buradan - Electrobotic
Transkript
buradan - Electrobotic
İçindekiler TEŞEKKÜR .......................................................................................................................................ii ÖZET ..............................................................................................................................................iii 1. GİRİŞ .......................................................................................................................................... 4 1.1 Robot Kavramının Tarihsel Gelişimi .................................................................................... 4 1.1.1 Robotların yapısal çeşitleri ........................................................................................... 6 1.2 Robotiğe Giriş ...................................................................................................................... 7 2. SERVO MOTORLAR .................................................................................................................... 9 2.1. Temel Prensip..................................................................................................................... 9 2.2 Standart Konfügirasyon....................................................................................................... 9 2.3 Servo Motor Çeşitleri ........................................................................................................ 10 2.4 Servo Motor Karakteristikleri ............................................................................................ 10 2.5 Güç Sağlayıcı (Power Supply) Voltajı ................................................................................. 11 2.6 Akım .................................................................................................................................. 11 2.7 Uygulama Hızı.................................................................................................................... 11 2.8 Tork ................................................................................................................................... 11 2.9 Kontrol Palsi ...................................................................................................................... 11 3. ROBOTUN ELEKTRONİK AKSAMI ............................................................................................. 11 3.1 USB Seri Haberleşme Kiti................................................................................................... 12 3.2 Servo Motor Kontrol Kartı ................................................................................................. 13 3.2.1 PIC16F877 Mikrodenetleyicisi .................................................................................... 15 3.2.2 7805 Gerilim Regülatörü ............................................................................................ 40 4. ROBOTUN YAZILIMI ................................................................................................................. 42 4.1 PIC Mikrodenetleyici Yazılımı ................................................ Error! Bookmark not defined. 4.2 Visual Basic Bilgisayar Arayüz Yazılımı .............................................................................. 42 4.2.1 Programdaki Açısal Hesaplamalar .............................................................................. 42 4.2.2 Programın Çalışması ................................................................................................... 42 5. ROBOTUN MEKANİK AKSAMI .................................................................................................. 44 5.1 Kullanılan Malzemeler....................................................................................................... 44 5.2 Plan Ve Yapım Aşamaları ................................................................................................... 46 KAYNAKLAR ................................................................................................................................. 61 i TEŞEKKÜR Bu tezin hazırlanma sürecinde bize yol gösteren ve kaynak temininde yardımcı olan danışman hocamız Yrd. Doç. Dr. Kemal MAZANOĞLU’na, bilgisayar programını oluşturmada yardımcı olan Devrim ÇAMOĞLU’ na teşekkürü borç biliriz. ii ÖZET Bu projedeki amaç 5 eksenli hareket kabiliyetine sahip robotun bilgisayardan kontrolünü sağlamaktır. Bu projede otonom ve insan kontrollü bir robot kolun elektrik devreleri, mekanik yapıları ve PIC programları yer almaktadır. Proje prototip bir çalışma olup bilgisayardan girilen açısal pozisyonlara göre motorları konumlandırarak robot kolu hareket ettirmek üzere gerçekleştirilmiştir. Robotun mekanik aksamında gövde imalatında hafif olan forex – dekota malzeme ve servo motorun kendi aparatları kullanılmıştır. Robotun tasarımında kullanılan parçaların teknik resimleri ve ölçüleri projede yer almaktadır. Robotun elektronik kartı ve bilgisayar arayüzünü oluşturan yazılımda projede bulunmaktadır. iii 1. GİRİŞ 1.1 Robot Kavramının Tarihsel Gelişimi Sayısal kontrol ve Uzaktan kumanda kavramların gelişmesiyle robotik çalışmalarında önemli gelimseler ortaya çıkmıştır. John Parson tarafından uzaktan kumandalı olarak yapılan makine 1940 yıllarında Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri tarafından ardından da Atom Enerjisi Komisyonu tarafından kullanılmaya başlandı. Radyoaktif maddeler üzerine yapılan çalışmalarda önemli işlemlerde kullanıldı. Bu sistem endüstri alanında kullanılmaya başladı. Cyril Walter Kenward birlikte 1954 ün Mart ayında patenti alındılar. Böylece ilk endüstriyel robot denilebilecek bir sistem tasarlandı. Belli başlı gelişmelerden birini de Joseph F. Engelberger (Fizik Müh.) ile George C.Devol tarafından gerçekleştirildi. Robotların Babası olarak adlandırılan parça aktarım robotu yaptılar. Bilgileri magnetik ortamlarda saklamaktı önemli gelişme çünkü artik daha fazla veri daha küçük alanlarda rahatlıkla istenildiği zaman değiştirilebilecek şekilde saklanabildi. Ve çalışmaları sonucunda "Unimate " adli firmayı kurdular 1949, bu firma ilk robotik üzerine kurulan firmadır. Bu tarihten sonra dünya üzerinde özellikle Amerika, Avrupa ve Japonya’da pek çok firma robotik üzerine çalışmaya başladılar. Ve bu ilgi gelişmeyi de beraberinde artırdı. Bu gelişmeler arasında göze çarpan ilk robot uygulama dili olan " WAVE" Stanford Akademisi tarafından geliştirildi ve robotik bilimine kazandırıldı. 1974 de "AL " ve ticari amaçlı olan " VAL " yapıldı. Val Ultimate tarafından geliştirilmişti ve buna bağlı olarak "PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly)" geliştirilerek üzerinde uygulandı. Nispetten kısa eklemli bir robottu fakat temel olarak General Motors firmasının montaj hattı temel alınmıştı. 1979 yılında Yamanashi Üniversitesi tarafından montaj amaçlı olan "SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic Assembly)" geliştirildi. Bu sistem ticari olarak 1981 piyasaya sürüldü. 4 Scara Hakkında kaynak bilgiler ve örnekler için Şekil 1: Unimate'in puma robotu. 90 yıllara gelindiğinde robotlar artik çok çeşitli alanlarda ve özellikle insanların rahatlıkla yapamayacağı isleri kusursuz yaparak İnsanoğlu’nun yasam sürecinde yerlerini aldılar. Aşağıdaki örneklerde insanoğlunun inemediği derin sularda araştırma yapabilen, Hiçbir mola vermeden yıllarca çalışabilen montaj robotları, Cerrahların hata yapmasını engelleyen hatta cerrahlık mesleğini ortadan kaldıracak kadar ıddalı olan ameliyat robotları, insan kolunun yerine takılabilen yapay kol sanırım bu gelişmelere en iyi örneklerdir. Şekil 2: İnsan koluna takılan yapay kol Fakat asil gelişme Sony firması tarafından evlerimize kadar sokulan robot köpek "Aibo" olmalıdır. Yapılan robotta algılama karar verme ve de komut doğrultusunda uygulama yetileri mevcut olmakla beraber geniş açılı bir hafıza ile sahibini tanımlama kadar birçok özellik yer almaktadır:(1998) 5 Şekil 3: Robot köpek ‘ Aibo ’ Sonuç olarak Robotik teknolojisindeki çalışmalar artik büyük oranda bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere dayanıyor. Robotik endüstrisi doğduğunda bilgisayarlar mevcut olmasına rağmen 1970'lerin sonuna kadar boyutları nedeniyle robot kontrolünde kullanmaya elverişli değildi. Bugün pazardaki tüm robotlar bilgisayar kontrolü kullanılmaktadır. Fakat halen Robotik biliminin alanının makine ve de bilgisayar bilimlerini kapsadığı kesindir. 1.1.1 Robotların yapısal çeşitleri Temel olarak robotlar kapsam ve yetenekleriyle sınıflandırılabilirler ama bence asil olarak yapısal yeteneklerine göre sınıflandırılabilir: Kartezyen Robotlar: X,Y,Z koordinat düzleminde her kol bir öncekine göre dik açıyla kayar. Dikdörtgen sekline bir çalışma alanları vardır. Silindirik Robotlar: Çalışma alanları silindiriktir. Kolun bir bölümü dikey, diğer bölümü ise yatay hareket eder. Polar Robotlar: Kol taban etrafında dönebilir. Kolun bir parçası içeri dışarı öteleme hareketi yapabilir. Bir bölümü de aşağı yukarı dönebilir. Revolüt Robotlar: Dönel veya küresel eklemlere sahiptir. Taban eklemine bağlı olan kol taban etrafında döner ve diğer iki kısmı taşır. Dönel eklemler yatay ve dikey olarak birleştirilmiştir. Yarım küre şeklinde bir çalışma alanları vardır. 6 Şekil 4: Revolüt Robotlar 1.2 Robotiğe Giriş Robotik, Makine Mühendisliği, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği ve Bilgisayar Mühendisliği disiplinlerinin ortak çalışma alanıdır. Robotlar bir yazılım aracılığı ile yönetilen ve yararlı bir amaç için iş ve değer üreten karmaşık makinelerdir. Robot fikri insanoğlu için binlerce yıldır varolmakla birlikte asıl atılımını 1900’lü yıllarda yapmıştır.“Robot” terimi, ilk olarak Çek yazar Karel Capek tarafından 1920 yılında kaleme alınan ve “R.U.R” veya “Rossum's Universal Robots” (Rossum’un evrensel robotları) isimli tiyatro oyununda kullanılmıştır. (Özsoy 2002) Robot, programlanarak, taşıma veya yer ve yön değiştirme işlemlerini gerçekleştirebilen bir sistemdir. Taşıma görevi, gövde boyutlarına kıyasla uzak bir mesafeye hareket olarak tanımlanır. Manipülasyon ise, gövdenin pozisyonunda meydana gelen değişikliktir. Manipülatör, bir küme eklemin birbirine bağlandığı bir küme rijit kol içerir. Eklemlere motorlar takılmıştır. Böylece mekanizma verilen bir görevi gerçekleştirmek için kontrol edilebilir. Robotun 7 analizi; matematik, mekanik ve elektronik gibi pek çok bilim dalına ait bilgi gerektirmektedir. Robotlar, endüstride, tıpta, haberleşmede ve daha birçok alanda kullanılmaktadır. Ayrıca, askeri uygulamalarda da robot kullanımı yaygındır. Robotları, kullanılan kontrol tekniğine ve içerdikleri eklem türlerine göre iki farklı şekilde sınıflandırabiliriz. Kontrol tekniğine göre robotlar: Adaptif olmayan robotlar, adaptif robotlar ve akıllı robotlardır. Akıllı robotlarda, adaptif robotlarda bulunan sensör donanımına ek olarak geniş bir bellek ve çevrenin ayrıntılı bir modeli bulunmaktadır. Robotlar da; döner, prizmatik, silindirik, küresel, düzlemsel veya helisel eklemlerden biri kullanılır ve robot, bu eklem türüne göre de sınıflandırılır. Döner ve prizmatik eklemler robotikte en çok kullanılan eklem türleridir. Bir robot, mekanik bölümler, hareketlendiriciler ve kontrol birimlerinden oluşmaktadır. Robotun mekanik bölümleri; yapısal parçalar, güç ileten parçalar, (rot, dişliler vs.), taşıyıcılar ve akuplaj bölümleri olarak sayılabilir. Mekanik bölümler, temel yapı parçaları ve servis parçaları olarak ikiye ayrılabilir. El veya diğer gereçler (kaynak, boyama, öğütme, sıkıştırma araçları) mekaniğin servis parçalarını oluşturur. Modern robotların hareketlendiricileri, çoğunlukla elektrikseldir (DC sürücüler). Endüstride kullanılan robotlar olarak bahsettiğimiz robot kollar, bugün birçok uygulama için yeterli hız, kararlılık ve kolaylığa erişmiş durumdalar. Şu an bu robot kollar için en zayıf parça, el: uç noktada bulunan el sıklıkla pnömatik, 2-pozisyonlu pense şeklindedir. Bu yapı, uygulamalarda farklı parçaları tutmaya ve yönlendirmeye fazla izin vermemektedir. Bu konudaki çalışmalar gelecekteki önemli bir uğraş alanı olarak görünmektedir. Bir robot Temel olarak beş kısımdan oluşur. Aşağıda verilen kısımlar robotu oluşturan temel unsurlardır, robotun işlevini yerine getirmesi ve sınıflandırması bu beş aşamaya göre yapılır: 1. Mekanik Kısmı: Robotun iskelet Kısmını oluşturur. 2. Tutaç: ( End Effector) :Bu eleman gerçek işi yapan kısımdır, robotun en uç noktasıdır ve uygulamada aktif olarak yer alır. 3. Motorlar: Eklemleri ve tutacı hareket ettirmek için kullanılır, en çok kullanılanları servo ve hidrolik motorlardır. 4. Kontroller: Girişi isleyip robotun yapması gereken görevini gerçekleştirir. 5. Sensörler: Kontrollere bağlıdır, robotun görevini yapması için robota geri dönüş ve giriş verisi sağlarlar. Her zaman gerekli değillerdir. 8 2. SERVO MOTORLAR Servo motorlar gönderilen kodlanmış sinyaller ile şaftları özel bir açısal pozisyonda döndürülebilen motorlardır. Kodlanmış sinyal servo motorun girişine uygulandığı sürece servo motor şaftın açısal pozisyonunu korur. Kodlanmış sinyal değiştirilirse şaftın açısal pozisyonu da değişir. Servo motorlar çeşitli robot projelerinde, robot kollarda, uzaktan kumandalı uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Aynı zamanda yüksek güçlü servo motorlar endüstriyel otomasyonlarda da kullanılabilir. 2.1. Temel Prensip Şekil 5: Servo motorun konfigürasyonu Bir servo motorun temel konfigürasyonu şekilde gösterilmektedir. Bir DC motor yüksek redüksiyon oranına sahip bir dişli kutusunu hareket ettirir. Sondaki şaft çok yavaş bir hızla dönerek dönme ekseni üzerindeki potansiyometreyi de çevirir. Potansiyometrenin amacı geri besleme yaparak servo motorun şaftının pozisyonun algılanmasını sağlamaktır. Potansiyometre algılanan pozisyona karşılık gelen voltajı, voltaj karşılaştırıcısı olarak kullanılan opampa gönderir. Bu voltaj değerinin, şaftın istenilen pozisyonunu belirleyen giriş voltajı ile karşılaştırılması ile karşılaştırıcının çıkış voltajı belirlenir. Bu çıkış voltajı, motor şaftını girişte uygulanan sinyali karşılık gelen açıya uyması için gerekli yönde hareket ettirecek gücü sağlar. 2.2 Standart Konfügirasyon Bir servo motorun şaftının pozisyonunu kontrol etmenin bir diğer yolu kodlanmış bir sinyal kullanmaktır. Bu metot uzaktan kumandalı uygulamalarda kullanılan standart servolarda sıklıkla kullanılır. Servonun kontrol girişine 18 ms periyotlu palslardan oluşan bir 9 sinyal gönderilir. Palsın süresi servo motorun şaftının 180º 'lik bir aralıktaki pozisyonunu belirler. Eğer pals 1,5 ms uzunluğunda ise servo motorun şaftının pozisyonu 180 º 'lik aralığın ortasındadır. Pals 1 ms uzunlukta ise servo motor 90 º sola, 2 ms uzunlukta ise 90 º sağa hareket eder. Bazı servo motorların pals uzunluğu aralığı 1,25 ms ile 1,75 ms arasındadır. Bu durumda pals uzunluğu 1,5 ms iken servo motor şaftı ortadadır. Pals uzunluğu 1,25 ms iken 90 º sola, 1,75 ms iken ise 90 º sağa hareket eder. 2.3 Servo Motor Çeşitleri Standart servo motorların üç kablosu vardır. Bunlardan biri power (4 V ile 6 V arasında), biri toprak, diğeri ise kontrol girişi içindir. Kabloların renkleri ise genellikle power için kırmızı, toprak için siyah ve kontrol için beyazdır. Servo motorların boyutları ve şekilleri planlanan uygulamaya bağlıdır. Yandaki resimdeki servo motor ve benzerleri robotikte sık kullanılan servo motor tipleridir. Bunlar düşük güçte çalışabilir, kullanılan servo motorun karakteristik özelliklerine ve uygulamaya bağlı olarak 100 mA ile 2A aralığındaki DC voltaj kaynakları ile beslenebilirler. Endüstriyel ve mobil uygulamalarda kullanılan AC voltaj ile çalışan servo motorlar da vardır. Şekil 6: Servo Motor 2.4 Servo Motor Karakteristikleri Diğer motorlarda olduğu gibi servo motorlarında elektriksel ve mekaniksel olarak önemli karakteristik özellikleri vardır. Bunlardan en önemlileri aşağıda açıklanmıştır. 10 2.5 Güç Sağlayıcı (Power Supply) Voltajı Normal robotik uygulamalarında sıklıkla kullanılan servo motorlar için bu voltaj değeri genellikle 4 V ile 6 V aralığındadır. Bu aralığın dışında özel tipte servo motorlar da bulunabilir. 2.6 Akım Burada akım ile kastedilen servo motorun bir yüke maksimum tork uyguladığında çektiği akımdır. DC motorlarda olduğu gibi bu akım değeri yüke göre değişir. Genellikle servo motorların maksimum akım aralığı 100 mA ile 2 A arasıdır. 2.7 Uygulama Hızı Uygulama hızı servo motoru şaftının belirli bir pozisyona (normalde 60 º) gelebilmesi için gereken zaman olarak tanımlanır. Genellikle servo motorların uygulama hızları 0,05 s / 60 º ile 0,2 s / 60 º arasındadır. 2.8 Tork Diğer motorlarda oludğu gibi tork kg / cm ya da N-cm olarak verilir. Genel tork değerleri 0,5 kg / cm ile 10 kg /cm arasındadır. 2.9 Kontrol Palsi Kontrol palsi şaftın belli bir pozisyona gelebilmesi için kullanılan pals tipidir. Uygulamalarda kullanılan iki ana tip vardır. Bunlar 1-2 ms aralığında pals ve 1,25-1,75 ms aralığında pals değerleridir. 3. ROBOTUN ELEKTRONİK AKSAMI Robotun elektronik aksamı temel olarak iki kısımdan oluşmaktadır. Bunlar ; 1- USB Seri Haberleşme Kiti 2- Servo motor Kontrol Kartı kısımlarından oluşmaktadır. 11 3.1 USB Seri Haberleşme Kiti Bu kitin amacı bilgisayarın USB portundan gelen verileri seri bilgiye dönüştürerek mikrodenetleyiciye uygulamak ve bilgisayar – PIC haberleşmesini sağlamaktır. Projede kullanılan USB – Seri dönüştürücü kiti üzerinde PL2303 entegresi yer almaktadır. Şekil 7’de kitin resmi, Şekil 8’de devre şeması yer almaktadır. Şekil 7: USB Seri Dönüştürücü PL2303 Kiti 12 Şekil 8: USB- Seri Dönüştürücü Devre Şeması 3.2 Servo Motor Kontrol Kartı Servo motor kontrol kartında PIC Mikrodenetleyici olarak PIC 16F877, besleme gerilimini 5 volta sabitlemek için 7805 gerilim regülatörü kullanılmıştır. Kartın genel olarak çalışma prensibi şu şekilde işlemektedir; Bilgisayarda yazılmış olan Visual Basic programından gelen 1 byte’lık veri servo motor bilgisini içermektedir. Bilgisayardan her veri gönderildiğinde 5 byte’lık veri şekilinde gelmektedir. Robotun dirsek kısmında kullanılan iki motor aynı açısal dönmeyi gerçekleştireceğinden programdan gelen veri iki motorada uygulanmaktadır. VB ile USB portundan gelen veriler VAR1, VAR2, VAR3, VAR4, VAR5 şeklinde değişkenlere yazılmaktadır. VAR1 robot kolun uç kısmında yer alan kıskacın motoruna uygulanacak değeri , VAR2 kıskacı hareket ettirecek motora uygulanacak değeri, VAR3 dirsek kısmında yer alan motora uygulanacak değeri, VAR4 omuz kısmında yer alan motorlara uygulanacak değeri, VAR5 ise robotu Z ekseninde döndürecek olan alt tabladaki motora uygulanacak değeri ifade etmektedir. Seri olarak gelen her veride her motorun almaksı gereken açısal konum bilgisi yer almakta ve bu esnada PIC HSERIN kesmesi ile gelen veriyi alarak, motorlara göndermektedir. Programın çalışmasına yönelik detaylı bilgi Robotun Yazılımı kısmında yer almaktadır. 13 Şekil 9 : Kontrol Kartının 3 Boyutlu Görünümü Şekil 10 : Kontrol Kartının 3 Boyutlu Görünümü 14 Şekil 11 : Kontrol Kartının 3 Boyutlu Görünümü 3.2.1 PIC16F877 Mikrodenetleyicisi MİMARİ (Architecture) PIC 16F87X ve 16F8X serisi öncelikle, PIC 16CXX ailesinin özelliklerini taşır. PIC 16CXX’de Harvard mimarisi kullanılmıştır. Von Neuman mimarisinde, veri ve program belleğine aynı yoldan erişilebilirken, bu mimaride program belleği ve veri belleğine erişim farklı boylarda yapılır. Veri yolu (databus) 8 bit genişliğindedir. Aynı anda, veri belleğine 8 bit genişliğindeki bu yolla erişilirken; program belleğine program yolu ya da adres yolu (program bus / adress bus) denilen 14 bit genişliğindeki diğer bir yolla erişilir. Bunun için PIC 16F87X ve PIC 16F84’de komut kodları (opcode), 14 bittir. 14 bitlik program belleğinin her bir adresi, bir komut koduna (Instruction Code / Instruction Word) karşılık gelir. Dolayısıyla her komuta bir çevrim süresinde (cycle) erişilir ve komut kaydedicisine yüklenir. Komut kaydedicisi, CPU tarafından kullanılan bir kaydedicidir ve dallanma komutları dışındaki bütün komutlar, aynı çevrim süresinde çalıştırılırlar. Bu sırada program sayacı, PC (Program 15 Counter) bir artar. Dallanma ya da sapma komutları ise, iki ardışık periyotta çalıştırılır ve program sayacı PC, iki arttırılır. Harvard Program Veri Belleği Von-Neuman CPU 8 14 Program Belleği CPU 8 Ve Veri Belleği Merkezi işlem biriminin (CPU) en önemli alt birimlerinden biri, ALU (Aritmetik Logic Unit) olarak adlandırılan aritmetik mantık birimidir. ALU’nun görevi, kendisine yollanan veriler üzerinde, aritmetik ya da mantıksal işlemler yapmaktır. ALU’nun biri W (Working Register) ismi verilen kaydediciden olmak üzere, iki ana girişi vardır. ALU kendisine gelen iki veriyi (işleçler), toplayıp çıkarılabilir. Çeşitli mantık işlemleri yapabilir (and,or, xor gibi). Mikroişlemcilerde en çok kullanılan kaydedici, “working register”dır. Bu kısaca W olarak adlandırılır. W, aritmetik ve mantık işlemlerinde, iki işlevi bir arada yürütür. İşlemden önce, işlenenlerden birini barındırır. İşlemden sonra ise işlem sonucunu saklar, PIC 16F8X ve 16 16F87X serisi mikrodenetleyicilerde, komutun sonuna konan 1 veya 0 sayısıyla (d), sonucun W’de ya da başka bir kaydedicisinde tutulacağı mikroişlemciye bildirilir. PIC 16F877 ve 16F876, 8 Kword büyüklüğünde belleğe sahiptir. Program belleği yonganın içerisindedir. PIC 16F84’ün belleği ise 1Kword büyüklüğündedir. PIC 16F84 ve 16F87X serisi mikrodenetleyiciler, kendi kaydedicilerini ve veri belleğini, doğrudan, dolaylı ve göreceli olarak adresleyebilirler. 16F87X Mikrodenetleyici ailesi aşağıdaki temel özellikleri taşır. CPU azaltılmış komut seti RISC temeline dayanır. Öğrenilecek 35 komut vardır ve her biri 14 bit uzunluktadır. Dallanma komutları iki çevrim (cycle) sürede, diğerleri ise bir çevrimlik sürede uygulanır. İşlem hızı 16F877’de DC-20 MHz’dir. (16F877’de bir komut DC-200 ns hızında çalışır.) Veri yolu (databus) 8 bittir. 32 adet SFR (Special Function Register) olarak adlandırılan özel işlem kaydedicisi vardır ve bunlar statik RAM üzerindedir. 8 Kword’e kadar artan flash belleği 1 milyon kez programlanabilir. 368 Byte’a kadar artan veri belleği (RAM), 256 Byte’a kadar artan EEPROM veri belleği vardır. Pin çıkışları PIC 16C73B/74B/76 ve 77 ile uyumludur. 14 kaynaktan kesme yapabilir. Yığın derinliği 8’dir. Doğrudan, dolaylı ve göreceli adresleme yapabilir. Power-on Reset (Enerji verildiğinde sistemi resetleme özelliği) Power-up Timer (Power-up zamanlayıcı) Osilatör Start-up Timer (Osilatör başlatma zamanlayıcısı) Watch-dog Timer (Özel tip zamanlayıcı), devre içi RC osilatör Programla kod güvenliğinin sağlanabilmesi özelliği Devre içi Debugger (Hata ayıklamakta kullanılabilecek modül) Düşük gerilimli programlama 17 Flash ROM program belleği (EEPROM özellikli program belleği) Enerji tasarrufu sağlayan, uyku –Sleep Modu Seçimli osilatör özellikleri Düşük güçle, yüksek hızla erişilebilen, CMOS-Flash EEPROM teknoloji Tümüyle statik tasarım 2 pinle programlanabilme özelliği yalnız 5V girişle, devre içi seri programlanabilme özelliği İşlemcinin program belleğine, okuma/yazma özelliği ile erişimi 2.0 V – 5.0 V arasında değişen geniş işletim aralığı 25 mA’lik kaynak akımı Devre içi, iki pin ile hata ayıklama özelliği Geniş sıcaklık aralığında çalışabilme özelliği Düşük güçle çalışabilme özelliği Çevresel özellikleri ise şöyle sıralanabilir: TMR0: 8 bitlik zamanlayıcı, 8 bit önbölücülü TMR1: Önbölücülü, 16 bit zamanlayıcı, uyuma modundayken dış kristal zamanlayıcıdan kontrolü arttırılabilir. TMR2: 8 bitlik zamanlayıcı, hem önbölücü hem de sonbölücü sabiti İki Capture / Compare / PWM modülü 10 bit çok kanallı A/D çevirici senkron seri port (SSP), SPI (Master mod) ve I2C (Master Slave) ile birlikte Paralel Slave Port, 8 bit genişlikte ve dış RD, WR, CS kontrolleri USART/SCI, 9 bit adres yakalamalı BOR Reset (Brown Out Reset) özelliği PIC 16F84 ile PIC 16F87X mikrodenetleyici ailesinden farkları aşağıdaki tabloda görülmektedir. ÖZELLİKLER PIC16F877 18 PIC16F84 Çalışma Hızı DC-20MHz DC-20MHz Program Belleği 8 Kword Flash ROM 8 Kword Flash ROM EEPROM Belleği 256 Byte 256 Byte Kullanıcı RAM 368 Byte 368 Byte Giriş/Çıkış Port Sayısı 33 33 Zamanlayıcı Timer0, Timer1, Timer2 Timer0 A/D Çevirici 8 Kanal, 10 Bit Yok Capture/Compare/PWM 16 Bit Capture, 16 Bit Compare, 10 Bit PWM çözünürlük Yok Seri çevresel Arayüz SPI (Master) ve 12C (Master - Slave) modunda SPI portu ve senkron seri port Yok Paralel Uydu Port 8 Bit, harici, RD, WR ve CS kontrollü Yok USART/SCI 9 Bit adresli Yok 19 PİN ADI PİN I/O BUFFER TİPİ AÇIKLAMALAR NO : OSC1/CLKIN 13 I ST/CMOS(3) Osilatör clock girişi (kristal veya harici kaynak) OSC2/CLKOUT 14 O 0 Osilatör kristal çıkış ucu 1 I/P ST Resetleme girişi / Programlama anında programlama gerilimi girişi (Mikrodenetleyicinin resetlenmesi için bu pin lojik 0 yapılmalıdır.) MCLR/Vpp PORTA iki yönlü giriş/çıkış portudur. RA0/AN0 2 I/O TTL Analog olarak kullanılabilir. RA1/AN1 3 I/O TTL Analog olarak kullanılabilir. RA2/AN2/VREF 4 I/O TTL Analog olarak kullanılabilir. RA3 5 I/O TTL Analog olarak kullanılabilir. RA4/T0CK1 6 I/O ST RA5/SS/AN4 7 I/O TTL Bu pin (istenirse) TMR0 için bir clock girişi olabilir. SSP Slave seçme pini veya analog giriş/çıkış olabilir. RB0/INT 33 I/O TTL/ST(1) RB1 34 I/O TTL RB2 35 I/O TTL RB3/PGM 36 I/O TTL RB4 37 I/O TTL RB5 38 I/O TTL RB6/PGC 39 I/O TTL/ST(2) PORTB iki yönlü giriş/çıkış portudur.giriş konumunda iken dahili pull-up devresi aktifleşebilir. Dış kesme girişi olarak seçilebilir. Düşük akımla programlamada da kullanılabilir. Kesme girişi olarak seçilebilir. 20 Kesme girişi olarak seçilebilir. RB7/PGD 40 I/O TTL/ST(2) Kesme girişi olarak seçilebilir.Seri programlamada clock pinidir. Kesme girişi olarak seçilebilir. Seri programlamada data (veri) pinidir. PORTC iki yönlü giriş/çıkış portudur. RC0T1OS0/T1CK 15 1 16 RC1/T1OS1/CCP 2 I/O ST 17 I/O ST 18 I/O ST RC3/SCK/SCL 23 I/O ST RC4/SD1/SDA 24 I/O ST RC5/SDO 25 I/O ST RC6/TX/CK 26 I/O ST Timer1 osc. çıkışı veya saat girişi olarak kullanılabilir. I/O ST Timer1 osc. giriş veya Capture2 giriş/Compare2 çıkışı/PWM2 çıkışı olarak kullanılabilir. RC2/CCP1 Timer1 osc. giriş veya Capture1 giriş/Compare1 çıkışı/PWM1 çıkışı olarak kullanılabilir. SPI ve I2 modunda, seri saat giriş/çıkışında kullanılır. RC7/RX/DT SPA modda SPI giriş verisi veya I2C modda I/O için SPA modda SPI çıkış verisi için seçilebilir. USART asenkron gönderme ya da senkron saat için USART asenkron alma ya da senkron veri için 21 PORTC iki yönlü giriş/çıkış portudur. RD0/PSP0 19 I/O TTL/ST(1) PSP 0. biti olarak kullanılabilir. RD1/PSP1 20 I/O TTL/ST(1) PSP 1. biti olarak kullanılabilir. RD2/PSP2 21 I/O TTL/ST(1) PSP 2. biti olarak kullanılabilir. RD3/PSP3 22 I/O TTL/ST(1) PSP 3. biti olarak kullanılabilir. RD4/PSP4 27 I/O TTL/ST(1) PSP 4. biti olarak kullanılabilir. RD5/PSP5 28 I/O TTL/ST(1) PSP 5. biti olarak kullanılabilir. RD6/PSP6 29 I/O TTL/ST(1) PSP 6. biti olarak kullanılabilir. RD7/PSP7 30 I/O TTL/ST(1) PSP 7. biti olarak kullanılabilir. PORTA iki yönlü giriş/çıkış portudur. RE0/RD/AN5 8 I/O ST/TTL(3) RE1/WR/AN6 9 I/O ST/TTL(3) RE2/CS/AN7 10 I/O ST/TTL(3) Analog olarak ya da PSP okuma kontrollü kullanılabilir. Analog olarak ya da PSP okuma kontrollü kullanılabilir. Analog olarak ya da PSP okuma kontrollü kullanılabilir. NC - VSS 8 VDD 19 - Bu pinler içerde kontrol edilmiyor, bağlı değil. P - Ground (toprak) uç P - Pozitif kaynak ucu I: Input (Giriş) (Giriş/Çıkış) TTL: TTL Giriş Trigger giriş olarak çalışır. Not: O: Output (Çıkış) -: Kullanılmıyor I/O: Input/Output ST: Schimitt 1. Bu buffer, dış kesme olarak düzenlendiğinde Schimitt Trigger giriş olarak çalışır. 2. Bu buffer, seri programlama modunda Schimitt Trigger giriş olarak çalışır. 22 3. Bu buffer, RC osilatör modunda ve CMOS devrelerinde Schimitt Trigger giriş olarak çalışır. CPU ÖZEL FONKSİYONLARI (Konfigürasyon Bitleri) Konfigürasyon tanımında, her yonganın kendi konfigürasyon sözcüğü (14 bitliktir) içindeki bitlerin (0-13. bitler) nasıl kullanılacağı, program içinden seçilebilir. Konfigürasyon bitlerinde hiçbir değişiklik yapmadığınız takdirde, üretici tarafından belirlenmiş, ön koşullara bağımlı kalınır. PIC 16F877’nin konfigürasyon bitleri, işlevleriyle aşağıda sayılmıştır. Power-on reset (POR) Power-up timer (PWRTE) Osilatör start-up timer BOR (Brown Out Reset) Yonga içindeki bir RC osilatör devresi ile belirli bir frekansta çalışması denetlenen WDT (Watch Dog Timer) birimi Kesmeler Kod koruma güvenliği Id yerleşimleri Güç harcamasının azaltılması istendiği durumlar için uyku (sleep) modu İsteğe bağlı osilatör seçenekleri: -RC / -XT / -HS / -LS Devre içi seri programlama (iki pin ile seri olarak programlanabilme) Devre içi düşük gerilimle programlama Devre içi hata arayıcı (Debugger) Aşağıda PIC 16f877 VE PIC 16f84’ün, program belleğinde 2007h adresindeki konfigürasyon sözcükleri, bit açılımı ve değerleri açıklanmaktadır. 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 CP CP CP CP CP CP CP CP CP CP 1= Kod koruması yok 23 1 FOSC1 FOSC0 PWRTE WDTE Bit 13-4: CP: Kod koruma biti 2 0 0= Tüm program belleği üzerinde kod koruması var Bit 3: PWRTE: Power-up zamanlayıcı biti 1= Power-up zamanlayıcı aktif 0= Power-up zamanlayıcı pasif Bit 2: WDTE: Bekçi köpeği zamanlayıcısı (Watch dog timer) bit 1= Bekçi köpeği zamanlayıcısı aktif 0= Bekçi köpeği zamanlayıcısı pasif Bit 1-0: FOSC0-FOSC1: Osilatör seçme biti 11= RC osilatör seçildi 10= HS osilatör seçildi 01= XT osilatör seçildi 00= LP osilatör seçildi PIC 16F87X ailesinin konfigürasyon sözcüğünün açılımı: 13 2 12 1 11 10 9 8 7 6 5 4 3 0 CP CP DEBU 1 0 G WR T CP D LV P BODE N CP CP PWRT WDT 1 0 E E Bit 13-12 ve 5-4: CP1, CP0: Flash program belleği kod koruma biti 11= Kod koruması yok 10= 1F00h – 1FFFh arası kod korumalı bölge 01= 1D00h – 1FFFh arası kod korumalı bölge 00= 0000h – 1FFFh arası kod korumalı bölge 24 FOSC FOSC 1 0 Bit 11: DEBUG: Devre içi hata arama modu 1= Devre içi hata arama pasif 0= Devre içi hata arama aktif Bit 10: Alan uygulanmadı, 1 olarak okunur. Bit 9: WRT: Flash program belleğine yazma biti 1= Kod korumasız program belleğine EECON denetimi ile yazılabilir. 0= Kod korumasız program belleğine EECON denetimi ile yazılamaz. Bit 8: CPD: Veri EE belleği koruma biti 1= Kod koruması yok 0= Kod korumalı Bit 7: LVP: Düşük gerilim devre içi seri programlama biti 1= RB3/PGM pini PGM işlevlidir, düşük gerilimle programlanabilir. 0= RB3 sayısal I/O tanımlı, MCLR’ye programlama için yüksek gerilim uygulanmalıdır. Bit 6: BODEN: Gerilim alt ve üst limitleri aşarsa, programı yeniden başlatabilen (Brown out Reset Enable) bit 1= BOR yeniden başlatma aktif (ON) 0= BOR yeniden başlatma pasif (OFF) Bit 3: PWRTE: Power-up zamanlayıcı biti 1= Power-up zamanlayıcı aktif 0= Power-up zamanlayıcı pasif Bit2: WDTE: Bekçi köpeği zamanlayıcısı (Watch dog timer) biti 1= Bekçi köpeği zamanlayıcısı aktif 0= Bekçi köpeği zamanlayıcısı pasif Bit 1-0: FOSC1-FOSC0: Osilatör seçme biti 11= RC osilatör seçildi 10= HS osilatör seçildi 25 01= XT osilatör seçildi 00= LP osilatör seçildi ZAMANLAMA VE KOMUT PERİYODU 16F87X ve 16F84 mikrokontrollerine OSC1 pininden gelen saat (clock) sinyali, yonga içinde dörde bölünür. Bunlara Q1, Q2, Q3, Q4 çevrimi denir. Program sayacı her Q1 çevriminde bir artar. Komut Q4 anında belleğe getirilerek, komut kaydedicisine (Instruction Register) yüklenir. Komut kodunun çözümlenmesi (decode) ve çalıştırılması (execute), izleyen Q1’den Q4’e dek olan sürede gerçekleşir. Komutun işlenme aşamaları: İlk komut çevriminde işlenecek olan komut, program belleğindeki, komut kaydedicisine alınır. Bu komut çevrimin bitiminde, program sayacı bir arttırılır ve program sayacı artık bellekte bir sonra işlenecek komutu gösterir. İkinci komut çevriminde ise bir önceki çevrimde, komut kaydedicisine aktarılmış olan komut, ayrıştırılır (decode). Böylece komut ile yapılacak işlem belirlenir (Q1). İşlenecek veri bellekten alınır (Q2), komut çalıştırılır (Q3) ve oluşan sonuç, gerekli adrese yazılır (Q4). Böylece komutun işlenmesi tamamlanır. Dallanma komutları kullanılmışsa, bu işlem için iki komut çevrimlik süre geçer. Çünkü ilk komut çevriminde dallanma komutu, diğer komutlar gibi program belleğinden alınır. Bu arada bir önceki komut da yürütülmektedir. İkinci komut çevriminde dallanma komutu işlenecek ve bir sonraki komut çevrimine geçerken, program sayacı dallanma komutundan hemen sonraki komutu değil, başka bir komutu gösterecektir. Ama mikrodenetleyici, bu komutun nasıl sonuçlanacağını ikinci komut çevriminin sonunda anlar. Eğer dallanma olacaksa, kaydedicisindeki bu değerin kullanılmaması ve yeniden komut yakalaması gerekir. Böylece PIC16F87X ve 16F84 bir komut çevrimini kaybeder ve sapma veya dallanma komutları –eğer sapma olacaksa- iki komut çevriminde gerçekleşir. BELLEK YÖNETİMİ PIC 16F87X ve 16F84 ailelerinin üç adet bellek bloğu bulunur. Bunlar program belleği (program memory), veri belleği (data memory) ve EEPROM veri belleğidir. Her bloğun, kendi veri yolu vardır (Harvard mimarisi). Öyle ki, aynı osilatör çevriminde, her bir bloğa erişim sağlanabilir. Program Belleği Yönetimi 16F877’de bu bellek kapasiteleri sırasıyla; 0000h-07FFh, 0800h-0FFFh, 1800h-1FFFh adresleri arasındadır. Reset vektörü adresi 0000h ve kesme (interrupt) vektör adresi 0004h’tır 26 Veri Belleği Yönetimi Veri belleği kendi içinde, bank adı verilen sayfalara bölünmüştür. Bunların her birinin başında özel fonksiyonlu kaydedici (Special Function Register-SFR) alanı ve daha sonra da genel amaçlı kaydedici (General Purpose Registers-GPR) alanı bulunur. Özel işlem kaydedicileri mikrodenetleyicinin işletimini kontrol eder ve bir işlemin sonucunu öğrenebileceğimiz, özel durum bitleri vardır. Örneğin STATUS kaydedicisinin, 5. ve 6. bitleri olan RP0, RP1 adlı bitler; bank seçimi bitleri olarak, bu bellek bölümlerini seçmede kullanılır. Her bank 07Fh adresine dek genişletilmiştir (128 Byte). Bazı özel işlem kaydedicileri bir banktan, daha çok bankta yer alır. Bu yöntem, erişimi hızlandırma amaçlı olup, çok kullanılan kaydedicilerin görüntüsü ayna gibi diğer banklara yansıtılmıştır. Böylece bu kaydedicilere erişmek için sık sık bank değiştirilmesi gereği ortadan kaldırılmış ve programlamaya kolaylık sağlamıştır. Veri belleği olarak kullanılmak üzere, kılıfın içerisinde bir de EEPROM bellek alanı vardır. Bu bellek, diğer veri belleği gibi doğrudan adreslenemez. EEPROM veri belleğine dolaylı erişilir. Toplam 92 byte’tır. Reset (başlama) vektörü: Enerji uygulandığında (Power-on) mikroişlemcinin içinde veya dışında olan bir elektronik devre ile yeniden başlatılmalıdır (reset). Bu devre power-on reset adı ile kılıf içerisine yerleştirilmiştir. Çalışmaya başlatılan mikroişlemci, kendi program sayacını özel bir sayı ile yükler. İşte bu sayı, o mikroişlemci için, reset vektör adresidir. 27 Kesme (interrupt) vektörü: Mikroişlemci program belleğindeki programı çalıştırırken, sırası belirsiz, acilen yapılması gerekli yordamları da çalıştırabilir. Sırası ve ne zaman ortaya çıkacağı bilinmeyen bu işleri yapmak için mikroişlemci, bir yolla dışarıdan veya kendi içinden uyarılmalıdır. Gelen uyarıdan mikroişlemcinin bazı birimleri etkilenir. Bu birimlerden biri olan program sayacına, özel bir sayı yüklenir. Bu sayı, o mikroişlemcinin kesme vektör adresidir. Kesme sırasındaki uyarıdan etkilenen diğer birim, yığındır. Yığın, program içinde bir alt program kullanıldığında, bu alt programdan, asıl program bloğuna dönülecek adresi tutar. Kesme de bir alt program gibi ele alınır. Kesmeye sapıldığında kesme bölümünden sonra dönülecek adres PC’den yığına yerleştirilir. Daha sonra kesme yordamının komutları işlenir. Kesmeden çıkış komutu olan Retfie, altprogramdan çıkış komutu return gibi çalışır. Retfie komutu ile, programda dönülecek yerin adresi yığından alınıp, PC’ye geri yüklenir. Böylece kesmeden sonra, program bloğu içinde işlemeyi bıraktığı yere döner ve kalan komutları işlemeye devam eder.İç içe kullanılan altprogramlar en çok sekiz olabilir. bunlara kesme bölümleri de dahildir. Kesmeleri dahil etmezsek, yığın taşmasına neden oluruz. Yığın taşması oluştuğunda bizi uyaracak, herhangi bir uyarı (flag) kaydedicisi bulunmamaktadır. Kaydedici BANK0 BANK1 Adresi Kaydedici Adı Kaydedici Adı Adresi 00h INDF INDF 80h 01h TMR0 OPTION 81h 02h PCL PCL 82h 03h STATUS STATUS 83h 04h FSR FSR 84h 05h PORTA TRISA 85h 06h PORTB TRISB 86h 07h Kullanılmıyor Kullanılmıyor 87h 28 Kaydedici 08h EEDATA EECON1 88h 09h EEADR EECON2 89h 0Ah PCLATH PCLATH 8Ah 0Bh INTCON INTCON 8Bh 0Ch 8Ch (GPR) (GPR) 07h FFh Veri Belleği Haritası Kaydedicilerin İşlevleri: INDF (Indirect File Register): Dolaylı adresleme kaydedicisidir. Birbiri ardı sıra yapılacak erişim işlemlerinde, GPR – Genel amaçlı kaydedicilerle (statik RAM alanının) kullanımı hızlandırılır ve yazılacak programı küçültür. TMR0 (Timer): Mikrodenetleyici içinde bulunan zamanlayıcı ve sayaç olarak çalıştırılan bölümü denetleyen kaydedicidir. PCL (Program Counter Low Byte): bir sonra çalıştırılacak komutun program belleğindeki adresini tutar. STATUS: Mikrodenetleyici içindeki aritmetik işlem birimi (ALU) işlem sonuçlarına ait bazı bilgileri durum kaydedicisinde tutar. Bank seçme bitleri de bu kaydedicidedir. FSR (File Select Register): Dolaylı adreslemede INDF ile birlikte kullanılır. Mikrodenetleyicinin içindeki RAM adresinde yapılacak işlemlerde, RAM adresini tutar. Bu durumda INDF’ye yazılacak her veri, aslında adresi FSR’de bulunan RAM’e yazılmıştır. PORTA – PORTE: Portlar, mikrodenetleyicinin dış dünyadan bilgi alması ve kendi dışındaki devrelere veri aktarabilmesi amacıyla kullanılır. PIC16F877’nin beş portu vardır. A portu 6 bit genişliğindedir. B, C, D portları 8 bit, E portu ise 3 bit genişliğindedir. TRISA – TRISE: Portların yönünü (yongaya veri girişi mi, yoksa yongadan veri çıkışı mı yapılacak?) belirleyen kaydedicilerdir. Eğer portların herhangi bir pininden mikrodenetleyici dışına veri gönderilecekse, önce ilgili portun yön kaydedicisinin aynı numaralı biti, b’0’ yapılır. Eğer o pinden mikrodenetleyiciye veri girilecekse, yine önceden, o portun yön kaydedicisinin aynı numaralı biti b’1’ yapılır. Özetle ilgili TRIS kaydedicisi pini çıkış için b’0’, giriş için b’1’ yapılır. 29 EEDATA ve EEADR: Mikrodenetleyici içindeki EEPROM veri belleğine ulaşmakta kullanılırlar. Sonuçta EEDATA kaydedicisindeki veri EEADR kaydedicisinde adres numarası bulunan veri, EEPROM veri belleğinden okunarak EEDATA kaydedicisine getirilir. PCLATCH: Program sayacının yüksek öncelikli byte’ı yani, üst 5 biti için kullanılır. INTCON: Kesme (interrupt) işlemlerinde kullanılır. GPR (General Purpose Register): Genel amaçlı kaydedicilerin adresleri yukarıdaki çizelgede verilmişti. Programcı buradaki adresleri istediği gibi, kendi değişkenleri için kullanabilir. Bu adresleri isterse programın içinde, aşağıdaki örnekte görüldüğü gibi adlandırabilir. SEC_1 EQU h’20’ ;GPR alanındaki h’20’ adresine SEC_1 adı verildi SEC_2 EQU h’21’ ;GPR alanındaki h’21’ adresine SEC_2 adı verildi. STATUS Register (Durum Kaydedicisi) STATUS kaydedicisi, aritmetik ve mantık biriminin (ALU), aritmetik işlem sonucundaki durumunu, merkezi işlem biriminin (CPU) test durumlarını ve veri belleğine ait küme (bank) seçme bitlerini tutar. Herhangi bir kaydedici gibi, STATUS’da bir komuta hedef olabilir. yani, içeriği okunabilir, değiştirilebilir. Ancak, TO ve PD isimli bitleri sadece okunabilir, değiştirilemez. Eğer, bu kaydedicinin içeriği CLRF STATUS komutuyla, silinmek istenirse; sadece üst üç bit, 0 olur. Bu komut sonunda STATUS’un içeriği 000u u1uu değerini alır. Burada u:değişmez (Unchangable) anlamındadır. 7 6 5 IRP RP1 RP0 R/W R/W R 4 3 TO PD R R/W 2 1 0 Z DC C R/W R/W R/W Bit 7: IRP: Kaydedici bank seçme biti (dolaylı adreslemede kullanılır) 0= Bank 0,1 (00h-FFh) 1= Bank 2,3 (100h-1FFh) Bit 6-5: RP1:RP0: Kaydedici bank seçme biti (doğrudan adreslemede kullanılır) 00= Bank 0 30 01= Bank1 10= Bank 2 11= Bank 3 Her bir bank 128 byte’tır. Bit 4: TO: Time-out (süre aşımı biti) 1= CLRWDT komutuyla veya SLEEP’den, güç verme durumuna geçirildiğinde 1 olur. 0= WDT time-out (süre aşımı) işlemi gerçekleşmiş ise, 0 olur. Bit 3: PD: Power-down (Güç kesme) biti 1= CLRWDT komutu ile veya güç verme durumunda 1 olur. 0= SLEEP komutu çalıştırılınca 0 olur. Bit 2: Z: Zero (Sonuç sıfır) biti 1= Aritmetik veya lojik işlem sonucu 0 ise bu bit, 1 olur. 0= Aritmetik veya lojik işlem sonucu 0 değil ise bu bit 0 olur. Bit 1: DC: Dijit elde (Digit Carry/Borrow) biti. (ADDWF, ADDLW komutları için.) 1= 8 Bitin düşük öncelikli dörtlüsü, taşarsa bu bit lojik 1 olur. 0= 8 Bitin düşük öncelikli dörtlüsü taşmazsa, bu bit 0 olur. Bit 0: C: Carry/Borrow biti (ADDWF ve ADDLW komutları için) 1= En duyarlı bit, taşarsa, bu bit 1 olur. 0= En duyarlı bit taşmazsa, bu bit 0 olur. Not: Ödünç alma (borrow) işlemleri için ters kutup kullanılmıştır (işlemde sonuç 0’sa, uyarı bitleri 1, 1 ise 0 olmak üzere tersleri yazılır). Çıkarma (SUB) ve döndürme (RLF, RRF) işlemlerinde bunun etkisi anlatılacaktır. Option Register (Seçenek Kaydedicisi) Option Register, okunabilir ve yazılabilir bir kaydedicidir. Kapsamında TMR0 / WDT zamanlayıcılarının konfigürasyon bitleri, dış kesme (interrupt) denetim bitleri, TMR0 zamanlayıcısı kesme denetim bitleri ve PORTB için çekme (pull-up) dirençlerinin kullanılmasını sağlayan bit bulunur. 7 6 5 4 3 31 2 1 0 RBPU INTEDG TOCS TOSF R/W R/W R/W R/W PSA R/W PS2 PS1 PS0 R/W R/W R/W Bit 7: RBPU: PORTB, çekme (pull-up) dirençlerini aktifleştirme biti 1= PORTB çekme dirençleri pasif 0= PORTB çekme dirençleri aktif Bit 6: INTEDG: Kesme kaynağı etkilenme kenarı seçim biti 1= RB0 / INT pin kesmesi yükselen kenarı seçme biti 0= RB0 / INT pin kesmesi düşen kenarı seçme biti Bit 5: TOCS: TMR0 saat kaynağı seçme biti 1= RA4 / TOCK1 pininden gelen darbeler clock kaynağı olsun 0= Clock kaynağı olarak iç komut çevrimi kullanılsın Bit 4: TOSF: TMR0 clock kaynağı kenar seçme biti (eğer TOCS=1 ise) 1= RA4 / TOCK1 pininden gelen her düşen kenar için bir arttır 0= RA4 / TOCK1 pininden gelen her yükselen kenar için bir arttır Bit 3: PSA: Önbölücü biti 1= Önbölücü WDT için ayrıldı 0= Önbölücü TMR0 için ayrıldı Bit 2,1,0: PS2, PS1, PS0: Önbölücü oranı seçme biti Bit (PS2, PS1, PS0) TMR0 WDT Değeri Bölme Oranı Bölme Oranı 000 1:2 1:1 001 1:4 1:2 010 1:8 1:4 32 011 1:16 1:8 100 1:32 1:16 101 1:64 1:32 110 1:128 1:64 111 1:256 1:128 INTCON Register (Kesme Kaydedicisi) INTCON kaydedicisi, okunabilir ve yazılabilir bir kaydedicidir. Kapsamında TMR0 / WDT kaydedicisi taşma uyarı bitleri, RB port değişim ve dış kesme (RB0 / INT pin interrupt) denetim bitleri, TMR0 kesme denetim bitleri bulunur. 7 6 5 4 3 2 1 0 GIE PEIE TOIE INTE RBIE TOIF INTF RBIF R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Bit 7: GIE: Bütün kesmeler geçerli (Global Interrupt Enable) biti 1= Maskelenmemiş kesmeleri aktif yapar 0= Kesmeyi kaldırır Bit 6: PEIE: Çevresel kesme geçerli biti 1= Çevresel kesmeyi aktifleştirir 0= Çevresel kesmeyi kaldırır Bit 5: TOIE: TMR0 clock taşma kesmesi biti 1= TMR0 kesmesini aktif yapar 0= Kesmeyi kaldırır Bit 4: INTE: RB0 / INT dış kesme biti 1= RB0 / INT pininden dış kesmeyi aktif yapar 0= Kesmeyi kaldırır Bit 3: RBIE: RB Port değişimi kesme biti 1= RB port değişimini aktif yapar 0= Kesmeyi kaldırır 33 Bit 2: TOIF: TMR0 taşma uyarısı bayrak biti 1= TMR0 taştı (taştıktan sonra program içinden temizlenir) 0= TMR0 taşmadı Bit 1: INTF: TMR0 / INT dış kesme uyarı bayrak biti 1= TMR0 dış kesme oldu (program içinden temizlenir) 0= TMR0 dış kesme yok Bit 0: RBIF: RB Port değişimi kesme uyarı bayrak biti 1= En az bir RB<7:4> pini durum değiştirdi (Programda kontrol edilir) 0= Hiçbir RB<7:4> pini durum değiştirmedi PIE1 Register (Çevresel Kesme Kaydedicisi) PIE1 kaydedicisi, çevresel kesmelerle ilgili bitleri olan bir kaydedicidir. Bir çevresel kesmenin olabilmesi için, PIE1 (INTCON<6>) biti de set edilmelidir. 7 6 5 4 3 2 1 PSPIE ADIE RCIE TXIE SSPIE CCP1IE TMR2IE TMR1IE R/W-O R/W-O R/W-O R/W-O R/W-O R/W-O R/W-O Bit 7: PSPIE: Paralel Slave Port okuma/yazma kesmesi biti 1= PSP R/W kesmesini aktifleştir 0= Kesmeyi kaldırır Bit 6: ADIE: A/D çevirici kesmesini aktifleştirme biti 1= A/D çevirici kesmesini aktifleştirir 0= Kesmeyi kaldırır Bit 5: RCIE: USART alma (receive) kesmesini aktifleştirme biti 1= USART alma kesmesini aktifleştir 0= Kesmeyi kaldırır Bit 4: TXIE: USART gönderme (transmit) kesmesi aktifleştirme biti 1= USART gönderme kesmesini aktifleştirir 34 0 R/W-O 0= Kesmeyi kaldırır Bit3: SSPIE: Senkron Seri Port kesmesi aktifleştirme biti 1= SSP kesmesini aktifleştirir 0= Kesmeyi kaldırır Bit2: CCP1IE: CCP1 kesmesi biti 1= CCP1 kesmesini aktifleştirir 0= Kesmeyi kaldırır Bit 1: TMR2IE: TMR2 PR2 uyum kesmesi aktifleştirme biti 1= TMR2 PR2 uyum kesmesini aktifleştirir 0= Kesme yok Bit 0: TMR1IE: TMR1 taşma kesmesini aktifleştirme biti 1= TMR1 taşma kesmesini aktifleştir 0= Kesmeyi kaldırır PIR1 Register (Çevresel Kesme Kaydedicisi) PIR1 kaydedicisi, çevresel kesmelerle ilgili uyarı bitlerini taşıyan kaydedicidir. 7 6 5 4 3 2 1 PSPIF ADIF RCIF TXIF SSPIF CCP1IF TMR2IF TMR1IF R/W-O R-O R-O R/W-O R/W-O R/W-O R/W-O Bit 7: PSPIFE: Paralel Slave Port okuma/yazma kesme uyarısı biti 1= PSP R/W kesmesi oluştu (yazılımda temizlenmeli) 0= Okuma ya da yazma yok Bit 6: ADIF: A/D çevirici kesme uyarısı biti 1= A/D çevirme işlemi bitti 0= Çevirme tamamlanmadı Bit 5: RCIF: USART alma (receive) kesmesi uyarı biti 1= USART alma tamponu boş 0= Alma tamponu dolu 35 0 R/W-O Bit 4: TXIF: USART gönderme (transmit) kesme uyarısı biti 1= USART gönderme tamponu boş 0= Gönderme tamponu dolu Bit3: SSPIF: Senkron Seri Port kesme uyarısı biti 1= SSP kesmesi dolu (yazılımda temizlenmeli) 0= SSP kesmesi yok Bit2: CCP1IF: CCP1 kesmesi uyarı biti 1= TMR1 kaydedicisi yakaladı 0= TMR1 kaydedicisi yakalamadı Bit 1: TMR2IF: TMR2 PR2 uyum kesmesi uyarı biti 1= TMR2 PR2 uyum kesmesi var 0= Kesme yok Bit 0: TMR1IF: TMR1 taşma kesmesi uyarı biti 1= TMR1 sayacı taştı, kesme oldu 0= Kesme yok PIE2 Register (CCP2, SSP veri yolu çarpışma, E2PROM – Çevresel Kesme Kaydedicisi) PIE2 kaydedicisi, CCP2 (Capture/Compare/PWM2) çevresel biriminin kesme bitlerini, SSP (Senkron Seri Port) veri yolu çarpışma bitini ve EEPROM yazma kesmesi bitini taşır. 7 6 U-O 5 4 3 2 1 0 Reserved - EEIE BCLIE - - CCP2IE R/W-O R/W-O R/W-O U-O U-O R/W-O U-O Bit 7, 5, 2, 1: Unimplemented: Bit kullanılmaz 0 okunur Bit 6: Reserved: Bit sonra kullanılmak için ayrılmıştır. Temizlenmelidir (set 0) Bit 4: EEIE: EEPROM yazma işlemi kesme biti 1= EEPROM yazma kesmesini aktifleştirir 36 0= EEPROM yazma kesmesi yok Bit 3: BCLIE: Çarpışma (Bus Collision) kesmesi uyarı biti 1= Çarpışma kesmesini aktifleştirir 0= Çarpışma kesmesi yok Bit 0: CCP2IE: CCP2 kesmesini aktifleştirme biti 1= CCP2 kesmesini aktifleştirir 0= CCP2 kesmesi yok PIR2 Register (CCP2, SSP data-bus çarpışma, E2PROM – Çevresel Kesme Kaydedicisi) PIE2 kaydedicisi CCP2 çevresel biriminin kesme bitlerini, SSP çarpışma bitini ve E2PROM yazma kesmesi uyarı bitini taşır. 7 6 U-O 5 4 3 2 1 0 Reserved - EEIF BCLIF - - CCP2IF R/W-O R/W-O R/W-O U-O U-O R/W-O U-O Bit 7, 5, 2, 1: Unimplemented: Bit kullanılmaz 0 okunur Bit 6: Reserved: Bit sonra kullanılmak için ayrılmıştır. Temizlenmelidir (set 0) Bit 4: EEIF: EEPROM yazma işlemi kesmesi uyarı biti 1= Yazma işlemi tamamlandı 0= Yazma işlemi tamamlanamadı ya da başlatılamadı Bit 3: BCLIF: Çarpışma (Bus Collision) kesmesi uyarı biti 1= SSP’de çarpışma oldu, I2C Master mod olarak ayarlanmışsa 0= Çarpışma olmadı Bit 0: CCP2IF: CCP2 kesmesi uyarı biti Capture (yakalama) modu için 1= TMR1 kaydedicisi yakalandı (capture). Yazılımda temizlenmeli 0= TMR1 kaydedicisi yakalanmadı Compare (karşılaştırma) modu için 1= TMR1 kaydedicisi karşılaştırma (compare) uyumlu. Yazılımda temizlenmeli 37 0= TMR1 karşılaştırma uyumlu değil PCON Register (Güç Kaynağı Kontrol Kaydedicisi) Güç kontrol kaydedicisi PCON, yazılımda ve reset durumlarında kullanılır. Reset durumları; devrenin dışardan MCLR ile, gerilim ya da akımın aşırı düşme ve yükselmesi Brown-Out, Watch Dog Timer ve son olarak Power on reset durumlarında kullanılabilir. BOR biti, Power on reset’te bilinemez. Reset sonrasında b’1’ yapılmalıdır ki, bir sonraki BOR durumunu öğrenebilsin. 7 6 5 4 3 2 1 0 - - - - - - POR BOR U-O U-O U-O U-O U-O U-O R/W-1 R/W-1 Bit 7 - 2: Unimplemented: Bit kullanılmaz 0 okunur Bit 1: POR: Power On Reset durumu biti 1= POR durumu yok 0= POR dolu (yazılımda set edilmeli) Bit 0: BOR: Bus collision kesme uyarı biti 1= BOR durumu yok 0= BOR durumu var (yazılımda set edilmeli) PCL ve PCLATH Registers (Adres Kaydedicileri) Program counter (PC) olarak adlandırılan adresleme kaydedicisi 13 bitliktir. Bunun düşük değerlikli byte’ı PCL kaydedicisinden gelir. Üstteki bitler ise PC<12:8> arasındaki 5 bittir, bunlar PCLATH kaydedicisinden alınır. PCL okunabilir ve yazılabilir bir kaydedicidir. Ancak üst bitleri (PCH) doğrudan okunamaz. Dolaylı olarak PCLath yoluyla yazılabilir veya okunabilir. 38 Call komutu, yığının her zaman en tepesine, PCL kaydedicisinin içindeki adres değerini yazar. Return, Retfie ve Retlw komutları ise yığının en tepesindeki elemanın içeriğini PCL’ye aktarır. Sayfa (bank) numaralarının PCLath kaydedicisinden PC’ye aktarılabildiğini program yazarken de unutmamalıyız. PCLATH kaydedicisinin içeriği, altyordama girildikten sonra sabit kalır, bir return ya da retfie benzeri komut gelse de değişmez. Programcı, call veya goto komutlarından önce, PCLATH kaydedicisini güncellemelidir. PCH daima PCLATH kaydedicisi yoluyla güncellendiğinden (tersi yapılamaz) altyordam veya gidilen kesimin hangi bankta olduğu, aşağıdaki örneğe benzer bir yolla belirtilmelidir. ORG 0x500 BCF PCLATH, 4 ;PCLATH kaydedicisinin 4.biti temizlendi BSF PCLATH, 3 ;PCLATH’ın 3.biti set edildi, 1.banka geçildi ;(800h-FFFh adres aralığı) CALL SUB1_P1 ;1.banktaki altyordam çağrıldı ORG 0x900 ;Bank 1 (800h-FFFh) SUB1_P1 ; Altyordam 800h ile FFFh aralığına yerleştirildi. RETURN ;Return’den sonra 0.sayfaya (000h-7FFh) dönülecek Computed goto (Hesaplanmış goto): PC’ye PCL’nin eklenmesiyle oluşur. 39 Yığın (Stack) Yığın 8 elemanlıdır. Elemanları 13 bitliktir ve donanımın bir parçasıdır. Veri veya program alanlarında yer almaz. Yığın göstergesi (pointer) yazılabilir ve okunabilir değildir. Yığın işlemi komutları POP ve PUSH’tur. Her PUSH işleminde yığının en tepesindeki adrese, PC’ın içeriği yüklenir. Her POP işleminde yığının en tepesindeki adres PC’ın içine geri yüklenir. Yığın, LIFO (Last In First Out) Son Giren İlk Çıkar tekniğiyle çalışır. INDF ve FSR Register (Dolaylı Erişim Kaydedicileri) INDF, fiziksel bir kaydedici değildir. Mikrokontrolördeki RAM adresini tutar. INDF’e yazılan her veri, adresi FSR’de bulunan RAM’a yazılır. INDF’ten okunan veriler de adresi FSR’de bulunan RAM’den okunmuştur. 3.2.2 7805 Gerilim Regülatörü Bu +5V güç kaynağı projesinin gereksinimlere, sabit voltajlı 7805 entegre devre regülatörünün özellikleri uymaktadır. 5 Volt çıkış voltajı ve en fazla 1.5 Amper yük akımı, içindeki ısı kesicisi ve akım limitleme özelliği, test devrelerini çalıştırırken ek güvenlik sağlamak için özellikle kullanışlıdır. 7805 entegre devresi güç kaynağı akımı olarak 1 Amper ve belki en fazla 1.5 Amper akım verebileceğinden ve en düşük 8 Volt (8-5=3Volt) giriş gerektiğinden, en fazla yükte 40 (3x1.5) en az 4.5 Wattlık ısı yayacaktır. Yüksek ısıdan etkilenmemesi için bir soğutucunun bulunması ve bağlı olması ve cihaz kutusunun da delikleri olması şarttır. Projede regülatörün kullanım sebebi PIC16F877 için gerekli olan 5 voltluk gerilim teminini sağlamaktır. Şekil 12 : 7805 Gerilim Regülatörü Maksimum Değerleri ve Isıl Değeri Şekil 13 : 7805 Gerilim Regülatörü Karakteristik Değerleri 41 Şekil 14 : 7805 Gerilim Regülatörü Bağlantı Şeması 4. ROBOTUN YAZILIMI 4.2 Visual Basic Bilgisayar Arayüz Yazılımı 4.2.1 Programdaki Açısal Hesaplamalar 4.2.2 Programın Çalışması Program iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümünde Şekil 16’da görülen programın ekran görüntüsünde sol taraftaki kutuculara her bir motor için açısal değerlerin yukarıdaki kısımda ifade edildiği gibi ölçeklendirilmiş değerleri yazılarak motorların kontrolü sağlanmaktadır. Robotun hangi porta bağlandığına dair gerekli ayar port no kutucuğundan girilmektedir. Port No değeri girildiken sonra Portu Aç butonuna basıldığında port açıldı uyarısı, Portu Kapat butonuna basıldığında ise port kapatıldı uyarısı ekranda görülmektedir. 42 Kutucuklara değerler girildikten sonra gönder butonuna basıldığında robot kol üzerindeki motorlar, girilen değerler ait açısal konumları almaktadır. Ekran görüntüsünde yer alan değerler robot kolun dik pozisyonunda motorların aldığı açısal değerlerin karşılıklarıdır. Programın ikinci bölümü ise robotun daha önceden girilmiş hareketleri gerçekleştirmesi için oluşturulan kısımdır. Şekil 17’de sağ kısımda yer alan bölümde her motor için girilmiş açısal değerler görülmektedir. Bu değerler program.txt adlı dosyaya kaydedilmekte ve programda YENİLE butonuna basıldığında güncel halde Visual Basic programında yer almaktadır. BAŞLAT butonuna basıldığında robot girilen konumları sürekli olarak gerçekleştirmekte ve Text7 yazan kısımda hangi konumda olduğu görülmektedir. DURDUR butonuna basıldığında ise en son hangi konumda ise orada durmaktadır. Robota yüklenen ve Şekil 17’deki ekran görüntüsünün sağ kısmında yer alan, hareket dizini aşağıda yer almaktadır. Motorların açısal değerlerini içeren ölçeklendirilmiş bu değerlerin en sağında yer alan 6. veri milisaniye cinsinden beklemeyi ifade eder. Örneğin robot ilk satırda yer alan hareketi gerçekleştirdikten sonra 2.5 sn beklemektedir. 60,220,170,70,90,2500 60,220,170,70,70,300 60,220,170,70,60,300 83,220,170,70,60,300 83,220,170,70,90,300 83,220,170,250,90,2500 83,220,170,250,70,300 60,220,170,250,70,300 Robota yüklenen ölçeklendirilmiş açısal değerler 43 5. ROBOTUN MEKANİK AKSAMI Robot kolun yapımında forex ve alüminyum malzeme kullanılacaktır. Şekil 18’de bu bölümde yapımı ele alınacak robot kolunun tamamlanmış hali görülmektedir. Şekil 15 5.1 Kullanılan Malzemeler Bu bölümde yer alan robot kolunun dış gövdesi için gerekli forex malzeme kullanılmıştır. Forex parçaların birleştirilmesi ve robot kolunun el kısmı için ise yine forex malzeme kullanılacaktır. Robot kolunun yapımında kullanılacak malzemeler aşağıdaki gibidir; 500mm*400mm abatlarında 5mm’lik forex tabaka. 2 adet 110mm*110mm ebatlarında 5mm’lik forex tabaka. 2 adet 24mm*144mm ebatlarında 5mm’lik forex tabaka. 25mm*120*mm ebatlarında 5mm’lik forex tabaka. 6 adet RC servo motor.(HS 311) 2 adet fazladan servo başlığı. 44 1 adet 2’li şarjlı kalem pil. RC servo motor kontrol devresi. RS232 iletişim devresi. 2 adet 25mm*120mm ebatlarında, 4 mm kalınlığında forex (ikinci uzuv) 1 adet 20mm*110mm ebatlarında,43mm kalınlığında forex (üçüncü uzuv) 1 adet 20mm*50mm ebatlarında, 4mm kalınlığında forex (üçüncü uzuv) 2 adet 64mm*25mm ebatlarında, 4mm kalınlığında forex (dördüncü uzuv) 1 adet 18mm*30mm 34mm*40mm ebatlarında, 4mm kalınlığında forex(kıskaç altı) 1 adet kıskaç uzun kol 1 adet kıskaç kısa kol. 1 adet 5mm çapında ve 65 mm uzunluğunda silindir forex destek elemanı 2 adet 5 mm çapında ve 40 mm uzunluğunda silindir forex destek elemanı (üçüncü uzuv) 2 adet 5 mm çapında ve 60 mm uzunluğunda silindir forex destek elemanı (ikinci uzuv) 1 adet alüminyum ‘u’ kıskaç ara elamanı 45 5.2 Plan Ve Yapım Aşamaları Robot kolunun yapımında standart servo kullanılmıştır. Standart servonun dış ebatları yaklaşık olarak aynı olduğundan bu bölümde verilen ölçüler aynen kullanılabilir. Robot kolunun zemininde şekil 19’daki gibi 225mm*115mm ebatlarında ve 5mm kalınlığında plastik tabaka kullanılır. Şekil 16 : Robot kolunun zemini için kullanılacak forex parça. Şekil 20 deki forex parçanın üzerindeki delikler 3mm çapında olup robot kolunun zemin forexine bağlamak amacıyla kullanılır. Şekil 17 46 Şekil 18 : Zemin ile birleştirilmiş forex parçalar Robot kolunun gövdesi için şekil 21’daki 5 mm kalınlığındaki forex parça kullanılır. Gövdeyi oluşturulacak plastik parçanın 110 mm çapındadır. Bu parçanın ortasını servoya monte edebilmek için 9mm çapında bir delik delinir. Bu parça üzerindeki delikler zemin ile gövde parçasını bağlamak için kullanılır ve 3 mm çapındadırlar. Delikler 3 mm çapında olup servoyu gövdeye bağlamak için kullanılır. Şekil 19 : Robot kolunun gövdesini oluşturacak forex parça 47 Şekil 20: Robot kolunun gövdesini oluşturacak forex parça Şekil 21 : 1 numaralı servo motor Robot kolu için 6 adet servo motor kullanılacaktır. Kullanılacak bu servo motoru birbirinden ayırt edebilmek için kuruluş şekline göre aşağıdan yukarıya doğru numaralandırılmalıdır. Gövdeye bağlanacak servo motor 1 numara olarak adlandırılır. Robot kolu üzerindeki servoların konumları ile bağlantılarının yapılacağı RC servo motor kontrol devresi arasındaki mesafe önemlidir. Servo motorların kablolarının uzaklıkları bu mesafelere göre düzenlenmelidir. Standart bir servo motorun kablosu 30 cm uzaklığındadır. 1 numaralı servo motorun kablosunun 60 cm olması yeterlidir. 48 Şekil 22: Gövde forexi ve 1 numaralı servo motor Şekil 23: Gövde forexi ve 1 numaralı servo motorun birleştirilmesi Şekil 26’da gövde forexi , gövdeye bağlanacak servo motor ve bağlantısı silikon tabancası ile silikonlanarak montajı yapılmıştır. 49 Şekil 24: Gövdeye bağlanmış servo motorun yandan görünüşü Robot kolu üzerinde aynı ebatlarda bir sabit, bir de hareketli gövde parçası bulunmaktadır. Bu iki parça arasında dört adet plastik bilya ve bilya yatağı bulunmaktadır. Bu bilyalar sayesinde üst parça ile alt parça arasında sürtünme azalır ve rahatça hareket etmesini sağlar. Hareketli gövde parçası 1 numaralı servo tarafından hareket ettirilmektedir. Robot kolunun hareketli gövdesine 2 adet servo bağlanmalıdır. Bu servo motorları birbirine paralel çalışacaktırlar. 2 ve 3 numara olarak adlandırılacak olan bu servoların 60 cm’lik kabloları olması yeterlidir. Robot kolunda servoların hareketli gövdesine bağlanması için 5 mm’lik forex parça kullanılmıştır. 50 Şekil 25: 2 nolu kolu oluşturacak forex parça Robot kolunun alt kolunu oluşturmak için 2 ve 3 numaralı servo motorlara şekil 28’deki gibi iki adet 5mm’lik 120 mm* 25 mm ebatlarında forex parça takılmalıdır. Bu plastik parça üzerindeki 2 adet delik servo motor başlıklarına bağlantı yapmak için kullanılır. Her biri etrafında bulunan dörder delik ise servo motor başlıklarının vidalarını sıkmak için kullanılır. Şekil 26: Hareketli gövdeye bağlanacak servo motor Robot kolun hareketli gövdesine bağlanacak servo motor ve diğer bağlantı parçaları şekil 29’daki gibi birleştirilir. Robot kolunun hareketli gövdesinde, üst kolu taşıyabilmek için iki adet servo motor kullanılacaktır. Dolayısıyla şekil 30’daki gibi iki adet servo motor hazırlanmalıdır. 51 Şekil 27: Üst plakayı monte etmek için arka tekerlerin çıkarılması Hareketli gövdeye bağlanacak bu iki servo motor paralel çalışacaktır. Dolayısıyla bu iki servo motorun başlangıç ve bitiş pozisyonları aynı olmasıdır. Servo motorların başlangıç ve bitiş pozisyonlarını eşitlemek için servo motor başlıklarını çıkarıp tekrar doğru pozisyonda takmak gerekebilir. Not: 2 ve 3 numaralı servolar aynı marka ve model olmalıdır. Farklı marka veya pozisyondaki servo motorları ile yapılan robot kolları sabit durdukları hallerde bile servoların konumlarındaki farklılıklarından dolayı titremektedirler. Bu da yapılan robot kolunun düzgün çalışmamasına neden olmaktadır. Robot kolunun hareketli gövdesi üzerine 2 ve 3 numaralı servo motorlar bağlanacaktır. Şekil 31’de hareketli gövdenin ölçümlendirilmiş şekli vardır. Hareketli gövde üzerindeki delikler 3 mm çapında olup 2 ve 3 numaralı servo motorları bağlamak için kullanılacaktır. Hareketli gövde üzerindeki delikler 3 mm çapında olup 1 numaralı servonun başlığı ile olan bağlantıyı sağlamak için kullanılır. Hareketli gövde üzerindeki I deliği önemlidir. I deliği 6 mm çapında olup hareketli gövdeye sabitlenmiş servo başlığı sabit gövde üzerindeki 1 numaralı servoya tutturmak için kullanılır. 52 Şekil 28: Robot kolunun hareketli gövdesi 53 Şekil 32’de görüldüğü gibi 1 numaralı servo motorun başlığı diğer standart başlıklardan daha büyük seçilmiştir. Hareketli gövde robot kolunun üst kısmında bulunan bütün ağırlığı çekeceğinden servo başlığının büyük seçilmesi daha uygun olmaktadır. Şekil 33’de görüldüğü gibi hareketli gövde ile servo motor başlığını birbirine tutturmak için silikon kullanılarak montajı yapılmıştır. Şekil 29: Hareketli gövde, 1 numaralı servo motor başlığı Hareketli gövdeye 2 ve 3 numaralı servolar kullanılan plastik tabaka ile silikonlanarak gövdeye montajı yapılmıştır. Şekil 30: Hareketli gövde ile alt konum birleştirilmesi 54 Robot kolunun sabit gövdesi ile hareketli gövde üzerine birleştirilmiş alt kol şekil 33 ‘deki gibi bir adet sac vidası kullanılarak birleştirilir. Bu vida hareketli gövdenin I deliğinden geçerek sabit gövde üzerindeki 1 numaralı servo ile hareketli gövde üzerindeki servo başlığını birleştirmekte kullanılır. Bağlantı vidası olarak servoların paketinden çıkan vidalar kullanılır. Robot kolunun üst kol kısmı 2 adet servodan oluşmaktadır. 4 numaralı servo motorun kablosu 45 cm ve 5 numaralı servo motorun kablosu 60 cm olmalıdır. Şekil 31: 5 numaralı servo motor Standart servo motorların kabloları genellikle 30 cm olduğundan 4 ve 5 numaralı servolarının istenilen uzunlukta olması için ek yapılmalıdır. Kabloları uzatılmış 4 ve 5 numaralı servo motorlar şekil 34’de görülmektedir. Şekil 32: 2 nolu kolda bulunan servoları üst kol parçasına birleştirmek için kullanılan forex parça 55 Robot kolunun üst kolunda bulunan 1 adet servo motoru üst kol parçasına bağlamak için şekil 35’deki parçadan 1 adet hazırlanmalıdır. Bu parça 2 mm alüminyumdan ve 8 mm * 32 mm ebatlarındadır. Bu metal parça üzerindeki delikler 2,5 mm çapındadır bu delikten ikisi servo ile forex parçayı diğer ikisi ise forex parça ile üst kol plastik parçasını birleştirmek için kullanılır. Robot kolu hareketli olduğundan servoların kabloları robotun çalışmasına engel olmayacak biçimde yerleştirilmelidir. Şekil 33: 3 nolu forex parça Robot kolunun 3 nolu uzvu 101mm*20 mm*5mm ölçülerindedir. Malzemesi diğer uzuvlar gibi yine forex malzemeden üretilmiştir. Üzerinde bir tarafı 5 nolu servoya bağlıdır. Diğer ucunda 9 mm çapındaki delik ise 4 nolu servoya bağlıdır. 56 Şekil 34 : Servo başlıkları perçinlenmiş üst kol bağlantı parçası Şekil 35 : 4 numaralı servonun üst kol bağlantı parçası ile birleştirilmesi Üst kol bağlantı parçası ile 4 numaralı servo silikon ile birleştirilerek montajı yapılır. Servonun kablolarının uzun olması ve hareketi engellememesi gerekir. 57 Şekil 36 : Alt kol ile üst kolun birleştirilmiş hali Şekil 37: Alt kol ile üst kolun birleştirilmiş hali Alt kol ile üst kol birbirine 4 adet 3 mm’lik sac vidası kullanılarak birleştirilir. Birleşim 4 numaralı servo başlığı ve alt kolun plastik parçaları arasında yapılır. Robot kolunun el kısmını oluşturan parçalar 5. servo kullanılarak hareket ettirilir. 58 Şekil 38: Robot kolunun el kısmı Şekil 39: Robot kolunun el kısmını taşıyacak forex parça 59 Şekil 40: Robot kolunun birleştirilmiş gövdesi Robot kolu çok hareketli parçalara sahip olduklarından kablolarının düzenlenmesi gerekir. Kabloların düzenlenmesi için zil teli kullanılır. Bu zil telleri 2 cm uzunluğunda kesilerek robot kolunun kabloları toparlanır. Şekil 41: Robot kolunun bitirilmiş hali Robot kolunun 1 numaralı servosu robotun zemininde olduğundan kablolarının toparlanmasına gerek yoktur. 2 ve 3 numaralı servoların kabloları zil telleri ile birbirleri ile 4 ve 5 numaralı servoların kabloları zil telleri ile birbirleri birleştirilirler. 60 KAYNAKLAR [1] DND. Kottege, ‘‘Virtual Robot Arm Control Model’’, Department of Physics,University of Colombo, Sri Lank,. June, 2003. [2] Bhattacharya, R., “A Project Report on Robotic Manipulator for Merlin”,Bayerische Julius-Maximiuans Universitat, Würzburg, 2004. [3] Hikmet, Ş., “Proteus”, Altaş Publisher,. 2004. [4] Ayyıldız, S., ‘‘Kendi Robotunu Kendin Yap’’, Altaş Publisher, October, 2006. [5] Seri Porttan Kontrollü 3 Eksenli Hareket Kabiliyetine Sahip Robot Uygulaması Engin Ayçiçek Selin Özçıra [6] Çamoğlu D. “Bilgisayar Kontrollü Robotik”, Dikeyeksen Yayınları, Mayıs,2011 [7] Çamoğlu D. “Mikrodenetleyiciler”, Dikeyeksen Yayınları, Eylül,2012 61