T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ÖZEL ELEKTRİK MAKİNALARI DERSİ FİNAL RAPORU ANDROİD BLUETOOTH KONTROLLÜ PİC SULAMA SİSTEMİ

Transkript

1 T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ÖZEL ELEKTRİK MAKİNALARI DERSİ FİNAL RAPORU ANDROİD BLUETOOTH KONTROLLÜ PİC SULAMA SİSTEMİ Emre CAN ( ) Ethem SERÇE ( ) Öğretim Görevlisi Yrd. Doç. Dr. Ramazan ŞENOL ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDSİLİĞİ BÖLÜMÜ ISPARTA

2 İÇİNDEKİLER SAFYA NO SİSTEMİN ÇALIŞMA ÖZETİ... 3 Kullanılan Devre Elemanları... 4 PİC 16F877A x16 LCD LM RTC Modül... 7 IRF530N MOSFET... 7 HC06 Bluetooth Modül... 8 PİC Kartı Proteus ISIS Genel Görünümü... 9 PİC Kartı Proteus ARES 3D Genel Görünümü PİC Kartı Proteus Baskı Devreler Motor Sürücü Kartı ISIS Proteus Çizimi Motor Sürücü Kartı ARES Proteus Çizimleri APP İNVENTOR 2 ANDROİD PROGRAMLAMA Giriş Kısmı Kodlama Kısmı ANDROİD ARAYÜZ Açılış Ekranı Ana Sayfa Ekranı Otomatik Mod Ekranı ANROİD KODLAMA Blok Diyagramı Açıklamaları... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. Bluetooth Bağlantısı... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. Mesaj Diyalog Penceresi... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. Menüler Arası Geçişin Ayarlanması... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. Androidden Veri Gönderme... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. PİC den Veri Alma... Hata! Yer işareti tanımlanmamış. PİC PROGRAMLAMA CCS PIC C Derleyici Programının Özellikleri CSS C İle Yazılmış 930 Satır Kaynak Kod EK A. LCD MENÜ KULLANIMI

3 SİSTEMİN ÇALIŞMA ÖZETİ Bu çalışmada, PİC 16F877 tabanlı, android cihazlar üzerinden bluetooth kontrollü otomatik veya manuel olarak damla sulama sistemi (DSS) ve fıskiye sulama sistemi (FSS) gerçekleştirilmiştir. Bluetooth bağlantı ile PİC ve android cihazlar haberleşmektedir. Otomatik çalışmada, DHT11 sensörden alınan sıcaklık ve nem verileri, bizim çalışmasını istediğimiz (Sıcaklık Alt Limit, Sıcaklık Üst Limit, Nem Alt Limit, Nem Üst Limit) değerler arasında ise, elektronik kartımız üzerinden veya android cihazdan seçilen sulama modunda (Damla Sulama / Fıskiye Sulama / Damla+Fıskiye Sulama) çalışacaktır. Manüel çalışmada kullanıcı istediği zaman DSS veya FSS yi elektronik kart üzerinden veya android cihazlardan çalıştırıp kapatabilir. Damlama veya Fıskiyenin birisi çalıştığı durumda su motorumuzda enerjilendirilmektedir. Yukarıda bahsedilen tüm bu işlemler PİC üzerinde çalışmaktadır. Androidden bir butona basıldığında PİC e komut gönderilir, PİC bu komutu alarak yapması gereken işlemi yapar ve sonucunu LCD ekranında gösterirken seri haberleşme ile sonucu android cihaza kod olarak yollar, android cihaz gelen veriyi işleyerek kullanıcıya bilgilendirme label larında sonucu gösterir. Tasarlanan elektronik kartta 2x16 LCD ve 3 buton (Aşağı, Yukarı, Mod) bulunmaktadır. Aşağı/yukarı butonlar ile menüler arasında geçiş yapılabilir, seçilen değişkenleri arttırıp azaltabilirsiniz. Mod butonu sayesinde dallı menülerin içerisine girebilir, sistem ile alakalı değerlerin değiştirilmesi için seçim yapabilir, değişiklikleri kaydedebilir, menülerden çıkabilirsiniz. Sistem 5V ile çalışmaktadır. Rölelerin çekmesi için 12V girişine enerji verilmelidir. Damla sulama ve fıskiye sulama valf çıkışları için 12V röleler kullanılmış, bu valflerin çektiğini görebilmek için paralel LED ler bağlanmıştır. Motor kontrolü için MOSFET kullanılmış, ana elektronik kartımızdan optocoupler vasıtasıyla ayrılarak ufak bir motor sürücü kartı tasarlanmıştır. 3

4 Kullanılan Devre Elemanları PİC 16F877A 2x16 LCD LM016 RTC Modül 12V Röle IRF530N MOSFET HC06 Bluetooth Modül Buton, Kristal, Diyot, LED, Direnç, Klemens PİC 16F877A 4

5 5

6 Bu pic modelini giriş çıkış port sayısının fazla olması, kullanıcı ram ve çalışma hızının yüksek olması, yapılmış örnek uygulama sayısının fazla olması nedeniyle seçilmiş bulunmaktadır. 2x16 LCD LM016 6

7 2x16 LCD kullanmamız ile kolay menü oluşturmak amaçlanmıştır. Büyük LCD lere göre daha düşük akım gerektireceği için enerji tasarrufu sağlanılması düşünülmüştür. Örnek uygulamaların sayısı daha fazla olduğu için tercih edilmiştir. RTC Modül RTC modül kullanarak sistemimizde saat ve tarihi göstermekteyiz. RTC programlanması için ilk çalıştığında kod atılması sonrasında ise o kodun silinmesi gerekmektedir. Aşağıdaki kod sayesinde saat ve tarih ayarlaması yapılır. rtc_set_datetime(gün,ay,yıl,haftanıngünürakamolarak[1-7],saat,dakika); IRF530N MOSFET 7

8 Bu mosfet ile motor sürücü devresi tasarlanmıştır. IRF530N mosfeti seçmemizdeki sebep olarak yüksek akıma dayanması söylenebilir. Mosfetin görevi anahtarlama yapmaktır. HC06 Bluetooth Modül HC-06 Bluetooth Modülü, Bluetooth SSP(Serial Port Standart) kullanımı ve kablosuz seri haberleşme uygulamaları için yapılmıştır. Üzerinde bulunan Rx, Tx, Vcc, Gnd pinleri yardımı ile kolay kullanım sağlar. Özellikleri; Çalışma Gerilimi: 3.3-5V Bluetooth Protokolü: Bluetooth 2.0+EDR(Gelişmiş Veri Hızı) 2.4GHz haberleşme frekansı Hassasiyet: -80 dbm Çıkış Gücü: +4 dbm Asenkron Hız: 2.1 MBps/160 KBps Senkron Hız: 1 MBps/1 MBps Güvenlik: Kimlik Doğrulama ve Şifreleme Akım: 50 ma Boyutları: 43x16x7mm ( 8

9 PİC Kartı Proteus ISIS Genel Görünümü 9

10 PİC Kartı Proteus ARES 3D Genel Görünümü PİC Kartı Proteus Baskı Devreler 10

11 Motor Sürücü Kartı ISIS Proteus Çizimi Motor Sürücü Kartı ARES Proteus Çizimleri 11

12 APP İNVENTOR 2 ANDROİD PROGRAMLAMA ( adresinden ulaşılmaktadır) Giriş Kısmı 1. Diğer projelerinizi görebileceğiniz, yeni proje oluşturabileceğiniz, keystore export ve import yapabileceğiniz bir seçenek. 2. Uygulamanızı emülatöre ve usb yardımıyla android cihazınıza bağlayabileceğiniz bir seçenek. 3. Uygulamanızın.apk olarak bilgisayarınıza kaydedebileceğiniz, istersenizde telefonunuza indirmek için QR kodunu görüntüleyebileceğiniz bir seçenek. 4. Oluşturduğunuz uygulama ekranlarının listelendiği menü. 5. Uygulamamıza yeni ekran oluşturabileceğimiz bir buton. 6. Birden fazla ekrana sahip olduğumuzda seçili olanı silebileceğimiz bir buton. 7. Arayüz tasarımı için kullanacağımız nesnelerin olduğu kısım. 8. Nesneleri eklediğimiz, uygulamamızın telefonumuzda görünecek ekranın tasarlandığı kısım. 9. Eklenen Nesnelerin sıralandığı kısım. 10. Yüklenen dosyaların ve dışardan dosya yükleyebileceğimiz kısım numaralı kısımdan seçtiğimiz nesnenin default özelliklerini ayarlayabileceğimiz kısım. 12. Şuan bulunduğumuz ekrana geçmek için buton. 13. Kod bloklarının olduğu kısma geçmek için buton. 12

13 Kodlama Kısmı 1. Kod bloklarının türüne göre ayrıldığı bölüm. 2. Nesnelerden hariç olarak kod bloklarını açacak seçenekler. 3. Eklenen nesnelerle ilgili kod bloklarını açacak seçenekler. 4. Seçilen türe göre kod bloklarının sıralandığı bölüm. 5. Seçtiğiniz kod bloklarını birleştirebileceğiniz ekran. 13

14 Açılış Ekranı ANDROİD ARAYÜZ Android arayüz açılış ekranı Şekil 1. deki gibidir. Bluetooth bağlantısını yapmak için BAĞLAN resmindeki listpicker butonuna dokunulduğunda Şekil 2. deki gibi bir ekran karşımıza çıkacaktır. Seçilen bir bluetooth cihazına bağlandıktan sonra eğer bağlantı yapılmışsa yeşil renkte Bağlantınız Başarılı! yapılmamışsa kırmızı renkte Bağlantınızı Kontrol Ediniz uyarısı gelecektir. İsimlerimizin yazılı olduğu butona basıldığında ise Şekil 3 deki mesaj diyalog penceresinde bilgilerimiz gösterilmektedir. Sisteme Giriş butonuna basıldığında, sistem ile ilgili bilgilerin ve seçimlerin olduğu Şekil 4 deki Ana Sayfa gösterilecektir. Şekil 2. Anroid Arayüz Bluetooth Seçenekleri Şekil 1. Android Arayüz Açılış Ekranı Şekil 3. Anroid Arayüz Mesaj Diyolog Penceresi 14

15 Ana Sayfa Ekranı Ana sayfa üzerinde bulunan Damla Sulama Aç, Damla Sulama Kapat, Fıskiye Sulama Aç, Fıskiye Sulama Kapat butonları sayesinde PİC e bluetooth üzerinden (d,e,f,g) harf gönderilir. PİC ten gelen sıcaklık ( arası) ve nem bilgisi ( arası) Sıcaklık-Nem label larına ilgili alt limit rakamlarından çıkartılarak yazılır. Picten gelen diğer bilgilerde labellara yazılır. Bunlar; Damla Sulama Açık (10), Damla Sulama Kapalı (11), Fıskiye Sulama Açık (12), Fıskiye Sulama Kapalı (13), Otomatik Mod Aktif (15), Otomatik Mod Pasif (16) verileridir. Otomatik Mod butonuna basıldığında Şekil 5 deki Otomatik Mod ekranı gelir. Şekil 4. Anroid Arayüz Sistem Ana Sayfa Ekranı Otomatik Mod Ekranı Otomatik mod ekranında pic kendinde tanımla olan ilk değerleri android cihaza gönderecektir, bu sayede android cihazda alt limit üst/limit değerleri gösterilmektedir. Bu limitleri değiştirmek için karşılarındaki + / - butonları kullanılmaktadır. Bu butonlara basıldığında her birine ait harf elektronik karta gönderilecek, pic bu gelen harfe göre toplama/çıkartma işlemini yapacak ve son değeri android cihaza gönderecek, LCD de ve androidde güncel veri gösterilecektir. Otomatik modda hangi sistemin çalışması istenilirse alt tarafta bulunan (Damlama, Fıskiye, Damlama+Fıskiye) butonlardan seçim yapılmalıdır. Mevcut seçilmiş olan damlamadır. Eğer seçim yapılmadan otomatik mod başlatılırsa ilgili değerler arasında sistem damla sulama sistemini çalıştıracaktır. Pic den senkron şekilde gelen veriler ilgili labellarda gösterilmektedir. Geri Dön butonuna basıldığı zaman ana sayfa ekranı gelmektedir. 15

16 Şekil 5. Anroid Arayüz Sistem Otomatik Mod Ekranı 16

17 ANROİD KODLAMA Dizayn (Designer) Bölümü: Arayüz oluştururken kullanılmak istenen arayüz elemanları, sensörler, clocklar vb. nesnelerin alındığı ve bunların tasarım özelliklerinin ayarlandığı kısımdır. Designer Bölümü Genel Görünümü Blok (Block) Bölümü: Seçilen arayüz elemanları, sensörler, clocklar vb. nesnelerin programlandığı kısımdır. Block Bölümü Genel Görünümü 17

18 PİC PROGRAMLAMA CCS C ile PİC16F877A programlama işlemi yapıldı. CCS PIC C Derleyici Programının Özellikleri CCS PIC mikrodenetleyicileri için kullanılan bir C derleyicisidir. Program yazım editöründe C dilinde yazılan komutlar derlendiğinde HEX dosyanın yanında LST ve ERR dosyaları da üretilir. LST Dosya içerisinde C kodlarıyla birlikte ASM komutları da vardır. Bu dosya içerisine bakarak hangi komutla hangi REGISTER e müdahale edildiğini görebiliriz. ERR Dosyası içerisinde ise eğer C kodlarının yazımı esnasında bir hata olusmus ise bu dosya içerisinde hata görülebilir. C kodlarında hata düzeltilir ise bu dosyanın içeriği kendiliğinden değisir ve hata olmadığını yazar. Derleyici ile 12 bit, 14 bit ve 18 serisi mikrodenetleyiciler için program yazılabilmektedir. ( ) Programın Çalışma Alanından Bir Görüntü Yeni bir çalışma alanı yaratmak için PIC Wizard kullanılabilir. PIC Wizard'ı çalıştırmak için File > New > PIC Wizard yolu izlenir. PIC Wizard birçok prosedürün kullanıcı arayüzü yardımı ile kolaylıkla yapılmasını sağlar. PIC Wizard başladığında projenin nereye kayıt edileceğini soran bir pencere açılır. Dosya konumu ve dosya ismi seçilerek Kaydet tuşuna tıklanır. Burada açılan pencere ile birçok prosedür kolaylıkla yapılabilmektedir. Bu pencerede seri 18

19 port haberleşmesi, LCD, Timer gibi birçok konuda seçenek bulunmaktadır. Öncelikle kullanılacak mikroişlemcinin seçilmesi gerekmektedir. Kodlar yazıldıktan sonra derleme işlemine geçilir. Derleme işlemi Compile > Compile yolu izlenerek ya da klavye kısayolu F9'u kullanarak yapılabilir. Derleme sonucunda hata ayıklama işlemi için output penceresi kullanılır. Bu pencere yardımı ile hangi satırlarda ne tür hatalar yaptığımızı görebiliriz. Derleme sonunda hata yoksa projenin kayıtlı olduğu dosyada.hex uzantılı bir dosya oluşur. Bu dosya herhangi bir simülasyon programında denenebilir ya da mikroişlemciye yüklenerek kullanılabilir. CCS C programının yardım bölümüne klavye kısayolu F1 ile ya da sağ üst kösede bulunan soru işareti yardımı ile ulaşılabilir. 19

20 CSS C İle Yazılmış 930 Satır Kaynak Kod 20

21 EK A. LCD MENÜ KULLANIMI 21

22 22

23 23