Sayısal Kumbara
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 transistör içerir. 4 bacaklı bir yapıya sahip bu sensörün görünümü şekil 1’de görülüyor.
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 IR ışınların cisimden yansıyıp foto transistore ulaşması gerekiyor. Algılama mesafesi (d),
1mm’den daha küçük olsa da, bozuk paraları algılamak için yeterli.
Şekil 2: Sensörün çalışma mantığı
Sensörün bacak bağlantısı şekil 3’de görülüyor. A ve K, kızılötesi LED’in anot ve katot ucunu; C ve E ise foto transistörün kollektör ve emiter ucunu gösteriyor.
Şekil 3: Bacak bağlantısı
CNY70 sensörünün devre bağlantısı şekil 4’deki gibi. Devrede IR 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 transistörün 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 0V 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.
Şekil 4: Para algılama devresi
74HC14N entegresi 14 bacaklı olup iç yapısında 6 adet tersleyici içerir (şekil 5 ve 6).
Şekil 5: Schmitt tetikleyici entegre
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.
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.
Şekil 8: Devre şeması
Şekil 9: 5V’luk regülatör devresi
Yapım aşamaları
Kumbaranın gövdesi için uygun boyutta bir ahşap kutu gerekiyor. Şekil 10’da görülen 15×15x8 cm ölçülerindeki kutu iyi bir seçim olur.
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 26×72mm boyutunda kesilmeli.
Şekil 11: Delme ve kesme işlemleri
Kutunun üzerine yerleştirilecek buton, anahtar ve LCD gösterge şekil 12 ve 13’de görülüyor.
Şekil 12: Buton ve anahtar
Şekil 13: 2×16 LCD gösterge
Montaj sonrasındaki görüntü şekil 14’deki gibi.
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.
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 kolaylaştırılabilir.
Buraya kadar dijital kumbaranın donanımı gerçekleştirildi. PIC programlama işleminin ayrıntıları ise şöyle. PIC C dilinde yazılan program oldukça basit ve anlaşılır.
Uygun bir programlama kartı yardımıyla hex uzantılı dosya PIC’e yüklenerek işlem tamamlanır. Hex dosya, sayfanın en altından indirilebilir. Verilen hex dosya sayesinde, program yazma, derleme gibi işlemlerle hiç uğraşmadan PIC programlama işlemini kolayca yapabilirsiniz.
Şekil 17: Çalışma esnasında LCD görüntüsü
Kumbaranın son hali şekil 18’de görülüyor. 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.
Dijital kumbaranın çalışma mantığı
Elektronik devre şeması
Malzeme listesi
5V’luk regülatör devresi
Kumbaranın iç görünümü
PIC programlama için gerekli dosyalar
C kodu : kumbara.c
Hex kodu : kumbara.hex
Fırat Üniv. Elek-Elektronik Müh. Bölümü
If you enjoyed this post, please consider to leave a comment or subscribe to the feed and get future articles delivered to your feed reader.
Comments
okulda yapacağımız proje odevi için kullanmaya karar verdik ancak ögretmenimiz sadece 1ytl 50 ykr ve 25ykr olarak yapmamızı soledi
programda ne gibi deişiklikler yapmalıyım___???
evet arkadaslar ben de suan bu programla ugrasıorm.ve 1 liralık delikten 10 kurus atarsam nolur? sorusuna bi yanıt arıyorum 
Bu C kodu yerine pıc basıc puro da yaza bilirmiyiz. Yaza biliyorsak nasıl olduğunu göstere bilirmisiniz.
bana bu devrenin baskı dewre şemasını gönderirseniz sewinirim şimdiden teşekkürler- bobii_155@hotmail.com
arkadaşım bunun bana baskı devre şemasını yollayabilirmisin eer baskı devreyi yollayabirsen büyük bi sewaba girersin msn adresim gfbumut_1907@hotmail.com
yaptık herseyi ama ekranda 7 lira küsür yazıo sıfırlama tusu calısmadı :s bide galiba sensörler de olmadı :S:S
valla sürep bişi bu ya…Peki abi 1 lira deliğinden 10 kuruş atsam 1 lira okurmu
:D