Sayısal Kumbara

Bu yazı, günümüz teknolojisine yakışan bir kumbara yapımı ile ilgili. Yapımı pek zor olmayan bu proje, oldukça kullanışlı özelliklere sahip. Kumbara, 256 YTL’ye kadar bozuk parayı sayabiliyor ve daha da önemlisi toplam para miktarını hafızasında tutabiliyor. Böylece güç bağlantısı kesilmiş olsa da hafızadaki para tutarı yıllarca silinmeden kalıyor. Projenin en önemli parçası PIC16F628A adlı mikro denetleyici. Bu entegre, kumbaraya atılan paraları algılama, para miktarını sayma, toplam tutarı hafızada saklama ve LCD göstergeyi sürme görevlerini yürütüyor. Bozuk paraları algılama işini ise CNY70 adlı optik sensör yapıyor. Yazının devamında dijital kumbaranın yapımı ile ilgili ayrıntılı bilgileri bulabilirsiniz.

Yansıma prensibine göre çalışan CNY70 sensörü, iç yapısında 950nm dalga boyunda ışık yayan kızılötesi bir LED ve foto transistor içerir. 4 bacaklı bir yapıya sahip bu sensörün görünümü şekil l’de görülüyor.

Image

Şekil 1: CNY70 sensörü

CNY70 sensörü, yansıtıcı özelliğe sahip cisimleri (özellikle beyaz renk cisimleri) yakın mesafeden algılama yeteneğine sahip. Şekil 2’de sensörün çalışma prensibi görülüyor. Cismin algılanabilmesi için kızılötesi LED’in yaydığı İR ışınların cisimden yansıyıp foto transistöre ulaşması gerekiyor. Algılama mesafesi (d), lmm’den daha küçük olsa da, bozuk paraları algılamak için yeterli.

Image

Şekil 2: Sensörû’n çalışma mantığı

Sensörû’n bacak bağlantısı şekil 3’de görülüyor. A ve K, kızılötesi LED’in anot ve katot ucunu; C ve E ise foto transistorun kollektör ve emiter ucunu gösteriyor.

Image

Şekil 3: Bacak bağlantısı

CNY70 sensörünün devre bağlantısı şekil 4’deki gibi. Devrede İR LED’in akımını sınırlamak üzere 180 ohm’luk bir direnç bulunuyor. Böylece LED akımının 20mA civarında olması sağlanıyor. Sensörün K ve E uçları toprağa bağlı durumda. Foto transistorun C ucu ile güç kaynağının pozitif ucu arasında ise 15 kilo ohm’luk bir direnç bulunuyor. Devrede ayrıca 74HC14N adlı schmitt tetikleyici entegre de yer alıyor. Bu entegre sayesinde algılayıcı devrenin çıkış geriliminin OV ya da 5V olması sağlanıyor. Bu durum şekil 4 ün sağındaki grafikten de görülüyor. Sensörün önünden bir cisim geçtiği sırada, C ucunun toprağa göre gerilimi yavaşça azalırken 74HC14N entegresinin çıkışı 5V genlikli bir darbe üretmekte. Kısa süreli bu darbe, mikro denetleyicinin bozuk parayı algılaması için kullanılır.

Image

Şekil 4: Para alg›lama devresi

74HC14N entegresi 14 bacaklı olup iç yapısında 6 adet tersleyici içerir (Şekil 5 ve 6).

Image

Şekil 5: Schmitt tetikleyici entegre

Image

Şekil 6: 74HC14N entegresinin içi

Tedavülde bulunan madeni paralar şekil 7’de görülüyor. 1, 5, 10, 25, 50 kuruş ve 1 lira olmak üzere 6 adet bozuk para çeşidi bulunuyor. Paraların fiziksel ölçüleri hakkında ayrıntılı bilgiler www.darphane.gov.tr internet adresinden öğrenilebilir.

Image

Şekil 7: Madeni para çeşitleri

Dijital kumbara tasarımında en önemli aşamayı, madeni paraları ayırt edebilecek algılama devresinin yapımı oluşturur. Piyasada satılan hazır dijital kumbaralarda tek bir para atma bölmesi ve özel bir para algılama birimi bulunur. Kumbaraya atılan paranın fiziksel ve elektriksel pek çok parametresi dikkate alınarak sayım işlemi gerçekleştirilir. Böyle bir tasarım çok kullanışlı olsa da uygun para sensörü gerektirdiğinden yapımı zor ve maliyetlidir. Bu nedenle bu projede farklı bir yöntem kullanıldı. Kumbaraya atılan paraları algılamanın en kolay yolu her bir para için ayrı bir bölme bulunmasıdır. Bu mantık, Bilim ve Teknik dergisinin mayıs 2005 sayısında Teknotezgah köşesinde de verilmişti. Bu tasarım sayesinde, bozuk paraları ayırt etmeye gerek olmadan sayım işlemi kolayca gerçekleştirilebilir.

Devre şeması

Dijital kumbara projesine ait devre şeması şekil 8’de görülüyor. Devrede, 6 adet bozuk para çeşidini algılamak üzere 6 adet CNY70 sensörü bulunuyor. Sensörlerden her biri için şekil 4’de verilen algılama devresi kullanılıyor. Sensör çıkışları birer tersleyiciden geçirilerek mikro denetleyicinin giriş portlarına bağlı durumda. Devrede para tutarını gösteren 2×16 LCD gösterge ve gerektiğinde toplam tutarı sıfırlamak için bir sıfırlama butonu da bulunuyor. Devre şemasında toprak (GND) sembolü görülen noktalar, fiziksel olarak birbirine bağlı ve kaynağın (-) ucunu gösteriyor.

LCD göstergenin arka plan ışığı (backlight) kullanılacaksa, göstergenin 15 nolu ucunu +5V’a, 16 nolu ucunu ise toprağa bağlamak gerekiyor. Fakat bu durumda LCD gösterge çok fazla akım çekeceğinden 15 nolu ucu 4.7 ohm’luk bir direnç üzerinden +5V’a bağlamak daha uygun olur.

Elektronik devrenin beslemesi için 5V’luk bir güç kaynağı kullanmak gerekir. Bu amaçla 9V’luk bir pil ve şekil 9’da verilen regülatör devresi kullanılabilir. 9V’luk pil yerine 9V’luk DC çıkışa sahip bir adaptör de tercih edilebilir. Elektronik devre, çalışma esnasında yaklaşık 0.2A akım çektiğinden pille kullanımda devre uzun süreli açık bırakılmamalı. Aksi halde pil kısa sürede tükenir.

Image

Şekil 8: Devre şeması – yakında görmek için üzerine tıklayınız

Image

Şekil 9: 5V’luk regülatör devresi

Yapım aşamaları

Kumbaranın gövdesi için uygun boyutta bir ahşap kutu gerekiyor. Şekil 10’da görülen 15x15x8 cm ölçülerindeki kutu iyi bir seçim olur.

Image

Şekil 10: Ahşap kutu

Buton ve anahtar montajı için kutu üzerine uygun çapta delikler açmak gerekiyor. Ayrıca, kumbaraya bozuk paraları atabilmek için para boyutuna göre dikdörtgen kesitli bölmeler oluşturmak lazım. 3mm çaplı matkap ile yan yana delikler açılarak bu bölmeler kolayca oluşturulabilir. Bölme uzunlukları 1 ve 5 kuruş için 20mm; 10 ve 25 kuruş için 25mm; 50 kuruş ve 1 lira için 30mm olmalı. LCD göstergeyi monte edebilmek için kutunun üst kısmı 26x72mm boyutunda kesilmeli.

Image

Şekil 11: Delme ve kesme işlemleri

Kutunun üzerine yerleştirilecek buton, anahtar ve LCD gösterge şekil 12 ve 13’de görülüyor.

Image

Şekil 12: Buton ve anahtar

Image

Şekil 13: 2×16 LCD gösterge

Montaj sonrasındaki görüntü şekil 14’deki gibi.

Image

Şekil 14: Montaj sonrası görüntü

Şimdi sıra, elektronik devrenin kutu içerisine yerleştirilmesine geldi. CNY70 sensörlerini her bir bölmenin önüne yerleştirmeden önce kablo bağlantısını yapmak gerekiyor. Sensörün 4 bacağı olduğuna göre 4 adet kablo kullanmak gerekiyor. Fakat basit bir işlemle kablo sayısı azaltılabilir. Şekil 4’deki bağlantı şemasından görüldüğü gibi sensörün K ve E uçları toprağa bağlı. Böylece, bu iki uca tek bir kablo lehimlenerek toplam kablo sayısı 3’e düşürülür. Şekil 14’de bağlantı kabloları görülüyor. Her bir sensörü bu şekilde hazırlamak gerekiyor. Şekle göre, kırmızı renkli kablo A ucuna, siyah renkli kablo K ve E ucuna, beyaz renkli kablo ise C ucuna bağlı durumda.

Image

Şekil 15: Sensör bağlantı kabloları

Şekil 16’da montaj tamamlandıktan sonraki durum görülüyor. Devre elemanları bir delikli pertinaks üzerine dizilerek bağlantılar kolayca yapılabilir. Sensörleri her bir bölmenin önüne sabitlemek için silikon kullanılmalı. Devre elemanları arasındaki bağlantıları devre şemasına uygun şekilde adım adım yapmak lazım. Bu iş biraz zahmetli olabilir. Bu montaj şekli yerine baskı devre kartı (PCB) tasarlanarak işlemler kolaylaştırabilir.
Buraya kadar dijital kumbaranın donanımı gerçekleştirildi. PIC programlama işleminin ayrıntıları ise şöyle. PIC C dilinde yazılan program oldukça basit ve anlaşılır. Dijital kumbaranın nasıl çalıştığı hakkında fikir edinmek isteyenler PIC programını aşağıda inceleyebilir.

Image

Şekil 16: Kutunun iç kısmı

#include <pic.h>
#include <delay.c>
#include <lcd.c>
#include <stdio.h>

// Konfigurasyon ayarlari
__CONFIG(WDTDIS&PWRTEN&LVPDIS&INTIO);
#define alici1 RA0 #define alici2 RA1 #define alici3 RB4 #define alici4 RB5 #define alici5 RB6 #define alici6 RB7
// Degisken tanimlamalari
float sayac; unsigned char lira,kurus; unsigned char miktar[]=" ";
//LCD alt programi
void LCD_yaz(void){ lcd_clear(); lira=(int)(sayac/100); kurus=(int)(sayac-lira*100); lcd_goto(0x00); lcd_puts("Dijital Kumbara"); sprintf(miktar,"%dLira %dKurus",lira,kurus); lcd_goto(0x40); lcd_puts(miktar);
EEPROM_WRITE(1,lira); EEPROM_WRITE(2,kurus);
}
// Ana Program main(void) { // Port ayarlari TRISA=0x13; TRISB=0xF0; CMCON=0x07; PORTA=0; PORTB=0; DelayMs(250); lcd_init(); lcd_clear();
// Sifirla butonuna basili mi? if(RA4==0){ EEPROM_WRITE(1,0); EEPROM_WRITE(2,0); }
//EEPROM islemleri if(EEPROM_READ(0)=='Y'){ lira=EEPROM_READ(1); kurus=EEPROM_READ(2); sayac=lira*100+kurus; }
else{ EEPROM_WRITE(0,'Y'); sayac=0; }
LCD_yaz();
// 6 adet CNY70 sensorunu kontrol et for(;;){ if(alici1==1){while(alici1==1); sayac+=1; LCD_yaz();} if(alici2==1){while(alici2==1); sayac+=5; LCD_yaz();} if(alici3==1){while(alici3==1); sayac+=10; LCD_yaz();} if(alici4==1){while(alici4==1); sayac+=25; LCD_yaz();} if(alici5==1){while(alici5==1); sayac+=50; LCD_yaz();} if(alici6==1){while(alici6==1); sayac+=100;LCD_yaz();} DelayMs(100); } }// Program sonu

PIC C programı

Uygun bir programlama kartı yardımıyla hex uzantılı dosya PİC’e yüklenerek işlem tamamlanır. Hex dosya, kendimiz yapalım köşesine ait web sayfasından indirilebilir. Web sayfasının adresi şekil 17’de görülüyor. Verilen hex dosya sayesinde, program yazma, derleme gibi işlemlerle hiç uğraşmadan PIC programlama işlemini kolayca yapabilirsiniz.

Image

Şekil 18: Çalışma esnasında LCD görüntüsü
Kumbara üzerindeki sıfırla butonu basılı iken cihaz açıldığında toplam para tutarı sıfırlanır. Normal çalışma esnasında bu butonun bir işlevi yoktur. Elektronik severlere faydalı olması dileğiyle.

Gerekli malzemeler:
1- 6 adet CNY70 optik sensör
2- 1 adet 74HC14N entegresi
3- 1 adet PIC16F628A mikro denetleyici
4- 1 adet 2×16 LCD gösterge
5- 6 adet 180 ohm direnç (1/4W)
6- 6 adet 15k direnç
7- 2 adet 4.7k direnç
8- 1 adet 10k direnç
9- 1 adet 330 ohm direnç
10- 2 adet 330nF kutupsuz kondansatör
11- 1 adet 10uF/16V kondansatör
12- 1 adet buton (sıfırlama için)
13- 1’er adet 14’lü ve 18’li entegre soketi
14- 1 adet 1N4001 diyot
15- 1 adet LM7805 regülatör
16- 1 adet aç/kapa anahtar
17- 9V’luk pil yuvası
18- 9V’luk pil
19- 15x15x8cm ölçülerinde ahşap kutu

PIC progralamak için
C dosyası
Hex Dosyası

Hazırlayan : Yavuz Erol

İlginize Çekebilir

Telefonla Uzaktan Cihaz Kontrolü

Günümüzde akıllı evler için tasarlanan ev otomasyon ürünleri hızla yaygınlaşıyor. Daha güvenli ve konforlu bir …