------( میکروالکترونیک )------( الکترونیک دیجیتال )------( سفارش طراحی و برنامه نویسی پروزه های شما )------( الکترونیک مقدماتی )--------(www.project-esisis.com)------	تقویم ابزار های وبلاگ نویسی نمایشگر تاریخ به صورت فارسی

در این راهنما بخشهای مختلف سخت افزاری و نرم افزاری مدار از جمله شرح عملکرد و قطعات بکار رفته شده و همچنین آموزش برنامه نوشته شده آورده شده :

سوال: مداری را طراحی کنید که در آن از میکروکنترلر 8051 بعنوان نمایشگر سرعت موتور DC برحسب RPM دور بر دقیقه استفاده شده باشد. برای محاسبه سرعت موتور مجاز به استفاده از یک اینکدر با پالس مشخص که در برنامه نوشته شده قابل تغییر نیز می باشد و همچنین یک فرستنده ،گیرنده مادون قرمز بعنوان سنسور آشکار ساز پالس این اینکدر استفاده شده باشد. میکروکنترلر AT89C51 از روی پالس موجود روی گیرنده مادون قرمز تعداد دور موتور در دقیقه را به دست آورده و سپس روی 3 عدد 7Segment نشان دهد. دورهای بزرگتر از هزار با ممیز نشان داده شود 9.99 و کوچکترین رقم آن حذف شود.

ملزومات:

1. میکرو کنترلر AT89C51 یا AT89C52
2. نواسان ساز کریستال خارجی 11.059 MHZ
3. مدار ریست میکروکنترلر
4. روی پورت P1 میکرو کنترلر یک عدد seven segment دارای سه رقم متصل شود.
5. دیود گیرنده مادون قرمز با یک مقاومت 10KΩ روی پایه P3.2 متصل شود.
6. دیود فرستنده مادون قرمز با یک مقاومت 1KΩ بایاس شده و روشن باشد.
7. روی محور (شافت) یک موتور DC کوچک یک پره (انکدر) متصل شود. تعداد پالس 25
8. گیرنده و فرستنده مادون قرمز روبری هم قرار گیرند پره های انکدر بین دیود ها قرار گیرد.
9. موتور با یک پتانسیومتر که وظیفه تهیه ولتاژ تغذیه موتور را دارد روشن شود. سرعت دور موتور توسط این پتانسیومتر که به یک عدد تراشه رگولاتور ولتاژ متغییر متصل است کم و زیاد شود.

مدار برنامه خواسته شده (Proteus 8.5 Professional):

1. مدار ریست میکروکنترلرReset
2. مدار نوسان ساز خارجی از نوع کریستال که وظیفه ایجاد گام پله را در برنامه دارد
3. میکرو کنترلر 8051 شمارشگر پالس
4. پایه EA همیشه باید توسط یک مقاومت بالاکشنده در سطح یک قرار گیرد بر اساس دیتاشیت تراشه
5. سه عدد 7Segment آند مشترک به هم چسبیده
6. مقاومت های کنترل جریان 5.6KΩ صفر منطقی GND
7. اتصال پورت میکرو به قطعه سون سگمنت a-b-c-d-e-f-g-dp
8. ترانزیستور های BC547 که از نوع NPN هستند و بصورت کلید بایاس شده اند برای روشن و خاموش کردن هر یک از سون سگمنت ها بصورت تکی. که توسط پورت P2.0تا P2.2 کنترل می شوند.
9. اتصال دیود گیرنده به پورت P3.2 شمارش پالس انکدر
10. قطعه Compact Transmissive Photointerrupter داری دو عدد فرستنده گیرنده مادون قرمز در یک پکیج می باشد.
11. مدار تغذیه موتور DC توسط تراشه رگولاتور ولتاژ متغییر LM317
12. پتانسیومتر 2KΩ جهت کنترل ولتاژ خروجی محدوده 1.2V تا 16V
13. دیود هرزگرد برای محافظت از ولتاژ برگشتی بوبین موتور ها به تراشه رگولاتور
14. موتور MOTOR مدل DCدارای انکدر سرخود

میکروکنترلر 8051 بعنوان کنترل کننده اصلی مدار و پردازنده استفاده شده، برای کارکرد صحیح این میکرو یک مدار ریست خارجی Reset می توان به آن اضافه نمود که شامل خازن C3 به ظرفیت 10uF و 16V مقاومت R1 به مقدار 8.2KΩ و میکروسئویچ فشاری SW1 هست استفاده نمود. مدار ریست یا همان بازنشانی میکرو که هنگام هنگ کردن احتمالی یا برای از سرگیری برنامه از خط اول مورد استفاده قرار می گیرد. (برای ریست کردن توسط کاربر)

مدار نوسان ساز خارجی:

برای کاهش نویز از آن استفاده شده البته فیوز بیت های میکرو در هنگام پروگرام کردن باید سوزانده شوند در حالت نوسان ساز خارجی. لازم بذکر است که می شود از نوسان ساز RC استفاده نمود البته در مکان های پر نویز بهتر است از کریستال استفاده شود. C1-C2 دوعدد خازن عدسی 30PF هستند

پایه های تغذیه و نوسان ساز میکرو پایه 40 به +5V و پایه 20 GND

دیود فرستنده گیرنده مادون قرمز IR:

سنسور مادون قرمز یا IR چیست ؟

این سنسور که شکل ظاهری آن شبیه به یک LED می باشد و تقریبا همان ساختار LED را دارد با این تفاوت که نور آن مادون قرمز می باشد. این سنسور به طور کلی به دو دسته تقسیم می شود که یکی فرستنده و یکی گیرنده می باشد. از سنسور IR استفاده های زیادی می شود که از جمله ی آن استفاده در انکودرهای نوری می باشد!

شمارشگر نوری اپتو کانتر Optocounter :

. برای اندازه گیری سرعت چرخش محور موتور معمولاً از روش دور شماری استفاده می کنیم. این عمل با استفاده از صفحه سوراخ دار به نام انکدر که به انتهای محور موتور متصل می شود و یک شمارشگر نوری اپتو کانتر Optocounter انجام می گیرد. موتور های انکدر دار را می توان به سهولت در بازار یافت. در اینگونه موتور ها شفت از قسمت انتهایی بیرون آمده و انکدر به آن متصل شده است. شمارشگر نوری نیز از یک دیود فرستنده و یک دیود یا ترانزیستور گیرنده مادون قرمز تشکیل شده است. این شمارشگر نوری باید طوری قرار گیرد که شکافهای موجود روی انکدر در حال چرخش به طور صحیح از مقابل شکاف ارسال و دریافت پرتو مادون قرمز موجود روی شمارشگر نوری عبور کند و در غیر این صورت نمی توان عمل تولید پالس و شمارش را به درستی انجام داد. شکل زیر چگونگی اتصال پایه های شمارشگر نوری و نمای ظاهری آن را نشان می دهد:

زمانی که پرتو مادون قرمز از فرستنده به گیرنده می رسد ترانزیستور نوری نشان داده شده در شکل به اشباع می رود. هنگامی که جسمی بین شکاف و شمارشگر نوری قرار می گیرد و مانع رسیدن پرتو به ترانزیستور گیرنده می شود، ترانزیستور به حالت قطع می رود و درنتیجه پایه Int میکرو به حالت صفر منطقی رفته و یک پالس ثبت می شود. به این ترتیب با چرخش انکدر و عبور شکافهای روی آن از مقابل شکافهای شمارشگر نوری یک قطاری از پالس مربعی در پایه موردنظر ایجاد می شود. فرکانس این موج مربعی با سرعت چرخش محور رابطه مستقیم دارد. تنها کاری که باید انجام داد در مدت زمانی معین شمارش تعداد پالسهای تولید شده در خروجی شمارشگر نوری است به این ترتیب می توان سرعت چرخش محور را که معمولا برحسب انکدر ها متفاوت است برای مثال می توان می توان سرعت چرخش محور را که معمولا برحسب دور بر دقیقه RPM یا دور بر ثانیه RPS محاسبه نمود و بدست آورد.

تعداد شیارها روی انکدر ها متفاوت است برای مثال می توانید انکدر های با چند ده تا چندصد شیار را بسته به دقت کاری که انجام می دهیم انتخاب کنید. حال بعنوان مثال فرض کنید در موتوری با اینکدر 60 شیار در مدت یک دقیقه 1200 پالس شمارش شده است. با توجه به اینکه در هر دور 60 پالس تولید شده است نتیجه میگیریم که این موتور با سرعت 20RPS درحال چرخش است.

باوجود این همان طور که گفته شد سرعت موتور برحسب RPMهمان 1200 است روش محاسبه سرعت برای انکدر هایی با سوراخهای متفاوت نیز بر همین ترتیب خواهد بود هر چقدر شیار های روی انکدر بیشتر باشند ثبت سرعت با دقت بالاتری محاثبه میشود ، با اطلاع از موقعیت و سرعت فعلی موتور می توان از PWM برای افزایش یا کاهش سرعت استفاده کرد که در نهایت آنرا به مقدار مطلوب رساند. در شکل زیر تصویری از یک موتور بهمراه انکدر نصب شده بر روی MOTOR آورده شده است:

نحوه وصل پایه های تراشه فرستنده گیرنده مادون قرمز هر مدلی خریداری نمودید بر روی آن تصاویر کشیده شده دقت کنید ممکن فرق داشته باشد پایه های آن

ساختمان سون سگمنت:

هر seven segment از ۷ LED برای نمایش اعداد و ۱ LED برای نمایش نمایش نقطه اعشار تشکیل شده seven segment در. رنگ ها و ابعاد مختلف عرضه شده. برای کاهش تعداد سیم های سون کلیه پایه های آند یا کاتد LED های داخلی را به هم وصل می کنند. به سون سگمنت های که پایه کاتد LED های داخلی به هم وصل هستند، seven segment کاتد مشترک می گویند. و به سون سگمنت های که پایه آند LED های داخلی به هم وصل هستند، seven segment آند مشترک می گویند.

ساختمان سون سگمنت:

همان گونه که در شکل بالا ملاحظه می کنید. پایه مشترک seven segment کاتد مشترک، به منفی منبع تغذیه مدار وصل می شود. و پایه مشترک seven segment آند مشترک، به مثبت منبع تغذیه مدار وصل می شود. جهت محافظت از سوختن در برابر روشن شدن تک کاراکتری میشود از یک مقاومت 33 اهم جهت محدود کردن جریان کشیده شده در پایه مشترک استفاده نمود

طریقه آزمایش سون سگمنت:

برای راه اندازی seven segment شما باید یک برق DC به LED های سون سگمنت متصل نماید. ولی برای روشن کردن هر LED این نکته را باید بدانید که دقیقا همان ولتاژی را باید به آن اعمال کنید که نیاز دارد.

مثلا: LED که با ولتاژ ۲.۲ کار می کند، اگر ولتاژ ۲.۳ به آن وصل نماید به علت عبور جریان غیر مجاز خواهد سوخت. معمولا یک مقاومت با LED سری شده، تا اضافه ولتاژ بر روی مقاومت باشد. بعضی از طراحان غیر حرفه ای فقط یک مقاومت به پایه مشترک seven segment وصل می کنند. ولی این کار باعث نا هماهنگ شدن نور seven segment می شود. با توجه به ولتاژ پورت میکرو هر دو راه حل را آزمایش کنید.

مثلا: هر گاه seven segment عدد ۱ را به نمایش در می آورد، پر نور تر از زمانی خواهد بود، که عدد ۸ را به نمایش در می آورد. برای راه اندازی صحیح هر سون سگمنت شما به ۸ عدد مقاومت با مقدار مناسب نیاز دارید.

کنترل و نمایش رقم سون سگمنت به روش مالتی پلکسر : Multiplexer

برای کاهش پورت در هنگام کار با سون سگمنتی که دارای رقم های بیشتری برای نمایش اعداد بزرگتر می باشد معمولا از این روش استفاده می شود در این روش هر بار فقط برای چند ثانیه یکی از سه سون سگمنت روشن میشود سپس خاموش شده رقم بعدی روشن میشود در این پروژه از سه رقم سون سگمنت بعوان مثال برای 20mS میلی ثانیه یکی روشن و دوتای دیگر خاموش می باشند این فرآیند تکرار میشود تا تمام سونسگمنت ها روشن شوند و رقم ها بصورت کامل نمایش داده شودند بعنوان مثال عدد 123 را در نظر بگیرید ابتدا از راست عدد 3 نمایش داده شده سپس 20 میلی ثانیه روشن باقی خواهد ماند تا چشم ما تصویرش را ثبت کند در حافظه ما سپس 3 خاموش می شود عدد 2 در پورت خروجی بار شده و بروی سون سگمنت نمایش داده شده باز به مدت 20 میلی ثانیه سپس خاموش شده و عدد 1 نمایش داده میشود همانند بالا این روند مرتباً تکرار میشود تا چشم انسان آنرا بصورت کامل و باهم ببیند و تشخیص ندهد که پیوسته نیست دقیقا همانند لامپ کاتد تلویزیون و یا تولید دوربین و سینما عمل می کند.

وظیفه کنترل و خاموش روشن شدن سون سگمنت ها توسط پورتهای خروجی میکرو ترانزیستورهای Q1 تا Q3 می باشد

 

توجه: اگر شما این پروژه را با زبانهای برنامه نویسی و یا اینکه تراشه های میکروکنترلری دیگری مورد نیاز داشته باشید، می توانید از طریق بخش سفارش پروژه اقدام نمایید.

برنامه اسمبلی برای 8051

نکته: آموزش طراحی و برنامه نویسی تراشه میکروکنترلر 8051 به زبان اسمبلی Assembl  و توضیح خط به خط برنامه به همراه پروژه برای شما ارسال خواهد شد نمونه ای از بخش های این فایل راهنما در شکل ها آورده شده است:

راهنمای کامل و گزارشکار آماده و تایپ شده در Microsoft Office Word

 

---

(( سفارش پروژه ))

برای سفارش این برنامه با همین شکل و اجزاء و یا تغییر برنامه مورد نظر به دلخواه خود می توانید از روش های زیر اقدام نمائید، کد سفارش پروژه را ارسال کنید:

هزینه طراحی: SMS-> 0911 831 50 58

کد سفارش پروژه: 101p27

سفارش پروژه >>> Project-esisis.com/Content

---

برای ارتباط با مدیر سایت از لینکهای زیر استفاده کنید

آدرس کانال سایت در تلگرام : www.telegram.me/Electronic_iran

آیدی جهت ارتباط در تلگرام: @Electronic_iran

 

---