در این پروژه قصد داریم شما را با نحوه ی کار کردن با نمایشگرهای ماتریسی و همچنین کار کردن با سنسور SMT160 که یک سنسور دما است آشنا کنیم .

 معرفی سنسور SMT160

 این سنسور برای اندازه گیری دما درمحدوده -45C تا +130Cبه کار می رود . مزیت این سنسور نسبت به سنسورهای آنالوگ دما نظیر LM35 این است که خروجی سنسور SMT160 دیجیتال و به صورت مدولاسیون عرض پالس (PWM) است و نیازی به مبدل آنالوگ به دیجیتال ندارد و همچنین خروجی CMOS آن باعث شده تا بتوان سنسور را با کابلی به طول 20 متر به میکرو وصل کرد .در دیاگرام زمانی زیر نمونه ای از پالس خروجی سنسور SMT160 را مشاهده می کنید . این پالس از دو قسمت (T1 سطح مثبت و T2 سطح صفر) تشکیل شده است . در این سنسور زمان کل یعنی T1+T2 ثابت است ولی نسبت یک بودن T1 به T2 متناسب با دما تغییر می کند که به آن D.C (Duty sycle) گفته می شود و ما باید D.C را اندازه گیری کنیم , سپس از فرمول زیر استفاده نماییم . در فرمول زیر temp بر حسب درجه سانتی گراد است

سنسوری SMT160 دارای سه نوع بسته بندی است سنسوری که ما در این پروژه استفاده می کنیم از نوع بسته بندی TO – 18 بوده است .

ولتاژ کاری SMT160 در محدوده ی 4.75 تا 7 ولت است و حداکثر جریان مصرفی آن 200 میکرو آمپر است . در این برنامه برای خواندن دما باید زمانT1 و T2 موج مربعی خروجی سنسور را اندازه گیری کنیم تا توسط فرمول ذکر شده بتوانیم دما را به دست آوریم . برای اندازه گیری زمان از وقفه خارجی صفر و تایمر یک استفاده می کنیم . موقعیکه لبه پایین رونده پالس سبب وقفه خارجی می شود محتویات تایمر را در متغییرT1 قرار می دهیم و تایمر را Reset و وقفه را حساس به لبه بالا رونده می کنیم و موقعیکه لبه بالا رونده پالس سبب وقفه خارجی می شود محتویات تایمر را در متغییر T2 ذخیره و مجددا وقفه را حساس به لبه پایین رونده می کنیم و تایمر را Reset می کنیم . بدین ترتیب ما هر دو زمان پالس را داریم و می توانیم زمان وظیفه (Duty sycle ) را اندازه بگیریم .

قبلا با یک نمونه از مدارات رله راه پله آشنا شدید. در اینجا قصد دارم مدار دیگری را برای شما بررسی کنم. این مدار نیز از یک آی سی 555 برای اندازه گیری زمان استفاده کرده و از این جهت با مدار قبلی شباهت زیادی دارد. اما فرق این مدار با مدار قبلی نحوه نتظیم زمان است. در مدار قبلی از یک ولوم جهت تنظیم زمان استفاده کرده بود. اما این مدار بجای این کار از یک مدار دیجیتالی استفاده کرده که بصورت تاچ یا همان لمسی عمل میکند. و با هر بار تاچ شدن زمان بر روی مقدار جدید تنظیم میشود، و البته برای اینکه کاربر هم از مقدار تنظیم شده مطلع شود تعدادی LED نشانگر نیز بر روی آن قرار داده شده. که با هر بار تاچ شدن یکی از LED ها روشن میشود که نشان دهنده زمان جدید است.(تصویر 1)

تصویر 1

همانطور که مشاهده میکنید این مدار بسیار جذاب تر از مدار قبلی است. اما نحوه تاچ کردن در این مدار چگونه پیاده سازی شده است؟ اگر به مدار دقت کنید با توجه به ترمینال خروجی آن که در تصویر پیداست میتوان حدس زد که مدار ابعاد کوچکی دارد، و طراح با استفاده از هنر و تکنیک طراحی توانسته این مدار را با کمترین قطعات طراحی کند. و برای شما دوستان هم حتما روش و چگونگی انجام اینکار جالب است. بخصوص که با ایده گرفتن ازاین مدار میتوانید طرحهای مشابه را نیز طراحی و پیاده سازی کنید. پس با ما همراه باشید تا به بررسی این مدار بپردازیم.

در مقالات قبلی تابلوروان شما با نحوه گسترش تابلو توسط لچ آشنا شدید. اما استفاده از لچ در طراحی خود محدودیتهایی را نیز در پی خواهد داشت. که در زیر به برخی از مهمترین انها اشاره شده است :

• نیاز به 8 خط دیتا.
• نیاز به یک خط به ازای هر لچ.

در نتیجه شما بدون در نظر گرفتن سایر پایه های کنترلی و همچنین خطوط متصل به ستون ها ، برای یک تابلوی  16 در 64 که از 8 عدد لچ تشکیل شده باید 8 خط برای دیتا و 8 خط نیز برای LE در نظر بگیرید، که تا همین جا 16 خط یا دو پورت 8 بیتی میکروی شما مشغول میشود و این دست شما را در طراحی ها خواهد بست. از طرفی سیم بندی مدار نیز بسیار شلوغ میشود.

تصویر 1

اما راه حل این موضوع استفاده از یک شیفت رجیستر است. همانطور که میدانید یک شیفت رجیستر معمولا به یک خط ورودی کلاک نیاز دارید که بصورت مشترک بین آنها استفاده میشود و یک ورودی دیتا!(مقایسه کنید با 8 خط دیتای مورد نیاز لچ) از طرفی در شیفت رجیسترها شما یک خط خروجی دارید که اضافه کردن شیفت رجیستر بعدی را بسیار آسان میکند و کافی است بصورت پشت سر هم شیفت رجیستر ها بسته شوند. در این صورت شما به هر تعداد که شیفت رجیستر هم داشته باشید فقط دوخط یا به عبارتی دو پایه از پورت های گرانبهای میکرو را استفاده میکنید.

تصویر2

در این مقاله شما با ساخت و گسترش تابلوروان 24 در 24 از طریق شیفت رجیستر 74595 آشنا میشوید و همچنین با استفاده از این تابلو به نمایش انیمیشن واقعی با کمک از نرم افزار آنلاین تبدیل انیمیشن به کد هگز تابلوروان خواهیم پرداخت. در این شیفت رجیستر 5 پایه کنترلی داریم و در حالی که امکان راه اندازی ان فقط با 3 پایه بود من هر 5 پایه را به میکرو وصل کردم تا در توسعه های بعدی مدار و برنامه دستمان باز باشد.(تصویر شماره 1)

در ساختمانهای چند طبقه برای کنترل روشنایی راه پله از مدارت گوناگونی استفاده میشود. ساده ترین مدار، همان مدار کلید تبدیل است که اکثرا برای آپارتمان دو طبقه استفاده میشود که همه با آن آشنا هستید. اما برای طبقات بیشتر، کلید تبدیل گزینه چندان مناسبی نیست. و یکی از معایب آن احتمال روشن ماندن لامپ در صورت فراموش کردن است.

تصویر شماره 1

روش دیگری که کاربرد زیادی هم دارد استفاده از تایمر راه پله است(تصویر شماره 1). همانطور که از نام آن هم پیداست ، نوعی تایمر با هدف خاص میباشد. طبقات ساختمان هر قدر هم باشند شما فقط به یک تایمر نیاز دارید و علاوه بر آن فقط برای هر طبقه یا جلوی در هر واحد یک کیلد فشاری لحظه ای قرار میگیرد که سیم بندی آن هم بسیار ساده است. تمامی کلیدها با هم موازی میشوند.(تصویر شماره 2) در صورتیکه کلیدی زده شود تایمر شروع بکار کرده و لامپها را روشن میکند و پس از گذشت زمان معینی که قابل تنظیم نیز هست، لامپ ها خاموش میشوند. و دیگر نیازی به خاموش کردن از طرف اهالی ساختمان نیست و مشکل فراموش کردن ، خاموشی روشنایی بعد از استفاده ، برطرف شده است.

 تصویر شماره 2

 

بحث تابلوروان یکی از مباحثی است که با توجه کاربردی بودن و درعین حال داشتن ظرافتهای خاص مداری و برنامه نویسی، همیشه مورد توجه دوستان مختلف قرار داشته است و دارد. در این میان یکی از دوستان علاقمند جناب آقای علیرضا نخعی این بار مدار را با استفاده از میکرو 8051 و زبان اسمبلی طراحی کردند. که لطف نموده نقشه و برنامه را به همراه توضیحات آن برای ما ارسال کردند که در ادامه میتوانید مشاهده و استفاده کنید.