Bu uygulamada jal programlama dili kullanılarak ev otomasyonu yapılmış. Konu açıklamaları çok iyi olup bu işle uğraşacaksanız incelemenizde fayda var.

Yazar: Ä°brahim Ak

1.GÄ°RÄ°Åž

Öncelikle devre mevcut telefon hattına bağlandıktan sonra ve beslemesinin verilmesi üzerine kullanıma hazır hale gelir. Dizayn edilen devre şu çalışmayı yapmaktadır. Devre telefon hattına çağrı gelmeye başladıktan sonra telefon hattına gelen darbeleri saymaya başlar. Telefon 8 kez çaldığında şayet telefon hala açılmamış ise devre telefon hattını açar. Bu aşamadan sonraki aşama artık kontrol işlemidir. Kontrolün güvenlik ve gizliliği için dizayn edilmiş olan şifre doğru girildikten sonra cihaz açma – kapama işlemi gerçekleştirilir. Böylece devre cihaz açma ve kapama işlemi adı altında her türlü elektrikli cihazın ON /OFF kontrolünü yapabilmektedir.

Devrenin kullanım alanları ise adı üzerinde uzaktan kontrol yapılmak istenen her türlü elektrikli cihazın ON/OFF kontrolünde kullanılabilir. Kullanım alanı olarak akıllı ev projelerinde kullanılmaktadır. Akıllı ev projelerinde önceden programlanmamış yani kişinin istediği zaman çalışması ve istediği zaman durması istenen cihazların kontrolünde ( cihazın çalışma ve durma saatleri önceden belli olmayan cihazlar için ) mevcut telefon hattı üzerinden kontrol gerçekleştirilmiştir.

2. PROJENİN İÇERİĞİ

2.1 Amaç

Bu projenin amacı, mevcut telefon hatlarını kullanarak bir sistemin uzaktan kontrolünü sağlamaktır. Bu sayede dünyanın herhangi bir yerinde iken mevcut telefon hattına bağlanan devre elektriksel bir cihazın kontrolü yapılabilmektedir. Böylece uzaktan kontrol işlemi gerçekleştirilmiş olur.

2.2 Telefonla Uzaktan Kontrol Sistemleri

Telefonla uzaktan kontrol sistemleri günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemler herhangi bir telefon ile mevcut telefon hatları üzerinden kontrol işlemi yapılmasına olanak sağlar. Telefon ile uzaktan kontrol sistemlerinin avantajı uzaktaki cihazların kontrolü için gerekli kontrol sinyalini göndermek ve karşıdan bu kontrol sinyalini almak için bir hat veya bir sistem tasarlamak yerine hazırda bulunan telefon hatları üzerinden kontrol sinyalini göndererek kontrol işlemi gerçekleştirilmiş olmaktadır.

2.3 Sistemin Çalışma Mantığı

Kontrol için dizayn edilen devre, mevcut telefon hattına bağlandıktan sonra ve beslemesinin verilmesi üzerine kullanıma hazır hale gelir. Çalışma mantığı;

Telefon hattı herhangi bir telefon ile arandığında telefon çalmaya başlar. Bu sırada optocoupler aracılığı ile telefon çalması sırasında ürettiği kare dalgalar PIC 16F84A tarafından sayılır. Bir süre sonra PIC 16F84A çıkış vererek sistemin hattı açması sağlanır. Telefon hattı açıldıktan sonra devremiz arayan kişiden şifre girmesini bekler. Şifre sabit olarak “ 1 2 3 4 “ belirlenmiştir. Şifre girildikten sonra telefondaki “ * “ tuşuna basılması beklenir. “ * “ tuşuna basıldığında cihaz kontrolünün yapılmasına izin verilir. Girilen şifre yanlış ise sistem yeni şifrenin girilmesini bekler. Eğer girilen şifre doğru ise 4 adet cihazın kontrolü için cihaz kontrol kodunun girilmesini bekler. Kullanıcı şifre girdikten sonra “ # “ tuşuna bastığında sistem kendini resetler ve telefon hattı kapanır. Sistemin çalışması esnasında herhangi bir aşamada

Yaklaşık olarak 15 saniye hiçbir tuşa basılmadan beklenirse sistem yine kendini resetleyerek açmış olduğu telefon hattını kapatır. Bunun programda yapılmasının sebebi; röle kontrolü ile açılan telefon hattının uzun süre meşgul etmeden hattı kapatmasını sağlamaktır. Bu işlem yapılmadığı takdirde röle kontakları sürekli çekili halde kalacağından telefon hattı hep meşgul olacaktır. Bu nedenle, kontrol işlemleri yapıldıktan sonra cihazın telefon hattını kapaması için ya “ # “ tuşuna basılır ya da 15 saniye hiçbir tuşa basılmadan beklenerek cihazın hattı kapatması sağlanır.

2.4 Gerekli Donanım Ve Yazılım

Telefonla uzaktan kontrol sistemi çeşitli donanım ve yazılım araçları kullanılarak tasarlanmıştır. Devre tasarımı için Proteus ISIS simülasyon programı, PIC yazılımı için JAL EDİT programı, baskı devre çizimi için Proteus ARES programı, PIC programlama için ICPROG yazılımı ve programlama kartı kullanılmıştır.

3. TELEFON HATTININ ÖZELİKLERİ

Elektronik santraller çalışma yöntemlerine göre ikiye ayrılabilirler; analog teknoloji kullananlar ve sayısal teknoloji kullananlar. Her iki teknolojide de farklı yöntemler kullanılabilir. Ama genel olarak analog teknolojide Darbe Genlik Bindirimi ( Pulse Amplititude Modulation; PAM ) yöntemi, sayısal teknolojide ise Darbe Kod Bindirimi ( Pulse Code Modulation; PCM ) yöntemleri kullanılmaktadır. Her iki yöntemde de genel olarak az sayıdaki ortak elemanları kullanarak çok sayıdaki aboneye hizmet verilir. Buna Zaman Bölmeli Çoklama ( time Division Multilexing; TDM ) denilir.

Sayısal santraller de kullanılan PCM teknolojisine gelince: Bu yöntemde de sürekli bir sinyalden, ses sinyalinden, örnekler alınır. PAM örneğinde olduğu gibi yine -2,5 volt ile +2,5 volt arasında bir sinyali ele alınsın. Örneklerin değeri PAM sisteminde herhangi bir değer olabiliyordu. PCM’ de ise buna izin verilmez. Sinyal aralığı, örneğin, 256 aralığa bölünür ve örnekler ancak bu 256 değerden birini, en yakınlarındakini alabilir. Bu 256 değişik değer ikili düzendeki sayılarla, yani, 1 ve 0’lar ile gösterilir.256 değişik değeri göstermek için en az sekiz adet ikili basamak gerekir.

1’ler ve 0’lar elektriksel olarak 0V ve -5V ile gösterilebilir. Santral içinde artık bu analog sinyaller değil bu ikili düzendeki sayılar dolaşır ve ancak karşıki aboneye gönderilirken bu sayısal sinyaller analoga çevrilir.

0V’un -5V ve -5V’unda 0V olarak algılanması, yani bozulma ( distorsiyon ) zor olduğundan PCM santraller de ses kalitesi yüksektir. Burada konuyu biraz daha açalım: Analog sistemler büyük ölçüde distorsiyon a uğrarlar. Çünkü bir sinyalin iletim ortamında en kolay bozulan özelliği genliğidir. Analog santrallerde ya da sistemlerde belli bir kaliteyi tutturmak için çok güm harcamak, çok karmaşık devreler hazırlamak gerekir. Sinyal/gürültü oranı bir sistemin kalitesini belirlemede kullanılabilir. Bir PCM sisteminde hatanın en aza indirilmesi için 20dB’lik bir S/N oranı yeterli iken PAM’ da bunun en az 60dB’lik bir S/N oranı gerekir. Buna karşılık PCM sisteminde 3100Hz’lik bir ses bandı için 64kHz’lik bir bant harcanır. Yani, S/N oranından kazanırken frekans bandından kaybederiz.

Ayrıca analog çoklama birimleri sayısal çoklama birimlerine göre daha çok yer kaplarlar.

Sayısal santrallerin bir önemli yararları da şudur: Bu santraller sesin olduğu kadar görüntünün ve verilerin de, hem de aynı anda, anahtarlaması için kullanılabilir. Günümüzde çeşitli iletişim biçimleri örneğin, ses, görüntü ve veri iletişimi bir çatı altında toplama çalışmaları hızla sürmektedir. Bu çalışma sonunda ortaya çıkan şebekeye Tümleşik Hizmetler Sayısal Şebekesi (ISDN), denilmektedir. Adından da anlaşılacağı gibi bu sistem sayısal bir sistemdir. Analog santrallerin bu şebekeye uyum sağlaması çok zordur. Sayısal santraller ise ufak tefek değişiklikler ile bu hizmetleri verebilir, ISDN’ e uyum sağlayabilirler.

Santrallerde her türlü telefon çalışabilir. Şimdi telefon çeşitlerinden söz edelim.

Her telefon makinesi basılan tuşları santrallere iki yolla gönderebilir. Birinci yöntem geleneksel yöntemdir. Bu yöntemde santral ile makine arasındaki akım belli sayıda kesintiye uğratılarak sinyal yollanır. Örneğin, “ 1 “ tuşuna basıldığında akım bir kez kesilir, “ 2 “ tuşuna basıldığında iki kez kesilir vs…

Buna Dial Pulse Signalling denilir. Akım kesme işi ya mekanik yolla yapılır ya da özel tümleşik devrelerle gerçekleştirebilir. Bu tip sinyalleşmenin kötü yanı yavaş olması ve hattaki gürültü yüzünden darbelerin bozulması ve sonuçta yanlış numaranın tuşlanabilmesidir.

İkinci ve daha modern bir yöntemde akım kesintiye uğratılmaz. Bunun yerine her tuş için değişik frekanslarda iki adet dalga üretilir ve yollanır. Bu tip sinyalleşmeye DTMF (Dual Tone Multi Frequency Signalling) denir. Tuşlar ve frekanslar aşağıdaki gibidir:

Tablo- 1: Tuşların frekans karşılıkları

Örneğin, 9 tuşu için 1477 ve 852Hz frekanslarında iki adet sinüsoidal dalga üretilir ve gönderilir. Bu sinüsoidal dalgalar özel devreler tarafından üretilir ve çözümlenirler. Bu yöntem çok daha güvenilir ve hızlı bir yöntemdir. Bir saniyede 10 rakam gönderebilir. Üstelik gönderilen şey belli frekanslarda bir dalga olduğundan yanlış algılama diye bir şey olmaz.

4. DTMF KOD ÇÖZÜCÜ

4.1 Entegrenin İç Yapısı

4.2 Çalışma Şekli

DTMF sinyalleri telefon hatlarının özelliklerine bağlı olarak gerçekleştirilen aramalarda, aranan ve arayan kişilerin numaraların kaydedilmesinde, konuşma sürelerinin tespitinde, uzaktan sistem kontrolünde ve telekonferans sistemlerinde kullanılmaktadır.

DTMF (Dual Tone Multi Frequency) sinyalleri DTMF kodlayıcısı tarafından üretilir. Farklı frekansta sinüsoidal işaret cebirsel olarak toplanır. Herhangi bir tuşa basıldığında o tuşa ait iki tane farklı sinyal üretilir. Bu sinyallerden düşük frekanslı olanı basılan tuşun hangi satırda yer aldığına yüksek frekanslı olanı da hangi sütunda bulunduğunu belirtir. Ton frekansları harmoniklerden ve diğer bozucu girişlerden etkilenmeyecek şekilde seçilmişlerdir. Sinyallerin telefon tarafından doğru olarak iletilmesi ve merkez santral tarafından doğru algılanması önemlidir. Sinyal frekansları nominal değerin +-%1.5 değerinde olmalıdır. DTMF esas olarak Amerikan ordusu için Bell telefon laboratuarlarında geliştirilmiş bir kodlama sistemidir. Daha sonra telefon şebekelerinde bilgi yollamanın güvenli yolu olarak tercih edilmiş ve telefon abonesinin santrale yolladığı ile ilgili bilgileri ilettiği standart yöntem olarak günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır.

DTMF kodlama sistemi radyo amatörlüğünde yerini son yirmi yıl içinde yaygın olarak almıştır. Günümüzde telsiz cihazlarının çoğunda DTMF sinyallerini yollamaya ve almaya yarayan modüller ile tuş takımı bulunmaktadır. Bu imkân sayesinde telsiz yardımıyla DTMF kodlu mesajlar, çağrı kodları yollamak; uzaktan kumanda amaçlı röle kontrolü gibi işler gerçekleştirilebilir. DTMF sinyallerinin algılanıp kodunun çözülmesinde çok değişik yöntemler kullanılmaktadır.

4.3 DTMF Entegresi Çıkışları

DTMF entegresi girişine gelen tuş bilgisine karşı ikilik bir çıkış verir. Aşağıdaki tabloda tuş bilgilerinin frekans ve ikilik karşılıkları görülmektedir.

Tablo- 2: Tuş bilgilerinin frekans ve ikilik karşılıkları

 

Şekil- 2: DTMF entegresi deney düzeneği

Bu bağlantıda DTMF entegresinin sorunsuz olarak çalıştığı gözlemlendi. Bu devrede DTMF yazan uç telefonun kulaklık girişine bağlandı. Bu şekli ile DTMF entegresi denenip çıkışta basılan tuşun binary ifadesi ledlerde gözlemlendi.

Osiloskoptan DTMF entegresi 15 no’lu ucu gözlemlendiğinde tuşa basılı iken 5V ve tuş bırakıldığında 0V’ luk gerilim gözlendi. Tuş uzun süre basılı tutulduğunda da çıkışta uzun süre 5V’ luk gerilim gözlendi.

Telefon ahizesi kaldırıldığında ve bir tuşa basıldığında 15 no’lu DTMF çıkışı StD ucu lojik “1“ 5V olmaktaydı. Fakat tuşa basıldığında osilasyon yapmaktaydı. Tuş bırakıldığında 0V’luk bir gerilim gözlendi.

5. OPTÄ°K VE MANYETÄ°K Ä°ZOLASYON DEVRELERÄ°

5.1 Zil Sesi Algılama

Zil sesini algılama işlemi için aşağıdaki şekilde optocoupler devresi kullanıldı. Optocoupler devresini kullanma amacımız telefon hattı uçlarındaki yüksek gerilimlerden devrenin etkilenmemesi için optik izolasyon olan optocoupler devresini kullanarak telefon hattı ile devre arasındaki elektriksel bağlantı kesilmiş ve optik bağlantı olarak sağlanmış oldu.

Åžekil- 3: Optik izolasyon test devresi

Zil sinyalinin algılanması için kullanılan optocoupler devresi çıkışında telefon çalması esnasında +5V ile 0V arasında gerilimler oluşur. İşte bu 5V’luk kare dalgalar PIC16F84A ile sayıldı. Telefon bir çalması kesik kesik iki çalma şeklinde ve birinci kesik çalması ile ikinci kesik çalması arasında 2sn vardı. Telefon bir kez çalması 4sn sürüyor ve her kesik çalışında 8 kare dalga optocoupler çıkışından çıkış olarak alınıyor. Bu durumda 1 çalma için 16 pals ve 8 çalma için 8*16=128 pals PIC16F84A tarafından sayıldı. PIC16F84A’nın girişine 128 pals geldiğinde çıkış vererek röle ile telefon hattı açıldı.

5.2 Telefon Hattının Elektronik Olarak Açılması

Zil sesi algılanıp 8 çalmadan sonra telefon hattının açılması ve işlem yapılması için aşağıdaki devre kullanılmıştır. Devrede esasen hat trafosu bulunmaktadır. Ancak ben projeyi hazırlarken bunu göz ardı etmek zorunda kaldım. Çünkü hat trafosu kolay bulunan bir şey değildi. Devre bu haliyle de oldukça iyi çalışmaktadır. Hat trafosu ile gerçekleştirmek isteyenler ellerinde eski bir modem varsa onun üzerindeki trafoyu kullanabilirler.

Devrede Line olarak görülen uçlar hatta paralel bağlandığında telefon hattının açılmasını ve devreyle olan bağlantının kurulmasını sağlar.

Yukarıdaki şekilde devrenin Hat trafosu bağlantısı yapılmış hali görülmektedir bulabilenler bunu bu şekilde de yapabilirler.

6. DEVRE ÅžEMASI VE BASKI DEVRE YAPIMI

6.1 Devre Şeması

Hepsi ve daha fazlası burada.

Benzer Yazılar

• ÇeÅŸitli Ders Notları ve Bitirme Projeleri