LCD GÖSTERGELİ RENK ALGILAYICI

T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü LCD GÖSTERGELİ RENK ALGILAYICI Hazırlayan 228524 Jülide Miray ERGEÇ Danışman Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM Mayıs 2013 TRABZON

T.C. KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü LCD GÖSTERGELİ RENK ALGILAYICI Hazırlayan 228524 Jülide Miray ERGEÇ Danışman Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM Mayıs 2013 TRABZON

LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU Jülide Miray ERGEÇ tarafından Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM yönetiminde hazırlanan LCD Göstergeli Renk Algılayıcı başlıklı lisans bitirme projesi tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir. Danışman : Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM Jüri Üyesi 1 : Yrd. Doç. Dr. Gökçe HACIOĞLU Jüri Üyesi 2 : Öğr. Gör. Cahit ALTAN Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İsmail H. ALTAŞ

ÖNSÖZ Bitirme projesi çalışmalarım süresince değerli vaktini ayırıp, tecrübelerini, sınırsız anlayışı ile yardımlarını esirgemeyen ve danışman hocam Sayın Yrd. Doç. Dr. Yusuf SEVİM e en içten saygımı ve teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca çalışmalarım sırasında değerli fikirleri ile beni yönlendiren hocam Sayın Oğuzhan ÇAKIR a ve yardımlarından dolayı kıymetli arkadaşım Sefa ÜNAL a teşekkür ederim. Almış olduğum mühendislik eğitim süresince değerli bilgilerini öğrencileriyle paylaşmaktan zevk duyan bütün bölüm hocalarıma ve hayatımın her anında desteğini esirgemeyen aileme en içten saygı ve şükranlarımı sunarım. Jülide Miray ERGEÇ TRABZON 2013 v

İÇİNDEKİLER LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU... ivii ÖNSÖZ... v İÇİNDEKİLER.....vii ÖZET... viii ŞEKİLLER DİZİNİ... iix TABLOLAR DİZİNİ... x SEMBOLLER VE KISALTMALAR... xii 1.GİRİŞ... 1 2. GENEL BİLGİLER... 4 2.1. Assembly Programlama Dili... 4 2.1.1. Assembly Programlama Dilinin Avantajları... 5 2.1.2. Assembly Programlama Dilinin Dezavantajları... 5 2.2. Eagle Çizim Programı... 5 2.3. Kullanılan Malzemeler... 6 2.3.1. MSP430G2553 Mikrodenetleyicisi... 6 2.3.1.1. MSP430G2553 Mikrodenetleyicisinin Pin Yapısı Ve Özellikleri... 7 2.3.1.2. Pin Yönlendirmeleri Ve Kullanımı... 8 2.3.1.3. Port Kesmeleri... 9 2.3.1.4. MSP430G2553 Mikrodenetleyicisinin Çalışma Modları... 11 2.3.2. LCD Gösterge... 12 2.3.2.1. LCD Göstergenin Pin Bağlantıları... 13 2.3.3. LDR... 13 2.3.4. RGB LED... 14 2.3.5. Trimpot... 15 2.3.6. Gerilim Regülatörü... 15 2.3.7. Direnç Ve Kondansatörler... 15 2.3.8. Transistör... 15 3. LCD Lİ RENK ALGILAYICI... 17 3.1. Projenin Amacı... 17 3.2. Çalışma Prensibi... 17 3.3. Renk Aralıkları İçin Yapılması Gereken Ölçümler... 18 4. YAPILAN ÇALIŞMALAR VE BULGULAR... 21 4.1. Giriş... 21 4.2. Devrenin Donanımı... 21 vi

5.SONUÇLAR... 26 KAYNAKLAR... 27 EKLER. 28 EK 1. Malzeme Listesi... 28 EK 2. Pinler ve görevleri... 29 EK-3 Standartlar ve Kısıtlar... 32 ÖZGEÇMİŞ....34 vii

ÖZET Endüstriyel üretim alanlarında, ürünlerin renginin kontrolünde ve ayırt edilmesinde birçok problem ile karşılaşılmaktadır. Gerçekleştirilen renk sensörü projesinin amacı, tekstil fabrikalarında kırmızı, yeşil ve mavi renk tonlarındaki kumaşların renklerini doğru ve hızlı şekilde ayırt ederek, karşılaşılan bu problemleri en aza indirmektir. Bu projede mikrodenetleyici ile renk sensörünün kontrolü sağlanmaktadır. Mikrodenetleyicinin programlanmasıyla renk sensörünün renkleri algılaması sağlanır ve algılanan renk LCD gösterge ile gösterilir. viii

ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1. Programlama dillerinin genel mimarisi Şekil 2. MSP430G2553 mikrodenetleyicisinin fonksiyon blok diyagramı Şekil 3. MSP430G2553 mikrodenetleyicisinin pin yapısı Şekil 4. LCD gösterge ve pinlerinin gösterimi Şekil 5. RGB LED ler Şekil 6. Üç kutuplu transistör gösterimi (a)npn; (b)pnp Şekil 7. LDR ve RGB LED lerin bağlantıları Şekil 8. MSP430 mikrodenetleyici kitinin baskı devresi Şekil 9. Rengi algılayacak sensör devresi şematik çizimi Şekil 10. Voltaj sabitleyici şematik çizimi Şekil 11. Renk algılayıcı baskı devresi Şekil 12. LCD gösterge devresi şematik çizimi Şekil 13. LCD gösterge baskı devre çizimi Şekil 14. MSP430G2553 ün diğer devreler ile bağlantıları ix

TABLOLAR DİZİNİ Tablo 1. Bitirme projesi çalışma takvimi Tablo 2. PxSEL ve PxSEL2 kaydedicilerinin görevleri Tablo 3. P1 portlarına ait sayısal giriş/çıkış kaydedicileri Tablo 4. P2 portlarına ait sayısal giriş/çıkış kaydedicileri Tablo 5. LCD göstergenin pinleri ve pin görevleri Tablo 6. Farklı renklerin ayırt edilebildiği gerilim aralıkları x

SEMBOLLER VE KISALTMALAR μf: Mikro farad nf: Nano farad μs: Mikro saniye V: Volt K: Kiloohm I/O: giriş/çıkış P1: Port 1 P2: Port 2 KB: Kilo byte DC: Doğru akım LCD: Sıvı kristalli ekran v.b. : Ve benzeri MCU: Mikrodenetleyici ünitesi LED: Işık yayan diyot LDR: Işığa bağımlı direnç RISC: Azaltılmış komut setli bilgisayar DCO: Sayısal kontrollü osilatör VLO: Çok düşük güç ve düşük frekanslı osilatör I2C: Sayısal sistemlerde hızlı veri aktarımna olanak sağlayan seri haberleşme standartı SPI: Yazılım patent enstitüsü USART: Evrensel senkron çalışan alıcı/verici ünite USCI: MSP430 u destekleyen bir seri haberleşme protokolü ADC: Analog sayısal dönüştürücü MCLK: Ana saat ACLK: Yardımcı saat RAM: Rastgele erişim kaydedicisi RGB: İngilizce de kırmızı, yesil ve mavinin baş harfleri xi

1.GİRİŞ Günümüzde üretim anlayışında az zamanda çok kontrol yapılıp, bu üretimin üretim şartlarının her zaman değiştirilmeye müsait olması istenmektedir. Bu üretim anlayışı ile birlikte otomasyon kavramı ortaya çıkmıştır. Otomasyon kavramının ortaya çıkması ile birlikte üretim alanlarında iş verimini arttırmak amacıyla bir makinalaşma sürecine girilmiştir. Ürünlerin renginin belirlemesi ve kontrolünü sağlayan otomasyona renk kontrolü denir. Üretim alanlarında bu renk kontrolü aşamasında sık sık problem yaşandığı tespit edilmiştir. Bunun nedenlerinin en başında, üretim alanlarında renk kontrolünü göz ile yapan insanların renk konusunda yeterince bilgi sahibi ve deneyimli olmamalarıdır. Üretim sırasında sıcaklık, nem vb. Değişen çevre koşulları ürünün renginde renk ya da ton farklılığı oluşmasına neden olmaktadır. Bu da üretilen ürünün kalitesini düşürmekte ve ederinden daha ucuz fiyatlara satılmasına neden olmaktadır[1]. Ürünlerin renk belirlemesini, ve renkteki değişimlerin belirlenmesinde insan müdahalesine gerek kalmadan daha hızlı şekilde renk algılayıcı sensörlerle gerçekleştirilebilir. Ayrıca istenen renklendirmeye uymayan ürünler tespit edilebilir. LCD gösterge üzerinde gösterilir. Renk algılayıcı sensör kaliteli kontrolü ve denetimi standart hale getirir. Böylece hata oranını azaltır. Türkiye de renk kontrolünün en çok yapıldığı üretim alanlarından biri tekstil sanayisidir. Gerçekleştirilmiş olan renk algılayıcı sensör projesininin amacı, tekstil fabrikalarında üretimi yapılan kumaşların renklerini doğru ve hızlı şekilde ayırt etmeyi sağlamaktır. Ayrıca üretim sırasında renk algılayıcı sensör ile renk kontrolü ne kadar sıklıkla yapılırsa, kumaşta oluşacak renk değişimi ve hatalar o kadar hızlı giderilir. Yani kullanılan renk sensörleri ile hem seri üretim sağlanır, hem de üreten fabrika oluşacak hatalar hemen fark edilir, seri üretime geçerek ziyan olacak hatalı ürünler engellenir ve fabrikada oluşacak çok büyük boyutlarda maddi zarar engellenmiş olur. Böyle bir durumda üretici kazançlı çıkacaktır [1]. Renk algılayıcı sensör projesi, ilk aşama elektronik devre çizimi ve baskı devre aşaması, mekanik tasarım aşaması ve kontrol ünitesinin programlanması aşaması olarak 3 temel kısımdan oluşmaktadır. İlk aşamada, devremizin elektronik tasarımı Eagle programı ile bilgisayar ortamında hazırlanmıştır. İlk önce elektronik devre çizimi daha sonra baskı devre çizimi gerçekleştirilmiştir. 1

İkinci aşamada, oluşturulan baskı devre üzerine malzeme listesinde bulunan kompenentler yerleştirilmiş lehimlenmiş ve mekanik tasarımı hazır hale getirilmiştir. Üçüncü aşamada, oluşturulan renk algılayıcı devrenin rengi algılayıp, algılanan rengi LCD gösterge üzerine yazabilmek için bir adet MCU (mikrodenetleyici birimi) kullanılmıştır. MCU nun düşük güç ve düşük işlem yeteneği bulunan Texas Instruments firmasının 16 bitlik ürünü MSP430G2553 mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. Yazılan program MSP430G2553 mikrodenetleyicisine yüklenmiş ve oluşturulan devrenin istenilen şekilde çalıştığı gözlenmiştir. 2

Tüm aşamaları kapsayan bitirme projesi çalışma takvimi tablo 1 de zaman dilimlerine bölünerek belirtilmiştir. Tablo 1. Bitirme projesi çalışma takvimi PROJE ŞUBAT MART NİSAN MAYIS BÖLÜMLERİ 2013 2013 2013 2013 EAGLE 6.4.0 ile Elektronik Devre Tasarımının Gerçeklenmesi EAGLE 6.4.0 ile Baskı Devre Tasarımının Gerçeklenmesi X X Mekanik Devre Montajı X MSP430 Mikrodenetleyici İçinde Assembly Programı Yazılımın Aşaması X X Mekanik Devre İle MCU Arası Bağlantıların Ve Testlerin Yapılması X Tez Yazma X X 3

2. GENEL BİLGİLER Bu bölümde çalışmada kullanılan Assembly programlama dili, Assembly programlama dilinin avantajları ve dezavantajları, Eagle çizim programı, MSP430 mikrodenetleyicisi ve yapısı, devrede kullanılan LDR, RGB LED, gerilim regülatörü, trimpot, transistör, direnç ve kondansatörler hakkında bilgiler verilmektedir. 2.1. Assembly Programlama Dili Bilgisayar ortamında fonksiyonel bir beyin olmadığından komutlar yazılıp, algoritmalar oluşturarak programlama dili ortaya çıkarılır. Programlar makine programlama dili, assambly programlama dili, orta seviyeli programlama dili ve görsel işlevsel programlama dilleri olarak dört ayrı dilde yazılabilir[2]. Şekil 1 de programlama dillerinin genel mimarisi gösterilmektedir. Cobol C Pascal Yüksek Seviye Diller Assembly Dili Makine Dili Donanım Şekil 1. Programlama dillerinin genel mimarisi Assambly programlama dili, makine dilinden sonra gelen alt seviyeli programlama dilidir. Makine dili, 1 ve 0 binary sayı sistemi ile oluşturulan programlama dilidir. Bu dilde hata olasılığı fazladır ve yazımı uzun sürer. Assembly dilinde, makine diline göre hata olasılığı daha düşüktür, komutlar kısadır, yazım kolaylığı fazladır ve assembly dilinde algoritmalar programcının isteğine göre düzenlenebilir. Makine dili yerine yukarıda belirtilen kolaylıkları sağlaması amacıyla geliştirilen assembly dilinde yazılan komutlar bilgisayar tarafından anlamsızdır. Bilgisayar 1 ve 0 şeklinde binary sayıları algılar. Bu nedenle assembly dilini makine diline dönüştürmek gerekir. Bu işlemi yapan programa assembler denir. Program çalışma aşaması öncesi uğradığı aşamalar: Dizayn, kodlama, çevrim, test ve debug aşamalarıdır. Dizaynda, istenilen amaca uygun algoritma oluşturulur. Kodlama 4

işleminde, kullanılan mikroişlemci sistemine uygun komutlarla text editör kullanarak kodlama işlemi yapılır. Çevrim işleminde, yazılan kodlar önce list dosyalarına, ardından obje kodlarına dönüştürülür. Debug işleminde oluşan hatalar ayıklanır. Debugger, programı gerçek zamanda adım adım koşturup, denemeye yarayan programdır [2]. 2.1.1. Assembly Programlama Dilinin Avantajları Assembly dili ile işlemcinin hakimiyeti programcının elindedir. Yani programcının isteğine bağlı komutlar yazılır ve algoritmalar düzenlenir. Komutlar kısadır. Komutların kısa olması daha az bellek tüketilmesine neden olur ve bu da programın daha hızlı çalışmasını sağlar. Öğrenildiğinde diğer dillerde yazılması imkansız görülen algoritmaların assembly dilinde yazımı çok kolaydır[2]. 2.1.2. Assembly Programlama Dilinin Dezavantajları Öğrenilmesi zordur ve çok emek harcamak gerekir. İşlemciye bağımlıdır. Intel, Cyrix, Motorola, Zilog, Nexgen, Mostek, Cyrix vb. işlemci üreten birçok firma vardır. Cyrix işlemcisine uyumlu komutlar Motorola işlemcisinde geçerli değildir [2]. 2.2. Eagle Çizim Programı Eagle çizim programı adı Easy Applicable Graphical Layout Editor kelimelerinin baş harflerinin birleşiminden meydana gelmiştir. Türkçe karşılığı olarak, kolay uygulabilir baskı devre çizim programı olarak tanımlanabilir. Eagle programı Linux, Windows ve Mac gibi farklı işletim sistemlerinde çalıma imkanına sahiptir[3]. Projede Windows işletim sistemi yapısı altında Eagle programı çalıştırılmıştır. Eagle programı ile üç temel çizim gerçekleştirilir: [3] Şematik çizimi Baskı devre çizimi Otomatik çizim Proje çalışması sırasında Eagle 6.4.0 son sürüm çizim programı kullanılmıştır. Şematik ve baskı devre çizimleri bu çizim programı ile oluşturulmuştur. Şematik ve baskı devre oluşturulurken, kütüphane kataloğu özelliğinden, Eagle kütüphanesinde bulunmayan devre 5

elemanları için kütüphane oluşturma özelliğinden yararlanılmıştır. Ayrıca devre çizimi tamamlandıktan sonra yazıcıdan çıktı alma özelliğinden yararlanılmıştır. 2.3. Kullanılan Malzemeler 2.3.1. MSP430G2553 Mikrodenetleyicisi Bu bitirme projesininin yazılım aşaması gerçekleştirirken MSP430 mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. MSP430 Texas Instrument firmasının tarafından üretilmiştir[4]. Bu mikrodenetleyicinin düşük çok güç tüketimi yaptığı, düşük hafızalı olduğu ve çok gelişmeye müsait işlem yeteneği bulunmadığı bilinmektedir. Mikrodenetleyicinin çok düşük güç tüketimi sağlaması sistemi besleyen kaynağın uzun ömürlü olmasına imkan tanır. Mikrodenetleyici içinde 16 bit RISC mimarisine sahip işlemci mevcuttur. Bu işlemci, gelen talimatları işleme kapasitesine sahiptir. RISC mimarisi aynı zamanda von Neumann mimarisi olarak ta bilinir[4]. Bu mikrodenetleyici içindeki çevresel elemanlardan olan, 16 bit giriş/çıkış pini ve 16 bitlik zamanlayıcı devrelerine (2 Tane) sahiptir. MSP430G2553 mikrodenetleyicisinin içinde bulunan modüller aşağıda belirtilmiştir: I2C SPI USART USCI 10 bit ADC Mikrodenetleyici içinde bulunan hafıza elemanları aşağıda belirtilmiştir: 16KB Flash Bellek 512Bytes RAM Bellek MSP430 mikrodenetleyicisi içinde bulunan saatler aşağıda belirtilmiştir: MCLK SMCLK ACLK: MSP430 mikrodenetleyicisi içinde bulunan osilatörler ; VLO DCO 6

LFXT1 Söz konusu mikrodenetleyici üzerindeki elemanların fonksiyon blok diyagramı şekil 2 de gösterilmiştir. Şekil 2. MSP430G2553 mikrodenetleyicisinin fonksiyon blok diyagramı 2.3.1.1. MSP430G2553 Mikrodenetleyicisinin Pin Yapısı Ve Özellikleri MSP430 un pin sayısı düşük olduğundan bir pin birden çok görev üstlenir. Pin yapılarının bu özelliği şekil 3 te gösterilmektedir. 7

Şekil 3. MSP430G2553 mikrodenetleyicisinin pin yapısı EK 1 de pinler ve görevleri verilmiştir. 2.3.1.2. Pin Yönlendirmeleri Ve Kullanımı MSP430G2553 mikrodenetleyicisinde P1.0 dan P1.7 ye kadar sekiz tane P1 portu bulunur. P2.0 dan P2.5 e kadar 6 tane P2 portu bulunur. Bu pinler haricinde mikrodenetleyici üzerinde VCC, GND, TEST, RESET, XIN ve XOUT pinleri de bulunmaktadır. Bu pinlerin hepsi digital giriş/çıkış pini olarak programlanabilir. Yani bu MSP430 mikrodenetleyicisi ile, programlayıcı pinlerin görevlerini kendisi belirleyebilir. Genel olarak pin yönlendirmelerini sağlayan kaydediciler ve görevleri şöyledir: PxIN Kaydedicisi: Portu okuma kaydedicisidir. P1IN ise P1 portunu okur; P2IN ise P2 portunu okur. Bu kaydedicide yalnız okuma işlemi yapılmaktadır. Bu pin I / O fonksiyonu olarak yapılandırılır. Herbir PxIN kaydedicisi I / O pindeki her bir bit ilgili giriş sinyalinin değerini yansıtır. PxOUT Kaydedicisi: Port çıkış kaydedicisidir. Sadece okuma ve yazma işleminin yapıldığı yerdir. Bit = 0: çıkış düşüktür. Bit = 1: Çıkış yüksektir. Her PxOUT kaydedicisi I/O pindeki herbir bit ilgili çıkış sinyalin değerini yansıtır. PxDIR Kaydedicisi: Port yönlendirilmesini sağlar. Bit 1 olduğunda çıkış, 0 olduğunda ise giriştir. İşlemcinin Port bacaklarının yönünün kayıt edildiği bellek adresini belirtir. Yani PxDIR belleğinde kaydedilen bitler o bacağın giriş mi yoksa çıkış mı olacağını belirler. Bu kaydedici ile bir bacağın ucuna +5 V mu olacağını (pull up) yoksa 0 V mu olacağı seçilir. (pull down) PxREN Kaydedicisi: Pull-up direnç ekleme veya çıkarma kaydedicisidir. Yani bu register 1 olduğunda ilgili pine pull-up direnci bağlanır. PxSEL ve PxSEL2 Kaydedicileri: Pinlerin birinci ve ikinci fonksiyonlarını seçme belleğidir. Pxsel ve PxSEL2 kaydedicilerinin görevleri tablo 2 de gösterilmiştir[4]. 8

Tablo 2. PxSEL ve PxSEL2 kaydedicilerinin görevleri PxSEL2 PxSEL Kaydedici görevi 0 0 I/O fonksiyonu seçilir. 0 1 Birinci çevresel modül seçilir. 1 0 Ters durum oluşur. 1 1 İkincil çevresel modül seçilir. 2.3.1.3. Port Kesmeleri Kesmeyi kontrol eden registerlar ve görevleri ise şöyledir:[4] P1IE ve P2IE: P1 veya P2 port değişim kesmesinin aktif olduğunu gösterir. P1IFG ve P2IFG: P1 veya P2 port değişim kesme bayraklarıdır. P1IES ve P2IES: P1 veya P2 de hangi değişikliklerin kontrol edileceğini belirtir. Tablo 3 te P1 portlarına ait sayısal giriş/çıkış kaydedicileri ve de tablo 4 te P2 portlarına ait sayısal giriş/çıkış kaydedicileri gösterilmektedir. 9

Tablo 3. P1 portlarına ait sayısal giriş/çıkış kaydedicileri PORT KAYDEDİCİ KISA FORMU ADRESİ KAYDEDİCİ TİPİ Giriş P1IN 020h Sadece Okuma Çıkış P1OUT 021h Okuma/Yazma Yönlendirme P1DIR 022h Okuma/Yazma Interrupt P1IFG 023h Okuma/Yazma Bayrağı Kenar Kesme P1IES 024h Okuma/Yazma P1 Kesme P1IE 025h Okuma/Yazma Etkinleştirme Port Seçimi P1SEL 026h Okuma/Yazma Port Seçimi2 P1SEL2 041h Okuma/Yazma Direnç Etkinleştirme P1REN 027h Okuma/Yazma 10

Tablo 4. P2 portlarına ait sayısal giriş/çıkış kaydedicileri PORT KAYDEDİCİ KISA FORMU ADRESİ KAYDEDİCİ TİPİ Giriş P2IN 028h Sadece Okuma Çıkış P2OUT 029h Okuma/Yazma Yönlendirme P2DIR 02Ah Okuma/Yazma Kesme P2IFG 02Bh Okuma/Yazma Bayrağı P2 Kenar Kesme P2IES 02Ch Okuma/Yazma Kesme P2IE 02Dh Okuma/Yazma Etkinleştirme Port Seçimi P2SEL 02Eh Okuma/Yazma Port Seçimi2 P2SEL2 042h Okuma/Yazma Direnç Etkinleştirme P2REN 02Fh Okuma/Yazma 2.3.1.4. MSP430G2553 Mikrodenetleyicisinin Çalışma Modları Bu MSP430 mikrodenetleyicisi çalışma modu olarak bir tane etkin moda ve beş tane düşük güç moduna sahiptir. Bunlar; Etkin modda; tüm saatler aktiftir. Düşük güç 0 modunda;aktif moddan düşük güç mod 0 a geçilmesi halinde işlemci devre dışıdır. SMCLK ve ACLK saatler aktiftir. MCLK saati devre dışıdır. Düşük güç 1 modunda;işlemci devre dışıdır. ACLK ve SMCLK saatleri aktif kalır, MCLK saati devre dışıdır. Düşük güç 2 modunda;işlemci devre dışıdır. MCLK ve SMCLK saatleri devre dışı bırakılır. ACLK saati aktif kalır. Düşük güç 3 modunda;işlemci devre dışıdır. MCLK ve SMCLK saatleri devre dışı bırakılır. ACLK saatleri aktif kalır. Düşük güç 4 modunda;işlemci devre dışıdır. ACLK devre dışı bırakılır. MCLK ve SMCLK devre dışı bırakılır. Kristal osilatör durdurulur[4]. 11

2.3.2. LCD Gösterge LCD sıvı kristalli ekran anlamına gelmektedir. Sıvı kristal sıvı gibi akan ancak katılara özgü moleküler yapıya sahip olan maddedir. Sıvı kristallli ekranlar, LED lere göre daha düşük güç tüketimine sahiptirler. LCD ler için güç mikrowattlar mertebesinde iken LED ler için güç miliwattlar mertebesindedir. Projede Nokia 3310 LCD si kullanılmıştır. Bu LCD 48x84 piksellik bir LCD dir. LCD göstergenin 48x84 lık olması durumunda, ilk sayı satır sayısını; ikinci sayı bir satırdaki karakter sayısını belirttir. Bu LCD gösterge sekiz tane pine sahiptir. Şekil 4 te LCD ve pinlerinin gösterimi bulunmaktadır. VDD SCLK SCE D/C CS GND RCAP RES Şekil 4. LCD gösterge ve pinlerinin gösterimi 12

2.3.2.1. LCD Göstergenin Pin Bağlantıları LCD nin pinleri ve pin görevleri tablo 5 te verilmiştir. Tablo 5. LCD göstergenin pinleri ve pin görevleri LCD Pinleri Pin Görevleri VDD Besleme bağlantısıdır. Bu LCD ye 2.7V-3.3V arası besleme gerilimi uygulanabilir. Besleme geriliminin 3.3V tan fazlası LCD nin yanmasına neden olur. Projemizde besleme gerilimi olarak 3.3V alınmıştır. MSP430 un VCC pini ile bağlantısı yapılmıştır. SCLK Data gönderileceği zaman saat darbeleri buradan uygulanır. MSP430 un P1.5 pini ile bağlantısı yapılmıştır. D/C Bu bir kontrol pinidir. D/C girişi 0 olduğunda MSP430 dan ekrana veri komutlar halinde yollanır. D/C girişi 1 olduğunda veri transferi yapılır. MSP430 un P1.4 pini ile bağlantısı yapılmıştır. SCE Seri iletişimi aktif etme bağlantısıdır. GND Toprak bağlantısıdır. MSP430 un VSS pini ile bağlantısı yapılmıştır. RCAP Kontrast ayarının yapıldığı bağlantıdır. Kontrast ayarı yapılarak LCD nin üzerine yazılan karakterlerin daha belirgin görülmesi sağlanır. Kontrastı sürekli değiştirmek istiyorsak potansiyometre takılmalıdır. VRES Reset ucudur. Başlangıç durumu 0 olmalıdır. MSP430 un XOUT pini ile bağlantısı yapılmıştır. 2.3.3. LDR Foto direnç olarak ta isimlendirilir. Yani LDR, ışık şiddetine göre direnci artan ya da azalan bir elemandır. LDR üzerine ışık düşmediğinde direnci çok yüksek olur. İçinden akım geçmez. LDR üzerine ışık düşürüldüğünde direnci düşer ve LDR içinden akım geçmeye başlar. Düşen ışık şiddeti azaldığında LDR nin direnci artar. Işık şiddetinin ve buna bağlı olarak akımın azalması direnci doğrusal olmayan şekilde arttırır. Projemizde LDR elemanı, renk sensörünün temel elemanlarından biridir. Değişik renkteki yüzeylere sensörü tutulup, RGB LED ler üçlü olarak sırasıyla kırmızı, yeşil ve mavi olarak yakıldığında; LDR elemanı LED lerin yaydığı ışıktan etkilenerek direncini değiştirecektir. Yani renkli ışıkların şiddetine göre LDR nin direnci değiştirilecektir. 13

2.3.4. RGB LED LED ler ışık yayan diyotlardır. Diyot olarak adlandırılmasının nedeni tek yönde akımı iletmesidir. LED lerin doğru bacaklarına gerilim uygulandığı taktirde elektrik enerjisi ışık şeklinde yansıtılır. Projedeki voltaj sabitleyici devresinde devre üzerinden akım geçtiğini kontrol etmek amaçlı kırmızı LED kullanılmıştır. RGB LED, ana renkler yani kırmızı, mavi, yeşil renklerin tek bir LED de birleştirilmiş halidir. RGB LED lerden(yüzey montaj olmayan çeşitleri için) 4 ya da 6 bacaklıdır. 4 bacaklı RGB LED lerde, kırmızı, yeşil, mavi LED lerin anotlarının ortak bir uca bağlandığı katotların da ayrı uçlar olarak verildiği LED olarak düşünülebilir. Diğer 4 bacaklı RGB LED çeşidi de katotların ortak anotların ayrı olduğu RGB LED dir. 6 bacaklı RGB LED de 3 bacak kırmızı, yeşil ve mavi LED lerin katotları ve diğer 3 bacak anotlarıdır. Projemizde kullanılan LED türleri 4 bacaklı RGB LED lerdir. Bu LED ler devredeki kullanımı kuvvetli ışık vermek amacıyla aynı anda RGB LED lerin üçünü de kırmızı, üçünü de yeşil ve üçünü de mavi aydınlatarak rengi ölçülmek istenen yüzeye bu ışıklar yansıtır. Her LED den gelen ışık yüzeye farklı oranlarda yansır. Her LED kendi renginde yüzeye düşürüldüğünde daha fazla yansır. Şekil 5 te devrede kullanılan RGB LED ler gösterilmiştir. Şekil 5. RGB LED ler 14

2.3.5. Trimpot Trimpot, bir tornavida yardımı ile gerektiğinde değiştirilebilen değişken direnç elemanlarıdır. Trimpot, üç bacaklı bir elemandır. Bir çeşit direnç olduğu için bacakların yönü yoktur. Projemizde trimpot bir gerilim bölücü olarak kullanılmaktadır. Devremizde trimpotun uçtaki bacaklarından biri +3.3V besleme gerilimine bağlanır ve diğer uçtaki bacak toprağa bağlanır. Trimpotun orta bacağına LDR nin bir ucu seri bağlanır. LDR ye seri şekilde bağlanarak gerilim bölücü görevi görür. LDR ye giden akımı azaltır ve yanmasını engeller. 2.3.6. Gerilim Regülatörü Besleme geriliminin ve yük akımının sabit olduğu yerlerde regülatörlere ihtiyaç duyulmaz. Fakat bu genelde gerçekte mümkün olmaz. Gerçekte girişte uygulanan gerilim ve yük akım değişimleri nedeniyle bu iki parametrenin regüle edilmesi gerekir. Gerilim regülatörleri, girişteki değişken gerilimlerden etkilenmeyip, çıkışta sabit bir gerilim oluşmasını sağlar. Renk sensörü devresi ve LCD beslemesinde kullanılan +5V u, sabit +3.3V değerine dönüştürmek üzere LM317TS devresi kullanılmıştır. 2.3.7. Direnç Ve Kondansatörler Akımı sınırlayan devre elemanına direnç denir. Devremizde dirençler transistör, LED ler v.b. aşırı akımdan dolayı zarar görecek devre elemanlarına seri bağlanmıştır. Akımı sınırlayarak devre elemanlarına aşırı akım gitmesini önler. Bu şekilde elemanlara zarar gelmesini önlemiş olur. Devremizde kondansatörler LM317TS ile birlikte görev alır. Besleme gerilimini +3.3V a dönüştürme aşamasında filtre görevi yaparak akım ve gerilimde oluşabilecek dalgalanmaları önler. 2.3.8. Transistör Transistör, katkılandırılmış iki N ve bir P tipi malzemeden ya da katkılandırılmış iki P ve bir N tipi malzemeden oluşan üç katmanlı yarı iletken cihazlardır. İki tane N tipi yarıiletken malzeme arasına ve bir tane P tipi yarıiletken malzeme konulması ile oluşan 15

transistör NPN tipi transistör; iki tane P tipi yarıiletken malzeme arasına bir tane N tipi yarı iletken malzeme konulmasıyla oluşan transistörler PNP tipi transistörlerdir[5]. Transistörler yapıları bakımından yükselteç olarak çalışır. Transistörler 3 adet kutba sahiptirler. Bunlar kolektör, baz ve emetördür. Üç kutuplu NPN transistor ün gösterimi şekil 6 (a) da ve üç kutuplu PNP transistörlerin gösterimi şekil 6 (b) de bulunmaktadır. Kollektör Kollektör Baz Baz Emitör (a) NPN Transistör Emitör (b) PNP Transistör Şekil 6. Üç kutuplu transistör gösterimi: (a) NPN ; (b) PNP Projemizde dokuz adet transistör kullanılmıştır. NPN tipi BC547 transistörleridir. Bu kullanılan transistörlerin her biri RGB LED lerin anot bacaklarına seri olarak yerleştirilir. Bu devrede transistörler yükselteç görevi görmektedir. Gerilimi yükselterek LED lerin daha parlak yanmasını sağlar. 16

3. LCD Lİ RENK ALGILAYICI 3.1. Projenin Amacı Bu projenin temel amacı kırmızı, yeşil ve mavi renkteki cisimlerin renklerini ve renk tonlarını ayırt edebilecek bir renk algılayıcı sensör devresi gerçekleştirmek ve bu algılanan renkleri LCD göstergede renk isimlerini yazdırarak belirtmektir. 3.2. Çalışma Prensibi Temel mantık bir yüzeye farklı renklerdeki ışıklar düşürüldüğünde yüzeyin renginden dolayı ışık değişik oranlarda yansır. Yüzey en iyi kendi rengindeki ışığı yansıtır. Renk algılayıcı devremiz ışık enerjisini gerilime çeviren bir devredir. Renk algılayıcı sensörü farklı renkteki yüzeylere tutup, sensör üzerindeki üç RGB LED sırasıyla kırmızı, yeşil ve mavi aydınlatıldığında; LDR, LED lerin yaydığı ışıktan etkilenerek direnci artacak ya da azalacaktır. LDR üzerindeki direncin değişmesi üzerinden geçen akımın dolayısıyla gerilimin de değişmesine neden olacaktır. Yani bir yüzeye sırasıyla düşürülen kırmızı, yeşil ve mavi ışıklar LDR çıkışında farklı gerilimlere neden olmaktadır. Kırmızı, yeşil ve mavi yüzey renklerinin algılayıcı üzerindeki LED ler için ayırt edilebildiği gerilim aralıkları oluşturulmuştur. Bu gerilim aralıkları sayesinde yüzeyin renginin ayrımı yapılmaktadır. Renk ayrımı yapılan renklerin LCD ekran üzerinde yazdırılmaktadır. Renk algılayıcı sensörde; kırmızı, yeşil ve mavi renkteki yüzeyleri iyi bir şekilde ayırt edebilmesi için RGB LED ler kullanılmıştır. Bu şekilde üç RGB LED den de aynı renkte gelen ışık daha yüksek ışık şiddetine sahip olur. LED lerden çıkan yüksek ışık şiddeti rengi belirlenmek istenen yüzey tarafından daha iyi yansıtılacaktır. Bu durumda LDR üzerine düşen gerilimler ile daha doğru gerilim ölçümleri yapılması sağlanmış olur. Gerçekleştirilmiş olan renk algılayıcının sensör kısmında 3 adet RGB LED bulunmaktadır. Bu LED lerden çıkan ışıklar yüzeye yansıtılacağı zaman MSP430 mikrodenetleyicisi ile yazılan Assembly dilinde kodlar ile aynı anda üç RGB LED sırası ile 3 saniye aralıklarla üç kırmızı; üç yeşil ve üç mavi ışık yaktırılır. Bu ışık demeti, rengi belirlenmek istenen yüzeye tutulur. Yüzeyden farklı oranlarda yansıyan ışıktan etkilenen LDR direncini arttıracak ya da azaltacaktır. Gerilim ölçümleri, LDR nin 3 saniyede bir üzerine düşen ışığın değişmesinden etkilenerek direncini değiştirmesi ile, LDR üzerinde oluşan gerilime göre yapılır. Osiloskop ile LDR nin üzerinden alınacak analog gerilim ölçümleri alınarak her üç renk için belirli gerilim aralıkları belirlenir. Bu gerilim aralıkları, MSP430 mikrodenetleyicisi üzerinden yazılan Assembly kodlarına komutlar aktarılır. 17

Kırmızı ve tonlarının gerilim aralığı içinde gerilim gösteren renkler kırmızı renkli; yeşil ve tonlarının gerilim aralığı içinde gerilim gösteren renkler yeşil renkli ve mavi tonlarının gerilim aralığı içinde gerilim gösteren renkler mavidir denir. Ölçümü yapılan yüzeyin rengi LCD gösterge üzerine adı yazdırılarak belirlenir. Bu işlemi gerçekleştirecek olan renk algılayıcı hazır bir sensör değildir. Mekanik bir tasarım ve üretim sonucunda renk algılayıcı olarak ortaya çıkmıştır. Elemanların görevlerini özetlemek gerekirse; RGB: LED ler, ışığı rengi belirlenecek yüzeye yansıtan bir eleman, LDR: LED lerin yaydığı ışıktan etkilenerek direncini değiştirecek ve dolayısıyla üzerine düşen gerilim değişecek olan eleman, Transistörler: RGB LED lerin daha parlak yanmasını sağlayan yükselteçler, Dirençler: Elemanların üzerinden aşırı akım geçmemesi için konulmuş devre elemanları, Trimpot: Gerilim bölücü olarak kullanılan eleman, LCD gösterge: Rengin rengini doğru algılandığını gösterecek ekran, Bu renk algılayıcı sensör ile renklerin birbirine karışmaması ve kısa bir sürede doğru şekilde renklerin ayırımı hedeflenmiştir. 3.3. Renk Aralıkları İçin Yapılması Gereken Ölçümler Devremizde ölçümler yapabilmemiz için aşağıda belirtilen bağlantıları gerçekleştirmemiz gerekmektedir. Kullanılan RGB LED ler ortak katotlu ve farklı anotlu LED lerdir. RGB LED i farklı renklerde üç LED in birleştirilmesiyle oluşan LED olarak algılanabilir. Farklı anotlu olmasından kasıt, kırmızı, yeşil ve mavi renklerdeki LED lerin pozitif uçlarının farklı olması ve negatif uçlarının birleştirilmiş olmasıdır. Böylece 4 bacaklı bir LED elde edilir. MSP430G2553 mikrodenetleyicisinin pinlerinden P1.2, P2.2 ve P2.5 pinlerini üç tane RGB LED in içindeki kırmızı LED lerin pozitif bacaklarına; P1.1, P2.1 ve P2.4 pinlerini RGB LED lerin içindeki mavi LED lerin pozitif bacaklarına; P1.0, P2.0 ve P2.3 pinlerini RGB LED lerin yeşil LED lerin pozitif bacaklarına bağlantıları sağlanmıştır. Bu pinler çıkış pini olarak atanır. Bu pin bağlantılarıyla RGB LED lerin mikrodenetleyici ile bağlantısı sağlanmış olur. 18

MSP430G2553 mikrodenetleyicisinin pinlerinden P1.6 pinini çıkış pini olarak atanır. Bu pin ile LDR nin mikrodenetleyici ile bağlantısı sağlanmıştır. LDR sağlıklı bir ölçüm alabilme açısından üç RGB LED ten de eşit ışık alacak şekilde yerleştirilmiştir. Ayrıca LED lerden çıkan ışıkların yüzeye çarptıktan sonra farklı yüzeylere dağılıp yanlış ölçümlere sebep olmaması açısından LDR ve LED lerin çevresi siyah üçgen karton ile kapatılmıştır. Dışarıdan hemen hemen hiç ışık almaması sağlanmıştır. Şekil 7 de LDR ve LED lerin bağlantıları gösterilmektedir. Şekil 7. LDR ve RGB LED lerin bağlantıları Trimpot elemanının bir uçtaki bacağı +3.3V a, diğer uçtaki bacağı toprağa gönderilmiştir. Trimpotun orta bacağı ile LDR elemanını ile seri bağlanmıştır. Bu şekilde gerilim bölücü olarak davranmış ve LDR elemanına akımın ulaşmasını sağlamıştır. Trimpotu referans değeri ayarlamak için kullanılmıştır. Devrenin en uygun şekilde çalışması için trimpotu tornavida ile döndürüp uygun LDR nin gün ışığı altındaki en uygun gerilimini alınmıştır. Bu gerilim 3.02 volt civarındadır. Bu referans gerilimi ölçüm başında bir kere ayarlanmıştır. Bir daha trimpot ile oynanıp referans gerilimin bozulmaması gerekir. Bu aşamadan sonra ölçüme geçilmiştir. Renk algılayıcı devreyi kırmızı, yeşil ve mavinin tonları renklerde yüzeylere tutup, 3 saniyede bir sıra ile yanıp sönen kırmızı, yeşil ve mavi LED lerden çıkan ışığın LDR nin üzerindeki gerilim değişimi ve farklı renklerde oluşan gerilim aralıklarının osiloskop yardımıyla ölçümü yapılmıştır. Bu gerilim aralıkları tablo 6 da verilmiştir. 19

Tablo 6. Farklı renklerin ayırt edilebildiği gerilim aralıkları LED RENGİ KIRMIZI YEŞİL MAVİ YÜZEY RENGİ KIRMIZI 2.57 Volt 1.45 Volt 1.36 Volt YEŞİL 2.05 Volt 2.83 Volt 2.56 Volt MAVİ 2.02 Volt 2.58 Volt 2.72 Volt LDR nin değişik değerlerdeki gerilimlerini ölçerken göze çarpan hususlar vardır. Bunlar: Farklı renkte yüzeylerde sensör üzerindeki LED leri yakıp; LDR nin gerilimlerini ölçtüğümüzde en fazla gerilimi yüzeyin renginde olan LED te ölçüldüğü saptanmıştır. Yani kırmızı LED yakıp; kırmızı, yeşil ve mavi renkteki yüzeylere tuttuğumuzda LDR nin en fazla gerilim değeri verdiği yüzeyin rengi kırmızı olacaktır. Kırmızı, yeşil ve mavi tonlardaki yüzeylerde ölçüm yapıldığında, bu yüzeyler kırmızı LED ile aydınlatıldığında LDR nin gerilimi en fazla kırmızı yüzeyde oluşmuştur. Kırmızı, yeşil ve mavi tonlardaki yüzeylerde ölçüm yapıldığında, bu yüzeyler yeşil LED ile aydınlattıldığında LDR nin gerilimi en fazla yeşil yüzeyde oluşmuştur. Kırmızı, yeşil ve mavi tonlardaki yüzeylerde ölçüm yapıldığında, bu yüzeyler mavi LED ile aydınlattıldığında LDR nin gerilimi en fazla mavi yüzeyde oluşmuştur. 20

4. YAPILAN ÇALIŞMALAR VE BULGULAR 4.1. Giriş Bu çalışmada MSP430G2553 mikrodenetleyicisi ile LCD li renk algılayıcı sensör tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Devre donanım ve yazılım kısımlarından oluşmaktadır. 4.2. Devrenin Donanımı Devre donanımsal olarak temelde, baskı devre yapılarak aynı bakır plakete oturtulmuş renk algılayıcı LCD gösterge kısmı ve MSP430G2553 mikrodenetleyici kiti olmak üzere iki kısımdan meydana gelmiştir. Gerçekleştirilmiş olan proje mekanik tasarım ağırlıklı yazılım da içeren bir projedir. İlk donanım olarak MSP430G2553 mikrodenetleyici kiti mekaniksel olarak basite indirgenerek, sadece kullanılacak elemanları içerecek şekilde tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Bu kit MSP430 mikrodenetleyicisini üzerinde bulundurur. Kitin oluşturulma amacı mekanik uğraşı arttırmak ve sadece kullanılacak elemanları kullanarak MSP430 kiti üzerindeki karmaşık yapıyı en aza indirmektir. Kitin baskı devresi oluşturulmuş ve gerekli elemanlar üzerine yerleştirilmiştir. Kit test edilmiş ve çalışır durumda olduğu gözlenmiştir. Şekil 8 de Eagle 6.4.0 programı ile çizilmiş MSP430 mikrodenetleyici kitinin baskı devresi gösterilmektedir. Şekil 8. MSP430 mikrodenetleyici kitinin baskı devresi 21

İkinci donanım olarak Baskı devre yapılarak bakır plakete oturtulmuş renk algılayıcı devre ve LCD devresi tasarlanıp gerçekleştirilmiştir. LCD ve renk algılayıcı devre aynı plaket üzerine önlü arkalı yerleştirilmiştir. Renk algılayıcı devre rengi algılayacak ana devre olan sensör kısmı ve +5V u +3.3V a çeviren voltaj sabitleyici devreden meydana gelmiştir. Rengi algılayacak devrenin sensör kısmı Şekil 9 da gösterilmiştir. Şekil 9. Rengi algılayacak sensör devresi şematik çizimi Renk algılayıcı devrenin voltaj sabitleyici devresi, gerilim regülatörü, diyot, kapasiteler ve pilden oluşmaktadır. Bu devrede gerilim regülatörü olarak +5V u +3.3V a çeviren LM317TS elemanı kullanılmıştır. Voltaj sabitleyici devre şekil 10 da gösterilmektedir. 22

Şekil 10. Voltaj sabitleyici devresi şematik çizimi Eagle programı ile çizilen sensör ve voltaj sabitleyici devrelerini içeren renk algılayıcı devre baskı devresi şekil 11 de gösterilmiştir. Şekil 11. Renk algılayıcı baskı devresi Algılanan rengin tespit edilmesi bu projede LCD üzerinden adı okunarak gerçekleştirilir. Hazır LCD gösterge devre kullanılmamış, gösterge tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. LCD gösterge devresi bağlantıları şekil 12 de şematik çizimde gösterilmektedir. 23

Şekil 12. LCD gösterge devresi şematik çizimi Eagle çizim programı ile çizilmiş LCD gösterge baskı devresi şekil 13 te gösterilmiştir. Şekil 13. LCD gösterge baskı devre çizimi Eagle 6.4.0 programıyla çizimi yapılmış MSP430G2553 mikrodenetleyicisi ile diğer devrelerin bağlantıları şematik çizimi şekil 14 te gösterilmektedir. 24

Şekil 14. MSP430G2553 mikrodenetleyicisinin diğer devreler ile bağlantıları 25

5.SONUÇLAR Bu proje ile endüstriyel alanlarda renk kontrolü yapılmak istenilen malzemelerin az renk olsa da doğru ve hızlı şekilde renklerinin kontrolü ve renginin belirlenmesini sağlayacak bir renk algılayıcı gerçekleştirilmiştir. LCD göstergeli renk algılayıcısı projesi sırasında ilk olarak renk algılamak için oluşturulacak devre akılda tasarlanmış ve tasarımın gerektirdiği donanım elemanları belirlenmiştir. Eagle programı ile mekanizmanın elektronik sistem devresi ve baskı devresi çizimleri gerçekleştirilmiştir. Çizilen baskı devre sanal bilgisayar ortamından çıkartılıp, bakır plakete aktarılmış ve üzerine kullanılacak olan donanım elemanlarının montajı gerçekleştirilmiştir. Mekanik kısmı tamamlanan devrenin MSP430 mikrodenetleyicisi ile kontrol yazılımı oluşturulup, sistemin test aşamalarını başarıyla geçtiği gözlenmiştir. 26

KAYNAKLAR [1]. (2013) Renk Ölçüm Cihazlar. [Online] Available: http://www.tubitak BİLGEM Renk Ölçümü Cihazları.com.tr [2]. Bilişim Teknolojileri Programlamanın Temelleri, T.C Milli Eğitim Bakanlığı, 2007. [3]. EAGLE EASILY APPLICABLE GRAPHICAL LAYOUT, CadSoft Computer, 2005. [4]. MSP430G2x53 Texas Instruments Application Notes, TI, 2011. [5]. R. L. Boylestad, Electronic Device And Circuit Technique, Palme Yayıncılık, Ankara, 2011. 27

EKLER EK 1. Malzeme Listesi Malzeme Adı Malzeme Sayısı Malzemenin Devredeki Yeri 1K direnç 10 tane Rengi algılayan sensör devresi 470Ω direnç 9 tane Rengi algılayan sensör devresi BC547 transistör 9 tane Rengi algılayan sensör devresi RGB LED 3 tane Rengi algılayan sensör devresi LDR 1 tane Rengi algılayan sensör devresi 47 K Trimpot 1 tane Rengi algılayan sensör devresi Erkek pin 4 tane Rengi algılayan sensör devresi Gerilim regülatörü 1 tane Voltaj sabitleyici devresi Klemens 3 tane Voltaj sabitleyici devresi 100 nf kapasite 2 tane Voltaj sabitleyici devresi 4.7 μf kapasite 1 tane Voltaj sabitleyici devresi 470Ω direnç 3 tane Voltaj sabitleyici devresi 10 μf kapasite 1 tane Voltaj sabitleyici devresi LED 1 tane Voltaj sabitleyici devresi Nokia 3310 LCD 1 tane LCD gösterge devresi Beyaz yüzey 4 tane LCD gösterge devresi montajlı LED 300Ω direnç 4 tane LCD gösterge devresi Erkek pin 1 tane LCD gösterge devresi 10K direnç 1 tane LCD gösterge devresi 4.7 μf kapasite 2 tane LCD gösterge devresi 100 nf kapasite 1 tane LCD gösterge devresi Erkek pin 6 tane MSP430 kiti devresi Buton 2 tane MSP430 kiti devresi LED 1 tane MSP430 kiti devresi 10K direnç 1 tane MSP430 kiti devresi 47K direnç 1 tane MSP430 kiti devresi 28

EK 2. Pinler ve görevleri PİN NUMARALARI Giriş/Çılış PİN GÖREVLERİ P1.0 I/O Genel amaçlı sayısal I /O pin TA0CLK I/O Timer0_A saat sinyali TACLK girişi ACLK I/O ACLK sinyal çıkışı A0 I/O Analog giriş A0 10 bit ADC CA0 I/O Karşılaştırıcı_A girişi P1.1/ I/O Genel amaçlı dijital I / O pin / TA0.0 I/O Timer_A yakalama : CCI0A giris, karsılastırma : Out0 çıkış UCA0RXD I/O USCI_A0 UART iletim modu: veri girişi UCA0SOMI I/O USCI_A0 SPI modu alırsınız: / USART1/SPI modunda bağımlı çıkıs/ ana giriş A1 I/O Analog giriş A1 10bit ADC CA1 I/O Karşılaştırıcı_A girişi P1.2 I/O Genel amaçlı dijital I / O pin TA0.1 I/O Timer_A, yakalama : Çıkıs1 giris/karsılastırıcı_a girisi UCA0TXD I/O USCI_A0 UART modu: iletimi veri çıkışı UCA0SIMO I/O USART0/SPI modunda bağımlı giris / ana çıkıs A2 I/O Analog giriş A2-10 bit ADC CA2 I/O Karşılaştırıcı_A2 girişi P1.3/ I/O Genel amaçlı dijital I / O pin ADC10CLK/ I/O Çevirme zamanı -12 bit ADC A3/ I/O Analog giris A3-10 bit ADC/ VREF-/ I/O Harici referans voltajı için çıkış VREF+/ I/O Harici referans voltajı için giris CA3 I/O Karşılaştırıcı_A3 girişi CAOUT I/O Karsılastırıcı_A çıkıs P1.4/ I/O Genel amaçlı dijital I / O pin SMCLK I/O SMCLK sinyal çıkısı UCA0CLK I/O USCI saat giriş çıkışı A4 I/O Analog A4 giriş 10 bit ADC 29

VREF+/ VEREF+ I/O Pozitif referans girişi CA4 I/O Karşılaştırıcı_A4 girişi TCK I/O JTAG test saati P1.5 I/O Genel amaçlı dijital I / O pin TA0.0 I/O Timer_A yakalama : CCI0A giris, karsılastırma : Out0 çıkış UCB0CLK I/O USCI_B0 saat giriş çokış UCA0STE I/O USCI_A0 köle etkinleştirmek A5 I/O Analog A5 giriş 10 bit ADC CA5 I/O Karşılaştırıcı_A5 girişi TMS I/O JTAG test modu seçimi P1.6 I/O Genel amaçlı dijital I / O pin TA0.1 I/O Timer_A, yakalama : CCI0A girişi out1 çıkış A6 I/O Analog A6 giriş 10 bit ADC CA6 I/O Karşılaştırıcı_A6 girişi UCB0SOMI I/O USART0/SPI modunda bağımlı giris / ana giriş TDI I/O Test data girişi TCLK I/O Programlama ve test sırasında saat girişi P1.7 I/O Genel amaçlı dijital I / O pin A7 I/O Analog A7 giriş 10 bit ADC CA7 I/O Karşılaştırıcı_A7 girişi CAOUT I/O Karsılastırıcı_A çıkıs UCB0SIMO I/O USART0/SPI modunda bağımlı giris / ana Çıkıs TDO/TDI I/O Test data çıkış portu P2.0/ I/O Genel amaçlı sayısal I/O TA1.0 I/O Timer1_A, yakalama: CCI0A giriş, karşılaştırın: OUT0 çıkış P2.1 I/O Genel amaçlı sayısal I/O TA1.1 I/O Timer1_A, yakalama: CCI1A giriş, karşılaştırın: Out1 çıkışı P2.2/ I/O Genel amaçlı sayısal I/O TA1.1 I/O Timer1_A, yakalama: CCI1B giriş, karşılaştırın: Out1 çıkışı P2.3 I/O Genel amaçlı sayısal I/O 30

TA1.0 I/O Timer1_A yakalama: CCI0B giriş, karşılaştırın: OUT0 çıkış P2.4 I/O Genel amaçlı sayısal I/O TA1.2 I/O Timer1_A, yakalama: CCI2A giriş, karşılaştırın: OUT2 çıkış P2.5 I/O Genel amaçlı sayısal I/O TA1.2 I/O Timer1_A yakalama: CCI2B giriş, karşılaştırın: OUT2 çıkışı XIN/ I/O Kristal osilatör giriş terminali P2.6 I/O Genel amaçlı sayısal I/O TA0.1 I/O Timer0_A, karşılaştırın: Out1 çıkış XOUT/ I/O Kristal osilatör çıkış terminali P2.7 I/O Genel amaçlı sayısal I/O RST/ I/O Reset girişi NMI/ I/O Maskelenemez işaret kesmesi giris portu, SBWTDIO I/O Spy-Bi-Wire test verileri giriş /çıkış TEST/ I/O Port 1 JTAG işaretçilerine test modunu seçer. Cihaz koruma sigortası TEST bağlanır. SBWTCK I/O Programlama ve test sırasında Spy-Bi- Wirel testi saat girişi AVCC NA Analog Besleme girişi DVCC NA Sayısal besleme girişi DVSS NA Toprak girişi 31

Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU EK-3 Standartlar ve Kısıtlar 1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız. Bir LCD ekranlı endüstriyel bir renk sensörünün tasarlanmış, üretilmiş ve gerçekleştirilmiştir. Sistem üç adet devreden meydana gelmiştir. Sistemde bulunan renk algılayıcı devre, LCD devresi ve MSP430 mikrodenetleyici kiti bizzat şahsım tarafından tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. 2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü? Renk algılayıcı devresi, LCD devresi ve MSP430 mikrodenetleyici kiti tasarlanmış, üretilmiş ve gerçeklenmiştir. 3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız? Elektronik devre çözümleme, devre tasarımı ve programlama bilgi ve becerileri projeyi hazırlarken kullandım. 4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir? Projede IEEE standartları haberleşmesi yapılacaktır. IEEE 802.16 Standartları projece temel alınmıştır ve standart gerektiği gibi uygulanmıştır. 5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir? a) Ekonomi Malzeme seçiminde uygulama için gereken şartları taşıyan, en düşük maliyetli ürünler seçilmiştir. Sistemin üretim maliyetinin en az olması amaçlanmıştır. b) Çevre sorunları: Projede çevreye zararlı olarak sadece kurşunlu lehim kullanılmıştır. Tüm montaj işleminde kurşunlu lehim kullanılmıştır. Kurşunlu lehimin temini daha kolaydır. c) Sürdürülebilirlik: Sistemin gelişime açık olması hedeflenmektedir. d) Üretilebilirlik: Geliştirilmiş sistem ülkemizde kolaylıkla üretilebilecek niteliktedir. e) Etik: Sistemin tasarımı tamamen şahsım tarafından ve etik kurallar göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir. f) Sağlık: Geliştirilecek sistem 3.3 voltta çalışmaktadır. Bu gerilim seviyesi sağlık açısından herhangi bir risk taşımamaktadır. 32

Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü STANDARTLAR VE KISITLAR FORMU g) Güvenlik: Sistem herhangi bir güvenli olmayan risk teşkil eden bir durum içermemektedir. h) Sosyal ve politik sorunlar: Gerçekleştirilen ürün sosyal ve politik sorunlara yol açmayacak niteliktedir. Not: Gerek görülmesi halinde bu sayfa istenilen maddeler için genişletilebilir. Projenin Adı LCD GÖSTERGELİ RENK ALGILAYICI Projeyi Yapan Öğrencinin Adı Jülide Miray ERGEÇ Tarih ve İmza 24.05.2013 33

ÖZGEÇMİŞ Jülide Miray ERGEÇ 1991 de Edirne de doğdu. İlköğrenim ve orta öğretimini Ankara Yücetepe İlköğretim Okulu nda, lise öğrenimini Kahramanmaraş Çukurova Elektrik Anadolu Lisesi nde tamamladı. 2009 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü nde Lisans Programı na başladı. İngilizce dili bilmektedir. 34