İLETİŞİM | Reklam alımlarımız Başlamıştır !!

"

JOULE KANUNU

James Prescott Joule 1818 ile 1889 yılları arasında yaşamış bir İngiliz Fizikçidir. Esasen Isı enerjisi ile Mekanik enerjinin eşdeğer olduğunu göstermiştir ve “Joule” adı enerji birimine verilmiştir.

Joule Kanunu: “Bir iletkenden bir saniyede geçen elektriğin verdiği ısı: iletkenin direnci ile, geçen akımın karesinin çarpımına eşittir”.

W = R x I² dir.

Formül kalori olarak şu şekildedir:

Kalori = 0.2388 x R x I x I x t saniye

Bir kalori 4.1868 Joule eşittir.O halde

Joule = R x I x I x t saniye olur.

Güç birimi olan Watt, İskoç mühendis James Watt'tan (1736 - 1819) isim almıştır.

Watt = Joule / saniyedir. O halde;

W = R x I² olur.

Ohm kanununda ki R = V / I eşitliğini burada yerine koyarsak, bir formülümüz daha olur:

W = V x I

Örnek: 10 ohm değerinde bir direnç 10 Volt luk bir gerilime bağlanıyor. Bu direncin gücü ne olmalıdır?

V = R x I olduğundan bu dirençten 1 Amper akım geçtiğini görüyoruz. Bu direncin 1 Amper akıtması için gücünün, W = R x I² den
W = 10 x 1 x 1 10 watt olması gerekir.

"

Elektrik Akımı

Elektrik Akımı Nasıl Oluşur

Bildiğiniz gibi metallerin atomlarındaki elektron sayıları metalin cinsine göre değişir. İletken maddelerin atomlarının son yörüngelerinde 4 'den az elektron bulunur. Atomlar bu elektronları 8 'e tamamlayamadıkları için serbest bırakırlar. Bu yüzden bir İletken maddede milyonlarca serbest elektron bulunur. Bu maddeye elektrik uygulandığında elektronlar negatif (-) 'den pozitif (+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı" denir. Birimi ise "Amper" 'dir. İletkenin herhangi bir noktasından 1 saniyede 6.25*10^18 elektron geçmesi 1 Amperlik akıma eşittir. Akımlar "Doğru Akım" (DC) ve "Alternatif Akım" (AC) olarak ikiye ayrılır. Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim.

Doğru Akım (DC) :

Doğru akımın kısa tanımı "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen akıma doğru akım denir." şeklindedir. Doğru akım genelde elektronik devrelerde kullanılır. En ideal doğru akım en sabit olanıdır. En sabit doğru akım kaynakları da pillerdir. Birde evimizdeki alternatif akımı doğru akıma dünüştüren Doğrultmaçlar vardır. Bunların da daha sabit olması için DC kaynağa Regüle Devresi eklenir.

Alternatif Akım (AC) :

Alternatifin kelime anlamı "Değişken" dir. Alternatif akımın kısa tanımı ise "Zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişen akıma alternatif akım denir." şeklindedir. Alternatif akım büyük elektrik devrelerinde ve yüksek güçlü elektrik motorlarında kullanılır. Evlerimizdeki elektrik alternatik akım sınıfına girer. Buzdolabı, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, aspiratör ve vantilatörler direk alternatif akımla çalışırlar. Televizyon, müzik seti ve video gibi cihazlar ise bu alternatif akımı doğru akıma çevirerek kullanırlar.

"

Adım (Step) Motorları

1. Giriş

Açısal konumu adımlar halinde değiştiren, çok hassas sinyallerle sürülen motorlara adım motorları denir. Adından da anlaşılacağı gibi adım motorları belirli adımlarla hareket ederler. Bu adımlar, motorun sargılarına uygun sinyaller gönderilerek kontrol edilir. Herhangi bir uyartımda, motorun yapacağı hareketin ne kadar olacağı, motorun adım açısına bağlıdır. Adım açısı motorun yapısına bağlı olarak 90° , 45° , 18° , 7.5° , 1.8° veya daha değişik açılarda olabilir. Motora uygulanacak sinyallerin frekansı değiştirilerek motorun hızı kontrol edilebilir. Adım motorlarının dönüş yönü uygulanan sinyallerin sırası değiştirilerek saat ibresi yönü (CW) veya saat ibresinin tersi yönünde (CCW) olabilir.

Adım motorlarının hangi yöne doğru döneceği, devir sayısı, dönüş hızı gibi değerler mikroişlemci veya bilgisayar yardımı ile kontrol edilebilir. Sonuç olarak adım motorlarının hızı, dönüş yönü ve konumu her zaman bilinmektedir. Bu özelliklerinden dolayı adım motorları çok hassas konum kontrolu istenen yerlerde çok kullanılırlar. Adım motorlarının kullanıldıkları yerlere örnek olarak, endüstriyel kontrol teknolojisi içerisinde bulunan bazı sistemler, robot sistemleri, takım tezgahlarının ayarlama ve ölçmeleri verilebilir. Ayrıca, adım motorları konumlandırma sistemlerinde ve büro makinaları ile teknolojisi alanında da kullanma alanı bulmaktadır.

Adım motorlarının bu kadar çok kullanılma alanı bulmasının nedeni bu motorların bazı avantajlara sahip omasıdır. Bu avantajlar aşağıdaki gibi sıralanabilir.

• Geri beslemeye ihtiyaç göstermezler. Açık döngülü olarak kontrol edilebilirler.
• Motorun hareketlerinde konum hatası yoktur.
• Sayısal olarak kontrol edilebildiklerinden bilgisayar veya mikroişlemci gibi elemanlarla kontrol edilebilirler.
• Mekanik yapısı basit olduğundan bakım gerektirmezler.
• Herhangi bir hasara yol açmadan defalarca çalıştırılabilirler.

Adım motorlarının bu avantajları yanında bazı dezavantajları da aşağıdaki şekilde sıralanabilir.

• Adım açıları sabit olduğundan hareketleri sürekli değil darbelidir.
• Sürtünme kaynaklı yükler, açık döngülü kontrolda konum hatası meydana getirirler.
• Elde edilebilecek güç ve moment sınırlıdır.

2. Adım Motoru Çeşitleri

Kullanımda olan birçok elektrik motorunda olduğu gibi adım motorları da makinanın yapısına ve çalışmasına göre sınıflandırılabilir.

Değişken Relüktanslı (DR) Adım Motoru

Değişken relüktanslı adım motoru en temel adım motoru tipidir. Bu motorun temel prensiplerinin daha iyi anlaşılabilmesi için kesit görünüşü Şekil 1’ de gösterilmiştir. Bu üç-fazlı motorun 6 adet stator kutbu vardır. Birbirine 180° açılı olan herhangi iki stator kutbu aynı faz altındadır. Bunun anlamı, karşılıklı kutupların üzerindeki sargıların seri veya paralel olması demektir. Rotor 4 adet kutba sahiptir. Stator ve rotor nüveleri genellikle ince tabakalı silisli çelikten yapılırlar. Düşük manyetomotor kuvveti uygulansa bile, stator ve rotor malzemeleri yüksek geçirgenlikli ve içlerinden yüksek mağnetik akı geçecek kapasitede olmalıdır.



Şekil 1. DR adım motoru

Sabit Mıknatıslı (SM) Adım Motorları

Rotorunda sabit mıknatıs kullanılan adım motoruna sürekli mıknatıslı adım motoru adı verilir. 4-fazlı bir SM adım motorunun bir örneği Şekil 2’de gösterilmiştir. Silindirik sabit mıknatıs rotor gibi çalışır, etrafında ise herbiri üzerine sargılar sarılı olan 4 adet kutbun bulunduğu stator vardır.



Şekil 2 4-fazlı SM adım motoru

Burada C ile adlandırılan terminal, herbir fazın birer uçlarının birleştirilerek güç kaynağının pozitif ucuna bağlandığı ortak uçtur. Eğer fazlar Faz1, Faz2, Faz3, Faz4 sırasıyla uyartılırsa; rotor saat ibresi yönünde (CW) hareket edecektir. Bu motorda, adım açısının 90° olduğu açıkça görülmektedir. SM adım motorunda adım açısını azaltmak için, manyetik kutup sayısı ile birlikte stator kutup sayısı arttırılmalıdır. Fakat her ikisininde bir sınırı vardır. Buna alternatif olarak küçük adım açılarına sahip karışık yapıdaki SM adım motorları kullanılmaktadır.

Karışık Yapılı (Hybrid) Adım Motoru

Rotorunda sabit mıknatıs bulunan bir diğer adım motoru da karışık yapılı adım motorudur. Hybrid kelimesi motorun sabit mıknatıslı ve değişken relüktanslı motorların prensiplerinin birleşmesinden dolayı verilmiştir. Günümüzde çok geniş bir kullanım alanına sahip olan Hybrid adım motorunun yapısı Şekil 3’te verilmiştir. Statorun nüve yapısı değişken relüktanslı adım motorunun aynısı veya çok benzeridir. Fakat sargıların bağlantısı değişken relüktanslı motorunkinden farklıdır. Değişken relüktanslı adım motorunda bir kutupta bir fazın iki sargısından sadece bir tanesi sarılmış iken, 4 fazlı karışık yapılı adım motorunda iki farklı fazın sargıları aynı kutupta sarılmıştır. Bundan dolayı bir kutup sadece bir fazın altında değildir. Karışık yapılı adım motorlarında moment, diş yapılarındaki hava aralıklarının manyetik alanlarının etkileşimi ile oluşturulur. Bu tip motorlarda sürekli mıknatıs, sürücü kuvveti oluşturmak için önemli rol oynamaktadır. Fakat karışık yapılı adım motorundaki rotor ve stator dişlerinin küçük adım açıları elde etmek için dizayn edildiği bilinmelidir.





Şekil 3. Karışık yapılı adım motorunun yapısı


3. Adım Motorlarına Ait önemli Parametreler

Çözünürlük

Çözünürlük; bir devirdeki adım sayısı veya dönen motorlar için adım açısı (derece), lineer motorlar için ise adım uzunluğu (mm) olarak tanımlanır. Bu sabit değer, üretim sırasında tesbit edilen bir büyüklüktür. Bir adım motorunun adım büyüklüğü, çeşitli kontrol düzenleri ile değiştirilebilir. Yarım adım çalışmada adım büyüklüğü normal değerinin (çözünürlüğünün) yarısına indirilir.

Doğruluk

Bir adım motorunun adım konumu, tasarım ve üretim sırasında biraraya getirilen birçok parçanın boyutları ile belirlenir. Bu parçaların boyutlarındaki toleranslar ve dahili sürtünmeler adımların nominal denge konumlarında da toleranslara neden olurlar. Bu durum adım motorunun doğruluğu olarak isimlendirilir ve belli bir konumdaki maksimum açısal hatanın nominal tek adım değerinin yüzdesi olarak ifade edilmiş halidir. Klasik adım motorlarında bu hata % ± 1 ile % ± 5 arasında değişmektedir. Sürtünme momenti veya kuvveti nedeniyle oluşan konum hataları bu doğrulukla ilgisi olmayan, daha az veya çok olabilen rastgele hatalardır. Ancak her iki tip hata toplanarak sistemin toplam hatası elde edilir.

Tutma momenti

Tutma momenti, bir adım motorunun en temel moment karekteristiğidir. Tutma momenti eğrisi, motorun ürettiği tutma momentinin rotor konumuna bağlı olarak değişimini veren eğridir. Eğrinin merkezi motorun bir fazının uyartılmış olduğu durumda rotorun kararlı adım konumuna karşılık düşer. Bu eğri, rotor adım pozisyonundan uzaklaştırılırsa, motorda endüklenecek olan ve rotoru sıfır momentli adım pozisyonuna geri getirmeye çalışan momentin (tutma momenti) yönünü ve miktarını verir . Tutma momenti eğrisi, motorun tüm rotor konumları ve statik uyarma koşullarındaki ani momentini tam olarak tanımlamak için gereklidir. Diğer moment karakterisitikleri (statik ve dinamik) bu eğri baz alınarak elde edilebilir.

Tek adım tepkisi

Motor fazlarından biri uyarılmış durumdaysa motor kararlı bir adım konumundadır. Bu fazın uyartımı kesilip yeni bir faz uyartılırsa motor bir adım atacaktır. Rotor konumunun zamana göre bu değişimi tek adım tepkisi olarak tanımlanır. Tek adım tepkisi, motorun adım hareketinin hızını, tepkinin aşım ve salınım miktarını, adım açısının hassaslığını veren önemli bir karekteristiktir. Adım motorlarından maksimum performans elde edebilmek için tek adım tepkisindeki aşım ve salınımların azaltılması ve yerleşme zamanının kısaltılması gerekmektedir. Bu nedenle tek adım tepkisinin iyileştirilmesi adım motorlarının kontrolunda çok büyük öneme sahiptir.

Sürekli rejimde maksimum yük momenti eğrisi

Sürekli rejimde maksimum yük momenti/ hız eğrisi herhangi bir sabit dönüş hızında, rotor hareketinin giriş darbe dizisiyle olan senkronizasyonunu bozmadan ve rotorun durmasına neden olmadan sürekli halde motor miline uygulanabilecek maksimum yük momentini verir. Bu moment aynı zamanda, sözkonusu hızda motorda meydana gelecek maksimum moment anlamına da gelmektedir. Klasik motorlarda bu eğriye karşılık gelebilecek bir karekteristik yoktur. Maksimum yük momenti eğrisi çalışma noktalarını göstermediği gibi bir transfer fonksiyonu eğrisi de değildir. Sadece, çalışma bölgesini sınırlar. Bu eğrinin sınırladığı bölge içinde herhangi bir noktada motor giriş darbe dizilerini kaybetmeden ve durma tehlikesi olmadan ilgili hız ve yük momenti ile çalışır. Sınırların dışına çıkıldığında bu durum değişebilir.

Kalkışta maksimum yük momenti eğrisi

Özellikle açık döngülü sistemlerde duran bir sistemi istenen pozisyona getirebilmek için motora uygulanan uyartım darbelerinin motor tarafından hiç kaçırılmadan takip edilmesini sağlamak çok önemlidir. Fakat, uygulanan uyartım sinyallerin sıklığı, motorun miline bağlı yükü sıfır hızından itibaren kaldırıp hızlandırmasına izin vermeyebilir. Bu yüzden adım motorları için, kalkışta maksimum yük momenti eğrileri tanımlanır. Şekil 4’ te sürekli rejimde maksimum yük momenti ve kalkışta maksimum yük momenti eğrileri gösterilmiştir.



Şekil 4 Sürekli rejimde ve kalkışta max. yük momenti/hız eğrileri

Adım Motorlarının Uyartımı

Tek-faz uyartımı

Motor sargılarının sadece birinin uyartıldığı uyartım cinsine tek-faz uyartımı adı verilir. Çizelge1’de 4-fazlı adım motoru için tek-faz uyartım sırasındaki fazların durumu görülmektedir. Bu uyartım metodunda rotor her bir uyartım sinyali için tam adımlık bir hareket yapmaktadır. Uyartım dönüş yönüne bağlı olarak sıra ile yapılır. Burada fazların uyartım sırası saat ibresi yönündeki (CW) dönüş için F1, F2, F3, F4, saat ibresinin tersi yönü (CCW) için F4, F3, F2, F1 şeklindedir.

İki-faz uyartım

Motor sargılarının ikisinin sıra ile aynı anda uyartıldığı uyartım cinsine iki-faz uyartımı adı verilir. Çizelge 2’ de 4-fazlı adım motoru için iki-faz uyartım sırasındaki fazların durumu görülmektedir. İki faz uyartımlıda rotorun geçici durum tepkisi tek-faz uyartımlıya göre daha hızlıdır. Fakat burada güç kaynağından çekilen güç iki katına çıkmaktadır.

Çizelge 1. Tek-faz uyartımın faz uyartım sıralaması

Adım	R	1	2	3	4	5	6	7	8
Faz 1	x				x				x
Faz 2		x				x
Faz 3			x				x
Faz 4				x				x

Çizelge 2. İki-faz uyartımın faz uyartım sıralaması

Adım	R	1	2	3	4	5	6	7	8
Faz 1	x	x			x	x			x
Faz 2		x	x			x	x
Faz 3			x	x			x	x
Faz 4	x			x	x			x	x

Karma uyartım

Bu uyartım yönteminde tek-faz uyartımı ile iki-faz uyartımı ardarda uygulanır. Burada rotor herbir uyartım sinyali için yarım adımlık bir hareket yapmaktadır. Çizelge 2.3’ te fazların uyartım sırası görülmektedir. Bu uyartım metodunda adım açısı yarıya düştüğünden adım sayısı iki katına çıkmaktadır.

Çizelge 3. Yarım adım (karma) uyartımın faz uyartım sıralaması

Adım	R	1	2	3	4	5	6	7	8
Faz 1	x	x						x	x
Faz 2		x	x	x
Faz 3				x	x	x
Faz 4						x	x	x

4. Adım Motorlarının Denetimi

Açık döngü denetim

Şekil 5’ te açık döngü denetim için blok diyagramı görülmektedir. Sayısal kontrol sinyalleri denetleyici tarafından üretilir ve sürücü devre tarafından yükseltilip adım motorunun sargılarına uygulanır. Eğer denetleyici olarak mikroişlemci veya bilgisayar kullanılırsa bu elemanların getirdiği esnekliklerden dolayı aynı denetleyici ile farklı adım motorları kontrol edilebilir. Kontrol edilecek adım motorları 3, 4 veya daha farklı faz sayısına sahip olabilir. Ayrıca kullanılacak uyartım metodu için tek-fazlı, iki-fazlı veya yarım adım uyartımlarından herhangi biri seçilebilir. Bu uyartım metotlarından hangisinin kullanılacağı daha önce de açıklandığı gibi motorun kullanılacağı sisteme bağlıdır.



Şekil 5. Açık döngülü denetim

Denetleyici tasarlanırken motorun cinsi ve yükün durumu gözönünde bulundurulmalıdır. Bu sırada meydana gelen sınırlamalar kalıcı veya geçici durum sınırlamaları olabilir. Açık döngülü denetimde motorun konumu bilinmediğinden dolayı motorun gönderilen bütün adım komutlarını yerine getirdiği varsayılmaktadır. Eğer uyartım hızı çok yüksek ise, motor adım komutlarından bir kısmını yerine getiremeyebilir. Bu durumda kalıcı bir hata meydana gelir. Bu tür hataların meydana gelmemesi için motor yükünün en büyük olduğu durum göz önüne alınarak hata yapılmayan en yüksek hız belirlenip, bu hızın üzerindeki hızlarda uyartım yapılmamalıdır.

Kapalı Döngü Denetim

Kapalı döngü sistemlerde ani rotor konumu sezilerek denetim birimine iletilir. Her adım komutu için bir önceki komutun gerçekleştirildiği adım bilgisi alınarak uygulanır. Bu nedenle motor ile denetleyici arasında herhangi bir adım kaybı olmaz. Kapalı döngü denetime bir örnek Şekil 6’da gösterilmiştir.



Şekil 6. Adım motorunun kapalı döngülü denetimi

İlk olarak geri sayıcıya hedef konum yüklenir. Daha sonra başla komutu verilerek adım komutlarının sıralayıcıya uygulanması sağlanır. Adım komutlarına bağlı olarak motor adım hareketi yapmaya başlar. İlk adım tamamlanınca, konum sezici geri sayıcıyı ve denetim birimlerini uyarır ve geri sayıcı değeri bir azalır. Eğer bu denetim açık döngülü yapılırsa, geri sayıcı adım komutlarının sayısını yine saklar fakat komutun uygulanıp uygulanmadığı bilinmez. Konum sezici, denetim birimine yeni adım komutu üretimi için sinyal gönderir. Ağır yükler için adım komutları arası sürenin daha büyük olması nedeniyle adım komutlarının ard arda gelmesi istenmez. Yüke göre hız ayarlaması yapılır ve motor hedef konuma gelene kadar bu olaylar tekrarlanır. Adım motoru hedef konuma gelince denetim birimi dur komutu ile uyarılarak yeni adım komutu üretilmesi engellenir .Kapalı döngü sistemi, adım motorunu yük durumunu da göz önüne alarak uyartım sürelerini ayarlar ve en uygun hız profilinde çalıştırır.

5. Adım Motoru Sürücü Sistemleri

Şekil 7’ de bir adım motoru için gerekli olan sürücü devrenin blok diyagramı gösterilmiştir. Şekil 7.a’ da motorun lojik sıralayıcısı, Şekil 7.b’ de ise giriş kontrolörü gösterilmiştir.



a)Lojik sıralayıcının motora bağlantısı


b) Giriş kontrolörü

Şekil 7. Adım motoru sürücü sisteminin blok diyagramı

Lojik Sıralayıcı

Bu sistemde lojik sıralayıcı giriş kontrolöründen aldığı sinyali faz sayısına uygun sıralayarak motorun dönmesini sağlar. Sıralayıcı genellikle shift-register, NAND (ve değil), NOR( veya değil), NOT( değil) gibi lojik kapılardan oluşturulur. Özel amaçlı sıralayıcı için, J-K flip flop entegreleri ve lojik kapıların uygun kombinasyonları uygulanabilir. J-K flip-flop ve çeşitli lojik kapılar kullanılarak elde edilen sıralama devresi Şekil 8’de ve bu devrenin ürettiği sinyaller Şekil 9’ da gösterilmiştir.



Şekil 8. 4-fazlı adım motoru için lojik sıralayıcı




Şekil 9. Lojik sıralayıcının ürettiği sıralama

Sürücü devre

4-fazlı bir adım motorunu sürmek için örnek sürücü devre Şekil 10’ da gösterilmiştir. Adım motoru 4-fazlı karışık yapılı (Hybrid) adım motoru olup tam-adım ve her adımda iki faz uyartımlı olacak şekilde sürülmektedir. Sargıların uyartımı için her faza darlington çifti ve koruma diyotu içeren güç transistörleri kullanılmıştır. Motorların çalışması için gerekli olan enerji DA güç kaynağından sağlanmaktadır. Normalde 4-fazlı motorun sürülmesi ve fazların sırayla enerjilenmesi için mikroişlemci yada bilgisayardan 4-bitlik sinyal elde etmek gerekmektedir. Burada ise fazların sıralanması lojik sıralayıcı kullanılarak sağlanmıştır. Böylece her bir motor için 4-bitlik çıkış yerine 2-bitlik bilgi yeterli olmaktadır. Lojik sıralayıcının sıralama yapması için bir clock sinyaline bir de yön sinyaline gerek vardır. Bilgisayar veya mikroişlemcinin yön sinyali çıkışı 1 seviyesinde ise motor ileri, 0 seviyesinde ise geri yönde dönmektedir.



Şekil 10 4-fazlı adım motoru sürücü devresi




Şekil 11 Bipolar Step Motor Yapısı ve Adım Sırılaması



Şekil 12 AEG PLC için Bağlantı Şeması

1 ( mavi ) 2 ( Kırmızı ) 3 ( Beyaz ) 4 ( Sarı )

+ - -

1 6

3 8

4 7

2 5

UE1 UNE2
OM1 UM1
UNE2 UNT1
=M1 =A6
UNE2 UNE2
UM1 UM1
UNT1 UNT2
=A1 UT1
UNE2 =A7
UM1 UNE2
UNT4 UM1
=T1 UNT3
UNE2 UT2
UM1 =A5
UNT2 UNE2
UT1 UM1
=A4 UT3
UNE2 =A8
UM1 PE
UT1
=T2
UNE2
UM1
UNT3
UT2
=A2
UNE2
UM1
UT2
=T3
UNE2
UM1
UT3
=A3
UNE2
UM1
UT3
=T4

"

Elektrik Kazaları

Günümüzde insanlar ihityaçlarının büyük bir kısmını elektrik enerjisi ile karşılamaktadır. Hatta en basitinden bir kol saatini düşünürsek ve bu kol saatinin çoğu insanda 24 saat takılı olduğunu göz önüne alırsak, bu insanın elektrik enerjisi kullanımının süreklilik taşıdığını söyleyebiliriz. Bir kol saati bir elektrik kazasına sebep olmayabilir ama günlük hayatta kullandığımız pek çok elektrikli cihaz vasıtasıyla kazalar olmaktadır ve bu kazaların oranı giderek artmaktadır. Kazaların önlenmesi konusunda gerekli güvenlik tedbirlerinin alınması ve bu güvenlik uygulamalarının sürekli denetlenerek kazalara karşı her alanda olduğu gibi elektrik alanında da korunmanın sağlanması gerekmektedir. Bütün bunların yanında özellikle elektrik çarpması durumunda yapılacak ilk yardım uygulamaları, pek çok kazazedenin yeniden hayata döndürülmesinde büyük pay sahibidir.

Elektrik çarpmalarında önemli olan ve dikkat edilecek ilk bilgiler.

• Vücuttan geçen akımın miktarı
• Akımın geçtiği yol
• Akıma maruz kalma süresi
• Vücut direnci

Elektrik enerjisinin insan organizması üzerindeki etkileri,

• Şok
• Bilinç kaybı
• Çeşitli derecelerde yanıklar
• Kasılmalar
• Kramplar
• Böbreklerin çalışmasının bozulması
• Solunum durması
• Kalbin durması

Elektrik enerjisinde insanın etkilenme değerleri dört bölgeye ayrılmış olarak değerlendirilebilir. Her insan aynı oranda etkilenmeyebilir.

• Birinci Bölge: İnsanın ilk hissedebileceği akım, 0.01mA'den başlamakta, 15-25 mA'e kadar büyük bir tehlike oluşturmamaktadır.
• İkinci Bölge: 15-25 mA'den başlamakta, 50 mA'e kadar olan akımları içermektedir. Bu akımlara maruz kalan insanlarda 30 saniyeden sonra bilinç kaybı olabilmekte, 3-4 dakika içerisinde de solunum ve kalbin durması olabilmekte ve ölüm meydana gelebilmektedir.
• Üçüncü Bölge: 50 mA'den 100 mA'e kadar olan akımlarda insanda, bilinç kaybı, akciğer ödemi, yanıklar, ark oluşmuş ise bu arktan kaynaklanan ciddi ve tehlikeli yanıklar, böbrek arızaları gibi durumlar ortaya çıkabilir.
• Dördüncü Bölge: 100 mA'den 200 mA'e kadar yine üçüncü bölgede oluşan etkiler meydana gelir

Bütün bu bölgeler tasniflenerek ayrılmış olsa dahi elektrik kazasına maruz kalan bir kişinin elektrik çarpması durumunun ilk saydığımız sıralamadaki etkileri göz önüne almak gerekmektedir. Göğüs bölgesinden geçen akım, göğüs kaslarında kramplar oluşturabilir ve solunum durabilir. 20 mA'den büyük akımlar kalbin kaslarını uyarır, kalpte elektrik dengesinin bozulmasına yol açar.

Elektrik kazası zararsız küçük akımlarda oluşsa dahi insanı etkilemektedir. Korku oluşmakta, neticesinde insan irkilme hareketiyle ya bir yere çarpmakta hatta düşmektedir. Kısaca ifade edersek, insan elektriğe tepki vererek mekanik kazalara yol açmakta ve zarar görmektedir."

FM Vericili Uzaktan Kumanda

Mikrofona komut verildikçe çıkıştan verim alınır. Devre denenmiştir.

"

Ledle Yapılan Flaşör Devresi

Arkadaşlar ben elektronikle hobi olarak uğraşıyorum. Özellikle devreleri denemek hoşuma gitmektedir. Bundan sonra denediğim devreleri internette yayınlayacağım. Elektronikle uğraşan arkadaşlara faydalı olmak benimde ilerlememe yardımcı olur diye düşünüyorum.

Devreleri KiCad programı ile hazırlıyorum. Bence bu program, şema çizmek ve baskı devre hazırlamak için ücretsiz, basit ve yeterlidir. Baskı devreyi bakır plakete geçirmek için teksir kağıdını kullanıyorum. Teksir kağıdı lazer yazıcıda sıkışmasın diye normal kağıda yazıcıya girecek tarafından yapıştırıyorum. Yazıcıdan çıkınca ayırıp ütüleme yöntemiyle bakır yüzeye geçiriyor ve soğuyunca su ile teksir kağıdını çözdürüyorum. Teksir kağıdının parlak ve ince olanı daha iyi oluyor. Pek çok kağıt çeşidini denedim ve teksir kağıdını kullanmaya karar verdim.

Ledli flaşörler genellikle oyuncaklarda veya süs eşyalarında kullanılırlar. Çalışırken görüntüsü, ledin birisi yanarken diğeri söner ve bu işlem sürekli devam eder gider. Devre 9 volt ile çalışmaktadır. Ben 5 volt ile de denedim çalışıyor.

Devrenin çalışması:

Devre, kararsız flip-plop'dan ibarettir. Birinci transistör iletimdeyken ikinci kesimde, ikinci transistör iletimdeyken birinci transistör krsimdedir. Böylece led1 ve led2 belli aralıklarla yanıp söner. Bu yanıp sönme hızı C1, C2, R1 ve R2 parçalrının değerlerine bağlıdır. Bu parçaların değerini değiştirerek yanıp sönme hızını değiştirebilirsiniz. Bu parçaların değeri büyüdükçe yanıp sönme hızı yavaşlar. Yine bu parçaların değeri küçüldükçe yanıp sinme hızı artar.

KiCad ile hazırlanan şema ve baskı devre dosyalarını indirmek için tıklayınız.

Şekil 1: Ledli flaşörün devre şeması.

Şekil 2: Baskı devre ve simülasyon görünümü.

Şekil 3: Devrenin montajı yapılmış haldeki görünümü.

Malzeme Listesi:
Q1, Q2: BC547
D1, D2: Kırmızı LED
C1, C2: 4u7 50V Elektrolitik kondansatör
R1, R4: 470 Ohm 1/4 W direnç
R2, R3: 22KOhm 1/4 W direnç
P1: Devrenin voltaj girişi

Herkese kolay gelsin.

"

99-0 Programlanabilir Geri Sayıcı

Programlanabilir sayıcılar, tayin edilmiş aralıkta sayım yaparlar. Pek çok kullanım alanları bulunmaktadır. Yapılacak devrede, zaman ve zaman sonunda bir iş yapılacaksa bu devreden faydalanılabilir. Mesela, basketbolda kullanılan 24 saniye kuralını panoda göstermek için bu devre yapılabilir. Belli saniyede bitmesi gereken yarışma veya işlerin zamanını takip etmek için veya otomasyon devrelerinde de kullanılabilir.

Devrenin Çalışması ve Yapısı:

Bu devre, tayin ettiğimiz sayıdan geri, sıfıra kadar saymaktadır. BASLATMA BUTONU'na basınca DSW1 ve DSW2 ile programladığımız sayıya gidilmekte ve buton bırakıldığıda geri sayım başlamaktadır. Sayı sıfıra geldiğinde ise "0 CIKIŞI" sürekli 1 seviyesinde olmakta ve D2 ledi sürekli yanmakta, "SÜRELİ ÇIKIŞ" noktası 1 saniye kadar 1 seviyesinde kalmakta ve geri 0 seviyesine inmekte ve D1 ledi 1 saniye kadar yanmakta, buzzer ise 1 saniye kadar ötmektedir.

Devrede sayıcı olarak 4510 entegreleri kullanılmıştır. BASLATMA BUTONU'na basılmasıyla, PRESET ENABLE (PE) ucu aktif olmaktadır. PE ucunun aktif olmasıyla, 4510 entegrelerinin PRESET girişleri ile progamlama değeri olan sayılar girilmektedir. Bu sayılar 4510 entegresinin Q1-Q4 çıkışlarında binary (ikilik) olarak çıkmaktadır. Buradan 4543 entegresi ile LED DISPLAY sürülmektedir. Ayrıca bu çıkışların her birinden 4078 entegresine sayım sırasında 0 değerini bulmak için uçlar gitmektedir. 4078 entegresi 8 girişli NOR kapısı veya OR kapısı olarak kullanılabilmektedir. Burada girişinin hepsi 0 seviyesine (00000000) geldiğinde çıkışı 1 olmakta ve 4001 entegresinin flip-flop olarak kullanılan kapılarını kontrol etmektedir. Ayrıca BAŞLATMA BUTONU'ndan gelen diğer uç ise bu flip-flopun diğer girişini kontrol etmektedir. Bu flip-flopun bir çıkışı sayıcılara sayma yetkisi vermekte, diğeri ise çıkış olarak kullanılmaktadır.

Devrede bulunan osilatör için ise, CD 4093 Entegre ile Yapılan Karedalga Osilatörü devresi, devrede bulunan 470nF kondansatörün kapasite değeri büyütülerek denenmiştir. Yapılacak devrede zaman hassasiyeti var ise kristal kontrollü 1Hz osilatör kaynağı kullanılmalıdır.

Devrede kullanılan C3 ve C4, 100nF kondansatörler voltajı filtrelemek amacıyla kullanılmıştır.

Devrenin Şeması:



Devrenin Ek Dosyaları:

Devre şemasını büyük görmek için tıklayınız

Devrenin, Proteus ISIS programıyla hazırlanmış şemasını sıkıştırılmış zipli dosya olarak indirmek için tıklayınız

Malzeme Listesi:
U1: CD 4001
U2: CD 4078
U3, U4: CD 4510
U5, U6: CD 4543
D1, D2: Kırmızı Led
7SEG1, 7SEG2: Ortak katodlu led displey
C1: 680nF
C2-C4: 100nF
R1: 10K
R2-R5, R20-R23: 2K2
R6-R19, R25, R26: 470
R24: 1M8
DSW1, DSW2: 4'lü dip switch
B3: Buton
J1: Devrenin +5V besleme girişi
BUZ1: Buzzer

Notlar:

1- Devrede gösterilen BUZ1 buzzeri uygulamada denenmemiş, çalışacağı düşünülerek bilgilendirme amaçlı olarak gösterilmiştir. Bunun yerine herhangi bir alarm devresi yapılabilir.

2- Ekte verilen Proteus ISIS dosyasında, simülasyonun çalışırlılığı, kullanılan bilgisayarın yetenek ve kapasiyesiyle doğru orantılıdır ve bazı sorunlar oluşabilir. Devre Simülasyonda çalıştırıldığında, sayıcı 2 saniyeye programlanır ve BASLATMA BUTONU'na basınca hemen bırakılırsa çıkış vermemekte ve buzzer ötmemektedir. Devre malzemeler ile kurularak çalıştırıldığında bu durum olmamaktadır."

Opamlı Voltaj Kontrollu Kare Dalga Osilatör

Bu devreyi bir arkadaşın talebi üzerine hazırladım. Devre esas olarak OPAMP kataloglarında verilmektedir. Ben ise uygulanabilir değerleri üzerinde çalıştım.

Devre LF353 opampı ile yapılmış olup 10K ayarlı direnc vasıtasıyla frekansı değiştirilebilmektedir. Devre 10 Volt besleme ile çalışmaktadır. Devrede bulunan şase voltajı 5 Volt simetrik besleme şeklidir. Bu simetrik beslemeyi elde etmek için 2 tane direnç ile gerilim bölücü yapılabilir.

"

OPAMP PWM Osilatörü

Devre opamp ile yapılmış pwm osilatörüdür. Bu devre pwm darbesi üreterek güç kontrolü olarak kullanılıyor. Potansyometreler frenkans ve pwm ayarı yapıyor. PWM ayarı yapılırken frenkans sabit tutuluyor.

Devrenin Şeması:

"

Aktif ve Pasif Devre Elemanları

Bir elektronikçinin başarılı bir çalışma yapabilmesi için, öncelikle kullanacağı devre elemanlarının özelliklerini iyi bilmesi gerekir. Karışık görünen pek çok elektronik devre aslında bildiğimiz basit kanunlar ve formüllerle çalışmaktadır. Bu kanunlar ve formüller akımın geçtiği mevzularla ilgili olarak temel ve yaklaşık sonuçları verir. Bu sonuçlar genellikle yeterlidir ve bizleri yormaz. Transistörlü bir devrede kazancın hesaplanması için ohm kanunu, kirşoff kanunu gibi kanunlar ihtiyacı karşılar. Bütün bu işlemler bir mühendislik değil sadece, temel ihtiyaçtır. Ne yaparsak yapalım devre elemanlarını tanımak gerekmektedir. Bu, sonucu garantilemenin ilk şartıdır.

Elektronik Devre Elemanları İki Gruba Ayrılır:
1. Pasif Devre Elemanları
2. Aktif Devre Elemanları

1- Pasif Devre Elemanları:

Pasif devre elemanları, tek elementten üretilen, görevini yerine getirirken herhangi bir enerjiye (voltaja) ihtiyaç duymayan ve tek tip maddeden yapılan elemanlardır. Bu elemanlar, genel amaçlı elemanlardır. Hemen hemen her elektronik devrede bulunurlar. Bu nedenle, bu elemanların genel yönleriyle tanınmaları, amaca uygun olarak kullanılmaları bakımından yeterlidir.

* Dirençler, karbon, karbon metal gibi maddelerden yapılan elemanlar olup, üzerinden akım geçmeye başlayınca görevini yerine getirmeye başlarlar ve OHM kanunu gereği elde edilmesi mümkün olan bütün değerlere ulaşılır.

* Kondansatörler, iki iletken levhanın dielektrik (yalıtkan) bir ortamda yanyana bulunmasıyla yapılır ve devrede bulunan gerilim durumuna her an cevap vererek, kapasite özelliklerini ve değerlerini ortaya çıkarırlar.

* Bobinler, iletkenlerden yapılır ve kullanıldıkları devrede elektromanyetik özelliklerini her an yerine getirirler.

2- Aktif Devre Elemanları:

Aktif devre elemanları, en az iki veya daha fazla elementten üretilen, çalışabilmeleri ve beklenen özelliklerinin yerine getirebilmeleri için enerjiye (voltaja) ihtiyaç duyan devre elemanlarıdır. Tek başlarına kullanılsalar (diyotlar gibi) dahi verimli ve hesap edilebilir bir devre için pasif devre elemanlarına ihtiyaç duyarlar. Bu elemanlar, özel amaçlı elemanlardır. Kullanılacak devrenin özelliğine göre, aktif devre elemanlarının özellikleri ve türleri de değişmektedir.

* Diyotlar, P ve N özellikli iki farklı kristal elemanın belli bir ölçüde bir araya getirilmesiyle yapılır ve devreden akımı tek yönde geçiren devre elemanıdır.

* Transistörler, yarı iletken malzemeden yapılmış elektronik devre elemanıdır. Yapısında P ve N yarı iletken kristal yapılar kullanılmıştır. İlk bakışta diyotun yapısına benzemekle birlikte çalışması ve fonksiyonları diyottan çok farklıdır.

* Tristörler, triyaklar ve bunları tetikleyenler gibi endüstriyel amaçlı devre elemanları.

* Entegre Devreler, aktif ve pasif elemanlarla yapılmış, kullanımı ve çalışma biçimi özel olan devre elemanıdır.

"

Diyot ve Çeşitleri

1 - Diyot :

Diyot tek yöne elektrik akımını ileten bir devre elemanıdır. Diyotun P kutbuna "Anot", N kutbuna da "Katot" adı verilir. Genellikle AC akımı DC akıma dönüştürmek için Doğrultmaç devrelerinde kullanılır. Diyot N tipi madde ile P tipi maddenin birleşiminden oluşur. Bu maddeler ilk birleştirildiğinde P tipi maddedeki oyuklarla N tipi maddedeki elektronlar iki maddenin birleşim noktasında buluşarak birbirlerini nötrlerler ve burada "Nötr" bir bölge oluşturular. Yandaki şekilde Nötr bölgeyi görebilirsiniz. Bu nötr bölge, kalan diğer elektron ve oyukların birleşmesine engel olur. Yandaki şekilde diyotun sembolünü görebilirsiniz. Şimdide diyotun doğru ve ters polarmalara karşı tepkilerini inceleyelim.

Diyotta Doğru Polarma :

Anot ucuna güç kaynağının pozitif (+) kutbu katot ucunada güç kaynağının negatif (-) kutbu bağlandığında P tipi maddedeki oyuklar güç kaynağının pozitif (+) kutbu tarafından, N tipi maddedeki elektronlar da güç kaynağının negatif (-) kutbu tarafından itilirler. Bu sayede aradaki nötr bölge yıkılmış olur ve kaynağın negatif (-) kutbunda pozitif (+) kutbuna doğru bir elektron akışı başlar. Yani diyot iletime geçmiştir. Fakat diyot nötr bölümü aşmak için diyot üzerinde 0.6 Voltluk bir gerilim düşümü meydana gelir. Bu gerilim düşümü Silisyumlu diyotlarda 0.6 Volt, Germanyum diyotlarda ise 0.2 Volttur. Bu gerilime diyotun "Eşik Gerilimi" adı verilir. Birde diyot üzerinde fazla akım geçirildiğinde diyot zarar görüp bozulabilir. Diyot üzerinden geçen akımın düşürülmesi için devreye birdr seri direnç bağlanmıştır. İdeal diyotta bu gerilim düşümü ve sızıntı akımı yoktur.

Diyotta Ters Polarma :

Diyotun katot ucuna güğ kaynağının pozitif (+) kutbu, anot ucuna da güç kaynağının negatif (-) kutbu bağlandığında ise N tipi maddedeki elektronlar güç kaynağının negatif (-) kutbu tarafından, P tipi maddedeki oyuklarda güç kaynağının pozitif (+) kutbu tarafında çekilirler. Bu durumda ortadaki nötr bölge genişler, yani diyot yalıtıma geçmiş olur. Fakat Azınlık Taşıyıcılar bölümündede anlattığımız gibi diyota ters gerilim uydulandığında diyot yalıtımda iken çok küçük derecede bir akım geçer. Bunada "Sızıntı Akımı" adı verilir. Bu istenmeyen bir durumdur.

2 - Zener Diyot :

Zener diyotlar normal diyotların delinme gerilimi noktansından faydalanılarak yapılmıştır. Zener diyot doğru polarmada normal diyot gibi çalışır. Ters polarmada ise zener diyota uygulanan gerilim "Zener Voltajı" 'nın altında ise zener yalıtıma geçer. Fakat bu voltajın üzerine çıkıldığında zener diyotun üzerine düşen gerilim zener voltajında sabit kalır. Üzerinden geçen akım değişken olabilir. Zenerden arta kalan gerilim ise zenere seri bağlı olan direncin üzerine düşer. Üretici firmalar 2 volttan 200 volt değerine kadar zener diyot üretirler. Zener diyotlar voltajı belli bir değerde sabit tutmak için yani regüle devrelerinde kullanılır. Yan tarafta zener diyotun simgesi, dış görünüşü ve ters polarmaya karşı tepkisi görülmektedir.

3 - Tunel Diyot :

Saf silisyum ve Germanyum maddelerine dafazla katkı maddesi katılarak Tunel diyotlar imal edilmektedir. Tunel diyotlar ters polarma altında çalışırlar. Üzerine uygulanan gerilim belli bir seviyeye ulaşana kadar akım seviyesi artarak ilerler. Gerilim belli bir seviyeye ulaştıktan sonrada üzerinden geçen akımda düşüş görülür. Tunel diyotlar bu düşüş gösterdiği bölge içinde kullanılırlar. Tunel diyotlar yüksek frekanslı devrelerde ve osilatörlerde kullanılır. Yan tarafta tunel diyotun sembolü ve dış görünüşü görülmektedir.

4 - Varikap Diyot :

Bu devre elemanını size anlatabilmem için ilk önce ön bilgi olarak size kondansatörden bahsetmem gerekecek. Kondansatörün mantığı, iki iletken arasında bir yalıtkan olmasıdır. Ve bu kondansatördeki iletkenlerin arasındaki uzaklık artırılarak ve azaltılarak kapasitesi değiştirilen kondasatörler mevcuttur. Fakat bunların bir dezanatajı var ki bu da çok maliyetli olması, çok yer kaplaması ve elle kumanda edilmek zorunda olması. Bu kondansatör türüne "Variable Kondansatör" diyoruz. Şimdi varible kondansatörlere her konuda üstün gelen bir rakip olan "Varikap Diyotu" anlatacağım. Varikap diyot, uclarına verilen gerilime oranla kapasite değiştiren bir ayarlı kondansatördür ve ters polarma altında çalışır. Boyut ve maliyet olarak variable kondansatörlerden çok çok kullanışlıdır. Diyot konusunda gördüğünüz gibi diyot da kondansatör gibi iki yarı iletken maddenin arasında nötr bölge yani yalıtkandan oluşur.Yan tarafta görüldüğü gibi üzerine uygulanan ters polarma gerilimi arttığı taktirde aradaki nötr bölge genişliler. Bu da iki yarı iletkenin aralarındaki mesafeyi arttırır. Böylece diyotun kapasitesi düşer. Gerilim azaltıldığında ise tam tersi olarak nötr bölge daralır ve kapasite artar. Bu eleman televizyon ve radyoların otomatik aramalarında kullanılır.

5 - Şotki (Schottky) Diyot :

Normal diyotlar çok yüksek frekanslarda üzerine uygulanan gerilimin yön değiştirmesine karşılık veremezler. Yani iletken durumdan yalıtkan duruma veya yalıtkan durumdan iletken duruma geçemezler. Bu hızlı değişimlere cevap verebilmesi için şotki diyotlar imal edilmiştir. Şotki diyotlar normal diyotun n ve p maddelerinin birleşim yezeyinin platinle kaplanmasından meydana gelmiştir. Birleşim yüzeyi platinle kaplanarak ortadaki nötr bölge inceltilmiş ve akımın nötr bölgeyi aşması kolaylaştrılmıştır.

6 - Led Diyot :

Led ışık yayan bir diyot türüdür. Lede doğru polarma uygulandığında p maddesindeki oyuklarla n maddesindeki elektronlar birleşim yüzeyinde nötrleşirler. Bu birleşme anında ortaya çıkan enerji ışık enerjisidir. Bu ışığın gözle görülebilmesi için ise p ve n maddelerinin birleşim yüzeyine "Galyum Arsenid" maddesi katılmıştır. Ledlerin, yeşil, kırmızı, sarı ve mavi olmak üzere 4 çeşit renk seçeneği vardır.

7 - İnfraruj Led :

İnfraruj led, normal ledin birleşim yüzeyine galyum arsenid maddesi katılmamış halidir. Yani görünmez (mor ötesi) ışıktır. infraruj ledler televizyon veya müzik setlerinin kumandalarında, kumandanın göndediği frekansı televizyon veya müzik setine iletmek için kullanılır. Televizyon veya müzik setinde ise bu frekansı alan devre elemanına "Foto Diyot" denir. İnfraruj led ile normal ledin sembolleri aynıdır.

8 - Foto Diyot :

Foto diyotlar ters polarma altında kullanılırlar. Doğru polarmada normal diyotlar gibi iletken, ters polarmada ise n ve p maddelerinin birleşim yüzeyine ışık düşene kadar yalıtkandır. Birleşim yüzeyine ışık düştüğünde ise birleşim yüzeyindeki elektron ve oyuklar açığa çıkar ve bu şekilde foto diyot üzerinden akım geçmeye başlar. Bu akımın boyutu yaklaşık 20 mikroamper civarındadır. Foto diyot televizyon veya müzik setlerinin kumanda alıcılarında kullanılır.

9 - Optokuplörler :

Optokuplorler içinde bir adet foto diyot ve bir adet de infaruj led barındıran bir elektronik devre elemanıdır. Bu infaruj led ve foto diyotlar optokuplörün içerisine birbirini görecek şekilde yerleştrilmişlerdir. İnfraruj ledin uclarına verilen sinyal aynen foto diyotun uclarından alınır. Fakat foto diyotun uçlarındaki sinyal çok çok düşük olduğu için bir yükselteçle yükseltilmesi gerekir. Bu devre elemanının kullanım amacı ise bir devreden diğer bir devreye, elektriksel bir bağlantı olmaksızın bilgi iletmektir. Aradaki bağlantı ışıksal bir bağlantıdır.

"

Kondansatörler ve Çeşitleri

Tanımı: İki iletken levha arasına bir dielektrik madde konması ile yapılan devre elemanına kondansatör denir.

Kullanım Alanları: Elektrik ve elektronik devreler için temel pasif devre elemanlarından biridir. Elektronikte iki kat arasında kuplaj, by pass, dekuplaj, bloklama, ayar ve filtre elemanı olarak kullanılır. Ayrıca, güç katsayısının düzeltilmesinde, bir fazlı motorlarda ilk hareketi sağlamada ve kalkınma momentini artırmada kullanılır.

1- Kondansatör devreye uygulanan gerilimin maksimum değeri ile şarj olur.

2- Kondansatör D.C akımı geçirmez, A.C akımı şarj ve deşarj akımları şeklinde geçirir

3- Kondansatörler elektrik enerjisini yük şeklinde depo ederler.

KONDANSATÖR ÇEŞİTLERİ

A) Sabit değerli kondansatörler

B) Ayarlı (değişken değerli) kondansatörler

A) SABİT KONDANSATÖRLER

Sınıflandırma üretimlerinde kullanılan dielektrik maddenin cinsine göre olur.

1. Seramik kondansatörler

2. Elektrolitik kondansatörler

3. Metalize kondansatörler

4. Mika kondansatörler

5. Diğer kondansatörler

Kutupsuz kondansatör sembolü

1. SERAMİK KONDANSATÖRLER

Bu kondansatörlerde dielektrik madde olarak seramik kullanılır. Seramik üzerine eritilmiş alarak yapıştırılan gümüş tabakalar kutupları meydana getirir. Titanyum, baryum, titnat kondansatörler de buna benzer oalrak yapılırlar.

Titanyum kondansatör disk tipi ve tüp tipi olmak üzere iki çeşittir. Yüksek frekans kayıpları küçüktür. Baryum titinat kondansatörler ise küçük boyutta büyük kapasite elde edilmesi bakımından avantajlıdır. Fakat kapasiteleri sıcaklık ve nemden etkilenirler.

Yüksek frekanslı devrelerde by pass kondansatörü olarak kullanımda tercih edilir.

2. ELEKTROLİTİK KONDANSATÖRLER

Diğer kondansatörlerden farklı olarak kutuplandırılmıştır. Pozitif kutup olarak oksitlendirilmiş aliminyum, negatif kutup olarak normal aliminyum levha kullanılmıştır. Ancak alternatif akımda kullanım için kutupsuz tipleri de vardır. Bunlarda her iki kutup da oksitlendirilmiş aliminyum levha kullanılır. Küçük boyutlu olmasına rağmen kapasiteleri büyüktür.

Yüksek ve alçak gerilimli devrelerde kullanılırlar.

Kutuplu (elektrolitik) kondansatör sembolü

3. METALİZE KAĞIT KONDANSATÖRLER

Bu kondansatörlerde vernikli kağıta metal buharı özel bir metodla kaplanarak kondansatör levhaları teşkil ettirilir. Bu kondansatörlerin en önemli özelliği dielektrik denilse bile kendi kendini tamir edebilmesidir. Dielektrik delindiği zaman geçecek olan kısa devre akımı noktadaki metalize kağıt üzerinedeki metali buharlaştırır. Bu buhar yalıtkanlığı tekrar sağlar. Çalışma gerilimleri 100 ila 700V arasında yapılabilir. Kapasiteleri ise 1nF-20µF arasında yapılır.

4. MİKA KONDANSATÖRLER

Mika kondansatörlerin iki tipi vardır. Birincisinde ince bir mika dielektrik olarak kullanılmıştır. İkincisinde ise bunlara ilave olarak metal yüzeylere gümüş film tabakası ilave edilmiştir. Bunlar metalize mika kondansatör ve gümüş kaplanmış mika kondansatör olarak isimlendirilir. Isı katsayısı ve ısı direnç ilişkileri iyidir. Bu özellikleri ile yüksek frekans ta kullanılırlar.

5. DİĞER KONDANSATÖRLER

Ayrıca, titanyum myler, cam polistrin, polyester strol film kondansatör çeşitleri de mevcuttur.

B) AYARLI KONDANSATÖRLER

Ayarlı kondansatörler, değeri maksimum ve minimum aralıklar arasında değiştirilebilen kondansatörlerdir. Üç çeşit ayarlı kondansatör vardır.

1.Varyabıl Kondansatör

2.Trimer

3.Varikap diyotlar

1. VARYABIL KONDANSATÖRLER

Kapasitenin devamlı olarak değişmesi istenen alıcı ve vericilerde akort elemanı olarak kullanılan kondansatörler olup genellikle hava dielektriklidir. Birbirinden yalıtılmış iki madeni levha takımından ibaret olup biri hareketli, diğeri ise sabittir.

Varyabıl kondansatör sembolu

2. TRİMMER

Çeşitli devrelerde kapasitenin ince ayarını yapmak için kullanılır. Dielektrik malzemesi mika, seramik veya havadır.

Trimmer sembolü

3. VARİKAP DİYOT

Ters polarmada çalışan ve polarma geriliminin ayar edilerek gerilimin setinin daraltılıp genişletilmesiyle ayarlı kondansatör olarak kullanılan diyotlardır.

Bu diyotlarda kapasite uygulanan gerilimle ters orantılı olarak 2-100pF arasında değişir. Uygulanan ters gerilim değerleri 20V ile sınırlandırılmıştır. Örnek olarak BA 102 varikap diyotta 20 voltluk ters DC gerilimde kapasite 20pF iken bu gerilim 4 volta düşerse kapasita 45pF'a yükselir. Yapıları normal diyotlar gibi oldukça küçüktür. Ayarlanabilir diğer kondansatörlerin yerine kullanılabilir.

"

Bobinler

Endüktans: Akım değişimine karşı koyma özelliğine denir.

Yapısı: Her iletkenin bir endüktansı olduğundan bütün devrelerde az veya çok endüktif etki görülür. fakat genel anlamda endüktans olayı bobinler için tanımlanır. Bobinin endüktansı diğer bazı faktörlerle birlikte sarım sayısının karesiyle doğru orantılı olarak artar.

Nüve olarak manyetik ve manyetik olmayan malzemeler kullanılır. Nüvenin büyüklüğü ve sarım sayısı bobinin endüktansını etkiler. manyetik nüve kullanılmış bobinin endüktansı, hava hava nüveli bobine göre çok büyüktür. nüvenin çapının büyük olmasıyla endüktans değeri artar. bobin boyu ile de endüktans ters orantılıdır. Bobin etrafındaki manyetik alanın sürekli artıp azalıp bobinin endüktansı ile ilgilidir.

Çalışması: Uygulanan gerilim genlik ve yönünün değişimi ile oluşan manyetik alan, bobin üzerinde bir gerilim indükler. Bu gerilim zıt E.M.K. (Elektro Motor Kuvvet) adını alır ve uygulanan gerilime ters yöndedir. Endüktif etki; manyetik alanın, uygulanan gerilimin yön ve genliğinin değişken olması sebebiyle görülür. Bu etkinin görülmesi için bobine AC gerilim uygulanması gerekir. DC gerilimin yön ve genliği değişmeyeceğinden bobinde endüktif etki görülmez.

Endüktans birimi: HENRİ'dir. 1 henri; bir bobinde 1 saniyede 1 amperlik akımı değişimi 1 voltluk zıt E.M.K. indükliyorsa o bobinin endüktansı 1 HENRİ'dir. henri büyük bir değer olduğundan askatları olan milihenri ve mikrohenri kullanılır.

Kullanım Alanları: Bobin elektrik ve elektronik devrelerde geniş olarak kullanılır. Bobinler sabit ve değişken oalrak yapılırlar. Şok filtresi, empedans elemanı, kuplaj elemanı olarak elektronikte ayrıca rezonans devrelerinde ayar elemanı, faz kaydırma elemanı olarak kullanılır.

Bobinler kısaca şöyle özetlenebilir;

1. Bobin, elektrik akımındaki ani değişimlere karşı koyma özelliğine sahiptir.

2. Bobin DC'de çalışırken sadece omik direnç gösterir.

3. Bobinler elektrik enerjisini manyetik alan şeklinde depolarlar.

"

Röleler ve Yapısı

Tanımı: Şekilde temel yapısı ve görünüşü çizilen, küçük güçteki elektromanyetik anahtarlara röle adı verilir.

Yapısı: Röleler, elektromıknatıs, palet ve kontaklar olmak üzere üç kısımdan oluşur. Elektromıknatıs,demir nüve, ve üzerine sarılmış bobinden meydana gelir. Bobini, doğru akıma bağlanan rölelerde, demir nüve yumuşak demirden ve bir parça olarak yapılır. Bu rölelerde artık mıknatıslık nedeniyle paletin demir nüveye yapışık kalması, nüvenin ön yüzüne konmuş küçük bir plastik pulla önlenir. Bobini alternatif akıma bağlanan rölelerde, demir nüve sac plaketinden yapılır. Alternatif akımın değer ve yön değiştirmesi, rölelerde titreşime neden olur. Bobini alternatif akıma bağlanan bir rölenin titreşim yapması, demir nüvenin ön yüzünde açılmış oyuğa yerleştirilen bir bakır halkayla önlenir. Demir nüve üzerinde bulunan bobin bir veya daha fazla sargıdan oluşur. Röle bobininde birden fazla sargının bulunması, rölenin değişik gerilimlerde kullanılmasını sağlar. Röledeki kontaklar palet aracılığı ile açılır ve kapanırlar. Normal durumda palet, yay veya yerçekimi nedeniyle, demir nüveden uzakta bulunur. Rölelerde normalde açık ve normalde kapalı olmak üzere iki çeşit kontak vardır. Bu kontakların yapımında gümüş, tungsten, palladyum metalleri ve bunların alaşımları kullanılır.

Çalışması: Şekilde verilen rölenin bobinine bir gerilim uygulandığında, röle enerjilenir ve paletini çeker. Palet üzerinde bulunan (1-3) nolu kontak açılır ve (1-2) nolu kontak kapanır. Bobin akımı kesildiğinde, röle üzerinde bulunan yay, paletin demir nüveden uzaklaşmasını sağlar. Bu durumda kapanmış olan (1-2) nolu kontak açılır, açılmış olan (1-3) nolu kontak kapanır.
"

Ohm Kanunu ve Direnç

OHM KANUNU: Direnç bulunan bir devrede gerilim, akım ve direnç arasındaki bağlantıyı açıklar. Devreye uygulanan gerilim eşit aralıklarla arttırıldığında, devre akımının da eşit miktarda arttığı görülür. Devre geriliminin devre akımına oranı sabittir. Sabit kalan E/I oranına devre direnci ( R ) denir.

OHM KANUNU: Bir elektrik devresinde değişen gerilim değerlerinin sağladığı akım değerlerine oranı sabittir ve devre direncine eşittir.

Değişim Formülleri:

E=I*R

I=E/R

R=E/I

DİRENÇ:

1. Elektrik akımına gösterilen zorluktur.

2. Bir elektrik devresinde E/I oranını sağlayan sabite denir.

OHM'LUK DİRENÇ DEĞERİ:

1. İki nokta arasındaki 1 voltluk gerilim farkı altında devreden 1 amperlik akım geçmesini sağlayan direnç değeridir.

2. 0 °c de 1mm² kesitinde ve 106,3 cm uzunluğunda civa sütununun elektriğe gösterdiği dirence eşittir.

DİRENÇ MALZEMESİ: Bir maddenin atomunun son yörüngesindeki elektron sayısı 4 adet ise o madde direnç malzemesidir.
"

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken

İletkenler :

Bir maddenin iletkenliğini belirleyen en önemli faktör, atomlarının son yörüngesindeki elektron sayısıdır. Bu son yörüngeye "Valans Yörünge" üzerinde bulunan elektronlara da "Valans Elektron" denir. Valans elektronlar atom çekirdeğine zayıf olarak bağlıdır. Valans yörüngesindeki elektron sayısı 4 'den büyük olan maddeler yalıtkan 4 'den küçük olan maddeler de iletkendir. Örneğin bakır atomunun son yörüngesinde sadece bir elektron bulunmaktadır. Bu da bakırın iletken olduğunu belirler. Bakırın iki ucuna bir eletrik enerjisi uygulandığında bakırdaki valans elektronlar güç kaynağının pozitif kutbuna doğru hareket eder. Bakır elektrik iletiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sebebi ise maliyetinin düşük olması ve iyi bir iletken olmasıdır. En iyi iletken altın, daha sonra gümüştür. Fakat bunların maaliyetinin yüksek olması nedeniyle elektrik iletiminde kullanılmamaktadır.

Yalıtkanlar :

Yalıtkan maddelerin atomlarının valans yörüngelerinde 8 elektron bulunur. Bu tür yörüngeler doymuş yörünge sınıfına girdiği için elektron alıp verme gibi bir istekleri yoktur. Bu sebeplede elektriği ilemezler. Yalıtkan maddeler iletken maddelerin yalıtımında kullanılır. Yalıtkan maddelere örnek olarak tahta, cam ve plastiği verebiliriz. İsterseniz bu örnekleri arttırabilirsiniz.

Yarı İletkenler :

Aşağıdaki şekilde gördüğünüz gibi yarı iletkenlerin valans yörüngelerinde 4 elektron bulunmaktadır. Bu yüzden yarı iletkenler iletkenlerle yalıtkanlar arasında yer almaktadır. Elektronik elemanlarda en yaygın olarak kullanılan yarı iletkenler Germanyum ve Silisyumdur. Tüm yarı iletkenler son yörüngelerindeki atom sayısını 8 'e çıkarma çabasındadırlar. Bu nedenle saf bir germenyum maddesinde komşu atomlar son yörüngelerindeki elektronları Kovalent bağ ile birleştirerek ortak kullanırlar. Aşağıdaki şekilde Kovalent bağı görebilirsiniz. Atomlar arasındaki bu kovalent bağ germanyuma kristallik özelliği kazandırır. Silisyum maddeside özellik olarak germanyumla hemen hemen aynıdır. Fakat yarı iletkenli elektronik devre elemanlarında daha çok silisyum kullanılır. Silisyum ve Germanyum devre elemanı üretiminde saf olarak kullanılmaz. Bu maddelere katkı katılarak Pozitif ve Negatif maddeler elde edilir. Pozitif (+) maddelere "P tipi", Negatif (-) maddelerede "N tipi" maddeler denir.

N Tipi Yarı İletken :

Arsenik maddesinin atomlarının valans yörüngelerinde 5 adet elektron bulunur. Silisyum ile arsenik maddeleri birleştrildiğinde, arsenik ile silisyum atomlarının kurdukları kovalent bağdan arsenik atomunun 1 elektronu açıkta kalır. Bu sayede birleşimde milyonlarca elektron serbest kalmış olur. Bu da birleşime "Negatif Madde" özelliği kazandırır. N tipi madde bir gerilim kaynağına bağlandığında üzerindeki serbest elektronlar kaynağın negatif kutbundan itilip pozitif kutbundan çekilirler ve gerilim kaynağının negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru bir elektron akışı başlar.

P Tipi Yarı İletken :

Bor maddesininde valans yörüngesinde 3 adet elektron bulunmaktadır. Silisyum maddesine bor maddesi enjekte edildiğinde atomların kurduğu kovalent bağlardan bir elektronluk eksiklik kalır. Bu eksikliğe "Oyuk" adı verilir. Bu elektron eksikliği, karışıma "Pozitif Madde" özelliği kazandırır. P tipi maddeye bir gerilim kaynağı bağlandığında, kaynağın negatif kutbundaki elektronlar P tipi maddeki oyukları doldurarak kaynağın pozitif kutbuna doğru ilerlerler. Elektronlar pozitif kutba doğru ilerlerken oyuklarda elektronlerın ters yönünde hareket etmiş olurlar. Bu kaynağın pozitif kutbundan negatif kutbuna doğru bir oyuk hareketi sağlar.

Azınlık ve Çoğunluk Taşıyıcılar :

Silisyum ve germanyum maddeleri tamamiyle saf olarak elde edilememektedir. Yani maddenin içinde, son yörüngesinde 5 ve 3 elektron bulunduran atomlar mevcuttur. Bu da P tipi maddede elektron, N tipi maddede oyuk oluşmasına sebep olur. Fakat P tipi maddede istek dışı bulunan oyuk sayısı, istek dışı bulunan elektron sayısından fazladır. Aynı şekilde N tipi maddede de istek dışı bulunan elektron sayısı istek dışı bulunan oyuk sayısından fazladır. İşte bu fazla olan oyuk ve elektronlara "Çoğunluk Taşıyıcılar" az olan oyuk ve elektronlara da"Azınlık Taşıyıcılar" denir. Azınlık taşıyıcılar yarı iletkenli elektronik devre elemenlarında sızıntı akımına neden olur. İçeriğinde çok sayıda yarı iletkenli devre elemanı bulunduran entegrelerde fazladan gereksiz akım çekimine yol açar ve bu da elemanın ısınmasına, hatta zarar görmesine sebep olur."

Sensör ve Transdüser

İnsanlar çevrelerindeki değişiklikleri duyu organları vasıtası ile algılarlar. Çevremizdeki bu değişiklikleri algılayan cihazlara sensör denir. Sensörlerin algıladıkları bu bilgileri bizim kullanmamız için uygun hale getiren ve algılanan bilgiyi elektrik enerjisine dönüştüren cihazlara transdüser denir.

Sensörlerin bir çok çeşidi vardır. Bizim en çok işimize yarayacak olanları şöyle sıralanabilir;

Manyetik sensörler ,

Isı sensörleri ,

Optik sensörler ,

Basınç sensörleri

Manyetik Sensörler

Bir tel bobin haline getirilip içinden akım geçirilirse, bu bobinin içinde ve çevresinde manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan gözle görülmez. Ancak bu bobinin içerisindeki nüvenin hareketi ve bobinin çevresinden yaklaştırılan metaller bobinin indüktansını değiştirir. İşte bu prensipten hareketle manyetik sensörler geliştirilmiştir. Bu sensörler genellikle güvenlik gerektiren yerlerde kullanılır.

Bu sensörlerde kendi aralarında ikiye ayrılır.

Elektronik Devreli Manyetik Sensörler



İçinden akım geçen bir bobinin çevresinde manyetik alan oluşur. Bu manyetik alanın içine metal bir cisim girerse bu bobinin indüktansı değişir. Bu indüktans değişimi sensörün içinde bulunan devrenin dengesini bozar. Sensörün içinde bulunan ölçüm yapan devre sayesinde metalin yaklaştığını ve ne kadar yakın olduğunu tespit edebiliriz.

Alan (Hall) Etkili Transdüserler

Alan etkili transdüserler hassas mesafe, pozisyon ve dönüş algılayıcıları olarak kullanır. İletken ya da yarı iletken malzemeden yapılmış bir levha şekilde görüldüğü gibi bir manyetik alan içindeyken, A ve B uçlarından DC gerilim uygulandığında, C ve D noktaları arasında bir potansiyel fark oluşur. Bu gerilimin değeri manyetik alana levhanın yakınlığı ile değişir. Bu prensipten yararlanılarak alan etkili transdüserler doğmuştur.



Isı Sensörleri

Ortamdaki ısı değişimini algılamamıza yarayan cihazlara ısı veya sıcaklık sensörleri denir. Birçok maddenin elektriksel direnci sıcaklıkla değişmektedir. Sıcaklığa karşı hassas olan maddeler kullanılarak sıcaklık kontrolü ve sıcaklık ölçümü yapılır. Sıcaklık ile direnci değişen elektronik malzemelere; term (sıcaklık), rezistör (direnç), kelimelerinin birleşimi olan termistör denir. Termistörler genellikle yarı iletken malzemelerden imal edilmektedir. Termistör yapımında çoğunlukla oksitlenmiş manganez, nikel, bakır veya kobaltın karışımı kullanılır. Termistörler ikiye ayrılır sıcaklıkla direnci artan termistöre PTC, sıcaklıkla direnci azalan elemana da NTC denir.

PTC

Bulunduğu ortamın veya temas ettiği yüzeyin sıcaklığı arttıkça elektriksel direnci artan devre elemanıdır.
PTC’ler 60 ºC ile +150 ºC arasındaki sıcaklıklar da kararlı bir şekilde çalışır. Daha çok elektrik motorlarını fazla ısınmaya karşı korumak için tasarlanan devrelerde kullanılır. Ayrıca ısı seviyesini belirli bir değer aralığında tutulması gereken tüm işlemlerde kullanılabilir.

NTC

Bulunduğu ortamın veya temas ettiği yüzeyin sıcaklığı arttıkça elektriksel direnci azalan devre elemanıdır.
NTC’ler - 300 Cº ile +50 Cº arasındaki sıcaklıklar da kararlı bir şekilde çalışırlar. Daha çok elektronik termometrelerde, arabaların radyatörlerin de, amplifikatörlerin çıkış güç katlarında, ısı denetimli havyalarda kullanılırlar.

Termokupl

Bütün iletkenler ısıtıldıklarında içlerinde bulunan elektronlarda bir hareketlenme meydana gelir.Ancak bu hareketlenme çeşitli iletkenler arasında farklılık göstermektedir.Bu maddenin ayırt edici özelliklerinden biridir. Biz de iletkenlerin bu farklarından yararlanarak sıcaklık ölçümü yapabiliriz.İki farklı iletkenin birer uçları birbirine kaynak edilip ya da sıkıca birbirine bağlanıp boşta kalan uçlarına hassas bir voltmetre bağlandığında, eğer birleştirdiğimiz ucu ısıtırsak, sıcaklıkla orantılı olarak voltmetrede mV‘lar mertebesinde bir DA gerilim elde ederiz. Elde ettiğimiz gerilimin değeri kullandığımız metallerin sıcaklığa verdiği tepki ile orantılıdır. Termokupllar -200 ºC ile +2300 ºC arasında çalışabildiklerinden endüstride en çok tercih edilen ısı kontrol elemanlarıdır. Genellikle endüstri tesislerindeki yüksek sıcaklıkta çalışan kazanların ısı kontrolünde kullanılır.

Optik Sensörler

Işık etkisi ile çalışan elektronik devre elemanlarına genel olarak optik elemanlar denir.

Foto Direnç (LDR)

Kalsiyum sülfat ve kadmiyum selenid gibi bazı maddeler üzerlerine düşen ışık ile ters orantılı olarak direnç değişimi gösterir. Bu maddelerden yararlanılarak foto direnç adı verilen devre elemanları yapılmıştır. Üzerine ışık düştüğünde direnci azalan, karanlıkta ise yüksek direnç gösteren devre elemanına foto direnç denir.

Işık değişimi ile kontrol etmek istenilen tüm devrelerde kullanabilir. Özellikle gece lambaları ve sokak lambalarında kullanılmaktadır.

Foto Diyot

Foto diyotlar ışık etkisi ile ters yönde iletken olan diyotlardır. Ters polarma altında kullanılır. Doğru polarmada normal diyotlar gibi çalışır, ters polarmada ise N ve P maddelerinin birleşim yüzeyine ışık düşene kadar yalıtkandır. Birleşim yüzeyine ışık düştüğünde ise birleşim yüzeyindeki elektron ve oyuklar açığa çıkar ve bu şekilde foto diyot üzerinden akım geçer. Bu akımın boyutu yaklaşık 20 mikroamper civarındadır. Üzerine ışık düştüğünde katotdan anota doğru akım geçiren elemanlara foto diyot denir.

Foto diyot televizyon veya müzik setlerinin kumanda alıcılarında yaygın olarak kullanılır.

LED Diyot

LED ismi, ingilizce Light Emitting Diode (ışık yayan diyot) kelimelerinin baş harflerinden oluşmaktadır. LED’e doğru polarma uygulandığında P maddesindeki oyuklarla N maddesindeki elektronlar birleşim yüzeyinde nötrleşir. Bu birleşme anında ortaya çıkan enerji ışık enerjisidir. Bu ışığın gözle görülebilmesi için ise P ve N maddelerinin birleşim yüzeyine "galyum arsenid" maddesi katılmıştır. LED diyotlar doğru polarmalandırıldıklarında ışık yayan elektronik devre elemanlarıdır.

Bu ışıklı diyotlar, kullanışlı ve pratik olmalarının yanı sıra oldukça ucuz olmaları nedeniyle gösterge olarak diğer tip lambaların yerini almışlardır. LED diyotların kullanım alanları çok geniştir. Çok az enerji harcadıkları için elektronik devrelerin testlerinde, tüm elektronik cihazların üzerinde çalıştığını gösteren ışık olarak kullanılmaktadır. Genellikle LED diyotların bacakları karıştırılmaktadır. Şekil 5.3’ te görüldüğü gibi kısa bacak katot, uzun bacak ise anotdur. LED’in bacakları aynı boyda ise içindeki plakalara bakarak küçük olanı anot büyük olanı katottur diyebiliriz. Bunun yanında LED diyotların katot ucunun olduğu tarafta bir kesik bulunmaktadır.

İnfrared Diyot (IR Diyot, Kızıl Ötesi Diyot)

İnfraruj LED, normal LED’in birleşim yüzeyine galyum arsenid maddesi katılmamış halidir. İnfrared diyot görünmez (mor ötesi, kızıl ötesi) ışık yayar.

İnfraruj LED’ler televizyon veya müzik setlerinin kumandalarında, kumandanın göndediği frekansı televizyon veya müzik setine iletmek için kullanılır. Televizyon veya müzik setinde ise bu frekansı alan devre elemanına "foto diyot" denir. İnfraruj LED ile normal LED’in sembolleri aynıdır.

Foto Pil (Işık Pili, Güneş Pili)

Güneş pilleri (fotovoltaik piller), yüzeylerine gelen güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren yarıiletken maddelerdir. Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire şeklinde biçimlendirilen güneş pillerinin alanları genellikle 100 cm² civarında, kalınlıkları ise 0,2-0,4 mm arasındadır. Güneş pilleri transistörler, doğrultucu diyotlar gibi yarı iletken maddelerden yapılmaktadır. Yarı iletken özellik gösteren birçok madde arasından güneş pili yapmak için en elverişli olanlar, silisyum, galyum arsenit, kadmiyum tellür gibi maddelerdir. Bu maddeler güneş pilleri için özel olarak hazırlandıktan sonra PN eklemine güneş enerjisi geldiğinde fotonlardaki elektron yükü PN maddeleri arasında bir potansiyel fark yani gerilim oluşturur. Bu gerilim 0,15-0,5 volt civarındadır. Işık pilleri seri bağlanarak daha büyük gerilim, paralel bağlanarak daha büyük akım elde edilebilir. Güneş enerjisiyle çalışan hesap makinelerinde kullanılan eleman ışık pilidir.

Güneş pilleri gelişmiş ülkelerde Şekil 5.7 ve 5.8’ de görüldüğü gibi hayatın her alanına girmiş durumdadır. Günlük hayatımızda ise daha çok hesap makinelerinde karşılaştığımız elemanlardır.

Optokuplör

Optokuplör kelime anlamı olarak optik kuplaj anlamına geliyor. Kuplaj bir sistem içindeki iki katın birbirinden ayrılması ama aralarındaki sinyal iletişiminin devam etmesi olayıdır. Ayrılma fiziksel olarak gerçekleşir ama iletişim manyetik veya optik olarak devam eder. Bu durumun faydası, katlardan birinde olan fazla akım, yüksek gerilim gibi olumsuz, sisteme zarar verecek etkilerden diğer katları korumaktır. Işık yayan eleman ile ışık algılayan elemanın aynı gövde içinde birleştirilmesiyle elde edilen elemanlara optokuplör denir. Bu elemanlarda ışık yayan eleman olarak "LED", "Enfraruj LED" kullanılırken ışık algılayıcı olarak "foto diyot", "foto transistör", "foto tristör", "foto triyak" vb. gibi elemanlar kullanılır. Optokuplörler daha çok, iki ayrı özellikli devre arasında elektriksel bağlantı olmadan, ışık yoluyla irtibat kurulmasını sağlayan devrelerde kullanılır. Şöyle ki; düşük gerilimleçalışan bir devreyle yüksek gerilimli bir güç devresine optokuplör aracılığıyla kumanda edilebilir. Optokuplörler 2000 ile 5000 voltluk gerilimlere dayanıklı olduğundan en hassas kontrol sistemlerinde güvenle kullanılır.

Basınç Sensörleri

Her türlü fiziki kuvvet ve basınç değişimini algılayan ve bu değişimi elektriksel sinyale çeviren elemanlara basınç sensörü denir.

Kapasitif basınç ölçme sensörleri

Strain gage (şekil değişikliği) sensörler

Load cell (yük hücresi) basınç sensörleri

Piezoelektrik özellikli basınç ölçme sensörleri

Kapasitif Basınç Ölçme Sensörleri



Kondasatörler yapıları gereği elektrik yükü depolayabilir. Kondansatörlerin yük depolayabilme kapasiteleri ise kondansatör plakalarının boyutlarına, bu plakalar arasındaki mesafenin uzaklığına ve iki plaka arasındaki yalıtkan malzemenin özelliğine bağlıdır. Sonuç olarak kondansatör plakaları birbirinden uzaklaştırılırsa ya da esnetilirse veya iki plaka arasındaki dielektrik malzeme hareket ettirilirse, kondansatörün kapasitesi değişir. Kondansatörün kapasitesi ile beraber alternatif akıma gösterdiği direnç de değişir. İşte bu prensipten hareketle kapasitif basınç sensörleri üretilmiştir.

Strain Gage (Şekil Değişikliği) Sensörler

Temel olarak strain gageler esneyebilen bir tabaka üzerine ince bir telin veya şeridin çok kuvvetli bir yapıştırıcı ile yapıştırılmasından oluşmuştur. Üzerindeki basıncın etkisinden dolayı tabakanın esnemesi ile birlikte iletken şeridin de gerilerek uzamasına sebep olacaktır.Bu uzama esnasında telin boyu uzayarak kesiti azalacaktır. Bilindiği gibi iletkenlerin kesiti azaldıkça dirençleri artacağından uygulanan kuvvete bağlı olarak iletkenin direncinde değişme olacaktır. Bu direnç değişimine bağlı olarak uygulanan kuvvetin miktarını tespit edilebilir.

Load Cell (Yük Hücresi) Basınç Sensörleri









Yük hücresi (load cell) daha çok elektronik terazilerin yapımında kullanılan basınç sensörüdür. Asıl çalışma prensibi strain gage gibidir. Yukarıda 4 noktadan ölçme yapan bir yük hücresi görülmektedir. Tek noktadan ya da iki noktadan ölçüm yapanları da bulunmaktadır. Şekil 4.6’da A, B, C, D noktalarındaki strain gagelerin dirençleri basınca bağlı olarak değişir. Bu değişim ile orantılı olarak da basınç miktarını tespit edebiliriz.

Piezoelektrik Basınç Ölçme Sensörleri

Basıncın elektrik akımına dönüştürülme yollarından biri de piezoelektrik olayıdır. Piezoelektrik özellikli algılayıcılarda kuartz (quartz), roşel (rochelle) tuzu, baryum, turmalin gibi kristal yapılı maddeler kullanılır. Bu elemanlar üzerlerine gelen basınca göre küçük değerli bir elektrik gerilimi ve akımı üretir. Bu elektrik akımının değeri basıncın değeri ile doru orantılıdır. Piezoelektrik özellikli elemanlar hızlı tepki verdiklerinden ani basınç değişikliklerini ölçmede yaygın olarak kullanılır.

"