پروژه کنترل شدت نور و ارتباط بی سیم با میکروکنترلر avr – قسمت اول - وب سایت رضا احمدی

روز به روز استفاده از تکنولوژی های بی سیم در خال افزایش است. انسان این عصر به دنبال انجام کارها با استفاده ار نیروی ذهن است تا نیروی بازو. با تو جه به افزایش روز افزون دستگاهای هوشمند مانند تلفن های همراه و تبلت ها روز به روز کارایی این دستگاها در حال افزایش است.

          همین امر مارا بر آن داشت تا با استفاده از گوشی های هوشمند نور محیط را کنترل کنیم. بطور مثال با طراحی سخت افزاری و نرم افزاری بتوانیم مقدار شدت نور تابانده شده از هر لامپ را کنترل کنیم.

شرح در یک نگاه :پروژه تنظیم شدت نور لامپهای dc با استفاده از دستگاههای اندرویدی و ارتباط بیسیم میکروکنترلر avr از طریق بلوتوث با ماژول hc05 .

ایده اولیه پروژه و درنگار آن:

همانطور ک در دیاگرام رسم شده مشخص است یک میکروکنترلر به عنوان مغز سیسیم جهت ارتباط با موبایل و کنترل مقدار روشنایی نور لامپ ها در نظر گرفته شده است.

یک تلفن همراه اندرویدی از طریق ارتباط بلوتوثی دستورات را به سیستم ارسال میکند و میکرو کنترلر دستورات دریافت شده را دیکد کرده و از آن داده ها جهت تنظیم میزار نور استفاده میکند.

شرح:

ابتدا به معرفی قطعات سخت افزاری بکار رفته در پروژه میپردازیم سپس به سراغ برنامه نویسی سیستم رفته و آن را تفسیر میکنیم.

۱-میکرو کنترلر

در طراحی این سیستم از یک میکرو کنترلر خانواده AVR به نام Atmega16a استفاده شده.این میکرو کنترلر ۸ بیتی دارای ۱ کیلو بایت حافظه رم و ۸ کیلو بات حافظه فلش جهت ذخیره نرم افزار و همجنین ۵۱۲ بایت حافظه ماندگار eeprom می  باشد.

بیشترین استفاده این میکروکنترلر در پکیج PDIP است که همانند Atmega32 دارای ۴۰ پین و ۳۲ پین ورودی و خروجی دارد. میکرو کنترلر Atmega16A یکی از سری های Atmega16 می باشد. پسوند A دارای این معنی است که این میکرو بر خلاف Atmega16 که از ولتاژ ۴٫۵ تا ۵٫۵ ولت می تواند کار نماید ، همانند سری L می تواند با ولتاژ ۲٫۷۵ تا ۵٫۵ ولت کار کند اما بر خلاف سری L که دارای ماکزیمم فرکانس گارانتی شده ۸ مگاهرتز است ، Atmega16A همانند Atmega16 می تواند دارای منبع کلاک تا سرعت ۱۶MHz باشد.

مدار تغذیه:

با توجه به اینکه میکرو کنترلر و همچنین ماژول استفاده شد با ولتاژ ۵ ولت کار میکند نیاز به یک مداری است تا این ولتاژ را تامین کند. از معروفترین مدار های موجود جهت تامین این ولتاژ مدار شکل زیر است که با استفاده از رگولاتور ۷۸۰۵ این تبدیل انجام میشود. این رگولاتور با دریافت ولتاژ مثبت بین ۷ تا ۲۴ ولت آرا به ۵ ولت ثابت تبدیل میکند.

 از خازن های ۱۰ میکرو و ۱۰۰ نانو فاراد جهت حذف نویز روی خروجی مدار تغذیه بکار رفته تا اطمینان و کارایی بالاتری را داشته باشیم.

رگولاتور ولتاژ مثبت (تثبیت کننده ولتاژ مثبت)

ویژگی ها:

• جریان خروجی ۱٫۵ آمپر
• – ولتاژ های خروجی ۵
• محافظت شده در برابر افزایش دما
• محافظت شده در برابر اتصال کوتاه

پکیج های مختلف این آی سی تثبیت کننده ولتاژ را در شکل مقابل می بینید.

برای عبور جریان بیشتر از ۱ آمپر باید هیت سینک به آن ها وصل کرد.

ماژول بلوتوث:

بلوتوث (به انگلیسی: Bluetooth) یک استاندارد برای پیوند کوتاه برد، بهره بری انرژی کم، کم هزینه و بی‌سیم می‌باشد، که از تکنولوژی رادیویی بهره می‌برد، تکنولوژی کنونی استاندارد IEEE بنام WPANهای ۸۰۲٫۱۵ می‌باشد. بلوتوث یا دندان آبی، نام بازرگانی بی‌سیمی با دوری کم برای فرستادن پیام، عکس یا هر اطلاعات دیگر است که از نام یک پادشاه منطقه اسکاندیناوی به نام هارولد بِلَتِند الهام گرفته شده‌است.فناوری بلوتوث شامل چندین نکته کلیدی، که قبول آن را به‌طور گسترده آسان می‌کند، می‌باشد. توانایی بی‌سیم و کوتاه برد آن به دستگاه‌های جانبی این اجازه را می‌دهد که توسط یک واسط هوایی ارتباط برقرار کنند، جایگزین شدن کابل‌ها که از اتصال دهنده‌ها با اشکال و سایزهای مختلف و چندین گیره، استفاده می‌کردند. – بلوتوث هردو نوع داده و صوت را پشتیبانی می‌کند که آن را به یک تکنولوژی ایدئال تبدیل نموده‌است که بسیاری از وسایل را قادر به ارتباط کرده‌است. – بلوتوث از فرکانس غیر منظم استفاده می‌کند و در هرجای دنیا قابل دسترس است …

https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D9%84%D9%88%D8%AA%D9%88%D8%AB

ماژول بلوتوث HC-05 در واقع یک مبدل بلوتوث به سریال است. جهت ارتباط بیسیم میکروکنترلر avr از این ماژول استفاده شده است. این ماژول به سادگی در بازار قابل تهیه است. دقت نمایید این ماژول به صورت SMD می باشد اما برای سهولت استفاده اغلب در بازار مدل هایی یافت می شود که ماژول SMD بر روی برد مبدل لحیم شده است و قطعات مورد نیاز جهت راه اندازی نیز بر روی برد مبدل قرار داده شده است.

با استفاده از این نوع ماژول ها تنها کافیست پین های تغذیه ۵ ولت ( VCC و GND ) و RX و TX ( خطوط ارسال و دریافت داده UART ) را متصل نمایید. همچنین گفتنی است این نوع ماژول به دلیل تبدیل نوع پایه ها به پین هدر به سادگی بر روی برد بورد قابل نصب و راه اندازی است.

کاربرد این ماژول بلوتوث برای تبادل اطلاعات بین دو کامپیوتر یا میکروکنترلر است. به عنوان مثال می توانید اطلاعات سنسور ها را بوسیله ی گوشی یا کامپیوتر مشاهده نمایید. ما برای ارتباط بی سیم با میکروکنترلر avr از این ماژول استفاده کرده ایم.

در ادامه ارتباط بیسیم میکروکنترلر avr به تشریح پروتکل ارتباطی USART می پردازیم. . .