CMOS Entegrelerle Dijital 8x8 Kayan Yazı Grafik

Kayan yazı veya grafik devreleri internette rahat bulunabilmekte ve uygulanabilmektedir. Bu devreler genelde PIC Mikrokontrolörlerle programlanarak yapılıyor. Bu devreler kendilerinden beklenenleri vermektedir. ("[UR"]PIC 16F628 ile 8X32 Kayan Yazı Grafik Panosu[/URL]" devresi gibi) Ben ise bir kayan yazı veya grafik devresinin bildiğimiz CMOS 4000 serisi entegrelerle yapılabilir ve uygulanabilirliğinin üzerinde durmak istedim. 74xx serisi entegrelerle de bu devre yapılabilir. Bir elektronik devre, çok çeşitli malzemelerle aynı sonuç alınacak şekilde tasarlanabilir.
Bu devre ile amacımız, öncelikle bir kayan yazının veya grafik panosunun çalışma şeklini anlamaya çalışmaktır. Ben bu devreyi 8x8 led matrix displey üzerinde tasarlayacağım. 7x5 veya istenilen ölçülerde de yapılabilir. Bu tür devrelerde bizi sınırlayan şeylerin en başında, panonun boyutu genişledikçe kullanılan malzeme (entegre) sayısının artmasıdır. Kullanılmak istenen her bir özellik malzeme sayısını çok fazla arttırabilmektedir. PIC'lerle yapılan devrelerde ise malzeme sayısı ise kıyaslanamayacak düzeyde sınırlı tutulabilmektedir.
Dijital entegrelerle kayan yazı devresini oluşturmadan önce, 8x8 led matrix ekrana karakteri veya grafik şeklini nasıl süreceğimizi, bu grafiği nasıl göstereceğimizi tasarlayalım. Sonraki adımda ise bu gösterdiğimiz karakteri nasıl sola veya sağa kaydıracağımızı tasarlayalım.
8x8 Led Matrix Ekranın Sürülmesi:
Piyasada satılan 8x8 led matrix göstergeler 8 satırda ve 8 sütunda 64 adet led dizilişinden oluşmaktadır. Bu matrixi ledlerle sizde yapabilirsiniz. Konumuzda basamak basamak ilerlemek istediğimizden öncelikle basit olarak led matrix disleyi sürecek olan devremizi yapacağız.
CD 4022 veya CD 4017 sayıcı entegresi ile bu işlemler rahatlıkla yapılabilir. 4022 veya 4017 entegresinin sayıcı çıkışları iki yola ayrılır ve sütuna gidecek olan uçlar CD 4009 entegresi ile terslenerek sürülür. Satıra giden uçlar ise terslenmeden (evirmeden) sürülür. 4009 entegresi yerine aynı işi yapan diğer entegreler de kullanılabilir. Ben denerken CD 4049 entegresini kullandım. Şekil 1'deki devrede sırasıyla, 1. satır ve 1. sütun, 2. satır ve 2. sütun, 3. satır ve 3. sütun, 4. satır ve 4. sütun, 5. satır ve 5. sütun, 6. satır ve 6. sütun, 7. satır ve 7. sütun ve son olarak 8. satır ve 8. sütun sürülür. Bu işlemler ile göstergede köşeden köşeye kayan noktalar oluşur (Şekil 2'de). CLOCK sinyalini 8Hz yaptığımızdan bu işlem 1 saniyede gerçekleşir. CLOCK sinyalini 160Hz yaparsak, 1 saniyedeki aynı işlem sayısı 20 defa olacağından köşeden köşeye titremesiz görüntü elde ederiz. Daha titremesiz görüntü elde etmek için daha yüksek CLOCK sinyali gerekmektedir.
Tasarladığımız devrenin şeması:

Şekil 1: Göstergenin sürülmesi.

Şekil 2: Şekil 1'deki devrenin 8x8 Led Matrixte ürettiği görüntü.

Şekil 3: Şekil1'deki devre 160Hz ile sürülürse çapraz ve titremesiz görüntü oluşur.
Şekil 1'deki devrenin zipli dosya halinde Proteus ISIS ile çizilmiş dosyasını indirmek için tıklayınız.
8x8 Led Matrix Ekranda Karakter Oluşturulması:
Bir karakter oluşturmak istediğimizde hızlı şekilde her bir seferde bir sütunda bulunan noktaların ledlerinden, karakterin ihtiyacı olanlarını yakarız. Sonra diğer sütuna geçeriz ve aynı şekilde diğer sütunda da gerekli olan noktalardaki ledleri yakarız. Bu işlem tüm sütunlar tamamlanıncaya kadar devam eder ve en başa dönülerek aynı işlemler tekrar edilerek sürekli şekilde yapılır. Sonuçta karakter gösterilmiş olur. Bu anlatılanın tersi şekilde bir seferde bir satırda bulunan noktaların ledlerinden, karakterin ihtiyacı olanlarını yakarız. Sonra diğer satıra geçeriz. Bu şekilde de tasarlanabilir.
Ben ekranda gösterilecek karakateri M olarak seçtim. Bu M karakterini oluşturmak için bir kaç yöntem kullanılabilir. 8'li DIP switch kullanarak programlanabilir bir devre yapmak mümkün, fakat biraz karmaşık olur. Ben en sade yolu seçerek yanmasını istediğim ledlerin yolunu 1N4148 diyotlarıyla seçtim. Kullanılan ledlerin satır ve sütunu ifade eden harflerin değerleriyle istediğimiz noktayı yakarız. Mesela S1 ve G1, 1. satır ve sütunu ifade eder. Daire, kalp, papatya vs. istenile karakter elde edilebilir. Yalnız her bir nokta için bir 1N4148 diyot kullnmak gerekmektedir. Bu devrede en fazla 64 tane led yakılabilir ve 8x8 matrix tamamen yanar. İstenilen görüntüyü elde etmek için gerektiği kadar 1N4148 kullanılıyor. Devre şemadaki haliyle denenirken ledler sönük yanabilir. Bu durumu düzeltmek için 8x8 Matrix uçlarına CD 4010 veya CD 4050 Hex Buffer entegresi ile güçlendirmek gerekir. Böylece net bir görüntü elde edilir. CLOCK frekansını düşük tutarsanız (8Hz) göstergedeki tüm aşamaları görmüş olursunuz. Şekil 4'teki devrede CD 4022 yerine CD 4017 kullandım.
Karakter oluşumunu devre şeması:

Resim izin verilen boyutlardan büyükdür. Orjinal boyutlarda (540x688) görüntüleyebilmek için tıklayın.

Şekil 4: Ekranda M karakterinin gösterilmesi

Şekil 5: Ekranda M karakterinin görüntüsü.
Şekil 4'deki devrenin zipli dosya halinde Proteus ISIS ile çizilmiş dosyasını indirmek için tıklayınız.
8x8 Led Matrix Ekranda Karakterin Kaydırılması:
Ekranda gösterdiğimiz karakteri kayar duruma getirmek için S1-S8 diye adlandırdığımız satır bilgilerinin 4017 çıkışındaki Q1-Q8 diye adlandırdığımız sıralarını CD 4051 entegresi yardımıyla sıralarını değiştiriyoruz. Her bir sütun için bir CD 4051 kullanıyoruz. Bu değiştirme işlemini karakterin görüntüsü tamamen oluştuktan sonra yapıyoruz. Yani 4017 tam bir turunu (veya yavaş olması için bir kaç turunu) tamamladıktan sonra bir adım kaydırıyoruz. Bu devrede CLOCK 160Hz olarak tayin edilmiştir. Bunu düşürerek devrenin çalışması izlenebilir. En iyisi CLOCK Osilatörünü ayarlı yaparsınız ve hoşunuza giden noktada bırakırsınız.
Karakterin Kaydırılması Devresi:

Şekil 6: Kayan Karakter Devre Şeması
Şekil 6'daki devreyi büyük görmek için tıklayınız.

Şekil 7: Ekranda M karakterinin kayar haldeki görüntüsü.
Şekil 6'deki devrenin zipli dosya halinde Proteus ISIS ile çizilmiş dosyasını indirmek için tıklayınız.
Şekil 6'daki devrede kayan yazının yönü soldan sağa doğrudur. İstersek sağdan sola doğru veya aşağı veya yukarı yapabiliriz. Şimdi sağdan sola kaymayı sağlayalım. Bunu için göstergeye giden uçların sırasını değiştiriyoruz.
Sağdan sola kaydırma:

Şekil 8: Sağdan sola kaydırma için yapılan düzenleme.

Şekil 9: Ekranda M karakterinin sağdan sola kaydırılması.
CLOCK Osilatörünün Tasarlanması:
Ben denemelerimde bu sitede bulunan "CD 4093 Entegre ile Yapılan Karedalga Osilatörü" devresini kullandım. Gerekli frekansı kondansatörün değerini değiştirerek elde ettim. Kullanılacak frekans için mutlak olması gereken bir değer yoktur. Ortalama yeterli olan frekans ayarlanabilir.
NOTLAR:
Simülasyon dosyaları konuyu daha iyi anlatabilmek amacıyla verilmiştir. Bu dosyaların çalışması kullanılan bilgisayarın yetenekleriyle doğrudan ilişkilidir.