T.C. TURGUT ÖZAL ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ STAJ DEFTERĠ ÖĞRENCĠ ADI SOYADI :... NUMARASI : 123456 STAJ YAPILAN KURUM ADI : HAVELSAN HAVA ELEKTRONİK SANAYİ ve TİCARET A.Ş. ADRESİ : Mustafa Kemal Mah. 2120. Cad. No:39 P.K. 06510 Çankaya / ANKARA STAJ TARİHİ Başlangıç : 30/06/2014 Bitiş : 25/07/2014 TEL : (312) 219 5787 FAX : (312) 219 5797 WEB SİTESİ STAJ KOÇU : www.havelsan.com.tr : Kıdemli Donanım Geliştirme Mühendisi 1
ĠÇĠNDEKĠLER (Ġçindekiler sayfasındaki sayfa numaraları düģeyde aynı hizada olmalıdır) HAVELSAN tanıtımı ve oryantasyon programları.... 3 Komuta Kontrol ve SavaĢ Sistemleri birimi tanıtımı..... 4 STM32F429 Discovery kartınını tanıma.. 5 Denizaltı Bilgi Dağıtım Sistemi kartlarının voltaj ve akım testleri...... 6 DBDS güç kutusu entegrasyonu..... 7 DBDS güç kutusu kablolama iģlemi....... 8 SPI öğrenimi..... 9 STM32F429 Discovery SPI arayüzü.... 10 STM32F429 Discovery SPI kullanımı için yazılım geliģtirme........ 11 STM32F429 Discovery SPI kullanımı için yazılım test iģlemi...... 12 Altium programı eğitimi...13 Altium programı ile devre kartı tasarımı (Ön hazırlık çalıģması).. 14 Altium ile devre kartı tasarımı (MikroiĢlemcinin yer aldığı Ģematik çizimi). 15 Altium ile devre kartı tasarımı (Güç biriminin yer aldığı Ģematik çizimi). 16 Altium ile devre kartı tasarımı (Ethernet ve UART biriminin Ģematik çizimi).17 Altium ile devre kartı tasarımı (ġematik çizimlerinin kontrolü)... 18 Altium ile devre kartı tasarımı (PCB çizimi)... 19 Altium ile devre kartı tasarımı (PCB çizimi)... 20 Altium ile devre kartı tasarımı (PCB çizimi)... 21 Staj çıkıģ iģlemleri evrak onayı....... 22 Ekler Altium ile devre kartı Ģematik ve PCB dosya çıktıları STM32F429 Discovery SPI yazılım kodları 2
30/06/2014 HAVELSAN tanıtımı ve oryantasyon programları Staj programının ilk günü olması sebebiyle oryantasyon programları yapıldı. Öncelikle HAVELSAN kurumunun tanıtımı gerçekleşti. Bu tanıtım kapsamında şirketin adresi, kuruluş tarihi ve amacı, taşıdığı misyonlar, sermaye yapısı, personel sayısı ve mesleki dağılımları, ana faaliyet alanları, kapasitesi, hangi sektör içerisinde yer aldığı, sektör içerisindeki yeri hakkında bilgilendirme yapıldı. Tanıtım programının ardından ESD (Electro Static Discharge) Eğitimi başladı. Öncelikle bu olayın ne olduğu anlatıldı. Temel olarak insan vücudunda oluşan statik elektriğin iletken bir madde ile temas etmesi halinde anlık olarak insan üzerindeki statik elektriğin iletken maddeye geçmesi olayı olarak ifade edilen bu olayın iletken niteliği taşıyan elektronik devre ve devre kartlarına olan etkisi belirtildi. Bu etkileşim sonucu devre üzerinde anlık olarak 30.000 volta (30 KV ) kadar bir yükün yüklendiği söylendi. Aşırı bir yük yoğunluğuna maruz kalan bu devrede kalıcı hasarlar meydana geldiği belirtildi. Eğitimin amacı bu hasarların önlenmesi için gereken önlemlerin alınmasına yönelik neler yapılabileceği konusunda bilgilendirme yapılmasıydı. ESD Eğitimi nin ardından İş yeri Güvenliği Eğitimi verildi. İş yerinde uyulması gereken kuralların belirtildiği bu eğitimin sonunda iş yerinin sahip olduğu güvenlik sertifikaları kapsamında belgeler imzalandı. Son eğitim olarak 4 saat süren İş Sağlığı ve Güvenliği Eğitimi başladı. Bu eğitim kapsamında işçi ve işverenin uyması gereken kurallar ve alması gereken önlemler anlatıldı. İşçilerin tabii olduğu 4857 sayılı kanun maddeleri açıklandı. Ayrıca işyerinde gerçekleşebilecek tehlikeli olan olaylara karşı ne tür önlemlerin alınması gerektiği ve bu olayların gerçekleşmesi durumunda yapılması gerekenler anlatıldı. Eğitimler bittikten sonra stajyerlerin stajlarını yapacağı birimler ve bu birimlerde bulunan staj koçları belirlendi. 3
01/07/2014 Komuta Kontrol ve SavaĢ Sistemleri birimi tanıtımı Birinci gün belirlenen staj birimleri sonucunda Komuta Kontrol ve Savaş Sistemleri Biriminde stajım başladı. Bu birim HAVELSAN şirketinin ARGE çalışmalarını yürüttüğü birimlerden birisidir. Bu birimin gerçekleştirdiği ve ARGE çalışmaları devam eden bazı projeleri şu şekildedir: Entegre Komuta Kontrol Sistemi Muharebe yönetim Sistemi Defence Out Of a Box Yeni Tip Karakol Botu Gemi Entegre Savaş İdare Sistemi (GENESİS) Mili Gemi (MİLGEM) Yeni Tip Denizaltı Komuta Kontrol Bilgi Sistemleri Alt Yapı (KKBSAY) Sistemi Staj koçum olan Etkin Bey tarafından yapılan, birimim ile ilgili bilgilendirmenin ardından bu birimde Yeni Tip Denizaltı projesi kapsamında çalışmaya başladım. Etkin Bey ile staj süresince nelerin yapılabilir olduğunu düşündük. Bunun sonucunda staj süresi boyunca üzerinde çalışacağımız konuların planlamasını yaptık. Gün içerisinde bu birime ait olan bölgeyi ve entegrasyon laboratuvarlarını gezdik. 4
02/07/2014 STM32F429 Discovery kartınını tanıma Staj süresince çalışacağımız masa ve bilgisayar gibi araç gereçlerin temini yapıldı. Staj süresince üzerinde çalışacağımız STM32F429 Discovery eğitim kartı teslim edildi. Alınan bu kartı ve kartla birlikte kullanmayı düşündüğümüz entegreleri tanımak amaçlı araştırma yapıldı. Bu araştırma sonucu edinilen bilgiler şu şekilde özetlenebilir : STM32F429ZIT6 2 Mb Flash, 256 kb RAM hafızalı mikrodenetleyici (LQFP 144 kılıfta) Kart üzerinde veya harici olarak programlama/debug yapabilen ST-LINK/V2 USB kablo üzerinden yada harici 3V veya 5V ile çalışabilme 2.4 inch QVGA TFT LCD 64 Mbit SDRAM L3GD20 3 eksen Gyroscope(açısal hız ölçer) sensörü 2 si kullanıcıya tahsis edilmiş toplamda 6 adet LED Reset ve genel amaçlı 2 adet push buton USB OTG bağlantısı sağlayan konnektör Mikrodenetleyici pinlerine kolay erişim sağlayan genişletme soketleri 5
03/07/2014 Denizaltı Bilgi Dağıtım Sistemi kartlarının voltaj ve akım testleri Komuta Kontrol ve Savaş Sistemleri birimine ait olan entegrasyon, test ve kablolama işlemlerinin yapıldığı laboratuvarda Deniz Bey ile birlikte Yeni Tip Deniz Altı projesinde kullanılan Denizaltı Bilgi Dağıtım Sistemi (DBDS) içerisinde yer alan güç birimleri devre kartlarının voltaj ve akım testlerini gerçekleştirdik. 220 volt kaynak kullanılarak gerçekleştirdiğimiz bu testleri yaparken dikkatli olmaya özen gösterdik. 6
04/07/2014 DBDS güç kutusu entegrasyonu Dün testlerini gerçekleştirdiğimiz kartların kullanıldığı güç biriminin entegrasyonu ve kablolama işlemine devam edildi. Askeri tip konektörlerin bu yer aldığı bu kutunun kablolama işlemi yapılırken bağlantılar devre şeması üzerinden kontrol edildi. Hatalı olduğu düşünülen bağlantılar daha dikkatli inceleme sonucunda düzeltildi. 7
07/07/2014 DBDS güç kutusu kablolama iģlemi Önceki gün yapılan güç biriminin kablolama işlemine devam edildi. Ayrıca Deniz Bey tarafından askeri tip konektörlerin detaylı bilgilendirmesi ve incelemesi yapıldı. Öğleden sonra ise çalıştığım binanın içerisinde bulunan F16 uçağında yer alan bazı devre kartların test işlemlerinin gerçekleştiği birimi gezdim ve bu birim hakkında bilgi edindim. 8
08/07/2014 SPI öğrenimi STM32F429 Discovery kartının SPI ara yüzünü incelemeye karar verdik. Bu incelemeye başlamadan önce SPI hakkında araştırma yaptım. Bu araştırma sonucu öğrendiğim bazı bilgiler şunlardır: Serial Peripheral Interface Bus ya da SPI veri yolu full duplex modda çalışan senkron bir seri veri bağlantısı standardıdır. İsmi Motorola tarafından belirlenmiştir. Birincil ve ikincil modda çalışan aygıtlardan birincil aygıt veri çerçevesini başlatır. Birden fazla ikincil aygıt varsa kendilerine özgü ikincil seçim (çip seçim) teliyle seçilebilirler. SPI, benzer seri iletişim biçimlerinden daha fazla tele ihtiyaç duyar. Bu nedenle dört telli olarak da anılır. SPI veri yolu dört lojik sinyal tanımlar: SCLK: Seri Saat (birincil aygıt çıkışı); MOSI; SIMO: Birincil Çıkış, İkincil Giriş (birincil aygıt çıkışı); MISO; SOMI: Birincil Giriş, İkincil Çıkış (ikincil aygıt çıkışı); SS: İkincil Seçim (düşünce aktif, birincil aygıt çıkışı). İletişimin başlaması için, master cihaz veri yolu ilk olarak slave cihazının desteklediği maksimum frekansa eşit veya ondan daha düşük bir frekans kullanarak clock ayarlarını yapar.genelde bu frekans değerleri birkaç Mhz olmaktadır.master cihaz daha sonra cihaz seçme hattı üzerinden istenen cihaz(chip) için logic 0 bilgisini gönderir. 9
09/07/2014 STM32F429 Discovery SPI arayüzü STM32F429 Discovery kartını daha iyi tanımak amacıyla bu kartı kullanmaya çalıştık. Bunun için basit bir proje yazılımı oluşturarak bu kartı öğrenmeye karar verdik. Yapacağımız proje çalışmasını belirledik. Bu belirlemiş olduğumuz çalışma konusu, STM32F429 Discovery kartının SPI modülünü kullanmaya yönelikti. Proje çalışmasına, bu eğitim kartının datasheetlerini tedarik ederek başladık. Bu datasheetleri inceledik. 10
10/07/2014 STM32F429 Discovery SPI kullanımı için yazılım geliģtirme Bu gün STM32F429 Discovery kartında SPI modülünü kullanabildiğimiz bir program yazdık. Projeyi IAR programında gerçekleştirdik. Bu konuda deneyimli olan staj arkadaşım ile beraber yazdığımız bu programın benim açımdan öğretici bir nitelik taşıdığı kanaatindeyim. 11
11/07/2014 STM32F429 Discovery SPI kullanımı için yazılım test iģlemi Dün yazımını gerçekleştirdiğimiz program yazılımını denemek için Etkin Bey den osiloskop cihazı istedik. Bize 4 kanallı bir osiloskop cihazı getirdi. Ancak osiloskop cihazının SPI görüntüleme modülü lisanslı olmadığı için gönderdiğimiz verileri net olarak okuyamadık. SPI modülü ile gönderdiğimiz verileri sinyal olarak gördük. Frekansını bildiğimiz için gelen verileri kendimiz ayırt ettik. Gönderdiğimiz veriler ile aldığımız verileri karşılaştırdık. Bu işlemi birçok defa farklı veriler için gerçekleştirdik. Testimizin sonunda programımızın doğru çalıştığını onayladık. 12
14/07/2014 Altium programı eğitimi Staj yaptığım birim donanım geliştirme bölümü olduğu için burada görev yapan mühendisler bir çok bilgisayar programını kullanabilmekteler. Bu programlardan biride Altium. Devre kartlarının çizimlerinin gerçekleştiği bir ortam olan Altium programını öğrenmemizi Etkin Bey önerdi. Ben daha önceden ilgili olduğum için bu program hakkında bilgi sahibi olduğumu söyledim. Bunun neticesinde Etkin Bey diğer stajyer arkadaşlarında bu konuda bilgi sahibi olmaları için benden stajyer arkadaşlarıma Altium programını anlatmamı rica etti. Küçük bir devre kartı tasarlayarak arkadaşlara Altium programını anlattım. 13
15/07/2014 Altium programı ile devre kartı tasarımı (Ön hazırlık çalıģması) Bu gün stajın ilk günlerinde planladığımız proje çalışmalarına başladık. Bu projenin amacı Ethernet üzerinden gelen verileri 36 kanala sahip UART birimine çevirmektir. İşlemci olarak STMicroelectronics firmasının ürünü olan STM32F429 Discovery eğitim kiti üzerinde bulunan STM32F407xx entegresi kullanılmasına karar verdik. Kullanmayı düşündüğümüz bu entegreyi daha iyi tanımak için küçük bir araştırma yaptım. ST firmasının ürünü olan bu eleman 168 MHz çalışma frekansına sahip yüksek performanslı ARM Cortex M4 32-bit RISC üyesidir. Bu devre elemanı DSP uygulamaları geliştirilme üzere çıkmış güçlü bir elemandır. Projemiz için gerekli UART birimlerinin hangi devre elemanlarından oluşacağını da belirlemeye çalıştık. Bu belirlemeleri yaparken Etkin Bey in tecrübelerinden faydalandık. Araştırmalarımızı tamamladıktan sonra şematik çizimine geçmeye hazırlandık. Altium programı üzerinde gerçekleştireceğimiz şematik çizimi için planlama yaparak çizimini gerçekleştireceğimiz devre kartının üzerinde bulunacak olan birimleri tekrar gözden geçirdik. Çizim işinin kolay ve daha anlaşılır olması amacıyla birimlerin çizimini günlere ayırdık. Bu planlama şu şekildedir: Çizimin ilk günü mikroişlemcinin yer aldığı şematik Çizimin ikinci günü güç biriminin yer aldığı şematik Çizimin üçüncü günü Ethernet ve UART birimlerinin yer aldığı şematik 14
16/07/2014 Altium ile devre kartı tasarımı (MikroiĢlemcinin yer aldığı Ģematik çizimi) Dün planlamasını yaptığımız proje çizimi için çalışmalara başladım. Öncelikle kartımızın üzerinde yer alacak olan STM32F407xx devre elemanının kullanımı için gerekli çevre birimlerini belirledim. Şematik çizimine geçmeden önce kullanacağım devre elemanlarının şematik ve PCB kütüphanelerinin tanımlı olması gerekti. Bu yüzden ilk olarak kullanacağım deve elemanlarını proje dosyamda yer alan şematik ve PCB kütüphanelerinde tanımladım. Kütüphane oluşturma işlemini tamamladıktan sonra mikroişlemci için gerekli çalışma ortamının şematiğini oluşturdum. 15
17/07/2014 Altium ile devre kartı tasarımı (Güç biriminin yer aldığı Ģematik çizimi) Çizimine başladığımız devre kartının güç biriminin çizimine başladım. İlk önce bu birimde kullanacağımız devre elemanlarını araştırdım ve çizimi gerçekleştirdiğim proje dosyasındaki şematik ve PCB kütüphanelerinde bu devre elemanlarını oluşturdum. Bu birimde kartın bilgisayar ile bağlantı sağlayabileceği USB birimi yer aldı. USB birimi ile aldığımız 5 voltluk voltajı regülatörler kullanarak 3 volt ve 2.5 voltluk voltaj kaynaklarına dönüştürdük. Ayrıca işlemcinin debug yapılmasını sağlayan ST-LINK birimini oluşturdum. 16
18/07/2014 Altium ile devre kartı tasarımı (Ethernet ve UART biriminin Ģematik çizimi) Proje çiziminin son bölümü olan Ethernet ve UART birimlerinin oluşturulmasına başladım. Kullanacağım devre elemanlarını şematik ve PCB kütüphanelerinde tanımladıktan sonra çizimi gerçekleştirdim. Böylelikle devre kartımızın şematik çizimleri gerçekleşmiş oldu. 17
21/07/2014 Altium ile devre kartı tasarımı (ġematik çizimlerinin kontrolü) Altium programı üzerinde şematik çizimini önceki günlerde gerçekleştirdim. Çizim işlemi tamamlandığına karar verdiğimizde şematik dosyamızda hata olup olmadığını öğrenmek için derleme işlemi yaptım. Şematik kontrol edildikten sonra birkaç çizimde birkaç yerin hatalı olduğunu gördüm. Bu hataları düzeltmeye çalıştım. Ancak bazılarını düzeltmek için Etkin Bey den yardım aldım. Hataları düzelttikten sonra tekrar şematik projemi kontrol ettim. Kontrolümün sonucunda şematik dosyamın PCB çizimi için hazır olduğuna karar verdim. 18
22/07/2014 Altium ile devre kartı tasarımı (PCB çizimi) Altium programında, şematik çizimini bitirdiğimiz devre kartının PCB çizimine başladım. Devre kartımın boyutları ve şekli konusunda Etkin Bey den yardım aldım. Etkin Bey devre kartının boyutlarını ve konnektörlerin yerleşmesi gereken bölgeleri belirledi. Ben de Etkin Bey in yapmamı istediği ölçekte kartımı tanımlamaya başladım. 19
23/07/2014 Altium ile devre kartı tasarımı (PCB çizimi) Devre kartının Altium üzerindeki PCB çizimine, bu gün devam ettim. Etkin Bey den PCB çizimimi kontrol etmesini rica ettim. Etkin Bey in gerçekleştirdiği kontrol işleminden sonra bazı devre elemanlarının footprintlerinde değişiklik yapmaya karar verdik. Bunun üzerine, değişiklik yapmaya karar verdiğimiz kısımları düzelttim. 20
24/07/2014 Altium ile devre kartı tasarımı (PCB çizimi) Bu gün, önceki günlerde başladığımız devre kartının PCB çizimine devam ettim. 21
25/07/2014 Staj çıkıģ iģlemleri evrak onayı Staj programının tamamlanması için gerekli olan evrakları onaylattım. 22