,

BeĢ numarasını tuĢlayacak rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RA2pinine,

Altı numarasını tuĢlayacak rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RB7pinine,

Yedi numarasını tuĢlayacak rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RB6pinine,

Sekiz numarasını tuĢlayacak k rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RB6pinine,

Dokuz numarasını tuĢlayacak rölenin ucundaki direnç PIC‟ in RB4pinine,

Anahtarlamayı yapacak iki rölenin uçlarından çıkan dirençleri birleĢtirerek PIC‟ in

RA1pinine bağladık.

Pilin eksi ucu yardımıyla ana boardın sol alt kısmında bir topraklama oluĢturup,

transistörlerin emetör uçlarını ise teker teker birleĢtirdikten sonra burada toprakladık.

Ġlgili numarayı tuĢlayacak rölenin ortak ve kapalı uçlarından tuĢ takımı devresindeki o

rakamın 2 ucuna kablo çektik. Bu iĢlemi diğer rakamları tuĢlayacak dokuz adet röle için

yaptık. Anahtarlama yapacak iki rölenin ise ortak, kapalı ve açık tuĢlarından üç adet

kabloyu ara yüz devresindeki anahtara bağladık.

Sistem beslemesi 9V‟luk pille sağlanmaktadır. Fakat hem PIC hem röleler için

5V‟luk bir gerilime ihtiyaç duyduğumuzdan pilin ucundan 7805 ile 5V‟luk bir regüle

devresi oluĢturduk. Malzeme alımı ve testlere baĢlamadan önce bilgisayar ortamındaki

testlerimizden 7805 regüle devresini ġekil 7' da görebilmekteyiz.

ġekil 7. 7805 Regüle Devresi

VI3

VO1

GN

D2

U178L05

C1100uF C2

10nF

R1

10k

BAT19V

Page 31: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

23

Bu devre çıkıĢından (5V) bir kablo daha çekip, tüm röleleri besleyecek Ģekilde

rölelerin gerilim uçlarına bağladık. Ayrıca yine bu çıkıĢtan PIC‟i besledik.

4.1.2. Ara yüz Devresi(Ana kart)

Anakartların asıl görevi, üzerinde bulundurduğu birimler ile geniĢletme yuvalarına

takılacak birimler arasında veri iletiminisağlamaktır. Anakart, sinir sistemine benzer. Yani

birimlerin çalıĢmasını düzenlemekte ve kontrol etmekte görevlidir. Ana kart üzerinde

yükselteç devreleri, kodlama ve frekans üreticidevreler, koruma devresi gibi bileĢenleri

barındırmaktadır.

KullanmıĢ olduğumuz ara yüz devresi(Ana kart) oluĢturan elektronik devreyi

beslemek için ayrıca bir besleme ünitesikullanılmaz. Devre besleme gerilimini telefon

hattından alır.

Projemizdeki arayüz devresi ilgili ayrıntılara geçmeden önce telefon Ģebekesi

hakkında bilgi vermekte fayda var. Normal bir telefon Ģebekesinde her telefon, santral

birimine bir çift kablo ile bağlanır. Telefon numaraları santrale tonlu veya darbeli arama

olarak iki farklı Ģekilde iletilir. Ama en yaygın olanı tonlu aramalardır. Tonlu aramadan

kastımız; telefon üzerindeki her bir tuĢun farklı frekans tepkesi vardır. Yani her bir tuĢ

farklı frekans da sinyaller yollar. Bu sistem DTMF olarak adlandırılır. DTMF; Dual Tone

Multi Frequency kelimelerinin baĢ harflerinden oluĢur. Kelime anlamı çift tonlu çoklu

frekans kodlama sistemidir.Tablo 2' de her tuĢun ayrı frekans değerlerini görmekteyiz.

Tablo 2. Numaraların Frekans Değerleri

1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz

697 Hz 1 2 3 A

770 Hz 4 5 6 B

852 Hz 7 8 9 C

941 Hz * 0 # D

Page 32: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

24

Projede Tablo 2'de görülen 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 tuĢları kullanılmakta olup. A,B,C,D ve

*, # tuĢları kullanılmamaktadır.

Bütün sistemi aktif hale getirecek eleman, kapıyla temas halinde olan bir push-pull

biçimde anahtardır. Bu projemizin ilk basamağıdır. Bu switch‟ i kapıyla temas halinde

olacak Ģekilde monteleyip, uçlarını ise iki kablo yardımıyla bir ucunu 5V gerilim çıkıĢına,

diğer ucunu ise PIC 16F84A‟nınRA1pinine bağladık. Ara yüz devresinin hat çıkıĢına

telefon hattı takıldıktan sonra sistem son halini almıĢ olur. ġekil 8' de devremizden bir kesit

olan ara yüz devresini görebilmekteyiz.

ġekil 8. Arayüz Devresi

Page 33: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

25

4.2. Mekanik Kısım

Projenin nasıl çalıĢtığını göstermek için 30x20 cm tahtadan kapı yapıldı. Projede

kullanılan kapı ġekil 9'de görülmektedir. Kapının iç kısmına kapının açılmasını algılayacak

push-pull anahtar monte edilmiĢtir. Bu anahtarı da ġekiĢ 9' de kapının alt kısmında

görebilmekteyiz. Anahtarın bir ucunu gerilim regülatörünün çıkıĢına diğer ucunu da PIC‟

in ucuna bağlanmıĢtır. Devreyi dıĢ etkenlere karĢı koruma ve düzenli gözükmesini

sağlamak için 28x19 cm ebatlarında plexiglass malzemeden Ģeffaf bir kutu yapılmıĢtır.

Devrenin içinde bulunduğu kutu ġekil 10'de görülmektedir.

ġekil 9.Yapılan Kapı ve MonteEdilen Push-Pull TarzıAnahtar

Page 34: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

26

ġekil 10.Devreyi yerleĢtirdiğimiz plexiglass Ģeffaf kutu

4.3. Devrenin Çalışması

Kapı açıldığı takdirde PIC aktif hale gelecek, 9V‟luk pilden regüle devresi sayesinde

PIC16F84A‟ nın RA1 pinine 5V girecektir. Ve sistem bu uyarı sayesinde

aktifleĢecektir.Daha önce PIC‟e kaydettiğimiz telefon hattı numaralarını tuĢlayacak ilgili

röleler, PIC içerisinde yazılan programla aranacak numaraya bağlı olarak sırasıyla

enerjilendirilecektir. Aktif hale geçen ilgili röleler, kaydettiğimiz numarayı tuĢ takımı

devresini üzerinden arayacaktır.

Page 35: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

27

5. SONUÇLAR

Projemizde mikrodenetleyici olarak Microchip firmasına ait PIC16F84A kullanılmıĢ

ve programlanmıĢtır. Ġlgili programın yazılımında C dili kullanılmıĢtır. Projeyi

gerçekleĢtirikirken;

1. Projenin tasarımı ile ilgili araĢtırmalar ve akabinde projenin tasarımı yapılmıĢtır.

2. PIC‟ i programlamak için gerekli bilgiler edinmiĢtir.

3. C dili ile Mplab programı aracılığı ile PIC programlanmıĢtır.

4. Devrenin genel bir Ģeması yapılıp gerekli malzemeler seçilip temin edilmiĢtir.

5. Devrenin kurulumu gerçekleĢtirilip gerekli testler yapılmıĢtır.

6. Ġstenilen sonuca varılmıĢ olup kapı alarm sistemi ile kullanıcı arasında iletiĢim

sağlanmıĢtır.

ġekil 11' da ise projenin son hali görülmektedir.

Şekil 11. Tasarlamış Olduğumuz Kapı Alarm Sisteminin Son Hali

Page 36: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

28

6. YORUMLAR VE DEĞERLENDİRME

Projemiz maliyet ve kullanıĢ bakımdan olumlu özellikler taĢımaktadır. Maliyeti

düĢük, kullanım bakımından pratik ve kullanıĢlıdır. Ama projeyi önemli kılan ev telefonu

ve kapı alarm sistemini paket halinde sunan yapısı mevcut olup, henüz tam olarak

geliĢtirilmemiĢtir. Proje ham haliyle ortadadır. Üzerinde çalıĢmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Ama Ģüphesiz ki istenileni vermekte ve geleceği var olan bir projedir.

Page 37: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

29

KAYNAKLAR

[1]. N.,Ak.PIC programlama, Ġstanbul, 2007.

[2]. O.,AltınbaĢak, Mikrodenetleyiciler PIC Programlama, Ġstanbul, 2008.

[3]. Ç.,Akpolat, “PIC Programlama”, Pusula Yayıncılık, 2006.

.

Page 38: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

KaradenizTeknikÜniversitesi MühendislikFakültesi Elektrik-ElektronikMühendisliğiBölümü

STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU

30

Tasarım Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aşağıdaki soruları cevaplayınız.

1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.

Bir kapı alarm sisteminin tasarımı, üretimi ve gerçekleştirilmesi yönünde çalışmaları hedefleyen bir süreç

içermektedir.

2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?

PIC programlama kısmında simülasyon problemi formüle edildi.

3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?

Devre tasarlama, bilgisayar programlama, analog ve sayısal elektronik.

4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?

PIC programlama ve devre tasarlamada bazı mühendislik standartları dikkate alındı.

5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?

a) Ekonomi

Malzeme seçiminde kullanılabilecek maliyeti en düşük malzemeler kullanılmasına dikkat edildi.

b) Çevre sorunları:

Projenin yapısı çevrede sorun oluşturabilecek herhangi problem içermemektedir.

c) Sürdürülebilirlik:

Oluşturulacak sistem gerekli uyumlarla kolaylıkla geliştirilebileceği için devamlılığı bulunmaktadır.

d) Üretilebilirlik:

Proje ile üretilecek sistem için yeterli piyasa hali hazırda bulunduğu için üretiminde ülkemizde

herhangi sorunla karşılaşılmamaktadır.

e) Etik:

Eğitim hayatı boyunca edinilen etik kuralları proje süreci boyunca göz önünde bulundurulacaktır.

f) Sağlık:

Projede gerçekleştirilen sistem düşük voltaj içerdiği için sağlıkla ilgili herhangi bir tehlike

içermemektedir.

g) Güvenlik:

Sistem düşük içermekte olduğu için sadece sistem içerisindeki elemanları arızalardan korumak için

bir güvenlik önlemi alınmıştır.

h) Sosyal ve politik sorunlar:

Proje hiçbir sosyal ve politik soruna yol açmamaktadır.

Projenin Adı KAPI ALARM SİSTEMİ

Projedeki Öğrencilerin adları Şahin Miran GÜLALDI Murat YILMAZ

Tarih ve İmzalar

Page 39: T.C. - eee.ktu.edu.tr · Mikrodenetleyici; bir mikroiĢlemcininhafızave giriĢ - çıkıĢlar, kristalosilatör, zamanlayıcılar (timers), seri ve analog giriĢ çıkıĢlar, programlanabilir

31

8. ÖZGEÇMİŞ

Murat YILMAZ 1990 yılında Erzurum’da doğdu. İlk ve orta öğrenimini Yahya Kemal

İlköğretim Okulunda, Lise öğrenimini Nevzat Karabağ Anadolu Öğretmen Lisesinde yaptı. 2009

yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği

Bölümü’nde Lisans Programı’na başladı. Yabancı dil olarak İngilizce bilmektedir.

Şahin Miran GÜLALDI 1990’da Ankara’da doğdu. İlk ve orta öğrenimini Mersin Toros

Kolejinde, Lise öğrenimini Yusuf Kalkavan Anadolu Lisesinde yaptı. 2009 yılında Karadeniz

Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü’nde

Lisans Programı’na başladı. Yabancı dil olarak İngilizce bilmektedir.