Elfatek Blog Takipçileri Merhaba,

Ben Zeynep Miraç OL! yaz stajında yapmış olduğum dot matrix devre kartı çizimi ve sürme için gerekli olan bilgileri sizlerle paylaşacağım. Öncelikle dot matrix nedir bununla başlayalım.

Dot matrix; çok sayıda ledin satır ve sütunlardan oluştuğu matris düzeninde konumlandığı ekranlardır. Dükkanlar, iş yerleri, metro durakları gibi günlük hayatta sıkça bulunduğumuz mekanlardaki tabelalarda kullanılan dot matrixlerden elektronik projelerinde de çokça faydalanıyoruz. Bu araçları kullanarak kimi zaman bir yazıyı kimi zaman bir sembolü görüntüleyebiliyoruz. 

Dot matrixler bağlanış şekline göre Ortak Anot ve Ortak Katot olarak ikiye ayrılır. Ortak anot dediğimiz bu ortak pinlerin VCC, ortak katot dediğimiz ise bu ortak pinlerin GND olmasıdır. Benim oluşturduğum devre için bu diziliş Ortak Anotlu yapıdadır.

Peki dot matrixin çalışma yapısı nasıldır?

Dotmatrixler Çoklama (multiplexing) mantığı ile çalışmaktadır. Dot matrixte istediğimiz bir noktaya VCC ve GND bağladığımızda o noktayı yakabiliriz. Peki bunu 2 ya da daha fazla noktayı aynı anda yakmak istediğimizde nasıl yapabiliriz. İki farklı konumdaki led hiçbir zaman aynı anda yanmaz. İnsan gözünün algılayamayacağı mili saniye hızında değişim gerçekleştiği için biz şekil ve sembolleri aynı anda yanıyormuş gibi algılarız.  

Kullanmayı tercih ettiğim devrede 5×8’lik dot matrixler bulunmaktadır. Dot matrix satırlarını Shift register’ lar ile sütunlarını ise mosfetler ile kontrol ettim. Kullandığım Shift registerlar 74HC595 ile çok benzer çalıştığını söyleyebilirim. Benim devrem için kullandığım DM13A shift registerıdır. Shift registerlar için gerekli olan üç pin bulunmaktadır. Bunlar, mikrodenetleyiciden gelen Data Input verisi, oluşan veriyi aktaracak olan Latch pini ve sistem clock sinyali. Ayrıca birden fazla shift register eklemek istediğimizde Data Out pinini sıradaki shift registerın Data Input girişi olarak verdiğimizde dilediğimiz kadar shift register ekleyebiliriz. Dot matrix sütun kontrolünü ise mosfetlerin Drain pininden alarak kontrolünü sağladım. Hepsinden önce mosfetlerin NPN mi PNP mosfet olduğuna dikkat edilmelidir!

Projemin amacı CANBus verisi dot matrixlere göndermekti. Bu yüzden CANBus haberleşmesinden de bahsetmek istiyorum.

CAN (Controller Area Network Bus) “Kontrol Alan Ağı Veri yolu” dur. 1980’lerin ortasında Robert Bosch tarafından otomotiv endüstrisi için geliştirilmiş bir seri iletişim metodudur. Gerçek zamanlı uygulamalarda yüksek kapasiteli ve doğrulukta veri transferi genel karakteristiğini oluşturur. Ayrıca gürültülü ortamlarda yüksek doğrulukta güvenilir veri transferi sağlar.   İletişim, değişik elektronik modüller arasında elektriksel gürültülerden dolayı oluşabilecek hatalardan etkilenmeyecek CAN-High ve CAN-Low olmak üzere iki ayrı kablo ve güvenli bir protokol sayesinde sağlanır.

Sistemdeki kablo ağırlığını etkili şekilde azaltmasında önemli rol oynamaktadır. Diğer bir yararı, sensörlerin daha hızlı çalışması ve sisteme gerekli bilgiyi daha hassas bir şekilde basmasıdır. CANBus sisteminde hata oranı da bu sebepten dolayı çok daha azdır.

Sistemde bir modülün bozulması, tüm sistemin durmasını gerektirmez. Sadece o modülle ilgili birim çalışmaz, ama diğer tüm birimler çalışmaya devam eder. Bu da sistemi daha güvenli yapar.

CANBus  Mikrodenetleyiciler arasında gerçek zamanlı iletişim de dahil pek çok ihtiyaca cevap verir. RS232 gibi geleneksel seri iletişim yöntemlerinden çok daha performanslı ve uygun maliyetlidir.

CANBus çalışmasını şekilde görünen Atmel Geliştirme kartı ile yaptım. Sıra kendi oluşturduğum devrede CANBus çalışması yapmada!

Şimdi size projenin geliştirilme aşamalarından bahsedeceğim.

Kullanılan Malzemeler:

• SAMC21E18A
• DM13A
• APM4953
• LM2576
• NUP2105L
• SN65HVD234

1.Adım: Şematik Tasarımı

Kartta proje gereksinimlerimi karşılayabilecek olup Atmel tabanlı olan SAMC21E18A isimli 32 pinli mikrodenetleyici kullandım. Projemin amacı 5×8’lik dot matrixleri sürebilecek bu karta CANBus verisi gönderebilecek bir devre tasarlamaktı.

Şematik 1

Şematik 2

Şematik 3

2.Adım: PCB Tasarımı

PCB tasarım yaparken üretim biçiminden dolayı yolların olabildiğince kalın olmasına ve bağlantıları en kolay ve pratik bir şekilde gerçekleştirdim.

Tasarımı yapılan kartın üç boyutlu görseli Şekil:6’da ki gibidir.

3.Adım: Devre Kartının üretilmesi ve Lehimlenmesi

Tasarlanan devre kartı Elfatek Elektronik Ltd. bünyesinde bulunan CNC Router makinesinde üretilmiştir. Üretilen devre kartının montajı için gerekli malzemeler yine şirket içinde temin edilip lehimlenmiştir

4.Adım: Kartın Test İşlemlerinin gerçekleştirilmesi

Montaj aşamaları gerçekleşirken ilk olarak regülatör devresinin montajı yapılmış ve Output olarak 5V görülmüştür. Vin=12V olarak verilmiştir. Sonraki aşama SAMC21E18A işlemcisinin test ledi Atmel studio arayüzünden hazırlanan basit kodlar ile test edilmiştir. Program atabildiğimize göre son aşamada dot matrixleri çalıştıracak kodlar işlemciye yüklenerek sürme işlemi tamamlanmıştır. Yalnızca CANBus haberleşmesini süreyi planyamamdan ötürü kendi kartımda çalıştıramamış oldum.

Staj sürecimde bana yardımcı olan Elfatek çalışanlarına çok teşekkür ederim.

 

Sorunuz olursa iletişim bilgilerim:

Zeynep Miraç OL

Selçuk Üniversitesi-Elektrik Elektronik Mühendisliği

Gmail: zeynepolmirac@gmail.com

Linkein: https://www.linkedin.com/in/zeynepmiracol/