Bu projemizde, Nextion HMI ekran ile röle kontrolü yapıyoruz. Pazarının en popüler ve güçlü çözümlerinden biri olan Nextion HMI Ekranı ile Arduino mikrodenetleyicisini seri port üzerinden haberleştirerek yüksek güçlü yükleri güvenle sürebileceğimiz çoklu röle kontrol sistemi tasarlayacağız.
Endüstriyel makine otomasyonlarından akıllı bina kontrol sistemlerine, akıllı tarım uygulamalarından modern IoT panellerine kadar insan ve makine etkileşimi (HMI – Human Machine Interface), kullanıcı deneyimini belirleyen en kritik aşamadır. Geleneksel karakter tipi LCD ekranlar veya karmaşık fiziksel buton panelleri yerine, görsel olarak zengin ve dokunmatik grafik arayüzler sunan akıllı ekranlar günümüzde standart haline gelmiştir.
Nextion HMI, kendi üzerinde özel bir grafik işlemcisi ve hafıza barındıran akıllı bir dokunmatik ekran modülüdür. Geleneksel ekranların aksine, buton tasarımları, kaydırıcılar, ilerleme çubukları ve sayfalar arası geçişler gibi tüm görsel bileşenler ekranın kendi hafızasında saklanır ve kendi işlemcisi tarafından yönetilir. Mikrodenetleyiciye görsel yük bindirmeyen bu akıllı sistem, yalnızca 2 kablolu (RX ve TX) UART seri haberleşme protokolüyle çalışarak bağlantı karmaşasını tamamen ortadan kaldırır. Nextion ekran tasarımı yapabilmek için gerekli yazılımsal altyapıya Nextion HMI Dokunmatik Ekran ve Editör Kurulumu kılavuzumuzu inceleyerek başlayabilirsiniz.
Nextion ekranlar, başta Arduino platformu olmak üzere Raspberry Pi gibi popüler tek kart bilgisayarlar (single-board computers) ve endüstriyel mikrodenetleyicilerle son derece kararlı çalışır. Sürükle-bırak mantığına dayanan resmi editör yazılımı sayesinde, projenizin yazılım geliştirme süreçlerini büyük oranda kısaltabilirsiniz.
Nextion HMI Ekran ile Röle Kontolü: Gerekli Malzemeler
- Nextion HMI Akıllı Ekran: Arayüz kontrolü için (2.8 inçlik Basic/Enhanced/Intelligent modellerinden herhangi biri).
- Arduino UNO: Ana mikrodenetleyici kontrol ünitesi (Tüm Arduino kartları kullanılabilir).
- USB-to-TTL UART Seri Dönüştürücü: Nextion arayüz tasarımlarını bilgisayardan ekrana yüklemek için (FTDI, CP2102 veya CH340 çipli).
- Çok Kanallı Röle Kartı: Yüksek güçlü cihazları anahtarlamak amacıyla (Daha fazla detay için Röle nedir, çeşitleri ve kullanım alanları rehberimizden yararlanabilirsiniz).
- 5V 2A DC Adaptör / Harici Güç Kaynağı: Sistem kararlılığı için yüksek kaliteli güç kaynağı.
- Jumper Kablolar ve Breadboard
Çoklu Röle Sistemlerinde Güç Kaynağı Kararlılığı ve Akım Analizi
Gömülü sistem projelerinde çoklu röle kartı kullanırken karşılaşılan en yaygın donanımsal hata, tüm sistemi Arduino’nun yerleşik 5V regülatör çıkışından beslemeye çalışmaktır. Elektriksel akım analizi yaptığımızda bu hatanın nedeni net olarak görülür: Çoklu bir röle kartındaki her bir röle bobini, iletime geçtiği anda (bobinin enerjilendiği an) yaklaşık 70 mA akım çeker. 8 kanallı bir röle kartındaki tüm röleler aktif olduğunda çekilen toplam akım yalnızca bobinler için yaklaşık 560 mA seviyesine ulaşır. Buna Nextion ekranın arka aydınlatma akımı (yaklaşık 100-200 mA) ve Arduino’nun kendi çekim akımı da eklendiğinde toplam güç ihtiyacı 800 mA’i aşar.
Arduino UNO kartı üzerindeki dahili regülatör veya USB besleme hattı, uzun vadede bu kadar yüksek bir akımı kararlı bir şekilde sağlayamaz. Bu durum voltaj düşmelerine (voltage sag), Arduino’nun sürekli kendini resetlemesine (brownout) veya regülatör çipinin aşırı ısınarak yanmasına yol açar. Bu nedenle röle kartı ve Nextion ekran, minimum 5V 1A (tercihen 5V 2A) çıkış verebilen harici kaliteli bir DC adaptör üzerinden beslenmelidir. Harici besleme kullanıldığında, elektriksel referans birliğini sağlamak için harici güç kaynağının GND (-) ucu ile Arduino’nun GND ucu mutlaka birbirine lehimlenmeli veya jumper kabloyla ortaklaştırılmalıdır.
Önemli UART Yükleme Notu: Arduino’nun donanımsal seri haberleşme birimi (Hardware UART), kod yükleme hattıyla (Pin 0 RX ve Pin 1 TX) ortaktır. Bu nedenle Arduino’ya USB üzerinden program kodu yüklenirken Nextion ekranın RX ve TX bağlantıları fiziksel olarak sökülmelidir. Aksi takdirde veri çakışması nedeniyle yükleme hatası alırsınız. Detaylı seri port parametreleri için UART Seri Haberleşme Protokolleri rehberimizden yararlanabilirsiniz.
Devre Bağlantı Tablosu
| Arduino UNO Pin | Röle Kartı Pin | Nextion HMI Pin | 5V DC Güç Kaynağı |
| Pin 2 (Dijital Çıkış) | IN1 (Kanal 1) | ||
| Pin 3 (Dijital Çıkış) | IN2 (Kanal 2) | ||
| Pin 4 (Dijital Çıkış) | IN3 (Kanal 3) | ||
| Pin 5 (Dijital Çıkış) | IN4 (Kanal 4) | ||
| Pin 6 (Dijital Çıkış) | IN5 (Kanal 5) | ||
| Pin 0 (Hardware RX) | TX (Mavi Kablo) | ||
| Pin 1 (Hardware TX) | RX (Sarı Kablo) | ||
| GND | GND | GND (Siyah Kablo) | GND (Adaptör Eksi -) |
| VCC (Harici Bağlantı) | VCC | 5V (Kırmızı Kablo) | +5V (Adaptör Artı +) |
Arduino Kontrol Kaynak Kodları
Aşağıda yer alan gömülü yazılım, Nextion ekrandan gelen özel hex tabanlı buton verilerini seri port üzerinden dinler ve eşleşen röle kanalını aktif veya pasif konuma getirir:
Nextion HMI Arayüz Tasarımları ve Yükleme
Grafik arayüzü oluşturmak, butonları yerleştirmek ve görsel nesneleri isimlendirmek için resmi resmi Nextion Editor indirme sayfasına giderek yazılımı bilgisayarınıza kurun. Editörde tasarladığınız .tft uzantılı derlenmiş çıktıyı ekrana yüklemek için USB-TTL dönüştürücüyle ekranı bilgisayara bağlayabilir veya micro SD kart yuvasını kullanabilirsiniz.
Projenizde doğrudan kullanabilmeniz amacıyla iki farklı görsel tasarıma sahip Nextion arayüz dosyalarını hazırladık. İhtiyacınıza en uygun olan arayüz tasarımını aşağıdaki bağlantılardan indirebilirsiniz:
Yorum yapma özelliği, forum tarafından gelen istek sebebiyle kapatılmıştır. Lütfen tartışmalar ve sorularınız için topluluk forumumuza katılın.