KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ÇİFT YÖNLÜ KAPI GEÇİŞ SAYMA SİSTEMİ 5. DÖNEM PROJESİ. Kadir ÜSTÜN

Transkript

1 KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ÇİFT YÖNLÜ KAPI GEÇİŞ SAYMA SİSTEMİ 5. DÖNEM PROJESİ Kadir ÜSTÜN Bölümü: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği KOCAELİ, 2016

2 İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER... ii 1. GİRİŞ Blok Diyagram ve Şematik Devre Tanımı: PROJEDE YAPILAN ÇALIŞMALAR... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. 2.1 Malzeme Listesi Çizim Baskı Devre Devrelerin Kutulanması ve Kurulması... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. 2.5 Maliyet Tablosu... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. KAYNAKLAR Ek Projenin Kodu ii

3 1. GİRİŞ Projede ikişer tane IR alıcı ve verici devre sayesinde kapıdan giren engelin yönüne göre giren, çıkan ve sonuç olarak kullanıcıya üç sonuç verir. Kapıdaki engel kapıdan içeriye doğru ilerliyorsa giren değişkenini bir arttırır, kapıdan dışarıya doğru ilerliyorsa çıkan değişkenini bir arttırır. Sonuç olarak ise girenden çıkanı (girençıkan) çıkartarak kullanıcıya sonucu verir. Yani içerdeki kişi sayısını gösteren projede diyebiliriz. Burada herhangi bir görüntü işleme söz konusu olmadığından engel herhangi bir şey olabilir (insan, hayvan, araba vb.). Genel olarak engel algılayıcı olarak tanımlanabilen bu proje birçok alanda kullanılabilir. Örneğin: otoparklarda arabaları saymak için, ya da herhangi bir alış veriş merkezinde gün içerisinde giren çıkan insanları saymak için Tabi bunları yaparken projenin biraz daha ileri seviyede geliştirilmesi gerekebilir; örneğin: giren ya da çıkan engelin ne olduğunu anlamak için bir görüntü işleme yapılabilir. Bu örnekler çoğaltılabilir. Sadece giren çıkan olarak değil teknolojik olarak bazı alanlarda da kullanılabilir. Örneğin, günümüzde herkesin artık akıllı cep telefonu var diyebiliriz. Telefon geldiği zaman telefonu açıp kulağımıza götürdüğümüzde ekran ışığı sönmekte. Bunu da aslında bu proje kullanımı kapsamında alabiliriz. Aşağıdaki başlıklarda projenin çalışma mantığı, şematiği incelenecektir. 1

4 1.1 Blok Diyagram ve Şematik Blok Diyagram Yukardaki blok diyagramda görüldüğü üzere iki tane alıcı ve iki tane verici var. proje üç aşamadan oluşmaktadır: alıcı-verici, kontrolör ve display. Bu diyagram bize genel olarak projenin nasıl olacağını anlatmaktadır. Diyagrama göre proje de iki tane 38 KHz frekans ile çalışan IR Led den oluşan verici devresi ve bu 38 KHz frekansı alan TSOP adı verilen sensörden oluşan alıcı devresi bulunmaktadır. Mikrokontrolör olarak MSP430G2553 kullanılmıştır ve display olarakda 2*16 LCD ekran kullanılmıştır. Aşağıda bu malzemeleri görebiliyoruz. TK19(536AA3P) IR LED 2

5 MSP430G2553 2*16 LCD EKRAN 1.2 Devre Tanımı: Şematik- 1 Yukardaki devre projede kullanılan verici devresinin biridir. Aslında iki verici devresi de çalışma mantığı olarak birbirinin aynısıdır. Tek fark bu verici devresinde, 220 volt şehir şebekesinden beslenen, 12 volt çıkış veren adaptörü 9 volta (devrenin çalıştırılması için gerekli gerilim) dönüştürecek LM7809 regülatördür( 12 voltu 9 volta çevirir). Verici devrelerinin 9 volt ile besliyoruz bu 9 volt ile 2.verici devresini 3

6 de besliyoruz. 38 KHz kare dalga üretmek içinde NE555P entegresi kullanılmıştır. Aşağıda 2.vericinin şematiğini görüyoruz. Şematik- 2 Alıcı devresinde ise yine aynı frekanslarda çalışan iki sensör kullanılmıştır. 1.alıcı devresi mikrokontrolör ve lcd bulundurmasından dolayı ana kart olarak adlandırılmıştır. Sistemin kontrol birimi de denebilir aynı zamanda. Şematik- 3 4

7 Yukarda da görüldüğü gibi projenin en önemli parçaları bu devrede bulunmakta ve en kompleks devresi bu devredir. Devreyi açıklayacak olursak; ilk olarak devre 5 volt ile çalışmaktadır. Bu beş voltu 2.verici devresinden gelen 9 voltu LM7805 regülatör ile 5 volta çevirerek devreye veriyoruz. Alıcı devresi için kullandığım TK536AA3P sensör 36 KHz ile çalışmaktadır. Sensörün çıkışına BC557 pnp transistörü bağlanmıştır. Transistörün collectörüne 5 volt verilmiştir ve emitterine 470 ohm dirençten sonra durum ledi konmuştur. Dirençten önce ise kontrolörün pini ile olan bağlantı bağlanmıştır. 1.alıcının bağlantısı kontrolörün P1.3 pini ile, 2.alıcının bağlantısı ise P2.4 pini iledir. Alıcı sensör verici sinyal gönderdiği sürece açık devre olarak çalışır. Alıcı ile verici arasına engel girdiğinde ise çıkışından 5 volt verir transistörün base bacağına. Burada kullandığımız transistörün türüne göre durum ledinin durumu değişir. Kullanılan transistör pnp olduğu için araya engel girince durum ledi yanar. Transistör npn olsaydı durum ledi, engel olmadığı zaman yanardı. Giren ya da çıkan engelin kapının ortasında durma ihtimaline karşılık kontrolörün P2.5 pinine buzzer konmuştur. Kapının giriş çıkışı bu şekilde engellenecek olursa buzzer çalışacaktır. Kullanılan kontrolör (msp430g2553) beslemesi 3.3 volttur. Kontrolörü beslemek için LM7805 den gelen 5 voltu L78L33 regülatörü ile 3.3 volta dönüştürerek kontrolörün Vcc bacağına bağlanıldı. Son olarak olağan durumlara karşılık ya da sistemin sıfırlanabilmesi için reset butonu bağlanıldı kontrolöre. Sonuçları gösterecek olan 2*16 LCD ekranının kontrolör ile olan bağlantılar yapıldı. Aşağıda 2.alıcının şematiği görüyoruz. 5

8 Şematik -4 Yukarda da gördüğümüz gibi 2.alıcı devresi diğer devrelere oranla oldukça küçük ve basit. Çalışma mantığı 1.alıcı devresinin aynısı. Burada transistörün emitter ucuna bağlı bağlantı kontrolörün P2.4 Pinine bağlıdır ve engele göre kontrolöre bilgi gönderir. 6

9 1.3 Malzeme Listesi Verici (2 devre için); 4 adet klamens 1 adet LM adet 100uf, 2 adet 0.01uf, 2 adet 1nf kapasite 2 adet 1K, 2 adet 20K, 2 adet 470 ohm direnç 2 adet IR LED Alıcı (2 devre için); 5 adet klamens 1 adet LM7805, 1 adet L78L33 2 adet TK536AA3P 3 adet 10K, 4 adet 1K, 2 adet 470 ohm direnç 2 adet led 2 adet BC557 2 adet 1uf kapasite 1 adet reset buton 1 adet 2*16 LCD ekran 1 adet MSP430G adet buzzer 1.4 Çizim Malzemeler temin edildikten, devrenin çalışması kontrol edildikten sonra baskı devre için devrelerim şematiği ve PCB si çizilmiştir. Çizim için altium programı kullanılmıştır. 7

10 PCB-1 PCB Baskı Devre Çizimlerde bitirildikten sonra devreyi bakır plakete basma aşamasına gelindi. Baskı devre için gerekli olan malzemeler hazırlandı ( perhidrol, tuz ruhu, ütü, bakır plaket, lehim teli,havya ). Baskı devreyi yaparken çok dikkatli olmak gerekir. Kullanılan 8

11 malzemeler tehlikeli malzemelerdir ve vücuda zarar verebilir. Baskı devre aşaması zorlu bir aşama olduğundan ilk seferde tamamlanamadı, ikinci denemede baskı devre yapıldı. Baskı Devre-1 Bakı Devre-2 9

12 KAYNAKLAR [1] MSP430 FAMİLY USER S GUİDE PDF TUTORİAL [2] MSP430 MICROCONTROLLER BASICS (JOHN DAVIES) [3] MALZEME DATASHEETLERİ [4] İNTERNET SİTELERİ ( microcontroller/, ) 10

13 2. EK 2.1 Projenin Kodu Projede kontrolör olarak kullanılan MSP430G2553 ü programlamak için IAR idesi kullanıldı. Yukardaki kod parçasında ilk olarak IAR ı MSP430G2553 için ayarladığımız zaman main içinde işlemcinin yazılımsal nedenden dolayı kilitlendiği zaman işlemciyi resetleyen watchdog timerı aktif etmiş olarak geliyor. Main dışında gerekli global olarak kod içerisinde kullanacağımız değişkenler ve fonksiyonlar tanımlandı. Tanımlanan değer_goster fonksiyonu kullanıcının göreceği; girdi, çıktı ve sonucu göstermek için LCD ye gönderiliyor. integer fonksiyonu ise gönderdiğimiz değerleri ascii karşılık olarak çevirip LCD de integer olarak görmemizi sağlıyor. Mainin içine baktığımız zaman P1 ve P2 için gerekli yönlendirmeler yapıldı. P1.3 ve P2.4 giriş olarak, P2.5 ise çıkış olarak ayarlandı. 11

14 Burada gördüğümüz kodun devamında lcd_init() fonksiyonu lcd ekran için gerekli konfigürasyonları yapıyor. Devamında lcd açıldığı zaman yazmasını istediğimiz mesaj bastırıldı. Daha sonra sonsuz bir while döngüsünde P2IN ve P1IN kontrol ediliyor. P1IN =1 ve P2IN=0 olduğu sürece içindeki kodu döndürecek bir while yazıldı. Onun altında tekrar bir sonsuz while ile P2IN in 1, P1IN in 0 olması kontrol ediliyor. Bu şart sağlanırsa engelin çıktığı anlaşılıyor ve cikti değişkeni bir arttırılıyor ve döngüden break komutu ile çıkıyor. Aksi durumda buzzer çalışması için P2OUT un 5. Pinine bir gönderiliyor. İşlemcinin çok hızlı çalışmasından dolayı algıyı arttırmak için gecikme konuldu. 12

15 Burada ise diğer kontrol yapılıyor yani P2IN=1, P1IN=0 olduğu sürece altındaki sonsuz while çalıştıracak. Altındaki while ise P2IN=0, P1IN=1 olduğu koşul gerçekleşene kadar sonsuz bir döngü içinde bu koşul gerçeklenirse girdi değişkeni 1 arttırılıyor ve break komutu ile döngüden çıkıyor., gerçekleşmezse buzzerın çalışması için P2OUT un 5.pinine 1 değeri gönderiliyor. Sonunda çıktıdan girdiyi çıkararak sonucu toplam değişkenine gönderiyor. Son olarak lcd ekranda girdi, çıktı ve toplamı gösteriyor. Bu koddaki çalışma mantığı engel 1.sönsör arasına girince 2.sensör arasına da girmesini bekliyor ve ilk hangi sensörden geçtiyse ve devamında 2.sensörden geçince ona göre girdiyi ya da çıktıyı 1 arttırıyor. Eğer ilk sensörden geçip arada beklerse o zamanda buzzer çalışıyor. 13

16 Burada ise global olarak tanımlanan fonksiyonlar gösterilmiştir. NOT: devrede durum ledleri kod dışında çalışıp devrenin elektronik olarak doğru çalışıp çalışmadığını gösteriyor. Yani kod olmasa dahi devre doğru ise sensörler arasına engel girince ledlerin yanıyor olması gerekir. 14