در این آزمایش با دستور ADC آشنا شده و نحوه طراحی و برنامه نویسی ولتمتر و دماسنج را آموختیم.

مبدل آنالوگ به دیجیتال یا همان ADC، ولتاژهای اعمال شده را که آنالوگ می­باشد به دیجیتال تبدیل می­کند.

زبان برنامه نویسی این آزمایش BASCOM است.

ولتمتر:

مدار ولتمتر متشکل از یک LCD کاراکتری 2*16 ، ATMEGA16 و یک فوتوسل می­باشد.

نحوه کارکرد این مدار اینگونه است که با تغییر نور محیط ولتاژ عبوری از فوتوسل نیز تغییر خواهد کرد و ولتاژ خروجی از آن به پورت A.0 که همان ADC(0) است اعمال می­شود و ولتاژ که آنالوگ می­باشد به دیجیتال تبدیل شده و بر اساس فرمول مربوطه ولتاژ ورودی بدست می­آید و بر روی LCD نمایش داده می­شود.

دماسنج:

مدار دماسنج متشکل از یک ATMEGA16 ، LCD کاراکتری 2*16 ، LM35 می­باشد.

نحوه کارکرد این مدار اینگونه است که LM35 به ازای هر درجه سانتیگراد، 10 میلی ولت خروجی می­دهد. خروجی آن به ADC(0) رفته و در برنامه براساس فرمول مختص خود دمای واقعی محیط را بر روی LCD نمایش می­دهد.

در این جلسه با آیسی DAC0808 آشنا شدیم. این آیسی ولتاژ دیجیتال را به آنالوگ تبدیل می­کند. این آیسی دارای 8 پایه ورودی و یک پایه خروجی می باشد. در این آزمایش ما به ولتاژ خروجی احتیاج داریم، اما آیسی 0808 جریان را به خروجی می­برد. برای تبدیل جریان خروجی به ولتاژ مداری در مسیر خروجی قرار می­دهیم که از یک opamp استفاده شده است و شکل کلی مدار در صفحه آخر قرار دارد.

در آزمایش این جلسه با برنامه بسکام، برنامه ای نوشتیم که شکل موج تولید کند، از جمله شکل موج دندان اره ای، مربعی، مثلثی و سینوسی. با استفاده از میکرو این برنامه را اجرا کرده و خروجی میکرو را که دیجیتال است به ورودی DAC0808 می بریم و آیسی 0808 ورودی دیجیتال را به آنالوگ تبدیل کرده و در خروجی جریان آنالوگ را به ما میدهد و با گذاشتن یک مدار تبدیل، جریان را به ولتاژ تبدیل کرده و در خروجی آن ولتاژ به ما میدهد. سپس ولتاژ خروجی را به پراب اسکوپ داده و اسکوپ شکل موج مورد نظر را نمایش می دهد.

در این آزمایش نحوه طراحی و برنامه نویسی یک تابلوروان با سون سگمنت که با میکروسوئیچ کنترل میشود را آموختیم، به گونه­ای که با فشردن هر کلید، از چپ به راست یا از راست به چپ شماره دانشجویی را نمایش دهد.

سخت افزار این آزمایش شامل: یک میکروکنترلر ATMEGA16 ، 1عدد سون سگمنت 4تایی ، 2عدد میکروسوئیچ ، منبع 5 ولت می­باشد.

زبان برنامه نویسی این آزمایش BASCOM است.

این مدار دارای 2 ورودی می­باشد که همان میکروسوئیچ است و دارای12 خروجی بوده که خروجی، مربوط به پایه های سون سگمنت می­باشد، که متشکل از 4پایه­ی مشترک و 8پایه­ی 8قسمت LED که ساختار سون سگمنت را تشکیل می­دهد.

LED با ولتاژی نزدیک به 3 ولت کار میکند. اگر به آنها 5 ولت اعمال شود، پس از مدتی خواهد سوخت. پس باید در مسیر پورتهای میکرو و سون سگمنت یک بافر تعبیه کنیم تا به سون سگمنت آسیبی نرسد.

میکروسوئیچ­ها، باید یکی از پایه های آنها به پورت میکرو و پایه دیگر به زمین وصل شود. دلیل این کار این است که در مدار درونی میکروکنترلر، پورتهای میکرو خود به Vcc متصل می­باشد و برای فعال نمودن آنها باید میکروسوئیچ به زمین وصل شود و در برنامه نویسی آنها، باید شرط فعال شدن پورت میکرو را صفر(زمین) در نظر بگیریم.

نحوه کارکرد این مدار اینگونه است که: به ازای هر میکرو سوئیچ، باید یک نمونه حرکت راستگرد یا چپگرد برای آن در نظر بگیریم. با فشردن هر کلید (میکروسوئیچ)، نوع گردش مختص آن کلید در خروجی (LED) نمایش داده می­شود و تا زمانی که کلید دیگری فشرده نشود آن برنامه ادامه داده و در خروجی نمایش داده شود و با فشردن کلیدهای دیگر، نوع گردش مختص آن­ها در خروجی نمایش داده شود.

در صفحات بعد نحوه برنامه نویسی و توضیحات هر قسمت از برنامه را خواهیم گفت.

در این جلسه با Step motor آشنا شدیم و نحوه راه اندازی آن را آموختیم.

این آزمایش نشان داد که چگونه با تغییرات جزیی می­توان تعداد گردش و یا همان سرعت گردش را افزایش یا کاهش دهیم.

آیسی های درایوری که در ست آزمایشگاه بود بدلیل جریان راه اندازی بالا قادر به راه اندازی موتور نشدند. تنها یک آیسی بافر 74244 جریان کافی را برای راه اندازی موتور تأمین نمود.

در این آزمایش نحوه طراحی و برنامه نویسی یک رقص نور که با میکروسوئیچ کنترل میشود را آموختیم، به گونه­ای که با فشردن هر کلید، یک نمونه رقص نور بوسیله LED نمایش داده میشود.

سخت افزار این آزمایش شامل: یک میکروکنترلر ATMEGA16 ، 8 عدد LED ، 8 عدد مقاومت Ω330 ، 4 عدد میکروسوئیچ ، منبع 5 ولت می­باشد.

زبان برنامه نویسی این آزمایش BASCOM است.

این مدار دارای 4 ورودی می­باشد که همان میکروسوئیچ است و دارای 8 خروجی بوده که خروجی، همان LED ها می­باشد.

LED با ولتاژی نزدیک به 3 ولت کار میکند. اگر به آنها 5 ولت اعمال شود، پس از مدتی خواهد سوخت. پس باید به ازای هر LED که به پورت میکرو وصل می­شود یک مقاومت Ω330 نیز بصورت سری به LED وصل شود تا مانع از سوختن LED شود.

میکروسوئیچ­ها، باید یکی از پایه های آنها به پورت میکرو و پایه دیگر به زمین وصل شود. دلیل این کار این است که در مدار درونی میکروکنترلر، پورتهای میکرو خود به Vcc متصل می­باشد و برای فعال نمودن آنها باید میکروسوئیچ به زمین وصل شود و در برنامه نویسی آنها، باید شرط فعال شدن پورت میکرو را صفر(زمین) در نظر بگیریم.

نحوه کارکرد این مدار اینگونه است که: به ازای هر میکرو سوئیچ، باید یک نمونه رقص نور برای آن در نظر بگیریم. با فشردن هر کلید (میکروسوئیچ)، رقص نور مختص آن کلید در خروجی (LED) نمایش داده می­شود و تا زمانی که کلید دیگری فشرده نشود آن رقص نور ادامه داده و در خروجی نمایش داده شود و با فشردن کلیدهای دیگر، رقص نور مختص آن­ها در خروجی نمایش داده شود.

در صفحات بعد نحوه برنامه نویسی و توضیحات هر قسمت از برنامه را خواهیم گفت.

این پروژه مربوط به طراحی و ساخت یک منبع تغذیه دیجیتال می باشد که ولتاژ DC از 0 تا 30 ولت و جریان 0 تا 3 آمپر به ما می دهد.

این سیستم دارای یک کی پد 4*4 بوده که از طریق آن ابتدا ولتاژ و جریان دلخواه را به آن می دهیم و سپس دستگاه شروع به مقداردهی می کند. این مقدار توسط مدار ولتمتر و آمپرمتری که در خروجی تعبیه شده به میکروکنترلر ارسال می شود و توسط برنامه و فرمول مختص آنها اندازه گیری و ثبت و مقایسه می شود. این کار ادامه دارد تا زمانی که به مقدار دلخواهی که مرحله اول به آن دادیم برسد و پس از رسیدن به مقدار داده شده جستجو متوقف شده و به برنامه اصلی می رود.

در برنامه اصلی لحظه به لحظه ولتاژ و جریان خروجی اندازه گیری می شود و اگر مقدار آنها از مقدار داده شده بیشتر شود، خروجی غیرفعال شده و ولتاژ و جریان قطع می شود تا به مصرف کننده آسیبی نرسد.

در این مقاله بصورت کامل درباره این سیستم توضیح داده شده است.

امروزه با پیشرفت علم سیستمهای آنالوگ جای خود را به دیجیتال داده و با گذشت زمان حضور دستگاههای آنالوگ در بازار کار کمرنگ شده و عصر دیجیتال جایگاه جدیدی پیدا کرده است.

دستگاههای آزمایشگاهی و کارگاهی نیز از این امر مستثنی نبوده و جایگاه ویژه ای در عصر دیجیتال پیدا کرده اند.

دستگاههایی همچون اسیلسکوپ ، فانکشن ها و منبع تغذیه ها از حالت آنالوگ به دیجیتال تبدیل شده اند.

این امر روز به روز در تمامی مکانها و امور در حال تغییر و توسعه می باشد.

امید است که در مسیری سبز و صلح آمیز شاهد پیشرفت علوم دست نیافتنی و رویایی باشیم.

     پروژه مورد نظر یک دماسنج سخنگو می باشد که با میکروکنترلر سری AVR، مدل ATMEGA16 راه اندازی شده است. سنسور دمای این سیستم مدل LM35 می باشد که با استفاده از مدارهای راه انداز آن در دیتاشیت مخصوص این سنسور می توان دمای منفی تا مثبت را نیز اندازه گیری نمود.

     در قسمت سخنگوی این پروژه، از یک آیسی ضبط و پخش صدا مدل ISD1730 استفاده شده  است که بستگی به مقدار نیاز جهت ضبط صدا، می توان مقدار زمان ضبط صدا را تنظیم نمود.

     این سیستم را می توان در  مکانهای حساس و مهم نصب نمود تا از تغییرات لحظه ای دما بصورت خودکار یا دستی مطلع شده و در صورت لزوم و موقعیت های خطرناک، به سرعت واکنش های لازم را انجام داد.

     در عصر کنونی پیشرفت تکنولوژی به سرعت سیر صعودی دارد و جوامع بشری با رقابت و همکاری دنیا را به سمت علوم برتر هدایت کرده و به موفقیت های چشم گیری دست یافته اند.

     در عصر ماشین و الکترونیک، با ادغام این دو تحولی بزرگ در زندگی انسانها رخ داده است و انسان بیشتر و بیشتر به سمت مصرف کنندگی روی آورده است و امور خود را به ماشینها، رباتها، و سیستم های هوشمند واگذار نموده است.

     این امر سبب شده که از نیروی انسانی کاسته شود و صنعت ساخت و ساز به ربات ها و ماشینها محول شود. از طرفی می توان گفت دقت طراحی و کیفیت ساخت و ساز افزایش یافته و امور سخت و طاقت فرسا را ماشینها و سیستم های هوشمند و قدرتمند به عهده گرفته اند، اما از طرف دیگر می توان گفت با حذف نیروی انسانی، زندگی و معیشت آنها به وضعیت نابسامانی تبدیل شده است.

     امید است که با تدبیر هرچه بهتر و بیشتر، دو نوک پیکان انسان و ماشین همگام و همراه با هم به سمت تحولی عظیم و آسودگی هرچه بیشتر پیش بروند.

در این جلسه با دستور Interrupts و کاربرد و نحوه برنامه نویسی آن آشنا شدیم.

زمانی از دستور وقفه استفاده می­کنیم که میکرو بخواهد غیر از یک کار خاص که به وقفه مربوط

می­شود کارهای دیگری را هم انجام دهد و در زمان خاص و طبق دستوراتی که از پیش برایش تعیین می­کنیم برنامه وقفه را اجرا کند و پس از پایان برنامه مربوط به وقفه، به برنامه اصلی بازگشته و دستورات دیگر را اجرا خواهد کرد.

در این آزمایش از 8 عدد LED استفاده کردیم و به یکی از پورتهای میکرو دادیم و دستور وقفه را به گونه ای نوشتیم که با هر بار شمارش تایمر تا محدوده­ی تعیین شده، به برنامه مربوط به وقفه رفته و در برنامه وقفه LED ها روشن و پس از مقداری تأخیر که برایش تعیین کردیم خاموش شده و به برنامه اصلی برگردد.

این پروژه مربوط به طراحی یک ساعت دیجیتال می باشد که تماماً با LED طراحی و ساخته شده است. قسمت ثانیه شمار، دقیقه شمار و ساعت شمار آن از LED های مجزا تشکیل شده است.

در بخش پردازشگر این پروژه از یک میکروکنترلر سری AVR مدل ATMEGA32 استفاده شده است و جهت هدایت و کنترل بهتر LED ها از 4 عدد دی مالتی پلکسر استفاده شده است که توضیحات کامل در این مقاله نوشته شده است.

جهت تنظیم دقیقه و ساعت شمار، از دو کلید مجزا استفاده شده است که با فعال نمودن آنها بصورت اتوماتیک شروع به شمارش میکند تا به دقیقه یا ساعت مورد نظر شما برسد و با غیر فعال نمودن کلید، تغییرات مورد نظر اعمال می شود.

این مقاله در چند فصل به بیان کامل پروژه و اجزاء و برنامه آن پرداخته است.

در جوامع امروزی که مدیریت زمان یکی از دغدغه های مهم افراد می باشد و با پیشرفت روز افزون علم و صنعت، نیاز به وسایلی که زمان را نمایش دهند و یادآوری نمایند انسان را واداشته است تا انواع و اقسام ساعت ها را طراحی کنند و بسازند و در اختیار افراد مختلف با سلیقه های مختلف قرار دهند.

حال که عصر دیجیتال پیشرفت چشمگیری داشته است، طراحی و ساخت ساعتهای دیجیتال نیز از این پیشرفت مستثنی نخواهد بود.

ساعتهای دیجیتال نیز انواع مختلفی دارند که ساعت LED یک نمونه از آنها می باشد.

امید است که با پیشرفت روزافزون علم، دانش جوانان ایران نیز در مسیر علم فزونی یابد.