arduıno ile tanışalım
advertisement
TANIŞALIM • Ben, “Bülent Artüz”, İ.T.Ü. Elektronik ve Haberleşme bölümünden, Elektronik Mühendisi olarak mezun oldum. • 1980’li yıllarda evlere giren ilk bilgigisayarlarla, programlama hayatına adım attım. O yıllarda meşhur olan BASIC programlama dili ile haşır neşir olduktan sonra, bilgisayarın üst düzey dillerinden daha çok alt seviye programlama ile tanıştım. Yine o yılların meşhur Zilog Z80 CPU ile ilk assembler code’larına daldım. Makine kodu düzeyinde programlama her zaman üst seviye dillerden daha büyük bir zevk verdi. • Birkaç yıl içinde CPU’ların dramatik bir şekilde yenilerinin çıkması ile, 8080 CPU’su ile tanıştık artık onun instruction setlerini ezberlemeye başlamıştık ama bu CPU’da çok becerikli değildi. Sonunda insana gerçekten zevk veren Motorola 68000 serisi çıktı. Gerçek MultiTasking yapabilen bu CPU o yıllar için değişik bir deneyimdi. TANIŞALIM • Bilgisayar bana hep pasif olarak gelmiştir, sanal bir alem olan ekranda bir şeylerin harket etmesi hiç doyurucu gelmedi. Hep bir şeyleri ölçmek ve bu ölçülen değerlerle bir şeyler yapmak hatta mekanizmaları hareket ettirmek çok hoşuma gitti. • Yıllar, yıllar sonra hayatımıza Arduino diye bir kontrol kartı girdi. Ama her gizli kahraman gibi pek adı anılmayan ATMEL işlemcisinin kontrol ettiği Arduino kartları çıktı. Bu konsept bir devrim gibi hayatımıza yerleşti. Çünkü Arduino’yo Arduino yapan C+ benzeri bir dili, kolay bir IDE’si ve dehşet bir Compiler’ı vardı. • Nerdeyse takla atlatmak dahil, herşey’in yapılabileceği bir kontrol kartı yapılmıştı ve bu kontrol kartına LEGO misali birçok eklenti yapılabiliyordu. • Moda iconu olarak kabul edildiği gün bile binlerce sensor ve aktüatör üretilmişti. TANIŞALIM • Gerçekten nerdeyse yapılamıyacak hiçbir şey kalmamış, sadece maker’ın kabiliyetine bağlı olarak, yaratıcılıkları kamçılar bir hale geldi. • Maker dedik de, işte Maker olmanın kilometre taşlarından veya katalizörlerinden biri işte bu Arduino kartı oldu. • Bütün bu bu eğitimi özeti alındığında, anafikir olarak ben bir MAKER’ım diyebilme için burda olduğunuzu düşünüyorum TANIŞALIM • BEN ARDUINO ile neler yaptım; • Web Tabanlı Meteorloji istasyonları. (IoT) • Robot Kol Projesi. • Sulama projesi. • Sismik Data Loglayıcı • Şu anda üzerinde çalıştığım Akıntı ölçer. • Wireles Access Point + WEB Server Çalışmaları, projeleri yaptım. HAYATINIZA GİRECEK TERİMLER ASSEMBLER DISASSEMBLER MAKİNE KODU 8080/M68000/ATMega BIT/BYTE LED/DİYOT/DİRENÇ/TRANZİSTÖR POTANSİYOMETRE/KONDANSATÖR AKTÜATÖRLER LOGIC/BOOLEAN 74LS SERİSİ ÇİPLER/KAPILAR BUFFER/SHIFT-REGISTER PERTİNAKS IDE COMPILER SENSÖR PWM SDA/SCL-MOSI-MISO-CS GND/Vcc/Vin/Vout PID(ORANTISAL/INTEGRAL/TÜREV) MAKER/MAKER KÜLTÜRÜ IoT WEB Tabanlı RS232/USB/I2C/SPI BREADBOARD JUMPER VOLT/AMPER REGÜLATÖR OSİLATÖR/OSİLASKOP BOOTLOADER OPENSOURCE LIBRARY ANALOG DIGITAL ADC DIGITALWRITE ANALOGWRITE 0,1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024 DERS 1; ARDUINO İLE TANIŞALIM • Günümüzde herşey çok kolaylaştı. İnsanlar istedikleri şeyleri yapabilmek için çok çeşitli imkanlar bulabiliyorlar. Özellikle teknoloji konusundaki gelişmeler artık son kullanıcılarında ürünler üretmesini sağlıyor. • Arduino bu araçlardan biri, ATmega çipini baz alan bu kontrol kartı, insanların düşündükleri projeleri prototiplemeleri için büyük bir imkan veriyor. • Eğer sizler daha önce hiçbir kontol kartı ile haşır neşir olmamışsanız bile, derslerim sonucunda olaya kendinizi daha yakın hissedeceksiniz. • Sizleri Elektroniğin Basit temelleri, Arduino kartının özellikleri, Programlanması üzerine konularda aydınlatmaya çalışacağım. Basit devrelerden başlayıp daha komplike yapılara uzanacağız. Lazım Olanlar Konuları yakından takip edebilmek için temel olarak: • 1-Arduino 2-USB Kablosu 3-BreadBoard 4-Jumper Kabloları 5-Bilgisayar 6-Tercihen Internet bağlantısı. Gerekmektedir. ARDUINO NEDİR • Arduino kartları bir Atmel AVR mikrodenetleyici (Eski kartlarda ATmega8 veya ATmega168, yenilerinde ATmega328) ve programlama ve diğer devrelere bağlantı için gerekli yan elemanlardan oluşur. Her kartta en azından bir 5 voltluk regüle entegresi ve bir 16MHz kristal osilator bulunur. Mikrodenetleyiciye önceden bir bootloader programı yazılı olduğundan programlama için harici bir programlayıcıya ihtiyaç duyulmaz. ARDUINO’nun Kalbi • Atmel=advanced technology for memory and logic • • • Arduino IDE kod editörü ve derleyici olarak görev yapan, aynı zamanda derlenen programı karta yükleme işlemini de yapabilen, her platformda çalışabilen Java programlama dilinde yazılmış bir uygulamadır. IDE: Integrated Development Environment, (Tümleşik Geliştirme Ortamı) Yazılım dili c+ veya javascript’e benzeyen bir dildir. OPENSOURCE HARDWARE AÇIK KAYNAK DONANIM • • • • • • You are free to: (Yapmakta Sebestsiniz) Share — copy and redistribute the material in any medium or format (Paylaş)- istediğin ortam ve formatta kopyala ve tekrar sun . Adapt — remix, transform, and build upon the material (Adapte Et)-materyali istediğin gibi değişitir, birleştir for any purpose, even commercially. İstediğin bir nedenden dolayı hatta satış için Arduino’nun bugün bu kadar yaygın ve popüler olmasındaki bir etken de tüm içeriğini; CC yaniCreative Common felsefesi ile yayınlaması kâr amacı gütmeden, esnek telif hakları ve paylaşımcı düşüncesinin sonucudur. PEKİ ADI NEDEN ARDUINO ve BU ARDUINO Nasıl okunur • Geçen gün ekşi sözlükte, “türk halkının arduino ile olan imtihanı” diye bir başlık okudum çok güldüm. Evet Arduino’yu Ardinyo, arudino, aurdina v.b. söyleyenler var. Peki bu Arduino ne demek • Kolombiyalı öğrenci Hernando Barragan, İtalyada, Ivrea’da bulunan “Interaction Design Enstitüsünde”, 2004 yılında Master Tezi için Wiring adında bir geliştirme ortamı çalışması yaptı. • Massimo Banzi ve Casey Reas (Prossesing) onun tez hocalarıydı. Amaç, mühendis olmayanlar için, çok ucuz ve kolay bir dijital araç geliştirmekti. Wiring platformu ATmega128 mikrokontrol çipi, Geliştirme Ortamı (IDE) ve çeşitli kütüphanelerden (library) oluşuyordu. • 2005 Yılında, Massimo Banzi David Mellis’le beraber sonradan David Cuartelles’i de katarak, Wiring projesini başka bir projede kopyaladılar, işte bu Arduino projesiydi. • Arduino’nun ilk takımı Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, ve David Mellis’den oluşuyordu. PEKİ ADI NEDEN ARDUINO ve BU ARDUINO Nasıl okunur • Arduino ismi, o gün yaşadıkları ve proje için devamlı buluştukları Ivrea’daki bir BAR’dan alınmıştır. Bar’ın ismi “Arduin d’Ivrea” dır ve bu isimde 1002-1014 yıllarında yaşamış Ivrea’lı bir Kraldan alınmıştır. • • • ESASINDA ARDUINO’yu ARDUINO yapan onun geliştirme ortamı olarak kullanılan IDE’si ve ARDUINO’ya ek olarak takılacak olan sensor olsun aktüatör olsun, çeşitli parçaların kütüphaneleridir. (library) IDE: Integrated Developmet Environment: Arduino programlarını yazdığımız ve bu programları Arduino’ya yüklemek için kullandığımız ortam. Arduino IDE http://arduino.cc/en/Main/Software adresinden son versiyonu olarak parasız olarak indirilebilir. TEKRAR HARDWARE OLARAK BAKTIĞIMIZDA TEKRAR HARDWARE OLARAK BAKTIĞIMIZDA • • • • • • • • • Giriş Voltajı (tavsiye edilen): 7-12V Giriş Voltajı (limit): 6-20V Digital I/O Pinleri: 14 (6 tanesi PWM çıkışı) Analog Giriş Pinleri:6 DC Akım I/O Pin: 40 mA DC Akım 3.3V Pin: 50 mA Flash Memory (Program yazılabilir bellek) 32 KB (ATmega328) of which 0.5 KB used by bootloader SRAM (Statik Bellek; Programlar çalışırken lazım) 2 KB (ATmega328) • EEPROM (Electronically Erasable Programmable ReadOnly Memory) (Elektronik olarak Silinebilen Programlanbilen Sadece Okunabilir Bellek) 1 KB (ATmega328) • Clock Speed:16 MHz (İşlem Hızı) BAĞLANTILAR • Arduino UNO 6 Analog ve 14 Digital Giriş/Çıkış bağlantısına sahiptir. Analog girişler Analog-Digital çevirici sayesinde digital sayılara çevrilerek işleme sokulurlar. Her Analog girişin 0-5 V aralığı bir analog değeri 0-1024 arası dijital değere karşılık düşer. Digital portlarda is 0V logic 0 ve 5V logic 1 e karşılık düşer. BAĞLANTILAR • Ayrıca digital portlardan bazılarının yanında PWM yazar veya ~ işareti vardır bu portların anlamı Pulse Width Modulation portlarıdır anlamına gelir. Analog pinler her zaman digital write için kullanılabilir. • digitalRead() bütün pinlerde kullanılabilir. Bu okunan analog değeri digitale çevirerek sonucunu sunar. eğer analogRead(A0) 512 ve üstü bir sayı ise , digitalRead(A0) 1 olur , tersinde 0. • digitalWrite() bütün pinlerde çalışır, izin verilen parameterler 0 ve 1 dir. digitalWrite(A0,0) analogWrite(A0,0) ile aynı ve digitalWrite(A0,1) da analogWrite(A0,255) ile aynı. • analogRead() sadece analog pinlerde çalışır. Alacağı değer 0 ve 1023 arasıdır. BAĞLANTILAR • analogWrite() bütün analog pinlerde ve bütün digital PWM pinlerinde çalışır. 0 ve 255 arası değerler verebilirsiniz. • Analog pinler temel olarak analog değerleri okumak/yazmak (read/write) için kullanılır, sadece 0 ve 5 volt (digital 1/0) değil 0 ve 5 volt arası değerler okur/yazar. Bu voltaj Multimetereden okunan değer olmasına karşın gerçekte analog pinler 0V ve 5V arası kare dalga sinyal yollarlar (PWM). TERİMLER ASSEMBLER DISASSEMBLER MAKİNE KODU 8080/M68000/ATMega BIT/BYTE LED/DİYOT/DİRENÇ/TRANZİSTÖR/KOND. AKTÜATÖR LOGIC/BOOLEAN 74LS SERİSİ ÇİPLER/KAPILAR BUFFER/SHIFT-REGISTER PERTİNAKS IDE COMPILER SENSÖR PWM SDA/SCL-MOSI-MISO-CS GND/VCC/Vin/Vout PID(ORANTISAL/INTEGRAL/TÜREV) MAKER/MAKER KÜLTÜRÜ IoT WEB Tabanlı RS232/USB/I2C/SPI BREADBOARD JUMPER VOLT REGÜLATÖR OSİLATÖR/OSİLOSKOP BOOTLOADER OPENSOURCE LIBRARY ANALOG DIGITAL ADC DIGITALWRITE ANALOGWRITE 0,1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024 DERS 2; ELEKTRONİK • İki tip enerji çeşidi vardır Potansiyel ve Kinetik. Potansiyel enerji: Durağan halindeki bir maddenin sahip olduğu enerji. Örneğin su dolu bir depo, daha kullanılmamış bir pil. Kinetik enerji: hareket halindeki bir maddenin sahip olduğu enerji Deponun bir boru ile akması veya bir lambaya bağlanmış pilden akan akım. DERS 2; ELEKTRONİK • Elektrik, elektronların hareketi ile oluşur. Elektronlar bir yük oluşturur ve işlem yapmak için beklerler. Lamblar, müzik aletleri, telefonlarınız ve elektrikle işleyen tüm aletler açıldığında bu yük birikimini harcamaya başlarlar. Bunların hepsi temel güç kaynağı olan: elektron hareketlerini kullanırlar. Voltaj: iki nokta arasındaki yük/şarj farkıdır. • Akım: yükün oluşturduğu akışın hızıdır. • Direnç: akımın akmasına karşı direnç gösteren materyaldir. • Bu değerler için konuştuğumuzda, yükün/şarjın hareketini, yani elektronların hareketini konuşmuş olacağız. Devre elemanları, bu yükü kullanarak görevlerini yaparlar. DERS 2; ELEKTRONİK • Georg Ohm, Bavyeralı, elektrik eğitimi almış bir bilim adamı olarak, direnç , akım ve volaj arasındaki ilişkiyi tanımlamıştır. Voltajdan başlayarak anlatmaya başlayalım: • Voltaj devrenin iki noktası arasındaki potansiyel enerji farkı olarak adlandırılır. Bir nokta diğer noktadan daha fazla yüke sahip olmalıdır. Bu Gerilim Volt olarak adlandırılır. Volt ismi, ilk kimyasal pili bulan, Italyan fizikçi “Alessandro Volta” adından alınmıştır ve adına “V” harfi ile gösterilir. DERS 2; ELEKTRONİK • Voltaj, akım ve direnci anlatırken, su tankı anlatımı kullanılabilir. Yük/Şarj tankın içinde birikmiş su olarak, akım bu tanktan borular yolu ile akan suyun akımı olarak tanımlanabilir. • Su : Yük/şarj • Basınç: Volaj • Su akışı: Akım • Yerden belirli bir yükseklikte bir su tankı düşünün, bu tankın dibine bağlı bir hortum/boru olsun. DERS 2; ELEKTRONİK • Borunun en alt kısmındaki basınç volaja karşılık düşmektedir. Tankın içindeki su yük/şarj ı temsil eder. Tank da ne kadar çok su varsa , şarjı o kadar fazla demektir, böylece borunun ucunda daha fazla basınç ölçülür. • Tankı bir pil olarak düşündüğümüzde, ona enerji yani su yükleyerek boru yolu ile kullanıma açabiliriz. Boruyu açarsak basınç borunun ucuna doğru oluşacak ve akım başlayacaktır. Akım oluştukça, depodaki su azalacak ve azalan basınç yüzünden akım da azalacaktır. DERS 2; ELEKTRONİK • AKIM: • Tank’dan boru üzerinden akan suyu akım olarak adlandırabiliriz. Basınç arttıkça akım da çoğalacaktır. Su örneğinde, borudan akan suyun hacmini belli bir zaman periyodunda ölçebiliriz. Elektrikde de yükün/şarjın belirli bir zaman beriyodunda ölçümünü yapabiliriz. Elektrikte akım birimi “Amperes” olarak (kısaca “Amps” olarak adalndırılır) ve “I” amblemi ile gösterilir. DERS 2; ELEKTRONİK • İki tane tankımız olsun , ikiside birer boru ile aşağı bağlansın. İkisinde de aynı miktarda su olsun, fakat ikinci tankın borusu birinci tankdan daha dar olsun. • Her iki borunun ucundaki basınç aynı ölçülecektir, fakat su akmaya başladığında, dar olan hortumdaki akış, geniş olan hortumdan daha az olacaktır. Eğer her iki borudan da aynı miktarda akışın olmasını istiyorsak, dar hortumlu tankın su miktarını arttırmamız gerekecektir. DERS 2; ELEKTRONİK • Bu durum dar borudaki basıncı arttıracak ve daha fazla suyun akmasına neden olacak. • • Artık voltaj ve akım arasındaki ilişkiyi anlamaya başladık. Fakat burada üçüncü bir faktör ortaya çıkıyor: borunun genişliği. Borunun genişliğini biz direnç olarak adlandıracağız. Bu şu anlama geliyor, modelimize yeni bir termi katmamız gerekiyor: • • • • Su: Yük/Şarj Basınç: Voltaj Akış: Akım Boru Genişliği: Direnç DERS 2; ELEKTRONİK • • DİRENÇ: Gene iki tane tank düşünün, birinin borusu geniş, diğerininki dar olsun. • Dar olan boru basınç aynı olmasına ramen, suyun akmasına diğer boruya göre daha fazla direnç gösterecektir. DERS 2; ELEKTRONİK • Elektriksel anlatımda, bu eş voltajlı ve farklı dirençlerde iki devre olarak tanımlanacaktır. Yüksek direçli devre akımın geçmesine direnecek, yani yüksek dirençli devreden daha az akım akacaktır. DERS 2; ELEKTRONİK • • Bu bizi Georg Ohm’un denklemine getirir. Ohm denklemi şöyle tanımlamıştır.: “1 Ohm” luk bir direnç iki noktası arasında 1Voltluk bir yüke sahip olan devreden 1 amper akım akıtacaktır. Bu değere şematik olarak yunan alfabesinden “Ω” işareti ile gösterilir. İşaretin yunanca adı “omega” olmasına ramen “ohm” olarak telaffuz edilir. • OHM Kanunu: • Elimizdeki parçaları yani voltaj,akım, direnç bilgilerini birleştirerek, Ohm şöyle bir formül geliştirmiş: V=I.R • • • • Burada: V= Volt olarak Voltaj I= Amper olarak Akım R= ohm olarak Direnç DERS 2; ELEKTRONİK V=I.R • İşte bu denkleme ohm kanunu deniliyor. Örneğin 1 voltluk bir potansiyele sahip devrede, akım 1 amper ve direnç 1 ohm ise. Ohm kanunu kullanarak, aşağıdaki eşitliği bulabiliriz: 1V=1A.1Ω • Bu bizim geniş hortumlu tankımızın formülü olsun. Tanktaki suyun miktaru 1 volt, borudaki darlık (direnç) 1 ohm, Ohm kanunu kullanarak akan akımın 1 amp olduğunu buluruz. • Bu durumda, daha dar bir boru kullansaydık bakalım ne olacaktı. Boru dar olduğundan dolayı, akıma karşı direnci daha fazla olacaktı. Direnci arttırıp 2 ohm yaptığımızı düşünelim. Tankdaki su miktarının aynı olduğunu yani 1volt olduğunu kabul edersek. Eşitliğimiz aşağıdaki gibi olacaktır: 1V=?A.2Ω • Burada akım, daha büyük bir direnç ve aynı değerde bir voltaj olduğundan, azalacak ve eşitliğin sağlanması için 0.5 amperlik bir değer verecektir 1V=0,5A.2Ω DERS 2; ELEKTRONİK • Böylece, yüksek dirence sahip olan tankdan akımın daha düşük olduğunu görebiliyoruz. Eğer Ohm kanunundaki iki değeri biliyorsak, üçüncü değeri de hesaplayabiliriz. Yani Voltajı ve Akımı biliyorsak, direnci. Voltajı ve direnci biliyorsak akımı, akımı ve direnci biliyorsak voltajı hesaplayabiliriz. Bu tek bilinmeyenli tek denklem hesabı ile yapılır. DERS 2; ELEKTRONİK • Bir önceki örnekte bir borunun diğerinden daha dar olmasıyla direncin farklı olması ortaya çıkıyor. Borunun üzerine bir musluk takarsak akan akışın debisini değişken hale getirebiliriz. Böylece değişken bir direncimiz, elektronikteki adıyla “Potansiyometre” miz olur. DERS 2; ELEKTRONİK • Devremize akımın akışını görsel olarak görebilmemiz için bir de değirmen takarsak, ayarlı direncimizi açıp kapadıkça akışı kontrol edip değirmenin hızlanıp yavaşladığını göreceğiz. DERS 2; ELEKTRONİK • Şimdi tüm bunları bir elektrik devresindeki karşılıklarıyla inceleyelim: • Su deposu yani güç kaynağı genellikle bir pil kullanacağız. Direncimiz olacak ve akımın şiddetini görmek için su örneğindeki değirmen yerine bir ışık kaynağı kullanacağız. • Şimdi devre elemanlarımızı tek tek inceleyelim. • Güç kaynağı yani pil, örneğimizde 9V pil kullanacağız. Güç kaynağının şematik gösterimide aşağıdaki gibidir: • Güç kaynağının üzerindeki + ve – işareleri önemlidir akım + kutupdan – kutuba doğru akacaktır. DERS 2; ELEKTRONİK • Direncimizin şematik gösterimi ise: DERS 2; ELEKTRONİK • • • Işık kaynağı olarak da LED Kullanacağız. Önce LED ile ilgili bilgi verelim: Light Emmiting Diod kelimelerinin baş harflerinden oluşmuş adının tam türkçesi Işık Yayan Diod şeklindedir. • Diod konusunu daha sonra işleyeceğimizden dolayı, burada sadece bir ön bilgi vereceğiz. • LED’in şematik gösterimi: DERS 2; ELEKTRONİK • LED ohmic-olmayan eleman olarak bilinir, Yani kısacası bir direnci yoktur, ama yönü vardır, akımı sadece bir yönden diğer yöne geçirirken ışıma yapar. Direkt olarak tek başına devreye bağlandığında, yük kaynağının tüm akımı üzerinden geçer ve bu bozulmasına yol açar. LED bu durumdan korumak için seri olarak devrede bir direnç kullanacağız. • Bu durumu su örneklerimizdeki değirmeninin kanatlarının yüksek akımda kopabileceğini düşünüp değirmenden önce bir dar boru ile direnç oluşturup akımın azaltılması durumu gibi düşünebiliriz. • LED’in eksi ucu (ki bu kısa bacağıdır) yükün eksi ucuna (yani GND) artı ucu yükün artı ucuna bağlanınca çalışır. • Ohm kanunu kullanarak LED için kullanacağımız direncin değerini yaklaşık olarak bulabiliriz. • LED in güvenli bir şekilde çalışabilmesi için üzerinden akacak akımın 20mA in altında olması gerekmektedir. • Örneğimizde, 9 Volt pilimiz ve 20milliamper akıma dayanan kırmızı LED’imiz, ki 20mA=0.020A dir, ama biz daha güvenli olsun diye üzerinde 18mA geçsin istiyoruz yani =0.018A. • Eğer LED’i dirençsiz olarak devreye başlarsak ohm kanunua göre: • Görüldüğü gibi sıfıra bölünme sonsuz oluşturuyor, bu akımda LED’i yakar. DERS 2; ELEKTRONİK • Bunun için devremizde direnç kullanıyoruz, devre şeklimiz aşağıdaki gibi oluyor: • Yine ohm kanunua göre: • 500ohm satış sırasında kolay bulunabilecek bir değerde direnç olmadığından yaklaşık olan bir direnç kullanacağız. Bütün parçaları bir araya getirdiğimizde: DERS 2; ELEKTRONİK • Diyot: Akımın bir yönde akmasına izin veren bir yarı-iletken elektronik devre elemanıdır. Diyotlar, tek yönde elektrik akımını ilettiklerinden, mekanik bir sistemdeki bir valfın elektrik analogları olarak düşünülebilir. Zira ilk imal edilen diyotlar valf olarak da adlandırılmaktaydı. DERS 2; ELEKTRONİK Transistör: • • • • • • Analog elektroniğinde bir elemanı olan transistörler, dijital elektronikte bir anahtar gibi kullanılırlar. Analog elektronikte ise yükseltici olarak kullanılırlar. Size transistörü yine bir su mekanizması ile anlatalım, üç tane uç görüyorsunuz, B(ase) C(ollector) ve E(mitter). C su deposuna bağlı uç olarak düşünün (Yani güç kaynağına bağlı uç) fakat su akmıyor çünkü klapa ile kapalı bir uç var. Böylece su E’ye doğru akamıyor. Eğer B’ye su eklersek su Base’den akacak ve klapayı kaldıracak ve böylecfe C’de E’ye doğru bir akım olacak, ayrıcs klapayı iten B’den gelen su da bir miktar kaçak yaparak E’ye doğru akacaktır. B’ye ne kadar su koyarsak klapa o kadar kalkacak ve C’den E’ye daha fazla su akacak. Ufak bir su basıncı ile daha yüksek su basıncını kontrol etmiş olduk. B’deki ufak değişikliklerle daha büyük değişiklikleri kontrol ettik, hatta B deki değişimleri büyüttük. DERS 2; ELEKTRONİK • Bu rol analog elektronikteki rolü olarak düşünün, yani sinyal yükseltme (amplify). DERS 2; ELEKTRONİK • Dijital elektronikteki rolü ise bir anahtar gibi çalışmaktır. Yani tamamen açık ve tamamen kapalı, bunu 1 ve 0 olarak düşünebilirsiniz. • • • Neden böyle bir şey yaparız, pratikteki karşılığı nedir? Mantık devreleri düşük gerilimler ve düşük akımlarla çalışan devrelerdir. Böyle bir devre ile bir motor sürüyorsak yani motoru çalıştır-kapa yapıyorsak, farklı bir gerilim kaynağından o motoru beslememiz lazım ve oradan geçecek akımı bu düşük gerilimli devre ile kontrol etmemiz gerekir. DERS 2; ELEKTRONİK • ANALOG DİJİTALE KARŞI: • Biz analog bir dünyada yaşıyoruz. Sonsuz renk paleti, sonsuz ses tonları, sonsuz sayıda koku var. Bütün bu durumların ortak paydası sonsuz olasılıkta olabilmeleridir. • Dijital sinyaller ise analog dünyanın ayrık ve sonlu gösterimi şeklindedir. Dijital analog dünyanın belirli bir sayıda örneklenmesi olarak karşımıza çıkıyor. • Bu şu anlama geliyor, dijital dünya sınırlı sayıda değerlere ifade edilen bir dünya. Yani iki olasılıktan, 255, 1024, 4096 gibi değerlere uzanan ama sınırlı bir dünya. Sonsuz (∞) değil. • Elektronikle uğraşmak, hem analog hemde dijital sinyallerle, giriş ve çıkışlar üzerinde çalışmak demektir. DERS 2; ELEKTRONİK • ANALOG SİNYAL: • Sinyalin ne olduğunu tanımlamak gerekirse, zamana bağlı değişikliklere ve bu değişikliklerin oluşturduğu değerler miktarlarına sinyal diyoruz. Elektrik, Elektronik mühendisliğinde zamanla değişen bu değerler genellikle önce voltaj sonra akım olarak değerlendirilir. Biz sinyal olarak konuştuğumuzda voltajın zaman içindeki değişimini anlayacağız. • • Sinyaller aletler arasında yürürken bilginin gönderilmesi ve alınması durumu yaşanır, bu bir video sinyali, ses sinyali veya şifrelenmiş bilgi olabilir. Genellikle sinyaller kablolar üzerinden iletilirler , fakat bazı durumlarda kablosuz olarak radyo frekansları (RF) ile de iletilebilirler. • Sinyal zamana göre değişen bir özellik gösterdiğinden, görsel açıdan x ekseninde zaman y ekseninde voltaj olan bir grafikle rahatça Algılanabilir. Analog sinyal grafikleri devamlılık ve yumuşak hatlar şeklinde kendini gösterir. • DERS 2; ELEKTRONİK • DİJİTAL SİNYAL: • Digital sinyal sonlu olasılıklı sayı satine sahip sinyale karşılık düşer. Sayı değerleri ikili sayı sisteminden çok geniş sayı aralığına kadar uzayabilir ama sonsuz olamaz. • En genel dijital sinyal modu iki değerden oluşur, bunlar 0V ve 5V arasındadır. Sinyalin zaman grafikleri kare dalga şeklinde olacaktır. DERS 2; ELEKTRONİK • Veya dijital sinyal, bir analog dalganın detaylı yansıması olabilir ve bu yansıma çok detaylı ise anolog sinyale benzeyen bir görünüm alabilir. Fakat çok deyatlı incelendiğinde dalganın belirli adımlardan oluştuğu görülecektir. • . DERS 2; ELEKTRONİK • LOJİK KAPILAR • OR KAPISI • Lojik kapılar dijital elektronik devrelerin temelini oluştururlar. Entegre (IC) olarak imal edilen kapılar, transistörler, diyotlar gibi maddelerden yapılırlar. • • Temel kapı devreleri; VE (AND) VEYA (OR) DEĞİL (INVERTER) VEDEĞİL (NAND) VEYADEĞİL (NOR) ÖZEL VEYA (EXCLUSİZE-OR) GEÇİŞ (TRANSMISSION) kapılarından ibarettir. AND KAPISI DERS 2; ELEKTRONİK DERS 2; ELEKTRONİK • Lojik kapıların doğruluk tabloları: DERS 2; ELEKTRONİK • GERİLİM- Düşer/Yükselir/Azalır AKIM- Akar….. Gerilim Bölmek: DERS 3; PWM • PWM ( Pulse Width Modulation ) üretilen pulseların ( darbelerin ) genişliklerini ayarlayarak istenilen analog değerin elde edilmesidir. • Yukarıda bir pwm dalgasının yapısı görünmektedir. Dalganın tepe noktasında kaldığı bölgeye yüksekte kalma süresi, aşağıda kaldığı bölgeye ise düşükte kalma süresi adı verilir. Genellikle bu değerler 0 Volt ile 5 Volt arasında değişir. PWM dalgaların genişlikleri değiştirilerek bu 0 – 5 arasındaki tüm gerilimler elde edilebilir. • Örneğin yukarıdaki resimde 1.Dalgadan oluşan gerilim 1.5 Volt , 2.Dalgadan oluşan gerilim 2.5 Volt , 3.Dalgadan oluşan gerilim 3.5 Volt şeklinde değişebilir. Dalganın genişliği ile alınan voltaj doğru orantılıdır. DERS 3; BUTTONLAR PULL-UP & PULL-DOWN DİRENÇLER Dirençlerin bu şekilde bağlanması, Kontrol kartının Logic girişlerinin kararlı bir durumda durabilmesi için kullanılır. Yani girişe hiçbir şey bağlamazsanız bu logic seviyesinin 0 olduğu anlamına gelmez, aksine kararsızdır. . PROGRAMLAMA ÖN BİLGİ Object Oriented Programming Nesne Yönelimli Programlama
