TTL Tabanlı İlk PCB Saat Tasarımı ve Elektronik Öğrenme Süreci
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
Elektronik devre tasarımında ilk adımlar genellikle basit ve temel bileşenlerle atılır. TTL (Transistor-Transistor Logic) entegre devreler kullanılarak yapılan saat tasarımı, hem dijital elektronik prensiplerini anlamak hem de PCB (Baskılı Devre Kartı) tasarım becerilerini geliştirmek için uygun bir projedir. Bu yazıda, 74LS90 entegreleriyle oluşturulan bir TTL saat devresinin temel bileşenleri, zaman tabanı oluşturma yöntemi ve PCB tasarımında dikkat edilmesi gereken noktalar ele alınacaktır.
TTL Saat Tasarımında Kullanılan Temel Bileşenler
TTL saat devresi genellikle 74LS90 gibi ondalık sayıcı entegreleri kullanır. Bu entegreler, sayma işlemini gerçekleştirerek zamanı dijital olarak takip etmeye olanak sağlar. Saatin görüntülenmesi için 7 segment sürücüler kullanılır; bunlar, sayısal bilgiyi insan tarafından okunabilir hale getirir. Ayrıca, zamanlama sinyali üretmek için Pierce osilatör devresi ve 32.768 kHz kristal tercih edilir. Bu kristal, standart saat frekansıdır ve frekans bölücü entegreler ile 1 Hz sinyaline dönüştürülür.
Ayrıca Bakınız
Zaman Tabanı ve Frekans Bölme
Zamanın doğru ölçülmesi için sabit ve güvenilir bir zaman tabanı gereklidir. 32.768 kHz kristal, düşük frekanslı osilatörlerde yaygın olarak kullanılır çünkü 2^15 sayısına eşit olan bu frekans, dijital bölücülerle kolayca 1 Hz sinyaline indirgenebilir. Bu sinyal, saat devresinin temel zaman referansını oluşturur. Frekans bölücü entegreler (örneğin 74LS90) bu sinyali sayarak saniye, dakika ve saat bilgilerini oluşturur.
PCB Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler
İlk PCB tasarımında başarılı sonuçlar almak için bazı temel kurallara uymak önemlidir. Bunlar arasında:
Topraklama Planları: Hem üst hem alt katmanda topraklama planları kullanmak, sinyal bütünlüğünü artırır ve parazitleri azaltır. Via stitching (deliklerle topraklama katmanlarının birbirine bağlanması) ise bu etkiyi güçlendirir.
Delikli Padlerin Kullanımı: Delikli komponentlerin padleri, bir nevi via görevi görür. Bu sayede sinyal izlerini tekrar üst katmana çıkarmaya gerek kalmaz, böylece izler daha kısa ve düzenli olur.
Via Kullanımının Azaltılması: Fazla via kullanımı, sinyal kalitesini olumsuz etkileyebilir ve üretim maliyetini artırabilir. İyi bir tasarımda, mümkün olduğunca az sayıda via kullanılarak izler düzenlenmelidir.
Tented Via: Via deliklerinin lehim maskesi ile kaplanması (tented via), PCB yüzeyinin daha temiz görünmesini sağlar ve üretim sonrası estetik avantaj sunar.
Saat Doğruluğu ve İleri Teknolojiler
Kristal osilatörlerin doğruluğu PPM (Parts Per Million) cinsinden ifade edilir. 32.768 kHz kristaller genellikle yeterli doğruluk sağlar ancak daha hassas uygulamalar için MEMS (Mikro Elektromekanik Sistemler) osilatörler tercih edilebilir. MEMS osilatörler, tek haneli PPM toleransına sahiptir ve pil yedeklemesi ile güç kesintilerinde bile yüksek doğrulukta zaman tutabilir. Bu özellikler, yıllık sadece bir kez ayar gerektiren saatler için idealdir.
Öğrenme Süreci ve Proje Önerileri
TTL tabanlı saat projeleri, temel elektronik bilgisi edinmek ve PCB tasarım pratiği yapmak için uygundur. Bu tür projelerde devreyi kurarken ve PCB tasarımını yaparken karşılaşılan sorunlar, elektronik öğreniminin önemli bir parçasıdır. Ayrıca, farklı bileşenlerin nasıl entegre edildiği, sinyal yollarının nasıl optimize edildiği ve zamanlama sinyallerinin nasıl oluşturulduğu gibi konulara hakim olunmasını sağlar.
"PCB yerleşimi, elektronik projelerin en karmaşık ama en tatmin edici kısmıdır. İyi bir tasarım yıllar süren deneyimle gelişir."
Sonuç olarak, TTL saat tasarımı hem teorik hem pratik elektronik bilgisi için zengin bir öğrenme alanı sunar. Doğru bileşen seçimi, zaman tabanı oluşturma ve PCB tasarım teknikleri, başarılı bir proje için kritik öneme sahiptir.
