Docstoc

elektronik dersleri -1

Document Sample
elektronik dersleri -1 Powered By Docstoc
					                Bölüm 1: Endüstriyel elektronik devre elemanları

                A. Endüstriyel elektroniğin tanımı
                Elektronik devre elemanlarını ana hatlarıyla sıralayacak olursak, direnç, kondansatör, bobin,
              diyot, transistör, trafo, regülatör entegresi, mikrofon, hoparlör, kulaklık, PTC, NTC, LDR, VDR,
              röle, tristör, triyak, diyak, UJT, PUT, op-amp, lojik entegre vb. gibi elemanlar karşımıza çıkar.
                Endüstriyel elektronik dersinde ise, sanayi tesislerinde karşılaşılan tristör, triyak, röle, diyak,
              op-amp, termistör vb. gibi devre elemanları tanıtılacak, ayrıca uygulama devrelerinin çalışması
              hakkında bilgi verilecektir.




                                                 Resim 1.1: Çeşitli PTC ve NTC'ler

                B. Termistörler (ısıya duyarlı
                elemanlar, ısıl dirençler)                                             R (W)
                Elektronik devrelerle sıcaklık
              kontrolü (denetimi) yapabilmek, ortam                                          NTC            PTC
              sıcaklığını belirlemek, alıcıları yüksek
              sıcaklıktan korumak vb. gibi amaçlar
              için ısı sensör ve transdüserleri
              kullanılır.                                                                                     T (°C)
                Termistör çeşitleri şunlardır:
                I. PTC: Sıcaklık arttıkça direnç değeri
              artar ve üzerinden geçirdiği akım azalır. Şekil 1.1: PTC ve Şekil 1.2: PTC ve NTC'lerin direnç değer-
              Şekil 1.1'de PTC sembolü verilmiştir.         NTC sembolleri    lerinin sıcaklığa göre değişim eğrileri
                II. NTC: Sıcaklık arttıkça direnci
              azalır ve üzerinden geçirdiği akım artar. Şekil
              1.1'de NTC sembolü verilmiştir.                                                                   +12 V
                Uygulamada kullanılan termistörler çeşitli                                                   R3
              direnç değerlerinde üretilirler. Örneğin, 10 W, 100                                            1 kW
              W, 500 W, 1000 W, 3000 W, 5 kW 10 kW, 20 kW                     NTC
              gibi.                                                 -T       1-10 kW          R2             L
                Şekil 1.2'de PTC ve NTC'nin dirençlerinin                                     1-10 kW
              sıcaklığa bağlı olarak değişimini açıklayan                  1-10 kW                          T2
              eğriler verilmiştir.                                          R1
                                                                                       A
                                                                                                                  BC547
                Termistörlü devre örneği
                                                                                                T1
                I. NTC termistörlü soğukta çalışan devre:
              Şekil 1.3'te verilen devrede, ortam soğukken                    P
                                                                                               BC547
              NTC'nin direnci yüksek olacağından T 1
              transistörünün beyzine bağlı olan potta gerilim                10-100 kW
              oluşmaz ve T 1 kesimde kalır. T 1'in kesimde
              olması A noktasındaki gerilimin yüksek olmasına        Şekil 1.3: İki transistör ve NTC'li soğukta çalışan devre

                                                                 1




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              neden olur. A noktasının geriliminin yükselmesi                                                ışık
              T2'yi iletime sokar ve led yanar.                                     A
                                                                                                                     cam

                Ortam ısındığında NTC'nin direnci azalır ve                                                                katot
                                                                                             kapı
              pot üzerinde oluşan gerilim T 1'i sürer. T 1'in                                ucu
              iletken olması A noktasındaki gerilimin
              düşmesine neden olur. A noktasının geriliminin
              düşmesi ise T2 transistörünü kesime sokar ve            G
                                                                                     K
              led söner.                                                                     ışığa                     silisyum
                                                                                             duyarlı                   çekirdek
                                                                                             bölge
                C. Fotoelektronik elemanlar
                                                                          Şekil 1.4: Foto-                Şekil 1.5: Foto-
                1. Fototristörler (LASCR): G ucuna ışık                   tristör sembolü                 tristörün yapısı
              geldiğinde A ucundan K ucuna doğru tek yönde
              akım geçiren devre elemanıdır. Fototristör                                            A            +12 V
              uygulamada çok az kullanıldığından kısaca
                                                                                                             L
              anlatılmıştır. Çünkü, ışığa duyarlı devrelerin                             G
              büyük bir bölümü LDR ya da fototransistör                                          K
              kullanılarak yapılmaktadır.
                                                                                    röle
                Şekil 1.6'da verilen basit devrede fototristöre
              ışık geldiğinde A-K arası iletken olur, röle                                                       -
              kontağını kapatır ve lamba yanar. Ortam                     Şekil 1.6: Fototristörlü ışıkta çalışan devre
              karardığında lamba sönmez. Çünkü DC ile
              beslenen devrelerde tristör bir kere iletken hâle                                     A2
              geçtikten sonra besleme kesilene kadar bu
              durumunu korur.
                                                                                    G
                2. Fototriyaklar: G ucuna ışık geldiğinde A1-
              A2 uçları arasından her iki yönde de akım
                                                                                                     A1
              geçirebilen devre elemanıdır. Fototriyak
                                                                                 Şekil 1.7: Fototriyak sembolü
              uygulamada az kullanılmaktadır.

                 3. Optokuplörler (optik kupl aj,
              optoizolatör, optik bağlaç): 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 fotodiyot, fototransistör,
              fototristör, fototriyak vb. gibi elemanlar
              kullanılır.
                 Optokuplörler daha çok, ışık yoluyla iki ayrı
              özellikli devre arasında elektriksel (galvanik)
              bağlantı olmadan irtibat kurulmasını sağlayan
              devrelerde kullanılır. Şöyle ki; düşük gerilimle
              çalışan bir devre ile yüksek gerilimli bir güç                   Şekil 1.8: Uygulamada kullanılan
              devresine optokuplör aracılığıyla kumanda                        bazı optokuplörlerin iç yapısı
              edilebilir.
                 Optokuplörler 2000 V - 5000 V'luk gerilimlere dayanıklı olduğundan en hassas kontrol
              sistemlerinde güvenle kullanılır.
                 Burada verilen voltaj (gerilim) değerleri iki ayrı özellikli devrenin birbiri arasında akım geçişinin
              olabilmesi için uygulanması gereken değeri belirtir. Şöyle ki; kumanda devresi 5 V ile çalışsın.
              Bu devrenin tetikleme akımı göndermesiyle enfraruj led ışın yayarak karşısında bulunan ışığa
                                                                  2




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              duyarlı elemanı tetikler. Tetiklenen eleman ise iletime geçerek yüksek voltajlı devrenin çalışmasını
              sağlar.
                Optokuplörler, TV, bilgisayar, PLC cihazı, fotokopi makinesi vb. gibi cihazlarda yaygın olarak
              kullanılmaktadır.

                                         yarık
                                                                        enfraruj led             fototransistör




                            fotodiyot               fototransistör
                     yüzeyden yansıyan sinyallerle
                     çalışan optointerraptır




                enfraruj                         fototransistör                                             delikli diskin
                diyod                                                                                       optointerraptır
                                        ışın                                                                yarığındaki
                                                                                                            hareketi
                           yansıtıcı yüzey

                                                        Şekil 1.9: Optointerraptırların yapısı

                 4. Optointerraptırlar (optointerrupter, açık tip optokuplör): Şekil 1.9'da yapıları verilen
              optointerraptırlar optokuplörlere çok benzeyen devre elemanlarıdır. Tek fark, ışık yayan eleman
              ile ışığı algılayan eleman arasına bir cisim girmesi mümkün olacak şekilde (açık gövdeli) dizayn
              edilmiş olmalarıdır. Bu elemanlarda ışık yayan elemana akım uygulandığında oluşan ışık,
              algılayıcıya ulaşır. Algılayıcının çıkışında maksimum değerde akım oluşur. Araya bir cisim
              girdiğinde ışık geçişi sona ereceğinden algılayıcı elemanın çıkış akımı da sıfır olur.
                 Optointerraptırlar, bilgisayar faresi (mouse), robot kontrol devresi, fotokopi makinesi vb. gibi
              cihazlarda kullanılmaktadır.




                       B C E
                                                                     NPN          PNP


               Şekil 1.10: Yüzey temaslı transistörlerin             Şekil 1.11: NPN ve PNP             Resim 1.2: Çeşitli
               yapısının basit olarak gösterilmesi                   transistör sembolleri              transistörler

                Ç. Transistörler
                Üç yarı iletkenin birleşiminden oluşmuş devre elemanına transistör denir. Bu elemanın, Beyz
              (B), emiter (E) ve kolektör (C) olmak üzere üç ayağı vardır. NPN ve PNP olmak üzere iki tipte
              yapılan transistörler, küçük değerli beyz akımına bağlı olarak C-E arasından büyük akım geçişine
              izin verirler.
                Transistör kelimesi, transfer (aktarma) ve resistor (direnç) sözcüklerinin kısaltılmasıyla ortaya
              çıkmıştır. Transistörlerin ayak adlarının anlamları: Emiter (emitter): Yayıcı, Kolektör (collec-
              tor): Toplayıcı, Beyz (base): Taban, giriş, kontrol

                NPN tipi transistörlerin yapısı: Şekil 1.12'de görüldüğü gibi NPN transistör yapılırken iki
              adet N tipi özelliğe sahip yarı iletken malzemenin arasına ince bir katman hâlinde P tipi malzemeden
                                                                            3




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              beyz tabakası yerleştirilmiştir. Araya
                                                                           kolektör (C)                                 kolektör (C)
              yerleştirilen beyz tabakası iki büyük
              tabaka arasındaki elektron - oyuk geçişini
              kontrol etme bakımından görev




                                                                                   beyz (B)




                                                                                                                         beyz (B)
              yapmaktadır.                                                                           N
                                                                                                                                        P
                Transistörleri musluğa (vana)
              benzetmek mümkündür. Musluk, akan                                                      P
              sıvıyı denetler (ayarlar). Transistör ise                                                                                  N
              geçen akımı denetler. Bu özelliği
              sayesinde küçük akımlar aynı biçimde                                                   N
              olmak kaydıyla büyütülebileceği gibi,                                                                                      P
              küçük bir akım ile büyük bir alıcının
              çalışması da sağlanabilir.                                      emiter (E)                                emiter (E)
                                                                                              Şekil 1.12: NPN                  Şekil 1.13: PNP
                 PNP tipi transistörlerin yapısı:                     transistörlerin yarı    transistörlerin yarı
              Şekil 1.13'te görüldüğü gibi PNP transistör             iletken yapısı          iletken yapısı
              yapılırken iki adet P tipi özelliğe sahip yarı iletken malzemenin arasına ince bir katman hâlinde N
              tipi malzemeden beyz tabakası yerleştirilmiştir. Araya yerleştirilen beyz tabakası iki büyük tabaka
              arasındaki elektron - oyuk geçişini kontrol etme bakımından görev yapmaktadır.

                1. Yükselteç olarak kullanılan transistörler: Transistörler kullanılarak teyplerin okuyucu
              kafası, mikrofon vb. gibi düzeneklerin ürettiği zayıf elektrik sinyalleri güçlendirilebilir.
                Örneğin mikrofon ses dalgalarını, içindeki mini bobin sayesinde elektrik sinyallerine çeviririr.
              Bu sinyaller çok küçük değerli olduğundan hoparlörü besleyemez (süremez). İşte bu nedenle
              araya transistörlü (ya da entegreli) yükselteç devresi konulur. Şekil 1.14'te NPN transistörün
              yükselteç olarak çalıştırılmasına ilişkin temel devre verilmiştir.
                Not: Transistörlü yükselteç devreleri hakkında ek bilgi alabilmek için temel elektronik kitabına bakınız.


                                                                                                                                           +
                                           DC polarma                                                                                   5-12 V
                      Cgiriş        RB
                                           direnci
                                                                                               Cçıkış                   S
                                                           T
                                                                     yük direnci




                                                                                                                                         330 W
                                                                                                                        33 kW
                                                NPN        TR                                                                                L
                                                                                                         Vçıkış
                     Yükseltilecek                                                                                                      NPN
                                                                 VCC
                     sinyal buradan                                                                                                     BC547
                     uygulanır.
                                                                                       Yükseltilmiş                     10 kW
                   Vgiriş                                                              sinyal buradan
                                                                                       alınır.
                                                                                                                                             -

                            Şekil 1.14: Transistörlerin yükselteç olarak                                          Şekil 1.15: Transistörün
                            kullanılışının basitçe gösterilmesi                                                   anahtar olarak çalıştırılması


                2. Anahtar (on-off elemanı) olarak kullanılan transistörler: Transistörün kesim (yalıtım)
              ve doyum (tam iletim) durumunda olması, elemanın anahtarlama yapıcı olarak çalıştırılmasıdır.
              Aktif bölgedeki çalışma ise yükselteç devrelerinde geçerlidir.
                Anahtarlama elemanı olarak kullanılacak transistörün açma kapama (on-off) zamanlarının çok
              kısa olması gerekir. Özellikle yüksek frekanslı devrelerde, zaman rölelerinde, periyodik çalışan
              sistemlerde, dijital düzeneklerde açma kapama sürelerinin kısa olması çok önemlidir.
                Alıcıları mekanik anahtarlarla ve şalterlerle çalıştırıp durdururuz. Yük (Ry) büyüdükçe yüksek
              akımlı anahtar (şalter) kullanmak gerekir. Bu ise devrede hem çok yer kaplar hem de maliyeti
                                                                                   4




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              artırır. İşte bu nedenle uygulamada, transistör, tristör, triyak vb. gibi elemanlar kullanılarak küçük
              bir anahtarla büyük alıcılara kumanda edilebilmektedir.

                Büyük akımın geçtiği şalterlerin olumsuz yönleri
                I. Şalter açılıp kapatılırken büyük fiziksel kuvvet gerekir.
                II. Açılıp kapanma esnasında gürültü, kıvılcım, ark olur.
                III. Kontaklar ark nedeniyle belli bir süre sonra geçirgenliğini kaybeder (bozulur).
                Şekil 1.15'te verilen devrede S mini anahtarıyla L alıcısı (led, lamba, ısıtıcı, motor vb.)
              çalıştırılabilir. Şöyle ki; S kapatılınca transistörün beyzine küçük bir akım gider. Bu akım
              transistörün C-E uçları arasından yüksek değerli bir akım geçmesine neden olur. Bu sayede L
              alıcısı çalışmaya başlar.
                Aslında anahtarlama işlemi yalnızca alıcı çalıştırmayla sınırlı değildir. Şöyle ki; bazı devrelerde
              osilasyonlu (salınımlı) sinyaller elde edebilmek için transistörlü aç kapa (on-off) yapıcı devreler
              kullanılır. Yani transistör, C-E arasından geçen akımı sürekli verir keser. Bu işleme de anahtarlama
              denir.

                3. Transistörlü röle ve kontaktör kumandası: Transistörlerle sadece DC ile çalışan alıcıları
              besleyebiliriz. Yani AC ile çalışan bir motoru transistöre bağlamak mümkün değildir. Ancak araya
              şekil 1.16'da görüldüğü gibi bir röle ya da DC kontaktör bağlanırsa, transistör ile her türlü alıcıya
              kumanda edilebilir.


                                                                                            R1             +
                                                                        5-12 V
                                        12 V röle




                        S




                                                                                                                   5-12 V
                                                                                  L         3,3kW
                                                                                                           -
                                                        12 V




                                                                                             P 10-100 kW
                     22 kW
                                                    +
                                                    -
                             NPN
                             BC547                                               T
                                                                                 BC547                         S
                                                                                            R2 1 kW


                         Şekil 1.16: Transistörle                            Şekil 1.17: Transistörün ayarlı
                         rölenin çalıştırılması                              direnç olarak kullanılması


                4. Transistörlerin ayarlı direnç (reosta) olarak kullanılması: Büyük güçlü alıcıların
              akım ayarı, yüksek akımlı ve büyük gövdeli reostayla yapılabilir. Fakat reosta hem çok yer kaplar,
              hem de ek bir enerji tüketir. Ancak, pot ve transistör temeli üzerine kurulu devrelerle daha iyi
              akım kontrolü yapmak mümkündür.
                Şekil 1.17'de verilen devrede P’nin değeri değiştirildikçe beyze giden tetikleme akımı değişir
              ve buna bağlı olarak C’den E’ye geçen akım ayarlanarak L’nin gücü kontrol edilmiş olur.

                 5. Transistörlü elektronik ateşleme devreleri
                 I. Benzinli motorlarda yakıt ateşleme sistemleri: Motorun silindirleri içindeki yakıt
              sıkıştırıldıktan sonra bujiler kıvılcım oluşturarak benzini yakar. Yanan benzinin oluşturduğu ısı
              ile ortaya çıkan basınç, pistonu iter. Böylece mekanik enerji elde edilir.
                 Benzinin yanmasıyla ortaya çıkan basınçtan elde edilen doğrusal hareket dişli sistemleriyle
              dairesel harekete dönüştürülür.
                 Ateşleme işlemini yapan bujilerdeki kıvılcım yüksek voltajlı elektrik akımıyla oluşturulur.
              Motorlu taşıtlarda bulunan 6 ile 48 V arası DC gerilim üreten akümülatörlerden alınan doğru
              akım, sürekli açılıp kapanan bir anahtar olan platin aracılığıyla indüksiyon bobinine uygulanır.
              İndüksiyon bobini tıpkı gerilimi yükselten bir transformatör gibi olduğundan, primerine gelen
                                                                5




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              akımı sekonderden 5000 - 20.000                                                           kondansatör
              volt olarak verir.                                                                          (meksefe)
                Benzinli motorlu taşıtların                 -      +
              ateşleme sisteminde bulunan platin
              adlı anahtarlama düzeneği ilk                12 V 60 Ah
              ayarlandığında çok düzgün çalışır.                                                               kam
                                                                              kam
              Ancak zamanla platinin birbirine                                         kontaklar
              değen kontakları oksitlenerek
                                                      Resim 1.3: Akümülâtör            Şekil 1.18: Plâtin
              geçen akımın azalmasına neden
              olur. Platinin bozulması indüksiyon bobininin primerine giden akımı azalttığından, sekonderdeki
              gerilimde de düşme olur. Sekonderin geriliminin düşmesi ise bujilerde oluşan kıvılcımın azalmasına
              yol açarak, silindirlere giren yakıtın tam olarak yanmamasına neden olur. Tam yanmayan yakıt
              ise motorun çeki (tork) gücünü azaltır ve eksozdan yanmamış karbonmonoksit ve kurşun çıkışını
              artırır. Yani ateşleme sisteminin verimi düşünce motorun gücü azalır. Yakıt tüketimi ise artar.
                İşte, platin eskimesi nedeniyle ortaya çıkan sorunları gidermek için elektronik ateşleme devreleri
              geliştirilmiştir.

                II. İndüksiyon (ateşleme) bobininin yapısı: Şekil 1.19'da iç yapısı
              görülen indüksiyon bobini primeri kalın telden (0,60-0,90 mm) az sarımlı,
              sekonderi ince telden (0,10 mm) çok sarımlı olarak yapılmış




                                                                                                           sekonder
              transformatördür. İki sargı, silisyum katkılı ince çelik saclardan yapılmış




                                                                                               primer
              nüve üzerine sarılmıştır. Nüve, primerin oluşturduğu manyetik alanın
              en az kayıpla sekonder sargılarına ulaşmasını sağlamaktadır.
                Motor çalışmaya başladığında eksantrik mili döneceğinden, kam da Şekil 1.19: Aküden gelen
              dönmeye başlar. Kamın köşeleri platin kontaklarının açılmasını, düz düşük değerli gerilimi yük-
                                                                                           selten indüksiyon bobini
              kısımları ise kapanmasını sağlar. (Şekil 1.18 ve şekil 1.20'ye bakınız.)
              Kamın kontakları açıp kapatması, indüksiyon bobininin sekonderinde yüksek değerli (5000 -
              20.000 V) gerilimin oluşmasını sağlamaktadır.
                Ateşleme bobininin oluşturduğu yüksek gerilimli akım, distribitör (dağıtıcı) adı verilen mekanik
              yapılı eleman tarafından sırayla silindirlerdeki bujilere dağıtılır. Şekil 1.20'ye bakınız.

                İndüksiyon bobininin çalışma ilkesi: Akümülatörden elde edilen enerji zamana göre yön
              ve şiddet değiştirmez. Yani sabittir. Sürekli aynı değerde akan bu tip akımlara doğru akım diyoruz.
              İndüksiyon bobinlerinin çalışabilmesi için ise sürekli değişen akıma gerek vardır. Aküden alınan
              akımın sürekli azalıp çoğalmasını sağlamak için platin adı verilen düzenek kullanılır. En basit
              açıklamasıyla platin, indüksiyon bobininin primer sarımından geçen akımın kesik kesik akmasını
              sağlamaktadır. İşte bu sayede elde edilen değişken akım indüksiyon bobininin sekonder sarımında
              yüksek değerli gerilim oluşturmaktadır.

                III. Benzinli motorlarda elektronik devreli yakıt ateşleme sistemleri: Bir motordan
              her hızda (devirde) maksimum güç alabilmek için ateşleme ayarlarının çok iyi olması gerekir.
              Yani silindir içinde sıkışmış olan yakıt+hava karışımının tamamen tutuşabilmesi için buji tırnakları
              arasında oluşan kıvılcımın oluşma anının çok iyi belirlenmesi gerekir. Silindir içindeki piston üst
              ölü noktadan geriye doğru giderken buji kıvılcımı başlarsa alev, karışım içinde ilerlerken, piston
              da hareketine devam edeceğinden, tam tutuşma anında piston üst ölü noktadan geri dönmüş olur.
              Bu ise motor gücünü azaltıcı etki yapar. Güç kaybını önlemek için silindir içindeki yanmanın tam
              üst ölü noktada başlamasını sağlamak gerekir. Bunun için, piston üst ölü noktaya varmadan çok
              az bir süre önce ateşlemenin olması gerekir. Böylece yakıtın tamamı yanacağından büyük bir
              basınç (kuvvet) oluşur.
                Klasik yakıt ateşleme sistemlerinde akü + platin + indüksiyon bobini + distribütör + bujilerden
              oluşan düzenek vardır. Klasik tip ateşleme devrelerinde aküden gelen yüksek değerli akım platin
                                                               6




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                     sekonder devre                                                             yüksek gerilim
                                      (ince sargılar)                                                              kablosu

                               primer devre kablosu                                primer devre
                                                                                  (kalın sargılar)
                                          kontak anahtarı


                                                                     indüksiyon bobini

                                                                                                                   distribütör
                                                     kam                                                           (dağıtıcı)
                                                                         platin takımı
                                                                                                                  buji kabloları
                                                  kondansatör




                               akü




                                                                                             bujiler                  kıvılcım
                                                                    şase
                               Şekil 1.20: Benzinli motorlarda kullanılan klasik ateşleme sisteminin yapısı

              kontaklarından geçtiğinden, bu elemandaki eskime çok çabuk olmaktadır. İşte bu sakıncayı ortadan
              kaldırabilmek için elektronik ateşleme devreleri geliştirilmiştir.
                Şekil 1.21'de verilen devrede platin kontaklarından çok küçük bir akım geçer. Çünkü, transistörün
              beyzi küçük bir akım ile tetiklenebilir. Bu sayede platin kontakları az aşınır.
                Şekil 1.22'de verilen devre ise daha iyi bir yöntemi göstermektedir. Bu usülde platin sistemi
              tamamen değiştirilmiştir. Motor döndükçe mıknatıs da döner. Mıknatısın yakınında bulunan mini
              bobin kendisine yaklaşan mıknatıslardan etkilenerek bir elektrik akımı oluşturur. Bu akım
              transistörün beyzinden geçen akımın kontrol edilmesini sağlar. Mıknatıs ve bobin düzeneği
              sayesinde kontak aşınması söz konusu olmaz.

                                                                                                                transistör
                                          transistör
                                                                 distribütör
                                                                                                                             distribütör
                                                                 (dağıtıcı)


                                                                           buji                                                             buji



                                                                                         indüksiyon
                 indüksiyon                                                              bobini                                  kıvılcım
                 bobini                                              kıvılcım
                                                                                                                                   mini
                 +         -                                    plâtin                                                             bobin
                                                                                         +             -
                                     RB                                                                           mıknatıs
                                                                                                           RB
                     akü
                                                                                             akü


               Şekil 1.21: Transistörlü elektronik ateşleme                       Şekil 1.22: Transistör ve mini bobin sensörlü elektronik
               sisteminin yapısının basit olarak gösterilmesi                     ateşleme sisteminin yapısının basit olarak gösterilmesi

                Benzinli motorlarda elektronik ateşleme sistemlerine ilişkin devre örnekleri
                I. Platinli elektronik ateşleme sistemi: Şekil 1.23'te verilen devrede platinin açılıp
              kapanması transistörlü elektronik devreyi çalıştırır. Şöyle ki; platin kontağı kapandığında PNP
                                                                                  7




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              transistörünün beyz ucuna
              eksi (-) sinyal gideceğinden                                                                        +12 V
              bu eleman iletime geçer.                                                         primer            sekonder
                                               820 W                         2200 W
              T1 iletime geçtiğinde R3         1W
                                                            R1     R4
              üzerinde oluşan gerilim ise                                                                        distribütöre
              NPN transistörü sürer. T2                     BD136
              transistörün iletime
              geçmesiyle indüksiyon
              bobininin primer                                    T1




                                                                                                                  220 nF/600 V
              sargısından bir akım geçişi
                                              680 W                                           T2
              olur. Platin kontağı                          R2
                                              1W
              açıldığında PNP ve NPN                                                          BUX37
              transistör kesime                                    R3       1500 W
                                                 platin



              gideceğinden, indüksiyon
              bobininden geçen akım
              maksimum değerden sıfır
              değerine iner. Bu işlem                     Şekil 1.23: Transistörlü elektronik ateşleme devresi
              sürekli olarak devam ederek
              indüksiyon bobininin çok                                             mıknatıs
              sipirli sekonder sarımında
              yüksek gerilim oluşturur.
                Verilen devrede platinden                                  bobin
              çok küçük bir beyz akımı
              geçişi olduğundan bu                    Şekil 1.24: Değişken manyetik alanın bobinde gerilim oluşturması
              eleman çok uzun süre
              bozulmadan çalışabilir.
                Not: Devre deneysel                              bobin
              amaçlıdır. Anlamayı
              kolaylaştırmak için bazı
              elemanlar yok sayılmıştır.
                                                Şekil 1.25: Dönen diskteki mıknatısların bobinde gerilim oluşturması
                II. Platinsiz elektronik
              ateşleme sistemi: Şekil 1.23'te verilen elektronik ateşleme sistemindeki platinden az akım
              geçmesine rağmen bu eleman yine de zaman içinde özelliğini kaybeder. İşte bu nedenle platinsiz
              elektronik ateşleme sistemleri geliştirilmiştir.

                III. Bobinli elektronik ateşleme sistemi: Bilindiği gibi, bir bobin şekil 1.24 ve şekil1.25'te
              görüldüğü gibi manyetik alan içinde döndürülürse ya da bobin sabit tutulup manyetik alan kutupları
              hareket ettirilirse, bobinin içindeki elektronlar kuvvet çizgilerinin etkisi sonucu hareket ederler.
              Bu durumu bobin uçlarına bağlanacak bir voltmetre ya da ampermetreyle görmek mümkündür.
                İşte bu prensipten yola çıkılarak şekil 1.25'te verilen bobinli elektronik ateşleme sistemleri
              geliştirilmiştir. Bu sistemde, motorun ateşleme düzeneğinde bulunan dairesel hareketli diske
              mıknatıslar yerleştirilmekte, mıknatısların yakınına ise bir bobin (pick-up, manyetik sensör)
              konmaktadır. Dairesel olarak dönen mıknatısların manyetik alanı sonucu bobinde oluşan gerilim
              transistörlü elektronik devreyi tetikleyerek indüksiyon bobinine kumanda edilmesini sağlamaktadır.

                IV. Optik (optoelektronik) ateşleme sistemi: Şekil 1.26'da verilen prensip şemada motorun
              ateşleme sisteminde bir ışık vericisi (enfraruj led), kenarları oyulmuş döner disk ve ışık algılayıcı
              (fototransistör, fotodiyot) ve elektronik devre mevcuttur. Motor çalışırken kenarları oyulmuş disk
              de döndüğünden ışık yayan eleman ile ışık algılayan eleman arasındaki iletişim kesik kesik
              olmaktadır. Işığı algılayan elemanın devamlı olarak iletim-kesim olması diğer elektronik devrelerin
                                                                       8




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              tetiklenmesine yol açmakta ve bu sayede indüksiyon bobinine




                                                                                                                                           fototransistör,
              kumanda edilebilmektedir.




                                                                                            enfraruj led




                                                                                                                                           fotodiyot
                D. UJT'ler (unijonksiyon transistör, tek eklemli                                     disk
                 transistör)
                UJT, şekil 1.28'de görüldüğü gibi iki yarı iletkenin birleşiminden
              oluşmuş tetikleme elemanıdır.                                               Şekil 1.26: Optik ateşleme
                UJT'lerin ayakları E, B1, B2 şeklinde adlandırılmıştır.                   sisteminin yapısı
                UJT'lerde E ucuna uygulanan pozitif gerilimin
              değeri 6-9 V olduğunda B2'den B1'e doğru akım geçişi
                                                                                                             B2
              olur.                                                                   B2
                Başka bir deyişle UJT'nin E ucundaki gerilim E-                                E
              B1 eklem bölgesinde düşen gerilimden 0,2-0,7 volt                                      P
              fazla olduğunda B2'den B1'e doğru akım geçişi olur.                                         N
                UJT'lerin iç yapısı, kolay anlaşılması için şekil
              1.29'da görüldüğü gibi diyot ve dirençlerle ifade                       B1
              edilebilir. Bu yaklaşıma göre RB1 ve RB2 ilk anda                                             B1
              akıma yüksek direnç gösterir. E ucunun gerilimi RB1                             Şekil 1.28: UJT'nin
                                                                          Şekil 1.27: UJT
              üzerinde oluşan gerilimden 0,2-0,7 V fazla olunca E         sembolü             yarı iletken yapısı
              ucundaki diyot iletime geçer. Bunun sonucunda da
              RB2, RB1 dirençlerinin değeri hemen en düşük                                                        B2
              seviyeye iner.                                                                         RB2
                UJT'ler, dimmer, zamanlayıcı, osilatör vb.                  E        D
              devrelerinde kullanılmaktadır.                                                                   VBB

                I. UJT'li pals üreteci (gevşemeli osilatör):
                                                                             VE                                     RB1
              Şekil 1.31'de verilen devreye DC uygulanınca pot ve
              R1'den geçen geçen akım kondansatörü doldurmaya
              başlar. C'nin gerilimi 6-9 V arası bir değere ulaşınca                                                                          B1
              UJT aniden iletken olur. B2'den B1'e doğru geçen               Şekil 1.29: UJT'nin diyot-direnç eşdeğeri
              akım R3 üzerinde gerilim oluşmasını sağlar. Emitere
              bağlı olan C çok küçük kapasiteli olduğundan hemen
              deşarj olarak devrenin başlangıç noktasına dönmesine                  E                 B2                            2N2646
                                                                                                                                    2N2647
              neden olur.                                                                             E
                                                                                                                                    2N4870
                                                                                                      B1
                                                                              B2         B1                                         2N4871
                 E. PUT’lar (programlanabilen UJT'ler)
                 Dört yarı iletkenin birleşiminden oluşmuş, yapı          Şekil 1.30: Bazı UJT'lerin ayaklarının dizilişi
              olarak tristöre benzeyen, tek yönde akım geçiren
              tetikleme elemanlarına PUT denir. PUT'ların ayakları,                                                                      +12 V
                                                                                                                     R2 100-220 W




              A, K, G şeklinde adlandırılmıştır.                                        R1 22-100 k
                 Bu elemanların iletime geçme geriliminin değeri
              şekil 1.33'te görüldüğü gibi G ayağına bağlanan iki adet
              gerilim bölücü polarma direnciyle değiştirilebilir.                        P 100-470 k
                 PUT'ların iletken olabilmesi için A-K arasına                                                                 V (V)
              uygulanan gerilim G ucunun geriliminden 0,6 V daha                                                                               t (s)
                                                                                    +
              fazla olmalıdır.                                                                                                       çıkış
                                                                                                           2N2646




                 Yani, VAK > VG + 0,6 V                                             C 1 mF
                 İletime geçme noktası değiştirilebilen                                                                 R3 100-220 W
              (programlanabilen) PUT’lar, UJT’lerden daha                                                                            -
              üstündür. Besleme gerilimleri DC 40 volta kadar                Şekil 1.31: UJT'li pals osilatörü devresi
              yükseltilebilir. Ayrıca PUT’ların ürettiği palslerin
                                                                 9




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              genlik değeri de UJT'lere oranla daha
              yüksektir.                                                        R4 100-470 k




                                                                                                           10-100 k
                Hatırlatma: Gerilim bölme                                             2N6027
                Kirchhoff'un gerilim yasasına göre seri                                A   G
              bağlı dirençler üzerine düşen gerilimlerin
              toplamı devreye uygulanan gerilime                               Vçıkış
                                                                                         K




                                                                                                          10-100 k
              eşittir. Örneğin 1 kW'luk üç adet direnci                      C           R3
              seri olarak bağlayıp 12 V uygulayalım.                         100 nF      100 W
              Bu durumda dirençlerin üzerindeki
              gerilimler voltmetre ile ölçülecek olursa
              her bir direnç üzerinde 4 voltluk gerilim Şekil 1.32: PUT Şekil 1.33: PUT'lu pals (darbe) üreteci
                                                          sembolü
              düşümü olduğu görülür. Buna göre
              VT=VR1+VR2+VR3 denklemi söz konusudur. Aynı şekilde birbirine seri bağlı iki direncin üzerinde
              düşen gerilimlerin toplamı da besleme gerilimine eşittir. İşte bu özellikten yararlanılarak yüksek
              değerli gerilimler seri dirençlerle küçük parçalara ayrılabilmektedir.

                I. PUT’lu pals üreteci devresi: Şekil 1.33'te verilen devre şemasında R1 ve R2 gerilim
              bölücü dirençleri aracılığıyla PUT’un G ucuna sabit bir polarma gerilimi uygulanır. 100 kW luk
              direnç (R4) üzerinden geçen akım ise kondansatörü şarj etmeye başlar. C üzerinde biriken yükün
              gerilim değeri G ucundaki gerilimden 0,6 V fazla olduğu anda PUT iletime geçer. R3 üzerinde
              testere dişine benzeyen gerilim oluşur.
                G ucuna polarma gerilimi sağlayan R1 ve R2’nin değeri değiştirilirse PUT’un iletime geçme
              düzeyi ayarlanabilir (programlanabilir).
                Örneğin PUT’lu darbe üreteci devresi 12 V ile çalışsın. Gerilim bölücü dirençler ise, R1 = R2 = 100 kW
              olsun. Bu durumda PUT’un G ucundaki polarma gerilimi VG = 6 V olur. Dolayısıyla, kondansatörün
              gerilimi 6,6 V'u aştığı anda PUT iletime geçerek R3 üzerinde palsler oluşturmaya başlar.

                                        anot (A)                                                      anot (A)
                                                                geyt (G)         geyt (G)




                                        R
                                                                 6,8 V
                                        15 kW                                                 katot (K)


                                                       katot (K)
                Şekil 1.34: SUS           Şekil 1.35: SUS'un                   Şekil 1.36: SUS'un tetiklenme gerilimi
                sembolü                   transistör eşdeğeri                  değerinin zener diyot ile değiştirilmesi

                F. Silisyum anahtarlar (diğer tetikleme elemanları)
                1. SUS’lar (silicon unidirectional switch, silikon tek yönlü anahtar): Tek yönde akım
              geçiren tetikleme elemanlarına SUS denir. SUS'ların ayakları A, K, G şeklinde adlandırılmıştır. G
              ucu anoda yakın olan yarı iletkenden çıkarıldığı için bu elemanlar anot kapılı tristörlere benzerler.
                SUS’un iletime geçirilme yöntemleri şunlardır:
                I. G ucuna eksi (-) tetikleme uygulayarak.
                II. SUS’un anoduna şaseye göre 7,4-7,5 V arası bir gerilim uygulayarak.
                SUS’un daha düşük gerilimlerde tetiklenmesi istenirse G-K arasına şekil 1.36'da görüldüğü
              gibi dışardan zener diyot ya da direnç eklenir.
                G-K arasına bağlanan 3 V'luk bir zener diyot SUS’un iletime geçme geriliminin yaklaşık 3,7
                                                                   10




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              volta inmesine neden olur.
                G-A ve G-K uçları arasına eşit                      I (mA)
                                                                                                                    +12 V
              değerli iki direnç eklenirse
                                                                                                                    R1 10 k
              (örneğin 33 kW ya da 100 kW)
              SUS’un tetiklenme gerilimi
              yaklaşık 4 V olur.
                                                     Vters                                   Vileri                 P 100 k
                SUS’lu pals üreteci                                                                                 G    2N4987
              devresi: Şekil 1.38'de verilen                                                                    A           K
              devrede R1 ve P'den geçen                         I (mA)
              akım C'yi doldurmaya başlar.                                                            100 nF                Ry
                                                                                                                C
              C'nin gerilimi 7,4-7,5 V olunca                                                              -
              SUS iletime geçerek R y           Şekil 1.37: SUS'ların          elektriksel            Şekil 1.38: SUS'lu pals
              üzerinde gerilim oluşturur. C     karakteristik eğrisi                                  üreteci devresi
              küçük kapasiteli olduğundan
              hemen boşalır, SUS kesime gider.                                                            Idoğru (mA)
              Ardından C tekrar dolmaya başlar.

                 2. SBS’ler (silicon bidirectional
              switch, silikon iki yönlü anahtar): İki                                 Vters (V)                         Vdoğru (V)
              yönde akım geçirebilen tetikleme
              elemanıdır. Birbirine ters paralel bağlı iki
              SUS’tan oluşmuştur. G ucu hem (+) hem
              de (-) polarma ile tetiklenebilir. Tetiklenme                                               IIters (mA)
                                                                                                             (mA)
              gerilimi 6-10 V arasında değişir. Darbe
              üreteci olarak triyakların tetiklenmesinde
              vb. kullanılır.                                       Şekil 1.39:               Şekil 1.40: SBS'lerin elektriksel
                 2N4991 tip SBS’nin özellikleri:                    SBS sembolü               karakteristik eğrisi
              Tetikleme gerilimi yaklaşık: 6 - 10 V,
              tetikleme akımı: 0,5 mA.


                                                 B RX
                                                 MC R
                                                      49                                                                A
                                                      100
                   A         A

               G                                 GA
                         G                          K
                                                                                                               G
                   K         K
                                                                                         G
                                                             A                                    K
                                                                                                                        K
                                         A       K                              yalıtkan
                                             G
                Şekil 1.41: Tristör                  Şekil 1.42: Çeşitli tristörler                       Şekil 1.43: Tristörün
                sembolleri                                                                                yarı iletken iç yapısı

                G. Tristörler (thyristör, SCR, silicon controlled rectefier)
                 1. Tristörlerin yapısı ve çalışma karakteristiği: İki yarı iletken ile diyotlar, üç yarı iletken
              ile transistörler, dört yarı iletken ile ise tristörler yapılmıştır.
                 Tristör kavramı, thyratron (gazlı triyod) ve transistör sözcüklerinin birleşiminden ortaya çıkmıştır.
              PNPN şeklinde birleştirilmiş olan dört yarı iletkenden çıkarılan anot (A), katot (K) ve gate (G)
              uçları olan tristör, doğru ve alternatif akımda çalışabilen bir “güç kontrol” elemanıdır.
                                                                     11




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 Tristörlerin iletime geçirilebilmesi için G ucuna kısa süreli olarak akım (sinyal) uygulamak
              yeterlidir. Tetikleme akımı uygulandığında tristör saniyenin 1/1000'i kadarlık bir sürede iletime
              geçer.
                 Tristör kesimdeyken A-K uçlarının direnci çok yüksektir. İletim anında ise A-K arası direnç 0,2 W
              gibi çok düşük bir düzeye iner. Tristör iletimdeyken A-K arasından geçen akımın maksimum
              değere çıkmaması için devreye mutlaka yük bağlanması gerekir. Yüksüz çalıştırma yapılırsa aşırı
              akım geçişi olur ve eleman bozulur.
                 Uygulamada kullanılan tristörlerin akımları 0,1 ile 3000 A, gerilimleri 10 ile 5000 V arasında
              değişmektedir.
                 AC gerilim ile çalıştırılan tristörlü devrelerde, G ucuna gelen tetikleme akımına bağlı olarak
              A’dan K’ya geçen akım değişir. (Diyotlar ise A’dan K’ya doğru geçen akımı denetleyemezler.)
                 Herhangi bir alıcıya uygulanan enerji ayarlı bir transformatörle (varyak) ya da yük devresine
              seri olarak bağlanan bir reosta (ayarlı direnç) ile kontrol edildiğinde büyük bir güç kaybı ortaya
              çıkar. Aynı zamanda bu elemanlar hem fazla yer kaplar, hem de pahalıya mal olurlar. Güç
              kontrolünde tristör kullanıldığında ise, hem güç kaybı azalır, hem de maliyet düşer.
                 Tristörler, demir çelik endüstrisinde, kaynak makinelerinde, yüksek güçlü redresörlerde,
              motorların devir kontrollerinde, akü şarj cihazlarında, aydınlatma, ısıtma donanımlarında vb.
              kullanılır.
                 Şekil 1.41'de tristör                                        +I (A)
              sembolleri, şekil 1.42'de                                                        doğru polarmada
              uygulamada kullanılan                                                            iletim bölgesi
              tristör örnekleri ve şekil
              1.43'te tristörlerin yarı
              iletken iç yapısı verilmiştir.                                                doğru polarmada iletime
                                                                                              geçme noktası
                                                            tutma akımı
                 Tristörlerin doğru ve         ters polarmada bozulma
              ters polarma                     (kırılma) gerilimi
              durumundaki                   -V (V)
              elektriksel karakteristik                                                 doğru polarmada      +V (V)
              eğrileri: Endüstriyel                   ters polarmada                    kesim bölgesi
                                                      kesim bölgesi
              donanımlarda yaygın                                                  -I (A)
              olarak kullanılan
                                                           Şekil 1.44: Tristörün iletim ve kesim durumundaki
              elemanlardan biri olan                       davranışlarını gösteren karakteristik eğriler
              tristörlerin doğru ve ters
              yönlü gerilimlere karşı davranışını anlayabilmek için şekil 1.44'teki eğrileri inceleyelim.

                Karakteristik eğrilerdeki kavramların açıklanması:
                I. Ters polarmada bozulma (kırılma, delinme) gerilimi: Tristörün ters yönlü olarak
              uygulanan gerilime dayanabildiği son noktadır.
                II. Ters polarmada kesim bölgesi: Tristörün ters yönlü polarmada kesimde olduğu gerilim
              aralığıdır.
                III. Doğru polarmada kesim bölgesi: Tristörün doğru polarma altında kesimde kaldığı
              bölgedir.
                IV. Doğru polarmada iletime geçme noktası: Tristörün iletime geçtiği değerdir.
                V. Tutma akımı: Tristörün iletime geçtikten sonra iletimde kalmasını sağlayan anot-katot
              arası akım değeridir.
                Tristörün iletime geçebilmesi için gereken koşullar şunlardır:
                I. Anot ucuna artı (+), katot ucuna eksi (-) gerilim uygulanmalıdır.
                II. Tristörün A-K uçları arasından geçen akım en az tutma akımı kadar olmalıdır.

                                                                12




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                III. G ucuna uygulanan polarmanın gerilim ve akım değeri tristörün kataloğunda verilen değerde
              olmalıdır. Yani G ucuna uygulanan tetikleme akımı çok küçük olursa eleman çalışmaz. Tetikleme
              akımı büyük olduğunda ise tristör bozulur.

                2. Tristörlerin sağlamlık testi: AVOmetre komütatörü ohm kademesine getirilerek (x1 kW
              konumu) yapılan ölçümde, A-K: kW-kW (büyük ohm - büyük ohm), A-G: W - kW (küçük ohm-
              büyük ohm), K-G: W - kW (küçük ohm-büyük ohm) olacak şekilde değerler okunuyorsa eleman
              sağlamdır.

                3. Tristör tetikleme devreleri ve kapı (G) kontrolü (Tristörleri tetikleme yöntemleri)
                a. G ucuna kısa süreli akım (pals) uygulayarak tetikleme: Bu yöntemde G ucuna kısa
              süreli olarak tetikleme akımı uygulanarak A - K arasının iletken olması sağlanır.
                Tetikleme sinyali ise,
                                                                                                                S1
                 I. Bağımsız DC üretecinden sağlama: Şekil 1.45'te
              verilen bu yöntemde S1 anahtarı kapatıldığında lamba




                                                                                                                            AC ya da DC
                                                                                                                 L
              yanmaz.
                 S2 anahtarı kısa süreli olarak kapatılıp açılırsa tristörün       S2
                                                                                                                        V
                                                                                                       R
              davranışı şöyle olur: V gerilimi AC ise S2 açıldığı anda
                                                                                                               BRX49
              tristör tekrar kesime gider ve lamba söner. V gerilimi DC                                        MCR100
                                                                                 VG
              ise S2 açılsa bile tristör sürekli olarak iletimde kalır.
                                                                                                Şekil 1.45: Tristörün DC
                 II. Ana besleme kaynağından sağlama: Şekil                       üreteç ile tetiklenmesi
              1.46'da verilen devrede S anahtarı kapatıldığı anda direnç
              üzerinden geçen küçük değerli akım tristörü sürer. Devre
              DC ile besleniyorsa S anahtarı açılsa bile tristör iletimde                             L
              kalır. Devre AC ile besleniyorsa S anahtarı açıldığında
                                                                                  AC ya da DC




              tristör kesime gider. Devrede kullanılan diyot, tristörün G                 1-22 k BRX49
              ucundan ters yönde akım dolaşmasını önler. Yani bu                                    MCR100

              eleman tristörü koruma amacıyla bağlanmıştır.
                 G ucuna uygulanan akımın minimum değeri önemli bir
              husustur. Yani G ucuna rastgele akım uygulanırsa eleman
              bozulur. Teknik bilgi kataloglarında her tristörün geyt
                                                                              Şekil 1.46: Tristörün ana besleme
              ucuna uygulanacak akım (IGmin) belirtilir. Örneğin iletime      kaynağından tetiklenmesi
              geçebilmesi için G ucuna 10 mA uygulanması gereken bir
              tristöre 5 mA uygulanırsa A - K arası iletken olmaz. Ya da G akımı 10 miliamperin çok üzerinde
              olursa eleman bozulabilir.
                 Tristörün G ucuna uygulanacak tetikleme akımının katalogda verilmiş olan sınırın üzerine
              çıkmaması için tetikleme ucuna seri olarak direnç bağlanır. Direncin kaç ohm olması gerektiğini
              bir örnekle açıklayalım.

                Örnek: Bir tristörün G tetikleme akımı katalogdan bakılarak 10 mA olarak belirlenmişir. Tristör
              DC 12 voltluk bir devrede kullanıldığına göre G ucuna seri bağlanması gereken direncin değerini
              hesaplayınız. (Vgeyt = 1 V)
                Çözüm
                IG = 10 mA = 0,01 A
                R =(Vşebeke-Vgeyt)/IG = (12-1)/0,01=1100 W

                b. Tristörlerin izolasyon (pals, darbe) transfor-matörleriyle tetiklenmesi: Birbirinden
              yalıtılarak (bağımsız) çalışması istenen devrelerde tetikleme palsi ile tristör arasına şekil 1.47'de
              görüldüğü gibi dönüştürme oranı 1:1 olan minik boyutlu bir pals transformatörü bağlanır. Pals
                                                                13




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              devresinin primerden dolaştırdığı akımın yarattığı manyetik
              alan sekonder sargılarında V2 gerilimini oluşturur. V2                                              R




                                                                                          AC ya da DC
              gerilimi tristörün G ucunu tetikleyerek tristörü sürer. Bu
              yönteme manyetik kuplajlı tetikleme de denir.                                                    BRX49
                                                                                                               MCR100      pals
                                                                                                                           trafosu
                                                                                                                                          pals
                c. Tristörlerin optokuplör ile tetiklenmesi: Şekil                                                                        üreteci
              1.48'de görülen devrede S anahtarı kapatıldığında enfraruj                                              V2             V1
              diyot ışık yayarak fototransistörü sürer. İletime geçen
              fototransistör ise tristörü tetikleyerek röleyi çalıştırır.
                                                                                                            Şekil 1.47: Tristörün pals
                Görüldüğü üzere kumanda devresiyle güç devresi                                              trafosuyla tetiklenmesi
              optokuplör sayesinde birbirinden
              elektriksel bakımdan yalıtılmıştır.         +5-12 V
                                                               S
                ç. A-K uçları arasına
                                                                                                       +12 V
              yüksek gerilim uygulayarak                         optokuplör
                                                      220 W




              tetikleme: G ucu boştayken A-K         R1                                                     L
              arasına uygulanan gerilim
              artırılırsa tristörün içindeki
              transistörlerden akan sızıntı
                                                                                           R2
              akımlarının değerleri yükselerek                                                         BRX49
              A-K arasının iletken hâle                            4N25                  1-10 kW
                                                                                                       MCR100
              gelmesine yol açabilir. Pratikte
              tercih edilen bir yöntem değildir.           Şekil 1.48: Tristörün optokuplörle tetiklenmesi
              Çünkü, tristöre kataloglarda
              belirtilen dayanma gerilimlerinden yüksek gerilim uygulamak sakıncalıdır.

                d. Yüksek sıcaklık ile tetikleme: SCR’nin sıcaklığı artırılırsa P-N eklemlerinden geçen
              sızıntı akımları yükselir. Bu da elemanın A-K arasının iletken olmasına yol açar. Uygulamada
              tercih edilen bir yöntem değildir.

                4. Tristörün DC'de kullanılması: Tristörlerin iç yapısındaki 4 yarı iletken ard arda bağlı iki
              transistör gibi davranır. Bunları şekil 1.49 ve şekil 1.50'de görüldüğü gibi T 1 ve T 2 olarak
              adlandırırsak, T2’nin tetikleme ucuna (G ucu) küçük değerli bir pozitif (+) akım uygulandığında
              C-E arası iletken olur ve T1’in beyz ucuna eksi (-) ulaşır. T1’in beyzinin eksi (-) alması bu
              transistörün de iletken olmasına yol açar. T1 iletken olunca emiterinden kolektörüne doğru akan
              akım T2’nin B ucuna tetikleme akımı gelmesine yol açar. Bunun sonucunda dışardan uygulanan
              IG tetikleme akımı kesilse bile T2 iletimde kalır. T2’nin iletimde kalması ise T1’in iletimde olmasını
              sağlar.
                Özetlersek: G ucuna gelen kısa süreli polarma (tetikleme, uyartım) akımı tristörün sürekli olarak
              A’dan K’ya doğru akım geçirmesine yol açar.
                Tristörün DC ile bir kez tetiklendikten sonra sürekli olarak çalışıyor vaziyette kalabilmesi için

                        A        A             A               + A                                      ~ A                ~
                                                                     PNP                                          PNP
                                                              T1                                  T1                             L
                  G         G        G                        G
                                                                          T2              G                           T2
                                                              +                                         ~
                                                                   NPN                                      NPN
                                                                                                                ~ K          ~
                        K        K             K                     - K                                                    ~
                      Şekil 1.49: Tristörün        Şekil 1.50: Tristörün transistör eş                  Şekil 1.51: Tristörlerin
                      yarı iletken iç yapısı       değeri ve tristörü DC ile çalıştırma                 AC'de çalışması

                                                                         14




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              bir koşul vardır. O da, elemandan geçen akımın tutma akımından fazla olmasıdır. Uygulamada
              kullanılan tristörlerde tutma akımı modele göre 2 mA-200 mA arasında değişebilmektedir.

                5. Tristörün AC'de çalışması: Şekil 1.51'de verilen devrede T2’nin tetikleme ucuna (G)
              uygulanan küçük değerli akım bu elemanın C-E uçları arasından akım geçmesini sağlar. T2’nin
              C'den E'ye akım geçirmesi üzerine T1’in B ucu eksi (-) polarma alır ve iletime geçerek T2’yi
              tetiklemeye başlar. Pozitif yönlü alternans maksimum değere yükselir ve tekrar sıfır (0) değerine
              iner. İşte tam bu sırada tristörün anot (A) ucuna gelen akım 0 değerine indiği için T1 ve T2 kesime
              girer ve alıcı çalışmaz olur. G’ye pozitif tetikleme sinyali verilince tristör yeniden iletime geçer.
                Görüldüğü üzere pozitif alternansın her 0 V değerine inişinde tristör kesime girmektedir. İşte
              bu nedenle AC ile çalışan devrelerde kullanılan tristörün G ucuna sürekli olarak tetikleme sinyali
              uygulamak gerekir.
                T2 transistörünün G ucuna negatif sinyal geldiğinde bu transistör iletime geçemez. T2 kesimde
              kalınca T1'de kesimde kalır. T1 ve T2'nin kesim olması alıcı üzerinden akım geçmemesine neden
              olur. Yani negatif alternansta L çalışmaz.

                6. Tristörlü faz kontrol devreleri:                                                     TIC106
              Tristörler kullanılarak endüstriyel amaçlı
              bir çok devre yapılabilmektedir.
                                                                 AC 220 V


                                                                                     1k       1N4001
                Yüksek akım çeken endüstriyel                                             S
              sistemlerin doğru akım gereksinimi                                                   1k       1 mF Ry
                                                                                   AC 12 V
              diyotlarla değil tristörlerle karşılanır.
              Çünkü diyotlar, alıcıya giden akımı                           Şekil 1.52: Tristörlü bir fazlı yarım
                                                                            dalga doğrultmaç devresi
              ayarlayamazlar. Tristörler ise G ucuna
              uygulanan tetikleme sinyalinin şekline                        V, I       trafonun
              göre A’dan K’ya geçen akımı kolayca                                      sekonderindeki
                                                                                       AC sinyal
              ayarlayabilirler. Ayrıca tristörlerin
                                                                                                                 t (s)
              harcadığı öz güç (disipasyon gücü) diyot
              ve transistörlere nazaran daha az
              olmaktadır.
                Tristörlü doğrultmaç devrelerinde                           V, I
              çıkışın düzgün DC olması için, alıcı
              akımının düşük olduğu devrelerde filtre                          +                        +        t (s)
              olarak kondansatör kullanılırken, büyük
                                                                             tristörün çıkışındaki DC sinyal
              akımlı devrelerde ise sac nüveli
                                                                Şekil 1.53: Tristörlü bir fazlı yarım dalga
              bobinlerden yararlanılır.
                                                                doğrultmaç devresinde giriş ve çıkış sinyalleri

                I. SCR’li yarım dalga doğrultmaç devresi: Şekil 1.52'de verilen devrede potun direnç
              değerini değiştirmek sûretiyle C’nin dolma zamanı ayarlanır. Bu da SCR’nin tetiklenme açısını
              (zamanını) kontrol ederek alıcıya giden gerilim ve akımın değerini kontrol eder. Tristörün G ucuna
              giden akımın değerine bağlı olarak alıcıya giden sinyallerin kırpılma durumu değişir. G akımı
              pot, direnç ya da kondansatörün değeri değiştirilerek ayarlanabilir.

                II. Orta uçlu trafolu, tam dalga kontrollü doğrultmaç devresi: Şekil 1.54'te verilen
              devrede iki adet tristör kullanılmaktadır. Trafonun sekonder sarımının A noktasının polaritesi
              pozitif olduğunda SCR1, B noktasının polaritesi pozitif olduğunda ise SCR2 iletime geçer. Tristörün
              G ucuna giden akımın değerine bağlı olarak alıcıya giden sinyallerin kırpılma durumu şekil 1.55'te
              görüldüğü gibi değişir. Geyt (G) akımı dirençlerin değeri değiştirilerek ayarlanabilir.

                III. Üç fazlı doğrultmaçlar: 3 fazlı AC’nin doğrultulmasında ve çıkış akımının kolayca kontrol
              edilmesinde kullanılan devrelerdir. 3 fazlı doğrultmaçlarda SCR’leri tetiklemede kullanılan
                                                               15




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              devreler, şekli fazla karışık göstermemek                              A             SCR1     TIC106
              için genelde blok şema olarak ifade edilir.                                     1k
              Böyle bir şema ile karşılaşıldığında kutu
                                                                                                                           Ry
              biçiminde çizilmiş kısımda, UJT, PUT,                                  AC 12 V
                                                                                                       1N4001
                                                                                      1k
              SUS, diyak vb. gibi elemanlarla yapılmış




                                                              AC 220 V
              tetikleme devrelerinin bulunduğu
                                                                                         1k
              bilinmelidir.
                                                                                     AC 12 V
                                                                                      1k               1N4001
                SCR’li üç fazlı yarım dalga
              doğrultmaç devresi: Şekil 1.56'da                                      B         SCR2         TIC106
              verilen tristörlü üç fazlı yarım dalga                         Şekil 1.54: Tristörlü orta uçlu trafolu bir
              doğrultmaç devresi yapı olarak şekil                           fazlı tam dalga doğrultmaç devresi
              1.52'deki yarım dalga doğrultmaç
              devresine benzer. Bu devrede AC’nin
                                                                              V, I        trafonun
              sadece pozitif alternansları alıcı                                          sekonderindeki
              üzerinden geçer.                                                            AC sinyal
                                                                                                                         t (s)
                UJT tetiklemeli üç fazlı tam dalga
              doğrultmaç devresi: Şekil 1.57'de
              verilen devrede P2 üzerinden geçen akım                         V, I
              C'yi doldurmaya başlar. C'nin gerilimi 6-
              9 volt olduğunda UJT iletime geçer. R7
                                                                                 +                 +             +        t (s)
              üzerinde oluşan gerilim tristörleri iletime
              sokar. P2 potuyla çıkış geriliminin değeri                       tristörlerin çıkışındaki DC sinyal
              ayarlanabilir.
                                                             Şekil 1.55: Tristörlü orta uçlu trafolu bir fazlı tam
                                                             dalga doğrultmaç devresinde giriş - çıkış sinyalleri
                7. Tristörleri durdurma devreleri
              (yalıtma, kesime sokma yöntemleri)                                                    tristörler
                a. Seri anahtarla durdurma: DC ya                        R
              da AC ile çalışan küçük akımlı devrelerde                                                                           +
              kullanılan tristörleri durdurmak için                      S
              kullanılan yöntemdir. Şekil 1.58'de verilen                T
              şemada S1 anahtarı açıldığı anda alıcının                                                                           -
              akımı kesilir.                                             Mp     üç fazlı trafo

                                                                                                             tetikleme
                b. Paralel anahtarla (buton)                                                 devresi
              durdurma: DC ile çalışan tristörlü
                                                                     Şekil 1.56: Tristörlü üç fazlı yarım
              devrelerin durdurulmasında kullanılır.                 dalga doğrultmaç devresi
              Şekil 1.59'da verilen şemada S2 anahtarı
              kapatılınca tristörden geçen akım anahtar üzerinden geçmeye başlar. Bu da tristörün içinde bulunan
              T1 ve T2 transistörlerini kesime sokar. S2 anahtarını açsak bile tristör iletime geçemez.

                 c. Kondansatör ile kapasitif durdurma
                 I. Buton kumandalı (manuel) kapasitif durdurma: DC ile çalışan tristörlü devrelerin
              durdurulmasında kullanılan yöntemdir. Şekil 1.60'ta verilen devrede S1’e basılınca tristör (SCR)
              iletime geçer. A-K arasının iletken olmasıyla birlikte C kondansatörü R2 üzerinden artı (+), SCR
              üzerinden eksi (-) alarak yavaş yavaş dolmaya başlar. S2 butonuna basıldığı anda C üzerinde
              biriken elektrik yükü tristörün katoduna uygulanmış olur. Tristör tam iletimdeyken A-K uçları
              arasında düşen gerilimin değeri çok az (0,6-2,4 V) olduğu için, kondansatörden gelen ters yönlü
              polarma gerilimi, A-K uçları arasından akım geçişini durdurur.

                                                             16




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                 3x1N4007                                                                                                +




                                                                                    R4 6,8 kW / 2 W




                                                                                                                                                 0-220 V
                                                                                                          R8 33 k
                                                                                                                        100 k
                                                                                                   R5
                                                                                                  390 W                           P2
                                                                                     10 k
                                                                                      P1                       R6
                                                                                                                                 Ry
                                                                    3x1N4007
                                                                                                           470 W
                                                                                                  2N2646
                                                                    TIC106D          20 V

                                       R1        R2                     R3
                                                                                                    R7                  100 nF
                                     27 W        27 W                   27 W                       100 W

                                                                                                                                             -

                               Şekil 1.57: UJT tetiklemeli, tristörlü üç fazlı tam dalga doğrultmaç devresi


                        S1                       +12 V                                            +12 V
                                                        +12 V




                                                                    S1               L                                   L




                                                                                                                                     10 mF
                                                                                                                                                       R2
                +12 V                                                                                                   S1
                         S2                 L                                                                                                          1k
                                                                                                                                    - +
                                                                                                           R1
                         R                                          R                                                                    C           S2
                                                                                         S2                    1k
                        1k                                      1k
                                                                                                                                                    BRX49
                                                                                         BRX49                 -                                    MCR100
                                        BRX49
                   -                    MCR100                  -                        MCR100

                   Şekil 1.58: Tristörün seri      Şekil 1.59: Tristörün paralel                      Şekil 1.60: Tristörün kapasitif
                   anahtarla durdurulması          anahtarla durdurulması                             (buton kumandalı) durdurulması
                II. İki tristörlü otomatik kapasitif durdurma: DC ile
              çalışan tristörlü devrelerin durdurulmasında kullanılan
                                                                                                  +12 V




              yöntemdir. Şekil 1.61'de verilen devrede S1’e basılınca                                               L
                                                                                                                                 10 mF




                                                                                                                                                            R3
                                                                                                          S1
                                                                                                                                                   R2 1k




              SCR 1 i leti me geçer. SCR 1 'i n iletken ol ma sıyla C                                                                                        1k
              kondansatörü R2 üzerinden yavaş yavaş dolmaya başlar. Bir
                                                                                                                             -           +
              süre sonra S 2 butonuna basılınca SCR2 iletime geçer.                               R1
                                                                                                                                  C                         S2
              SCR2'nin iletime geçmesiyle C üzerinde biriken elektrik                             1k
              yükü SCR2 üzerinden geçip SCR1’i ters yönlü olarak polarır.
              Ters polarma ise SCR1’i kesime sokarak lambayı söndürür.                                                    BRX49
                                                                                                   -           SCR1 MCR100 SCR
                                                                                                                               2
                8. Tristörlü uygulama devreleri                                 Şekil 1.61: İki tristörlü otomatik
                a. Tristörlerin anahtar (şalter) olarak kullanılması:           kapasitif durdurma devresi
              Şekil 1.62'de verilen devrede S anahtarı bir kez kapatılıp
              açılırsa tristör iletme geçerek L'nin sürekli olarak yanmasını sağlar. Devrenin besleme gerilimi
              AC olursa alıcı, S kapalı olduğu sürece çalışır. Devrede kullanılan tristörün gücü artırılarak çok
              yüksek akım çeken alıcılar minik bir anahtarla çalıştırılabilir.

                b. Tristörlerle motorların dönüş yönünün değiştirilmesi: Sabit kutuplu DC motorlarda
              devir yönünün değişmesi için besleme uçlarının yer değiştirmesi yeterli olmaktadır. Bu kuraldan
              hareketle DC motora seri olarak birbirine ters paralel iki tristör bağlanıp devir yönü kontrolü
                                                                               17




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              yapılabilir.
                                                                            +12 V
                Şekil 1.63'te verilen devrede besleme gerilimi AC'dir. Bu
              gerilim direkt olarak motora uygulanırsa alıcı çalışmaz.                       S           L
              Devrede bulunan tristörler tek yönde akım geçirdiğinden,
              AC besleme gerilimi DC'ye çevrilir. İlk önce S1 anahtarını                    R             BRX49
              kapatarak SCR1'in G ucunun tetiklenmesini sağlayalım. Bu                      1k            MCR100

              durumda motor üzerinden sağdan sola doğru bir akım geçişi
              olur ve DC motor belli bir yönde dönmeye başlar. Daha                 -
              sonra S1 anahtarını açıp S2 anahtarını kapatalım. S2'nin          Şekil 1.62: Tristörün anahtar
              kapanmasıyla SCR2 iletime geçer. SCR2 'nin iletken                olarak kullanılması
              olmasıyla DC motor üzerinden soldan sağa doğru
              bir akım geçişi olur ve motor önceki dönüş AC 12 V                             MCR100

              yönünün zıttı yönde dönmeye başlar.                  R                                            Mp
                                                                                        SCR1
                                                                                        S
                 c. Tristörlerle motorların devir sayısını                                1
              değiştirme (tristörlerle yapılan AC faz                                   1N4001
              kontrol devreleri): AC özellikli sinyaller sürekli
              olarak yön değiştirirler. Yani akım pozitif tepe ile         1k               1k
                                                                            1N4001
              negatif tepe arasında değişim gösterir. Akımın sıfır                                   DC motor
                                                                                       S2
              değerinden geçtiği anlarda tristör kesime girer.
              Ayrıca bir tristör sadece pozitif alternansları
              geçirdiğinden bir periyodun sadece 180°'lik kısmı                      SCR2
              alıcı üzerinden dolaşır.                                             MCR100

                 İşte 180°'lik pozitif alternansın başlangıcı ile  Şekil 1.63: Tristörlerle DC motorun devir
                                                                   yönünün değiştirilmesine ilişkin devre örneği
              bitişi arasında tristörün hangi açıda (anda) iletime
              geçeceğinin tetikleme devresi yardımıyla belirlenmesine faz kontrolü denir.
                 Faz kontrolü yapılırken G ucuna bağlanan direnç fazla azaltılırsa aşırı akım geçişi olacağından
              tristör bozulur. Bu durumu önlemek için G ucuna gitmesi gereken akım hesap yoluyla belirlenir.
                 Geyt (G) direncinin minimum değerini bulmada kullanılan denklem:
                 Rgeyt = (Vşebeke - Vgeyt) / Igeyt [W]
                 Denklem şöyle de yazılabilir: Rg = (VŞ - VG) / IG [W]

                Örnek: Besleme gerilimi Vşebeke = 12 V olan bir tristörün tetiklenme gerilimi VG = 2 V,
              tetiklenme akımı ise IG = 20 mA = 0,02 A'dir. G ucuna bağlanması gereken direncin (RG) değerini
              bulunuz.
                Çözüm: Rg = (12 - 2) / 0,02 = 500 W

                 Tristörlerle yapılan yarım ve tam dalga faz kontrol devreleri
                 I. Tristörlü yarım dalga kontrollü dimmer devresi:
              Devre, AC’nin pozitif sinyallerini kontrol ettiği için yarım
              dalga dimmer olarak anılmaktadır.
                 Şekil 1.64'te verilen devreye AC uygulandığında pot ve R
              üzerinden geçen akım C’yi şarj etmeye başlar. C’nin gerilimi                         BRX49
              yaklaşık 0,6-2 V'luk değeri aşınca tristör iletime geçer ve L                        MCR100
              yanar.
                 Potun direnç değeri büyütülürse C geç dolacağından tristör
              geç iletime geçer. L’nin üzerinden geçen akım azalır. Potun
              değeri çok fazla artırılırsa C hiç dolamadan alternans
              biteceğinden L hiç yanmaz.                                    Şekil 1.64: Tristörlü yarım dalga
                 Potun direnç değeri küçültülürse C çabuk dolacağından      kontrollü dimmer devresi
              tristör hemen iletime geçer. L’nin üzerinden geçen akım
                                                             18




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              çoğalır.                                                                 V
                 Şekil 1.65'te görüldüğü gibi yarım dalga dimmer devresi
              negatif alternansları tamamen kırpmakta, pozitif alternansları
              ise istenilen miktarda kırparak alıcıya vermektedir.
                 Tristörlerin G ucu sadece pozitif polariteli akımlarda tetiklenir.
              Negatif polariteli sinyaller G ucunu ters polarize edeceğinden
              tristör yalıtkan kalır. Negatif polariteli sinyallerin tristörün G-
              K arası eklemini zorlamaması (bozmaması) için G'ye seri olarak
              koruma amaçlı diyot (1N4001-1N4007 vb.) bağlanır.
                                                                                      Şekil 1.65: Yarım dalga kontrollü
                 Yarım dalga kontrollü dimmer (kısıcı) devresi uygulamada             dimmerde giriş ve çıkış sinyalleri
              pek kullanılmaz. Çünkü bu devre ile alıcıyı tam güçte çalıştırmak
              mümkün değildir. Çünkü, tristör AC'nin sadece pozitif
              alternansının geçmesine izin vermektedir.

                 II. Tristörlü tam dalga kontrollü dimmer devresi:
              Devre, AC’nin pozitif ve negatif sinyallerini kontrol
              ettiği için tam dalga dimmer olarak anılmaktadır.
                 Şekil 1.66'da verilen devreye AC uygulandığında pot
              ve direnç üzerinden geçen akım C’yi şarj etmeye başlar.                                       BRX49
                                                                                                            MCR100
              C’nin gerilimi yaklaşık 0,6-2 V'luk değeri aşınca tristör
              iletime geçer, L çalışır. Potun direnç değeri büyütülürse
              C geç dolacağından, tristör geç iletime geçer. L’nin
              üzerinden geçen akım azalır. Potun direnç değeri                 Şekil 1.66: Tristörlü tam dalga
              küçültülürse C çabuk dolacağından tristör çabuk iletime          kontrollü dimmer devresi
              geçer. L’nin üzerinden geçen akım çoğalır.                          V
                 Bu devreyle DC ya da AC ile çalışması gereken
              alıcıların gücü kontrol edilebilir. Eğer alıcı DC ile
              çalışıyorsa, köprü diyotların çıkışına (tristörün anoduna,
              A-B arası) bağlanır. Alıcı AC ile çalışıyorsa köprü
              diyotlardan önce (devrenin girişine, C-D arası) bağlanır.
                 Şekil 1.67'de görüldüğü gibi tam dalga dimmer devresi
              negatif alternansları diyotlar aracılığıyla doğrultarak
              tristöre vermektedir. Tristör ise G ucuna gelen polarma
              gerilimine göre pozitif yönlü alternansları kırpmaktadır.        Şekil 1.67: Tam dalga kontrollü
                 Not: Tam dalga kontrollü dimmer devresinde                    dimmerde giriş çıkış sinyalleri
              diyotlardan sonra filtre kondansatörü kullanılmadığı için tam doğru akım yoktur. Buna göre
              diyotların çıkışındaki gerilim sıfır ile pozitif maksimum arasında değişmektedir. Tam dalga dim-
              mer işte bu sayede çalışabilmektedir.

                ç. Tristörlü invertör (konvertisör) devreleri
                I. İki tristörlü DC-AC konvertisör devresi: Şekil 1.68'de verilen devrede, SCR'leri
              tetiklemede kullanılan pals üreteci, UJT'li, 555'li, transistörlü kararsız (astable) multivibratörlü
              vb. olabilir.
                DC besleme ile çalışan devrede tristörler C kondansatörüyle durdurulmaktadır (kesime
              sokulmaktadır). Şekilde pals devresi tristörleri sırayla iletime geçirir. SCR1 iletime geçince C
              üzerinde birikmiş olan elektrik yükü SCR2'yi kesime sokar. C boşaldıktan sonra bu kez diğer
              yönde şarj olur. SCR2'ye tetikleme gelince bu eleman iletime geçer. SCR2 iletime geçince C
              üzerindeki elektrik yükü SCR1'i kesime sokar. Devre bu şekilde çalışmasını sürdürür. Orta uçlu
              olarak sarılmış olan trafolar primerden geçen akımların iki yönlü olarak akması sekonderde AC
              gerilim oluşturur.

                                                                 19




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                   +12 V                                                                                            220 V/15 W lâmba
                tetikleme palslerini                SCR 1                              AC




                                                                                                                     220k-1MW
                üreten devre                                          N1                                                        BRX49
                                                                                                                                MCR100
                                                                  +                N3
                                                              C

                                                                      N2                                 AC
                                                    SCR 2                                                220 V


                           V,I                çıkış sinyali
                                          +                       +            t (s)
                                                    -                      -


                      Şekil 1.68: İki tristörlü DC-AC konvertisör                                   Şekil 1.69: LDR ve tristörlü karanlıkta
                                                                                                    çalışan devre (gece lâmbası)

                 d. Işığa duyarlı tristör kontrol devreleri
                 I. LDR ve tristörlü karanlıkta çalışan devre: Şekil 1.69'da verilen devrede ortam
              karardığında LDR'nin direnci artar ve üzerinde düşen gerilim büyür. LDR üzerinde oluşan gerilim
              tristörü sürerek lambayı çalıştırır. Ortam aydınlanınca LDR'nin direnci azalır. LDR üzerinde oluşan
              gerilim azalınca tristör iletime geçemez.

                e. UJT ve tristörlü yük kontrol devreleri
                I. UJT ve tristörlü tam dalga kontrollü dimmer devresi: Şekil 1.70'te verilen devre AC
              sinyallerin pozitif ve negatif alternanslarını kontrol eder. Devrede, köprü bağlı diyotlar AC'yi
              DC'ye çevirir. Fakat bu tam DC değildir. Sürekli olarak sıfır ile tepe değer arasında değişmektedir.
              Ön dirençle korunmakta olan zener diyot UJT için gereken sabit besleme gerilimini sağlar. UJT'li
              pals üreteci ise tristörü tetikler.
                             AC 12-15 V




                                                   4x1N4001




                                                                                                                                     12 V
                                                                                             1k                    R4                flâmanlı
                                                                       9,1 V                                                         lâmba
                                                                                                                   47 W
                                                                                                         2N2646
                                                                                            470 k
                                                                                                                                    BRX49
                                                                                                                                    MCR100
                                                                                                     +
                                                                                            1 mF           UJT      R3
                                                                                                                   47 W

                                                  Şekil 1.70 UJT ve tristörlü tam dalga dimmer devresi

                 II. UJT ve tristörlü gecikmeyle çalışan (turn-on tipi) zaman rölesi devresi: Şekil
              1.71'de verilen devrede S anahtarı kapatılınca C dolmaya başlar. C’nin gerilimi 6-9 V düzeyine
              ulaşınca UJT aniden iletime geçer. R3 üzerinde oluşan gerilim tristörü tetikler, lamba yanar. Pot
              ile L’nin çalışmaya başlama zamanı ayarlanabilir.

                f. Tristörlerin korunması: Her tristörün çalışma gerilim ve akımıyla ilgili karakteristik değeri
              kataloglarda bildirilir. Teknik verilere bakmadan yapılan devrelerin düzgün çalışması mümkün
              değildir.
                                                                                  20




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 Bir tristör, aşırı akım, yüksek tetikleme akımı,
              yüksek ters A-K gerilimi gibi nedenlerle bozulur.                                        L
                                                                             R1 100 kW                           S
              Kataloglarda VR (Vreverse) olarak verilen değer,




                                                                                                                       +12 V
                                                                                                47 W
              tristöre ters olarak uygulanabilecek maksimum                    470 k            R2         12 V
              gerilimi belirtir. V F, (V forward) ise ileri yönde                                          flamanlı
                                                                              P   2N2646                   lamba
              uygulanabilecek maksimum gerilimi bildirir. Ters
              dayanma gerilimi aşılacak olursa elemandan geçen                                                BRX49
              sızıntı akımları aniden yükselerek arızaya neden                                                MCR100
                                                                                       UJT
              olur.
                 Sonuç olarak, tristörlerin devrede uzun süre                                   47 W
              görev yapabilmesi için karakteristik değerlerinin              C 1 mF             R3
              uygun olup olmadığına çok dikkat edilmelidir.

                Uygulamada kullanılan bazı tristörlerin                        Şekil 1.71 UJT ve tristörlü
                                                                               turn-on zaman rölesi devresi
              özellikleri
                *TIC106M: 600 V/3,2 A, İletimde tutma akımı:
              8 mA, Tetiklenme akımı: 0,2 mA
                *TIC126D: 400 V/7,5 A, İletimde tutma akımı:                      Şekil 1.72: Diyak sembolleri
              40 mA, Tetiklenme akımı: 20 mA, İletimdeyken
              A-K arasında düşen gerilimin değeri: 1,4 V
                *BRX49: 400 V/0,8 A, Kısa süreli olarak
              geçirebileceği akım: 6 A, Tetiklenme akımı: 20 mA
                *TIC106D: 400 V/3,2 A                                                   Şekil 1.73: Diyakın
                                                                                        yarı iletken yapısı
                *TIC116E: 500 V/5 A
                *BRX49: 400 V/0,8 A

                 Ğ. Diyaklar (diak, diac)                                          Resim 1.4: Diyak örneği
                 İki yönde de akım geçirebilen tetikleme
              elemanına diyak denir. Diyak sözcüğü alternatif
                                                                                              I (A)
              akımda kullanılan diyot anlamına gelmektedir.
              Diyak aslında tetikleme (G) ucu olmayan iki                 iletime
                                                                          geçme
              tristörün birleşiminden oluşmuştur.                         değeri
                 Diyak, bir sinyali (akımı) belli bir seviyeye kadar                                              V (V)
              bloke eder (geçirmez). Başka bir deyişle diyak,
              herhangi bir ucuna uygulanan gerilim 20-50 V V (V)                                           iletime
              olduğunda aniden iletkenleşen elemandır.                                                     geçme
                                                                                                           değeri
                 Diyaklar, SCR ve triyaklı devrelerde çok yaygın
              olarak kullanılmaktadır.                                                        I (A)
                 Uygulamada kullanılan bazı diyakların iletime                  Şekil 1.74: Diyakların
              geçme değerleri şöyledir: BR100: 28..36 V,D B 4 :                 elektriksel karakteristik eğrisi
              35...45 V
                 Şekil 1.72'de diyak sembolleri, şekil 1.73'te diyakların yarı iletken iç yapısı, resim 1.4'te diyak
              ve şekil 1.74'te diyakların iki yönlü elektriksel (V-I) karakteristik eğrisi verilmiştir.

                I. Diyaklı pals üreteci (pals osilatörü): Şekil 1.75'te verilen devreye DC ya da AC
              uygulandığında R ve P’den geçen akım C’yi doldurmaya başlar. C’nin gerilimi yaklaşık olarak
              20-50 V olduğunda diyak iletkenleşir. Ry üzerinde bir gerilim oluşur. Küçük kapasiteli olan C
              hemen boşalacağından diyak tekrar kesime gider ve devre başa döner. Pot ile C’nin dolma zamanı
              ayarlanabilir. Potun değerine bağlı olarak çıkıştan alınan palslerin frekansı değişir.
                Devrenin çıkışından alınan sinyaller osilaskopla incelenecek olursa testere dişine benzer palslerin
              oluştuğu görülür.
                                                                 21




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 II. 220 V'ta çalışan diyaklı flaşör devresi:




                                                                                                                          R 100-470 kW
              Şekil 1.76'da verilen devreye AC 220 V                                           1N4007
                                                                                                                                                     çıkış
                                                                                                                                             V (V)
              uygulandığında R1 direnci üzerinden yavaş yavaş                                                                                        sinyali
              şarj olan C’nin gerilimi 20-50 V olduğunda diyak




                                                                                                      P 100-470 kW
              iletime geçerek ledi çalıştırır.                                                                                                                 t (s)




                                                                                          AC 220 V
                 C'nin led üzerinden boşalmasıyla diyak tekrar                                                                              BR100
              kesim durumuna geçer ve devre başa döner.
              Devrede kullanılan 1N4007 diyodu, ledi negatif
              alternanslara karşı korur.                                                                                                               Ry
                                                                                                                                                      100 W
                                                                                                                         100 nF/400 V
                Diyakların sağlamlık testi: Ohmmetreyle
              yapılan diyak ölçümde her iki yönde de yüksek                                          Şekil 1.75: Diyaklı pals
              direnç (200-500 kW) göstermelidir.                                                     üreteci devresi


                H. Triyaklar (triac, triak)
                                                                                                                                                               R2
                                                                                     220 kW-470 kW
                                                                                                                                           BR100               100-
                1. Triyakların yapısı ve çalışması: Şekil
                                                                          AC 220 V
                                                                                          R1                                                                   820 W
              1.78'de görüldüğü gibi sekiz yarı iletkenin                                                                                1-10 mF
                                                                                                                     C
              birleşiminden oluşmuş, iki yönde de akım                                1N4007
              geçirebilen güç kontrol elemanlarına triyak denir.                                                                                     led
                Triyakların ayakları A1-A2-G (T1-T2-G ya da
              MT1-MT2-G) şeklinde kodlanmıştır. G ucu A1-A2                           Şekil 1.76: Diyaklı flaşör devresi
              arasından geçen akımı denetler. A2 ucu ise yükün
              bağlandığı uçtur.
                   A2                A2

                                                A2                                   A1
               G
                                G
                   A1                                            G
                                     A1

               Şekil 1.77: Triyak sembolleri         Şekil 1.78: Triyakın yarı                       Şekil 1.79: Çeşitli triyaklar
                                                     iletken iç yapısı


                Triyak, şekil 1.80'de görüldüğü gibi iki adet tristörün ters paralel bağlanmış hâline benzetilebilir.
                Triyak DC’de çalışırken G ucu bir kez tetiklendiğinde A2-A1 arası sürekli, AC’de çalışırken ise
              G ucu tetiklendiği sürece A2-A1 arası iletken kalır.
                Triyak AC beslemeli devrelerde kullanılırken G ucuna bağlanan diyak, UJT, PUT, SUS, SBS,
              neon lamba gibi elemanlarla tetiklenme açısı (anı) daha iyi ayarlanabilir. Bu sayede A2-A1
              arasından geçen akım kontrol edilerek alıcının istenilen güç değerinde çalışması sağlanabilir.

                Triyakların tetiklenmesi: Triyakların alıcıyı çalıştırabilmesi için G ucuna belli bir tetikleme
              akımı vermek gerekir.
                Tetikleme akımı (IG) ise çeşitli şekillerde sağlanabilir.

                 I. DC üreteç ile tetiklemesi: Şekil 1.82'de verilen devrede görüldüğü gibi bu yöntemde
              triyakın geyt akımı bir DC üretecinden sağlanır.

                II. G ucunun ana besleme kaynağına bağlı direnç üzerinden tetiklenmesi: Şekil 1.83'te
              verilen şemada görüldüğü gibi geyt ucu küçük akımlarla çalıştığından akım sınırlayıcı R direnci
              üzerinden tetikleme yapılır. R direncinin tam doğru olarak seçilebilmesi için,
                                                                  22




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                          +I (A)               iletim bölgesi

                                                                                                               iletime
                              A2                                                                               geçme
                                                                                                               noktası

                        G                               -V (V) kesim bölgesi                                         +V (V)
                                                                                           kesim bölgesi
                                                                                    tutma akımı
                              A1                      iletime geçme
                                                      noktası

                                                              iletim bölgesi
                                                                                    -I (A)
                       Şekil 1.80: Triyakın                           Şekil 1.81: Triyakın elek-
                       tristör eşdeğeri                               triksel karakteristik eğrisi


                R = (Vşebeke - VG) / IG [W] denklemi kullanılır.
                G ucuna bağlanan R direncinin değeri büyütüldükçe
              tetikleme akımı küçüleceğinden triyak, daha geç iletime                                  alıcı




                                                                                                                              BT136
              geçecek, bu ise alıcının gücünü azaltmamızı sağlayacaktır.                                                              A2
                                                                                   Vşebeke
                Örnek: Besleme gerilimi (Vşebeke) 12 V olan bir devrede                                               R
                                                                                                                             G        A1
              kullanılan triyakın G ucunun iletime geçme gerilimi (VG) 1
              volttur. G ucunun çektiği akım (IG) 1 mA (0,001 A) olduğuna                                  VG 1-2 V
              göre, G ucunu aşırı akıma karşı korumak için kullanılması
              gereken direncin değerini bulunuz.                                               Şekil 1.82: Triyakın DC
                                                                                               üreteç ile tetiklenmesi
                Çözüm: R = (12-1)/0,001 = 11/0,001 = 11000 W

                 Triyakların çalışma modları (durumları)
                 a. Mod I (+): Şekil 1.84'te görüldüğü gibi triyakın G ucu                         alıcı         R
                                                                                                                 10-82 k              A2
              (+), A2 ucu (+), A1 ucu (-) gerilimle tetiklenir. Bu durumda
              A2’den A1’e akım geçişi olur. Mod I (+) çalışma biçimi
                                                                                                                          BT136




                                                                                   Vşebeke
              tristörün çalışmasının aynısıdır. Bu modda triyak tam
              iletimdedir.                                                                                                  G         A1


                b. Mod II (-): Triyakın G ucu (-), A2 ucu (+), A1 ucu (-)
                                                                                    Şekil 1.83: Triyakın ana besleme
              gerilimle tetiklenir. Bu durumda A2’den A1’e doğru akım               kaynağından tetiklenmesi
              geçişi olur. Mod II (-) tipi çalışmada mod I (+)'ya oranla daha
              yüksek tetikleme gerilimine ihtiyaç vardır.
                                                                                        +
                                                                                                                                      BT136




                                                                                                    alıcı
                c. Mod III (+): Triyakın G ucu (+), A2 ucu (-), A1 ucu (+)
                                                                                                                           A2
              gerilimle tetiklenir. Bu durumda A1’den A2’ye doğru akım
              geçişi olur.
                                                                                     DC 12 V




                                                                                                                          G
                                                                                                                                      A1
                Mod III (+) modunda G ucuna uygulanan polarma akımı
              Mod I (+) yöntemindeki akımdan daha yüksek olmalıdır.
                                                                                                                     R

                ç. Mod III (-): Triyakın G ucu (-), A2 ucu (-), A1 ucu (+)
                                                                                                 DC 1-2 V
              gerilimle tetiklenir. Bu durumda A1’den A2’ye doğru akım                    -
              geçişi olur.
                                                                                         Şekil 1.84: Triyakın mod I (+)
                Yukarıda açıklanan çalışma şekilleri içinde I (+) ve III (-)             olarak çalıştırılması
              modlarında çalışma çok iyi olup, alçak güçlü devrelerde tercih
                                                              23




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              edilir. Bu modlarda tetiklenen triyakın iletime geçmesi için G ucuna verilmesi gereken akımlar
              küçüktür. I (-) ve III (+) modlarında çalıştırılan triyaklarda tetikleme akımı ile A1-A2 arasından
              geçen akımların yönleri birbirine zıttır. Bu da verimi düşürür. O nedenle bu iki yöntem pek
              kullanılmaz.

                Triyakların kesime sokulması: Çalışmakta olan bir triyakı durdurabilmek için çeşitli
              yöntemler kullanılır.

                Triyak DC ile çalışıyorsa kesime sokma
                I. Seri anahtarla (devre akımı kesilerek),
                II. Paralel anahtarla,
                III. Kapasite ile durdurulabilir. (Buradaki üç yöntem tristörler kısmında anlatılmıştır.)

                Triyak AC ile çalışıyorsa kesime sokma
                I. Seri anahtarla,
                II. G'nin tetikleme akımı kesilerek,
                III. Triyakın A2-A1 uçları arasından geçen yük akımını tutma akımının altına indirerek

                Ek bilgi: Tutma akımı
                Her triyakın taşıyabileceği maksimum akım değeri bellidir. Bunun yanında triyakların üzerinden
              geçen akım belli bir alt değere indirilirse eleman birden kesime gider. Örneğin 10 A taşımakta
              olan bir triyaktan geçen akımı sıfıra doğru azaltırken akım mA seviyesine indiğinde aniden sıfır
              olur. İşte triyakın kesime girdiği bu ana tutma akımı denir.

                2. Triyakın sağlamlık testi: Ohmmetre uçları A2 - A1 arasına bağlanır. 100 W - 10 kW arası
              değere sahip direncin bir ucu G ucuna, diğer ucu ölçü aletinin problarından herhangi birine
              değdirilir. Bu durumda triyakın A2 - A1 arası gösterdiği yüksek direnç sıfıra doğru azalırsa elemanın
              sağlam olduğu anlaşılır.
                Ohmmetre ile yapılan ölçüm her zaman doğru sonuç vermeyebilir. Bundan dolayı basit devreler
              kurularak sağlamlık testi yapmak daha doğrudur.

                3. Triyaklı faz kontrol devreleri: Triyaklar kullanılarak lamba, AC seri motor, ısıtıcı vb.
              gibi alıcıların üzerinden geçen akımın miktarı kolayca ayarlanabilmektedir.
                Bilindiği gibi triyaklar G uçları tetiklendiğinde her iki yönde de akım geçirebilirler. Bunun
              yanında G uçlarına uygulanan tetikleme sinyalinin zamanı değiştirilerek A1 - A2 uçları arasından
              geçen akımın değeri kontrol edilebilmektedir.

                I. Triyaklı basit dimmer (kısıcı) devresi: Şekil 1.85'te verilen dimmer devresinde kullanılan
              pot ile C’nin dolma zamanı ayarlanabilmektedir. Buna bağlı olarak da C'nin üzerinde oluşan
              gerilim sonucunda iletime geçen diyak triyakı sürmektedir.
                Devrede potun değeri küçültülürse, C hemen dolar,
              diyak çabuk iletime geçerek triyakı tetikler ve                                             alıcı
                                                                                                    15-100 W
              alıcıdan yüksek değerli bir akım geçer.                   AC 220 V
                Potun değeri büyültülürse C geç dolar, diyak                              22-56 k
                                                                                                                A2
              gecikmeli olarak iletime geçip triyakı geç
                                                                                                         BT136




              tetikleyeceğinden alıcıdan düşük değerli bir akım             100-470 k            BR100
                                                                                                                A1
              geçer. Verilen dimmer devresinde alıcı eğer omik
              (akkor lamba, halojen lamba, ısıtıcı vb.) özellikli ise                                    G
              çalışma gayet düzgün olur. Alıcı eğer indüktif                              100 nF/400 V
              (bobin, trafo, motor vb.) özellikli ise triyaktan geçen
                                                                      Şekil 1.85: Triyaklı basit dimmer devresi
              akım ile gerilim arasında bir miktar faz farkı
                                                               24




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              olacağından, triyak iletime geçtiği anda üzerinde yüksek gerilim oluşturabilir. Bu yüksek gerilim
              ise triyakı tekrar iletken durumuna geçirir. İşte bu sakıncayı ortadan kaldırmak için triyakın A2-
              A1 uçları arasına paralel olarak şekil 1.86'da görüldüğü gibi R ve C bağlanır.

                II. Triyaklı geri uç etkili iyi kalite dimmer devresi: Şekil 1.87'de verilen dimmer devresinde
              iki adet kondansatör kullanıldığından pot az çevrilmesine rağmen lambanın ışığının aniden azalması
              ya da çoğalması sorunu ortadan kalkar. Yani ışığın şiddeti düzgün bir biçimde azalıp çoğalır.

                                                                    15-100 W




                                                                                                      BT136
                                                        alıcı              22-56 kW
                                                                           R1                                                                              V,I
                                         100 W                                                                                         A2
                                                      AC 220 V




                                                                           100-470 kW
                                                                     P                                                                                                               t (s)
                                         100 nF                                    1-22 kW           G                                 A1
                                         400 V
                                                                                   R2              BR100
                                                                   C1
                                                                          22-100 nF/400 V     C2

                Şekil 1.86: Triyaka                              Şekil 1.87: Triyaklı geri uç etkili iyi                                                Şekil 1.88: Triyaklı dimmer
                R-C filtrenin bağlanışı                          kalite dimmer devresi                                                                  devrelerinde alıcı üzerinden
                                                                                                                                                        geçen kırpılmış sinyalin şekli
                 III. Triyaklı AC seri (üniversal) motor hız kontrol devresi: Şekil 1.89'da verilen devre
              ile AC seri motorların devir ayarı yapılabilir.
                 Potun değeri değiştirildikçe kondansatörlerin dolma zamanı değiştiğinden triyakın tetiklenme
              anı da değişir. Bu ise motordan geçen akımı ayarlayarak hızı değiştirir.
                 Devrede triyakın düzgün olarak çalışabilmesi ve yakında bulunan radyo, TV gibi cihazların
              parazitik sinyallerden etkilenmemesi için iki adet filtre kullanılmıştır.
                 Motora seri bağlanan bobin yüksek frekanslı sinyalleri üzerinden geçirmeyerek bastırır.
                 Triyaka paralel bağlanan R-C filtre ise yüksek frekanslı sinyalleri kendi üzerinden geçirerek
              triyakın bu tür sinyallerden olumsuz etkilenmesini engeller.

                                                  parazit önleyici bobin

                                         100 mH
                               AC seri
                                          L
                                                                                                                                                             +12 V
                                                                                             BT136
                                                                                             BT138




                  S            motor                         22-56 kW                                                                                                 S             L
                                                                                                         parazit önleyici R-C filtre


                                                                                                                                        100 W
                    AC 220 V




                                                                 100-470 kW                                                                                          R
                                                                                                                                                                                    BT136




                                                                                        BR100                                                                        1k
                                                                                                                                         100 nF/400 V




                                                                         1-22 kW

                                                                                                                                                             -
                                                 C1                                     C2
                                                         22-100 nF/400 V

                                     Şekil 1.89: Triyaklı AC seri motor                                                                                    Şekil 1.90: Triyakın anahtar
                                     hız kontrol (dimmer) devresi                                                                                          olarak kullanılması

                4. Triyaklı uygulama devreleri
                a. Triyakları anahtar ya da şalter olarak kullanma ile ilgili devreler
                I. Triyakın basit anahtar olarak kullanılması: Şekil 1.90'da verilen devrede S anahtarı bir
              kez kapatılıp açılırsa triyak iletme geçerek L'nin sürekli olarak yanmasını sağlar. Devrenin besleme
              gerilimi AC olursa alıcı, S kapalı olduğu sürece çalışır.
                Devrede kullanılan triyakın gücü artırılarak çok yüksek akım çeken alıcılar mini bir anahtarla
              çalıştırılabilir.

                                                                                             25




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                II. Triyakın iki kademeli anahtar olarak
              kullanılması: Şekil 1.91'de verilen devrede S
              anahtarı, 1 konumundayken alıcı tam güçte çalışır.                               S                      L
              Anahtar 2 konumuna alındığında G ucuna sadece




                                                                                                                            AC 220 V
                                                                                                                    BT136
              pozitif alternanslar gittiğinden triyak tek yönde akım                1          2
                                                                                                   1N4007
              geçirir. Alıcı üzerinden besleme geriliminin yarısı
              geçtiğinden L yarım güçte çalışır.
                                                                                                   22-56 kW
                b. Triyak ile ışık kontrol devreleri                              Şekil 1.91: Triyakın iki kademeli
                I. Triyaklı karanlıkta çalışan devre: Şekil                       anahtar (şalter) olarak kullanılması
              1.92'de verilen devrede ortam karardığında LDR’nin
              direnci artar. Üzerinde düşen gerilim yükselir. Diyak
              iletime geçerek triyakı tetikler ve lamba yanar.                             L
                                                                                                       33-100 kW
              Aydınlık ortamda L söner.




                                                                                AC 220 V
                c. Triyaklı AC motor hız kontrol devresi:
              Şekil 1.93'te verilen triyaklı motor hız kontrol devresi




                                                                                                                            BT136
              500-2000 W arası güce sahip üniversal motorların
                                                                                                            diyak
              devir sayısını istenilen şekilde ayarlayabilir.
                Devrede potun direnç değeri düşürülürse C daha                                         LDR
              çabuk dolar ve diyakı iletime sokar. İletime geçen
              diyak triyakı tetikleyerek motor üzerinden yüksek          Şekil 1.92: Triyaklı karanlıkta çalışan devre
              değerli bir akım dolaştırır. Bu sayede motor hızlı
              döner. Potun değeri büyütüldüğünde ise motorun
                                                                                                                500-2000 W              M
              devir sayısı azalır.
                                                                                                       10-33 kW
                                                                             AC 220 V




                                                                                                                                        A
                 5. Triyak ve tristörlerin karşılaştırılması:                                                 2



                                                                                                                                BT138
                                                                                            100-470 kW
              Endüstriyel sistemlerde ve çeşitli elektronik                          pot          BR100
                                                                                                             A1
              cihazlarda sıkça karşımıza çıkan tristör ve triyakın
              birbirinden en önemli farkı, tristörün tek yönde,                                           G
              triyakın ise iki yönde akım geçirebiliyor olmasıdır.                         100 nF/400 V
                 Tristörler, yüksek güçlü doğrultmaçlarda, kaynak
                                                                                Şekil 1.93: Triyaklı AC seri
              makinelerinde, vinçlerdeki DC ile çalışan motorların              motor hız kontrol devresi
              hızının kontrolünde vb. karşımıza çıkar.
                 Triyaklar ise ışık şiddetini kontrol eden devrelerde,
              merdiven ışık otomatiklerinde, AC motor kontrol devrelerinde, ışık, ısı kontrol devrelerinde vb.
              kullanılır.
                 Tristör kullanılarak triyak yapmak mümkündür. Şöyle ki; iki adet tristörün A-K uçlarını şekil
              1.80'de verildiği gibi birbirine ters paralel olarak bağladığımızda iki yönde de akım geçirebilen
              bir triyak elde edebiliriz. Ancak bu yöntem uygulamada kullanılmaz.

                 6. Tristör ve triyakların korunması
                 a. Parazitik gerilimlerin oluşmasına karşı yapılan koruma: Tristör ve triyaklar indüktif
              özellikli alıcıları kontrol etmede kullanıldıklarında, iletim ve kesime gittikleri anlarda yük olarak
              kullanılan bobinlerin uçlarında besleme geriliminin yaklaşık üç katı genliğe sahip, yüksek frekanslı
              gerilim oluşur. Bobinin etrafında oluşan manyetik alanın yarattığı yüksek indüksiyon gerilimi
              kısa bir süre içinde oluşmasına rağmen tristörün bozulmasına yol açabilir. Öte yandan bobinin
              oluşturduğu gerilim radyofrekans (RF) paraziti olarak şebekeye bağlı diğer alıcıları (radyo, TV
              vb.) olumsuz etkileyebilir.
                 Bobinli alıcılardan kaynaklanan parazitik (istenmeyen) sinyaller tristör, triyak gibi elemanların
              istenildiği anda durdurulmasına da engel olur.
                                                                 26




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Parazitik sinyalleri yok etmek için,
                I. Tristör ve triyakın iki ana ucu (A-K ve A2-A1) arasına R-C (direnç-kondansatör) bağlanır
              (Şekil 1.86'ya bakınız.)
                II. Yüke seri olarak bobin (indüktans) bağlanır. Şekil 1.89'a bakınız.
                III. Tristörlü devrelerde indüktif yüke (röle, motor vb.) ters paralel olarak diyot bağlanır.

                b. Aşırı geyt akımına karşı koruma: Tristör ve triyakların geyt akımlarının hangi düzeyde
              olması gerektiği kataloglarda belirtilmiştir. Devre üretimi yapılırken katalog verileri göz önüne
              alınarak G’ye uygun değerli direnç bağlantısı yapılır.

                c. Aşırı sıcağa karşı koruma: Tristör ve triyaklar çalışırken ısınır. Elemanın gövde sıcaklığı
              130 °C'ın üzerine çıktığında bozulma söz konusu olabilir.
                Devre çalışırken ısı ortadan kaldırılmazsa gövde sıcaklığı daha da artarak elemanları çabucak
              tahrip edebilir. O nedenle çok ısınan elemanların gövdesine alüminyum soğutucular bağlanır.
              Eğer soğutucu, devrenin şasesine bağlıysa eleman ile soğutucu arasına amyanttan yapılmış yalıtkan
              plakanın konulması gerekir.
                Tristör ve triyakların gövdelerindeki ısıyı dağıtmak için kullanılan alüminyum plakalar ısının
              iyi emilebilmesi için elektroliz yöntemiyle siyahlaştırılır. (Siyah eloksal yapılır.) Alüminyum
              plakanın et (cidar) kalınlığı soğutulacak elemanın özelliğine göre 3-10 mm arasında değişir.
              Plakanın yeterli olmadığı durumda ise üfleyici mini fanlar kullanılır.

                Not: Aşırı ısının oluşmaması için yapılması gereken ilk iş, elemandan katalogta verilen değerin
              üzerinde akım geçirmemektir.

                7. Tristör ve triyak seçimi: Herhangi bir devrede kullanılan tristör ya da triyak DC ile
              çalışacaksa, elemanın maksimum dayanma gerilimi ile devrenin besleme gerilimi birbirine yakın
              değerde olabilir. Örneğin BT136 triyakı DC 400 V'luk gerilimlere kadar dayanabilir.
                Tristör ya da triyak AC ile beslenen bir devrede çalışacaksa, elemanın maksimum dayanma
              gerilimi AC besleme geriliminden % 40-45 fazla olmalıdır. Çünkü AC'de tepe değer (maksimum
              değer) gerilimi söz konusudur. Şöyle ki; voltmetreyle 220 V olarak ölçtüğümüz AC değer aslında
              etkin değerdir. Bu değerin bir de maksimum değeri vardır.
                220 V'luk AC gerilimin maksimum değeri: Vmaks = Vetkin.1,41 = 220.1,41 = 310,2 V'tur. Buna
              göre 220 V'luk bir devrede kullanılacak tristör ya da triyak gibi elemanların maksimum dayanma
              gerilimleri 310,2 V olmalıdır. Piyasada ise yaygın olarak 30-50-100-200-300-400-500-600-700-
              800...V gibi sınıflandırmalar söz konusu olduğundan kullanacağımız elemanın dayanma gerilimi
              en az 400 V olmalıdır.

                Kaç amperlik eleman seçeceğiz sorusuna gelince: Bu değer tamamen kullanacağımız
              alıcının çektiği akıma bağlıdır. Örneğin 220 V'luk tristörlü devrede 100 W gücünde bir lambayı
              alıcı olarak seçelim. Bu eleman 220 V altında yaklaşık olarak, I=P/V = 100/220 = 0,45 A çeker.
              Buna göre doğru olan BRX49 (400 Uygulamada kullanılan
                                                                                             geçirebileceği maksimum akım: 30 A,
              V/0,8 A) adlı elemanı seçmektir. bazı triyakların özellikleri                  İletimde tutma akımı: 30 mA, Çalışma
              Devrede TIC106D (400 V/3,2 A) -BT137: 400 V/6 A, Kısa süreli olarak
                                                     -BT136: 400 V/4 A                       modlarına göre triyakın tetiklenmesi için
                                                                                             uygulanması gereken akım değerleri: 5 mA -
              adlı tristörü de seçebiliriz. Ancak geçirebileceği maksimum akım: 55 A,        5 mA - 5 mA - 10 mA
                                                   İletimde tutma akımı: 20 mA, Çalışma        -TIC236D: 400 V/12 A
              bu durumda maliyet artar. Çünkü modlarına göre triyakın tetiklenmesi için -TIC253D: 400V/20 A
                                                                                               -BTA06-200: 200 V/6 A
              yüksek akımlı elemanlar düşük mA-60 mA-25 mA-60 mA
                                                   uygulanması gereken akım değerleri: 25
                                                                                               -BTA06-400: 400V/6A
              akımlı olanlardan daha pahalıdır.      -TIC206D: 400 V/4 A, Kısa süreli olarak   -BTA13-400: 400V/13A



                I. Dört tabaka (shockley, PNPN, 4D) diyotlar
                Dört tabaka diyotlar şekil 1.95'te görüldüğü gibi dört yarı iletkenin birleşmesinden oluşmuş
              elemanlardır. Bu diyotlar doğru polarma altında çalışırken uçlarına uygulanan gerilim iletim
                                                                        27




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              seviyesine ulaşıncaya kadar, ters polar-
              ize edilmiş normal diyot gibi çalışır.
              Uygulanan gerilim yükselerek, iletim
              gerilimi seviyesine ulaştığında ise,
              diyot aniden iletime geçerken, eleman        A                  K
              üzerinde düşen gerilim de azalmaya          Şekil 1.94: Dört tabaka          Şekil 1.95: Dört tabaka (4D)
              başlar. Gerilim, belirli bir değere         (4D) diyot sembolleri            diyodun yarı iletken iç yapısı
              azaldıktan sonra, tekrar yükselmeye
              başlar. Bu noktadaki gerilime tutma                         I (A)
                                                             Imaks                     iletkenlik
              gerilimi denir.                                (50mA/5A)                 bölgesi
                Dört tabaka diyot, tutma geriliminden
              sonra, gerilimini ve akımını artırarak
              düz polarmalı normal diyot gibi çalışır.     Itutma               tutma
                                                           (1mA/50mA)           noktası negatif
              Başka bir anlatımla, dört tabaka                                             direnç
              diyotlar, başlangıçta ters polarmalı nor-                                    bölgesi
              mal diyotlar gibi, tutma geriliminden
              sonra ise düz polarmalı normal diyotlar
              gibi çalışır. Bu iki çalışma noktası                               kesim bölgesi
              arasında gerilim düşerken akımın arttığı     15 mA/35 mA                                           V (V)
              bir karakteristik gösterirler. Şekil                          Vtutma               Vçalışma
              1.96'da 4D diyotların elektriksel                             0,5 V/1,2 V          20 V/200 V
              karakteristik eğrisi verilmiştir.         Şekil 1.96: Dört tabaka diyodun elektriksel karakteristik eğrisi
                Dört tabaka diyotların iletim
              gerilimleri 10-100 V arasında, iletim akımları ise 1-
              50 mA arasında değişmektedir. Bu tip diyotlar, tristör,
              triyak gibi elemanların tetiklenmesinde, pals                         R1
              jeneratörlerinde, rölesiz telefon sistemlerinde, AC
              sinyalleri kırpma devrelerinde vb. kullanılır.
                                                                              AC ya DC




                Dört tabakalı diyot örnekleri: 1N5159, 1N5160,                                   PNPN
              1N5779, 1N5780, 1N5793...                                                          diyot
                                                                                         C             V (V)   çıkış
                                                                                                     sinyali
                Dört tabaka diyotla yapılan pals osilatörü:                               Ry
              Şekil 1.97'de verilen devreye akım uygulandığında                                             t (s)

              kondansatör R1 direnci üzerinden şarj olmaya başlar.
              C’nin gerilimi PNPN diyodun tetiklenme gerilimi                Şekil 1.97: Dört tabaka diyotlu
              seviyesine ulaştığında eleman iletime geçerek Ry               pals üreteci devresi
              üzerinde gerilim oluşturur. Devrede kullanılan kondansatör küçük değerli olduğundan çabucak
              deşarj olarak PNPN diyodun kesime gitmesine neden olur. PNPN diyot kesime gittiğinde C
              yeniden dolmaya başlar. Devre bu şekilde çalışmasını sürdürerek Ry üzerinde palsler oluşturur.
              Palslerin frekansı R1 direncinin değeri değiştirilerek ayarlanabilir.

                İ. SCS'ler (iki kapılı tristörler)
                P ve N tipi dört yarı iletken maddenin birleştirilmesiyle elde edilmiş, iki tetikleme ucu olan
              elemanlara SCS denir. SCS'de G1 kapısı artı (+) polariteli akımla, G2 kapısı ise eksi (-) polariteli
              akımla tetiklenir. SCS’yi yalıtım durumuna sokmak için ise G1 kapısına eksi (-) ya da G2 kapısına
              artı (+) yönlü akım uygulamak yeterli olmaktadır.
                Başka bir deyişle SCS, kapılarından herhangi birine doğru polarmalı gerilim uygulanarak iletime,
              ters polarmalı gerilim uygulanarak ise kesime sokulabilmektedir.

                SCS'li sıcaklık alarm devresi: Şekil 1.101'de verilen devrede ortam sıcaklığı artınca NTC'nin
              direnci azalır. Pot üzerinde oluşan gerilim SCS'yi sürer. Rölenin kontakları konum değiştirir.
                                                                   28




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Ortam sıcaklığı azalsa bile röle çalışmaya devam                             anot
                                                                                 A           geyt
              eder. B butonuna basıldığında ise SCS kesime giderek
              röleyi ilk konumuna getirir.
                                                                       katot
                                                                       geyt          K
                J. Neon lambalar
                Flamansız, soğuk katotlu gazlı lambalara neon                                       Şekil 1.99: SCS'nin
                                                                         Şekil 1.98: SCS
              lamba denir. Neon lambalar cam gövde içindeki gazın        sembolü                    yarı iletken yapısı
              özelliğine göre kırmızı, yeşil, sarı, turuncu vb.
              renklerde ışık yayarlar. Bu lambaları çalıştırmak için             A
              uygulanması gereken gerilim cam gövde içindeki
              gazın (argon, helyum, sodyum vb.) cinsine ve
              elektrotlar arasındaki mesafeye bağlıdır. Örneğin
              lamba içinde neon gazı varsa, 21,5 V uygulandığında                        K
              gaz iyonize olarak turuncu ışık verir.                    Şekil 1.100: SCS'nin          Resim 1.5: SCS
                Neon lambaların ateşleme gerilimleri modeline           transistör eşdeğeri           örneği
              göre 90 V'a kadar çıkar.
                220 V ile neon lamba çalıştırılacağı zaman 1/4 W
              gücünde 100-150 kW'luk direnç lambaya seri
              bağlanır. Neon lambalar, karakteristik olarak
              diyaklara benzediklerinden, tristör ve triyakların                                             100 kW
              tetiklenmesinde, elektrik enerjisinin olup olmadığını
              gösteren pano tipi göz lambalarında, kontrol
              kalemlerinde, gece lambalarında, ışıklı anahtarlarda
              vb. kullanılır.
                Küçük boyutlu tip neon lambaların akımı 0,6 mA                 470 k
              iken, duya monte edilerek kullanılan neon lambaların
              akımı 1,9-2,5 mA dolayındadır.
                                                                          Şekil 1.101: SCS'li sıcaklık alarm devresi




                Şekil 1.102: Neon                         Resim 1.6: Çeşitli neon lâmbalar
                lâmba sembolü

                Neon lambalı pals üreteci devresi: Şekil 1.103'te verilen devreye AC uygulandığında
              diyot, R1 ve P üzerinden geçen akım C'yi doldurmaya başlar. C'nin gerilimi neon lambanın iletime
              geçme gerilimi seviyesine ulaşınca bu eleman iletime geçer ve çıkışdaki direnç üzerinde gerilim
              oluşur. Küçük kapasiteli olan C hemen boşalacağından neon lamba kesime gider ve devre başlangıç
              noktasındaki durumuna dönmüş olur. Sonuçta çıkışdaki direnç (R2) üzerinde testere dişine benzer
              palsler oluşur.

                 K. Tetikleme elemanlarıyla yapılmış dimmer (kısıcı) devreleri
                 I. SUS ve tristörlü tam dalga kontrollü dimmer: Şekil 1.104'te verilen devrede R1 ve P
              üzerinden şarj olan kondansatörün gerilimi yaklaşık 7,4-7,5 V olunca SUS iletime geçerek tristörü
              sürer. Tristörün iletime geçme anı potun değerine bağlı olarak değişir ve lambanın verdiği ışık pot
              ile ayarlanmış olur.
                                                              29




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                II. SBS ve triyaklı dimmer
              devresi: Şekil 1.105'te verilen
              devrede R ve P'den geçen akım
              C'yi doldurmaya başlar. C'nin
              gerilimi SBS'nin iletime geçme
              değerine yükseldiğinde bu eleman                                                    V,I
              akım geçirerek triyakı sürer.                                   470 k




                                                                 Şekil 1.103: Neon lâmbalı pals üreteci

                          12 V flâmanlı lâmba


                AC 12 V
                            4x1N4001
                                                R1 1-10 kW

                                                                  TIC106D                               470 k

                                                P 10-100 kW
                                                   G       2N4987

                                                 A           K 1-10 kW
                                  100 nF


                    Şekil 1.104: SUS ve tristörlü tam dalga dimmer devresi     Şekil 1.105: SBS ve triyaklı dimmer


                L. Kuadraklar (quadrac, ditriac)
                Diyak ve triyakın bir gövde içerisinde birleştirilmesiyle yapılmış elemanlara kuadrak denir.
              Bu elemanlar geyt tetikleme gerilim seviyesi yüksek olan triyak gibi düşünülebilir. Devre
              üretiminde kuadrak kullanımı montaj kolaylığı sağlar ve cihazda kullanılan eleman sayısı daha
              az olur.

                a. Kuadraklı
                                                                                      100-470 k




              karanlıkta çalışan
              devre: Şekil 1.108'de
              verilen devrede ortam
              karardığında LDR'nin
              direnci artar ve üzerinde                           A1 A2 G
              düşen gerilim büyür. LDR
              üzerinde düşen gerilim         Şekil 1.106:        Şekil 1.107:       Şekil 1.108: Kuadraklı
                                             Kuadrak sembolü     Kuadrak örneği     karanlıkta çalışan devre
              20-50 V arası değere
              ulaştığına kuadrak iletime geçerek lambayı yakar. Ortam aydınlandığında LDR'nin direnci
              azalır ve üzerinde düşen gerilim düşer. Bu ise kuadrakı kesime sokar.

                b. Kuadrakların sağlamlık testi: AVOmetre ile yapılan ölçümde elemanın üç ucu arasında
              yapılacak altı ölçümün sonuçları da yüksek ohm (50 kW-200 kW) çıkmalıdır.

                                                                30




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
               c. Bazı kuadrakların akım ve
                                                                           Bazı UJT’lerin özellikleri
              gerilim değerleri
               Q4003LT: 400 V/3 A                         Elemanın       Tipi         Özellikleri       Ayakların
                                                            kodu                                         dizilişi
               Q4004LT: 400 V/4 A

                Sorular
                1. Tristörün yapısını transistör
              eşdeğerini çizerek anlatınız.
                2. Triyaklı dimmer devresini
              çizerek anlatınız.
                3. Tristörlü bir fazlı, ayarlı çıkışlı
              yarım dalga doğrultmaç devresini
              çizerek çalışmasını anlatınız.
                5. UJT'li pals osilatörü devresini
              çizerek anlatınız.
                6. Triyak ve LDR kullanarak
              aydınlık ortamda çalışan devre
              çiziniz.
                7. SUS nedir? Anlatınız.
                8. Diyaklı pals üreteci devresini
              çizerek çalışmasını anlatınız.
                10. Triyak ve LDR'li karanlıkta
              çalışan devreyi çizerek çalışmasını
              anlatınız.




                                                                          Bazı PUT’ların özellikleri
                                                          Elemanın                  Özellikleri         Ayakların
                                                            kodu                                         dizilişi




                                                                          Bazı SUS'ların özellikleri
                                                         Elemanın                 Özellikleri           Ayakların
                                                           kodu                                          dizilişi

                                                                     V
                                                                     V
                                                                     V
                                                                     V



                                                               31




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 Bölüm 2: İşlemsel yükselteçler (op-amplar)

                A. Diferansiyel (fark) yükseltecinin yapısı                       Fark yükseltecinde bir ya da iki girişe sinyal
                ve çalışma ilkesi                                               uygulamak mümkündür. Ayrıca bu tür dev-
                                                                                relerde iki çıkıştan da sinyal alınabilmektedir.
                1. Giriş: Girişine uygulanan alçak akım ya                        Şekil 2'de görüldüğü gibi fark yükselte-
              da gerilimli (genlikli) sinyali, akım ya da gerilim               cindeki iki transistörün emiter uçları RE direnci
              bakımından büyüten devrelere yükselteç                            üzerinden -VEE ucuna bağlanmıştır. Bu yöntem
              (amplifikatör) denir.                                             sayesinde devrenin iki çıkış ucunun da giriş
                Yükselteç devreleri transistör, JFET, MOS-                      sinyallerinden etkilenmesi sağlanmıştır. Başka
              FET, op-amp ya da entegre ile yapılabilir.                        bir deyişle RE direnci üzerinde oluşan gerilim
                Transistörlü yükselteçler hakkında bilgi almak                  her iki transistöre de negatif geri besleme etkisi
              için temel elektronikle ilgili kaynaklara                         yapar.
              bakılmalıdır. JFET ve MOSFET'li yükselteçler                        Fark yükselteçlerini çalıştırabilmek için
              hakkında bilgi almak için ise kitabın birinci                     simetrik çıkışlı DC güç kaynağı kullanılır.
              bölümüne bakınız.                                                 Girişlere uygulanan sinyalin ve çıkışlardan
                Uygulamada kullanılan yükselteçler şu şekilde                   alınan sinyalin devresini tamamlaması için
              sınıflandırılabilir:                                              simetrik DC güç kaynağının şase (toprak,
                  AF (audio frequency, alçak frekans) yükselteçleri,            ground, gnd, 0) ucu görev yapar.
                   RF (radyo frekans) yükselteçleri,                              Şekil 2'de verilen fark yükselteci devresi tek
                   Video (resim) yükselteçleri,                                 transistörlü emiteri şase yükselteç devresine çok
                   Enfraruj ve ultrasonik (ultrases) yükselteçler, ,            benzer. O nedenle transistörlü emiteri şase
                                                                                yükselteç devresinin çalışmasını bilmeyen bir
                                                                                kişinin fark yükselteci devresinin çalış-masını
                Yükselteçler belirli bir frekans aralığında                     anlaması mümkün değildir.
              çalışan devrelerdir.                                                Fark yükselteci devresindeki RC1 ve RC2 yük
                Diferansiyel (fark) yükselteçleri uygulamada                    direnci olarak çalışır. Yani bu iki direnç
              kullanılan özel bir devre tipidir. Şekil 1'de blok                transistörlerin kolektör akımını ayarlayarak
              şeması, şekil 2'de devre yapısı verilen fark                      (sınırlayarak) C uçlarındaki gerilimlerin bes-
              yükseltecinin iki giriş ve iki çıkış ucu vardır.                  leme geriliminin yarısı kadar olmasını sağlar.
                                                                                RC1 ve RC2 yük dirençleri kullanılmayacak olursa
                                                                                devre yükselteç olarak çalışmaz ve çıkışta her
                                                                                zaman besleme gerilimi kadar bir gerilim
                    1. giriş Vg1     1           3
                                                            VÇ1 1. çıkış        görülür.
                                            fark
                                         yükselteci                               Şekil 2'de verilen fark yükselteci devresi PNP
                    2. giriş Vg2     2
                                                            VÇ2 2. çıkış        transistörler kullanılarak da yapılabilir. Bu
                                                 4
                                                                                durumda sadece besleme gerilimlerinin polaritesi
                    Şekil 1: Fark yükseltecinin blok şeması                     değiştirilir. Yani, +VCC yerine -VCC, -VEE yerine
                                                     +VCC                       +VEE bağlanır.

                                     RC1                    RC2                   2. Tek girişli fark yükselteci
                                         C
                                             3        4
                                                            C                     Tek girişli fark yükselteci devresi şekil 3'te
                                 1
                                             VÇ1 VÇ2
                                                                 2              görüldüğü gibi çalıştırılır.
                           Vg1                                       Vg2
                                     T1                         T2                Şekil 4'te verilen devrede T 1'in B ucuna
                                                  RE
                                                  -V EE                         uygulanan AC sinyal T 1'i iletim ve kesime
                     Şekil 2: Fark yükseltecinin devre yapısı
                                                                                sokarak V Ç1 ucundan 180° faz farklı (ters
                                                                                çevrilmiş) bir sinyal alınmasını sağlar.
                                                                           32




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                 3. İki girişli fark yükselteci
                                       1
                                                     3        Vç1                Şekil 6'da görüldüğü gibi iki girişe de AC
                                              fark
                                           yükselteci                          özellikli sinyal uygulayarak çalıştırılan
                                                              Vç2              devrelere iki girişli fark yükselteci denir.
                                                      4
                             Vg1       2



                Şekil 3: Tek girişli fark yükseltecinin blok şeması                                                        3         VÇ1
                                                                                                    1
                                                                                                            fark
                                                     +VCC
                                                                                                         yükselteci
                                                                                                                                     VÇ2
                                        RC1                  RC2
                                                                                  Vg1     Vg2       2                  4
                                               VÇ1    4            VÇ2
                                           3
                                   1                           2

                                           T1        T2
                          Vg1                                                     Şekil 6: İki girişli fark yükseltecinin blok şeması
                                            RE
                                                                                 İki girişli fark yükselteci devresinde giriş
                                                     -V EE
                                                                               uçlarına uygulanan gerilimler 180° faz farklı
                Şekil 4: Tek girişli fark yükseltecinin bağlantı şeması        olmalıdır. Eğer fark yükseltecinin iki girişine
                Tek girişli fark yükselteci devresinin 2                       uygulanan sinyaller aynı fazlı olursa her iki
              numaralı girişi şaseye bağlı olmasına karşın 4                   çıkıştan da "ideal koşullarda" 0 volt alınır.
              numaralı çıkış ucundan yine de giriş sinyaliyle                    Giriş sinyallerinin aynı fazlı olması duru-
              aynı fazlı olan bir çıkış sinyali alınır. Bu durumu              munda çıkış sinyallerinin 0 V oluşu şekil 7'de
              şu şekilde açıklayabiliriz: T 1'in girişine                      gösterilmiştir.
              uygulanan AC özellikli sinyal T1'in C-E ucundan
                                                                                                                                           Vg1'in oluştur-
              bir akım geçirir. C-E arasından geçen IC1 akımı                                                                              duğu çıkış
                                                                                                                               VÇ1
              RE direnci üzerinde gerilim düşümü oluşturur.                                                        3
                                                                                                1                                          Vg2'in oluştur-
              RE üzerinde oluşan geri besleme gerilimi T 2                                                 fark                            duğu çıkış

              transistörünün C ucundaki gerilimin değişim                                               yükselteci
                                                                                                                                           Vg2'in oluştur-
                                                                                                                               VÇ2
              göstermesine yol açar. Başka bir deyişle, RE                                                                                 duğu çıkış
                                                                                Vg1     Vg2     2              4
              üzerindeki V RE gerilimi yükseldikçe V Ç2                                                                                    Vg1'in oluştur-
                                                                                                                                           duğu çıkış
              yükselir, VRE gerilimi düştükçe VÇ2 düşer. Bu
              anlatımların ışığında şunu söyleyebiliriz: Tek
                                                                                  Şekil 7: İki girişli fark yükseltecinin iki girişine de
              girişli fark yükselteci devresinde Vg1 ucuna                        aynı fazlı sinyal uygulandığında çıkıştan alınan
              uygulanan AC özellikli sinyal şekil 5'te                            sinyallerin şekilleri
              görüldüğü gibi VÇ1 çıkışından 180° faz farklı
              olarak alınırken, VÇ2 çıkışından aynı fazlı olarak                 Girişlere uygulanan aynı fazlı ve aynı genlikli
              alınır.                                                          sinyallerin çıkış uçlarında 0 V oluşturmasını şu
                                                                               şekilde açıklayabiliriz: VG1 giriş sinyali VÇ1
                                                     3        VÇ1              çıkışında 180° faz farklı bir sinyal oluştururken,
                                       1      fark                             VÇ2 çıkışında aynı fazlı sinyal oluşturur. VG2 giriş
                                           yükselteci
                                                              VÇ2              sinyali VÇ2 çıkışında 180° faz farklı bir sinyal
                                                      4
                             Vg1       2                                       oluştururken, VÇ1 çıkışında aynı fazlı sinyal
                                                                               oluşturur. Sonuç olarak girişlerin çıkışlarda
               Şekil 5: Tek girişli fark yükseltecinin çıkış sinyalleri        oluşturduğu zıt polariteli (faz farklı) sinyaller
                                                                               birbirini yok ederek çıkışın 0 V olmasına yol
                Tek girişli fark yükselteci devresinde giriş                   açarlar.
              sinyali 2 numaralı girişe uygulanıp, 1 numaralı                    Fark yükseltecinin girişine uygulanan
              giriş şaseye bağlanacak olursa bu kez VÇ2 sinyali                sinyaller 180° faz farklı olduğu zaman çıkış
              girişle 180° faz farklı, VÇ1 sinyali ise girişle aynı            uçlarından alınan sinyallerin hâli şekil 8'de
              fazlı olur.                                                      görüldüğü gibi olur.
                                                                                 Sonuç olarak fark yükseltecinin girişlerine
                                                                               uygulanan sinyaller 180° faz farklı olduğu
                                                                          33




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              zaman çıkışlardan iki sinyalin toplamı kadar bir                                                             +VCC
                                                                                                                RC1
              sinyal alınır.                                                                                                 RC2
                                                                                                          Vg1                        Vg2
                                                                                                                T1              T2
                        1           3     VÇ1                                                                              T3
                                                  Vg1 girişinden uygulanan                                R1
                                fark                                                                                  R2   RE
                                                  sinyalinin çıkışlarda
                             yükselteci           oluşturduğu sinyaller                                                    -V EE
                 Vg1    2           4     VÇ2                                              Şekil 10: Sabit akım kaynaklı fark yükselteci
                                                                                           devresinin transistör ile oluşturulması

                                                                                      transistörünün kolektöründen akan IC akımı R1,
                                          VÇ1
                        1            3
                                                                                      R2, RE direnci ve VEE gerilim kaynağı tarafından
                                fark
                             yükselteci
                                                      Vg2 girişinden uygulanan
                                                      sinyalinin çıkışlarda
                                                                                      belirlenir.
                                                      oluşturduğu sinyaller
                        2                 VÇ2
                                    4
                                                                                        IE akımını hesaplamak için şu denklemler
                       Vg2
                                                                                      kullanılır:

                                                                                        IB akımını bulmada kullanılan denklem,
                                                                                                VEE
                                                                                        IB =
                                                                                               R1 + R 2

                                                                                        V B gerilimini hesaplamada kullanılan
                                                                       Vg2            denklem,
                                                                                        VB = IB.R1

                                                                                        T3 transistörünün B-E uçları arasında düşen
               Şekil 8: İki girişli fark yükseltecinin giriş uçlarına
                                                                                      polarma geriliminin bulunmasında kullanılan
               uygulanan sinyaller 180° faz farklı olduğu zaman                       denklem,
               çıkışlardan alınan sinyallerin şekilleri
                                                                                        VBE = VB-VE şeklindedir.
                4. Sabit akım kaynaklı fark yükselteci
                Sabit akım kaynaklı fark yükselteci devresi                             Bu denklemden VE çekilirse,
              şekil 9'da görüldüğü gibi emiter direnci yerine
              sabit akım kaynağı bağlayarak yapılır.                                    VE = VB-VBE eşitliği bulunur.

                                                +VCC
                                                                                               VE - VEE
                                        RC1           RC2                               IE =                              .
                                                                                                        olarak yazılabilir.
                                                                                                 RE
                                   RS1                     RS2

                                          T1          T2                                IB akımı ihmal edilirse, IE akımı yaklaşık
                                                 IE              Vg2                  olarak IC'ye eşit kabul edilebilir.
                            Vg1
                                                                                        IE @ I C
               Şekil 9: Sabit akım kaynaklı fark yükselteci devresi
                Sabit akım kaynağının transistör kullanarak
              oluşturulmuş hâldeki devresi şekil 10'da
              verilmiştir.
                Sabit akım kaynaklı fark yükselteci
              devresinde emiter akımı (IE) istenilen değere
              ayarlanabilir.
                Şekil 10'da verilen sabit akım kaynaklı fark
              yükselteci devresinde IE akımını ayarlayan T3
                                                                                 34




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                B. Operasyonel amplifikatörler (op-amp,                     Op-ampların artı (+) ve eksi (-) olmak üzere
                işlemsel yükselteçler)                                    iki girişi ve bir çıkış ucu bulunur. Bu eleman-
                1. Giriş: Çok yüksek kazançlı DC yükselteçlere            larda NC ile gösterilen uçlar boştadır. (Hiç bir
              op-amp denir. Op-amp her türlü elektronik                   yere bağlı değildir.)
              devrenin (zamanlayıcı, kare/üçgen dalga üreteci,              Op-amplar konusunu iyice öğrenen elektro-
              ses frekans yükselteci, transdüserli/sensörlü devre,        nikçi bir çok devrenin tasarımını en az malzeme
              lojik kapı, filtre vb.) yapımında kullanılabilir.           kullanarak yapabilir.
                İşlemsel yükselteçler 1940'lı yıllardan beri
              bilinmekle beraber, yaygın olarak 1960'lı                     3. Op-ampların kazancı (AK, AV)
              yılların sonuna doğru kullanım alanına girmiştir.
                                                                            Girişlere uygulanan gerilimlerin seviyeleri
                Giriş sinyali DC iken kazancı çok yüksek olan             arasındaki farkın yükseltme miktarıyla
              op-ampın çıkışından alınan gerilimin değeri geri            çarpımına kazanç denir.
              besleme (Rgb ) direnci kullanılarak istenilen
                                                                            Şöyle ki; op-ampın kazancı 100.000, giriş
              seviyeye ayarlanabilir.
                                                                          uçlarına uygulanan gerilimlerin farkı 1 mV ise
                                                                          geri besleme direnci (Rgb) bağlı değilken çıkışta
                                                                          100.000 mV görülür.
                                     741
                                                                            Devre anlatımlarında,
                                                                            Op-ampların (+) giriş ucuna faz çevirmeyen
                                                                          (evirmeyen, non-inverting) giriş, (-) giriş ucuna
                                                                          ise faz çeviren (eviren, inverting) giriş denir.
                                                                            Op-ampların çıkış ucu bir adettir. Yük, çıkış
                                                                          ucu ile devrenin şase (toprak, ground, gnd.) ucu
                 Şekil 11: Op-amp sembolü ve yaygın olarak
                                                                          arasına bağlanır. Alıcıda oluşan çıkış geriliminin
                 kullanılan 741 adlı op-ampın ayaklarının dizilişi        seviyesi op-amp besleme geriliminden 0,1-2 V
                                                                          daha düşüktür. Çıkışta görülemeyen 0,1-2
                 2. Op-ampların yapısı                                    voltluk gerilim, op-ampın iç elemanları
                 Op-amplar, plastik ya da metal gövdeli olarak            üzerinde düşmektedir. Op-amplarda alıcıya
              üretilir. Bu elemanların gövdelerinin içinde                giden akım ise 10-100 mA dolayındadır. Alıcı
              bulunan yükselteç sayısı bir ya da birden çok               akımının yüksek seviyelere çıkmaması için genelde
              olabilmektedir. Örneğin, 741 adlı op-ampta 1                1-10 kW'luk direnç çıkış ucu ile alıcı arasına seri
              adet, şekil 12'de iç yapısı görülen 747 adlı op-            olarak bağlanır.
              ampta 2 adet, LM324 adlı op-ampta 4 adet
              işlemsel yükselteç vardır.                                    4. Op-ampların DC ile beslenmesi
                                                                            Op-ampların beslemesi pozitif çıkışlı ya da
                                                                          simetrik (+, 0, -) çıkışlı DC üreteçleriyle yapılır.
                                                                          Uygulamada en çok simetrik kaynaklı besleme


                                                                                                            VCC



                                                                                      741


                                                                                                           VCC




                 Şekil 12: 747 adlı op-ampın ayaklarının dizilişi                 Şekil 13: Op-ampın simetrik çıkışlı
                                                                                  güç kaynağıyla beslenişi
                                                                     35




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              yöntemi kullanılır.                                                devresi elde edilir. Bu ilk anda iyi bir özellik gibi
                 Simetrik güç kaynağı basit olarak şekil 13'te                   görülebilir. Ancak bir çok devrede bu kadar
              görüldüğü gibi birbirine seri bağlı iki pil (üreteç)               yükseltme (kazanç) olması istenmez.
              ile elde edilebilir. Şöyle ki; pillerin üst ve alt                   Giriş sinyalini geri besleme direnci kullanma-
              ucu (+) ve (-)'yi oluşturken, birleşim noktaları                   dan çok yüksek değere çıkarmayı istemeyişin
              ise şase (toprak, ground, gnd.) görevi yapar.                      nedenini şöyle açıklayabiliriz: (+) girişe 5 V, (-)
                 Op-ampların beslenmesinde en çok ±5, ±9,                        girişe 2 V'luk sinyal uyguladığımızı varsa-
              ±12, ±15 ve ±18 voltluk simetrik çıkışlı DC                        yalım. Geri besleme direnci kullanmadığımızda
              (DA) üreteçleri kullanılır.                                        op-amp iki sinyalin farkını belirler (bu 3 V'tur)
                                                                                 ve 3 V'u 100.000 kez yükseltmek ister. Yük-
                                                                                 seltme hesabına göre çıkışın 3.100000=300000 V
                5. Op-ampların bazı özellikleri                                  olması imkânsızdır. Çünkü yükseltecin besleme
                Op-ampın bazı elektriksel özellikleri şun-                       gerilimi en fazla 36 V olabilmektedir. O hâlde
              lardır:                                                            bu örnekte verilen devrede girişe uygulanan
                  Gerilim kazancı 45.000-200.000 arasın-                         gerilimler en çok 34-36 V seviyesine çıka-
              dadır.                                                             rılabilir. Bu ise çıkış sinyalinde distorsiyon
                                                                                 (bozulma, kırpılma) olması sonucunu doğurur.
                  Giriş direnci (empedansı) 0,3-5 MW ara-
              sındadır.                                                            O nedenle, op-ampların kazancı teorik bir
                                                                                 değerdir. Uygulamada daha düşük kazançlı
                   Çıkış empedansı 50-100 W arasındadır.
                                                       .                         olarak çalıştırılan yükselteçler kullanılmaktadır.
                                                    .
                   Bant genişliği 1 MHz dolayındadır.
                                                              .
                   Çıkış akımı (Içıkış) 10-100 mA dolayındadır.                    7. Op-amplarda off-set gerilimi (Vio)
                  Giriş uçlarına 0 V uygulandığında çıkış uç-                      Op-amp ne kadar kaliteli yapılırsa yapılsın,
              larında da 0 V oluşmaktadır.                                       giriş uçları boşta olduğu hâlde bile çıkışlarında
                  Karakteristikleri sıcaklıkla çok az de-                        belli bir gerilim oluşabilir. Yüksek kaliteli
              ğişmektedir.                                                       ölçme, kontrol ve kumanda devrelerinde bu du-
                                                                                 rum istenmeyen sonuçlar yaratır. İşte bu
                                                               .
                   Giriş uçlarının çektiği akım sıfıra yakındır.                 sakıncayı gidermek için off-set (sıfırlama) ayarı
                                                                                 yapılır.
                6. Geri besleme direnci kullanılmaması
                durumunda op-amp kazancı (açık
                çevrim kazancı)
                Op-ampların çıkışından giriş ucuna doğru geri
              besleme yapılmazsa kazanç çok yüksek olur. Bu                                                                 Vçkş
              değer 200.000 gibi yüksek rakamlara ulaşabilir.
                Örneğin, (+) girişe Vgrş1 = 4 mV, (-) girişe Vgrş2 = 1 mV
              uyguladığımızı varsayalım. Op-amp bu iki
              gerilimi kıyaslar. Aralarında ne kadarlık fark
              olduğunu belirler. Daha sonra bunu 45.000 -
                                                                                      Şekil 14: Op-ampın off-set ayarının yapılışı
              200.000 kez büyütür.
                Bizim kullandığımız op-ampın kazancının
                                                                                   Şekil 14'te verilen devrede görüldüğü gibi
              100.000 olduğunu kabul edelim. Buna göre
                                                                                 yükseltecin 1 ve 5 numaralı ayakları arasına
              yükseltecin çıkışında,
                                                                                 ayarlı bir direnç bağlanır. Daha sonra bu
                Vçkş = (Vgrş1 - Vgrş2).Kazanç                                    direncin orta ucuna üretecin eksi (-) ucundan
                     = (4-1).100000 = 300.000 mV'luk gerilim                     besleme yapılır. Ayarlı direncin mili çevrilerek
              oluşur.                                                            çıkışın 0 V olması sağlanır.
                Görüldüğü üzere geri besleme elemanları                            Sıcaklığın, giriş off-set gerilimi üzerinde
              kullanılmazsa çok yüksek kazançlı yükselteç                        etkisi vardır. Transistör tekniğiyle üretilen op-
                                                                            36




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              amplarda sıcaklığın 1 °C artması, giriş off-set          a. Fark yükselteci (dif-amp) katı: Giriş
              gerilimini 5-10 mV artırır. 741 adlı op-ampın          sinyallerinin uygulandığı kattır. (+) ve (-)
              Vio değeri yaklaşık 1 mV'tur.                          şeklinde iki giriş söz konusudur.

                8. Op-ampların iç yapısındaki devre katları            b. Kazanç katı: Fark yükseltecinden gelen
                İçinde 20'nin üzerinde transistör bulunduran         sinyalleri yükselten kattır.
              op-ampların iç yapısını tamamen bilmek, pratik
              uygulamalarda pek bir fayda sağlamaz.                    c. Çıkış katı: Yükü besleyebilmek için
                O nedenle op-ampın iç devreleri kısaca               gerekli akım ve gerilimin alındığı kattır.
              açıklanacaktır.
                Şekil 15'te görüldüğü gibi op-ampın içinde
              bulunan devreler üç kısımdır.


                    fark                                                                                               +VCC
                    yükselteci
                    katı


               Vgrş1                                                                                                   Vçkş


               Vgrş2




                off-set



                                                                                                                       -V CC
                 off-set                                         kazanç katı                              çıkış katı

                       Vgrş1

                                   fark yükselteci katı         kazanç katı               çıkış katı              Vçkş
                       Vgrş2

                                                   Şekil 15: Op-ampın iç yapısı

                 9. Op-ampların bant genişliği                       Şekil 16'da op-ampların bant genişliği-frekans
                                                                     karakteristiği verilmiştir.
                 Alçak frekanslı ya da DC gerilimlerde op-
              ampın kazancı en yüksek düzeyde (yaklaşık
              45.000-200.000) iken, giriş sinyalinin frekansı                               kazanç (AV)

              yükseldikçe kazanç düşmektedir.
                 Bu yaklaşıma göre frekans ile bant geniş-
              liğinin (BG, BW) çarpımı daima eşittir. Yani,
                                                                         Giriş sinya-
                 Kazanç x bant genişliği = 106 Hz olarak                 linin frekansı
                                                                         1 MHz oldu-
              kabul edilebilir.                                          ğunda AV=1
                                                                         olur.
                 Bu açıklamalardan sonra op-amplar için
              maksimum kazancın, giriş sinyalinin DC olması                         Şekil 16: Op-ampın bant ge-
              durumunda elde edilebileceği ifade edilebilir.                        nişliği-kazanç karakteristiği

                                                                37




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                10. Op-amp parametreleri                                                     I. Fark giriş empedansı: (+) ve (-) giriş
                a. Op-ampların giriş polarma akımı (Ib)                                    arasında ölçülen toplam empedanstır. Fark giriş
                                                                                           geriliminin değişiminde, polarma akımının
                Her iki girişten op-amp devresine akan
                                                                                           değişimi ölçülüp oranlanarak giriş empedansı
              akımların ortalama değeridir. Vio (off-set) geri-
                                                                                           belirlenir.
              limi gibi, çıkışta istenmeyen DC seviye
                                                                                             II. Ortak mod giriş empedansı: Girişlerle
              oluşumuna yol açar.
                                                                                           toprak arasında ölçülür.
                                                                                             741 adlı op-ampın Zgrş değeri yaklaşık 2 MW'dur.
                                   I2


                                                                             Vçkş
                            I1          Ib

                                   Vb                                                                  Zgrş                   Zgrş




                 Şekil 17: Vgrş=0 V'ken op-ampın akım yönleri
                                                                                                Şekil 19: Op-ampların giriş empedansı
                Şekil 17'de Vgrş = 0 voltken op-ampın akım
                                                                                            ç. Op-ampların çıkış empedansı (Zçkş)
              yönleri verilmiştir. Burada Ib = I1 + I2 olmaktadır.
                                                                                            Çıkıştan bakıldığında görülen empedanstır.
                       Vb        Vçkş - Vb                                                 Değeri düşüktür.
                Ib =        +                     .
                                              olur.
                       R1          R gb                                                     741 adlı op-ampın Zçkş değeri yaklaşık 75 W'dur.
               Vb'nin çok küçük olduğu gözönüne alınırsa,
              Vçkş = Ib.Rgb şeklinde yazılabilir.
                                                                                                                  Zçkş

                Giriş polarma akımının çıkışta yol açacağı
              off-set gerilimi oluşumunu en az (minimum)
              düzeye indirmek için şekil 18-a-b'deki bağlantı
              yöntemleri kullanılabilir.                                                        Şekil 20: Op-ampların çıkış empedansı
                741 adlı op-ampın Ib akımı değeri yaklaşık
                                                                                             d. Op-ampların çıkış kısa devre akımı (Iosc)
              30 nA'dir.
                                                                                             Op-amp devresinden çekilebilecek maksi-
                                                                                           mum akımdır.
                                        Rgb
                      R1                                  R1           Rgb                   741 adlı op-ampın IOSC akımı değeri yaklaşık
               Vgrş                           Vçkş               Rp
                                                                                           25 mA'dir.
                                                    R 1.R gb
                                                                               Vçkş
                                                                Vgrş
                           Rp                 Rp =
                                                   R 1 + R gb                                e. Geri besleme direnci yokken
                                                                                             gerilim kazancı (AVO)
              Şekil 18: Giriş polarma akımının çıkışta yol açacağı off-
              set gerilimini azaltmak için kullanılan bağlantı şekilleri
                                                                                             Op-amp devresine dışarıdan herhangi bir geri
                                                                                           besleme sağlanmadığı zamandaki çıkış geri-
                b. Op-ampların giriş off-set akımı (Iio)                                   liminin, giriş gerilimine oranına denir.
                Vçkş =0 V olduğunda her iki giriş polarma                                    741 adlı op-ampın A VO değeri yaklaşık
              akımı arasındaki farktır ve çıkışta,                                         200.000'dir.
                Vçkş = R2.Iio kadar ek bir off-set geriliminin
              oluşmasına yol açar.                                                           f. Ortak mod tepki oranı (common mode
                741 adlı op-ampın IİO değeri yaklaşık 7 nA'dir.                              rejection ratio, CMRR)
                                                                                             Op-amp devresinin her iki girişine de ortak
                                                                                           uygulanan sinyali kabul etmeme özelliğidir. Bu
                c. Op-ampların giriş empedansı (Zgrş)                                      değer her iki girişe aynı anda uygulanan
                Op-amplarda iki adet giriş empedansı vardır.
                                                                                      38




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              sinyalin, çıkış sinyaline oranına eşittir.                 girişdeki devreden çok çok az bir akım çekilir.
                741 adlı op-ampın CMRR değeri yaklaşık 90 dB'dir.        Öte yandan çıkış ucu ise alıcıya maksimum
                                                                         düzeyde bir akım gönderebilir.
                g. Kanal ayırımı                                           Yükseltecin çıkışından (-) girişe yapılan köprü
                Bazı op-amp entegrelerinde birden çok op-                (bağlantı) sayesinde devrenin çıkış gerilimi giriş
              amp bir arada bulunabilir. Örneğin 747 op-                 gerilimine eşit düzeyde olur. Yani, Vgrş =Vçkş 'dır.
              ampında iki adet birbirinden bağımsız op-amp                                                     Vçkş
              vardır. Bu tür entegrelerde op-ampların birinin              Devrenin kazancı ise Av= V denklemine göre
                                                                                                                grş

              girişine uygulanan sinyal, diğerinin çıkışında             1 olacaktır.
              çok küçük de olsa bir sinyal oluşturur. Bu sinyal             Günümüzde sadece gerilim izleyici olarak
              ne kadar küçük ise kanal ayrımı o kadar iyidir.            kullanılmak üzere yapılmış op-amplar da
              Genellikle dB cinsinden oran ifadesi kullanılır.           mevcuttur. Örneğin LM110 adlı op-ampın çıkışı
                741 adlı op-ampın kanal ayırımı değeri                   ile (-) girişi arasındaki bağlantı entegrenin
              yaklaşık 120 dB'dir.                                       içinden yapılmıştır.
                                                                            LM110'un bazı özellikleri şunlardır:
                 ğ. Slew rate                                               I. Giriş empedansı: 106 MW,
                 Op-ampın bant genişliğiyle ilgili bir                      II. Giriş akımı: 1 nA,
              parametredir. Bu değer, V/ms (volt/mikrosaniye)               III. Çıkış empedansı: 0,75 W,
              cinsinden ifade edilir. Op-ampın ne kadar çabuk               IV. Bant genişliği: 10 MHz,
              durum değiştireceği hakkında bilgi verir. V/ms                V. Kazancı: 0,9997 (yaklaşık 1)
              değeri ne kadar büyükse op-amp o kadar geniş
              bantlıdır ve girişine uygulanan, hızlı değişen               Not: Dıştan bağlantı yapılarak gerilim izleyici
              sinyalleri bozmadan yükseltip çıkışa aktarma               olarak çalıştırılan op-amplı devrelerin karak-
              yapılabilir.                                               teristik özellikleri de LM110'a benzer.
                741'in slew rate değeri yaklaşık 0,5 V/ms'dir.
                                                                           b. Op-amplı faz çeviren (eviren, inverting,
                                                                           ters çevirici, tersleyen) yükselteç devresi
                11. Op-amplı uygulama devreleri
                                                                           Girişe uygulanan AC ya da DC özellikli
                a. Op-amplı gerilim izleyici
                                                                         sinyalleri 180° ters çeviren devredir. Şekil 22'de
                (voltage follower) devresi
                                                                         verilen op-amplı faz çeviren yükselteç
                Çıkış empedansı yüksek olan bir devrenin
                                                                         devresinde giriş sinyali (-) uçtan uygulanır.
              düşük empedanslı bir devre ile uyumlu
              çalışmasını sağlamak için kullanılan devredir.             Not: x noktasındaki Vx gerilimi
                                                                         0 V olarak kabul edilir. Bu
                                                                         noktaya zahîrî toprak da denir.




                                                                                                                      Vçkş
                                                                                                           x
                                                             Vçkş
                                                                          Vgrş
                 Vgrş


                    Şekil 21: Op-amplı gerilim izleyici devresi
                                                                          Şekil 22: Op-amplı faz çeviren yükselteç devresi
                Şekil 21'de görülen bağlantıda giriş
              empedansı (Z grş ) yaklaşık 100 MW, çıkış                    Op-amplı faz çeviren yükselteç devresinde
              empedansı (Z çkş ) yaklaşık 0,1 W kadardır.                kazanç,
              Devrenin bant genişliği ise 1 MHz dolayındadır.
                                                                                  R gb
                Gerilim izleyici devresinde giriş empe-                    Av = -                            .
                                                                                       denklemiyle hesaplanır.
                                                                                  R1
              dansının çok yüksek olması, girişe bağlanan
              sisteme fazla bir yük binmesini engeller. Yani,              Op-ampın çıkış ucundaki gerilimin bulun-
                                                                         masında kullanılan denklem ise,
                                                                    39




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Vçkş = -Av.Vgrş şeklindedir.                                                 R gb
                                                                                     =
                                                                                  AV = -                            .
                                                                                                    eşitliği bulunur.
                                                                                             R1
                 Yukarıda verilen iki denklemde kullanılan eksi
              (-), girişe uygulanan sinyallerin ters çevrildiğini
              belirtmektedir.                                                     Op-amplı faz çeviren yükselteç devresinde
                                                                                R1=Rgb olarak seçilirse kazanç 1'e eşit olur. Yani
                                                                                bu durumda yükselteç sadece faz çevirme
                Op-ampın (+) ve (-) giriş uçları arasındaki                     (polarite değiştirme) işlemi yapar.
              potansiyel fark 0 volttur. Bunu şu şekilde
                                                                                  Örnek: Vgrş = +0,5 V, R1 = 10 kW,
              açıklamak mümkündür: Op-ampın giriş em-
              pedansı çok yüksek olduğundan (+) ve (-)                            Rgb = 100 kW, Vçkş = ?
              uçlarından akım akmadığı kabul edilirse, (+)                        Çözüm
              ve (-) giriş uçları arasındaki gerilim farkı da 0
                                                                                             Rgb
              volt olacaktır. Bu nedenle op-amplarda devreye                      AV = -            = 100/10 = -10
              giren akım, op-ampa girmez şeklinde bir kabul                                   R1
              yapılarak hesaplama yapılır.                                        Vçkş = -Av.Vgrş = -10.0,5 = -5 V
                Op-ampın girişi akım çekmediği için şekil
              22'de verilen devrede "x" noktasının şaseye                          c. Op-amplı faz çevirmeyen (evirmeyen,
              göre potansiyel farkı Vx = 0 V olarak kabul                          non-inverting) yükselteç devresi
              edilebilir. Başka bir deyişle "x" noktası "zahirî
                                                                                   Şekil 23'te verilen devrede giriş ile çıkış
              toprak" olarak nitelenir. Bu nedenle,
                                                                                sinyalleri aynı fazlıdır (polaritelidir). Faz
                Igrş=Igb eşitliği yazılabilir. Bu denkleme göre                 çevirmeyen yükseltecin giriş ucunun empedansı
              girişten gelen akım Rgb direnci üzerinden                         (direnci) yaklaşık 100 MW olup çok yüksektir.
              akacaktır.                                                        Bu nedenle girişe bağlanan sinyal kaynağından
                R1 direnci üzerinden akan I grş akımının                        (sinyal jeneratörü, mikrofon vb.) akım çekilmez.
              denklemi,
                         Vgrş - Vx
                Igrş =                  'tir. Vx gerilimi 0 V olduğundan
                                R1
                         Vgrş                                                                                                Vçkş
                             .
                Igrş = R olur.                                                        Vgrş
                        1

                Rgb direnci üzerinden geçen akımın
              denklemini ise,
                       Vx - Vçkş           - Vçkş
                Igb=                   =            şeklinde yazmak müm-
                            R1              R gb                                Şekil 23: Op-amplı faz çevirmeyen yükselteç devresi
              kündür.
                                                                                   İdeal bir op-ampın giriş empedansı sonsuz
                Igrş = Igb olduğuna göre,                                       ohm olduğundan, (+) ve (-) giriş uçları arasından
                Vgrş       - Vçkş                                               geçen akım 0 A olur. Akımın geçmediği bir
                       =               yazılabilir. Bu eşitlikte içler          yerde gerilim düşümü oluşmayacağından (+) ve
                 R1         R gb
                                                                                (-) giriş uçları arasındaki potansiyel fark 0 V
              dışlar çarpımı yapılırsa,                                         olarak kabul edilebilir. İşte bu nedenle Vgrş
                                                                                gerilimi R1 direnci üzerinde düşen gerilime eşit
                -Vçkş.R1 = Vgrş.Rgb elde edilir. Bu eşitlik,                    olur.
                Vçkş            R gb                                               R1 direncinden geçen akımı bulmayı sağlayan
                         =-            şeklinde yazılabilir. Denklemde          denklem,
                Vgrş            R1
                                                                                             Vçkş
              çıkış geriliminin giriş gerilimine oranı                                                   .
                                                                                  IR1 = R + R şeklindedir.
              yükseltecin kazancını (AV) vereceği için,                                  1   2

                                                                           40




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                R1 direnci üzerinde oluşan gerilim ise,
                VR1 = IR1.R1 denklemiyle bulunur.
                Op-ampın giriş uçlarının özelliğinden dolayı
              R1 üzerinde düşen VR1 gerilimi Vgrş gerilimine
              eşit olacağından,                                                                                                      Vçkş
                                                                                                                       x
                Vgrş = VR1                                                          Vg1
                Vgrş = IR1.R1
                                                                                                    Vg2
                            Vçkş
                Vgrş =              .R1 yazılabilir. Bu denklemde
                         R1 + R 2
                                                                                                Şekil 24: Op-amplı faz çeviren
              eşitliğin her iki tarafını Vçkş'a bölersek,                                       toplayıcı yükselteç devresi

                 Vgrş           R1
                        =                                                         Faz çeviren toplayıcı yükselteç devresinde
                Vçkş                          .
                            R 1 + R gb bulunur.                                 toplanacak gerilim sayısı istenildiği kadar
                                                                                artırılabilir. Yani (-) girişe uygulanan sinyal
                                    Vçkş                                        sayısı 2 adet olabileceği gibi 10 adet de olabilir.
                Kazanç, Av =               olduğundan,
                                    Vgrş                                          Şekil 24'te verilen devrede op-ampın (-) girişi
                                                                                akım çekmediğine göre,
                        R1 + Rgb        R1 R gb
                Av =                =      +                                      Igb = IR1+IR2 eşitliği yazılabilir.
                            R1          R1   R1
                            R gb
                Av =1+             denklemi bulunur.
                                                   .                              Dirençler üzerinden geçen akımların denk-
                            R1                                                  lemleri,
                Op-amplı faz çevirmeyen yükselteç devre-
              sinde çıkış geriliminin değeri ise,
                                                                                         Vg1 - Vx
                                                                                  IR1=                ,
                                                                                               R1
                Vçkş = Vgrş.[1+(           )] ya da Vçkş = Vgrş.AV denk-
              lemleriyle hesaplanabilir.                                                 Vg2 - Vx
                                                                                  IR2=                    ,
                                                                                               R2
                Örnek: R1 = 1 kW, Rgb = 10 kW, Vgrş = 2 V
              a. Vçkş=? b. AV=?                                                          Vx - Vçkş
                                                                                  Igb=                               .
                                                                                                          şeklindedir.
                Çözüm                                                                      R gb
                a. Vçkş = Vgrş.[1 + (          )]                                 Şekil 24'te "x" ile gösterilen noktanın şaseye
                                                                                göre potansiyel farkı (gerilimi) 0 V olduğundan
                            = 2.[(1 + (10 / 1)] = 22 V                          dirençler üzerinden geçen akımların denklem-
                b. AV = 1 + (           ) = 1 + (10/1) = 11
                                                          1                     leri,

                Ya da, AV = Vçkş/Vgrş = 22/2 = 11                                        Vg1              Vg 2                Vçkş
                                                                                  IR1=         , IR2=              , Igb= -
                                                                                          R1                  R2              Rgb
                ç. Op-amplı faz çeviren toplayıcı yükselteç
                (summing amplifier) devresi                                       eşitlikleri bulunur.
                Girişe uygulanan sinyalleri (gerilimleri)
              topladıktan sonra yükselten ve yükseltiği sinyali                   Igb = IR1+IR2 eşitliğine akımların denklemleri
              ters çeviren devredir.                                            yazılacak olursa,
                Şekil 24'te verilen devrede görüldüğü gibi
              toplanacak sinyaller op-ampın (-) girişine                               Vçkş         Vg1 Vg 2
                                                                                   -            =      +     ortaya çıkar. Bu denk-
              uygulanmaktadır.                                                           Rgb        R1 R2
                                                                           41




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              lemden Vçkş ifadesi çekilirse,

                                Vg1 Vg 2
                Vçkş = -Rgb.(      +     )
                                R1 R2
                Faz çeviren toplayıcı yükselteç devresinde
                                                                                                                             Vçkş
              girişe bağlanan R1, R2, R3, ... , Rn birbirine eşit
              olarak seçilirse denklem,
                Vçkş = - .(Vg1+Vg2+...+Vgn)                               Vg1                 Vg2

                şeklinde yazılabilir.
                                                                                Şekil 25: Op-amplı fark yükselteci devresi
                Faz çeviren toplayıcı yükselteç devresinin
                                                                         çıkarılırken şu yöntem izlenir:
              çıkış gerilimini hesaplamada kullanılan
              denklemlerdeki (-) işareti, giriş ile çıkış                  Önce (+) giriş ve buraya bağlı dirençler yok
              gerilimleri arasında 180°'lik faz farkı olduğunu           sayılarak (-) girişe gelen sinyalin ters çevrildiği
              belirtir.                                                  düşünülüp buraya gelen sinyale göre çıkış
                                                                         gerilimini hesaplamada kullanılan denklem,
                Örnek: Faz çeviren toplayıcı yükselteç                                R gb
                                                                                 =
                                                                           Vçkş = -            .Vg1 ya da Vçkş = -AV.Vg1
              devresinde Vg1 = + 1 V, Vg2 = -3 V,                                        R1
                Rgb = 220 kW, R1 = 100 kW, R2 = 200 kW
                                                                           şeklinde yazılabilir.
                Vçkş =?
                                                                           Daha sonra (-) giriş ve buraya bağlı dirençler
                                         Vg1 Vg2                         yok sayılarak (+) girişe gelen sinyalin ters
                Çözüm: Vçkş = -Rgb.(        +    )
                                         R1 R2                           çevrilmediği düşünülüp buraya gelen sinyale
                                                                         göre çıkış gerilimini hesaplamada kullanılan
                                      1 + -3 )                           denklem,
                    = -220000.(
                                   100000 200000                                              R gb
                                                                             Vçkş = (1+              ).Vg2 ya da Vçkş = AV.Vg1
                      - 220000 660000                                                         R1
                   =(         +       )
                       100000 200000                                       şeklinde yazılabilir.
                                                                           Ancak şekil 25'te görüleceği gibi op-ampın
                        - 22 66
                   =(       + )= -2,2 +3,3 =1,1 V                        faz çevirmeyen (+) girişine uygulanan sinyal R3
                         10 20                                           direnci üzerinde oluşan Vx gerilimi kadardır.
                                                                           R3 direnci üzerinde oluşan Vx gerilimi,
                Örnek: Faz çeviren toplayıcı yükselteç                     Vx = I.R3 ile bulunur.
              devresinde Vg1 = + 2 V, Vg2 = + 3 V,
                                                                           R3 direncinden geçen akımın bulunmasında
                Rgb = 10 kW, R1 = 10 kW, R2 = 10 kW
                                                                         kullanılan denklem ise,
                Vçkş =?
                                                                                   Vg2
                Çözüm: Vçıkış = - .(Vg1+ Vg2)                              I=                             .
                                                                                               şeklindedir.
                                                                                R2 + R3
                                 = - 10000 .(2+3) = -5 V                   Bu denklem,
                                     10000
                                                                           Vx = I.R3
                d. Op-amplı fark yükselteci (difference                    eşitliğinde I'nın yerine konulursa,
                amplifier) devresi
                                                                                     Vg2
                Girişlere uygulanan sinyallerin farkını bulup              Vx =                            .
                                                                                                .R3 bulunur.
              sonra bu farkı yükselten devredir.                                  R2 + R3

                Şekil 25'te verilen fark yükselteci devresinin
              çıkış gerilimini bulmada kullanılan denklemler               Op-amp faz çevirmeyen yükselteç olarak
                                                                    42




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              çalıştığında R3 direnci üzerindeki Vx gerilimini,                                     R gb                         R gb              Vg2
              gerilim kazancı (AV) kadar yükseltecektir. O                                     =
                                                                                         Vçkş = -          .Vg1 + (1+                     ).(               .R3)
                                                                                                     R1                           R1            R2 + R3
              hâlde,
                             R gb                                                                   R gb                                        R gb
                                                                                               =
                                                                                         Vçkş = -                     1          R gb
                Vçkş = (1+          ).Vg2                                                                  .Vg1 +(           +          ).(                ).Vg2
                             R1                                                                      R1              1 R1
                                                                                                                     (R1 )
                                                                                                                                              R 1 + R gb
                                                                                                                                 (1)



                şeklindeki denklem,                                                                 R gb
                                                                                               =
                                                                                         Vçkş = -          .Vg1 +                                          .Vg2
                             R gb                                                                    R1
                Vçkş = (1+          ).Vx
                             R1                                                                     R gb            R gb
                olarak değiştirilebilir.
                                                                                               =
                                                                                         Vçkş = -          .Vg1 +                .Vg2
                                                                                                     R1              R1
                Bu denklemde Vx değerinin yerine yukarıdaki
                                                                                                  R gb
                 Vg2                                                                     Vçkş =                                     .
                                                                                                         .(Vg2-Vg1) eşitliği bulunur.
                         .R3 değeri yazılacak olursa,                                             R1
               R2 + R3
                                                                                         Örnek: Şekil 25'te verilen fark yükselteci
                             R gbV2                                                    devresinde R1 = 10 kW, R2 = 10 kW, Rgb = 33 kW,
                Vçkş = (1+   ).(       .R )
                           R1 R 2 + R 3 3                                              R3 = 20 kW, Vg1 = 1 V, Vg2 = 2 V olduğuna göre
                eşitliği bulunur.                                                      çıkış gerilimini (Vçkş) bulunuz.
                                                                                         Çözüm
                Fark yükseltecinin iki girişi için bulunan                                          R gb                         R gb            Vg2
              denklemler birleştirilecek olursa,
                                                                                               =
                                                                                         Vçkş = -          .Vg1 + (1+                    ).(          .R )
                                                                                                     R1                          R1            R2 + R3 3
                           R gb                    R gb            Vg2                   Vçkş = 2,43 V
                      =
                Vçkş = -          .Vg1 + (1+               ).(             .R3)
                           R1                       R1           R2 + R3
                                                                                         Örnek: Şekil 25'te verilen op-amplı fark
                Op-amplı fark yükselteci devresinde                                    yükselteci devresinde R1 = 10 kW, R2 = 10 kW,
              R1=R2=R3=Rgb olursa,                                                     Rgb = 33 kW, R3 = 33 kW, Vg1 = 1 V, Vg2 = 2 V
                                                                                       olduğuna göre çıkış gerilimini (Vçkş) bulunuz.
                           R gb                     R gb           Vg2
                Vçkş = -
                      =           .Vg1 + (1+               ).(             .R3)          Çözüm
                           R1                        R1          R2 + R3
                                                                                                  R gb
                                                   Vg2                                   Vçkş =          .(Vg2-Vg1)
                Vçkş = -1.V1 + (1+1).(                   .1)                                      R1
                                                   2
                                                                                                  33
                                       Vg2                                               Vçkş =      .(2-1) = 3,3 V
                Vçkş = -V1 + (2).(             )                                                  10
                                           2
                Vçkş = -Vg1 + Vg2                                                        e. Op-amplı karşılaştırıcı (kıyaslayıcı,
                                                                                         komparatör) devresi
                Vçkş = Vg2 - Vg1                                                         Girişlerine uygulanan gerilimlerin farkını
                denklemi yazılabilir. Bu denkleme göre fark                            alarak yükseltme yapan devredir.
              yükselteci devresinde kullanılan dirençlerin                               Bu tip bağlantıda şekil 26'da görüldüğü gibi
              tümünün değeri aynı olduğunda girişe uygu-                               geri besleme direnci yoktur.
              lanan gerilimlerin farkı çıkışta görülür.                                   Karşılaştırıcı olarak kullanılan op-amplı
                                                                                       devre simetrik çıkışlı güç kaynağıyla
                Op-amplı fark yükselteci devresinde R1=R2                              beslendiğinde,
              ve R3=Rgb olarak belirlenirse,                                             I. (+) girişe uygulanan gerilim (-) girişe
                                                                                       uygulanan gerilime eşit ise, çıkış gerilimi 0 V
                                                                                       olur.
                                                                                  43




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                                                 100 k           R gb

                                                                                                                             10 nF

                 Vg1
                                                                                                                                        Vçkş
                                                                    Vçkş
                                                                                    Vgrş

                                                                                   10 kHz
                   Vref
                zener
                diyot
                                                                                           Şekil 27: Op-amplı integral alıcı devre
                        Şekil 26: Op-amplı karşılaştırıcı devresi
                                                                                              Vgrş
                II. (+) girişe uygulanan gerilim (-) girişe
              uygulanan gerilimden büyük ise, çıkış gerilimi                                     +               +               +
              pozitif yönde maksimum değerde olur.
                                                                                                         -               -
                III. (+) girişe uygulanan gerilim (-) girişe
              uygulanan gerilimden küçük ise, çıkış gerilimi
              negatif yönde maksimum değerde olur.                                            Vçkş


                                                                                             +               +               +
                 Not: Op-ampların karşılaştırıcı özelliğinden                                        -               -
              yararlanılarak sıcaklık, ışık, ses, dokunma ile
              ilgili devreler yapılabilir.
                                                                                  Şekil 28: İntegral alıcı devrenin girişine uygulanan
                                                                                  kare dalganın çıkıştan üçgen dalga olarak alınışı
                Örnek: Şekil 26'da verilen op-amplı
              kıyaslayıcı devresinde (-) girişe uygulanan Vref                    Op-amplı integral alıcı devresindeki R2
              gerilimi 3 V, (+) girişe uygulanan Vg1 gerilimi                   direncinin görevi ise giriş polarma akımlarının
              ise +5 V olduğuna göre Vçkş gerilimi ne olur                      eşit olmamasından kaynaklanabilecek off-set
              yazınız.                                                          geriliminin etkisini ortadan kaldırmaktır.
                                                                                  Op-amplı integral alıcı devresinin, girişine
                Çözüm: Vg1>Vref olduğundan Vçkş gerilimi                        uygulanan kare dalgayı üçgen dalgaya
              yaklaşık +12 V olur.                                              çevirebilmesi için,
                Not: Aslında Vçkş gerilimi 10-12 V olur. 1-2                      I. fgiriş ³ fc=                    olmalıdır. Yani, girişe
              V'luk gerilim op-ampın içinde düşer.
                                                                                uygulanan kare dalga şeklindeki sinyalin
                f. Op-amplı integral alıcı (zaman                               frekansı kritik frekans (fc) değerinden büyük ya
                gecikmeli) devre                                                da kritik frekans değerine eşit olmalıdır.
                Şekil 27'de verilen op-amplı devre, girişine                      II. Devrenin zaman sabitesi (t = R1.Cgb) ile
              uygulanan kare dalgayı üçgen dalga hâline                         girişe uygulanan kare dalga şeklindeki sinyalin
              getirir.                                                          periyodu birbirine eşit ya da yakın bir değerde
                                                                                olmalıdır.
                Matematik dersinde açıklanan integral, bir
              eğrinin altında kalan alandır. Başka bir deyişle                    Eğer yukarıda belirtilen koşullar sağlan-
              kare dalganın integrali üçgen dalgadır.                           mamışsa girişe uygulanan kare dalga biçimli
                                                                                sinyalin integrali alınamaz ve çıkışta üçgen
                Op-amplı integral alıcı devresinde C1 kon-
              dansatörüne paralel bağlı olan Rgb direncinin                     biçimli dalga oluşmaz. Bu durumda devre faz
              görevi giriş uçları arasındaki off-set geriliminin                çeviren yükselteç gibi çalışır.
              op-ampı doyuma sokmasını önlemektir.
                                                                           44




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Örnek: Şekil 27'de verilen integral alıcı dev-rede                    1
              Rgb = 100 kW, Cgb = 10 nF, R1 = R2 = 10 kW'dur.                  = -(         ).0,2.10.10-3 = -2 V
                                                                                   1.10 - 3
              Devrenin girişine 10 kHz'lik bir kare dalga
              uygulanırsa çıkıştan üçgen dalga alınabilir mi?
              Hesaplayınız.                                                    g. Op-amplı türev (differentiator) devresi
                Çözüm                                                          Girişine uygulanan üçgen dalgayı kare
                                                                             dalgaya çeviren devredir.
                İntegral alıcı devrenin kritik frekans değeri,
                                               1
                fc=              =                          =159,2 Hz          Şekil 29'da verilen devrenin, girişine uy-
                                     2.3,14.100.103.10.10-9
                                                                             gulanan üçgen dalgayı kare dalgaya çevire-
                                                                             bilmesi için,
                I. fgiriş ³ fc


                Devrenin girişine uygulanan kare dalganın                                                   Vx
                                                                                                                                     Vçkş
              periyodu,                                                                    220-1000 W       1 mF
                                                                                  Vgrş
                Tgrş = 1/fgrş = 1/10000 = 0,0001 s = 0,1 ms
                Devrenin zaman sabitesi,
                t = R.Cgb=10.103.10.10-9 = 0,1 ms
                                                                                         Şekil 29: Op-amplı türev alıcı devre
                II. Devrenin zaman sabitesi ile girişe
              uygulanan kare dalga şeklindeki sinyalin                                   +Vgrş
              periyodu birbirine eşit çıkmıştır.
                                                                                                        +                   +
                Bu sonuçlara göre devrenin girişine
              uygulanan kare dalga çıkıştan üçgen dalga                                                             -
              olarak alınır. Yani devre integral alıcı olarak                            -V grş
              çalışır.                                                                   +Vçkş

                                                                                                             +
                Op-amplı integral alıcı devresinde herhangi
              bir süre sonra çıkıştan alınan üçgen dalganın                                       -                     -
              gerilim değerini hesaplamak için,                                          -V çkş

                Vçkş = -[        ].Vgrş.t                                      Şekil 30: Türev alıcı devrenin girişine uygulanan
                                                                               üçgen dalganın çıkıştan kare dalga olarak alınışı

                ya da
                Vçkş = -( ).Vgrş.t                                             I. fgiriş fc=                       olmalıdır. Yani, girişe
                denklemleri kullanılır.                                      uygulanan kare dalga şeklindeki sinyalin
                Yukarıda verilen denklemlerde,                               frekansı kritik frekans (fc) değerinden küçük ya
                t: Saniye,                                                   da kritik frekans değerine eşit olmalıdır.
                t = R.C zaman sabitesidir.                                     II. Devrenin zaman sabitesi (t = Rgb.C1) ile
                                                                             girişe uygulanan üçgen dalga şeklindeki sinyalin
                Örnek: Şekil 27'de verilen integral alıcı dev-               periyodu birbirine eşit ya da yakın bir değerde
              resinde R1 = 10 kW, C1 = 100 nF Vg1 = 0,2 V ise,               olmalıdır.
              10 ms sonra çıkış gerilimi ne olur? Hesaplayınız.
                                                                               Eğer yukarıda belirtilen koşullar sağlan-
                Çözüm                                                        mamışsa girişe uygulanan üçgen dalga biçimli
                t = R1.C1 = 10.103.100.10-9 = 1.10-3 s                       sinyalin türevi alınamaz ve çıkışta kare biçimli
                Vçkş = -( ).Vgrş.t                                           dalga oluşmaz. Bu durumda devre faz çeviren
                                                                             yükselteç gibi çalışır.
                                                                        45




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Örnek: Şekil 29'daki devrede girişe 1 kHz'lik               devreler yapılamamaktadır. Çünkü 1N4001
              üçgen dalga uygulandığında çıkıştan kare dalga                olarak bilinen silisyumdan yapılmış diyodun
              alınabilir mi? Hesaplayınız.                                  iletime geçebilmesi için en az 0,6 V (600 mV)'a
                Çözüm                                                       gerek vardır. Buna göre, 1N4001 ile yapılan
                                                                            doğrultmacın 600 mV'un altında DC gerilim
                                          1                                 vermesi mümkün değildir. (Germanyumdan
                fc=         =
                                2.3,14.1.103.100.10 -9                      yapılmış diyotların iletime geçme gerilimi ise
                                                                            0,2 V dolayındadır.)
                            = 1592,3 Hz
                                                                               İşte bu nedenle op-amplar kullanılarak düşük
                                                                            voltajlı DC üreteçleri yapılmaktadır.
                fgrş=1 kHz = 1000 Hz
                fc = 1592,3 Hz                                                                  R2                       Vçkş
                fgrş fc koşulu sağlanmıştır.
                                           .
                                                                             Vgrş

                Türev alıcı devrenin zaman sabitesi,                                                           x
                                                                                    Vref
                t = Rgb.C1=10.103.100.10-9 = 1 ms
                Türev alıcı devrenin girişine uygulanan üçgen                              R3
              dalganın periyodu,
                Tgrş = 1/fgrş = 1/1.103 = 1 ms
                                                                                       Şekil 31: Op-amplı hassas yarım
                Girişe uygulanan üçgen dalganın periyo-                                dalga doğrultmaç devresi
              duyla, devrenin zaman sabitesi birbirine eşittir.
                                                                               Şekil 31'de verilen devre, düşük voltajlı AC
                Bu sonuçlara göre devrenin girişine uygu-                   gerilimleri DC'ye çevirebilir. Bu devrenin giriş
              lanan üçgen dalga çıkıştan kare dalga olarak                  sinyali op-ampın (-) girişinden uygulandığı için
              alınır. Yani devre türev alıcı olarak çalışır.                faz çeviren karşılaştırıcı yükselteç gibi çalışır.
                                                                            Bu tür çalışmada,
                Op-amplı türev alıcı devresinde herhangi bir                   Vgrş > Vref ise Vx = -V
              süre sonra çıkıştan alınan kare dalganın gerilim                 Vgrş < Vref ise Vx = +V olur.
              değerini hesaplamak için,
                                                                               Vgrş sinyalinin pozitif alternansında çıkış
                                   Vgrş                                     geriliminin polaritesi (-) olur. Yani "x"
                Vçkş = -Rgb.C1.(          )
                                    t                                       noktasının gerilimi 0'dan küçük olur. Bu
                                                                            durumda D1 diyodu kesimde kalırken, D2 diyodu
                denklemi kullanılır.
                                                                            iletime geçer. D2 iletime geçince çıkıştan girişe
                                                                            negatif geri besleme olur. Op-ampın faz çeviren
                Örnek: Rgb = 10 kW, C1 = 100 nF, Vgrş = 4                   (-) girişinin potansiyeli yaklaşık 0 V olduğundan
              voltken 8 ms sonra çıkış gerilimi kaç volt olur?              "x" noktasında -0,6 V görülür.
              Hesaplayınız.                                                    Vgrş sinyalinin negatif alternansında çıkış
                                                      Vgrş                  geriliminin polaritesi (+) olur. Yani "x"
                Çözüm: Vçkş = -Rgb.C1.(                        )            noktasının gerilimi 0'dan büyük olur. Bu
                                                           t
                                                                            durumda D1 diyodu iletime geçerken, D2 diyodu
                                                  4                         kesime gider. D1 iletime geçince R2 direnci
                = -10.103.100.10-9.(                   )   = - 0,5 V
                                              8 .10 -3
                                                                            üzerinden devrenin girişine geri besleme olur.
                                                                            Aynı zamanda çıkıştan girişle aynı genlikte
                ğ. Op-amplı doğrultmaç devreleri                            ancak ters fazlı bir DC gerilim alınır.
                I. Op-amplı hassas yarım dalga doğ-                            Op-amp kullanılarak yapılan yarım dalga
                rultmaç devresi                                             doğrultmaç devresiyle girişe uygulanan
                Sadece diyotlarla yapılan doğrultmaç                        mikrovolt düzeyindeki AC sinyalleri bile
              devreleriyle milivolt düzeyinde DC çıkış veren                doğrultmak mümkündür.
                                                                       46




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                    R4            Vgrş                   10 k
                                                                                                 R6
                                      R2                            10 k                                 +12 V        Vçkş
                                                                                            -2           7
                                                                  R5 5 k            Vç1          741         6
                                      10 k
                                                         D1                                 +3           4     osilaskop
               Vgrş    R1                       +12 V    1N4001                                          -12 V kanal 2
                                     -2         7
                      10 k                          6
                                          741
               osilaskop
                                     +3         4                                           R7
               kanal 1
                                                -12 V    1N4001
                                                                                            3.2 k
                                                         D2
                             R3                                                              (2.2+1 k)

                             5.6 k

                                            Şekil 32: Op-amplı tam dalga doğrultmaç devresi

                II. Op-amplı tam dalga doğrultmaç devresi                istenmeyen bir durumdur.
                Şekil 32'de verilen devre, op-amplı yarım                   Not: Pasif filtreler temel elektronik bilgisi
              dalga doğrultmaç ile op-amplı faz çeviren                  kitabında açıklanmıştır.
              toplayıcı yükselteç devresinin birleşiminden                  Op-amplar kullanılarak yapılan aktif
              oluşmuştur.                                                filtrelerde ise giriş sinyallerinde zayıflama değil
                Giriş sinyali pozitif polariteli olduğunda               yükselme olmaktadır.
              birinci op-ampın çıkışı 0 V olur. İkinci op-ampın             Op-amplı aktif filtrelerin iyi yönleri şunlardır:
              girişine R4 üzerinden gelen pozitif polariteli
              sinyal yükseltilip ters çevrilerek negatif yönlü                 Filtrenin geçirgen olduğu frekanslarda
              olarak çıkışa aktarılır.                                   herhangi bir zayıflama olmaz. Çünkü devredeki
                                                                         op-amp, giriş sinyallerini yükselterek çıkışa
                Giriş sinyali negatif polariteli olduğunda
                                                                         aktarır. Pasif süzgeçlerde ise ise süzgecin
              birinci op-ampın çıkışı pozitif maksimum olur.
                                                                         geçirgen olduğu frekanslarda az da olsa sinyal
              Birinci op-ampın çıkışından gelen pozitif
                                                                         zayıflaması olmaktadır.
              polariteli sinyal ile R4 direnci üzerinden gelen
              negatif polariteli sinyal ikinci op-amp tarafından              Aktif filtrelerde bobin kullanılmadığından,
              toplanır. Dikkat edilirse bu anda ikinci op-ampın          üretilmeleri kolaydır.
              girişine pozitif ve negatif polariteli iki sinyal               Aktif filtrelerin giriş empedansı çok yüksek,
              gelmektedir.                                               çıkış empedansı çok düşük olduğundan, girişe
                Birinci op-ampın çıkışından gelen pozitif                ve çıkışa bağlı olan devrelerin sinyallerinde
              polariteli sinyal, R4 direnci üzerinden gelen              bozulma olmaz.
              negatif polariteli sinyalden büyüktür. (R4 direnci            Op-amplı aktif filtrelerin olumsuz yönleri ise
              R5 'ten büyük seçildiği için.) Dolayısıyla                 şunlardır:
              toplayıcı olarak çalışan ikinci op-ampın girişine               Pasif filtreler DC besleme kaynağına gerek
              pozitifliği fazla olan bir sinyal uygulanmış               duymaz. Aktif filtrelerde (süzgeçlerde) ise DC
              olacaktır. İşte bu sayede op-ampın çıkışından              besleme kaynağına gerek vardır.
              yine negatif polariteli bir sinyal alınır.                      Aktif filtrenin yapısındaki op-ampın bant
                                                                         genişliği sınırlı olduğundan her frekansta
                h. Op-amplı aktif alt geçiren (low pass) ve              çalışabilen filtre yapmak zordur.
                üst geçiren (high pass) filtre devreleri
                Yalnızca direnç, kondansatör ve bobin                      I. Op-amplı alçak (low) frekansları
              kullanılarak yapılan filtrelere pasif filtre denir.          geçiren aktif filtre devresi
              Bu tip devreler basit yapılıdır ancak, kendilerine
                                                                           Şekil 33'te verilen devrede op-amp faz
              uygulanan sinyalleri bir miktar zayıflatırlar. Bu
                                                                    47




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                 C2
                           Vgrş
                   2 V(t-t)
                   100 Hz                                               Vçkş
                   10 kHz
                                  R1        R2
                                                                   Rb


                                            C1                     Ra                 Örnek: Şekil 33'teki devrede R1=R2=1 kW,
                                                                                    C1=C2=0,1 mF, Ra=10 k, Rb=5,6 kW olduğuna göre,
                      AV
                                                                                      a. Devrenin kesim frekansını bulunuz.
               1,5
               1,25                                                                   b. Devrenin hangi frekans aralığındaki
               1                                                                    sinyalleri çıkışa aktardığını yazınız.
                                                                                      c. Devrenin karakteristiği "geçirgen olduğu
               0,75
               0,50
               0,25
                                  BG (BW)                                           frekans aralığında" düzgün müdür?
                                                                    f (kHz)

                       0,1 0,2    0,5   1         1,5
                                                      fc
                                                           2   5        10
                                                                                      Çözüm

                     Şekil 33: Op-amplı alçak frekansları geçiren filtre                      1                 1
                                                                                      a. fc= 2pR C =                         =1,6 kHz
                     devresi ve devrenin kazancının giriş sinyalinin                           1   1   2.3,14.1.103.0,1.10-6
                     frekansı yükseldikçe azalışını gösteren eğri
                                                                                      b. Bu sonuca göre devre 0-1,6 kHz arasındaki
                                                                                    frekansa sahip giriş sinyallerini çıkışa aktarır.
              çevirmeyen yükselteç olarak çalışmaktadır.
                                                                                           Rb
                Bu devrenin kesim frekansı,                                           c.      =0,56      » 0,58 olduğundan, devre
                                                                                           Ra
                              1                                                     geçirgen olduğu bölgede düzgün bir karak-
                   fc=                                           .
                                       denklemiyle hesaplanabilir.
                         2π R1R 2 C1C2                                              teristiğe sahiptir.
                   Devrede R1=R2, C1=C2 seçildiğinde denklem,
                                                                                       II. Op-amplı yüksek (high) frekansları
                              1
                   fc= 2pR C şeklinde yazılabilir.
                                                 .                                     geçiren aktif filtre devresi
                              1   1
                                                                                       Şekil 34'te verilen yüksek frekansları geçiren
                Aktif filtrenin geçirgen olduğu bölgede                             filtre devresi, şekil 33'teki alçak frekansları
              frekans karakteristiğinin düz olabilmesi için op-                     geçiren filtreye çok benzer. Sadece direnç ve
              ampın kazancı 1,58 olmalıdır. Buna göre,                              kondansatörler yer değiştirmiştir.
                                  Rb                                                  Yüksek frekansları geçiren devrede giriş
                   AV=1+             =1,58
                                  Ra                                                sinyalinin frekansı 100, 500, 1000, 1500, 2000,
                   Buradan da,                                                      3000, 4000, 5000 ve 10000 Hz yapılarak çıkış
                                                                                    geriliminin değeri ölçüldüğünde, frekans
                   Rb
                      =0,58 olmalıdır.
                                     .                                              yükseldikçe gerilim değerinin aşağıdaki
                   Ra                                                               çizelgede görüldüğü gibi 2,9 V, kazancın ise 1,5
                Op-amplı alçak frekansları geçiren devrede                          seviyesine çıktığı görülür.
              girişe tepeden tepeye genliği 2 V, frekansı 100 Hz
              olan bir AC sinyal uygulandığında çıkıştan
              tepeden tepeye değeri 3 V, frekansı 100 Hz olan
              bir sinyal alınır.
                Giriş sinyalinin frekansı 100, 200, 500, 1000,
              1500, 2000, 5000 ve 10000 Hz yapılarak çıkış
              geriliminin değeri ölçüldüğünde, frekans
              yükseldikçe gerilim değerinin aşağıdaki
              çizelgede görüldüğü gibi 0,08 V, kazancın ise
              0,04 seviyesine indiği görülür.
                                                                               48




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                                               Vgrş

                  Vgrş                                                                 R2
                                                                      Vçkş
                                                                                                 R s1
                                                                                                                               Vçkş

                2 V(t-t)
                100 Hz
                10 kHz                                                                 R1                             R3
                                                                                                        R s2


                         AV
                  1,5

                                                                                      Şekil 35: Op-amplı voltaj regülatörü devresi

                   1

                                           BG (BW)                                gerilimi 3 V oluncaya kadar yükselir. Yükseliş,
                                                                                  V1'in gerilimi 3 V olunca durur. Çünkü, op-amp
                 0,50                                                             çıkışının daha fazla yükselerek V1 geriliminin
                                                                                  +3 V'un üzerine çıkması durumunda eksi (-)
                                                                   f (kHz)
                   0                                                              girişin gerilimi artı (+) girişin geriliminden daha
                           1       2        3    4   5           10
                                                                                  pozitif olacağından kıyaslayıcı olarak çalışan
               Şekil 34: Op-amplı yüksek frekansları geçiren filtre               op-ampın çıkışı hemen düşüşe geçer.
               devresi ve devrenin kazancının giriş sinyalinin
               frekansı yükseldikçe artışını gösteren eğri                          V1 noktasının gerilimi 3 V'un altına düşecek
                                                                                  olursa op-amp yine kıyaslayıcı olarak çalışmaya
                Örnek: Şekil 34'teki devrede R1=R2=1 kW,                          başlar ve çıkışı hemen 3 V düzeyine yükseltir.
              C1=C2=0,1 mF, Ra=10 kW, Rb=5,6 kW olduğuna göre,
                a. Devrenin kesim frekansını bulunuz.
                                                                                    Şekil 35'te verilen op-amplı gerilim regülatörü
                b. Devrenin hangi frekans aralığındaki                            devresinde Vçkş gerilimini R1 ve R2 dirençlerinin
              sinyalleri çıkışa aktardığını belirtiniz.                           değerini değiştirerek ayarlamak mümkündür.
                Çözüm                                                               Rs1 ve Rs2 dirençleri ise op-ampın girişlerini
                               1                    1                             korumak için kullanılmıştır.
                a. fc= 2pR C =                                   =1,6 kHz
                               1       1   2.3,14.1.103.0,1.10-6
                b. Bu sonuca göre devre 1,6 kHz ile op-amp                          i. Op-amplı logaritmik yükselteç devresi
              özelliklerinin (slew-rate parametresinin)                              Şekil 36'da verilen devreye dikkat edilirse faz
              belirlediği üst sınır arasındaki frekans bandını                    çeviren yükseltece benzediği görülür. Tek fark,
              geçirir.                                                            geri besleme direnci yerine NPN tipi bir
                                                                                  transistörün bağlanmış olmasıdır. Bu bağlantı
                 ı. Op-amplı voltaj (gerilim) regülatörü                          sayesinde T1 transistörünün B-E birleşimindeki
                 devresi                                                          polarma gerilimden yararlanılarak logaritma
                 Şekil 35'te verilen devrede Vgrş gerilimi 0 V'tan                işlemi yapılmaktadır.
              itibaren artırılırsa çıkışta oluşan gerilim de artış                   Logaritmik yükselteçler, analog esaslı
              gösterir.                                                           bilgisayarlarda matematiksel işlemler yapmada
                 Çıkış gerilimi 3 V'un altındayken zener diyot                    kullanılmaktadır.
              yalıtımdadır. Çıkışta oluşan gerilimin değeri 3                        Transistörün B-E eklemindeki gerilimin
              voltu geçince zener diyot iletime geçerek                           denklemi,
              üzerinde hep 3 V'luk gerilim düşümü oluşturur.
                                                                                    Vçkş = VBE = (60 mV).Log (             )
                İşte bu 3 V'luk zener diyot gerilimi op-ampın
              3 numaralı (+) girişi için referans gerilimi (Vref)
              görevini yapar.                                                       şeklinde yazılabilir.
                Op-ampın çıkış gerilimi, V 1 noktasının
                                                                             49




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                         Vgrş          0,56
                                         IC
                                                                                  IC =    R1
                                                                                                 = 5,6.103 =0,1 mA = 1.10-4 A

                                                                                                                1.10-4
                                                                                  Vçkş=(60 mV).log (                    )
                                                                                                                1.10-13

                                                                    Vçkş
                                                                                      =(60 mV).Log 109
                              Vgrş                                                log 109 = 9 olduğundan, Vçkş = 540 mV olur.

                                                                                  Giriş 5,6 V yapıldığında ise,
                Şekil 36: Op-amplı logaritmik yükselteç devresi
                                                                                         Vgrş          5,6
                                          Vgrş                                    IC =    R1
                                                                                                 = 5,6.103 =1 mA = 1.10-3 A
                Denklemde IC =                         .
                                                   'dir.
                                              R1
                                                                                                                 1.10 -3
                Içkş akımı sabit olup oda sıcaklığında 1.10-13                    Vçkş= (60 mV).log (                    )
                                                                                                                 1.10-13
              amper dolayındadır.
                                                                                      = (60 mV).Log 1010
                Logaritmik yükselteçte, Vgrş gerilimindeki ve
                                                                                  log 1010 = 10 olduğundan, Vçkş = 600 mV olur.
              dolayısıyla IC akımındaki doğrusal değişimler,
              çıkışta ve B-E ekleminde logaritmik bir artışa
              neden olmaktadır.
                Yukarıda verilen denklemdeki logaritma 10
              tabanlıdır. Vgrş geriliminde 10 katlık bir artış                                                                  Vçkş
              olduğunda kolektör akımını da 10 kat artar.

                Log 10 = 1 olduğundan çıkışta da 10 kat artış
              olur.                                                                 C
                Vgrş gerilimi 100 kat artırıldığında çıkışta,
                60.2 = 120 mV'luk artış gerçekleşir.

                                                                                  Şekil 37: Op-amplı kare dalga üreteci devresi
                 Örnek: R1= R2 = 5,6 k, Vgrş = 0,056 V oldu-
              ğunda,                                                              j. Op-amplı kare dalga üreteci (astable
                 a. Vçkş gerilimini bulunuz.                                      multivibratör) devresi
                 b. Vgrş 10 kat artırılarak 0,56 V, 100 kat artı-                 Şekil 37'de verilen devrede op-amp kı-
              rılarak 5,6 V yapılırsa Vçkş ne olur? Bulunuz.                    yaslayıcı (karşılaştırıcı) olarak çalışmaktadır. İlk
                                                                                anda (+) girişteki gerilimin daha pozitif
                 Çözüm
                                                                                olduğunu varsayalım. Bu durumda Vçkş gerilimi
                a. Vçkş=VBE=(60 mV).Log                                         pozitif maksimum değerdedir.
                                                                                  B noktasının gerilimi,

                       Vgrş        0,056                                                        Vçkş
                IC =          =           =0,01     mA = 1.10-5 A                 VB =                   .R2 kadardır.
                                                                                                                     .
                        R1        5,6.103                                                  R1 + R2

                                                   1.10 -5
                                                                                  Bu sırada C kondansatörü Rgb direnci üze-
                Vçkş = (60 mV).log (                       )                    rinden dolmaktadır. Kondansatörün A nokta-
                                                   1.10-13
                                                                                sındaki gerilim B noktasının gerilimine eşit
                    = (60 mV).Log 108
                                                                                olduğunda Vçkş gerilimi eksi (-) polariteli olur.
                log 108 = 8 olduğundan, Vçkş = 480 mV olur.                       Çıkışın eksi (-) polariteli olması A noktasında
                                                                                ve kondansatör üzerinde bulunan gerilimi de
                b. Vgrş= 0,56 V yapıldığında,                                   eksi (-) polariteli yapar. (Çıkış gerilimi Rgb
                                                                                üzerinden girişe geri besleme yapmaktadır.)
                                                                           50




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Kondansatöre bir öncekinin tersi polaritede                                     değerine ulaştığında kondansatör üzerinde biriken
              bir gerilimin gelmesi bu elemanı deşarj etmeye                                    elektrik yükü A-K uçları arasından geçerek boşalır
              başlar.                                                                           ve devre resetlenir (sıfırlanır). C'nin boşalması
                Kondansatör belli bir sürede deşarj olduktan                                    PUT'un A ucuna gelen gerilimi düşüreceğinden
              sonra bu kez bir öncekinin tersi polaritede tekrar                                bu eleman kesime gider. PUT kesime girince C
              şarj olmaya başlar. Kondansatörün gerilimi A                                      tekrar dolmaya başlar. PUT'un sürekli olarak iletim
              noktasındaki gerilime eşit olduğu anda op-amp                                     ve kesim olması çıkışta testere dişine benzer bir
              çıkışı tekrar konum değiştirir. Devre bu şekilde                                  sinyalin oluşmasını sağlar.
              çalışmasını sürdürür.                                                               Şekil 38-a'daki gerilim kontrollü osilatör
                Şekil 37'de verilen devrenin çıkışına led, röle,                                devresinde giriş ucuna negatif gerilim uygu-
              lâmba gibi alıcılar bağlanarak periyodik çalışan                                  landığından çıkıştan pozitif polariteli testere
              sistemler oluşturulabilir.                                                        dişine benzer bir sinyal alınır. Başka bir deyişle
                                                                                                devre integral alıcı gibi çalışır.
                k. Op-amplı gerilim kontrollü osilatör
                devresi
                                                                                                  Not: PUT'un yapısı ve çalışma ilkesi hakkında
                Şekil 38-a-b'de verilen op-amplı gerilim
                                                                                                bilgi almak için endüstriyel elektronikle ilgili
              kontrollü, testere dişi biçiminde sinyal üreten
                                                                                                kitaplara bakınız.
              osilatör devresinde geri besleme elemanı olarak
              PUT ve kondansatör kullanılmıştır.
                                                                     10 k
                                                                                                  l. Op-ampların lojik (mantık) kapı
                                      2N6027           G
                                                                R2                                elemanı olarak kullanılması
                                       PUT
                                             K         A                    Vp                    Op-amp kullanılarak VE (AND) VEYA (OR),
                                                      C
                                                                            7,5 V
                                                                                                VEDEĞİL (NAND), VEYADEĞİL (NOR)
                                   R1             1-10 nF                                       mantık (lojik) kapılarını yapmak mümkündür.
                                                 +
                                                                                                Şimdi bunları inceleyelim.
                                   100 k         741
                            -                                     Vçkş
                     Vgrş         1-3 V           -
                                                                                                              +Vcc
                            +                                                                                           +Vcc
               (a)
                                                                            +15 V

                                                                            R3      10 k                                LM1900
                                                                                                     24 k
                                                                                                 A                               Y=A.B
                                             2N6027                         +7,5 V                               47 k
                                             PUT                                                     24 k
                                                                                                 B
                            -15 V                                           R 4 10 k
                                                            C                                               Şekil 39: LM1900 op-amplı VE (AND)
                        R1                                 1-10 nF                                          kapı devresi ve doğruluk çizelgesi
                                   68 k

                                                       +15 V
                      Vgrş                                                                        I. Op-amplı VE (AND) kapısı
                                     100 k            741                   Vçkş
                                                                                                  Şekil 39'da verilen LM1900 op-amplı VE kapı
                        R2         10 k                   -15 V                                 devresinde A ve B girişlerine +VCC gerilimi
               (b)                                                                              kadar bir voltaj uygulandığında çıkış ucundan
                                Şekil 38: Op-amplı gerilim                                      +VCC gerilimi alınır.
                                kontrollü osilatör devresi                                        Şekil 40'ta verilen LM139 op-amplı VE kapı
                                                                                                devresinde ise giriş uçlarının her ikisine +VCC
                PUT adlı elemanın A ucuna uygulanan gerilim
                                                                                                değerinde gerilim uygulandığında çıkış +VCC
              G ucuna uygulanan gerilimden 0,6-0,7 V fazla
                                                                                                düzeyinde olur.
              olduğunda A'dan K'ya doğru akım geçirir.
              Örneğin PUT'un G ucuna 2 V uygulanmışsa, A
              ucuna uygulanan gerilim 2,6 V olduğunda A'dan                                       II. Op-amplı VEYA (OR) kapısı
              K'ya akım geçişi olur.                                                              Şekil 41'de verilen LM1900 op-amplı VEYA
                Gerilim kontrollü osilatör devresinin çıkış                                     kapı devresinde A ve B girişlerinden herhangi
              geriliminin seviyesi PUT'un iletime geçme                                         birisine +VCC düzeyinde bir gerilim uygu-
                                                                                           51




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                  +Vcc                                +Vcc
                                                   39 k                                                             +Vcc
                              1k
                                                                                                      75 k
                                                +Vcc             3k


                                                                                                                    LM1900
                                                                                        24 k           47 k
                    100 k
                                                LM139                           A
                                                                                                                             Y=A.B
               A                                               Y=A.B                    24 k
                                                                                B
                    100 k
               B                     1k
                                                                                     Şekil 43: LM1900 op-amplı VEDEĞİL
                                                                                     (NAND) kapı devresi ve doğruluk çizelgesi
                        Şekil 40: LM139 op-amplı VE (AND)
                        kapı devresi ve doğruluk çizelgesi
                                                                                                         +Vcc
                                   +Vcc                                                        150 k
                                                                                                                +Vcc
                        150 k
                                           +Vcc
                                                                                                               LM1900
                                                                                               75 k
                                                                                    A                                   Y=A+B
                                        LM1900                                                 75 k
                       75 k                                                         B
               A
                                                   Y=A+B

               B
                       75 k                                                         Şekil 44: LM1900 op-amplı VEYADEĞİL
                                                                                    (NAND) kapı devresi ve doğruluk çizelgesi
                    Şekil 41: LM1900 op-amplı VEYA (OR)
                    kapı devresi ve doğruluk çizelgesi                          IV. Op-amplı VEYADEĞİL (NOR) kapısı
                                                        +Vcc                    Şekil 44'te verilen LM1900 op-amplı
                        1k                200 k
                                                       3k
                                                                              VEYADEĞİL kapı devresinde sabit gerilim faz
                                     +Vcc
                                                                              çevirmeyen girişe uygulanmıştır. Devrede
                                                                              tersleyen girişteki direnç değerleri, terslemeyen
                     100 k              LM139
               A                                  Y=A+B                       girişteki direncin yarısı kadar seçilmiştir.
                B
                                                                                Devrenin A ve B girişlerine 0 voltluk bir geri-
                     100 k         1k                                         lim uygulandığında çıkıştan +VCC değerinde bir
                                                                              gerilim alınır.
                    Şekil 42: LM139 op-amplı VEYA (OR)
                    kapı devresi ve doğruluk çizelgesi
                                                                                Girişlerin herhangi birisine ya da ikisine
                                                                              birden +VCC değerinde bir gerilim uygulan-
              landığında çıkış +VCC seviyesinde olur.                         dığında ise faz çeviren girişin gerilimi faz
                Şekil 42'de verilen LM139 op-amplı VEYA                       çevirmeyen girişin geriliminden büyük olaca-
              kapı devresinde ise A ve B girişleri 0 voltken                  ğından çıkıştan 0 voltluk gerilim alınır.
              faz çeviren giriş ucunun gerilimi yüksek olur                                                                     Vgrş
                                                                                                                +12 V
              ve çıkıştan 0 V alınır. Giriş uçlarının herhangi
              birisine +V CC değerinde gerilim uygulan-                                                       741                    +       t (s)
              dığında faz çevirmeyen giriş ucunun gerilimi                                                              Vçkş
                                                                                                                                         -
              faz çeviren girişin geriliminden yüksek                                                         -12 V             Vçkş
              olacağından çıkış +VCC düzeyinde olur.                                                                                 +        t (s)
                                                                                    Vgrş
                                                                                                                                         -
                III. Op-amplı VEDEĞİL (NAND) kapısı
                                                                                    Şekil 45: Op-amplı sıfır seviye dedektörü
                Şekil 43'te verilen LM1900 op-amplı VE-                             devresi ve devrenin giriş-çıkış sinyalleri
              DEĞİL kapı devresinde A ve B girişlerinin her
              ikisine de +V CC düzeyinde bir gerilim                            m. Op-amplı sıfır seviye dedektörü devresi
              uygulandığında çıkıştan 0 voltluk bir gerilim                     Şekil 45'te verilen devrede faz çeviren (-) giriş
              alınır.                                                         şaseye bağlanmış ve sinüsoidal biçimli giriş
                                                                              sinyali faz çevirmeyen (+) girişe uygulanmıştır.
                                                                              Bu devre op-amplı karşılaştırıcı devreye çok
                                                                         52




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              benzer.
                                                                                      +
                 Devrede geri besleme direnci kullanılmadığı                  Vgrş                                                   Vçkş               +
                                                                                             -                 741
              için girişlerdeki en ufak gerilim farkı çıkışın
                                                                                                                                                -
              değerinin maksimum olmasını sağlar.
                Girişe uygulanan sinüsoidal biçimli sinyalin                                 R1                             2,2 k
                                                                                                                    R2
              polaritesi pozitif olur olmaz çıkış gerilimi                                  10 k
              pozitif maksimum olur. Giriş sinyalinin                           Şekil 47: Op-amplı schmitt tetikleyici
              polaritesi negatif olur olmaz ise çıkış gerilimi                  ve devrenin giriş-çıkış sinyalleri
              negatif maksimum olur.
                Sonuç olarak şekil 45'te verilen devre                      aşınca çıkış durum değiştirir ve pozitife gider.
              sinüsoidal ya da üçgen biçimli bir sinyalin kare                                   æ     R1           ö     æ    2200     ö
                                                                              VUTP =Vmaks ç                         ÷ =18 ç             ÷ =3,25 V
              dalgaya dönüştürülmesinde kullanılabilir.                                   ç        R 1 + R gb       ÷     è 2200 +10000 ø
                                                                                                 è                  ø
                      +V                                                                           æ       R1       ö        æ           2200       ö
                      R1
                                           Vref                               VLTP =-Vmaks ç R
                                                                                           ç               + R gb
                                                                                                                    ÷
                                                                                                                    ÷
                                                                                                                        =-18 ç 2200 +10000 ÷ =-3,25 V
                                                                                                                             è             ø
                              +V                   +                                               è   1            ø
                                                               t (s)
               Vref                        Vgrş
                                                           -                         Vgrş
                                    Vçkş
                      R2      -V                                                                                                            +3,25 V
                                                   +           t (s)                             +                               +
                                            Vçkş
                           Vgrş                                                                                                                 t (s)
                                                       -
                                                                                                                                            -3,25 V
                                                                                                                -
               Şekil 46: Op-amplı referans gerilimli karşılaştırma
               dedektörü devresi ve giriş çıkış sinyalleri                       Vçkş
                                                                                                                                            +18 V
                n. Referans gerilimli karşılaştırma                                                                     +
                                                                                                                                                t (s)
                dedektörü devresi                                                                                                    -
                                                                                                   -
                Şekil 46'da verilen devrede faz çeviren (-) giriş                                                                           -18 V

              iki adet gerilim bölücü direnç üzerinden devreye                            Şekil 48: Schmitt tetikleme ve
              bağlanarak bu girişe belli bir referans gerilimi                            devrenin giriş-çıkış sinyalleri
              uygulanmıştır.
                                                                              Şekil 48'de giriş sinyalinin alt ve üst eşik
                 Giriş gerilimi Vref değerinden küçükken çıkış
                                                                            seviyesini aştığı durumlar görülmektedir.
              gerilimi negatif maksimum seviyede olur. Giriş
                                                                              Giriş gerilimi pozitif olduğunda +3,25 voltluk
              geriliminin değeri Vref değerini aştığında çıkış
                                                                            eşik noktasını geçer. Faz çeviren giriş daha
              gerilimi pozitif maksimum değere yükselir.
                                                                            pozitif olduğundan çıkış hızla -18 volta gider.
                                                                              Giriş gerilimi negatif eşik gerilimini geçince
                o. Op-amplı schmitt tetikleme devresi
                                                                            tersleyen giriş daha negatif olduğundan schmitt
                Şekil 47'de verilen devre karşılaştırıcı olarak
                                                                            tetikleyici çıkışı +18 V'a gider. İki eşik
              çalışmaktadır. Pozitif geri besleme ile iki adet
                                                                            arasındaki fark histerisiz olarak adlandırılır.
              "eşik noktası" imkânı sağlanır. Op-ampın 20
              voltla beslendiğini varsayalım. Çıkış gerilimi
              18 volta kayabilir. R1 ve R2 dirençleri çıkış
              gerilimini böler ve terslemeyen girişe uygular.                 C. Op-amplı enstrümantasyon (yardımcı)
                Çıkış pozitif maksimum değerdeyken, gerilim                   yükselteç devreleri
              bölücü dirençler üst eşik noktasını (ÜEN, UTP)
              belirler. Giriş gerilimi bu değerin altında olduğu              1. Tanımı, yapısı ve çalışma ilkesi
              sürece çıkış gerilimi değişmez. Giriş gerilimi                   Yüksek performanslı gerilim yükselteçlerine
              eşik değerini aşınca çıkış durum değiştirir ve                enstrümantasyon yükselteci denir.
              pozitife gider.                                                  Bu devreler aynı zamanda yüksek giriş ve
                Çıkış negatif maksimuma değerdeyken,                        düşük çıkış empedanslı olan fark yüksel-
              gerilim bölücü dirençler alt eşik noktasını                   teçleridir.
              (AEN, LTP) belirler. Giriş gerilimi negatif
              yönde bu değerin altında olduğu sürece çıkış
              gerilimi değişmez. Giriş gerilimi eşik değerini
                                                                       53




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                2. Op-amplı enstrümantasyon yükselteç-                                 c. Op-amplı yüksek ortak mod tepki oranlı
                lerinin kullanım alanları                                              enstrümantasyon yükselteci
                                                                                       Şekil 51'de ortak mod tepki oranlı (CMRR)
                a. Op-amplı yüksek giriş empedanslı
                                                                                     enstrümantasyon yükselteci örneği verilmiştir.
                enstrümantasyon yükselteci
                 Şekil 49'da verilen yüksek giriş empedanslı
                                                                                             Vgrş1
              enstrümantasyon yükselteci devresinin çıkış                                                                    R6
                                                                                                       R1            R2
              ucundan alınan gerilimin denklemi,                                                      45 k                   100 k
                 Vçkş = 101.(Vgrş2-Vgrş1) şeklinde yazılabilir.                                                     10 k
                                                                                                       R3
                                                                                                                    R5               Vçkş
                                                                                                      10 k
                       R1             R2        R3                  R4
                                                                                                       R4           10 k   R7
                       100 k          1k        1k              100 k                                                      100 k

                                                                                                             45 k
                                                                                            Vgrş2
                                                                         Vçkş

                            Vgrş1                    Vgrş2                                   Şekil 51: Yüksek ortak mod tepki oranlı
                                                                                             enstrümantasyon yükselteci devresi

                       Şekil 49: Yüksek giriş empedanslı                                Ortak mod tepki oranı (CMRR), bir op-ampın
                       enstrümantasyon yükselteci devresi                            her iki giriş ucuna da aynı özellikte sinyal
                                                                                     uygulandığında bunları reddetme özelliğidir. Bu
                 Örnek: Şekil 49'da verilen devrede Vgrş1 = 4 mV,                    değer, faz çeviren ve faz çevirmeyen girişe aynı
              Vgrş2 = 8 mV olarak uygulanmıştır. Buna göre                           anda uygulanan bir sinyalin, çıkış sinyaline
              çıkış geriliminin değerini bulunuz.                                    oranına eşittir. CMRR'nin birimi dB (desi-
                                                                                     bell)'dir.
                 Çözüm                                                                  Ortak mod tepki oranlı enstrümantasyon
                 Vçkş = 101.(Vgrş2-Vgrş1) = 101.(8-4) = 404 mV                       yükselteçlerinde parazitik ve gürültülü sinyalleri
                                                                                     atma oranı da büyüktür.
                b. Op-amplı yüksek giriş voltajlı                                       Şekil 51'deki devrede Vgrş1 ve Vgrş2 girişleri op-
                enstrümantasyon yükselteci                                           ampların faz çevirmeyen girişlerine uygu-
                 Şekil 50'de verilen yüksek giriş voltajlı                           lanmıştır. R3 direncinin değeri değiştirilerek
              enstrümantasyon yükselteci devresinin çıkış                            devrenin kazancını ayarlamak mümkündür. İlk
              ucundan alınan gerilimin denklemi,                                     iki op-amp çıkışından alınan sinyaller fark
                 Vçkş = Vgrş1-Vgrş2 şeklinde yazılabilir.                            yükselteci olarak çalışan op-ampa uygulanmıştır.
                                                                                        Devrenin çıkış geriliminin değeri,
                                 R3                            R6
                                                                                        Vçkş=100.(Vgrş2-Vgrş1) denklemiyle bulunabilir.
                                           R4

                 R1
                                    5k     5k                   50 k
                                                                                        Örnek: Şekil 51'de verilen devrede Vgrş1 = 4 mV,
                50 k
                                           R5      50 k
                                                                         Vçkş
                                                                                     Vgrş2 = 5 mV olarak uygulanmıştır. Buna göre
                                                                                     çıkış geriliminin değerini bulunuz.
                 Vgrş1                     Vgrş2          R7
                            R2
                                                          5k                            Çözüm
                            5k
                                                                                        Vçkş = 100.(Vgrş2-Vgrş1) = 100.(5-4) = 100 mV
                         Şekil 50: Yüksek giriş voltajlı ens-
                         trümantasyon yükselteci devresi
                 Örnek: Şekil 50'de verilen devrede Vgrş1 = 12 mV,
              Vgrş2 = 3 mV olarak uygulanmıştır. Buna göre
              çıkış geriliminin değerini bulunuz.
                 Çözüm
                 Vçkş = Vgrş1-Vgrş2 = 12-3 = 9 mV


                                                                                54




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Sorular                                                                 10. Op-ampla rda ba nt genişliği (BG, BW) nedir?
                 1. Fark yükselteci nedir? Tanımlayınız.                             Açıklayınız.
                 2. Fark yükselteçlerindeki RE direncinin görevi nedir?                 11 . Op-a mplarda giriş ve çıkış empedansı nedir?
              Yazınız.                                                               Açıklayınız.
                 3. Tek girişli fark yükseltecinin blok şemasını çiziniz.               12. Op-amplı faz çeviren yükselteç devresini çiziniz.
                 4. Transistörlü tek girişli fark yükseltecinin devre                   13. Op-amplı faz çeviren yükselteç devresinde Vgrş=0,2
              şemasını çiziniz. Birinci girişe sinüsoidal özellikli AC sinyal        V, R1= 22 k, Rgb =220 k olduğuna göre devrenin kazancını
              uygulandığında çıkış sinyallerinin nasıl olduğunu gösteriniz.          (AV) ve çıkış gerilimini (Vçkş) bulunuz.
                 5. Transistörlü tek girişli fark yükseltecinin çalışma                 14. Op-amplı faz çevirmeyen yükselteç devresini çiziniz.
              ilkesini yazınız.                                                         15. Op-amplı faz çeviren toplayıcı yükselteç devresini
                 6. İki girişli fark yükseltecinin iki girişine de aynı fazlı        çiziniz. Devrenin görevinin ne olduğunu yazınız.
              sinyal uygulanması durumunda çıkışlarda neden 0 V                         16. Op-amplı karşılaştırıcı (comparator) devresini çiziniz.
              görüldüğünü açıklayınız.                                               Devrenin görevinin ne olduğunu yazınız.
                 7. Op-amplarda kazanç nedir? Yazınız.                                  17. Op-amplı hassas yarım dalga doğrultmaç devresini
                 8. Geri besleme direnci yokken op-amp kazancı ne olur?              çiziniz. Devrenin görevinin ne olduğunu yazınız.
              Açıklayınız.                                                              18. Pasif ve aktif filtre kavramlarını açıklayınız.
                 9. Op-amplarda off-set gerilimi nedir? Yazınız.
                 Bazı op-amplar (işlemsel yükselteçler)'ın özellikleri

                                                                                                         kılıf A                          kılıf B




                                                                                                          üst                                üst

                                                                                                         kılıf C                          kılıf D




                                                                                                           üst                               üst


                                                                                                        kılıf E                         kılıf F




                                                                                                          üst                               üst


                                                                                                          kılıf G                         kılıf H




                                                                                                           üst                               üst




                   kılıf I             kılıf J           kılıf K                 kılıf L                 kılıf M                kılıf N




                                                           üst                       üst



                    üst                  üst                                                             üst                      üst


                                                                                55




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                  Bölüm 3: Fotoelektronik eleman uygulamaları
                                         (Işığa duyarlı elemanlar ve devreler)
                A. Işık kontrollü röle devreleri




                                                                                                                ultraviyole ışınlar
                1. Fotoelektrik (ışığa duyarlı)




                                                                                             röntgen ışınları
                                                                            gamma ışınları




                                                                                                                                      enfraruj ışınlar




                                                                                                                                                                                  alternatif akım
                                                           kozmik ışınlar




                                                                                                                                                                radyo dalgaları
              elemanlar: İnsan gözü, dalga boyu
              380 nanometreden 780 nanometreye
              kadar olan elektromanyetik dalgaları




                                                                                                                ışık
              ışık olarak algılar. Gözün en yüksek
              duyarlılığı yeşil ile sarı renkleri
              arasındadır. Ultraviyole (mor ötesi),
              ve enfraruj (kızıl ötesi) ışınlar ise
              insan gözü tarafından algılanamaz.

                 Aydınlatma şiddeti kavramı:
                                                                                Şekil 3.1: Elektromanyetik ışınlar ve dalga boyları
              Işık akısının, dikey olarak aydınlanan
              yüzeye oranına aydınlatma şiddeti                                                                                                                      R (W)
              denir. Aydınlatma şiddetinin birimi                                                                                                        1 MW
              lux'tür. (Lux: ışık, parlaklık)
                                                                                                                                                     10 kW

                 Işığa duyarlı eleman çeşitleri                                  100 W                       ışık
                 a. LDR'ler (fotodirenç, light                                                               şiddeti
              dependent resistance): Işıkta az
                                                                                             1 10 100 lux
              direnç, karanlıkta yüksek direnç
              gösteren devre elemanlarına LDR             Şekil 3.2: LDR        Şekil 3.3: LDR'lerin direncinin ışığın
                                                          sembolleri            şiddetine göre değişim eğrisi
              denir. Başka bir deyişle aydınlıkta
              LDR'lerin üzerinden geçen akım
              artar, karanlıkta ise azalır.
                 LDR’lerin karanlıktaki dirençleri
              yaklaşık 1 MW             aydınlıktaki
              dirençleri ise 100 W ile 5 kW
              düzeyindedir. Şekil 3.3'te LDR'lerin
              direncinin ışığa göre değişimine                           Resim 3.1: LDR örnekleri
              ilişkin eğri verilmiştir.
                 LDR'ler, CdS (kadmiyum sülfür), CdSe (kadmiyum selinür), selenyum, germanyum ve silisyum
              vb. gibi ışığa karşı çok duyarlı maddelerden üretilmektedir.
                 LDR yapımında kullanılan madde, algılayıcının hassasiyetini ve algılama süresini belirlemekte,
              oluşturulan yarı iletken tabakanın şekli de algılayıcının duyarlılığını etkilemektedir. LDR'ye gelen
              ışığın odaklaşmasını sağlamak için üst kısım cam ya da şeffaf plastikle kaplanmaktadır.
                 LDR'ler çeşitli boyutlarda üretilmekte olup, gövde boyutları büyüdükçe güç değeri yükselmekte
              ve geçirebilecekleri akım da artmaktadır.
                 Uygulamada yaygın olarak kullanılan bazı LDR tipleri: LDR03, LDR05, LDR07, OPR60...
                 LDR'ler, endüstriyel kumanda sistemlerinde, otomatik gece lambalarında, dijital sayıcılarda,
              brülörlerde, kanın renk yoğunluğunu belirleyen tıbbî cihazlarda, flaşlı fotoğraf makinelerinde,
              hareket dedektörlerinde, zil butonlarında vb. kullanılırlar.

                b. Fotodiyotlar (photodiode, ışığa duyarlı diyot): Üzerine ışık düştüğünde iletken olarak
              katot ucundan anot ucuna doğru akım geçiren elemanlardır.
                Fotodiyotlar doğrultmaç diyotlarına benzerler. Tek fark şekil 3.4'te görüldüğü gibi fotodiyotların
                                                                                   56




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                              Iters (mA-mA)
                              ışık                                    R

                                       mercek
                                                                 10 kW
                                                                               K
                                       gövde

                                                           V = 12 V
                                       P-N
                                       eklemi          -                       A
                                                                                                                ışık şiddeti
                                                                                                                    lüks (lux)




                  Şekil 3.4: Fotodi-                Şekil 3.5: Işığa bağlı olarak fotodiyodun üzerinden geçen akımın eğrisi
                  yodun yapısı


              birleşim yüzeyinin aydınlatılmış (ışık alabiliyor) olmasıdır.
                 Bu elemanlar devreye ters bağlanırlar ve ışık ile ters yöndeki sızıntı akımlarının artması suretiyle
              kontrol yaparlar. Bu kontrol, ışıkla yarı iletkenin kristal yapısındaki bağların bazı noktalarda
              kopması sonucu elektron ve oyukların hareketiyle doğan akımın çoğalmasıyla olur. Şekil 3.5'te
              ışığa bağlı olarak fotodiyotlardan ters yönde geçen akımın değişim eğrisi verilmiştir.
                 Fotodiyotlarda mercekli kısma gelen ışığa göre katotdan anota doğru akan düşük değerli akım
              değişir. Geçen akım, ışığın şiddetine bağlı olarak 100 mA-150 mA, gerilim ise 0,14-0,15 V arasında
              değişmekte olup çok küçüktür.
                 Fotodiyotların çalışma hızı son derece yüksektir (yaklaşık 1 ns ile 0,2 ms). Bu hızlı davranışları
              ve boyutlarının küçük olması sayesinde fiber optik kabloyla veri iletiminde kullanılmaktadırlar.
              Bu elemanlar, hem bir gerilim üreteci hem de ışık algılayıcı olarak kullanılabilir.
                 Fotodiyotlar enfraruj ışınlara karşı da duyarlıdır. Bunu sağlamak için, diyodun gövdesindeki alıcı
              kısmın merceği renkli cam ya da plastikten yapılarak normal ışınların etkide bulunması önlenir.
                 Yaygın olarak kullanılan fotodiyot tipleri: BPW12, BPW20, BPW30, BPW33, BPW34, BPW63,
              BPW65.


                       K               K                                                 BPW 34
                                                                                         BP104                   BPX633
                                                                                                                 BPW 43
                       A               A

                  Şekil 3.6: Fotodiyot sembolleri                     Resim 3.2: Çeşitli fotodiyotlar

                 c. Fotopiller (solar cell, fotosel, güneş pili, photo voltaic cell): Güneş enerjisini (gün
              ışığını) elektrik enerjisine dönüştüren elemanlara fotopil denir.
                 Fotopillerin yapısı ve çalışması şöyledir: Foton absorblanmasıyla (emilmesiyle) oluşan yük
              taşıyıcılar çoğunlukta oldukları bölgelere sürüklenirler. Birleşim yüzeyinden I akımı geçer ve N
              tipi madde eksi (-), P tipi madde ise artı (+) yüklenmiş olur. I akımı, birleşim yüzeyinin ileri
              yönde kutuplaşmasına ve birleşimin gerilim settinin alçalmasına neden olur. Dış devre açık ise
              (alıcı yoksa) P’den N’ye akım geçer ve birleşim yüzeyindeki gerilim setti tekrar yükselir ve P
              bölgesi eksi (-), N bölgesi artı (+) yüklenir. Sonra tekrar foton absorblanarak olay devam eder.
                 Dış devreden akım çekilirse P-N birleşim yüzeyindeki potansiyel, elektronları daha yüksek
              potansiyele çıkaran batarya (pil) rolü oynamaktadır.
                 Enerjisi yeterli bir ışık demeti P-N birleşim yüzeyine düşürülecek olursa, foton, elektronlarla
              karşılaşıp enerji verebilir. Serbest hâldeki elektronlar valans elektronlarının ancak 1/104'ü kadar
                                                                      57




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              olduğundan, bu ihtimal zayıftır. Foton,
              muhtemel (olası) valans elektronu ile
              karşılaşır ve ona enerjisini bırakarak                   +             -
              iletkenlik bandına çıkarır. Valans bandına                                   +                 -
              çıkan elektron arkasında bir boşluk (artı yük)
              bırakır. Sonuç olarak P tipi bölge artı (+), N                 Şekil 3.7: Fotopil sembolleri
              tipi bölge eksi (-) yüklenerek bir elektriksel
              potansiyel farkının oluşmasına yol açar. Bu
              da elektrik akımını doğurur.
                 Foton akısı, birim yüzeyden, birim
              zamanda geçen foton sayısı olarak tanımlanır.
              Işık ışınları (fotonlar) fotopil üzerine
              düştüğünde küçük yarı iletken temelli
              hücrelerde yaklaşık 0,4-0,5 V ve 8-100
              miliamperlik akımın oluşmasını sağlarlar.
                 Güneş pilleriyle 3 V gerilim elde etmek
              isteniyorsa 6 tanesi birbirine seri olarak
              bağlanır. Sistemden alınan akım yükseltilmek
              istendiğinde ise, elemanlar paralel bağlanır.             Resim 3.3: Fotopiller ve fotopil paneli
              Yüksek gerilim ve akım elde etmek için
              yapılmış güneş enerjisi panellerinde yüzlerce                ışık
                                                                                          şeffaf yalıtkan yüzey
              güneş pili seri-paralel bağlı durumdadır.
                                                                                          ince metal ızgara
              Güneş pili üzerine düşen ışığın şiddeti bir                                 kadmiyum (fosfor karışımlı)
              noktadan sonra artırılsa da (örneğin 4000                                   selenyum (bor karşımlı)
              lux’ten sonra) alınan gerilim sabit
              kalmaktadır.                                                               gövde
                 Bu elemanlar, güneş ışığıyla çalışan, saat,                  Şekil 3.8: Fotopilin yapısı
              radyo, TV, hesap makinesi, otomobil, sokak
              lambası, uydu vericisi, uçak vb. gibi
              aygıtlarda kullanılmaktadır.

                d. Fototransistörler: Beyz ucuna ışık
              düştüğünde C-E arasından akım geçişini
              sağlayan elemanlardır. Fotodiyotlardan farklı
              olarak ışıkla üretilen akımı yükseltme
              yaparlar. Bu özellikleri sayesinde                  Resim 3.4: Güneş pili paneliyle çalışan televizyon
              fotodiyotlardan çok üstündürler.
                Üç yarı iletkenin birleşiminden oluşan                                          fotodiyot
              fototransistörlerin C-B uçları arasına
              bağlanmış olan fotodiyoda (şekil 3.10) ışık                                    ışık
              enerjisi (foton) gelebilmesi için beyz ucunun
              bulunduğu kısma mercek şeklinde cam
              yerleştirilmiştir. Mercek, ışığın içeriye
              odaklanarak girmesini sağlamaktadır.
                Fototransistörler iki ya da üç bacaklı olarak      Şekil 3.9: Foto-               Şekil 3.10: Foto-
                                                                   transistör sembolleri          transistörün yapısı
              üretilir. Üç bacaklı olan modellerde mercek
              boyanacak olursa eleman normal transistör hâline geçer. Mercek boyanmaz ve beyz ucu da devreye
              bağlanacak olursa beyze iki etki söz konusu olacağından C-E arasından geçen akımın miktarındaki
              değişme daha fazla olur. İki bacaklı fototransistörlerde (kullanım kolaylığı bakımından) beyz ucu
              dışarıya çıkarılmaz.
                Bu elemanlar, TV, video, müzik seti, klima gibi cihazların uzaktan kumanda devrelerinde, gün
                                                                58




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              ışığına duyarlı olarak çeşitli aygıtların ve
              alarm sistemlerinin çalıştırılmasında vb.
              kullanılmaktadır.
                 Fotodiyotların üzerinden geçirebildiği
              akım mikroamper (mA) düzeyindedir.
              Fototransistörler ise miliamper düzeyinde bir
              akım geçişini mümkün kılarlar. Akımın
              büyük olması başka bir devreyi çalıştırmada
              (sürmede) kolaylık sağlar.                                   Resim 3.5: Fototransistör örnekleri
                 Bazı fototransistörler: BP103B, BPW40,
              SFH309, BPY62-2, BPX99...                                                                           +12 V
                 BP103B tipi fototransistörün                                                  22 kW         1k

              karakteristik özellikleri: Kolektör-emiter                                            BC237
              gerilimi (VCE ): 35 V, Kolektör akımı (IC):                                                        Vçıkış
              100 mA, Kolektör-emiter sızıntı akımı (ICEO):
              5 nA.                                                                                                    -
                                                                                              fotodiyot

                e. Darlington fototransistörler: Bir               Şekil 3.11: Darlington      Şekil 3.12: Fotodiyotlu
              fototransistör ile normal transistörün arka          fototransistör sembolü      ışığa duyarlı devre
              arkaya bağlanmasıyla elde edilen devre
              elemanlarına darlington fototransistör denir. Bu elemanların ışığa karşı
              duyarlılıkları normal fototransistörlere oranla çok fazladır. Şekil           fototran-            +12 V
                                                                                            sistör
              3.11'de darlington fototransistör sembolü verilmiştir.                                        1k
                                                                                                                   A
                f. Işık kontrollü röle devreleriyle ilgili örnekler                                    Vçıkış
                I. Fotodiyotlu basit devre: Şekil 3.12'de verilen devrede
              fotodiyoda ışık geldiğinde üzerinden geçirdiği akım artar. Bundan
              dolayı transistörün beyzine giden akım azalır ve bu eleman kesime                           B
                                                                                                            -
              gider. Transistörün kesime gitmesiyle Vçıkış gerilimi maksimum
                                                                                   Şekil 3.13: Fototransistörlü
              olur.                                                                basit ışığa duyarlı devre
                Ortam karardığında ise fotodiyot kesime, transistör iletime
              geçeceğinden Vçıkış gerilimi en düşük (minimum) değere iner. Çıkışa bir led ya da röle bağlanacak
              olursa karanlıkta çalışan devre elde edilir.

                II. Fototransistörlü basit ışığa duyarlı devre: Şekil 3.13'te verilen devrede ortam aydınlıkken
              fototransistör iletimde olduğundan Vçıkış gerilimi çok küçüktür Ortam karardığında fototransistör
              kesime gider ve Vçıkış gerilimi maksimum değere yükselir.
                Çıkışa (A-B arasına) bir led bağlanacak olursa ışıkta çalışan devre elde edilir.

                B. Op-amplı ışık kontrol devreleri
                a. Op-amplı ışığa ve ısıya duyarlı devre: Şekil 3.14'te verilen op-amplı devre ile bir çok
              tasarım yapılabilir.
                I. A-B arasına direnç, C-D arasına NTC bağlanırsa: Ortam sıcaklığı artınca NTC'nin
              direnci azalır ve üzerinde düşen gerilim küçülür. Op-amp 2 ve 3 numaralı girişlerindeki gerilimleri
              kıyaslar. 3 numaralı giriş gerilimi 2'de bulunan gerilimden büyük olduğu anda 6 nolu ayak çıkış
              akımını transistöre verir. Transistör iletime geçerek alıcıyı çalıştırır. Ortam sıcaklığı azalınca
              NTC'nin direnci artar ve bu elemanın üzerinde düşen gerilim büyür. Op-ampın 2 numaralı ayağına
              gelen gerilim 3 numaralı ayaktaki gerilimden büyük olduğu anda çıkış akımı sıfır (0) olur ve
              transistör kesime gider.
                II. A-B arasına direnç, C-D arasına LDR bağlanırsa: Ortam aydınlığı artınca LDR'nin
              direnci azalır ve üzerinde düşen gerilim küçülür. Op-amp 2 ve 3 numaralı girişlerindeki gerilimleri
                                                                  59




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                  A                                                               +9-12 V

                                                                            330W-820 W
                                          33 k

                      LDR         10 k
                                  B
                                                                                        L
                                            10 k
                          10 k
                                                                              10 k
                                            10 k
                                  C
                      LDR         -T                                                         BC547

                                         33 k                                 1-10 k

                                  NTC
                                  D

                                         Şekil 3.14: Op-amplı ışığa ve ısıya duyarlı devre

              kıyaslar. 3 numaralı giriş gerilimi 2'de bulunan gerilimden büyük olduğu anda 6 nolu ayak çıkış
              akımını transistöre verir. Transistör iletime geçerek alıcıyı çalıştırır. Ortam aydınlığı azalınca
              LDR'nin direnci artar ve bu elemanın üzerinde düşen gerilim büyür. Op-ampın 2 numaralı ayağına
              gelen gerilim 3 numaralı ayaktaki gerilimden büyük olduğu anda çıkış akımı sıfır olur ve transistör
              kesime gider. Devrede LDR ile direnç yer değiştirirse alıcı karanlıkta çalışır.
                Not: Şekil 3.14'teki devrede C-D arasına kondansatör A-B arasına direnç bağlanırsa turn-on
              tipi (gecikmeli çalışan) zaman rölesi devresi elde edilir.

                C. Işıkla uzaktan kumanda devreleri
                I. Op-amplı uzaktan kumanda devresi: Şekil 3.15'te verilen devrede LDR'ye ışık
              geldiğinde geçen akım
              pot ve direnç üzerinde
              düşen gerilimi artırır.
                                                                                                            + 12 V

                                                           10 k
              Op-ampın 3 numaralı
                                                             2 +
              (+) girişinin gerilimi 2                         -
              numaralı (-) girişin                           3
                                                               +
                                                                 -         10 k
                                       ışık      100 k
              geriliminden büyük
                                                                                               BC547




                                                            10 k
              olduğunda 741 çıkış                                           1-10 k          yük
              vererek röleyi                     1k
              çalıştırır. LDR'ye
                                                                                            AC 220 V
              gelen ışık kesildiğinde
              röle ilk konumuna                Şekil 3.15: Op-amplı uzaktan kumanda devresi
              döner.

                Ç. Fotodirenç (LDR)'li devreler
                I. Kaskad bağlantılı karanlıkta çalışan devre: Şekil 3.16'da verilen devrede LDR'ye ışık
              gelince direnci azalır ve üzerinden geçirdiği akım artar. LDR'den geçen akımın pot üzerinde
              oluşturduğu gerilim T1 transistörünü iletime sokar. T1 iletime geçince A noktasındaki gerilim
              azalır ve T2 kesime gider. Ortam karardığında LDR akım geçirmez. T1 kesime gider. A noktasının
              gerilimi yükselir. T2 iletime geçer ve led yanar.
                Not: Led yerine röle bağlanacağı zaman 1 kW'luk R3 direnci iptal edilir.

                                                                60




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                II. Darlington
              bağlantılı karanlıkta                                                                            +12 V
                                                                             +12 V
              çalışan devre: Şekil                                  R3      1k
                                                                                   100 k      P
              3.17'de verilen                                                                          röle 1N4001
              devrede ortam
              karardığında LDR'nin                                                    R
                                                          R2      10 k      led
              direnci artar. Direncin                                              33 k       T1
              artması bu eleman                      10 k A                 T2
              üzerinde oluşan                  R1                                                     T2
                                                                T1
              gerilimin                                              BC547
                                                                                                      2x BC547
              yükselmesine neden
              olur. LDR'de düşen               P         BC547                   -
              gerilimin yükselmesi           100 k
              T1 ve T2                             Şekil 3.16: Kaskad bağlantılı   Şekil 3.17: Darlington bağlantılı
              transistörlerini iletime             karanlıkta çalışan devre        karanlıkta çalışan devre
              sokar. İletime geçen
              transistörler röleyi çalıştırır. Ortam aydınlandığında LDR'nin direnci düşer. Üzerinde oluşan
              gerilim azalır. Transistörler kesime gider. Pot ile devrenin ışığa duyarlılık derecesi
              değiştirilebilir.

                D. Elektronik devir sayıcılar
                1. Devir sayısı (hız) ölçme: Sürekli olarak dönüş yapan düzeneklerin devir sayısını ölçmek
              için optik, manyetik vb. gibi yöntemlere göre çalışan devreler geliştirilmiştir.

                                                                                    doğal mıknatıs
                                                                nüve                          gövde
                                    yapılmış dişli çark
                                    doğal mıknatıstan




                                                           bobin               sinyal kabloları

                                Şekil 3.18: Manyetik pick-up adlı bobinli sensörle devir sayısı ölçme


                I. Manyetik pick-up adlı bobinli sensörle devir sayısı ölçme: Doğal mıknatıstan yapılmış
              olan sabit nüve üzerine bir bobin sarılmasıyla elde edilmiş sensör ile hız ölçülebilmektedir.
                Sensör, dönüş hızı ölçülecek motorun miline bağlı ve dişleri doğal mıknatıstan yapılmış çark önünde
              şekil 3.18'de görüldüğü gibi döndürülürse, her diş pick-up önünden geçerken manyetik alan yoluyla
              bobini etkiler. Manyetik alana maruz kalan mini bobinde küçük değerli bir gerilim oluşur. Bobinden
              elde edilen gerilim analog ya da dijital yapılı devreler tarafından değerlendirilerek devir sayısı ölçümü
              yapılabilir.

                II. Op-amplı devir sayısı ölçme devresi: Şekil 3.19'da görülen devrede fototransistöre
              gelen ışık, bu elemanı iletim kesim yaparak 10 kW'luk R1 direncinde bir gerilim oluşmasına
              neden olur. R1 üzerinde oluşan gerilim kıyaslayıcı olarak çalışan op-amp tarafından karşılaştırılır.
              Op-ampın çıkışındaki gerilim zener diyot tarafından 5,1 V'ta sabit tutulur. Pervanenin dönüş sayısı
              arttıkça op-ampın çıkışında oluşan kare dalganın frekansı da artar. Op-ampın çıkışına analog
              özellikli DC voltmetre bağlanacak olursa pervanenin devir sayısı arttıkça aletin ibresinin daha
                                                                   61




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                            + 5-9 V

                                                                10 k

                                                                  +3          7             10-22 k
                   ışık kaynağı      fototransistör                                 6
                                                                        741
                                                                                                           çıkış
                                                                  -2          4



                                                R1                                           5,1 V
                                                                10 k
                                                10 k                                         zener
                                                                                             diyot
                                          pervane
                                          Şekil 3.19: Op-amplı devir sayısı ölçme devresi

              çok saptığı görülür.
                Ancak uygulamada çıkışa voltmetre değil, frekansı voltaja çeviren entegre bağlanarak devir sayısını
              belirleme yöntemi uygulanır. Bu kitap endüstriyel elektronik sistemleri anlatmak için hazırlandığından
              dijital elektronik konularını içermemektedir. O nedenle şekil 3.19'daki devreye frekans-gerilim çevirici
              eklenmemiştir.




                                    Şekil 3.20: Hall alan sondasıyla devir ölçmenin blok şeması

                III. Hall alan sondasıyla rüzgârın şiddetini ölçme: Şekil 3.20'de verilen blok şemada
              pervane rüzgârın etkisiyle dönmeye başlar. Pervanenin miline bağlı mıknatıs hall alan sondasını
              (manyetik sensör) etkileyerek bu elemanın uçlarında gerilim doğmasına neden olur. Hall alan
              sondasının verdiği gerilim dijital devreler tarafından değerlendirilerek display'lerin çalışması sağlanır.

                E. Enfraruj led ve fototransistörlerle
                bilgi taşıma                                                                                    + 9-12 V
                                                                              220 W                            220 W
                I. Astable multivibratörlü basit enfraruj verici:
              Şekil 3.21'de verilen devrede transistörler sırayla
              iletim kesim olarak A noktasında kare şeklinde bir
              sinyal oluşturur.
                 A noktasında oluşan sinyal sayesinde enfraruj diyot
              belli frekansta bir ışın yayar. Enfraruj ledin yaydığı
              ışının frekans değeri P ile değiştirilebilir.

                II. Fototransistörlü ışığa duyarlı devre: Şekil                   Şekil 3.21: Astable multivibratörlü
              3.22'de verilen devrede fototransistöre ışık geldiğinde             basit enfraruj verici devresi

                                                                 62




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              bu eleman iletime geçerek BC547
              transistörünü iletime sokar. BC547 iletim        + 9-12 V
              olunca röle çeker ve lamba yanar.
                 Fototransistöre gelen ışık kesildiğinde
              röle ilk hâline geri döner.
                 R1 trimpotuyla devrenin çalışması
              istenen aydınlık şiddetinin değeri
              ayarlanabilir.
                 Görüldüğü üzere verilen devre gün
              ışığına duyarlı olarak çalışmaktadır. Bu
              devrenin sadece enfraruj ışınlara karşı
              duyarlı olmasını istersek fototransistörün
              mercek kısmını koyu renk şeffaf plastik           Şekil 3.22: Fototransistörlü basit ışığa duyarlı devre
              ile kapatmamız gerekir. Bunu yaptığımız
              zaman fototransistör sadece enfraruj diyotlu vericiler tarafından yayılan ışınları algılar.
                 Örneğin bir odaya alarm kurmak için ne yapmamız gerektiğini düşünelim. Bu işlem yapılırken
              odanın bir tarafına mini bir enfraruj diyotlu verici devresi monte edilir. Bu vericinin tam
              karşısındaki duvara ise şekil 3.22'deki devre yerleştirilir. İki devre arasına bir cisim girdiği anda
              fototransistöre gelen enfraruj ışınlar kesilir. Bu ise, fototransistörün BC547 transistörünü kesime
              sokmasına yol açar. Kesime giden BC547 rölenin kontaklarının konumunu değiştirir ve yanmakta
              olan lamba söner.
                                                                                               T1                    +12 V
                F. Flaşörler
                                                                                               BC308
                I. PNP ve NPN transistörlü flaşör: Şekil 3.23'te
                                                                           10-33 kW




                                                                                                                     L
              verilen devreye DC 12 V uygulanınca kondansatör                                      C   50-500 kW
              lamba, P1, R1, P2 yolu üzerinden dolmaya başlar. C
              dolunca PNP tipi T1 transistörünü sürer. PNP iletime
                                                                                                            P1
              geçince NPN tetiklenir ve lamba yanar. T2 iletime                       R1      1-100 mF               T2
              geçtiği anda devredeki kondansatörün (+) yük ile dolu
              sağ plakası eksiye (şaseye) bağlanmış olacağından, bu                   P2                 BC547
              eleman boşalmaya başlar. Kısa bir süre içinde boşalan                    50-500 kW                          -
              C, T1 transistörünün kesime gitmesine neden olur. T1
              kesime girince T 2'de kesime girer. T 2'nin kesime                       Şekil 3.23: PNP ve NPN
              girmesiyle kondansatör yeniden şarj olmaya başlar.                       transistörlü flâşör devresi


                 G. Işık modülatörleri
                 Müzik ya da ses yayınının şiddetine göre lambaları yakmak için geliştirilmiş devrelerdir.
                 Örnek olarak şekil 3.24'te verilen devrede üç tristörün G ucuna bağlanan direnç ve
              kondansatörlerin değerleri farklıdır. Bu sayede herbir tristör ayrı değerde iletime geçmektedir.
                 Devrede 400 Hz in altındaki bas frekanslı sinyallerin akımı SCR1'i, 400 Hz-2 kHz arasındaki
              medyum frekanslı sinyallerin akımı SCR2'yi, 2 kHz'in üzerindeki tiz frekanslı sinyallerin akımı
              ise SCR3'ü sürer.
                 Anfiden gelen ses frekansli sinyallerin değerine göre tristörler iletime geçer. Bu sayede müziğin
              ritmine uygun olarak lambalar yanıp söner ve güzel bir görünüm elde edilir.
                 Devredeki trafo, eski tip lambalı radyoların çıkış trafosudur. Trafonun 4 W'luk uçları anfinin
              çıkışına, 5 kW'luk sekonder uçları ise elektronik devreye bağlanır. Günümüzde bu devrenin daha
              iyi çalışan optokuplörlü modelleri geliştirilmiştir.

                Ğ. Işıldaklar
                Polis ve itfaiye araçlarında dönerek ışık saçan lambalar bulunur. Bunların yapısında reflektörlü
              (yansıtıcılı) lamba ve mini DC motor vardır.
                                                                63




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                 bas           medyum                  tiz
                                               kırmızı          sarı                 yeşil
                                   anfiden      MCR100             MCR100            MCR100
                                   gelen
                                   uçlar
                                              100 W           150 W            1k5 k
                                                                                1,5



                220/12 V-3-4 W trafo               1 mF


                                                                    0,1 mF                   1 mF



                                                 10 kW     10 kW                    10 kW

                              hoparlör
                                              Şekil 3.24: Işık modülatörü devresi

               Ayrıca portatif akülü flüoresan lambalı aydınlatma gereçlerine de ışıldak adı verilmektedir.
              Bunların yapısını anlayabilmek için 7. bölümde bulunan konvertisörler konusuna bakınız.

                Sorular
                1. LDR, fotodiyot, fototransistör nedir? Açıklayınız.
                2. LDR ve transistör kullanarak basit bir ışıkta çalışan devre çiziniz.
                3. Hall alan sondası nedir? Yazınız.




                                                               64




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 Bölüm 4: Isı kontrol devreleri
                A. Termokupllu ısı kontrol düzenekleri (araçları)
                1. Termokupllar (thermocouple, ısıl çift): Yüksek sıcaklığa sahip bir ortamın (fırın, ocak,
              kazan vb.) sıcaklık değerini klasik termometrelerle belirleyemeyiz. Bu gibi durumlarda
              kullanabileceğimiz iki eleman, termokupl temelli ölçme devresi ve direnç temelli (termorezistans)
              ölçme devresidir.
                Termokupl temelli ölçme sisteminde ısıyı gerilime çeviren bir yapı vardır.
                Direnç temelli ölçme sisteminde ise ısıya göre direnci değişen elemanlar mevcuttur.
                Direnç temelli ölçme sistemi daha çok düşük sıcaklıkların (-200 ilâ +850 °C) ölçülmesinde
              kullanılmaktadır.




                      Şekil 4.1: Termokuplun yapısı                        Resim 4.1: Yüksek sıcaklıkları ölçmede
                                                                           kullanılan çeşitli termokupllar

                2. Termokuplun yapısı: Şekil 4.1'de görüldüğü gibi bir uçları birbirine bağlanmış iki farklı
              metalin (demir ve konstantan gibi) birleşim yüzeyleri ısıtılarak elektrik akımı elde etmede kullanılan
              cihazlara termokupl denir. Termokupllar -200°C ilâ +2000°C arasındaki sıcaklık ölçümlerinde
              kullanılan güvenilir ve ekonomik endüstriyel algılayıcılardır. Termokuplda oluşan elektrik akımı,
              birleşim noktasının sıcaklığına bağlı olup, metallerin farklı elektriksel ve termik özelliklerinden ileri
              gelir. Başka bir deyişle, yüksek sıcaklık olan bölümdeki elektronlar yüksek termik enerji içermekte
              ve bu elektronlar soğuk bölgeye doğru hareket etmektedir. Bu işlem sonucunda ise çıkış uçlarında
              mikrovolt ile milivolt düzeyinde bir gerilim doğmaktadır.
                Termokuplların ölçüm yapan kısmı açık (çıplak) olarak fırın içine konmaz. Çünkü, oksidasyon
              (küflenme) ve diğer dış etkenler elemanı çabuk bozar. Bu nedenle ısıyı algılayan kısım, şekil 4.2'de
              görüldüğü gibi içine oksidasyonu önleyici gaz doldurulmuş koruyucu boru (kılıf) içine yerleştirilir.
                Termokuplun ısıya maruz kalan kısmını koruyan silindirik yapılı tüp 1200 °C'a kadar metalden,
              1200 °C'ın üzerindeki sıcaklığın söz konusu olduğu yerlerde ise seramik malzemeden üretilir.
                Koruyucu tüplerin bağlandığı alüminyum dökümden üretilmiş kafa kısmında termokupl telleriyle

                                                                      silikon+cam elyaf+kalaylı bakır



                                         kılıf
                                                                      silikon+silikon




                    Şekil 4.2: Termokuplun aşınmayı                   Şekil 4.3: Termokuplun ürettiği gerilimin ölçme
                    önleyici kılıf içine konması                      düzeneklerine ulaştırılmasında kullanılan yüksek
                                                                      sıcaklığa dayanıklı kablolara ilişkin örnekler

                                                                 65




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              kompanzasyon (dengeleme) kablosunun
              bağlantılarının yapıldığı terminaller bulunur.                           ısıya dayanıklı kablolar

                 Termokuplda üretilen gerilimin, ölçümü
              yapan cihaza kadar ulaştırılmasında şekil                     terminal kutusu
              4.3'te görüldüğü gibi özel yapılı kablolar                     terminal                  bağlantı
              kullanılır. Kullanılan kabloların yalıtkan                    terminal soketi            kutusu
              tabakası ısıya dayanıklı silikon-kauçuk, cam
              elyafı-asbest vb. gibi malzemelerden üretilir.                bağlantı aracı
                Termokupl seçimi rastgele değil, ölçülecek
              olan sıcaklığın değeri gözönüne alınarak                      tutturma borusu
              yapılır. Şöyle ki; plastik üretim endüstrisinde               dış koruyucu tüp
              sıcaklık 0 ilâ 400 °C arasında, demir çelik
                                                                            iç koruyucu tüp
              sanayiindeki sıcaklık ise 0 ilâ 1800 °C
              arasındadır. Bu sıcaklık farklılığı nedeniyle                 izolâtör
              seçilecek termokupl da ayrı tipte olacaktır.                                                        analog ya
              Örneğin düşük sıcaklıkların ölçümünde                                                               da dijital
                                                                            termokupl                             gösterge
              kromel-konstantan, demir-konstantan, bakır-
              konstantan ikilisiyle yapılmış termokupllar
              kullanılır. Şekil 4.4'te termokuplun ölçme             Şekil 4.4: Termokuplun ölçme düzeneğine
              sistemine bağlanışı gösterilmiştir.                    bağlanışının basit olarak gösterilmesi


                3. Uygulamada kullanılan bazı termokupl tipleri
                  Bakır-konstantan birleşimi termokupl  Demir-konstantan birleşimi termokupl
                  Nikel krom-nikel birleşimi termokupl  Platin radyum-platin birleşimi termokupl
                  Kromel-konstantan birleşimi termokupl Kromel-alumel birleşimi termokupl

                4. Çeşitli tip termokuplların kullanıldığı sıcaklıklar
                Termokupl tipi        Sıcaklık
                Cu-CuNi             -200 ilâ +300 °C
                Fe-CuNi            -200 ilâ +800 °C
                NiCr-Ni             0 ilâ +1200 °C

                5. Termokuplların kullanım alanları: Termokupllar uygulamada çok yüksek sıcaklıkların
              ölçülmesinde kullanılır. Yani, demir-çelik, çimento, seramik, cam, kimya, petrol, gıda, kâğıt vb.
              sektörlerde termokupllu sıcaklık ölçme düzeneklerine rastlarız..

                6. Pirometreler: Termokupl ve skala taksîmatı °C olarak bölümlendirilmiş bir mikrovoltmetrenin
              birleşiminden oluşmuş cihazlardır. Şekil 4.5'te yapısı görülen bu elemanlar seyyar olarak yüksek
              sıcaklıkların ölçülmesinde kullanılır.
                Günümüzde üretilen dijital temelli ölçme cihazlarıyla birlikte analog esaslı pirometreler
              uygulamadan kalkmıştır.
                Not: Piro, ateşten gelen anlamındadır.

                 7. Rezistans (direnç) tipi sıcaklık sensörleri: Bütün metaller elektrik akımını az ya da çok
              iletir. İletkenlerin her birinin akıma karşı gösterdiği direnç değeri farklı olmaktadır. Bir metalin
              akıma karşı gösterdiği direnç değeri,
                 R = r.l/S [W] denklemiyle bulunur.
                 Denklemde,
                 r (ro): Maddeye göre değişen öz direnç değeri,
                 l: Uzunluk,
                 S: Kesit [mm2]'dir.

                                                                66




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 Direnç değişimine göre sıcaklık ölçümünde
              kullanılan metaller genellikle, platin ve nikeldir. Bu
              metallerin avantajı direnç değişim karakteristiklerinin                                  ibre
              iyi olmasıdır. Başka bir deyişle platin, yüksek
              özdirence sahip olması nedeniyle değil,
              çalışmasındaki dengesi sebebiyle direnç
              termometrelerinde kullanılan standart bir metaldir.                 termokupl
                 Platin ve nikelden yapılmış rezistans                                                             R
              termometrelerin özellikleri şöyledir:
                                                     PT100
                     Ölçme sahası             -200 ilâ +550 C°
                 Direncin değişimi (W/°C) 0,42...0,39...0,32
                                                                                termokupl                                      sap
                                                      NI 100
                Ölçme sahası                     -60 ilâ +180 C°                         Şekil 4.5: Pirometrenin yapısı ve taşınabilir
                Direncin değişimi (W/°C)       0,47...0,55...0,81                        (seyyar) pirometrenin görünümü


                 8. Yarı iletken maddelerden yapılan ısıya                                                             bağlantı başlığı
              duyarlı devre elemanları: Yarı iletken temelli
              sıcaklık algılama sensör ve transdüserleri germanyum,
              silisyum gibi maddelerden üretilirler. Yapı olarak
              mercimek kondansatör ya da plastik gövdeli
              transistörlere benzerler. PTC, NTC, termokupl gibi
              elemanlarla çok düşük sıcaklık değişimlerini doğru
              olarak algılamak mümkün değildir. İşte bu noktadan                                 koruyucu
              hareketle hassas sıcaklık algılama işlemlerinde yarı                               boru
              iletkenlerden yapılmış kaliteli elemanlar kullanılır.

                9. Yarı iletkenden yapılmış ısıya duyarlı
              eleman örnekleri
                                                                                                 sıcaklıkla
                I. LM 35 (kılıf 1): Isıya bağlı olarak gerilim üretir.                           direnci
              -55°C ilâ +l50°C'lık sıcaklıkların algılanmasında                                  değişen
              kullanılır. Her 1°C'lık sıcaklık artışında yaklaşık 10                             eleman
              mV üretir (şekil 4.7).                                                             (direnç)

                                                                                             Şekil 4.6: Rezistanslı sıcaklık
                II. LM235 (kılıf 2): Isıya bağlı olarak gerilim üretir.                      algılama sensörünün yapısı
              -40°C ilâ +125°C'lık sıcaklıkların
              algılanmasında kullanılır. Her 1°C'lık                  kılıf 1                                       kılıf 2
              sıcaklık artışında yaklaşık 10 mV
              üretir (şekil 4.7).

                 B. Termistörlü sıcaklık kontrol
                 devreleri                                                      Uçıkış
                                                                              Vbesleme




                                                                                            (ayar)
                                                            Vbesleme




                 Endüstriyel uygulamalarda sıcaklık
                                                                                       şase
              derecesinin ölçülmesi için bir çok              Vçıkış şase
                                                                                                            (ayar)
              düzenek mevcuttur.
                 Sıcaklık ölçümünde kullanılan bazı
              elemanlar: PTC, NTC, yarı iletken ısı                  Şekil 4.7: LM35 ve LM235 tipi sıcaklık
              sensörü, dıştan ısıtmalı bimetal, direnç               algılayıcılarının ayaklarının dizilişi
              teliyle ısıtmalı bimetal, kuyruklu (gazlı) termostat ve termokupldur.


                                                                       67




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 I. Dijital yapılı sıcaklık ölçme devresi: Şekil 4.8'de verilen devrede sıcaklık, KTY10 adlı
              PTC termistörü tarafından algılanıp ICL 7106 entegresine elektrik sinyali olarak uygulanır. ICL
              7106 entegresinin içinde analog/dijital çevirici (ADC) ve display sürücü devreleri mevcuttur. Bu
              sayede ortam sıcaklığı göstergede (display) okunabilir. Devrede kullanılan R1 trimpotu devre için
              referans gerilim ayarını yapar ve mV/°C oranını belirler. R2 trimpotu giriş düzeyini ayarlamaya
              yarar. Devrenin doğru çalışabilmesi için R1 ve R2 trimpotları çok hassas ayarlanmalıdır.
                 Sıcaklık ölçme devresi -40 ilâ +125 °C arasındaki değerleri ölçebilir. Devrenin harcadığı enerjinin
              minimum seviyede olabilmesi için LCD gösterge kullanılmıştır. Devrede ledli display (anodu şase
              tip yedi parçalı gösterge) kullanılmak istenirse ICL7107 entegresi kullanılmalıdır. Bu iki entegrenin
              ayak bağlantıları tamamen aynıdır.

                                                                              KTY10 (NTC)



                                                                                   1,5 k
                                                                                                                      150 k

                                                                                   5,6 k


                                                                                                                                        S
                                                                                           100 k 220 k
                                                                100 k 470 k
                                               100 pF




                                                                                                             220 nF




                                                                                                                               100 nF
                                                                                                                       100 k
                                                        100 k




                                                                                                                                                9V
                                                                               R1 R2
                                                                                                         10 nF




                                                                              ICL 7106
                                                                                                                                             100 nF


                     IC 4030

                                                                                                                                        3,5 hâneli
                                                                                                                                        standart LCD
                                                                                                                                        display


                                              Şekil 4.8: Dijital yapılı sıcaklık ölçme devresi


                II. Sıcaklığı gerilime çeviren devre: Şekli 4.9'da verilen devrede ortam ısındıkça NTC'nin
              direnci azalır ve üzerinde oluşan gerilim düşer. Bunun sonucunda op-ampın 2 numaralı girişinin gerilimi
              azalır. 741'in 3 numaralı girişinin gerilim değeri sabit olduğundan, iki giriş ucu arasındaki gerilim farkı
              büyür. Giriş gerilimleri arasındaki farkın büyümesi çıkış geriliminin seviyesini yükseltir. Çıkışın
              yükselmesi ise tetiklenen sistemde (ampermetre, voltmetre, analog-dijital çevirici vb.) değişikliğe neden
              olur.
                III. Dijital yapılı sıcaklık ölçme aygıtı: Santigrad (°C) cinsinden sıcaklık ölçümü için üretilmiş
              cihazdır. Prob içindeki sensör NiCr-Ni tipidir. Ölçme sınırları: 0-1200 °C arasında değişmektedir.
                Not: Resim 4.2'de görülen aygıt, Meter firmasınca üretilen D145MF model portatif sıcaklık ölçme
              cihazı için geçerlidir.

                C. Motor ve transformatör gibi aygıtların aşırı sıcaktan korunması
                Üç fazlı asenkron motorların büyük güçlü ve pahalı modellerinin arızalanmasını (sargılarının
              yanmasını) önlemek için resim 4.3'te görülen termistörlerden de yararlanılır. Korunacak motorun

                                                                                 68




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                     470 W               100 nF     +12 V
                                              10 k

                                       10 k
                   zener diyot 6,8 V




                                              10 k                        680 W
                                               100 k
                                                                7
                                                             -2
                                                                              6
                                                100 k          741
                                                                                   Vçıkış
                                                             +3
                                                                     4            0,5 V/°C
                                                             680 k


                                       10k
                                              -T°
                                              1-10k                                    -

                Şekil 4.9: Sıcaklığı gerilime çeviren devre                                 Resim 4.2: Dijital yapılı sıcaklık ölçme aygıtı
              statorunun oyuklarına yerleştirilmiş olan sargıların arasına konulan termistörler yüksek sıcaklık
              oluşması durumunda elektronik devreyi çalıştırarak motorun durmasını sağlar. Resim 4.4'te termistörün
              motor oyuğuna yerleştirilişi gösterilmiştir.


                                                                                                                                        sargı
                                                                                                                                        oyuklarına
                                                                                                                                        konulan
                                                                                                                                        termistör




                                                                                                                  boş stator
                Resim 4.3: Motor sargılarını yüksek sıcaklığa                                            Resim 4.4: Isıya duyarlı elemanın
                karşı korumada kullanılan termistör örnekleri                                            stator oyuğuna yerleştirilmesi

                I. Termistörlü (PTC, NTC)
              koruma röleleri: Resim 4.3'te verilen
              PTC ve NTC gibi ısıya duyarlı devre
              elemanlarını motorların korunmasında                                                                             elektronik
              kullanabiliriz.                                                                               M                    devreli
                Koruma için yapılmış olan                                                                                         röle
              termistörler motor sargılarının arasına
              yerleştirilebilecek biçimde
              üretilmektedir.
                Termistör rölelerinde motora kumanda
              eden kontaktörün devre dışı edilmesini                                                                         (0)      (I)
              sağlayan sistem ise elektronik bir
              devredir.
                Küçük güçlü ve ucuz tipdeki
              motorlarda termistörlü koruma sistemi
                                                                                                3xPTC
              yaygın değildir. Bu yöntem daha çok
              büyük güçte, hassas ve pahalı motorların
              korunmasında kullanılmaktadır.                                                     Şekil 4.10: Termistörlü motor koruma
                                                                                                 rölesinin devreye bağlantısı

                                                                                           69




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Sorular
                1. Termokupl nedir? Açıklayınız.
                2. PTC ve transistör kullanarak sıcakta çalışan basit bir devre tasarlayınız.
                3. Pirometre nedir? Açıklayınız.

                    Bazı ısı algılayıcılarının (sensörlerinin) özellikleri




                                                                                     kılıf I    kılıf II       kılıf     kılıf IV
                                                                                                               III




                                                                                      alt         alt              alt     alt
                                                                                      kılıf V           kılıf IV




                                                                                        alt         alt                  üst




                                                                        70




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                  Bölüm 5: Uzaktan kumanda yöntemleri
                Giriş: Endüstriyel sistemlerde ve günlük yaşamda
                                                                                                              +9V
              kullanılan araçlarda uzaktan kumanda sistemleri her geçen
              gün yaygınlaşmaktadır.                                                                                  R2
                                                                                                                     100 W
                Bu bölümde çeşitli uzaktan kumanda sistemlerinin                                P 100 k
                                                                                                                     220 W
              yapısı hakkında temel bilgiler verilecektir.

                A. Işık yayan diyotlarla uzaktan kumanda
                                                                                        R1
                                                                                        1,2 k
                                                                                                          555
                                                                                                                     enfraruj
                1. 555 entegreli enfraruj verici devresi: Şekil 5.1'de                                               led
              verilen 555 entegreli devre son derece basittir. R1
              direncinin değeri değiştirilerek entegrenin 3 numaralı çıkış                      330 nF
              ayağından alınan kare dalganın frekansı değiştirilebilir.
                                                                                         Şekil 5.1: 555'li enfraruj verici devresi
                2. Enfraruj alıcı devresi: Şekil 5.2'de verilen devre
              gün ışığından etkilenmeyecek şekilde tasarlanmıştır. Yani, devre kondansatör ve dirençli filtreler
              sayesinde sadece 2,7 kHz'lik frekansa sahip enfraruj ışınları algılayabilmektedir. Çıkışta bulunan
              rölenin çalışabilmesi için verici devresinden 2,7 kHz'lik ışınlar gönderilmelidir.
                Devreyi çalıştırmak için 2,7 kHz'lik basit bir enfraruj verici devresi yeterli olmaktadır.


                                                                                                                          +12 V
                                    100 k


                                            68 k                                         4,7 mF
                                   82 k                                                                                   L


                                                                                        BC547
                                            T1                                          T2                      T3
                  fototransistör




                                            BC547                                                               BC547
                                                   6,8 k              6,8 k




                                                                                                   1N4001
                                                           3,3 k                        100 W




                                                    Şekil 5.2: Enfraruj alıcı devresi


                Vericiden gelen 2,7 kHz'lik, kare dalga şeklindeki ışınlar fototransistör tarafından algılanır.
              Sürekli olarak iletim kesim olan fototransistörün kolektöründe verici frekansının aynı değerde bir
              kare dalga oluşur. Bu kare dalgalar 4,7 mF'lık kondansatör ve 1N4001 diyodu tarafından doğrultulur.
              DC akım ile ise T3 transistörü iletime sokulur.

                3. Enfraruj ışınlara duyarlı verici ve alıcı devresi: Şekil 5.3'te verilen şemada 555'in
              çıkışında bulunan enfraruj led ışın yaydığında fototransistör iletime geçer. T1 iletime geçtiğinde
              T2'nin beyz polarması azalır ve bu eleman kesime gider. T2 kesime girince T3'ün beyz polarma
                                                                   71




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                          100 k
                                                                                  100 k
                                                                                                  1k


                                                                                               T2
                                                                                              BC547              T3
                                              555                        220 W
                                                                                                                BC547
                            10 k




                                                                                               1,5 k




                                                          enfraruj led
                                              100 nF
                                                                                 T1
                                                                                 foto-                 1-10 k
                                   1-10 mF
                                                                                 transistör

                                             Şekil 5.3: Enfraruj ışınlara duyarlı verici ve alıcı devresi

              gerilimi artar ve bu eleman iletime geçerek röleyi çalıştırır.

                 B. Optokuplörlerle uzaktan kumanda
                 1. Optokuplörle uzaktan
              kumanda: Optokuplörler           +5-12 V                                   +5-12 V
              gelişmiş elektronik devrelerde
                                                 S
              (TV, PLC cihazı, bilgisayar                    TIL111
              vb.) yaygın olarak                             ya da
              kullanılmaktadır. Bu             220 W         4N25
              elemanların sağladığı en
              önemli avantaj iki ayrı devreyi
              birbirinden elektriksel olarak                                       BC547
                                                                                                   L
              yalıtmasıdır. Yani kumanda
              devresi, güç devresinden hiç
              etkilenmez. Kumanda                                              220 W
              devresinde ortaya çıkan
              elektriksel değişiklikler ışığa
                                                  Şekil 5.4: Optokuplörlü uzaktan kumanda devresi
              dönüşür ve güç devresini
              kontrol eden ışık algılayıcı
              elemanı sürer.
                                                                disk, plaka
                                                                                                                        AC 12 V




                 S anahtarı kapatıldığında                                        1k      AC
              enfraruj diyot ışın yayar. Bu                                               motor
                                                                       yarık
              ışınlar fototransistörü sürer.       optointerraptır
                                                                                 1N4001
              İletime geçen fototransistör ise                                                    BT136
              BC547'yi tetikleyerek rölenin
              çalışmasını sağlar.              470 W


                 2. Optointerraptır ve
              triyaklı uzaktan kumanda                   Şekil 5.5: Optointerraptır ve triyaklı uzaktan kumanda devresi
              devresi: Şekil 5.5'te verilen
              devrede enfraruj lede DC 12 V uygulandığı anda yayılan ışınlar fototransistörü etkileyerek
              iletime sokar. İletime geçen fototransistör triyakı sürerek lambayı çalıştırır.
                 Optointerraptırın yarığına bir cisim girdiğinde ışık alamayan fototransistör kesime gideceğinden
              triyak da alıcıyı çalıştırmaz olur.


                                                                                 72




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                C. Ultrases dalgalarıyla uzaktan kumanda
                20 kHz'den fazla
              frekanslara sahip                                                                                   +9V
              sinyallere ses üstü                      R1 1,2 k R2 47 k                     R3            R4
              dalgalar anlamında                       A                                 1,2 k                  47 k
              ultrasonik dalgalar ya
              da ultrases diyoruz.      ultrases
                                        vericisi
              Ultrases ile çalışan                              BC107
              devrelerde 36 kHz ya                                             2x470 pF               BC107
              da 40 kHz frekanslı
              sinyal kullanımı
              yaygındır. Ultrasonik                            1N4148                              1N4148
                                                                                                                     -
              sinyaller fiziksel
              engellerden (saydam
              bile olsa)                         Şekil 5.6: Astable multivibratörlü basit ultrases verici devresi
              geçememektedirler.
              İşte bu nedenle ultrasonik sisteme göre çalışan alıcı ile verici arasında herhangi bir engelin
              bulunmaması gerekir. Uygulamada kullanılan ultrasonik transdüserlerin çalışma frekansları 35-
              39 kHz dolayındadır. Ultrasonik ses kullanılarak 25-30 metre uzakta bulunan her türlü alıcıya
              kumanda etmek mümkündür.

                 a. Astable multivibratörlü basit ultrases vericisi: Şekil 5.6'da verilen devrede transistörler
              sırayla iletim kesim olarak A noktasında kare şeklinde bir sinyal oluşturur.
                A noktasında oluşan değişken gerilim sayesinde verici belli frekansta bir ultrases yayar. Devrenin
              yaydığı ultrasesin frekans değeri R2 ya da R3'ün değeri değiştirilerek ayarlanabilir.


                                                 820 W   60 k           0,1 mF                                  +9V
                          75 k
                                            100 k
                                                                                                  100 mF
                                                                                        0,1 mF
                                                                                                   1N4148
                   0,22 mF                                               22 k
                                        0,1 mF
                                 35 k




                                                     NE442
                                                                                         1N4148
                                                                        33 n                        1k
                  62 k

                         330 k                                                                                  BD522
                                                           33 k                                     100 k
                                                                         P             1N4148
                  47 k                                   5,6 k           1 MW

                      ultrases                            0,1 mF
                      alıcısı


                                                         Şekil 5.7: Ultrases alıcı devresi

                b. Ultrasonik alıcı devresi: Şekil 5.7'de verilen devre, ultrases verici devresinin 5 - 30 metre
              arası uzaklıktan yaydığı ultrasonik sesleri alır, elektrik sinyaline çevirir, yükseltir ve röleyi çalıştırır.

                Ç. Radyofrekans dalgalarıyla uzaktan kumanda
                Birbirinden çok uzakta bulunan iki devre arasındaki bilgi alışverişi yüksek frekanslı sinyallerle
              yapılabilmektedir. Pratikte bu tip devrelere radyofrekanslı alıcı-verici adı verilmektedir. Radyo
              kelimesiyle anlatılmak istenen husus, iki devre arasındaki veri iletişiminin yüksek frekanslı
                                                                       73




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              sinyallerle yapıldığıdır.
                Uzaktan kumandalı oyuncaklar (araba, uçak, gemi vb.), bazı oto alarmları, radyofrekanslı
              sinyallerle çalıştırılır.
                Radyofrekans vericisinden yayılan yüksek frekanslı, taşıyıcı dalgaya bindirilmiş (modüleli)
              sinyaller alıcı tarafından algılanır. Alınan sinyaller önce taşıyıcı dalgadan ayırılır. Daha sonra
              vericinin gönderdiği sinyallerin frekans değerine göre alıcıdaki istenen devre katları açılıp kapanır.
              Radyofrekanslı kumanda sistemlerini tam olarak kavrayabilmek için radyoların çalışma prensibini,
              osilatörleri, antenleri, rezonans devrelerini çok iyi bilmek gerekir. Bu kitabın içeriğinde radyolar
              olmadığından radyofrekans sinyalleriyle uzaktan kumanda geniş olarak anlatılmamıştır.

                D. Diğer uzaktan kumanda sistemleri
                1. Hareket dedektörleri: İnsan vücudunun yaydığı ısıyı
              ve hareketi algılayarak çalışan röleli devrelerdir. Hırsız
              alarmlarında, merdiven, koridor gibi az kullanılan yerlerin
              otomatik olarak aydınlatmasında, otomatik açılan kapılarda vb.
              kullanılan hareket dedektörleri son bir kaç yıldır oldukça
              yaygınlaşmıştır.
                Hareket dedektörlerinin içinde hareketi algılayan hassas bir
              sensör mevcuttur. Bu eleman kapsama alanının içine bir canlı
              (insan, hayvan) girdiğinde elektronik devreyi tetikleyerek röleyi    Resim 5.1: Hareket dedektörü
              çalıştırmaktadır.


                                                         artı (+)
                                                         besleme
                                                   D

                                            G
                                                   S
                                        çıkış          şase
                                                       (eksi)




                    Resim 5.2: Hareket dedek-                            Şekil 5.8: Hareket dedektörlerinin
                    törlerinde kullanılan sensör                         tarama alanının gösterilişi

                Piyasada bir kaç marka ve modeli bulunan hareket dedektörlerinin tarama açısı 90-110-180°
              olabilmektedir. Genellikle duvara monte edilerek kullanılan bu elemanların hissetme mesafesi
              ise modeline göre 10-12 metre dolayındadır. Şekil 5.8'de hareket dedektörlerinin hissetme mesafesi
              gösterilmiştir.
                Hareket dedektörlerinin sensörü tıpkı bir fototransistör gibi çalışmaktadır. Tek fark, hareket
              sensörlerinin ışığı değil canlının yaydığı termo enerjiyi algılıyor olmasıdır. Resim 5.2'de verilen
              ayak bağlantısında D-S uçları arasına 2-5 voltluk DC besleme yapıldıktan sonra sensöre
              yaklaşıldığında G ucundan 5-10 mA kadar bir çıkış akımı alınır. Bu akım op-amplı ya da transistörlü
              devreyle güçlendirilerek röle sürülebilir.

                2. Sesle uzaktan kumanda: Uygulamada insan sesiyle çalışan devreler de kullanılmaktadır.

                I. Ses ile bir süre çalışıp duran motor devresi: Şekil 5.9'da mikrofona gelen ses T1 ve
              T2 transistörlerini iletime sokar. T3 transistörünün beyz ucu T2 üzerinden eksi alarak iletime
              geçer. T2'den T1'e, kondansatörle yapılan geri besleme, ses kesildikten sonra bile motorun bir
              süre çalışmasını sağlar. Kondansatörün değeri büyütüldükçe motorun çalışma süresi uzar.
                                                                    74




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                                                     +6V
                                                                                      100 mF
                                                                                      16 V




                                          820 k




                                                              47 k
                       4.7 k




                                                                                                         10 k
                                                  BC547              BC547             100 W
                                                                                                                T3
                                          T1                   T2

                                                                                                BC308

                        0,33-1 mF
                        16 V
                                                                                                6 V DC
                                                                                                motor
                     kapasitif mikrofon
                                                          3,3 mF/16 V

                                              Şekil 5.9: Sesle bir süre çalışıp duran motor devresi


                Sorular
                1. Optik yöntemle uzaktan kumandanın ilkesini anlatınız.
                2. Ultrasonik sensörler hakkında bilgi veriniz.
                3. Enfraruj diyotlar hakkında bilgi veriniz.
                4. Fototransistör kullanarak basit bir ışığa duyarlı devre çiziniz.




                                                                        75




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                    Bölüm 6: Zamanlayıcılar
                A. Zaman sabitesi
                1. R-L zaman sabitesi: Omik                                 V
              direnç (R) ile indüktif direnç
              (XL) şekil 6.1'de görüldüğü gibi
              seri bağlanıp akım uygulanırsa,
              devreye seri bağlı olan
                                                      V
              ampermetrenin ibresinin aniden
              maksimum değere çıkmadığı
              görülür. Bunun nedeni, bobinin
              oluşturduğu manyetik alanın
              üreteçten gelen akımın artışına         Şekil 6.1: R-L   Şekil 6.2: R-L seri devreye uygulanan
              karşı koymasıdır.                        seri devre      DC akımın "artış" ve "azalış" eğrileri
                R (direnç) ve L (bobin) ile
              oluşturulan seri bir devreden geçen akımın, 5.t zaman sonra maksimum değere ulaştığı, hassas
              deneyler sonucunda anlaşılmıştır.
                Buna göre, R-L seri bağlı devrelerin zaman sabitesi
                t=L/R [s] ile bulunabilir.

                Örnek: 2 W'luk direnç ile 0,2 henry'lik bobin seri bağlanmıştır. Devrenin zaman sabitesini
              bulunuz.
                Çözüm: t=L/R = 0,2/2 = 0,1 s

                Not: Her bobinin mutlaka bir miktar omik direnci vardır. Omik direnci hiç olmayan bobine
              ideal bobin denir. Gerçekte ideal bobin yoktur. İdeale yakın bobin vardır.
                R-L seri bağlı devreden geçen akımın zamana göre değişim grafiği çizilecek olursa şekil 6.2'de
              görülen logaritmik eğriler bulunur.
                Şekil 6.2'deki logaritmik eğrilerden yararlanılarak e tabanlı logaritmik denklem bulunmuştur.
              Uzun hesaplamalar gerektiren e tabanlı denklemin nasıl çıktığı üzerinde durulmadan
              hesaplamalarda kullanılan formül doğrudan verilecektir.
                Şarj anında akımın ani değerini bulmada kullanılan denklem:

                i = V/R.(1-e-(R/L).t) [A] ya da, i = V/R.[1-1/e(R/L).t] [A]

                Verilen denklemde,
                i: Anahtar kapatıldıktan sonra akımın maksimum değerine ulaşmadan önce herhangi bir t
              anındaki ani değeri,
                V: Devreye uygulanan gerilim,
                R: Devredeki direncin değeri,
                L: Bobinin indüktansı (henry),
                e: Neper logaritma tabanı (2,71828)/
                Deşarj anında akımın anî değerini bulmada kullanılan denklem:

                i = V/R.(e-(R/L).t) [A]   ya da i = V/R(1/e(R/L).t) [A]

                Örnek: Şekil 6.1'de verilen devrede, R = 2 W, L = 4 henry, V = 20 V olduğuna göre, R-L seri
              devrede anahtar kapatıldıktan 2 s sonra akımın ani değeri nedir? Hesaplayınız.
                                                            76




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Çözüm: Devreden geçebilecek doğru akımın maksimum değeri,
                Imaks = V/R = 20/2 = 10 A
                DC uygulandıktan 2 s sonra devreden geçen akımın anî değeri:

                i = V/R.(1-e-(R/L).t) = 20/2(1-1/e(2/4).2) = 10.(1-1/e1) = 10.(1-1/2,7181)
                i = 10-10/2,718 = 6,32 A
                Örnek: Şekil 6.1'de verilen devrede akım maksimum değerde 10 A akarken S anahtarı 2
              konumuna alındıktan 2 saniye sonra hangi değere düşer? (V=20 V, R=2 W, L= 4 H)
                Çözüm: i = V/R.(e-(R/L).t)) =            = 10/2,718 = 3,68 A

                Ek bilgi: Logaritma
                Bir sayının logaritmasını bulmak, o sayının ait olduğu sayı sisteminde tabanın kaçıncı kuvveti
              olduğunu belirlemektir.
                Desimal (on tabanlı) sayı sisteminde kullanılan logaritmaya adî logaritma denir. Örneğin, Log10 = 1,
              Log100 = 2, Log1000 = 3'tür.
                Tabanı 2,71828 olan neper logaritması ise Ln ile gösterilir. Bunun mantığı yine aynıdır. Sadece
              bir sayının neper logaritma değeri bulunurken 2,71828'in kaç katı olduğu belirlenir.
                Örneğin, Ln3 = 1,09,        Ln5 = 1,60,       Ln10 = 2,3,      Ln100 = 4,605'tir.
                Başka bir ifadeyle: 3 = e1,09,      5 = e1,6,      10 = e2,3,     100 = e4,605'tir.
                Logaritma hesapları için ya hazır logaritma cetvelleri ya da hesap makinesi kullanılır.

                                                                              V
                                                                              U

                               1                                                     R-C seri devrede
                                    2            R                                   akımın artış
                                                                                     eğrisi


                                       Rdeşarj          XC                                 R-C seri devrede
                        V                                                                     akımın azalış
                                                                                                      eğrisi
                                   S
                                                                                                                    t (s)
                                                                                                               5t
                            Şekil 6.3: R-C seri devre                       Şekil 6.4: R-C seri devreye uygulanan
                                                                            DC akımın "artış" ve "azalış" eğrileri


                2. R-C seri (kapasitif özellikli) devrelerde zaman sabitesi (R-C time constant): Kondansatörün
              her iki levhasında eşit derecede elektron bulunduğu zaman eleman boş olarak nitelenir.
              Kondansatörün dolması demek, iki levhadan birinin (+), diğerinin (-) yük ile yüklenmesidir.
                Kondansatör bir R direnci üzerinden şarj olurken, uçlarındaki gerilimin, Ubesleme geriliminin
              % 63,2'sine çıkması için geçen zamana bir zaman sabitesi denir. Başka bir deyişle, dolu bir
              kondansatörün uçları arasındaki gerilimin, boşalma esnasında ilk gerilim değerinin % 36,8'ine
              düşmesi için geçen zamana bir zaman sabitesi adı verilir.
                Kondansatörler bir DC kaynağına bağlandığında ampermetrenin ibresi önce yüksek bir değer
              gösterir. Sonra 0 A değerine doğru iner.
                Şekil 6.3'te verilen devrede anahtar 2 konumuna alınırsa deşarj işlemi başlayacağından
              ampermetre ters yönde yüksek bir akım değeri gösterir daha sonra ibre sıfır değerine doğru düşer.
              Yapılan bu deneylerin elektriksel grafikleri çizilecek olursa şekil 6.4'teki logaritmik özellikli eğriler
              bulunur.
                Eğrilerden çıkarılan denklemlere göre kondansatörler 5t (tau)'luk zaman aralığında dolar ya da
              boşalırlar.
                Omik direnci hiç olmayan bir kondansatör, ideal kondansatör olarak adlandırılır. Ancak gerçekte
                                                                77




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              ideal kondansatör yoktur, ideale yakın kondansatör vardır. Çünkü, şarj olurken akıma karşı hiç
              direnç göstermeyen kondansatör yapılamamıştır. Yani, kondansatörün bağlantı ayaklarının ve
              plakaların yapıldığı metalin belli bir omik direnci söz konusudur.
                Herhangi bir kondansatör tek başına üretece bağlandığı anda hemen dolmaz. Dolma işlemi
              belli bir süre alır. Bu süre çok kısa olduğu için ihmal edilebilir.
                Kondansatör şekil 6.3'te görüldüğü gibi bir direnç üzerinden devreye bağlandığında zaman
              sabitesi denklemi: t = R.C [s] şeklinde bulunur.
                Kondansatör şarj olurken geriliminin belirli bir sürede yükseldiğini, deşarj olurken yine belirli
              bir sürede yüksüz hâle döndüğünü belirtmiştik. Bu yaklaşım ışığında yapılan deneylerde bulunan
              doluluk oranları şu şekilde olmaktadır:
                t (zaman sabitesi)         I (şarj akımı)   V (şarj gerilimi)
                1 t sonra                  % 36,8           % 63,2
                2 t sonra                  % 13,5           % 86,5
                3 t sonra                  % 4,98           % 95,02
                4 t sonra                  % 1,83           % 98,17
                5 t sonra                  % 0,67           % 99,33

                Örnek: Şekil 6.3'te verilen devrede 1000 mF'lık kondansatör, 10 kW'luk direnç üzerinden şarj
              olmaktadır.
                a. Kondansatörün zaman sabitesini,
                b. Kondansatörün tam olarak dolması için geçen zamanı bulunuz.

                Çözüm: a. t = R.C = 10000.0,001 = 10 s
                       b. Kondansatörün dolma zamanı = 5.t = 50 s

                Kondansatörün plakalarında biriken enerjinin gerilim ve akım değerinin herhangi bir andaki
              seviyesini bulmada kullanılan denklemler: Şarj anında akımın ve gerilimin anî değerlerini bulmada
              kullanılan denklemler:
                vc = V.(1-e-t/R.C) [V]    ic = V/R.(e-t/R.C) [A]

                Örnek: Değeri 2 MW olan bir direnç ile kapasite değeri 2 mF olan bir kondansatör seri bağlanmış
              ve devreye 200 V uygulanmıştır. Buna göre anahtar kapandıktan 2 s sonra kondansatör uçlarındaki
              gerilim kaç volt olur? Bulunuz.
                Çözüm
                vc=V.(1-e-t/R.C)=200.(1-e-2/2.2)=200.(1-e-1/2)=200.[1-(1/e1/2)]=200.[1-(1/ )]= 78,6 V

                Deşarj anında akımın ve gerilimin anî değerlerini bulmada kullanılan denklemler:

                vc = V.(e-t/R.C) [V]     ic = -V/R.(e-t/R.C) [A]

                Örnek: Kapasite değeri 1 mF olan bir kondansatöre 250 V uygulanarak şarj işlemi yapılmıştır.
              Ardından üreteç sistemin dışına çıkarılarak kondansatör uçlarına 1 MW'luk direnç paralel olarak
              bağlanmıştır.
                Buna göre deşarj işlemi başladıktan 2 s sonra kondansatör uçlarındaki gerilim kaç volta iner?
              Bulunuz.
                Çözüm: vc = V.(e-t/R.C) = 250.(e-1/1.1) = 250.e-1 = 250.(1/2,718) = 92 V

                B. Zamanlayıcı çeşitleri (zaman rölesi devreleri)
                Endüstriyel sistemlerde bazı işlemlerin belli bir zaman gecikmesiyle yapılması istenir. İşte bu
              durumlarda zaman rölesi devreleri kullanılır.

                                                                   78




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                1. Zaman rölelerinin devre yapısı
              bakımından sınıflandırılması: Zaman
              geciktirme devreleri üç kısımda incelenmektedir.
                I. Analog esaslı (transistör, tristör, triyaklı vb.)
              zamanlayıcılar.
                II. Entegreli (555, 741 vb.) zamanlayıcılar.
                III. Dijital esaslı (lojik kapı entegreli)
              zamanlayıcılar.                                            Resim 6.1: Uygulamada kullanılan
                En basit zaman gecikmesi, bir kondansatörün              çeşitli zamanlayıcılar
              direnç üzerinden şarj olması ilkesine dayanmaktadır.
              Ayrıca, bir bobinin üzerinden geçen akımın yükseliş ve düşüş anında yaratmış olduğu geçici rejim
              de bir zaman gecikmesi olayıdır.

                2. Zaman rölelerinin çalışma şekline göre sınıflandırılması
                I. Düz (çekmede gecikmeli) zaman rölesi: Belli bir süre sonra çalışmaya başlayan zaman
              rölesidir. Başka bir deyişle, besleme uçlarına gerilim uygulanınca ayarlanan süre sonunda, normalde
              kapalı kontağı açılan, açık kontağı kapanan röledir. Bu tip çalışan devrelere turn-on tipi zamanlayıcı
              da denir.

                II. Ters (düşmede gecikmeli) zaman rölesi: Belli bir süre çalışıp duran zaman rölesi
              devresidir. Başka bir deyişle, besleme uçlarına gerilim uygulanınca, anî olarak kontaklar konum
              değiştirir. Röle enerjili kaldığı sürece bu konum muhafaza edilir. Enerji kesilince, ayarlanan süre
              kadar enerjili durumdaki konum korunur. Gecikme süresi sonunda kontaklar normal konumunu
              alır. Bu tip çalışan devrelere turn-off tipi zamanlayı da denir.

                C. Zaman rölesi devresi örnekleri                                 5,6-47 kW

                a. Tek transistörlü, alıcıyı gecikmeli olarak
              çalıştıran (turn-on tipi) zamanlayıcı devresi: Şekil
              6.5'te verilen şemada besleme gerilimi devreye                                                          L
              uygulandığında R ve P üzerinden geçen akım C'yi
                                                                                  10-470 kW                AC ya da DC
              doldurmaya başlar. C'nin gerilimi belli bir seviyeye
              (0,6-0,7 V) geldiğinde transistör iletime geçerek,                              BC547
              rölenin bobinin mıknatıslanmasına yol açar. Röle
              bobinin mıknatıslanmasıyla palet çekilir ve
              kontaklar konum değiştirerek lambayı çalıştırır.                  10-1000 mF/16 V
              B'ye basıldığında C boşalacağından lamba söner.                                                  -
              Devrenin besleme gerilimi devam edecek olursa
                                                                     Şekil 6.5: Tek transistörlü turn-on tipi zaman rölesi
              B'den elimizi çektikten bir süre sonra lamba tekrar
              yanar.

                Devredeki elemanların görevleri:
                R direnci: Potun değeri sıfır yapıldığında transistörün beyzini aşırı akıma karşı korur.
                Pot (P): Devrede kondansatörün dolma zamanını ayarlar. Yani gecikme süresini belirlememizi
              sağlar.
                Kondansatör (C): Devrenin gecikmeli olarak çalışmaya başlamasını sağlar.
                Transistör: Beyz ucuna gelen küçük değerli akımı ile kolektör-emiter uçları arasından daha yüksek
              bir akım geçirerek röleyi çalıştırır.
                Röle: Bobini enerjilendiğinde kontakları konum değiştirir ve yüksek akımlı bir alıcının kumanda
              edilmesini sağlar.
                Diyot: Rölenin bobinin oluşturduğu yüksek değerli indüksiyon gerilimlerinin transistörü bozmasını
              engeller. Yani, yüksek değerli gerilimlerin rölenin kendi bobini üzerinden dolaşmasını sağlar.
                                                               79




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Not: Şekil 6.5'te görülen devrede röle                                                                             +12 V
              yerine led ya da 12 V'luk flamanlı lamba da




                                                                                                             1N4001
              bağlanabilir. Eğer alıcı olarak led
              kullanılacaksa, lede seri olarak 470 W-1                                          B
              kW'luk seri bir direnç bağlanmalıdır.                                                                                        L
                                                                                                    5,6-47 kW




                                                                     10-470 kW
                                                                                                                              AC ya da DC
                b. Tek transistörlü alıcıyı bir süre çalıştırıp
              durduran (turn-off tipi) zamanlayıcı devresi:                                             R
              Şekil 6.6'da verilen devrede B'ye basılınca                                     BC547
              C dolar. Butondan elimizi çektiğimizde
                                                                             10-1000 mF/16 V
              C'nin üzerinde biriken elektrik yükünün                                                          -
              akımı R direncinden geçerek transistörü
              tetikler. İletime geçen transistör röleyi            Şekil 6.6: Tek transistörlü turn-off tipi zaman rölesi
              çalıştırır.
                Bir süre sonra kondansatör plakalarındaki elektrik yükü biteceğinden transistör kesime gider,
              röle ilk konumuna döner ve lamba söner.
                Devredeki elemanların görevleri:
                R direnci: Butona basıldığı anda transistörün beyzine yüksek akım gitmesini engeller. Yani,
              beyz ucunu yüksek akıma karşı korur.
                Pot (P): Kondansatörün boşalma zamanını ayarlar. Yani, alıcının çalışma süresini belirlememizi sağlar.
                Kondansatör (C): Devrenin bir süre çalışmasını sağlar.


                                                                                               1 k-10 k
                                                                                 100 k-470 k




                                                                                                                               L


                                                                                                            T1

                                                                                  47 k-470 k                          T2
                                                                                                    BC547
                                                                                                                      BC547




                        Şekil 6.7: Transistörlerin                Şekil 6.8: Darlington bağlantılı uzun zaman
                        darlington bağlanması                     gecikmeli turn-on tipi zaman rölesi devresi

                c. Darlington bağlantılı uzun zaman gecikmeli turn-on tipi zaman rölesi devresi: Şekil 6.7'de
              görüldüğü gibi transistörlerin ard arda bağlanmasıyla daha güçlü, hassas ve yüksek kazançlı
              transistörler yapılabilir.
                Şekil 6.8'de verilen turn-on tipi zaman rölesi devresinde S anahtarı kapatıldığında R1 ve P
              üzerinden geçen akım C'yi doldurmaya başlar. C'nin gerilimi belli bir seviyeye geldiğinde T1
              transistörü iletime geçer. T1 iletime geçince T2 de iletime geçer ve röle çalışır.
                B'ye basılırsa C boşalacağından devre başa döner. Yani alıcı bir süre çalışmaz. Belli bir zaman
              geçtikten sonra tekrar çalışmaya başlar.

                ç. İki transistörlü kaskad bağlantılı turn-off tipi zaman rölesi: Şekil 6.9'da verilen
              devrede B'ye basılınca C dolar ve T1'i tetikler. T1'in iletime geçmesiyle R3 direnci üzerinde bir
              gerilim oluşur. R3'te oluşan gerilim T2 transistörünü sürerek ledi çalıştırır. C boşalınca T1 ve T2
              kesime gider, led söner.

                d. Darlington bağlantılı uzun zaman gecikmeli turn-off tipi zaman rölesi devresi: Şekil 6.10'da
                                                                  80




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                                                                                                   +12 V




                                                                                                                                             1N4001
                                                                                                                           10-1000 mF/16 V
                                                                                 +12 V




                                                         10-22 kW
                                                                    R2




                                                                          1 kW
                                                B                                R4                        B                                                               L
                 10-470 kW




                                                10 kW               BC547                                                                             T1
                                                                     T1
                                                                                                  P




                                                                                                               10-470 kW
                                                                                 T2                                                   R2
                                                 R1
                              10-1000 mF/16 V




                                                                                                                                     1 MW
                                                                      BC547
                                                                                                                                             BC547
                                                        10-22 kW



                                                                     R3                                                                                       T2
                                                                                                                                                      BC547
                                                                                      -
                                                                                                  R1           10-22 kW


                        Şekil 6.9: İki transistörlü kaskad                                             Şekil 6.10: Darlington bağlantılı uzun zaman
                        bağlantılı turn-off tipi zaman rölesi                                          gecikmeli turn-off tipi zaman rölesi devresi

              verilen devrede B'ye basıldığında kondansatör (C) boşalır ve yeniden dolmaya başlar. Bu sırada P
              ve R1 üzerinde oluşan polarma gerilimi T1 transistörünü sürer. İletime geçen T1 ise T2'yi sürer ve
              röle çalışır. Kondansatör tam olarak dolunca akım çekmez. Kondansatörün akım çekmemesi
              nedeniyle P ve R1 üzerinde gerilim düşümü olmaz ve transistörler kesime gider.

                e. Darlington bağlantılı uzun
              zaman gecikmeli turn-off tipi zaman
              rölesi devresi: Şekil 6.11'de verilen
              devrede       B'ye      basıldığında                                                    L
                                                                             1N4001
              kondansatör (C) dolar. Butondan
              elimizi çektiğimizde C'nin üzerinde
                                                                                      10-470 kW




              biriken elektrik yükünün akımı R                                       T1
              direncinden geçerek T 1 ve T 2
                                                               100 k-500 k                    T2
              transistörünü tetikler. İletime geçen                           BC547
              T2 transistörü röleyi çalıştırır. Bir                                 BC547
              süre       sonra        kondansatör           100-470 mF
              plakalarındaki elektrik yükü
              biteceğinden transistörler kesime
              gider, röle ilk konumuna döner ve            Şekil 6.11: Darlington bağlantılı uzun zaman
              lamba söner.                                 gecikmeli turn-off tipi zaman rölesi devresi
                Devrede T1 transistörünün beyzine
              bağlanan direncin değeri çok büyük olduğundan beyz ucu çok küçük bir akım çeker. Bu sayede
              kondansatör çok uzun sürede boşalır.

                 f. Schmitt trigger (tetiklemeli) bağlantılı turn-off tipi zaman rölesi devresi:
              Transistörlerin schmitt tetiklemeli bağlanması kısaca şöyle açıklanabilir: Rölelere uygulanan gerilim
              hemen sıfır ya da maksimum değere ulaşmazsa, rölenin bobininin oluşturduğu mıknatıslık yetersiz
              olacağından, kontaklar titreşir. İşte bu durum röleli devrelerde hiç istenmez. Çünkü titreşim şerareye
              (kıvılcım) sebep olarak rölenin kontaklarının çabuk bozulmasına neden olur. Röle kontaklarındaki
              titreşimi en az değere indirmek için transistörler schmitt (şimit) tetiklemeli olarak bağlanır.
                 Schmitt tetiklemeli turn-off zaman rölesi devresi şöyle çalışır: Şekil 6.12'de verilen devreye
              enerji uygulandığında C henüz boş olduğundan T1 kesimdedir. Dolayısıyla T1'in kolektör ucundaki
              (A noktası) gerilimin değeri şaseye göre maksimum seviyededir. Bundan dolayı T2 hemen iletime
              geçerek röleyi sürer ve alıcı çalışır. R1 ve pot üzerinden şarj olmaya başlayan C, bir süre sonra
              dolarak T1’i iletime sokar. İletime giren T 1’in kolektöründeki (A noktası) gerilim azalırken
              emiterine bağlı olan R3 direncinde (B noktası) düşen gerilim yükselir. Bu da T2 transistörünün
                                                                                                      81




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              (iki elektriksel etki sebebiyle)
              hızlıca kesime gitmesine neden                                                                     +12 V




                                                                  10-33kW




                                                                                        270 W




                                                                                                            1N4001
                                                            R1
              olur.                                                         R2
                Şöyle ki;
                                                                      A
                I. T1'in kolektöründeki gerilim




                                                      10-470 kW




                                                                                        33-47 W
                                                                                         R4




                                                                                                   1,8 kW
              düşerek T2'yi kesime götürür.                  P             R3
                II. T1 ve T2’nin emiterlerinin                                                               L
              bağlı olduğu R 5 diren cinde
                                                               BC547        T1                     BC547
              oluşan gerilim, T 2 'nin beyz
              akımını azaltıcı etki yapar.                                                        T2
                                                                      B




                                                                            10-470 mF
              (Negatif geri besleme)                        C
                                                  B




                                                                                                  390 W
                                                                                        33 W
                Devrede bulunan B butonuna                                 R5            R6
                                                                                                                  -
              basılacak         olursa        C
              boşalacağından, T 1 hemen             Şekil 6.12: Schmitt tetiklemeli turn-off tipi zaman rölesi devresi
              kesime gider. Bu da T 1 'in
              kolektör (A noktası) geriliminin yükselmesine neden olarak T2'yi iletime sokar.
                Sonuç olarak schmitt tetikleme yöntemi, rölenin çok hızlı olarak iletim ya da kesime gitmesini sağlar.

                3. Merdiven ışık otomatiği devreleri: Çok katlı yapılarda merdiven boşluklarını istenilen
              süre kadar aydınlatmak için geliştirilmiş cihazlara merdiven ışık otomatiği denilmektedir.
                Merdiven ışık otomatiklerini yapı bakımından şöyle sınıflandırabiliriz.

                I. Mekanik yapılı: Bunların içinde motor ve yay düzeneği vardır. Butona basılınca kontak
              kapanır, lambalar yanar. Ayarlanan süre sonunda ise söner. Mekanik yapılı ışık otomatikleri
              uygulama alanından kalkmıştır.

                II. Elektronik yapılı: Bu tip otomatiklerin içinde çeşitli biçimlerde dizayn edilmiş elektronik
              devreler mevcuttur.

                Elektronik yapılı merdiven ışık otomatiği devrelerine ilişkin devre örnekleri
                a. PNP transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi: Şekil 6.13'te verilen devre
              tesisata bağlandıktan sonra butona basılırsa C2 dolar. C2'nin gerilimi PNP transistörü sürer, röle
              çeker ve lambalar yanar. C2 boşalınca lambalar söner. 100 kW'luk pot ile lambaların yanma
              zamanı ayarlanabilir.

                 b. NPN ve PNP
              transistörlü merdiven ışık           Elektronik merdiven
                                                      ışık otomatiği
              otomatiği devresi: Şekil
              6.14'te verilen devrede butona
              basıldığında A noktasındaki
              doğru akım C2'yi şarj eder.
              Dolan C2, T1'i sürer. T1'in
              iletime geçmesi PNP tipi T2
              transistörünün beyz ucunun          Şekil 6.13: PNP transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi
              eksi (-) alarak iletime
              geçmesine neden olur. T2 iletime geçtiğinde ise röle lambayı/lambaları çalıştırır. C2
              boşaldığında lambalar söner.

                c. Transformatörsüz merdiven ışık otomatiği devreleri: Trafolar devrede çok yer
              kapladığından ve maliyeti artırdığından trafosuz tip merdiven ışık otomatikleri geliştirilmiştir.
              Trafosuz tip otomatiklerde gerilimin düşürülmesi için AC 220 V'luk girişe 220-470 nF/350 V'luk
                                                                               82




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              kondansatörler seri olarak
              bağlanmaktadır. Bu sayede                                                                      1,5 k
                                                                           R 2 27 k-270 k BC547                                T2
              gerilimin büyük bir bölümü                                                                     R4




                                                                                                                       BC308
              kapasitif reaktansı (XC) yüksek                                 100 k                T1
              olan kondansatör üzerinde                       C2                                         2,7 k
              düşmekte, 12-48 V'luk kısmı ise                                 R1                         R3




                                                             470 mF
              zaman rölesi devresine gitmektedir.                             2,7 k

               I. Transistörlü (trafosuz)                                                                A
              merdiven ışık otomatiği devresi:
              Şekil 6.15'te verilen devrede 100-                                                  C1
                                                                             1000 mF16 V
              330 nF'lık kondansatör direnç
              görevi yaparak gerilimi düşürür.
              Butona basıldığında devre nötr                                              klemensler
              alarak çalışmaya başlar. C2 dolunca
                                                                  buton
              T 1 iletime, T 2 kesime gider ve                                            lâmba
              lamba söner.
                                                             220 V
                                                                            Şekil 6.14: NPN ve PNP transistörlü
                                                                            merdiven ışık otomatiği devresi



                                    100-330 nF
                       lâmba          400 V
                                                    1N4007             250 W
                         faz


                        nötr                                                                     5,6 k
                                                               470 mF / 25 V
                                     1N4007




                       buton                                                          BC308                    BC308
                                                 33-100 mF




                                                                                                 5,6 k
                                                   100 V




                                                                27 k


                                                                470 k
                                                                            5,6 k
                                                                                              1N4001            12 V röle




                                    Şekil 6.15: Transistörlü (trafosuz) merdiven ışık otomatiği devresi

                4. Periyodik (arka-arkaya çalışan) zamanlayıcı devreleri: Endüstriyel üretim
              süreçlerinde bazı makinelerin periyodik olarak çalışması istenir. İşte bu gibi durumlar için mekanik
              ya da elektronik yapılı sistemler geliştirilmiştir.

                a. Alıcıyı aralıklı (periyodik) olarak çalıştıran devre: Şekil 6.16'da verilen devre astable
              multivibratör (flip flop) temellidir. Devrenin çalışmasını basit olarak açıklayacak olursak: İlk
              anda T1'in iletimde olduğunu varsalım. Bu durumda C1 şarj olmaya başlar. C1 dolunca T2'yi
              sürer. T2 iletimdeyken bu kez de C2 dolmaya başlar. C2 dolduğunda T1 iletime geçer.
                Görüldüğü gibi devre sürekli olarak konum değiştirmektedir. Örnek olarak verilen devrede T2
              transistörünün kolektörüne röle bağlı olduğuna göre alıcı aralıklı olarak çalışıp durmaktadır.
              Alıcının çalışma zamanını değiştirmek istersek C1, C2, R2, R3'ten herhangi birisinin değerini
              değiştirmemiz gerekir.


                                                                      83




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                5. Tristörlü
              zamanlayıcı devreleri

                 a. NPN transistör ve
              tristörlü gecikmeyle
              çalışan (turn-on tipi)
              zaman rölesi devresi:
              Şekil 6.17'de verilen
              devrede S anahtarı
              kapatılınca C dolmaya
              başlar. C’nin gerilimi 0,6-
              0,7 V düzeyine ulaşınca
              transistör iletime geçer. R3
              üzerinde oluşan gerilim
              tristörü tetikler, lamba
              yanar. Pot ile L’nin
                                                              Şekil 6.16: Alıcıyı aralıklı olarak çalıştıran devre
              çalışmaya başlama zamanı
              ayarlanabilir.




                                                                                                                                                +12 V
                6. Triyaklı zamanlayıcı devreleri                                R1 100 kW                                    S
                                                                                                         47 W
                a. Transistör ve triyaklı merdiven ışık
              otomatiği devresi: Şekil 6.18'de verilen                             470 k
                                                                                                         R2
              devrede B'ye basıldığında C1 kondansatörünün                        P
                                                                                                                                                   L
              iki ucuna da eksi (-) gideceğinden bu eleman
              deşarj olur ve P ile R1 üzerinden tekrar dolmaya




                                                                                                                                  AC ya da DC
              başlar. C dolana kadar T 1 kesimdedir. T 1'in
                                                                                                                     MCR100
                                                                                         BC547

                                                                                                                     TIC106
              kesimde olması nedeniyle T2 ve T3 de kesimde
              kalır. T3'ün kesimde olması T4'ün iletim olmasını                                          47 W
              sağlar. T4 iletken olduğu anda triyakın G ucuna                    C 1 mF                  R3
              eksi (-) gider ve bu elemanın A1-A2 uçları
              arasından geçen akım lambaları çalıştırır. C
              dolduğu anda T1, T2, T3 iletime geçer. T3 iletken                    Şekil 6.17: Transistör ve tristörlü
              olduğunda T4 kesime gider ve lambalar söner.                         turn-on tipi zaman rölesi devresi




                             470 k                                  1k                     BT136
                                             100 k




                                                     10 k
                    R1                                                        2,2-10 k
                          100 k 10 k
                                                      BC308
                                                                               BD135
                                    BC547
                                                                                                                  6,8 k/1 W
                                                                   BC547
                                                                                                         1N4007
                                                                                           1k
                          1000 mF    10 k            10 k
                     C1   16 V                                                                                    12 V
                                                                   470 nF                                                47 mF/16 V
                                                                                               sigorta
                                                                      lâmba
                                            R
                                                                                           B
                                            Mp                                    buton

                                     Şekil 6.18: Transistör ve triyaklı merdiven ışık otomatiği devresi

                                                                     84




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                          220 kW
                                                                                                               L




                                                                         470 kW
                                                       C
                                                                                   10 mF
                                                                                                 -

                          Şekil 6.19: 555 entegreli turn-                    Şekil 6.20: 555 entegreli periyodik
                          off tipi zaman rölesi devresi                      olarak çalışan röle devresi

                7. Entegreli zamanlayıcı devreleri
                a. 555 entegreli turn-off tipi zaman rölesi devresi: Şekil 6.19'da verilen devre alıcının 1 s-15
              dakika süreli olarak çalışmasını sağlar. Butona basıldığında röle çalışır. Bir süre sonra C kondansatörü
              deşarj olduğundan röle eski konumuna döner. Devrenin çalışma zamanı, T = 1,1.R.C [s] denklemiyle
              bulunur. Denklemde, R: Direnç (ohm), C: Kondansatör (farad) cinsindendir.

                b. 555 entegreli periyodik olarak çalışan röle devresi: Şekil 6.20'de verilen devrede
              kullanılan kondansatör ve dirençlerin değerine göre entegrenin çıkışının konum değiştirme zamanı
              ayarlanabilir.

                 c. Op-amp ile yapılan zamanlayıcılar: Op-amplarda 2 giriş ucu bulunmaktadır. (+) giriş ile
              (-) giriş, uygulanan sinyalleri kıyaslar ve buna göre çıkış verir. Eğer, (+) girişin gerilimi (-) girişin
              geriliminden biraz büyük olursa op-amp çıkış vererek röleyi sürer.

                I. 741 op-ampıyla yapılan turn-off tipi zaman rölesi devresi: Şekil 6.21'de verilen
              devrede butona basıldığı anda kondansatör besleme gerilimi kadar bir değere şarj olur. Bunun
              sonucunda 3 numaralı (+) girişin gerilimi 2 numaralı (-) girişin geriliminden yüksek olacağından
              op-amp çıkış verir ve röle çeker.
                C'nin üzerindeki
              gerilim pot                                                                                 +12 V
                                                                                                               +
              üzerinden yavaş
              yavaş boşalmaya                                                       1N4001
              başlar. Bu değer 2                              100 k
              numaralı girişin
                                                                                                BC547
              geriliminden aşağı        10-470 k k
                                        100-500
              değere düştüğü anda                                +3
                                                        100 mF




              op-amp kesime                                      -2              10 k
              gider.                           100CmF
                Not: Op-ampın 2                                100 k                            1,5 k
              numaralı eksi (-)                                                                              -
              girişinin gerilimi iki
              adet gerilim bölücü                 Şekil 6.21: Op-amplı turn-off tipi zaman rölesi devresi
              direnç ile besleme
              geriliminin yarısına düşürülmüştür.

                8. Dijital entegreli zamanlayıcı devreleri: Lojik (mantık) kapı entegreleri kullanılarak da
                                                                 85




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              çeşitli zamanlayıcılar yapılabilmektedir. Bu devrelerin tam olarak anlaşılabilmesi için dijital
              elektronik konularını bilmek gerekir.

                a. VEDEĞİL (NAND) kapılarıyla yapılan flip flop devresi
                Ön bilgi: VEDEĞİL kapısının iki girişine de lojik 1 yani 5 V geldiğinde çıkış uçlarının gerilimi
              0 V olur. İki girişe de lojik 0 uygulandığında ise çıkış 5 V olur.

                Şekil 6.22'deki devrenin
                                                                                                         R 1 270 W
              çalışma ilkesi:                                      led1         C1
                                                                                                   led2
                N1 kapısının çıkışının 0 V
                                                                         100 mF
              olduğunu kabul edelim. Bu
              durumda led 1 yanar. N 1                          100 mF
              kapısının çıkışının 0         V
                                                                                        N2                           5V
              olabilmesi için R 2 direnci              N1              C2
              üzerinde lojik 1 sinyalinin
                                                   R2                     R3
              bulunması gerekir. Bu da ancak
                                                   3,3 k                3,3 k           Devrede 7400 VEDEĞİL lojik
              C1 kondansatörü şarj olurken                                              kapı entegresi kullanılmıştır.
              mümkün olur.
                C1 kondansatörü tam olarak                     Şekil 6.22: VEDEĞİL kapılı flip flop devresi
              dolduğu anda R2 üzerinden
              akım geçmeyeceğinden, bu elemanda 0 V görülür. R2'nin geriliminin 0 V olması N1 kapısının
              çıkışını lojik 1 V yapar ve led1 söner.
                N1'in çıkışının 1 olması C2 kondansatörünün şarj olmaya başlamasına yol açar. Bu ise R3
              üzerinde bir gerilim oluşturur. R3 üzerinde oluşan gerilim ise N2'nin çıkışını lojik 0 V yapar.
              N2'nin çıkışının 0 V olmasıyla led2 çalışır. Devre bu şekilde çalışmasını sürdürür.
                Devrede led yerine düşük akımlı 5 V'luk mini röleler kullanılırsa periyodik çalışan bir sistem
              oluşturulabilir. (Bu durumda, ledlere seri bağlı 270 W'luk direnç iptal edilmelidir.)

                Sorular
                1. Zaman sabitesi nedir? Yazınız.
                2. R-L seri devrede akım niçin hemen maksimum değere ulaşamaz? Açıklayınız.
                3. R-C seri devrede şarj ve deşarj olaylarını anlatınız.
                4. Bir süre çalışıp duran NPN transistörlü zaman rölesi devresini çizerek çalışmasını anlatınız.
                5. PNP transistörlü gecikmeyle çalışan devreyi çiziniz.
                6. İki transistörlü darlington bağlantılı turn-off tipi (bir süre çalışıp duran) zaman rölesi devresini
              çiziniz.




                                                                86




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                     Bölüm 7: Güç çeviriciler
                A. DC’yi AC’ye dönüştüren devreler
                AC’yi DC’ye dönüştüren devrelere doğrultmaç denilirken, DC’yi AC’ye çeviren devrelere ise
              konvertisör (konvertör, invertör) denir.
                Konvertisörler, osilatör devresi, trafo ve çıkış ünitelerinin birleşiminden oluşur. (Şekil 7.1'e
              bakınız.)
                DC’yi, AC'ye çeviren devreler                                         trafo

              transistörlü, tristörlü ya da entegreli olabilir.                                         çıkış




                                                                                                                    çıkış
                                                                    osilatör
                Osilasyonlu sinyalleri yükseltip                                                        ünitesi
              alçaltmaya yarayan transformatör nüveleri
              ise, alçak frekanslı olarak üretilen (50 Hz-1      Şekil 7.1: Konvertisör devrelerinin blok şeması
              kHz) devrelerde çelik sacdan, yüksek
              frekanslı (1 kHz ve üzeri) devrelerde ise
              ferritten yapılır. Çünkü, yüksek frekanslarda
              çelik saclar büyük kayıplara ve ısınmalara
              yol açmaktadır. Ferrit nüve ise yüksek
              frekanslı manyetik kuvvet çizgilerini daha
              iyi geçirerek verimi yükseltmektedir.

                Konvertisörlerin kullanım alanları:
              AC’nin         depolanması        mümkün
              olmadığından, bu gerilim redresörlerle
              doğrultularak akümülatörlere doldurulur.
              Daha sonra konvertisörlerle AC’ye                 Resim 7.1: Transistörlü konvertisör devresi örneği
              çevrilerek alıcılar çalıştırılır.
                Yolcu otobüslerinde bulunan TV'lerin, seyyar flüoresan lambalı el fenerlerinin (ışıldak), kesintisiz
              güç kaynaklarının çalıştırılmasında vb. konvertisörler kullanılır.
                Konvertisör devrelerinin çıkışından alınan gerilimin frekansının ayarlanabilir olması da ayrı
              bir üstünlüktür. Frekansın değişmesi AC ile çalışan motorların devir sayısını doğrudan
              etkilediğinden, devir ayarı yapılmak istenen yerlerde bu tip cihazlar kullanılmaktadır.

                AC’nin yükseltilip alçaltılma şekli: AC sinyaller transformatörlerle yükseltilir ya da alçaltılır.
              Yani trafolar zamana göre yönü ve şiddeti değişen akımlarla çalışırlar.
                DC'yi yükseltmek için bu akımın AC sinyal hâline getirilmesi gereklidir. Çünkü transformatörler
              tek yönlü olarak akan bir akımda çalışmaz.

                Konvertisörlerin çalışma ilkesi: Çalışma gerilimi
              220/12 V olan bir trafonun primerine önce şekil 7.1'de                             trafo
              görüldüğü gibi DC bir gerilim uygulandığını varsayalım.                   S
              Bu durumda sekonder sarımın uçlarına bağlı olan                   +
              voltmetre hiç bir gerilim değeri göstermez. Eğer DC                   V       V1           V2     V
              üreteç ile primer sargısı arasına bağlı olan S anahtarı hızlı
              biçimde açılıp kapatılırsa voltmetre ibresi sapmaya               -       220 V            12 V
              başlar.
                Bunun nedeni: S kapatılınca geçen akım sıfırdan                Şekil 7.2: Konvertisörün çalışma
                                                                               ilkesinin basit anahtarlama
              maksimum değere doğru yükselir. Anahtar açılınca ise
                                                                               devresiyle açıklanması
              geçen akım maksimum değerden sıfıra doğru düşer. İşte
                                                                 87




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              primerden geçen akımın yükselip alçalması bu sargının etrafında oluşan manyetik alanın da
              değişken olmasını sağlar. Değişken manyetik alan ise trafo nüvesi üzerinden dolaşarak sekonder
              sargılarında AC gerilim oluşturur.
                Sekonder sargısına bir ampermetre, voltmetre ya da osilaskop bağlanacak olursa S anahtarının
              açılıp kapanması sırasında oluşan sinyaller görülebilir. S hızlı kapatılıp açılırsa oluşan sinyalin
              frekansı ve gerilim değeri de yüksek olur. Ancak, oluşan sinyal sinüsoidal biçimli değildir.
                Yukarıda anlatılan anahtarlı “ilkel” yöntem uygulamada kullanılmaz. Onun yerine aynı işlemi
              otomatik olarak yapan transistör, tristör ya da entegreli devreler geliştirilmiştir.

               B. AC-AC, DC-AC ve DC-AC-DC (DC-DC) konvertisörler
               Uygulamada kullanılan konvertisörlerin çıkışından alınan gerilimin şekli isteğe göre AC ya da
              DC olabilmektedir. Şimdi giriş çıkış gerilimine göre yapılan sınıflandırmaları inceleyelim.

                a. AC-AC konvertisörler: Devrede girişe uygulanan AC akım diyotlarla DC'ye çevrildikten
              sonra aküler şarj edilir. Daha sonra bu akım konvertisöre uygulanarak AC'ye çevrilir. Kesintisiz
              güç kaynakları bu prensibe göre çalışmaktadır.

                b. DC-AC konvertisörler: Bu tip devrelerde giriş akımı aküden alınarak konvertisöre uygulanır
              ve çıkıştan AC elde edilir. Taşıtlarda bulunan TV'lerin çalıştırılmasında kullanılan konvertisörler
              bu prensibe göre çalışmaktadır.

                 c. DC-AC-DC (DC-DC) konvertisörler: Bu tip devrelerde giriş akımı aküden alınarak
              konvertisöre uygulanır. Konvertisörün çıkışından alınan
              AC akım diyotlarla tekrar DC'ye çevrilerek çalıştırılmak
              istenen alıcıya uygulanır. 12 V'luk DC'nin 24 V'luk DC'ye
              çevrilmesinde kullanılan devreler bu prensibe göre
              çalışmaktadır.

                Transistörlü konvertisörler
                a. Tek transistörlü DC-AC konvertisör: Şekil
              7.3'te verilen devreye DC uygulanınca R1 ve R2 dirençleri
              üzerinden alınan polarma akımı N2 üzerinden geçerek
              transistörün beyz ucuna ulaşır. Bobin, akımın geçişine
              indüktif reaktans gösterdiğinden beyzden geçen akım bir
              süre sonra tepe değere ulaşır. Beyz akımının sıfırdan          Resim 7.2: DC-DC konvertisör
              maksimuma yavaş yavaş artarak ulaşması sonucu
              kolektörden emitere geçen akım da yavaş yavaş artar.
                                                                                                                          AC




              Bu da N1 bobininden geçen akımın yarattığı manyetik          +12 V                    N1
                                                                                     R1
              alanın değişken olmasını sağlar. N1 bobininin manyetik
              alanı güçlü olduğundan N2 bobininin üzerinde etki                                                          N3
                                                                                                T
              yaparak N2 üzerinde oluşan E2 zıt EMK gerilimini yok
                                                                                                        N2
              eder. Bu da N2 bobininden geçen akımın biraz daha                      R2
              artmasına yol açar. IB akımının artması ise IC akımını        -
              daha fazla artırır. Ancak, bobinlerden ve transistörden
              geçen akımlar maksimum değere ulaşarak sabit akım                    V,I    çıkış sinyali
              hâline gelirler.                                                                                   t (s)
                                                                                     +              +
                Akımların sabit hâle gelmesi, oluşan manyetik                               -                -
              alanların da sabit olmasını sağlar. N1 bobininin alanının
              sabitleşmesi bu alanın N2 üzerinde yaptığı bozucu etkinin
              ortadan kalkmasına neden olur. N2’nin oluşturduğu                 Şekil 7.3: Tek transistörlü
                                                                                AC-AC konvertisör devresi
              alanın etkisinin ortadan kalkması ise N1’den geçen
                                                              88




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              akımın normal değerine doğru düşmesine yol açar. N2’den geçen IB akımının azalması, transistörün
              IC akımının azaltmasına neden olur. IC akımı azalırken N1 bobininin üzerinde önceki alanın tersi
              yönde bir manyetik alan oluşturur. Ters yönlü manyetik alan çok güçlü olduğundan bu, N2 bobininin
              üzerinde oluşan zıt EMK gerilimini artırıcı etki yapar. E2 zıt EMK geriliminin artması ise IB
              akımını sıfır değerine doğru azaltır. IB’nin sıfır değerini alması IC akımını da sıfır yapar. Bu
              sayede devre başa dönmüş olur. Yukarıda anlatılan durumlar sırayla tekrar tekrar oluşur.
                N2 ve N1 bobinlerinden geçen akımların sürekli olarak çoğalıp azalması bu bobinlerin etrafında değişken
              manyetik alanlar meydana getirdiğinden sekonder sarımında (N3) AC’ye benzeyen gerilim oluşur.

                Not: Devrenin çıkışına doğrultmaç devresi eklenirse DC-DC konvertisör yapılmış olur.

                b. İki transistörlü DC-AC konvertisör
              devresi: Şekil 7.4'te verilen devreye DC




                                                                                                                  AC 220 V
              uygulandığında ilk anda N 2 ve R1 direnci
              üzerinden geçen akımla T1 transistörünün iletime
              geçtiğini varsayalım. R1'den gelen akım N1'den
              geçerken hemen maksimum değere ulaşamaz.
              (Maksimum değer ancak 5 t'luk zaman sonra             1-10 k
                                                                              1-10 k

              olur.) N2'den geçen akım maksimum değere
              doğru yükselirken, T 1 iletime geçtiği için, N1
              bobininden de yüksek değerli bir akım akmaya
              başlar. N1'den geçen akımın yarattığı değişken
              manyetik alan, N3 bobininde bir gerilim indükler.
                                                                      V,I      çıkış sinyali
              Bunun yanında N2 bobininde oluşan manyetik
              alanı da zayıflatarak N2 sarımından geçen akımı              +                    +        t (s)
              daha yüksek bir seviyeye çıkarır. N 1 ve N 2                            -                -
              sarımlarından geçen akımlar doyma (maksimum)
              noktasına ulaşınca N 1 'in etrafında oluşan
                                                                           Şekil 7.4: İki transistörlü
              manyetik alan durgunlaşır.                                   DC-AC konvertisör devresi
                N1 'in alanının durgunlaşması sekonderde
              oluşan gerilimi sıfıra indirir. Bunun yanında N1'in yarattığı alanın N2 bobininde yaptığı baskı
              ortadan kalkar ve N2'nin akımı azalmaya başlar. N2'nin akımı azalırken bu kez de N1 üzerinde az
              öncekinin tersi yönde bir manyetik alan kuvveti doğar. N1'de doğan ters manyetik kuvvet N2
              üzerinde bu kez yine etkide bulunarak N2'den geçen akımı sıfır değerine doğru bastırır.
                N2'den geçen akımın sıfıra inmesi N1'den geçen akımı da sıfır yapar. Bu şekilde devre başa
              dönmüş olur. Ardından N1 üzerinden geçen küçük değerli akım T2 transistörünü sürer. Devre
              biraz önce anlatıldığı şekilde çalışmasını sürdürür.

                c. Astable (kararsız) multivibratörlü basit DC - AC konvertisör: Şekil 7.5'te verilen
              devrede C1 ve C2 kondansatörleri sayesinde sırayla iletim ve kesime giren transistörler trafonun
              primer (N1 ve N2) sargılarından sırayla akım geçmesini sağlar.
                Primer sarımlarından geçen zıt yönlü akımlar sekonder sarımında AC özellikli bir gerilim
              oluşturur. Şekil 7.5'te verilen devre deneysel amaçlıdır. Trafo 220/2x12 V'luk olabilir. Sekonderde
              oluşan gerilim tam sinüsoidal değildir. Ancak AC ile çalışan sistemlerde kullanılmaya uygundur.
              Alınan AC’nin frekansını R2 ve R3’e seri bağlanacak potlarla ayarlamak mümkündür.

                 ç. 12 V DC / 220 V AC konvertisör devresi: Şekil 7.6'da verilen devrenin multivibratör
              (flip-flop) kısmı 40-60 Hz arası frekansta kare dalga üretir. Multivibratör devresinin A ve B
              noktalarından alınan kare dalgalar sürücü transistörlerini tetikler. Sürücü transistörleri ise güç
              transistörlerini besler. Güç transistörleri trafonun primer sargılarından (N1 ve N2) yönü sürekli
              değişen bir akım dolaştırır. N1 ve N2'den geçen akımlar ise sekonderde AC özellikli bir gerilim
                                                                 89




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              doğurur.
                                                                                                   AC
                Devrede çıkış katındaki
                                                                                                   N3
              transistörlerin ve trafonun gücü                                                               2x12/12 V 4 W
              devreden alınmak istenilen güce
                                                               220 W-1k                                                      220 W-1k
              göre değiştirilebilir. Çıkışta                                                  N1        N2
              bulunan birbirine paralel bağlı                   R1                       R2    +12 V              R3                 R4
              nF değerli üç kondansatör elde                         0,1-1 mF                                            0,1-1 mF
                                                                                     10 -100k       10 -100k
              edilen AC'nin sinüsoidale
                                                                                                                           C2
              benzemesine yardımcı olur. Çıkış                         C1
              transistörlerinin soğutuculu
                                                                  BD135                                                     BD135
              olması verimi artırır. Şekil 7.6'da
              verilen konvertisör devresiyle                     T1                                                                 T2
              akkor lamba, mini motor vb.
              çalıştırılabilir.
                                                              Şekil 7.5: İki transistörlü DC-AC konvertisör devresi



                                                                                               güç tran-
                                                    BD135                                      sistörü           12 V/220 V
                                   10 k                                     sürücü                               50-250 W trafo
                                       470 W                                transistör        4x2N3055
                   470 W
                                                                      100 W
                        8,2 k           8,2 k
                  A                             B                     1W
                                                                                                               N1
                                                                            BD241                                               çıkış
                                                                                                                                220 V
                                                                                                               N2
                                                    BD135
                      1 mF               1 mF
                                                                           sürücü
                                                                           transistör
                                                                      100 W
                             2x1N4148                                                                               120 W
                  BC547                 BC547                         1W
                                                                              BD241
                                                                                                             güç tran-
                                                                                                             sistörü


                                                                                                                         3x150 nF/400 V

                                                Şekil 7.6: 12 V DC - 220 V AC konvertisör devresi

                C. Tristörlü konvertisörler
                 I. İki tristörlü DC - AC konvertisör devresi: Şekil 7.7'de verilen devrede, SCR'leri tetiklemede
              kullanılan pals üreteci, UJT'li, 555'li, transistörlü astable (kararsız) multivibratörlü vb. olabilir.
              DC besleme ile çalışan devrede tristörler C
              kondansatörüyle           durdurulmaktadır.        +12 V
              (Kapasitif durdurmayı hatırlamak için bölüm                                                          AC
                                                                    tetikleme palslerini     SCR 1
              1'e bakınız.) Pals devresi tristörleri sırayla        veren devre                         N1
              iletime geçirir. SCR1 iletime geçince C                                                +             N3
                                                                                                C
              üzerinde birikmiş olan elektrik yükü SCR2'yi
              kesime sokar. C boşaldıktan sonra bu kez                                       SCR 2
                                                                                                        N2
              diğer yönde şarj olur. SCR2'ye tetikleme                           L
              gelince bu eleman iletime geçer. SCR2
              iletime geçince C üzerindeki elektrik yükü                   V,I         çıkış sinyali
              SCR1'i kesime sokar. Devre bu şekilde                             +                     +
              çalışmasını sürdürür. Orta uçlu olarak                                                             t (s)
                                                                                             -             -
              sarılmış olan primerden geçen akımların iki
              yönlü olarak akması sekonderde AC gerilim
              oluşturur.                                              Şekil 7.7: İki tristörlü DC-AC konvertisör

                                                                       90




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Ç. Entegreli konvertisörler                                                    1N4001

                a. 555 entegreli küçük güçlü DC-                                                           DC
                                                                        1k
              DC konvertisör devresi: Şekil 7.8'de




                                                                                                                                  470 mF
              verilen devre deneysel amaçlı olup                                         trafo      AC
                                                                              4    8
              düşük akımlı (50-100 mA) ve küçük
                                                                            7
              güçlüdür. Ayarlı direnç kullanılarak       +5-12 V

              555'in çıkışından istenilen frekansta bir                    6      3
                                                                              555
              kare dalga elde edilir. 3 numaralı ayaktan                    2
                                                          100 k                            10 k
              alınan kare dalga ile iletim kesim yapılan                        1
              transistör trafonun primerinden değişken
              bir akım geçirir. Bu akımın oluşturduğu                                BC547           1N4001
              manyetik alan sekonderde AC'ye                -         1n             BD135

              benzeyen bir gerilim oluşturur.
              Sekondere bağlanan doğrultmaç devresi             Şekil 7.8: 555 entegreli DA-DA konvertisör
              ise yükseltilmiş çıkışı tekrar DC'ye
              çevirir.
                Devrede kullanılan elemanlar değiştirilerek çıkışın akım gerilim değerlerini istenilen seviyeye
              yükseltmek mümkündür.

                 b. 555 entegreli küçük güçlü DC - AC konvertisör devresi: Şekil 7.9'da verilen DC-
              AC konvertisör devresinde 555 entegresi kare dalga üretir. Entegrenin 3 numaralı ucundan
              alınan kare dalga
              transistörleri sürekli  +12 V                                                      220/2x12 V trafo
                                                                    1N4007




              olarak iletim ve                                                       12 V 12 V
                                              47 k
              kesime sokar.                      4       8                            10 k



                                                                                                                   330 nF 400 V
              Transistörlerin                                       10 k
                                               7          3




                                                                                                                                    AC
              iletim kesim olması
              trafonun 12 V'luk        100 k         555
                                                                             BD135




                                                                                                 BD135




                                                          5
              sarımlarından                     6
                                                                     220 p
              değişken akım
                                                                    1N4007




                                         10 k      2    1
              geçişini başlatır.                                                     27 V
                                                                                     10-47 W




                                                                                                         10-47 W
                                                             10 n




              Trafonun primer                  1-470 n
              sarımlarından geçen      -
              değişken akımlar
              değişken manyetik                         Şekil 7.9: 555 entegreli DC-AC konvertisör
              alan oluşturur.
              Primerde oluşan değişken manyetik alan ince kesitli çok sarımlı sekonder sarımında yüksek AC
              gerilim oluşturur.
                 Not: Devre deneysel amaçlıdır.

                D. Elektronik devreli flaşlar
                Cisimlerin görüntülerinin optik yolla ışığa duyarlı filmlere aktarılmasıyla elde edilen resimlere
              fotoğraf denir. Fotoğrafçılıkta cismin görüntüsünü net bir şekilde ışığa duyarlı materyale
              aktarabilmek için yeterli düzeyde ışık kaynağına gerek duyulur. İşte fotoğraf çekimi esnasında
              kullanılan yapay ışık üreteçlerine flaş denir.
                Flaşlarda, havası alınmış ve asal gazlar doldurulmuş bir cam gövde içine karşılıklı olarak
              yerleştirilmiş iki elektrotlu lambalar kullanılır. Lamba 300-400 V civarındaki gerilimlerle çalışır.
              Ayrıca, elemanın ışık yaymaya başlayabilmesi için gövdeye üçüncü bir elektrot (yardımcı elektrot)
              daha yerleştirilir. Bu elektrot tüp boyunca uzanmakta ve kenardaki elektrotlara yakın mesafede
              bitmektedir. Lambaya gerilim uygulanınca deşarj başlamakta, elektrotlar arasında oluşan elektron
                                                                91




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                2x1N4007
                                                                                                   R2
                                                                                                                  yardımcı elektrot
                                                                                                   1k




                                                                       220 mF/800 V
                                                         250 V
                                                                                                        R4   1k
                        220 mF C 1        3-9 V
                                                                                      C3




                                                                                                                    deklânşör butonu




                                                                                                                                                  flâş lâmbası
                                                                                                   R3
                                                  TR1                                              470 k

                                                                                                             S2
                                                        250 V                                      P1                                  500 V

                                                                  C2                               470 k
                                     R1                                                    neon                                        TR3
                                     22 W                                                  lâmba

                                                  TR2                                                                    C4 10 nF

                   S1
                                                                                                                  elektrotlar

                                                                                                                    flaş
                                                                                                                    lambası
                        -    +                                                                                      örneği
                        3-9 V                                                                                                                  cam gövde

                                                                  Şekil 7.10: Flâş devresi


              hareketinin etkisiyle yüksek bir ışık doğmaktadır.
                Yüksek bir ışık yayan flaşlar fotoğraf çekilirken 1/500 - 1/5 s kadar çalışır.
                Flaşlarda lambanın çalışmasını sağlayan yüksek DC gerilim, konvertisörlere benzer devrelerle
              üretilip kondansatörlere doldurulmakta ve fotoğraf makinesindeki çekme butonuna (deklanşör)
              basıldığı anda kondansatörün yükü flaş lambasının elektrotlarına uygulanmaktadır.
                Şekil 7.10'da verilen devrede transistörlü basit osilatör devresi ile girişe uygulanan DC gerilim
              yüksek frekanslı bir AC'ye çevrilerek trafonun primer sargılarına uygulanır. TR1 trafosunun
              primerinden geçen değişken akımlar sekonder sargısında yüksek değerli bir AC oluşturur.
              Sekonderden alınan yüksek gerilim diyotlar tarafından doğrultularak flaşın çalışabilmesi için
              gereken yüksek DC elde edilir. Neon lamba ışık yaydığında flaşın çalışmaya hazır olduğu anlaşılır.
                Deklanşör butonuna dokunulunca TR3 trafosunun primer akımı çok hızlı olarak sıfır değerine
              ineceğinden bu elemanın sekonder sarımında yüksek değerli bir gerilim oluşur. Bu gerilim flaş
              lambasının orta elektrodunu (yardımcı elektrot) etkileyerek iyonizasyona neden olur. Tüp içindeki
              gazın iyonlaşması ise kenarlardaki iki uç arasından akım geçişini başlatır ve geçen akım yüksek
              bir ışık meydana getirir.

                E. SMPS sistemli güç kaynakları (switching mode power supply, anahtarlamalı
                güç kaynağı, KGK)
                Bilgisayar, TV, video, müzik seti, tıbbî cihaz vb. gibi gelişmiş yapılı elektronik sistemlerin
              çalıştırılmasında anahtarlamalı güç kaynakları kullanılmaktadır.

                SMPS esaslı devrelerin çalışma ilkesi
                I. Girişe uygulanan AC gerilim DC'ye çevrilir.
                II. DC enerji anahtarlama (aç kapa) yapan transistörlü devreye uygulanır.
                III. Transistörlü anahtarlama (osilatör) devresi sayesinde DC sinyal 15-70 kHz arası frekanslı
              kare dalgaya dönüştürülür.
                IV. Kare dalga switch mode (siviç mod) adlı trafonun primerine uygulanır.
                                                                                      92




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 V. Switch mode (siviç mod) trafosunun primerinden dolaşan akım sekonder sargılarında gerilim
              indükler. Sekonderden alınan yüksek frekanslı AC gerilim doğrultmaç devresiyle doğrultulur.
                 VI. Şebeke gerilimi azalınca osilatör devresinin oluşturduğu kare dalgalı sinyallerin frekansı
              otomatik olarak yükselir. Sinyalin frekansının yükselmesi switch mode (siviç mod) trafosunun
              çıkışının geriliminin aynı seviyede kalmasını sağlar.
                 VII. Şebeke gerilimi artınca anahtarlama transistörlü devrenin oluşturduğu kare dalgalı
              sinyallerin frekansı otomatik olarak azalır. Sinyalin frekansının azalması siviç mod trafosunun
              çıkışının aynı seviyede kalmasını sağlar.
                 VIII. Sekonder sargısından çekilen akım aşırı yükselirse geri besleme devresi sayesinde osilatör
              devresinin oluşturduğu sinyallerin frekansı sıfıra düşer. Frekansın sıfıra düşmesi primer sargıda
              oluşan alanın sabit olmasına sebep olarak çıkışı sıfır seviyesine indirir. Osilatör çıkışındaki sinyalin
              sıfır olması, trafonun çıkış vermemesine neden olur. Çünkü trafolar DC benzeyen akımlarla
              çalışmazlar.
                 IX. Anahtarlamalı güç kaynaklarında trafonun sekonderi tek kademeli olarak sarılırsa bir tek
              gerilim alınır. Çok kademeli sarım yapıldığında ise, 5, 9, 12, 24...V gibi çeşitli gerilimler alınabilir.

                SMPS esaslı güç kaynaklarının iyi yönleri
                I. Şebeke gerilimiyle devrenin şasesi arasında yalıtkanlık sağlanır. Yani devrenin tek hattına
              dokunulduğunda bedenden akım dolaşımı olmaz.
                II. Trafoya uygulanan sinyalin frekansı yüksek olduğundan küçük nüveli trafoyla alıcı
              beslenebilir.
                III. Bu tip devreler şebeke geriliminin 160-260 V arasında değişmesine rağmen çıkıştan hep
              aynı gerilimi verirler. Aynı zamanda yük herhangi bir nedenle aşırı akım çekecek olursa çıkış 0 V
              olur ve alıcı korunur.
                IV. Verimleri % 85 dolayında olup çok yüksektir.


                   AC giriş                                                                   optokuplör             +12 V
                                                                                D1                              Z2
                                                                  N1                     R2                L1        SCR
                                                                           N3                       T2     R3
                              köprü diyot                   T1                   C1

                                                                                              Z1                R4
                                            C1

                                                             R1                                      R5
                                                                                D2                                   +5 V

                                                                           N4           C2
                                                 osilatör
                                             (anahtarlama)        N2
                                                 devresi                   N5      C3
                                                                                 D3
                                                                                                                     -5 V
                                    optokuplör                             N6
                                                                                        C4
                                                                            D4
                                            T3                                                                       -12 V
                                                                   trafo
                     Şekil 7.11: Anahtarlama (SMPS) esasına göre çalışan güç kaynaklarına ilişkin devre örneği

                 SMPS esaslı devre örneği: Şekil 7.11'de verilen devrede şebekeden alınan AC gerilim
              doğrultularak osilatör devresi yardımıyla 25-35 kHz'lik sinyal hâline getirilir ve küçük nüveli
              trafonun primer sargısına uygulanır. Trafonun primer sargılarına seri bağlı durumda olan T 1
              transistörü iletimdeyken N sargısından akım geçer. T1 kesime gidince ise N1 sargısının akımı
                                        1
              sıfır değerine iner.
                                                                           93




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Akımın azalıp çoğalmasından dolayı ortaya çıkan değişken manyetik alan, sekonderde gerilim
              indükler. İndüklenen gerilimin değeri sarımların sipir sayılarına göre +5, +12, +24 V şeklinde
              değişir.

                Güç kaynağındaki regüle devresinin çalışma ilkesi: Şekil 7.11'deki devrede T 2
              transistörü karşılaştırıcı olarak +5 V devresinde görev yapmaktadır. R2 direnci ve Z1 zener diyodu
              +12 V devresinden bir referans gerilimi almakta ve bu referans, T 2 transistörünün beyzine
              uygulanmaktadır. T2’nin emiteri R5 direnciyle -5 V'luk gerilime bağlıdır. T2 iletime geçince
              kolektöründen geçen akım L1 ledinden geçecektir. L1 ledi primer devresinde bulunan T 3
              fototransistörüyle aynı gövde içinde olup optokuplör olarak çalışmaktadır.
                +5 V ile +12 V çıkışları arasındaki 7 V'luk gerilim farkında oluşacak değişim, L1 ledinin
              vereceği ışığın şiddetinin değişmesine yol açar. Sistemdeki entegreleri besleyen -5 V'luk gerilim,
              fazla akım çekilmesinden ötürü azalırsa +12 ile +5 V arası gerilim farkı artar ve ledin ışığının
              şiddeti çoğalır. Ledin ışığının artması ise optokuplörün diğer parçası durumunda olan T 3
              fototransistörden geçen akımı artırır. Bu kontrol mekanizması sayesinde yapılan geri besleme T1
              transistörünün iletimini artırıp, trafonun primerine daha çok akım gitmesini sağlarlar.
                Trafonun primerine gelen akımın artması dolayısıyla sekonderde oluşan akım ve gerilim de
              artarak, çıkış için gerekli düzeltmenin yapılması sağlanır.
                Devreye uygulanan şebeke gerilimi yükselirse:
                Şebekede oluşan ani gerilim artışı +12 V çıkışında kendini gösterir. Z2 zener diyodu iletime
              geçip SCR’nin G ucuna tetikleme akımı gönderir. SCR iletime geçerek +12 V ile toprağı kısa
              devre eder. Bu olay, kontrol devresinin osilatörünü durdurup girişi kapatmasına, dolayısıyla çıkış
              geriliminin kesilmesine neden olur. Çok kısa zaman aralığında oluşacak bu kesilme, kondansatörler
              aracılığıyla bilgisayarlardaki RAM (geçici) belleklerin korunmasını sağlayabilir ise de akım
              kesilmesi uzun sürdüğünde bilgisayarın çalışması anormalleşebilir. Fakat bilgisayarın hassas
              devreleri yüksek voltajın ortaya çıkaracağı sakıncaya karşı korunmuş olur. (Gerilim normale dönene
              kadar bazı SMPS modellerinin içinden klik-klik sesleri duyulur.)
                Özet olarak, SMPS’lerde şebeke gerilimi, önce DC’ye, sonra yüksek frekansa çevrilip bir trafoya
              verilmekte, istenen gerilimler regüle ve koruma devrelerinden geçirilerek alıcıya aktarılmaktadır.

                F. Kesintisiz güç kaynakları (KGK, UPS)
                Tıbbî cihaz, bilgisayar gibi anî enerji kesilmelerinde çalışma sistematiği çok kolay bozulabilen
              araçları şebeke akımı kesildikten sonra belli bir süre daha çalıştırabilmek için yapılmış devrelere
              kesintisiz güç kaynağı denir.
                Bu cihazlar,
                Doğrultmaç + regülatör + akü şarj devresi +
              akümülatör + konvertisör + filtre + doğrultmaç
              devresinin birleşiminden oluşur.
                KGK'ların güçleri watt cinsinden değil VA
              cinsinden belirtilir. Çünkü alıcıların hepsi omik tip
              değildir. İndüktif özellikli alıcılar çektikleri
              enerjinin bir kısmını reaktif güç olarak harcar. Bu
              nedenle 250 VA'lik bir KGK ile indüktif (bobinli)
              özellikli bir alıcı beslenecek olursa, KGK'nın
              verebileceği aktif güç 250 W'tan % 10-40 kadar
              daha az olur.                                              Resim 7.3: Kesintisiz güç kaynakları
                KGK, bilgisayarın olumsuz enerji koşullarından
              korunması için gürültüyü (şebekedeki dalgalanmalar) filtrelemenin yanı sıra AC kesintisi sırasında
              düzenli enerji sağlama yoluyla bilgi aktarma işlemlerinin devamlılığına imkân vererek veri
              hatalarını önleyen bir cihazdır.

                                                              94




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                KGK’ların işlevinin anlaşılmasındaki en büyük yanlışlardan biri jeneratörlerle karıştırılmalarıdır.
              Şu bilinmelidir ki KGK (UPS) kesinlikle jeneratör değildir.
                KGK’ların kullanım amacı elektrikler kesildikten sonraki 5-30 dakika içinde acil işlemleri
              tamamlamak için kullanıcıya zaman kazandırmaktır. Yani KGK’lar, jeneratörler gibi uzun süreli
              enerji sağlamazlar ve kullanım amaçları da zaten bu değildir.

                KGK’ların yararları: Ülkemiz enerji açısından oldukça sorunludur. Her ne kadar sık elektrik
              kesintileriyle karşılaşmasak da uzun süreli yüksek ya da düşük gerilim, anî voltaj sıçramaları ve
              frekans değişiklikleri gibi sorunlarla sık sık karşılaşmaktayız.
                Yeterli koruması bulunmayan cihazlar bu durumlarda şu sorunlarla karşılaşılır:
                I. Güç kartları yanabilir.
                II. Ekranlar bozulabilir.
                III. Sabit diske yazarken elektrikler kesilirse tüm bilgiler yok olabilir.
                IV. Bilgisayarda kurulu yazılımlar bozulup kullanılamaz hâle gelebilir.
                Karşılaşılan tüm bu sorunların giderilmesi, arızaların onarılması için katlanılan maddî kayıplar
              KGK’ya verilecek tutarın çok üzerinde olabilir. İyi bir KGK ise sadece elektrik kesildiğinde enerji
              sağlamakla kalmaz, sayılan bu sorunları da çözer. Şebeke koşullarının yetersiz olduğu yerlerde
              ise KGK kesinlikle bir lüks değil, ihtiyaçtır.

                KGK'larda bulunan elemanların görevleri
                I. Redresör: Aküyü şarj etmek amacıyla alternatif akımı doğru akıma çevirir.

                II. Akü: Elektrik enerjisini depolar ve kesinti anında devreye girerek enerji verir.

                III. Konvertisör: Akü çıkışındaki doğru akımı alternatif akıma çevirir.

                IV. Yüksek gerilim bastırıcı devresi: Şebekeden kaynaklanabilecek anlık yüksek gerilimleri
              bastırarak cihazlar için tehlikeli olmayacak seviyelere indirir.

                V. Filtre devresi: Şebekeden ya da elektronik düzeneklerden kaynaklanabilecek bozuk işaretleri
              (gürültü) süzerek temiz bir çıkış işareti verir.

                VI. Otomatik voltaj regülatörü (OVR): Voltajı regüle eder.

                Düzensiz şebeke gerilimine neden olan unsurlar şunlardır:
                I. Doğal afetler: Fırtına, yıldırım ve elektrik şokları, tayfun, deprem gibi doğal afetler enerji
              sorunlarına yol açar.

                II. Kötü kablolu tesisatlar ve çevredeki indüktif tip alıcılar: Endüstriyel alanların, ya
              da tesislerin çevresinde motor, kaynak makineleri ya da diğer makinelerin kullanılması sonucu
              ortaya çıkan çok yüksek ya da alçak geçiş voltajları ve gürültüler.

                KGK satın alırken dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır:
                I. Elektrik kesilmesinde yeterli bir süre enerji sağlamalı ve voltaj düşmesi sorununu
              çözebilmelidir.
                II. İstikrarlı enerji ve filtreleme sağlayabilmeli, anlık voltaj yükselmelerini bastırabilmeli ve
              gürültüyü (elektriksel parazitleri) bastırabilmelidir.
                III. Aşırı yüklemeye, akü zayıflamasına karşı korumalar içermeli, ışıklı ya da sesli uyarı
              vermelidir.
                IV. Giriş voltajının en az ± % 10’luk değerlerini regüle edebilmelidir.
                V. Şebeke enerjisi kesildikten sonraki dayanma süresi en az 5-30 dakika arasında olmalıdır.
                                                               95




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                VI. TÜV, UL, CSA, EMI, FCC gibi güvenlik onayları olmalıdır.
                VII. Seçilecek KGK’nın gücü cihaza bağlanacak aygıtların toplam gücünün 1,25 katı olmalıdır.
                VIII. Teknik servis desteği bulunmalıdır.

                Yüksek kaliteli KGK'da bulunması gereken özellikler şunlardır:
                I. Transfer (devreye girme) süresi çok kısa olmalıdır.
                II. Voltaj regülatörleri sayesinde giriş geriliminde ± % 25’lik bir değişiklik olması durumunda
              düzenli çalışmalıdır
                III. Voltaj sıçramalarına karşı koruma ve fıltreleme yapabilmelidir.
                IV. Giriş frekansının ± % 5 arasındaki değerlerini regüle edebilmelidir.
                V. Çıkış voltajı sabit olmalıdır.
                VI. Mükemmel çıkış frekans regülasyonu ± % 0,5 Hz olmalıdır.
                VII. Aküsü kuru tip olmalı ve bakım istememelidir.
                VIII. Akü kullanıldığında, zayıfladığında ya da aşırı yük uygulandığında sesli uyarı vermelidir.
                IX. Aşırı yük seviyesi % 130 olduğunda şebekeye transfer, % 150 olduğunda kapanma özelliği
              bulunmalıdır.
                X. Şebekeyle eş zamanlı düzgün bir sinüsoidal dalga üretmelidir.

                KGK kullanırken dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır:
                I. KGK'lar temiz, tozdan uzak ve havadar bir ortamda kullanılmalıdır.
                II. KGK'lara kesinlikle lazer yazıcı ya da fotokopi makinesi bağlanmamalıdır. Bu cihazlar
              özellikle ilk açıldıklarında fazla akım çektiklerinden KGK’ya zarar verebilirler.
                III. Cihaz kullanılmadan önce kullanma kılavuzu mutlaka okunmalıdır.
                IV. Cihaz mutlaka topraklı prize bağlanmalı ve bağlanmadan önce toprak hattı kontrol edilmelidir.
                V. Cihaza kesinlikle besleyebileceğinden fazla yük bağlanmamalıdır.

                Bazı elektronik aygıtların görünür güç (S) değerleri şu şekildedir:
                                                    A
                  14''-15'' renkli ekran: 80 - 150 VA
                  Belgegeçer (faks): 50 - 200 VA  A
                  Vurmalı yazıcı: 100 - 150 VA  A
                  Tarayıcı: 10 - 200 VA A
                 Yazar kasa: 50 - 100 VA   A
                  Çok işlevli (multimedya özellikli) bilgisayar: 500 VAA

                Sorular
                1. Konvertisör nedir? Anlatınız.
                2. KGK nedir? Anlatınız.
                3. SMPS ilkesine göre çalışan güç kaynaklarının üstünlüklerini yazınız.




                                                              96




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                  Bölüm 8: Transdüserler ve sensörler
                A. Transdüser ve sensör kavramları
                Günlük yaşamda ve endüstriyel üretim süreçlerinde yüzlerce elektrikli ve elektronik aygıtla
              içiçe yaşıyoruz. İnsan yaşantısını kolaylaştıran, üretimi kolaylaştıran bu cihazların düzenli ve
              otomatik olarak çalışmasını sağlamak için sensör (algılayıcı) ve transdüser (dönüştürücü) adı
              verilen elemanlardan yararlanılmaktadır.
                Algılanacak unsurlar, basınç, sıcaklık, nem, ışık, uzaklık, buhar, duman, renk, metal, yalıtkan
              vb. şeklinde olabilir.
                Günümüzde hemen hemen her türlü unsuru algılayabilecek sensör sistemleri geliştirilmiştir.
                Sensörler tarafından algılanan değerler tek başına bir şey ifade etmez. Yani, sensörlerin algıladığı
              bilgiler başka elemanlarla (transistör, tristör, triyak, op-amp vb.) kullanılır hâle getirilir.
                Özetlersek: Ortamdaki bir değişikliği algılayan elemanlara sensör, algılanan değeri başka bir
              enerjiye çeviren elemanlara ise transdüser denir.
                Aslında, sensör ve transdüserleri kesin çizgilerle birbirinden ayırmak mümkün değildir. Şöyle
              ki; dinamik mikrofon sesi algılayan bir sensördür. Öte yandan, ses dalgalarını, içindeki bobin
              aracılığıyla elektrik akımına dönüştürdüğü için bir transdüserdir.

                Dış etkilerin algılanabilmesi için kullanılan araçları temelde iki bölümde incelemek mümkündür.
                I. Devrenin girişine bağlananlar: Mikrofon, LDR, PTC, NTC, fotodiyot, fototransistör, VDR vb.

                II. Devrenin çıkışına bağlananlar: Hoparlör, lamba, zil, led, röle vb.

                1. Transdüser ve sensör çeşitleri: Uygulamada çeşitli
              transdüser ve sensörler kullanılır. Şimdi bunları inceleyelim.
                                                                                              v
                a. Direnç tipi transdüser ve sensörler
                I. Gerilime duyarlı dirençler (VDR, varistör, voltage de-           Şekil 8.1: VDR sembolleri
              pendent resistor): Gerilim yükselince direnci hızla azalarak
              geçirdiği akım artan elemanlardır. Başka bir deyişle gerilim
              düşükken VDR'nin direnci çok yüksektir. Gerilim değeri
              yükseldiğinde ise direnci hızla azalır. Özellikle îmal
              edildikleri gerilim değerinin üzerinde bir gerilimle karşı
              karşıya kaldıklarında dirençleri hızla küçülerek üzerlerinden
              geçirdikleri akımı artırırlar. İşte bu özellikleri sayesinde
              bağlandıkları devreyi aşırı gerilimden korurlar.
                 VDR'ler yüksek sıcaklıkta sıkıştırılmış silisyum karpit
              tozlarından yapılır. Gövdeleri genellikle disk biçimlidir.
                                                                                  Resim 8.1: Çeşitli VDR'ler
              Bobinleri, röleleri, trafoları, transistör, tristör, anahtar vb.
              gibi elemanları anî gerilim artışlarının getirdiği zararlı                     transformatör
              etkilere karşı korumak için adı geçen elemanlara paralel
              bağlanarak kullanılır. Şekil 8.2'de trafonun primerinin VDR
              ile yüksek gerilimlere karşı korunması gösterilmiştir.              VDR
                 VDR'lerin kullanım alanlarına ilişkin örnekler:
                   AC ve DC şebeke gerilimindeki anî darbe gerilimlerini
              bastırmak.                                                         Şekil 8.2: VDR ile trafonun
                   Röle, bobin gibi elemanların bobinlerini aşırı gerilimlere    yüksek gerilime karşı korunması
              karşı korumak.
                                                                 97




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                   Yarı iletken esaslı devre elemanlarını (diyot,
              transistör vb.) aşırı gerilimlere karşı korumak.

                II. LDR (light dependent resistance, fotodirenç):
              Işıkta az direnç, karanlıkta yüksek direnç gösteren
              devre elemanlarına LDR denir. Başka bir deyişle
              aydınlıkta LDR'lerin üzerinden geçen akım artar,                      Resim 8.2: LDR'ler
              karanlıkta ise azalır.
                LDR’lerin karanlıktaki dirençleri bir kaç MW (yaklaşık 1 MW), aydınlıktaki dirençleri ise 100 W-5 kW
              düzeyindedir. Resim 8.2'de LDR örnekleri verilmiştir.

                III. Rezistans (direnç) tipi sıcaklık sensörleri: Yüksek sıcaklıkların ölçülmesinde
              kullanılan elemandır.
                Not: Rezistans tipi sıcaklık sensörleri 4. bölümde açıklanmıştır.

                b. İndüktans tipi (manyetik) transdüser ve sensörler
                1. Bobinli basit manyetik sensörler: Bir bobinin içinde bulunan nüvenin konumu şekil 8.3'te
              görüldüğü gibi değiştirildiği zaman bobinin indüktansı
              değişmektedir. İşte bu prensipten yola çıkılarak
              manyetik sensörler geliştirilmiştir.
                Bu durumu basit deneylerle anlayabiliriz. Bir kaç
              yüz sipirlik bir bobini alalım ve bunun içine nüve
              yerleştirerek AC 12 V uygulayıp geçen akımı ölçelim.           hareketli
                                                                             nüve                   bob in
              Daha sonra bobinin içindeki nüveyi yavaş yavaş
                                                                                                      AC
              çıkaralım. Bu işlem sırasında ampermetrenin gösterdiği
              akımın değerinin arttığı görülür.                             Şekil 8.3: Bobinli basit manyetik sensör
                Akımın artmasının nedeni:
                Bobine uygulanan akım bir manyetik alan
              oluşturur. Bu alan bobinin içindeki
              elektronlara ters yönde baskı uygulayarak
              akımın geçişine karşı koyar. Bobin içindeki
              nüve çıkarılınca manyetik kuvvet çizgileri
              havadan çok zor geçeceğinden elektronlara
              etkide bulunan manyetik kuvvet çizgilerinde
              büyük bir azalma olur. İşte bu sebepten          sensörün
              dolayı nüvesi alınan bobinler fazla akım         elektronik
              çeker.                                           devresi
                Yükselteç devrelerinde kullanılan hoparlör
              ve mikrofonlar da aslında birer basınç
              algılama ve basınç üretme elemanıdır. Şöyle
              ki; mikrofon ses dalgalarının yarattığı basıncı
              elektrik sinyallerine çevirir. Hoparlör ise
              elektrik sinyallerini basınca dönüştürür.
                                                                      Resim 8.3: Elektronik devreli indüktif
                2. Elektron i k devrel i manyeti k                   sensör (proximity switch) örnekleri
              yakl aşı m sensö rl eri (in dü kti f
              yaklaşım anahtarı, proximity switch): Hissetme (algılama) yüzeylerinin bulunduğu tarafta
              ve hissetme mesafesi içinde kalan metal cisimleri algılama özelliğine sahip elektronik anahtarlara
              yaklaşım sensörü denir.
                Eski otomasyon donanımlarında mekanik yapılı sınır anahtarları kullanılmaktadır. Günümüzün
              modern kumanda sistemlerinde ise yarı iletken temelli, hareketli kontağı olmayan sınır anahtarları
                                                               98




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                              I                                        II

                              giriş
                                                                                                            ç


                                       sensör kısmı                               anahtarlama kısmı
                                   a. Osilatör bobini                             c. Tetikleyici
                                   b. Demodülatör (sinyal düzenleyici)            ç. Yükselteç
                                             Şekil 8.4: İndüktif yaklaşım sensörlerinin yapısı

              yer almaktadır.
                İndüktif yaklaşım anahtarları temel olarak şekil 8.4'te görüldüğü gibi iki kısımdan oluşur.

                I. Sensör kısmı: Esas olarak yüksek frekanslı bir osilatör ve bir demodülatörden (sinyal
              düzenleyici) oluşur. Osilatör, algılama yüzeyi bölgesinde yüksek frekanslı bir manyetik alan üretir.
              Bu manyetik alan içine giren metal cisimler, sensörün hissetme yüzeyine yakınlıklarıyla orantılı
              olarak, sensörün besleme kaynağından çektiği akımı değiştirirler.

                II. Anahtarlama kısmı: Bir tetikleme devresi ve yükselteçten oluşur. Sensör devresinin
              çıkış akımındaki değişmeler, tetikleme devresini çalıştırarak yükselteci besler. Yükselteç ise çıkışta
              bulunan röle, lamba, bobin gibi alıcıları sürer.

                İndüktif yaklaşım sensörünün sınır anahtarına göre bazı üstünlükleri
                I. Boyutlarının küçük olması nedeniyle mekanik anahtarların kullanılamayacağı yerlerde
              kullanılabilir.
                II.Yüksek frekanslarda güvenle çalışma imkânı sağlar.
                III. Koruma sınıflarının yüksek olması sayesinde nemli ve kirli ortamlarda güvenle çalışır.
                IV. Hareket eden parçaları olmadığından ömrü uzundur.
                V. Mekanik anahtarlardaki kontak kirlenmesi ve aşınmaların yarattığı kontak direnci, kontak
              kapanması sırasındaki kontak zıplamalarının (titreşme) yarattığı sorunlar indüktif yaklaşım
              sensöründe yoktur.
                VI. Bilgisayar kontrollü sistemlere (PLC vb.) doğrudan bağlanabilir.
                VII. Patlama olasılığı olan, kıvılcımdan etkilenen yerlerde ve yüksek sıcaklıklarda
              kullanılabilirler.


                                                     kahverengi/kırmızı                                         +10-30 V
                              sensör                 siyah/beyaz
                                                     mavi/siyah                                  yük
                          metal
                            sensör                                                   çıkış
                                                                                                                -
                            Şekil 8.5: İndüktif yaklaşım sensörlerinin bağlantısının yapılışına ilişkin örnek


                 3. Alan etkili transdüserler (hall etkili dönüştürücü, hall alan sondası): Yarı
              iletken temelli bir maddenin karşılıklı iki ucuna gerilim uygulandıktan sonra elemana manyetik
              alan yaklaştırılırsa dönüştürücünün alt ve üst uçlarında gerilim oluşmaktadır.
                 Hall etkili dönüştürücülerde gerilimin oluşumu:
                 Üzerinden elektrik akımı geçen bir levha şekil 8.6'da görüldüğü gibi, dik olarak manyetik alan
              kuvvet çizgileri tarafından kesilirse levhanın alt ve üst uçları arasındaki elektron yoğunlukları
              farklılaşır. Bu ise üst ve alt uçlar arasında bir gerilim oluşmasına yol açar. Oluşan gerilim manyetik
                                                                    99




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                         +     U CC
                manyetik
                alan
                                                                                                                        çıkış

                                                                                                          yükselteç




                                       I     V
                                                                                                             şase, ground


                           Şekil 8.6: Manyetik alan içine konulan hall alan sondasında akımın oluşması ve sonda örnekleri


              alanın şiddeti ve levhanın boyutlarıyla ilgilidir.
                Hall alan sondasının bazı kullanım alanları şunlardır:
                I. Fırçasız DC motorlarının millerinin konumunun belirlenmesi,
                II. Alarm devreleri,
                III. Elektronik ateşlemeli benzinli motorlar,
                IV. Bilgisayar disk sürücüleri,
                V. Dönen sistemlerin kontrolü (devir sayma, güvenlik vb.)                                              nüve


                4. LVDT’ler (lineer varyabl diferansiyel                           LVDT
              transformatör transdüserler): Hareket enerjisini                                              nüve
                                                                                                            mili
              elektrik enerjisine çevirmede kullanılan elemanlardır.
              Bilindiği gibi bobinlerin nüvesi hareket ettirildiğinde
              indüktansı, kondansatörlerin dielektriği hareket
              ettirildiğinde kapasitesi değişmektedir.
                İşte LVDT’ler bu prensiplerden hareket edilerek
              üretilmiştir. LVDT'ler, doğrusal hareketlerin, basıncın,         basınç algılayıcı           bas ınç
              maddelerin kalınlığının ölçülmesinde sensör olarak               diyafram                    bağlantısı
              kullanılır.                                                     Şekil 8.7: Bobin kullanılarak yapılmış
                                                                              LVDT ile basıncın algılanması
                Şekil 8.7'de basıncın algılanmasında kullanılan LVDT
              düzeneği verilmiştir.
                Şekil 8.8'de depoda bulunan
              sıvının seviyesinin LVDT ile                             LVDT
              algılanması verilmiştir.                                düzeneği
                Resim 8.4'te uygulamada
              kullanılan çeşitli LVDT'ler
              verilmiştir.

                c. Kapasitif yapılı                                 sıvı           hareketli
              transdüserler ve sensörler                                           nüve

                1. Levhalı basit kapasitif
              sensörler: Kondansatör                 Şekil 8.8: Bobin kullanılarak yapıl- Resim 8.4: Endüstriyel
                                                     mış LVDT ile depodaki sıvının        otomasyon donanımlarında
              plakalarından birine basınç
                                                     seviyesinin belirlenmesi             kullanılan LVDT örnekleri
              geldiğinde plakalar birbirine
              yaklaşacağı için elemanın kapasitesi değişir (şekil 8.9-a). İşte bu prensipten yararlanarak
              endüstriyel kumanda ve kontrol sistemleri için kapasitif sensörler yapılmıştır.
                Kondansatörlerin kapasite değerinin bulunmasında kullanılan denklem: C = (0,22.A.k)/d [pF]
              şeklindedir. Denklemde,
                   A: Kondansatör plakalarının alanı,
                                                                       100




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                   d: Plakaların arasındaki uzaklık,
                                                                                    .
                   k: Ortamın (plakalar arasındaki maddenin) dielektrik katsayısıdır.
                Denklemde görüldüğü üzere plaka yüzeylerinin büyümesi ya da plakalar arası mesafenin
              kısalması kapasite değerini yükseltir.

                           esnek plâka                  hareketli plâka
                                                                                                 hareketli
                                                                                                 plâka



                 sabit plâka       (a)                   (b)                            (c)                         (ç)

                          Şekil 8.9: Levhalı basit yapılı kapasitif sensörlerinin yapısına ilişkin örnekler

                Şekil 8.9'da verilen kondansatör örneklerinde görüldüğü gibi plakanın biri sabit, diğeri
              hareketlidir. Hareketli plaka herhangi bir dış etkiyle (basınç, itme, çekme vb.) konum değiştirdiğinde
              kondansatörün kapasitesi değişir.
                Kondansatöre AC özellikli akım uygulanırsa, kapasitenin değişmesi reaktansı da (XC )
              değiştireceğinden düzenekten dolaşan akım değişir. İşte akımın değişmesi elektronik devrelerle
              yükseltilip herhangi bir alıcı çalıştırılabilir.
                Uygulamada kapasitif sensörler kullanılarak hırsız alarmı, basınç ölçer, ağırlık ölçer vb.
              yapılabilmektedir.




               Resim 8.5: Elektronik devreli kapasitif yaklaşım sensörleri               Şekil 8.10: Elektronik yapılı
                                                                                         kapasitif sensörlerin buğday
                                                                                         deposundaki seviyeyi ölçmede
                                                                                         kullanılışının basitçe gösterilişi

                2. Elektronik yapılı, kapasitif yaklaşım sensörleri: Otomasyon donanımlarında
              yaygın olarak kullanılmaya başlayan elemandır. Metal olmayan maddelere (cam, tahta, gıda
              maddeleri vb. gibi) yaklaştırılan sensör ile, röle, lamba, tristör, triyak gibi elemanlar
              sürülebilmektedir. Resim 8.5'te kapasitif yaklaşım sensörleri verilmiştir.
                Yalıtkan maddeleri algılama mesafesi 1-10 mm arasında değişen sensörler otomasyonda büyük
              kolaylık getirmiştir. Örneğin bir kümesteki tavukların beslenmesinde kullanılan yemlerin otomatik
              olarak yemliklere doldurulmasıyla ilgili devrede şekil 8.10'da görüldüğü gibi kapasitif sensör
              kullanılması sisteme büyük kolaylık sağlamaktadır.
                Kapasitif sensör seçimi yapılırken neyin sürüleceği (çalıştırılacağı) çok önemlidir. Yani, küçük
              gerilimli (DC 12 V) bir röleyi çalıştırmak istiyorsak sensör seçerken bunu göz önüne almamız
              gerekir
                Not: Kapasitif yaklaşım sensörlerinin bağlantı şemaları indüktif yaklaşım sensörlerinin
              bağlantısıyla hemen hemen aynıdır.

                Diğer transdüser çeşitleri
                a. Termistörlü transdüserler: Isıya duyarlı PTC ve NTC gibi elemanlar kullanılarak
                                                                    101




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              yapılmıştır. Ortamdaki ısı değişimlerinin algılanmasında kullanılan bu eleman sanayi tesislerinde
              yaygın olarak kullanılmaktadır.

                Not: PTC ve NTC olarak adlandırılan termistörlü transdüserler 1. bölümde açıklanmıştır.

                 b. Termokupllu transdüserler: İki farklı metal birleştirildikten sonra birleşim yüzeyi
              ısıtıldığında metallerin uçlarında küçük değerli bir gerilim doğmaktadır. İşte bu endüstriyel
              sistemlerde çok yüksek sıcaklıkların ölçülmesini sağlayan termokuplları ortaya çıkarmıştır.
                 Not: Termokupl, pirometre gibi ısı algılayıcı transdüserler 4. bölümde açıklanmıştır.

                 c. Foto elemanlı transdüserler
                 Not: LDR, fotodiyot, fototransistör, fototristör, fototriyak, optokuplör, optointerraptır gibi
              ışığa duyarlı elemanlara fototransdüser adı verilmektedir. Endüstriyel sistemlerde yukarıda adı
              geçen elemanlar kullanılarak ışıkla kontrol edilen bir çok devre kullanılmaktadır.

                ç. Radyasyon (ışınım) transdüserleri
                I. Radyasyon pirometreleri:
              Radyo dalgaları, X ışınları, kızıl                                           delik
              ötesi ve ultraviole ışınlarının hepsi         ıs ı
              elektromanyetik dalgalar olup,                yayan
              elektromanyetik spektrumun (tayf)             cisim
              bir bölümünü oluştururlar. Işınların                                                    ısı algılayıcı
              arasındaki tek fark frekanslarıdır.             Şekil 8.11: Uzaktan sıcaklık algılayan radyasyon
                 Bir cisim ısıtıldığında                      pirometresinin prensip şeması
              elektromanyetik enerji yayar.
              Düşük sıcaklıklarda bu enerji
              yayımı (radyasyonu) hissedilebilir.
              Sıcaklık yükseldikçe ise cisim
              gözle görülebilir (ışık şeklinde) kızıl  gelen
                                                                                                    göz merceği


              ısıdan sarıya ve ondan da beyaz          ışınım
              ısıya geçen bir ışınım yayar.
              Yayılan bu ışınım, sıcaklığı ölçmede
              kullanılan sensörler tarafından
              algılanabilir.                          termokupl                      yansıtıcı
                 Başka bir deyişle sarı renkte                                       mercek
              ışıldayan bir cismin mat kırmızı
              renkte ışıldayan cisimden daha sıcak
              olduğu söylenebilir. İşte radyasyon Şekil 8.12: Uzaktan sıcaklık algılayan           Resim 8.6: Uzaktan
                                                       radyasyon pirometresinde ışınımların        sıcaklık ölçümü
              pirometreleri ölçme yaparken bu mercek ile termokupla yansıtılması                   yapabilen portatif
              ışınımdan yararlanır.                                                                pirometre
                 Şekil 8.12'de ve resim 8.6'da
              görülen pirometreler, hareket hâlinde bulunan bir cismin sıcaklığının ölçülmesi ya da klasik bir
              sensörü bozabilecek bir ortamın olması durumunda sıcaklığı, temas etmeksizin ölçmemizi sağlar.
                 Radyasyon pirometresinin çalışma ilkesi şöyledir: El tipi pirometreler ısı yayan yüzeye
              odaklandığı anda cihazda bulunan bir mercek düzeneği gövde içinde bulunan termokupla ışınımı
              odaklanmış olarak gönderir. Termokuplun ısıya bağlı olarak ürettiği elektrik akımı elektronik
              devreler tarafından güçlendirilerek göstergeye iletilir.

                d. Kimyasal sensör ve transdüserler
                I. Nem sensörleri: Ortamın nemini elektriksel büyüklüğe çeviren elemanlardır. Resim
              8.7'de nem sensörleri görülmektedir.
                                                               102




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
               Nem ölçme ile ilgili devre
              örn ekleri

                Toprağın nemini algılayan
              basit devre: Şekil 8.13'te verilen
              devrede iki tel parçası nemi
              ölçülecek toprağa sokulur. Toprağın
              nem oranı yükselince lamba yanar.
                Beyze seri bağlanacak trimpot ile                          Resim 8.7: Nem sensörleri
              devrenin hassasiyeti ayarlanabilir.

                Nem algılayıcı flaşör devresi: Şekil
                                                                          nemli
              8.14'te verilen devrede nem                                 toprak
              sensörüne su geldiğinde akım geçiş                                                 L                    +
                                                                                                                              12 V
              olur ve bu T 2 transistörünün                                                                           -
              beyzinin akım almasını sağlar.                           100-220 k
              T 2 'nin beyzinin akım alması
              multivibratör (flip flop) devresinin                                                        T1
              çalışmaya başlamasını sağlar ve
                                                                             T1
              lamba yanıp söner.
                                                                                       2xNPN
                 II. Gaz sensörleri: Yüksek
              sıcaklığa maruz kalan yarı iletken                  Şekil 8.13: Toprağın nemini algılayan devre
              özellikli metal, kalay ve çinko
              oksitleri metan, etanol ve benzol
              gazlarına karşı tepki gösterirler.
                                                                             sensör




              Gaz sensörleri işte bu olaydan
                                                                                                      1k




              hareket edilerek geliştirilmiştir.
                 Şekil 8.15'te gaz sensörünün

                                                                                                                                     9-12 V
                                                                                                                      2,7 k


                                                       pencere
                                                                                         4,7 k




              sembolü ve iç yapısı gösterilmiştir.
              Resim 8.8'de gaz sensörü                                                                100 mF
                                                       yağmur
              örnekleri verilmiştir.                                                                      -    +

                 Gaz sensörü, 300°C'a kadar
              ısıtılan bir rezistans, milimetrik                   kumaş                                  10 mF
              büyüklükteki seramik tablet ve
              karşı elektrottan oluşur.                    basit
                 Gaz sensörünün içindeki                   nem sensörü                T1 BC547                     T1 BC547
              düzenekler gaz ile karşılaştığı
              zaman direnci değişerek diğer                        Şekil 8.14: Nem algılayıcı flâşör devresi
              elektronik sistemleri harekete                                                     ç elik
              geçirmektedir.
                                                        s embol                                               asil madenden tel çubuk
                Pratikte kul lanı lan gaz                                                    algılayıcı
                                                                                             ısıtıcı
              alarm aygıtı nın özell ikleri:
              Resim 8.9'da görülen cihaz, propan                                            yalıtkan gövde
              (C3H8), isobütan (C4H10), metan
              (CH4) ve bunların karışımı olan
              sıvılaştırılmış petrol gazı, hava gazı,       Şekil 8.15: Gaz sensörünün sembolü ve iç yapısı
              doğalgaz, ayrıca hidrojen (H2), etil
              alkol (C2H5OH) gibi gazlara karşı duyarlı olup, sızıntıları tehlike sınırlarına ulaşmadan önce
              algılayarak haber verebilmektedir. AC 220 V ile çalışan ve duyarlılık düzeyi ayarlanabilen sensörler
                                                                 103




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              îkazı sesli ya da ışıklı olarak
              verebilir.
                Bilindiği gibi doğal gaz ve
              sıvılaştırılmış petrol gazları hava ile
              belli oranlarda karıştırıldıklarında
              patlayıcı olmaktadır. Bu oranlar doğal
              gaz için % 5-15 ve propan için % 2-
              9,5'tir. Bu nedenle patlama tehlikesi
              riskini ortadan kaldırmak üzere                         Resim 8.8: Gaz sensörü   örnekleri
              dedektörün hassasiyet düzeyi % 0,3
              oranındaki gaz kaçağını algılamaya ayarlanmıştır.
                Doğalgazın havadan daha hafif, tüplerde bulunan LPG gazının ise
              havadan daha ağır olması nedeniyle cihazın yerden montaj yüksekliği
              önem kazanmaktadır. Bu sebeple doğal gaz kullanılan yerlerde cihazın
              tavana yakın, LPG (tüp gaz) kullanılan yerlerde ise tabana yakın monte
              edilmesi gerekmektedir.
                Cihazın ilk çalıştırılışında duyulan sinyal sesi, aletin elektronik olarak
              kendisini dengelemesinden sonra birkaç saniye içinde kesilecek ve aygıt                       gaz
              duyarlı hâle gelecektir.                                                                     alarm
                                                                                                           aygıtı
                Not: Burada anlatılanlar Siemens marka gaz alarm dedektörleri için
              geçerlidir.

                 Gaz sensörlü alarm devresi: Şekil 8.16'da verilen devrede                     Resim 8.9: Gaz
              ortamdaki gaz oranı artınca gaz sensörünün geçirdiği akım artar. 1kW'luk         alarm aygıtı
              pot üzerinde oluşan gerilim tristörü sürer ve röle çalışarak istenilen alıcıyı devreye sokar.
                 Ortamda bulunan gaz miktarı azalsa bile röle çalışmaya devam eder. Çünkü, bilindiği gibi
              tristörler DC ile çalışırken bir kez tetiklendiklerinde sürekli olarak iletimde kalırlar.


                                                                    gaz sensörü
                                                                    822241820031


                                                                    reset (kurma)
                   AC                                                                  röle
                 220 V                    1N4001               1N4001


                                        10 V                             BRX49
                                        100 mA          100 mF/16 V



                                            Şekil 8.16: Gaz sensörlü alarm devresi örneği


                B. Ultrasonik transdüserler
                16 Hz-20 kHz arası frekanlara sahip sinyalleri işitebiliriz. Bunlara ses frekansı diyoruz. 20
              kHz'den fazla frekanslara sahip işitilemeyen sinyallere ise ses üstü dalgalar anlamında ultrasonik
              dalgalar ya da ultrases denilmektedir.
                Endüstriyel sistemlerde ultrases kullanılarak uzaktan kumanda, kontrol işlemleri
              yapılabilmektedir. Ultrases ile çalışan devrelerde 36 kHz ve 40 kHz frekanslı sinyal kullanımı
                                                              104




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              yaygındır. Ultrasonik sinyaller, saydam bile olsa fiziksel engellerden                  v eric i
              geçememektedirler. İşte bu nedenle ultrasonik sisteme göre çalışan alıcı
              ile verici arasında herhangi bir engelin bulunmaması gerekir.

                Ultrasonik alıcı ve vericiler: İnsan kulağının işitme sınırının                         alıcı
              üzerindeki (20.000 Hz ve üzeri) seslere (mekanik titreşimlere) ultrases
              denir. Bu ses dalgalarıyla, uzaktan kumanda, bilgilerin iletkensiz
              aktarılması, alarm devreleri vb. yapılabilir.
                Herhangi bir taşıyıcı olmaksızın havadan 60.000 Hz'ye kadar olan            Şekil 8.17: Ultrasonik verici
                                                                                            ve alıcı sembolleri
              frekanslarda çalışma mümkün olmaktadır. Frekans daha fazla
              yükseldikçe ise bilgi aktarmadaki verim düşmektedir.

                Ultrasonik transdüserlerin yapısı: Ultrasonik ses çıkartan ya da bu sese karşı duyarlı
              olan (piezoelektrik maddelerden üretilmiş) devre elemanları mevcuttur. Bunlar, elektrik sinyallerini
              ultrasonik seslere çevirmede ve ultrasonik sesleri elektrik sinyallerine çevirmede kullanılırlar.
                Verici olarak çalışan bir elemana kare ya da sinüsoidal biçimli akım uygulandığında plakalar
              eğilip bükülür ve oluşan ultrases havada yayılır.
                Alıcı olarak çalışan elemana ultrases sinyalleri çarpınca, eleman rezonans frekansında uyarılır
              ve titreşmeye başlar. Alıcı uçlarında vericiden gelen sinyallerin şiddetine göre küçük bir gerilim
              oluşur. Uygulamada kullanılan ultrasonik transdüserlerin çalışma frekansları 35-39 kHz
              dolayındadır. Ultrasonik ses kullanılarak 25-30 metre uzakta bulunan her türlü alıcıya kumanda
              etmek mümkündür. Askerî savunma sistemlerinde, alarm devrelerinde, uzaklık ölçümlerinde, fare,
              yarasa gibi hayvanların çıkardıkları ultrasesleri dinlemede ultrases transdüserleri kullanılmaktadır.

                C.Sensör transdüserlerle akışkan (debi) ölçümü
                 Çeşitli transdüserler ve sensörler kullanılarak
              iletken ya da iletken olmayan akışkanların ölçümü
                                                                           debi
              yapılabilir. Örneğin akaryakıt dolum merkezlerinde           sensörünün
              benzin, mazot gibi yakıtların miktarı akışkan ölçüm          resmi
              düzenekleriyle belirlenmektedir.
                 Basit yapılı debi sensörleri, hareket eden sıvının                                     sıvı
              hareket yönüne dik doğrultuda eksenlenmiş
              pervaneyi (türbin) kendi hareket hızında                                             dijital gösterge
              döndüreceği esasına dayalıdır.
                 Sensörün hareketi algılayan elektronik hücresi
              tamamıyla dış gövdeyle kapalı olup, sıvı ve ortamdan       depo
              izole edilmiştir.
                                                                                               debi sensörü
                 Akışkan temas bölgesiyle elektronik hücre ve dış         sıvı
              ortam arasında herhangi bir mekanik bağlantı
              olmadığından gövde tamamıyla kapalı, sızdırmaz ve                                         sıvı
              basınca dayanıklıdır.
                 Kısaca açıklamak gerekirse debi sensörleri                Şekil 8.18: Debi sensörünün yapısı
              borudan geçen sıvıya göre başka bir devreyi uyarma
              (tetikleme) görevi yapar. Örneğin büyük bir depodan küçük varillere sıvı dolduruluyor olsun.
              Bu iş yapılırken debi sensöründen gelen sinyaller elektronik bir devre tarafından işlenerek selenoid
              valfe gönderilir. Debi sensörü sıvı geçişiyle kare dalga biçimli sinyal üretir. Varil istenilen
              seviyede dolduğu anda programlanmış ve debi sensöründen emir alan elektronik devre selenoid
              valfin akımını keser ve sıvı akışı durur.
                 Ultrasonik sinyallerle çalışan debi ölçme cihazlarında ise, vericiden yayılan sinyallerin alıcıya
              ulaşana kadar uğradığı değişiklikten yararlanılır. Sinyalin özelliğindeki değişme olayına Doppler
              kayması adı verilir. Şekil 8.19'da basit olarak gösterilen Doppler esaslı debimetrelerde hareket
                                                              105




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              hâlindeki akışkana bir kaç yüz kHz'lik ultrasonik
              ses dalgası gönderilir. Bu ses dalgasının küçük                           v eric i                 devreye
              bir bölümü katı cisimler, buhar, hava
              kabarcıkları ya da akıntılardan/girdaplardan                                                        alıcı
              geriye yansıyıp vericinin yanına monte edilen
              bir alıcıya yansıtılır. Doppler esaslı
              debimetrelerin boruya takılması için borunun
                                                                               sıvı
              içine girilmesine gerek yoktur. Bu cihazlar,
              paslandırıcı sıvılar, yoğun tortulu çamur da
              dâhil olmak üzere her türlü akışkanın
              ölçülmesinde kullanılabilir. Ancak, basit akış              Şekil 8.19: Ultrasonik sinyallerle
              ölçme uygulamaları için biraz pahalı ve karmaşık            çalışan debimetrelerin yapısı
              bir sistemdir.

                 Ç. Uygulamada kullanılan diğer transdüser ve sensörler
                 1. Mekanik termostatlar: Isı etkisiyle kontakların konum değiştirmesini sağlayan cihazlara
              termostat denir. Bu elemanlar, ısıtma, soğutma, havalandırma vb. yerlerde sıcaklık derecesini
              istenilen değerde tutmak amacıyla kullanılırlar.
                 Termostatlar kullanıldıkları yere göre üçe ayrılır:
                 I. Oda termostatı,
                 II. Sıvı termostatı,
                 III. Katı madde termostatı
                 Oda termostatları ortam sıcaklığının sabit tutulmasını kontrol etmede kullanılırlar. Bunlar,
              gazlı, bimetalli ya da elektronik yapılı olabilir. Resim 8.10'da bimetalli oda termostatı, resim
              8.11'de direkt ısıtmalı, bimetalli termostat görülmektedir.




                                 ayar
                               düğmesi



                   Resim 8.10: Mekanik yapılı                 Resim 8.11: Direkt ısıtmalı, bimetalli termostat
                   (bimetalli) oda termostatı

                Sıvı termostatları akışkan özellikli (sıvı) maddelerin sıcaklığının kontrol edilmesinde kullanılır.
              Yapıları oda termostatlarıyla hemen hemen aynıdır.
                Katı madde termostatları alternatör ve pahalı tip motorların sargılarının yüksek sıcaklıklardan
              korunmasında, sıcaklık ölçme, kontrol cihazlarında vb. kullanılırlar.
                Mekanik yapılı termostatlar yapıları bakımından üçe ayrılır.
                I. Bimetalli termostatlar,
                II. Gazlı (körüklü, kuyruklu) termostatlar,
                III. Civa tüplü termostatlar

                a. Bimetalli termostatlar: Isıtıldığında genleşme katsayıları farklı olan iki ince metal plaka
              birbirine yapıştırılarak “bimetal” elde edilir.
                Birbirine yapıştırılmış olan metalleri A ve B olarak adlandıralım. Bu birleşime ısı verdiğimiz
              zaman genleşme katsayısı yüksek olan metal fazla uzamak ister. A ve B birbirine yapışık
              olduğundan çok uzayan metal kısa kalan metalin üzerine doğru eğilir. İşte bu prensip, maliyeti
              ucuz, termostatların yapılmasını sağlamıştır.
                                                              106




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                şebekeden                  şebekeden




                                                                                                                                                 bimetal
                                                                                                                            bimetal
                                                              kontak
                                    kontak
                                                               ısıtıcı
                                                                                         bimetal
                                 bimetal                       direnç

                                                                                                                   soğuk                       sıcak
                                                                                                                   durum                       durum
                       alıcıya                    alıcıya
                                   (a)                         (b)                (c )                                                 (d)

                        Şekil 8.20: a) Direkt ısıtmalı tip bimetalin yapısı b) Endirekt ısıtmalı tip bimetalin yapısı
                        c) Endirekt ısıtmalı bimetalin görünüşü ç) Bimetalin soğuk ve sıcak ortamdaki davranışı


                                   bimetal                                                         bimetal

                                       kontak                                                                ısı

                                                                           sıcaklık ayar vidası
                                                                                                                            alıcı
                                                            alıcı
                                   V                                                        V

                                                    Şekil 8.21: Bimetalin ısı ile bükülüşü


                 Resim 8.11 ve şekil 8.20-a'da ütü, elektrik sobası,
              saç kurutma makinesi vb. gibi cihazlarda kullanılan
              direkt ısıtmalı tip bimetalli termostatın yapısı verilmiştir.
              Bu modelde bimetal dışardan gelen ısıyla bükülerek
                                                                                                                                      lâmba2
                                                                                                                   lâmba1
                                                                                                   bimetal




              kontakların konumunu değiştirmektedir.
                 Şekil 8.20-b ve c'de termik aşırı akım rölelerinde
                                                                               kontaklar
              kullanılan endirekt ısıtmalı tip bimetalli termostat (ya
              da termik aşırı akım rölesi) verilmiştir. Bu tip
              termostatlarda bimetal küçük güçlü bir ısıtıcının içine
              yerleştirilmiştir. Alıcının çektiği akım normal sınırlar      R
              içindeyken rezistans az ısındığından bimetal bükülmez.                                    ısıtıcı
                                                                            Mp
              Alıcının çektiği akım artacak olursa rezistanstan geçen
                                                                                 Şekil 8.22: Bimetalli oda
              akımın artması bu elemanda oluşan sıcaklığı artırır.
                                                                                 termostatının devreye bağlanışı
              Bunun sonucunda bimetal bükülerek kontaklarını
              konumunu değiştirir.
                 Bimetalli termostatlarda ısı ayarını yapabilmek için şekil 8.21'de görüldüğü gibi bir düğme
              (ayar vidası) mevcuttur. Bu vida saat ibresi yönünde çevrildiği zaman, düğmenin uç kısmı bimetale
              yaklaşır. Bu da bimetalin daha yüksek sıcaklıkta devreyi açmasına neden olur.
                 Şekil 8.22'de bimetalli oda termostatının iç yapısı ve devreye bağlantısı verilmiştir. Bu eleman
              oda sıcaklığını istenilen değerde tutmak için kullanılır. Termostatlı ısıtıcı çalıştırıldığı zaman,
              ortam soğukken alıcı çalışmaya başlar. Bu sırada termostat üzerindeki birinci lamba yanar.
              Ortam sıcaklığı istenen değere yükseldiğinde bimetal bükülerek kontakların konumunu değiştirir.

                b. Gazlı (körüklü, kuyruklu) termostatlar: Gazlı termostatlar şekil 8.23'te görüldüğü
              gibi hızlı genleşen gazın bulunduğu hazne, körük ve kontaklardan oluşur. Termostatın haznesi,
              sıcaklığı kontrol edilecek bölgeye monte edilir. Hazne içinde R-12, N2 ya da başka bir gaz
              bulunur. Ortam soğuyunca gazın hacmi azalır. Esnek yapılı körük içeri çekilerek kontakların
              konumunu değiştirir. Ortam ısınınca ise gaz genleşerek körüğü şişirir ve kontaklar tekrar eski
              konumuna gelir.
                                                                     107




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Şekil 8.24'te gazlı
                                                                            kontaklar
              (kuyruklu) termostatlar                                                                       kontaklar
              kullanılarak soğutucunun                                                                     körük
              kontrolüne ilişkin şema
              verilmiştir.
                                                                                                            gaz
                                                                                                            haznesi
                 c. Civa tüplü                      gaz haznesi
              bimetalli termostatlar:
              Şekil 8.24'te görüldüğü gibi
              bu tip termostatlar içerisinde
              kontaklar ve civa bulunan
              cam tüp ile spiral şeklindeki
              bimetalden oluşur.                                                                           gaz
                 Ortam soğukken spiral                   kontak
                                                                        gaz haznesi
                                                                                                           haznesi
              biçimindeki bimetal                        uçları
              kıvrılarak civanın iki kontağı
                                                              Şekil 8.23: Gazlı (kuyruklu) termostatların yapısı
              birbirine bağlamasını sağlar.
              Bu durumda cam hazneden
              akım geçer. Ortam                                                                    gazlı
                                                                                                   termostatın
              ısındığında bimetalden                              buzdolabının                     körük ve
                                                                                                   kontak
              yapılmış spiral açılarak cam                        buzluk                           bölümü
              hazneyi dikey hâle getirir.                         bölümü
              Bu durumda civa akarak
              akım geçişini sona erdirir.
                                                                  gaz
                2. Strain (şekil değişikliği,




                                                                                                                      220 V
                                                                  haznesi
              basınç, gerilme) ölçme
              sensörleri: Endüstriyel
              donanımlarda basınç,                                                               motor
              burulma, uzama, ağırlık vb.
                                                    Şekil 8.24: Gazlı termostatın soğutucu motorunu kontrol edişi
              ölçme işlerinde kullanılan
              sensörlere strain gauge
                                                                  bimetal şerit
              (strayin geyç) adı
              verilmektedir. Metal bir
              iletken bir çekme ya da
              basma kuvveti etkisi altına
              alınırsa boyutlarındaki
                                                                                 kontaklar açık
              değişimler sonucu
                                                         Şekil 8.25: Cam tüplü ve bimetalli termostatın yapısı
              elektriksel dirençte
              değişimler görülür. Bu olaya
              piezorezistans olayı denir. Basınç ölçmede kullanılan sensör çeşitleri şunlardır:

                a. Telli basınç ölçme sensörleri (telli strain gauge): Şekil 8.26'da görüldüğü gibi
              kâğıt ya da bakalit üzerine çok ince kesitli iletken yapıştırılarak üretilmiş basınç ölçme sensörüdür.
              Bu elemana bir basınç geldiğinde plaka esner. Esneme ise yapışık hâldeki ince teli uzatır. Uzayan
              telin direnci değişir. Bu ise elemanın bağlı olduğu elektronik devrenin özelliğini değiştirir.

                b. Şeritli basınç ölçme sensörleri: Şekil 8.27'de görüldüğü gibi ince ve esnek taban
              üzerine çok ince bir iletken şeridin yapıştırılmasıyla üretilmiştir. Çalışma şekli telli basınç
              sensörlerine benzemektedir.

                                                               108




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                                                    metal folyo
                                             metal tel


                   ölçümü                                                 ölçümü
                   yapan                                                  yapan
                   devreye                                                devreye

                                           taşıyıcı taban                                           taşıyıcı taban


                        Şekil 8.26: Telli strain gauge'in yapısı             Şekil 8.27: Şeritli strain gauge'in yapısı




                                              Resim 8.12: Yarı iletken strain gauge'ler

                 c. Yarı iletken basınç ölçme sensörleri: Yarı iletkenler kullanılarak yapılmışlardır.
              Basınç uygulandığında esneyen plaka üzerindeki yarı iletken tabakanın içindeki elektron hareketinin
              miktarı değiştiğinden ölçüm yapan devrenin çıkışında değişiklik olmaktadır. Resim 8.12'de yarı
              iletkenlerden yapılmış gerilme (strain) ölçme sensörleri verilmiştir.


                    bağlantı noktası                     ağırlık uygulama bölgesi

                                                                                                bağlantı kabloları

                                                                                                                     + 5 V sarı
                                                                                                                     -       yeşil
                                                                                                                     kırmızı (çıkış)
                                                                                                                     beyaz (çıkış)




                                    Şekil 8.28: Dijital yapılı terazilerde kullanılan load cell'in yapısı


                3. Yük hücreleri (ağırlık sensörü,
              load cell): Bu tip transdüserler endüstriyel
              donanımlarda ağırlık, basınç ölçme vb. için
              kullanılırlar.
                Load cell, strain gauge'nin geliştirilmiş hâli
              olarak tanımlanabilir.
                A12024-T4 model load cell'in bazı elektriksel
              özellikleri şöyledir:
                *Giriş gerilimi: 10 V DC
                *Giriş empedansı: 420 W ± % 10                                    Resim 8.13: Büyük ağırlıkları (20-40 ton)
                *Çıkış gerilimi: 12 mV (ortalama)                                 ölçmede kullanılan load cell örnekleri

                *Çıkış empedansı: 350 W ± % 3

                4. Piezoelektrik özellikli basınç ölçme transdüserleri: Basıncın elektrik akımına
              dönüştürülmesinde kullanılan 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 akım üretirler.
                Piezoelektrik özellikli elemanlar hızlı tepki verdiklerinden ani basınç değişikliklerini ölçmede

                                                                      109




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              yaygın olarak kullanılırlar. Piezotransdüsere                                        bas ınç
              örnek olarak kristali gösterebiliriz. Şimdi bunu
                                                                                                    yay
              inceleyelim.

                a. X-tal l (kristal ): Uçlarına gerilim                                         k ris tal
              uygulandığında salınımlı bir gerilim üreten devre       Şekil 8.29:     Şekil 8.30: Kristalli basınç
              elemanıdır. Şekil 8.30 ve şekil 8.31'de kristalin       Kristal         transdüserlerinin yapısının
                                                                      sembolü         basitçe gösterilişi
              basınç altında gerilim üretmesi gösterilmiştir.
                                                                                                                madenî
                                                                                                                levha
                Uygulamada yaygın olarak kullanılan                                                             kristal
                                                                                                                parçası
              kristallerin frekans değerleri: 1.00-1.84-2.00-                                                   mâdenî
                                                                                                                levha
              2.09-2.45-2.56-3.00-3.27-3.57-3.68-4.00-4.09-
              4.19-4.433-4.91-5.00-5.06-5.99-6.00-6.14-
              6.55-8.00-8.86-10.00-10.24-10.695-11.00-
              12.00-14.00-15.00-16.00-18.00-18.43-20.00-
              22.12 MHz'dir.                                        Şekil 8.31: Kristalde basınca bağlı olarak değişken
                                                                    sinyallerin oluşumunun gösterilmesi
                Elektronik cihazların (radyo, TV, video vb.)
              uzaktan kumanda aletlerinde kullanılan
              kristallerin frekans değerleri: 320-400-420-429-
              432-440-450-455-456-480-485-500-503-600-
              625-640-960 MHz'dir.

                5. Ses transdüser ve sensörleri:
              Endüstriyel donanımlarda ses etkisiyle çalışan
              bir çok düzenek vardır. Yani bu konu son derece                Resim 8.14: Kristal örnekleri
              geniştir.
                Mikrofon, hoparlör gibi elemanlar aslında                                        gövde

              birer transdüserdir. İşte ses etkisiyle çalışan                bas ınç
                                                                             kuvveti
              devrelerde de mikrofonlara benzer algılayıcılar
              kullanılmaktadır. Mikrofonun ürettiği sinyal tek               dielektrik
              başına bir önem taşımaz. Çünkü bu sinyal çok                   madde
              küçüktür. Ama, mikrofondan sonra yükselteçli
              bir devre kullanılarak giriş sinyalleri istenildiği
                                                                       Şekil 8.32: Kapasitif yapılı ses algılayıcı
              kadar yükseltilip, başka düzeneklerin
              tetiklenmesi sağlanabilir.
                Şekil 8.32'de kapasitif prensibe göre çalışan ses algılayıcı verilmiştir. Bu elemana ses dalgaları
              çarptığında esnek membran sabit plakaya yaklaşmaktadır. İki plakanın birbirine yaklaşması ise
              kapasiteyi değiştirerek, çıkış akımının değişmesini sağlamaktadır.

                Sorular
                1. Kuyruklu termostatın yapısını ve çalışmasını anlatınız.
                2. Termokupl nedir? Açıklayınız.
                3. Transistör ve NTC kullanarak soğukta çalışan bir devre çizip çalışmasını anlatınız.




                                                              110




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              Bölüm 9: Röle ve kontaktörler
           A. Manyetik (bobinli) röleler
           Elektrikli ve elektronik donanımların bir çoğunda röle,
         reed röle ve kontaktör karşımıza çıkmaktadır. Bu bölümde
         adı geçen elemanlar açıklanacaktır.
                                                                          Şekil 9.1: Röle sembolleri
           Rölenin tanımı: Küçük değerli bir akım ile yüksek
         güçlü bir alıcıyı çalıştırabilmek (anahtarlayabilmek) için
         kullanılan elemanlara röle denir. Şekil 9.1'de mini röle
         sembolleri, resim 9.1'de ise röle örneği görülmektedir.
                                                                           kontaklar
           BC237 kodlu NPN transistörle en fazla DC 100 mA akım                                  bobin
         çeken bir alıcıyı çalıştırabiliriz. Ancak transistörün
         kolektörüne bir röle bağladığımız zaman 1-16 A (DC ya
         da AC) akım çeken bir alıcıyı çalıştırmamız mümkün olur.
         İşte bu kolaylığı sağlamasından ötürü röleler, otomasyon
         sistemlerinin önemli elemanlarından birisi durumundadır.
           Tamamen otomatikleşmeye başlayan üretim araçlarında
         yüzlerce tip ve modelde röle kullanılmaktadır. Geniş bir
         model yelpazesine sahip rölelerin çalışması her modelde
                                                                              Resim 9.1: Mini röle
         de aynıdır.
           Uygulamada kullanılan röleleri kontaklarının özelliğine
         göre şöyle sınıflandırabiliriz:                                           kontaklar açık
           I. Tek kontaklı tek konumlu röleler,                                                 kontaklar
           II. Tek kontaklı çift konumlu röleler,
           III. Çok kontaklı tek konumlu röleler,
           IV. Çok kontaklı çift (iki) konumlu röleler
                                                                                                  yay
           Rölenin yapısı: Şekil 9.2'de görüldüğü gibi, bobin,                         bob in
         demir nüve, palet, yay ve kontaklardan oluşan rölelerin
         mıknatısiyet oluşturan bobinleri 5-9-12-24-36-48 V gibi                       kontaklar kapalı

         gerilimlerde çalışacak biçimde üretilir. Elektronik
         sistemlerde çoğunlukla DC ile çalışan mini röleler                                       palet
         kullanılır.
                                                                          nüve
            Rölenin çalışma ilkesi: Şekil 9.2'de görüldüğü gibi                                  yay
         röle içinde bulunan demir nüve üzerine geçirilmiş makaraya
         ince telden çok sipirli olarak sarılmış bobine akım               Şekil 9.2: Mini rölelerde
                                                                           kontakların hareketi
         uygulandığında, N-S manyetik alanı oluşur. Bu alan ise
         bobinin içindeki nüveyi elektromıknatıs hâline getirip, paletin kontaklarının konumunu
         değiştirmesini sağlar. Akım kesilince elektromıknatıslık ortadan kalkar, esnek gergi yayı paleti
         geri çekerek kontakları ilk konumuna getirir.
            Kontaklardan geçen akım nedeniyle birbirine temas eden yüzeyler zamanla oksitlenebilir
         (karbonlaşır). Kontaklardaki oksitlenmeyi en az düzeyde tutabilmek için platin ya da tungsten
         üzerine ince gümüş tabakasıyla kaplama yapılır.
            Düzgün çalışmayan bir elektronik devrede rölelerin kontaklarında oksitlenme oluşmuş ise bu
         istenmeyen durum su zımparasıyla giderilebilir. Düzelme olmazsa yeni röle kullanılır.

                                                        111




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Rölenin ayaklarının tanımlanması: Rölelerin gövdesinde bulunan, a, b harfleri bobin
              uçlarını, NC (normal closed), normalde kapalı durumda olan kontakları, NO (normal open),
              normalde açık durumda olan kontakları belirtir.
                Röle bobini enerjisizken bazı kontaklar açık, bazıları ise kapalı durumdadır. Anlatımlarda kolaylık
              olması için, bobin enerjisizken açık olan kontaklara normalde açık (NO, NA) kontak denir. Kapalı
              olan kontaklar ise normalde kapalı (NC, NK) kontak olarak adlandırılır.

                Rölelerin bağlantı uçlarının bulunması: Şeffaf plastik gövdeli rölelerin iç yapısı
              dışardan bakılarak anlaşılabilir. Ancak rölenin içi görünmüyorsa a-b ile kodlanmış uçların bobin
              olduğu anlaşılır. Eğer a-b kodları bulunmuyorsa, ohmmetreyle ölçüm yapılarak önce bir direnç
              değeri (10-1000 W) gösteren ayaklar belirlenir. Daha sonra bobin uçlarına röle gövdesinde
              yazılı olan gerilim (AC ya da DC) uygulanıp kontakların konum değiştirme durumlarına dikkat
              edilerek diğer ayaklar belirlenebilir.

                Mini rölelerin iyi yönleri
                I. Giriş devresi çıkış devresinden yalıtılmıştır. Yani röleye
              kumanda eden elektronik devreyle güç devresi arasında
              elektriksel bir bağlantı yoktur. Şekil 9.3'e bakınız.
                II. Aşırı yüklenmelere karşı dayanıklıdır. Röle                 röle devresi           alıcı devresi
              kontaklarından kısa süreli olarak anma (nominal) akımının          Şekil 9.3: Röleyle giriş ile çıkış
              bir kaç katı büyüklükte akım geçebilir. Örneğin kontaklarının      devresinin yalıtılması
              anma akımı 6 A olan bir röle, kısa süreli olmak koşuluyla
              (1-3 s) 30-50 A'lik akımlara dayanabilir.
                III. Dış manyetik alanlardan (gürültü) etkilenmezler.
                IV. Üretim esnasında, palete bağlı olarak konum değiştiren
              kontak sayısı istenildiği kadar artırılabilir. Kontak sayısı
              arttıkça paletin ağırlığı artacağından bobinin mıknatıslığının
              da artırılmasına gerek duyulur. Mıknatıslığın artması ise,
              kullanılan bobin telinin sipir sayısının, kesitin ve uygulanan
              gerilimin artmasıyla mümkün olur. Resim 9.2'de çok kontaklı
              ve yüksek akımlı röle görülmektedir.

                Mini rölelerin olumsuz yönleri
                I. Güç harcamaları yarı iletken maddelerden yapılmış kuru
              tip (solid state) rölelere oranla çok yüksektir. Yani,            Resim 9.2: Çok kontaklı röle
              kontakların konum değiştirmesini sağlayan bobin çok akım
              çeker.
                II. Kontakların konum değiştirme hızı, yarı iletken maddelerden yapılmış kuru tip rölelere oranla
              çok yavaştır.
                III. Akım geçişini sağlayan kontaklar zamanla oksitlenerek geçirgenliğini yitirir.

                Not: Günümüzde yapılan yüksek teknoloji ürünü ve endüstriyel amaçlı rölelerde kontakların
              oksitlenme oranı iyice azaltılmıştır. Kontakların bulunduğu haznenin ark söndürücü gazlarla
              doldurulması, kontaklara, paralel olarak kondansatör ya da seri olarak bobin bağlanması, oksiti
              azaltmak için uygulanan yöntemler arasındadır.
                IV. Rölelerin bobinleri manyetik alan yaydığından, yakında bulunan hassas yapılı yarı iletken
              elemanlar olumsuz etkilenebilir.
                V. Rölelerin bobinleri indüktif özellikli olduğundan yüksek değerli gerilimler oluşturarak diğer
              elemanlara zarar verirler. Bu durumu engellemek için, diyot, VDR, kondansatör gibi elemanlar
              rölelerin bobin uçlarına paralel olarak bağlanır.

                                                               112




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Röle bobinlerinin oluşturduğu yüksek gerilimin
              zararlı etkilerini bastırma yöntemleri
                a. Diyot ya da VDR ile yüksek gerilimin bastırılması:




                                                                                                     VDR
              Şekil 9.4'te görüldüğü gibi röleye ters paralel




                                                                          diyot
              bağlanan diyot ya da VDR, devre akımının kesilmesi                          (a)
              anında bobinin oluşturduğu kısa süreli ve yüksek                                                      (b)
              değerli indüksiyon geriliminin (yaklaşık 50-1000 V),
              transistör, tristör vb. gibi elemanları bozmasını önler.    Şekil 9.4: Röle bobinine paralel olarak
                                                                          bağlanan "diyot" ya da "VDR" ile yüksek
              Röleye paralel bağlanan bu elemanlara damper                gerilimlerin etkisiz hâle getirilişi
              (dengeleyici) denir.

                b. Kondansatör ya da direnç+kondansatör ile
              yüksek gerilimin bastırılması: Şekil 9.5-a-b'de                                        R
              görüldüğü gibi röle bobinine paralel olarak bağlanan                 C                 C
              direnç ve kondansatör ikilisi, bobinde oluşan kısa                          (a)                      (b)
              süreli ve yüksek değerli gerilimleri bastırır (yok eder).
                                                                           Şekil 9.5: Röle bobinine paralel olarak
                Röle kontaklarını koruma yöntemleri                        bağlanan "kondansatör" ya da
                                                                           "direnç+kondansatör" ile yüksek
                a. Kontaklara paralel olarak bağlanan
                                                                           gerilimlerin etkisiz hâle getirilişi
              kondansatör ya da direnç+kondansatör ile koruma:
              Şekil 9.6-a-b'de görüldüğü gibi kontaklara paralel
              olarak bağlanan kondansatör (0,001-0,01 mF) ark
              söndürme görevi yapar.                                                                     R    C
                                                                                          C
                                                                           (a)                    (b)
                 b. Kontaklara seri olarak bağlanan bobin
              ile koruma: Şekil 9.7'de görüldüğü gibi kontaklara          Şekil 9.6: Röle kontaklarının paralel bağlı
              seri olarak bağlanan bobinler, alıcıdan geçen akımın        kondansatör ya da direnç+kondansatör
                                                                          ile korunması
              aniden maksimum değere ulaşmasını engelleyerek
              kontaklarda oluşan arkı azaltıcı etki yapar.

                Mini rölelerin sağlamlık testinin yapılışı:                        0,001 - 0,01 mH
              AVOmetrenin komütatörü x1W ya da x10W konumuna
              getirilerek yapılan ölçümde rölelerin bobin uçları                  Şekil 9.7: Röle kontaklarının
              herhangi bir direnç değeri gösteriyorsa eleman                      seri bağlı bobin ile korunması
              sağlamdır. Kontakların geçirgenlik durumu ise, röle
              ile bir alıcı çalıştırılarak belirlenebilir.

                Rölelerde kontak direnci: Bir rölede kontaklar, birleşme sırasında birbirine tam olarak
              yapışmalıdır. Bu olmaz ise kontak direnci olarak adlandırılan durum ortaya çıkar. Kontak direnci
              ne kadar az olursa alıcıya giden akım da o kadar çok olur. Kontak direncinin çok olması ısı ortaya
              çıkarır ve aynı zamanda alıcıya giden gerilimde de düşme olur. Kalitesiz ve ucuz tip rölelerde
              kontak direnci fazladır. Uzun süreli kullanımda kontak direnci, erimelere ve yapışık kalmalara
              yol açabilmektedir.
                Kaliteli rölelerde kontak direncini en aza indirgeyebilmek için kontakların yüzeyleri büyütülür
              ve temas yüzeyinin yapımında geçirgenliği iyi olan maddeler kullanılır.

                Rölelerin etiketlerinde yazılı verilerin açıklanması: Rölelerin üzerinde kullanıcıya
              kolaylık olması için çeşitli değerler (gerilim, akım, direnç, güç) yer alır.
                Örneğin bir röle üzerinde 12 V/500 mW, 240 V/6 A yazılıysa bunlar şu özellikleri bildirir:
                *Rölenin çalışma gerilimi: 12 V, *Harcadığı güç: 500 mW, *Kontakların dayanabileceği
              maksimum voltaj: 240 V, *Kontakların taşıyabileceği akım: 6 A.

                                                                113




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Rölenin harcadığı güç belli ise kaç amper çektiğini ve
              bobin direncini bulabiliriz.                                                           A




                                                                                                                                  kontaklar
                Örnek: V = 12 V P = 500 mW a. I =? b. R = ?                                                                                    L
                Çözüm: a. P = V.I olduğuna göre,




                                                                                                                     bobin
                                                                                                                 V                      AC
                I = P/V = 0,5/12 = 0,04 A = 40 mA                                                                                      ya da
                Rölenin bobinin omik direncinin bulunuşu:                                                V                              DC
                b. R = V/I = 12/0,04 = 300 W

                Rölelerde çekme gerilimi: Her ne kadar rölelerin Şekil 9.8: Rölelerde çekme ve
                                                                          bırakma gerilimlerinin bulunmasında
              çalışma gerilimi etiketinde yazılı olsa da röle bu gerilim kullanılan bağlantı şeması
              değerinin altında çalışmaz diye bir kural yoktur. Yani 12
              V'luk bir röle 9-10 V'ta da çeker. Düşük voltajda çekme, paleti geri çeken yayın gerdirme
              kuvvetine bağlıdır. Bir rölenin çekme geriliminin minimum değeri deneyle anlaşılabilir.

                Çekme gerilimi deneyin yapılışı: Şekil 9.8'de görüldüğü gibi ayarlı çıkış veren bir DC
              güç kaynağının uçlarına röle bağlanır. Gerilim sıfır değerinden itibaren yavaş yavaş artırılır.
              Kontakların konumunu değiştirdiği an, çekme gerilimi olarak belirlenir.

                Rölelerde bırakma gerilimi: Röleye uygulanan gerilim, kontakları çektirerek paletin
              konumunu değiştirdikten sonra paleti ikinci konumunda tutabilmek için gerekli güç, çektirmek
              için gereken güç kadar büyük değildir. Yani, palet çekili durumdayken gerilim belli bir alt değere
              inene kadar kontaklar konum değiştirmez. İşte bu değere bırakma gerilimi denir. Bu değer her
              rölede farklı olabilir. Örneğin, 12 V beslemeli bir devrede çalışan rölenin gerilimi 9-10 V seviyesine
              indirilse dahî kontaklar konum değiştirmez.

                Rölelerle yapılan çeşitli devreler
                a. Kontakları iki
              konumlu röle ile                                                                      +12 V
              ledlerin çalıştırılması:
                                                                        12 V
              Şekil 9.9'da görüldüğü                                                                                          alıcıyı
                                                                           +                                                 çalıştıran
              gibi bobin enerjisizken                        L2          L1                                                   kontak           AC ya da DC besleme
                                                                               röle
              normalde kapalı
                                             röle
              kontaktan akım geçer                                                                           A                B
              ve L1 yanar. B                                                                             mühürleme
                                                                               stop (0) start (I)




                                                                                                          kontağı
              butonuna basıldığında             B
              ise normalde kapalı                           1 kW
              kontak açılır ve                                                                                               alıcı
                                                                                                                             (mo-
              normalde açık kontak                                                                                            tor)
              kapanarak L2'nin
              yanmasını sağlar.            Şekil 9.9: Kontakları iki konumlu                  Şekil 9.10: Motorun "kontak
              Butondan elimizi             röle ile ledlerin çalıştırılması                   mühürlemeli" olarak çalıştırılması
              çektiğimizde ise L2
              söner, L1 tekrar yanar.

                b. Motorun kontak mühürlemeli olarak çalıştırılması (start - stop butonlu
              kumanda devresi): Şekil 9.10'da görüldüğü gibi start (I) butonuna basıldığında röle bobini
              mıknatıslanarak A ve B kontaklarının konumunu değiştirir ve motor çalışmaya başlar. Start
              butonundan elimizi çeksek bile motor durmaz. Çünkü rölenin (-) beslemesi A kontağı üzerinden
              sağlanır. Burada A kontağına mühürleme kontağı adı verilir. Stop (0) butonun basıldığında ise
              röle bobinin (-) beslemesi kesileceğinden motor durur.

                                                                  114




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 B. Reed (dil kontaklı) röleler
                 Cam gövde içine konmuş
              minik kontaklara sahip
                                                                                             dil kontaklar
              elemanlara reed röle denir. Reed                   cam gövde
              rölelerde havası alınmış şeffaf
              cam ya da başka bir maddeden
              yapılmış olan muhafaza içinde
              bulunan demir-nikel alaşımı                           cam gövde             dil kontaklar
              mini kontakların konumu sabit                          Resim 9.3: Çeşitli reed (dil) röleler
              mıknatıs ya da elektromıknatısla
              değiştirilir. Resim 9.3'te cam
              gövdeli reed rölelerin yapısı
              verilmiştir.                                                                                    bobin
                                                   doğal                                               S
                 Reed rölelerde kontakların        mıknatıs
                                                                                                               U
              konumu şekil 9.11'de görüldüğü
              gibi doğal mıknatısla ya da şekil      Şekil 9.11: Reed rölelerin             Şekil 9.12: Reed rölelerin
              9.12'de görüldüğü gibi                 kontağının konumunun sabit             kontağının konumunun elek-
              elektromıknatıs ile                    mıknatıs ile değiştirilmesi            tromıknatıs ile değiştirilmesi
              değiştirilebilmektedir.
                 Uygulamada kullanılan reed                                 reed röle

              rölelerin kontaklarının çekme ve                            kapı
                                                                          pervazı                 kapı
              bırakma zamanı 0,5 milisaniye,
              çalışma sayısı ise 1-2 milyon                                       doğal mıknatıs
              adet dolayındadır. Bazı model
              reed rölelerde akım geçişini              Şekil 9.13: Reed rölelerin alarm elemanı olarak kapıya bağlanışı
              kolaylaştırmak amacıyla
              kontakların bulunduğu bölüm                   +12 V
                                                        park lâmbası anahtarı far anahtarı




                                                                                                        1 KW
              % 97 azot ve % 3 hidrojen
                                                                                                  led1
              karışımı gaz ile
                                                                                                                sol far
              doldurulmaktadır.                                                                         1 KW
                 Son yıllarda yaygınlaşmaya                                                       led2
              başlayan güvenlik amaçlı alarm                                                                     sağ far
              sistemlerinin kimi modellerinde                                                           1 KW
              bina giriş kapısına şekil 9.13'te                                                   led3
              görüldüğü gibi reed röle ve                                                                       s ol
              mıknatıs yerleştirilmekte, kapı                                                           1 KW    park
              açıldığında mıknatıs röleden                                                         led4
              uzaklaştığı anda kontak                                                                           sağ park
              konumunu değiştirmekte ve                                                                 1 KW
                                                       fren müşiri




              dijital temelli ana devre                                                            led5

              uyarılmaktadır.                                                                                   sol fren
                                                                             reed röle
                 Çok katlı konutlara kurulan                                                             1 KW
              asansörlerin istenen katta                                                           led6
              durabilmesi için eskiden sınır                                                                sağ fren
              anahtarları kullanılıyordu.                 Şekil 9.14: Reed röleli taşıt lambalarını kontrol eden devre
              Ancak daha düzgün çalıştığı
              için reed röleli yaklaşım anahtarı ve mıknatıstan oluşan algılama düzeneği de kullanılmaya
              başlanmıştır. Bu sistemde reed röleli eleman sabit durmakta, asansör kabinine bağlı olan mıknatıs
              manyetik alan ile kontakların konum değiştirmesini sağlamaktadır.

                Reed röleli taşıt lambalarını kontrol eden devre: Şekil 9.14'te verilen devre ile
              taşıtların, far, fren, park lambalarının çalışıp çalışmadığı anlaşılabilir. Herhangi bir lambayı yakan
                                                                                             115




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              anahtar kapatıldığında, geçen
                                                                                                a        b
              akım reed röle üzerine sarılmış
              bobinde bir manyetik alan                                                          nüve
                                                                                  bob in                     bak ır
              doğurur. Bobinde oluşan                                                                        halka
              manyetik alan reed rölenin
              kontağının konumunu değiştirir                                        12                        3 4
              ve ledi çalıştırır.                                                                palet
                                                                                    5 6 kontaklar             7 8
                  C. Kontaktörler
                                                                                           a        1     3 5      7
                 Büyük güçlü elektromanyetik
              anahtarlara kontaktör denir. Bu             bobin
              elemanlar yapı ve çalışma ilkesi
              bakımından rölelerin                                                         b        2 4       6    8
              benzeridir. Yani, kontaktörün                                                       normalde normalde
              yapısında şekil 9.15'te                                                                 açık     kapalı
              görüldüğü gibi bobin, nüve,                                                          kontaklar kontaklar
              palet, kontak gibi elemanlar                              Şekil 9.15: Kontaktörlerin yapısı
              mevcuttur. Kontaktörlerin
              rölelerden tek farkı, yüksek akımlı alıcılarda kullanılıyor olmalarıdır. Mini rölelerin kontak
              akımları 1-16 A arası değerlere dayanabilecek şekildedir. Kontaktörlerin kontak akımları ise
              çok daha yüksek olabilmektedir.
                 Kontaktörler, 1 ve 3 fazlı motor,               kontaklar kumanda kontakları güç kontakları
              ısıtıcı, kaynak makinesi, trafo vb. gibi
              alıcıların otomatik olarak kumanda                 bob in
              edilmesinde kullanılır. Bu elemanların
                                                              enerjisiz




              bobinlerinin gerilimleri DC ya da AC
                                                              bob in




              olarak 24-48-220-380 V olabilmektedir.
                 Kontaktörlerde          elektromıknatısı
                                                              enerjili




              oluşturan bobinlerin içindeki nüve bir
                                                              bob in




              yüzeyi yalıtılmış, silisyum katkılı ince
              sacların birleşiminden oluşmuştur.                         Şekil 9.16: Kontaktörlerde kontakların
              Sacların bir yüzeyinin yalıtılmasının ve                    konumunun değişiminin gösterilişi
              silisyum katkısı yapılmasının nedeni
              nüvenin kayıplarının (fuko ve histeresiz) azaltılmasını sağlamaktır.
                 Kontaktörlerde iki tip kontak mevcuttur. Bunlar,
                 I. Güç kontakları,
                 II. Kumanda kontaklarıdır.
                 Güç kontakları yüksek akıma dayanıklı olup, motor vb. alıcıları çalıştırmak için kullanılır.
              Kumanda kontakları ise, termik, zaman rölesi, ısı kontrol rölesi, mühürleme vb. gibi düzeneklerin
              çalıştırılmasında görev yapar. Şekil 9.16'da kumanda ve güç kontaklarının değişimi gösterilmiştir.
                 Otomatik kontrol sistemlerinde kullanılan kontaktörler, beslenecek olan alıcının tipine, gerilimine,
              akımına göre, kontaktör kataloglarına bakılarak seçilir. Şöyle ki; asenkron motorların (indüktif
              özellikli alıcı) çalıştırılması için üretilmiş olan bir kontaktör reaktif güç kompanzasyonu ile ilgili
              bir devrede kullanılamaz.
                 Kontaktörlerin kontakları aşırı akıma maruz kalma ya da uzun süreli kullanım sonucunda
              özelliklerini kaybederek arızalanabilir. Bu durumda kontaktörün tamamı değil sadece kontaklar
              değiştirilerek onarım yapılabilir.

                Kontaktör seçimi: Kumandası yapılacak bir motora kontaktör seçilirken çeşitli unsurlara dikkat edilir.
                Kontaktör seçiminde dikkat edilmesi gereken unsurlar şunlardır:
                I. Kullanma sınıfı: Kontaktörler çalışma gerilimi, işletme ve kullanma şekillerine göre standart
                                                                 116




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              hâle getirilerek kullanma sınıfını belirten numara o
              kontaktörün özelliklerini sağlar.
                IEC 947-4-1 numaralı standartlara göre kontaktörlerin
                                                                                                                              bir fazlı
              üretim sınıfları ve kullanım alanları:
                                                                                                                              yarı iletken
                AC-1 sınıfı kontaktörler: İndüktif olmayan ya da                                                               röle
              çok az indüktif olan yüklerde kullanılır.
                AC-2 sınıfı kontaktörler: Bilezikli asenkron
              motorlara yol vermede kullanılır.
                AC-3, AC-4 sınıfı kontaktörler: Sincap kafesli
              asenkron motorların çalıştırılmasında kullanılır.
                AC-6a sınıfı kontaktörler: Transformatörlerin
              kumandasında kullanılır.
                AC-6b sınıfı kontaktörler: Akkor flamanlı                                                 D C b es
                                                                                                                   le m e
              lambaların kumandasında kullanılır.
                DC-1 sınıfı kontaktörler: İndüktif olmayan ya da
              çok az indüktif olan DC yüklerin beslenmesinde kullanılır.
                DC-2 sınıfı kontaktörler: DC motorların çalıştırılması
              ve frenlenmesiyle ilgili devrelerde kullanılır.

                II. Anma işletme gerilimi: Kontaktörün kumanda
              edeceği gerilim değeridir. Uygulamada 220-380-500-660                                   üç fazlı yarı iletken röle
              V'luk şebeke gerilimleri bulunmasına rağmen genellikle
              220 V ve 380 V'luk gerilim kullanılır.                                     Resim 9.4: Yarı iletken röle örnekleri

                                                                                                                             triyak
                III. Kontaktör bobin gerilimi: Bobinin çalışma                                          fototransistör
                                                                           DC besleme




              gerilimidir. Bobinler 24-48-110-220-380 V olabilmektedir.
                                                                                                                                         yük
                                                                                                         led
                IV. Anma akımı: Kontaktörün güç kontaklarının akım
              değeridir.
                                                                                                     giriş       tetikleme   çıkış
                V. Anma gücü: Kumanda edilecek alıcının gücüdür.                                     devresi     devresi     devresi

                 Ç. Yarı iletken (solid state, SSR) röleler                                                                            R
                 Son yıllarda yaygınlaşmaya başlayan röle çeşididir.
                                                                                                                                   filtre




              Resim 9.4'te dış görünümleri, şekil 9.17'de ise iç
                                                                                                                                   R-C




              yapıları verilen bu elemanlar tamamen yarı iletken                                        led                            U
                                                                                                               tris tör
              temelli elektronik devre elemanları kullanılarak                                                                         S
                                                                                        DC besleme




              üretilmektedir.
                                                                                                                                      çıkış




                 Sessiz çalışmaları, ark oluşturmamaları, etrafa
              istenmeyen manyetik alanlar yaymamaları, güç                                                fotodiyak                    V
              harcamalarının düşük oluşu, maliyetlerinin                                                                               T
              kontaktörlerle hemen hemen aynı düzeyde olması, yarı
              iletken rölelerin ön plana çıkmasını sağlamıştır.
                                                                                                                                       W
                Yarı iletken rölelerin çalışma ilkesi: Bir
              lambaya enerji uygularsak ışık yayar. Bu ışık, LDR,              Şekil 9.17: Bir ve üç fazlı yarı
              fotodiyot, fototransistör, fotodiyak gibi ışığa duyarlı          iletken rölelerin yapısı
              elemanların iletime geçmesini sağlar. Işığa duyarlı
              elemanın üzerinden geçirdiği akım ile tristör ya da triyak tetiklenecek olursa yüksek akım çeken
                                                                117




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              alıcı çalışmaya başlar. İşte bu prensip yarı iletken rölelerde kullanılmaktadır.
                                                                                                          bimetal
                                                     cam tüp
                                  civa                                          cam tüp                   şerit

                                   cam tüp
                                                                 civa
                                                                                              kontaklar

                     kontaklar kapalı           kontaklar açık                 kontaklar kapalı             kontaklar
                                                                                                            açık
                                                Şekil 9.18: Civa kontaklı röleler

                D. Civa kontaklı röleler
                Otomasyon sistemlerinde kullanılan basit yapılı rölelerdir. Cam muhafaza içinde bulunan
              kontakların konum değiştirmesi için rölenin gövdesinin şekil 9.18'de görüldüğü gibi yatay hâle
              getirilmesi gerekir. Yatay hâle gelme işlemi, ısınan bimetalin bükülmesi, mekanik kolların hareketi
              vb. ile sağlanabilmektedir.

                E. Motorların korunması
                Motorların arızalanması iş akışında aksama ve parasal kayıplara neden olur. O nedenle, motoru
              bozacak etkenler, sargılar yanmadan önlenmelidir.
                Motorların sargılarının yanmasının bazı nedenleri şunlardır:
                I. Üç fazlı motorun iki faza kalarak çalışması,
                II. Mekanik zorlamalarla (mil sıkışması, yatak sarması vb.)
              çekilen akımın artması,                                             kurma tuşu
                III. Şebeke voltajının sürekli olarak normal değerinin altında şebekeden          kumanda
                                                                                                  devresini
              bulunması nedeniyle motorun fazla akım çekmesi,                                     kontrol
                IV. Aşırı yüklerde motorun fazla akım çekmesi,                                    eden
                                                                                                  kontak
                V. Yol alma ve frenleme süresinin uzun tutulması sonucu
              fazla akım çekilmesi,                                                             bob in
                VI. Motorun çok sık dur kalk yapması,
                VII. Soğutma düzeninin (pervane, fan) çalışmaması
                                                                                                                    motora
                Motor koruma rölesi çeşitleri: Motorlar herhangi
                                                                                                                    yağ
              bir nedenle normal değerin üzerinde akım çektiğinde sargıların
                                                                                          pis ton
              ve tesisatın zarar görmemesi için akımın en kısa sürede                                               silindir
              kesilmesi gerekir. Motor koruma rölelerinin çeşitleri şunlardır.
                                                                                    Şekil 9.19: Pistonlu tip manyetik aşırı
                                                                                    akım koruma rölelerinin yapısı
                a. Manyetik aşırı akım rölesi: Elektrik akımının
              manyetik alan etkisiyle çalışan röledir. Bu eleman şekil 9.19'da görüldüğü gibi elektromıknatıs,
              kontak ve geciktirici düzenek olmak üzere üç kısımdan oluşur.
                Röle devredeyken elektromıknatısın bobininden motorun akımı da geçer. Motor herhangi bir
              nedenle normalin üzerinde akım çekmeye başlarsa, bobinin oluşturduğu mıknatıslık artar ve nüveyi
              yukarı doğru çekmek ister. Nüve yavaşlatıcı bir düzenek ile frenlendiğinden hemen yukarı doğru
              hareket edemez. Alıcının çektiği aşırı akım 1-2 dakika boyunca sürecek olursa piston düzeneği
              yukarı doğru kaymayı sürdürür. Sonuçta nüve yukarı çıktığından kumanda kontakları konum
              değiştirerek motoru çalıştıran kontaktörün akımının kesilmesine yol açar. Reset (yeniden kurma)
              butonuna basıldığı taktirde motor tekrar çalıştırılabilir.

                b. Termik aşırı akım rölesi: Motorların korunmasında yaygın olarak kullanılan termik
              aşırı akım röleleri iki farklı şekilde üretilmektedir. Şimdi bunları inceleyelim.

                I. Bir fazlı motorların korunmasında kullanılan termik aşırı akım rölesi: Her
                                                                 118




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                kontaktörden                           kontaktörden
                                      kontak                                              kurma
                                                                                                                        ısıtıcı
                                                                                          (reset)
                                             kurma                           kontak
                    bimetal                  (reset)                        ısıtıcı
                                                                            direnç                                 bimetal


                          alıcıya                                alıcıya                                                    (c )
                                       (a)                                    (b)

                  Şekil 9.20: a) Direkt ısıtmalı tip bir fazlı termik aşırı akım rölesinin yapısı b) Endirekt ısıtmalı tip bir fazlı aşırı
                  akım rölesinin yapısı c) Endirekt ısıtmalı termik aşırı akım rölesinde ısıtıcı tel ve bimetalin görünüşü

              metalin ısı karşısındaki davranışı farklıdır. Kimi metaller sıcakta çok genleşirken, kimisi ise az
              genleşir. İşte bu farklılıktan yararlanılarak bimetal adı verilen düzenekler geliştirilmiştir.
                Bimetal, ısındığında farklı uzunlukta genleşen ayrı cins iki metal şeridin birleştirilmesiyle
              oluşturulmuştur.
                Bir fazlı alıcılar için tasarlanan termik koruyucular, motor akımı aşırı derecede arttığında ısınarak
              konum değiştiren bimetal düzeneğinden oluşmaktadır.
                Bir fazlı alıcıların korunmasında kullanılan termik aşırı akım röleleri iki tipte üretilir. Bunlar:
                1. Direkt ısıtmalı termik aşırı akım rölesi,
                2. Endirekt (dolaylı) ısıtmalı termik aşırı akım rölesi şeklindedir.
                Direkt ısıtmalı tiplerde alıcının akımı şekil 9.20-a'da görüldüğü gibi bimetal şerit üzerinden
              geçer. Bimetalden geçen akım anma (nominal) değerin üzerine çıktığında bimetal ısınır ve bükülür.
              Bükülme sonucunda ise kontaklar konum değiştirir.
                Endirekt ısıtmalı tip aşırı akım
              rölelerinde ise alıcının akımı şekil
                                                                        şebeke
              9.20-b ve c'de görüldüğü gibi                                                        kontaklar
                                                                        uçları
              küçük güçlü bir direnç teli                                             tırnak
              üzerinden geçer. Alıcının akımı
              anma değerinin üzerine çıktığında                                                              kurma
                                                                                                             (reset)
              direncin oluşturduğu sıcaklık artar                                           ıs ıtıc ı        butonu
              ve bu ısı direnç telinin içinde                                               direnç
              bulunan bimetali ısıtır. Isınan bi-
              metal bükülerek kontakların
                                                                                                 bimetal
              konumunu değiştirir.

                 II. Üç fazlı motorların
              korunmasında kul lanı lan
              termik aşırı akım rölesi: Bu                            motora
              tip rölelerde motorun akımı şekil Şekil 9.21: Üç fazlı endirekt ısıtmalı termik aşırı akım rölesinin iç yapısı
              9.21'de görüldüğü gibi üç bimetal
              üzerine sarılmış krom-nikel direnç tellerinden geçmektedir.
                 Termik aşırı akım rölelerinde motor akımı normal düzeydeyken ısıtıcı teller fazla sıcaklık
              oluşturmadığından bimetaller bükülmez. Ancak alıcının çektiği akım istenilen seviyenin üzerine
              çıkacak olursa krom-nikel ısıtıcıların yaydığı sıcaklık artarak bimetallerin bükülmesine yol açar.
              Bükülen bimetaller termik rölenin tırnağını iterek kontaklara konum değiştirtir. Bunun sonucunda
              ise motoru çalıştıran kontaktörün enerjisi kesilir. Reset (kurma) butonuna basıldığında ise termik
              aşırı akım rölesi eski hâline döner.
                 Uygulamada kullanılan termik aşırı akım röleleri çeşitli akım değerlerindedir. Buna göre,
              korunacak bir motor için aşırı akım rölesi seçimi yapılırken, alıcının akımının bilinmesi
              gerekmektedir.
                                                                           119




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 Resim 9.5'te dış görünümleri                     akım ayar düğmesi
              görülen termik aşırı akım röleleri,
              düzenli çalışıp duran motorların
              korunmasında güvenilirdir. Ancak            kurma
                                                          (reset)
              alıcının çalışma şekli sürekli dur          butonu
              kalklardan oluşuyorsa başka
              koruyuculara (termistörlü röle vb.)                                     şebeke
                                                                                      uçları
              gerek duyulur.
                 Üç fazlı motorların sargılarının
              bozulmasını (yanmasını) önlemek
              için çeşitli koruma yöntemleri
              geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden             Resim 9.5: Termik aşırı            Resim 9.6: Termik ve
              birisi de resim 9.6'da verilen termik         akım rölesi örneği                 manyetik korumalı şalter
              ve manyetik korumalı şalterlerdir.
                 Küçük sanayi tesislerinde motorların kumandasının
              pratik olarak yapılması, devrelerin gayet sade olması istenir.
              İşte bu gibi yerler için termik ve manyetik korumalı şalterler
              üretilmiştir.
                Bu şalterlerin içinde termik (ısıya duyarlı) ve manyetik
              (manyetik alana duyarlı) iki koruma düzeneği vardır. Mo-
              tor çalışırken aşırı akım çekmeye başlarsa termik ya da
              manyetik koruma düzeneklerinden birisi çalışarak alıcıya
              giden akımı keser.

                c. Termistörlü (PTC, NTC) koruma rölesi: Resim
              9.7'de görülen PTC ve NTC gibi ısıya duyarlı devre
              elemanlarını motorların korunmasında kullanabiliriz.
                Koruma için yapılmış olan termistörler motor sargılarının      Resim 9.7: Motor sargılarını
              arasına yerleştirilebilecek biçimde üretilmektedir.              yüksek sıcaklığa karşı
                                                                               korumada kullanılan termistör
                Termistör rölesinde motora kumanda eden kontaktörün
              devre dışı edilmesini sağlayan sistem ise elektronik bir devredir.
                Küçük güçlü ve ucuz tipdeki
              motorlarda termistörlü koruma sistemi
              yaygın değildir. Bu yöntem daha çok
              büyük güçte, hassas ve pahalı motorların
                                                                                            elektronik
              korunmasında kullanılır.                                     M                 devreli
                Şekil 9.22'de termistörlü motor                                                röle
              koruma rölesinin devreye bağlanış şekli
              verilmiştir.

                ç. Faz koruma rölesi: Üç faz ile
              beslenen motorlarda R-S-T fazlarından
              birisi kesildiğinde motor çalışmaya                                                  (0)      (I)
              devam eder. Ancak bu çalışma şekli son
              derece tehlikeli ve istenmeyen bir
              durumdur. Çünkü üç faz ile çalışacak
              şekilde üretilmiş motor iki faza kaldığı
              zaman şebekeden yüksek akım
              çekmeye başlar. Yüksek akım ise
              sargıları ısıtır. Isınan sargılarının izolesi               Şekil 9.22: Termistörlü motor koruma
                                                                          rölesinin devreye bağlantısı
              (vernik) eriyerek (kavrularak) kısa
                                                                 120




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              devreye neden olur. Kısa devre ise
              motorun bozulmasına yol açar.
                İşte bu durumu önlemek için sigorta,                                                 2x0,75 mm2 kablo
              termik vb. gibi koruyuculara ilave olarak
              şekil 9.23'te bağlantısı verilen elektronik
              yapılı faz koruma rölesi üretilmiştir.
              Günümüzde üretilen faz koruma röleleri                                            +T
                                                               (I)                             PTC
              hem çok ucuzlamış, hem de çok işlevli                      M
              hâle gelmiştir. Şöyle ki; faz koruma
              röleleri motoru faz kesilmesine, fazların
              geriliminin ±% 10-20 değişmesine ve                (0)
              sargıların aşırı ısınmasına karşı koruma
              yapabilmektedir.


                d. Aşırı ve d üşük geri lim
              rölesi: Asenkron motorlar, ±% 10'luk
              gerilim değişmelerinde normal çalışırlar.
              Gerilimin daha fazla yükselmesi ya da              Şekil 9.23: Faz koruma rölesinin devreye bağlantısı
              düşmesi hâlinde, motor akımı artar. Bu
              durum, sargılarda oluşan ısıyı artırır. Düşük gerilim rölesi, gerilimin, anma değerinin % 10
              altına düşmesi hâlinde, aşırı gerilim rölesi ise, gerilimin, % 10 fazla artması hâlinde devreyi açar.
              Şekil 9.24'te aşırı ve düşük gerilim koruma rölelerinin bağlantı şeması verilmiştir.




                        gerilim
                         ayar
                         potu

                                                                                                          M
                                                                                                                   alıcı




                   Şekil 9.24: Aşırı ve düşük gerilim                        Şekil 9.25: Faz sırası
                   koruma rölesinin devreye bağlantısı                       rölesinin devreye bağlantısı



                e. Faz sırası rölesi: Bilindiği gibi üç fazlı asenkron motorlarda, fazların ikisi yer
              değiştirdiğinde rotorun dönüş yönü değişmektedir. Motorun devir yönünün istem dışı olarak
              değişmesinin istenmediği tesislerde (asansör, kompresör, pompa vb.) elektronik yapılı faz sırası
              rölesi kullanılır. Bu röleler iki fazın yeri değiştiğinde motoru devreden çıkartırlar. Şekil 9.25'te
              faz sırası rölesinin bağlantı şeması verilmiştir.

                Sigortalar: Alıcının çektiği akım aşırı yükseldiğinde, herhangi bir maddî zarar olmaması için
              devreyi açan elemanlara sigorta denir. Günümüzde, buşonlu (D tipi), otomatik, bıçaklı (NH) tip
              ve cam sigortalar elektrik tesislerinin ve alıcıların korunmasında kullanılmaktadır. Resim 9.8'de
                                                               121




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              uygulamada kullanılan sigortalar
              görülmektedir.

                Sigorta çeşitleri
                a. Buşonlu sigortalar: Buşon
              kapağı, buşon, viskontak ve
              gövdenin birleşmesinden oluşmuş
              koruma aracıdır. Şekil 9.25'te
                                                                                               (c)
              buşonlu sigortaların yapısı                (a)             (b)
              görülmektedir.                           Resim 9.8: a) Buşonlu b) Otomatik c) Bıçaklı sigortalar
                Uygulamada kullanılan buşonlu
              sigortalar L (B) ve G (C) tipi olmak
              üzere iki tipte üretilmektedir. L tipi                             buşon
              sigortalar aydınlatma ve priz                                      kapağı
              tesislerinde kullanılırken, G tipi                                 buşon
              sigortalar ise motor devrelerinde
              kullanılır. L tipi sigortalar aşırı akım
              durumunda hemen atar. G tipi olanlar
              ise gecikmeli olarak devreyi açar.                              viskontak
                Motorlar kalkış anında normal
              akımlarından bir kaç misli değerde
              aşırı akım çekerek çalışmaya                                        gövde
              başladıklarından bu alıcılarda
              gecikmeli atan sigortalar kullanılır.
                                                        Şekil 9.26: Buşonlu             Resim 9.9: Viskontak
                Elektrik tesisleri yönetmeliğine        sigortaların yapısı             örnekleri
              göre atık buşonlu sigortalara tel
              sarmak yasaktır. Ancak yasağa rağmen halkımızın büyük bir bölümü bilinçsizce tel sarma
              yoluna gitmektedir.

                Buşonlu sigortaların parçaları
                Gövde: Sigortayı muhafaza eden porselen kısımdır. Bunlar, 25-63-100-200 A lik değerlerde
              üretilmektedir. Şekil 9.26'ya bakınız.

                Viskontak: Gövdenin dip kontağının bulunduğu kısma takılan küçük parçadır. Porselen
              gövdeli ve yuvalı olarak üretilen viskontaklar daha iyidir. Çünkü bu modeller gövdeye istenilenin
              dışındaki amperaja sahip buşonun takılmasını önler. Resim 9.9'a bakınız.

                Buşon: Eriyen teli muhafaza eden kısımdır. Buşonlar standart akım değerlerinde üretilirler.
              Buşon akımları: 6-10-16-20-25-35-50-63-80-100-200 A'dir.
                Buşonlu sigortalarda kullanılan porselen gövdenin içinde, aşırı akım geçmesi anında eriyip
              kopan bir tel mevcuttur. Buşon gövdesi içinde bulunan bu telin yaydığı ısıyı azaltmak için soğutma
              amaçlı olarak kuvars kumu kullanılır.
                Buşonların arka kısmında bulunan metal şapkanın ortasında renkli pulcuklar vardır. Bunlara
              bakılarak da buşonun kaç amperlik olduğu anlaşılabilmektedir.
                Sinyal pulcuklarının renklerinin akım değerleri: 6 A: Yeşil, 10 A: Kırmızı, 16 A: Gri, 20 A: Mavi, 25 A: Sarı,
              35 A: Siyah, 50 A: Beyaz, 63 A: Bakır rengi, 80 A: Gümüş rengidir.

                Buşon kapağı: Buşonu muhafaza eden kısım olup, 25-63-100-200 A'lik değerlerde
              üretilmektedir. Şekil 9.26'ya bakınız.

                b. Anahtarlı tip otomatik sigortalar: Bu tip sigortalar termik ve manyetik koruma
                                                                    122




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              düzenekli olarak üretilmektedir.                                                           ark hücresi
              Termik koruma bimetal
              esaslıdır. Devreden aşırı akım                                                             çıkış
              geçince bimetal bükülerek akım
                                                                                                         manyetik açma
              geçişini sağlayan kontakları
                                                                                                         düzeneği
              açar. Manyetik koruma ise aşırı
              akım geçmesi durumunda                                                                     mandal
              elektromıknatıs hâline gelen
              kalın kesitli bobinin nüveyi                                                               açma kapama
                                                                                                         mekaniği
              hareket ettirerek kontakları
                                                                                                         ark kanalı
              açtırması esasına
              dayanmaktadır. Resim 9.10'da                                                              kontaklar
              otomatik sigortaların iç yapısı
                                                                                                        gövde
              verilmiştir.
                 Otomatik sigortalar da L ve G                                                          termik açma
              tipi olmak üzere iki tipte üretilir.                                                      düzeneği
                 Uygulamada kullanılan                                                                   giriş
              otomatik sigortalar 0,5-1-1,6-
              2,4-6-10-16-20-25-35-40-45-                        Resim 9.10: Otomatik sigortaların iç yapısı
              50 A'lik değerlerde
              üretilmektedir.

                Üç fazlı motorların korunmasında kullanılan
              otomatik sigortaların mandalları birbirine akuple
              edilir (bağlanır). Bu sayede fazın birisinin bağlı
                                                                                          bıçaklı sigorta buşonu
              olduğu sigorta attığında üç fazın akımı da kesilir.

                c. Bıçaklı (NH) sigortalar: Sanayi tesislerindeki
              yüksek akımlı alıcıların korunmasında kullanılan sigorta
              çeşididir.
                Bu sigortalar resim 9.11'de görüldüğü gibi buşon ve
              altlığın birleşiminden oluşur.
                Bıçaklı sigortaları kolayca söküp takmak için resim
              9.12'de görülen ellik adlı pensler kullanılır.                                                     ergiyen tel


                NH sigortalar taşıdıkları akıma göre şu boylarda
              üretilirler:
                Boy             Buşon akımı      Altlık akımı
                                                                                                                       altlık
                NH00   (sıfır boy)    6-100 A            160 A
                NH01   (bir boy)      35-160 A           160 A
                                                                             Resim 9.11: Bıçaklı sigortaların parçaları
                NH02   (iki boy)      80-250 A           250 A
                NH03   (üç boy)      100-400 A           400 A                                                           ellik
                NH04   (dört boy)    315-630 A           630 A

                Asenkron motor devrelerinde sigorta ve
              termik seçimi: Hatları ve alıcıları korumak için
              kullanılan sigorta, termik aşırı akım rölesi gibi elemanlar
              rastgele seçilmez. Bu işlem yapılırken yönetmeliklere
              ve alıcının özelliklerine dikkat edilir. Örneğin konutlarda
              lambaları korumak için 6 A'lik sigorta yerine 25 A'lik              Resim 9.12: Bıçaklı sigorta elliği
              sigorta kullanılamaz.
                                                                 123




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Tesislerde sigorta
              seçme işlemi yapılırken
              selektivite kuralına
              dikkat edilir. Şöyle ki;
              tesisin en başında
              bulunan sigortanın akım
              değeri en büyük, en son
              panoda bulunan
              sigortanın değeri ise en
              küçük olur. Başka bir
              deyişle ana panodaki
              sigortanın değeri tâli
              tablodaki sigortanın
              değerinden yüksek olur.
                Termik aşırı akım
              rölesi seçimi yapılırken
              alıcının akım değeri göz
              önüne alınır. Yani 3 A          Çizelge 9.1: Asenkron motorlar için sigorta, termik ve iletken seçim cetveli
              çeken bir motora 20 A'lik
              termik aşırı akım rölesi takılmaz. Bu hem maliyeti yükseltir, hem de motoru korumaz.
                Motorların korunmasında kullanılan sigorta ve termik değerlerine ilişkin örnek: Motor
              besleme tesisatlarında kullanılacak malzemelerin değerleri belirlenirken hazır tablolardan
              yararlanılır.
                Çizelge 9.1'den yararlanılarak, 7,5 kW'lık bir asenkron motorda kullanılacak elemanların
              değerlerini belirleyecek olursak:
                   Motor gücü: 7,5 kW (10 HP),
                   Motorun çektiği anma akımı: 15,6 A,
                   Motorun beslenmesinde kullanılması gereken iletkenin kesiti: 6 mm2,
                   Termik aşırı akım rölesinin akım değerini ayarlama sınırları: 11-16 A,
                   Motoru besleyen hatta bağlanacak gecikmeli tip sigortanın akım değeri: 25 A'dir.                .

                F. Kumanda devre elemanlarının tanıtılması ve otomatik kumanda şemalarının çizimi
                Endüstriyel tesislerde kullanılan motorların kumandası çeşitli şekillerde yapılabilmektedir.
              Bunları sınıflandıracak olursak:
                I. Basit şalter ve anahtarlarla kumanda,
                II. Pako (paket) şalterlerle kumanda,
                III. Termik korumalı şalterlerle kumanda,      R
                                                               S
                IV. Termik ve manyetik korumalı şalterlerle T
              kumanda,
                V. Kontaktörlerle kumanda,
                VI. Yarı iletken (tristör, triyak, SSR) devre
              elemanlarıyla kumanda yöntemleri sıralanabilir.
                Basit şalter ve pako şalterlerle yapılan
              kumanda günümüzde yavaş yavaş uygulamadan
              kalkmakta ya da üretim süreçlerinin karmaşık
              olmadığı tesislerde kullanılmaktadır.
                Kontaktörlerle yapılan kumanda çok işlevsel      Şekil 9.27: Pako şalterle üç fazlı motorun
              (fonksiyonel) olabildiğinden geniş bir kullanım    çalıştırılmasının basit olarak gösterilişi
              alanına sahiptir.

                                                                     124




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Yarı iletken esaslı devre elemanlarıyla kumanda ise son bir kaç yıldır yaygınlaşmaya başlamıştır.
              Solid state olarak da adlandırılan yarı iletken kontaktörler çok güvenli çalıştıklarından, modern
              tesislerin elektrik aksamlarında büyük kolaylıkları beraberinde getirmektedir.
                Bilgisayar teknolojisinin otomasyon sistemlerine bir uyarlaması şeklinde tanımlanabilen PLC
              (programlanabilir lojik kontrol) alanındaki gelişmelerin sonucunda, yarı iletken (tristör, triyak
              vb.) elemanlarla yapılan kumanda sistemleri de öne çıkmaya başlamıştır.

                             3-4 kapalı                                  3-4 açık                         3-4 kapalı




                           birinci konum                                 ikinci konum                   üçüncü konum
                           Şekil 9.28: Pako şalter kontaklarının konumunun değişmesinin şekillerle gösterilmesi

                Paket (pako) şalterler: Bir
              eksen etrafında dönebilen, ard arda
              dizilmiş, birkaç dilimden oluşan çok
              konumlu şalterlere paket şalter denir.                                start
                Paket şalterlerin her diliminde, iki, üç
              ya da dört kontak bulunur. İstenilen
              kontak sayısını elde etmek için, uygun
              sayıda dilim ard arda monte edilir.                                                       5/6
                                                                                            1/2   3/4
              Kontakların açılması ya da kapanması
                                                              kırık ok




              şekil 9.28'de görüldüğü gibi dilimler
              üzerindeki çıkıntılar sayesinde olur.
                Paket şalterlerin ambalajının içerisinde,
              bağlantı şemaları ve çalışma diyagramı                            start
              vardır. Diyagramlar, şalterin kontak
              konumları hakkında bilgi vermek üzere                 Şekil 9.29: Bir fazlı yaylı pako şalterin çalışma diyagramı
              hazırlanır.

                Bir fazlı pako şalterin çalışma diyagramı: Şekil 9.29'da verilen pako şalter diyagramının
              sol üst köşesinde bulunan 0-1-start şalterin üç konumlu olduğunu gösterir.
                Diyagramlarda, mandalın konumunun yazıldığı satırla, kontağın gösterildiği sütunun kesiştiği kare,
              ya boş bırakılır, ya da içine (X) işareti konulur. Kare boş bırakıldığında, şalterin o konumunda, ilgili
              kontağın açık olduğu anlaşılır. Şayet kontak o konumda kapalı ise, kare içine bir (X) işareti konulur.
              Şekil 9.29'daki diyagramda, şalterin sıfır (0) konumunda, üç kontağının da açık olduğu, (1) konumunda
              (1-2) ve (3-4) nolu kontağın kapalı, (5-6) nolu kontağın açık olduğu, start konumunda ise, üç kontağın
              da kapalı olduğu anlaşılır. İki çarpı (X) işareti arasındaki çizgi ise, (1-2) ve (3-4) numaralı kontakların
              birinci konumdan start konumuna geçildiğinde, hiç açılmadan kapalı kaldığını belirtir.
                Diyagramda 1 ve start konumları arasında bulunan kırık ok ise, mandaldan elimizi çektiğimizde,
              yay aracılığı ile start konumundan 1 konumuna geri dönüş olduğunu belirtir.

                Kontaktörlerle yapılan motor kontrol (otomatik kumanda) devreleri: Motorlara kumanda etmek
              için kullanılan devreler, sistemin kolayca anlaşılması ve montajın doğru olarak yapılabilmesi için
                                                                          125




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              iki ayrı şema hâlinde çizilerek gösterilir.                                                  Sembolü
                Şema çizme işleminde standartlaşmış         Kumanda elemanının adı
                                                                                           TSE             Amerikan   Alman
              semboller ve kurallar geçerlidir.
              Uygulamada kullanılan motor                   Start (başlatma) butonu
              kumanda devreleri Amerikan, Alman,
              Rus, Fransız ve Türk (TSE)                    Stop (durdurma) butonu
              standartlarına göre çizilmektedir.
              Amerikan standardında çizilmiş                Jog butonu
              devrelerin       öğrenilmesi       kolay
              olduğundan bu standarda göre çizilmiş         Kontaktör, röle bobini
              şemalar yaygın olarak kullanılmaktadır.
                Ülkemizdeki sanayi tesislerinin             Normalde açık kontak
              büyük bir bölümünde ise Alman
              standartlarına göre çizilmiş kumanda          Normalde kapalı kontak
              şemaları karşımıza çıkmaktadır.
                Rus, Fransız ve Türk standartlarına         Konum değiştirme kontağı
              göre çizilmiş kumanda devreleri büyük
              oranda Alman standardına göre çizilmiş
                                                            Düz zaman rölesi bobini
              şemalara benzemektedir.
                Amerikan ve Alman standardına göre
                                                            Ters zaman rölesi bobini
              çizilmiş devrelerin öğrenilmesi
              endüstriyel kontrol donanımlarının
                                                            Normalde açık, zaman
              montaj ve onarımlarının yapılabilmesi         gecikmeli kapanan kontak
              için yeterlidir.
                Çizelge 9.2'de kumanda devrelerinin         Normalde kapalı, zaman
                                                            gecikmeli açılan kontak
              çiziminde kullanılan semboller
              verilmiştir.                                  Normalde açık, zaman
                                                            gecikmeli açılan kontak
                Motor kontrol devreleri üç farklı
              şekilde ifade edilmektedir
                                                            Termik aşırı akım rölesi

                I. Kumanda devresi: Kontaktörlerin          Termik aşırı akım
              nasıl çalıştığını gösteren devredir.          rölesi kontağı             direkt   endirekt
                II. Güç (kuvvet) devresi: Motorların
              nasıl çalıştığını gösteren devredir.          Üç fazlı asenkron motor                          M
                III. Birleşik devre: Kontaktörlerin
                                                            Sinyal lâmbası
              ve motorların nasıl çalıştığını birlikte
              gösteren devredir. Birleşik olarak            Sigorta (buşonlu)
              çizilmiş devreler karmaşık yapıda             Sınır anahtarı kontağı
              olduğundan az kullanılmaktadır.               (normalde açık)
                                                            Sınır anahtarı kontağı
                Kumanda devre                               (normalde kapalı)
              şemalarında kullanılan                        Transformatör
              elemanların adlandırılması:
              Otomatik kumanda devreleri                     Bağlantı klemensi
              çizilirken kullanılan semboller çeşitli
              harfler kullanılarak adlandırılır.                Çizelge 9.2: Otomatik kumanda devre şemalarında
              Yaygın olarak kullanılan                          kullanılan bazı elemanların sembolleri
              adlandırmalar şu şekildedir:
                C, M, N, I, İ, G: Kontaktör,
                d, TR, ZR: Zaman rölesi,
                e, OL, AA: Sigorta, koruma rölesidir.
                                                                 126




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Otomatik kumanda devrelerinde kullanılan elemanlar
                Butonlar: Devrenin çalışmasını başlatmak ve durdurmak amacıyla kullanılan elemanlardır.
                a. Start butonu: Çalıştırma (başlatma) butonudur. Bu butonlarda kontak normalde açıktır.
              Butona basılınca açık olan kontak kapanır. Buton üzerinden etki kaldırıldığında kapanan kontak
              hemen açılır. Bunlara anî temaslı buton da denir.

                                                                                           makara            makara



                  start

                                                   stop     start    jog
                  stop                             butonu   butonu   butonu




                Resim 9.13: Buton örnekleri       Şekil 9.30: Buton sembolleri          Resim 9.14: Sınır anahtarı


                b. Stop butonu: Durdurma butonudur. Bu butonlarda
              kontak normalde kapalıdır. Butona temas edilince kapalı olan
              kontak açılır, temas olduğu sürece açık kalır. Butondan temas
              kalkınca kontaklar normal konumunu alır.                                normalde           normalde
                                                                                        açık              kapalı

                c. Jog (iki yollu) buton: Start ve stop butonunun
              birleşiminden oluşmuştur. Kapalı kontak stop butonu olarak,
              açık kontak ise start butonu olarak kullanılır.
                                                                                             ik i
                                                                                           konumlu
                Sınır anahtarları (limit switch): Mekanik bir etkiyle
              kontakları konum değiştiren elemanlardır. Resim 9.14'te görülen           Şekil 9.31: Sınır anahtarı
                                                                                        sembolleri (ABD normu)
              sınır anahtarları çeşitli boyut ve tiplerde yapılırlar. Fabrikalardaki
              yürüyen bantlı üretim sistemlerinde, asansörlerde karşımıza çıkan bu elemanların yapısı basittir. Sınır
              anahtarları çalışma şekilleri bakımından anî temaslı ve kalıcı tip sınır anahtarı olmak üzere iki tipte
              üretilirler.

                                              yük arabası                                  makara
                                                                                                         konum
                                                                                                         değiştirici

                                                                                                           sınır
                          sınır                        sınır            sınır
                                                                                                           anahtarı
                          anahtarı                     anahtarı         anahtarı

                      Şekil 9.32: Bant üzerinde hareket eden arabanın kontrolünün sınır anahtarlarıyla yapılışı

                Anî temaslı sınır anahtarlarında hareketli parça pime ya da makaraya çarptığında kontaklar konum
              değiştirir. Hareketli parçaya gelen basınç kalktığında ise yay aracılığıyla kontaklar ilk konuma döner.
                Kalıcı tip sınır anahtarlarında kontaklar basınç etkisiyle konum değiştirir. Pime gelen basınç
              kalktığında ise kontaklar aynı konumda kalır. Kontakların konumunun değişmesi için pime tekrar
              basınç gelmesi gerekir. (Bu durumu tükenmez kalemlerin uç kontrol düzeneğine benzetebiliriz.)
                Şekil 9.32'de bant üzerinde hareket eden arabanın kontrolünün sınır anahtarlarıyla yapılışı
              görülmektedir.

                Zamanlayıcılar (zaman röleleri): Besleme uçlarına gerilim uygulanınca ya da kesilince
              ayarlanan sürelerde kontakları konum değiştiren elemanlara zaman rölesi denir.
                                                                  127




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Zaman rölesi çeşitleri (çalışma şekline göre
              sınıflandırma)
                a. Çekmede gecikmeli (düz) zaman rölesi: Besleme uçlarına
              gerilim uygulanınca ayarlanan süre sonunda, normalde kapalı
              kontağı açılan, açık kontağı kapanan röledir.

                b. Düşmede gecikmeli (ters) zaman rölesi: Besleme uçlarına
              gerilim uygulanınca anî olarak kontaklar konum değiştirir. Röle
              enerjili kaldığı sürece bu konum muhafaza edilir. Enerji kesilince,
              ayarlanan süre kadar enerjili durumdaki konum korunur.
              Gecikme süresi sonunda kontaklar normal konumunu alır.

                 c. Flaşör zaman rölesi: Bobini enerjilendiği andan
              itibaren ayarlanan süre kadar sonra tekrar ilk konumuna dönen
              zaman röleleridir. Bu tip zaman röleleri aç-kapa işlemini enerjili
              kaldıkları süre boyunca yaparlar.

                ç. Yıldız/üçgen zaman rölesi: Büyük güçlü motorlarda
              kalkış akımını düşürmek için yıldız/üçgen yol verme yöntemi
              kullanılır. Kalkış akımını düşürmek için motor önce yıldız bağlanır.   Resim 9.15: Uygulamada kullanılan
              2-4 saniye geçtikten sonra yıldız kontaktörü devreden çıkar ve         çeşitli zaman röleleri
              üçgen bağlantıyı sağlayan motor devreye girer.

                d. Enversör (sağ sol) rölesi: Bir motorun istenilen sürelerde sağa ve sola döndürülmesini
              sağlamak için geliştirilmiş olan elektronik yapılı rölelerdir.
                Röle üzerinde bulunan ayarlı dirençlere (pot) kumanda edilerek alıcının sağa ya da sola dönüş
              ve bekleme süreleri ayarlanabilmektedir.

                Zamanlayıcıların iç yapıya göre sınıflandırılması
                a. Pistonlu zaman rölesi,
                b. Motorlu zaman rölesi,
                c. Termik zaman rölesi,
                ç. Termistörlü zaman rölesi,
                d. Kondansatörlü doğru akım zaman rölesi,
                e. Elektronik yapılı zaman rölesi
                Yukarıda sıralanan altı çeşit zaman rölesinin ilk beş           Resim 9.16: Sinyal lâmbaları
              modeli günümüzde pek üretilmemektedir. Elektronik
              devre elemanlarının ucuzlaması sonucu elektronik tip zaman röleleri yaygınlaşmıştır.
                Elektronik devreli zaman röleleri transistörlü ya da entegreli olabilmektedir. Bu tip zaman
              rölesi devreleri 6. bölümde anlatılmıştır.

                Sinyal lambaları: Neon lambasından yapılan bu elemanlar tesiste enerjinin olup olmadığını
              göstermek amacıyla kullanılırlar. Sinyal lambalarının renkleri yeşil, sarı, turuncu, kırmızı vb.
              şeklindedir. Bu lambaların duylu tiplerine direnç bağlanmaz. Duysuz tip neon lambalar ucuz
              olduğundan, sinyal (göz) lambalarında çok karşımıza çıkar. Bunların 220 voltta çalışabilmesi için
              100 kW- 150 kW'luk sabit dirençler neon lambaya seri olarak bağlanır.

                Kontaktörlü motor kontrol (otomatik kumanda) devre örnekleri
                a. Üç fazlı asenkron motorların bir start bir stop butonuyla kumandası: Şekil 9.33-a'da verilen
              devrede start butonuna basılınca kontaktörün bobini enerjilenerek mıknatıs hâline gelir. Mıknatıslanan
              bobin paleti çekerek kontakların konum değiştirmesini sağlar. Normalde açık durumda olan (NO,
                                                                 128




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              Normal open) kontaklar normalde kapalı
              (NC, Normal closed) konuma geçince
              motor çalışmaya başlar. Start
              butonundan elimizi çeksek bile motor
              çalışmasını sürdürür. Çünkü kontaktör
              gövdesi üzerinde bulunan dördüncü
              normalde açık kontak ile start butonu
              uçları köprülenmektedir. Kontaktör
              kontaklarıyla yapılan bu işleme            Şekil 9.33: Üç fazlı asenkron motorların bir start bir stop
              mühürleme adı verilir. Devre çalışırken    butonuyla çalıştırılmasının, a) Amerikan normlarına göre
              stop butonuna basılacak olursa motor       kumanda devresi b) Amerikan normlarına göre güç devresi
              durur. Şekil 9.34'te üç fazlı asenkron motorların bir start bir stop butonuyla çalıştırılmasına ilişkin
              devrenin TSE ve Alman normuna göre çizilmiş şemalar verilmiştir.

                                              R    S      T
                                e2
                                                              e2
                                                              C                 (0 )



                                                                                (I)




                          (a)                       (b)                                (c)                              (ç)
                     Şekil 9.34: Üç fazlı asenkron motorların bir start bir stop butonuyla çalıştırılmasının,
                     a) TSE (Türk) normlarına göre kumanda devresi b) TSE (Türk) normlarına göre güç devresi
                     c) Alman normlarına göre kumanda devresi              ç) Alman normlarına göre güç devresi


                c. Üç fazlı asenkron motorların kesik ve sürekli olarak çalıştırılması: Şekil
              9.36'da verilen devre ile herhangi bir motoru iki şekilde çalıştırabiliriz. Başlatma (start) butonuna
              basıldığında motor
              sürekli olarak devrede
              kalır. Kesik çalıştırma
              (jog) butonuna basılı
              ise motor buton basılı
              olduğu süre boyunca
              çalışır.

                ç. Üç fazlı asenkron
              motorların kontak
              kilitlemeli (emniyetli)        Şekil 9.35: Üç fazlı asenkron motorların iki start iki stop butonuyla çalıştırılmasına
              olarak ileri-geri              ilişkin kumanda ve güç devrelerinin ABD normlarına göre çizilmesi
              çalıştırılması: Şekil
              9.37'de verilen devreyle motor iki yöne de döndürülebilir. İleri kontaktörü çalışırken geri
              kontaktörünün devreye girmesini önlemek için, kontaktörlere seri olarak normalde kapalı
              emniyet kontakları (İ ve G) bağlanmıştır. Bu sayede ileri kontaktörü çekik durumdayken geri
              kontaktörüne seri bağlı bulunan normalde kapalı İ kontağı açılır. Geri startına basılsa dahî geri
              kontaktörü çalışamaz.

                                                                     129




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Eğer emniyet amaçlı
              kontaklar
              bağlanmayacak olursa
              iki kontaktörde aynı
              anda devreye girebilir.
              Bu ise fazların
              çakışmasına yol açarak
              sigortaları attırır.
                                                   Şekil 9.36: Üç fazlı asenkron motorların kesik ve sürekli çalıştırılmasına ilişkin
                                                   kumanda ve güç devrelerinin ABD normlarına göre çizilmesi


                     R                                                      Mp
                             durdurma
                                           İ                            İ
                             Durdurma
                               (stop)

                                                                                             İ
                                               İ

                                          G
                                                              İ
                                                                                                                  güç
                                                                                                    M             devresi


                      Şekil 9.37: Üç fazlı asenkron motorların kontak kilitlemeli olarak ileri ve geri yönde
                      çalıştırılmasına ilişkin kumanda ve güç devrelerinin ABD normlarına göre çizilmesi


                d. Üç fazlı asenkron motorların bir süre çalıştırılıp durdurulması: Şekil 9.38'de
              starta basılınca kontaktör
              enerjilenir. Alıcı çalışmaya başlar.
              Zaman rölesinin kontakları
              ayarlanan süre sonunda konum
              değiştirince kontaktöre seri bağlı
              zaman rölesi kontağından akım
              geçmeyeceğinden alıcı durur.

                Motor kalkış akımını düşürücü
              kumanda devreleri: 4 kW'tan
              büyük güçlü motorlar kalkış              Şekil 9.38: Üç fazlı asenkron motorların bir süre çalıştırılıp
              anında normal akımlarından 4-10          durdurulmasına ilişkin kumanda ve güç devrelerinin ABD ve
                                                       TSE (Türk) normlarına göre çizilmesi
              kat daha fazla akım çektiklerinden
              besleme sistemlerinde istenmeyen
              voltaj düşmelerine neden olabilirler. İşte bu nedenle düşük akımla kalkışı sağlayan devreler
              kullanılır.
                Uygulamada en çok yıldız/üçgen yol verme devresi yaygındır. Bu yöntemde, motorun sargıları
              önce yıldız olarak bağlanır. 2-4 saniye sonra motor normal devrine ulaşınca sargıların yıldız
              bağlantısı otomatik olarak açılıp üçgen bağlantı yapılır

                Zaman röleli yıldız/üçgen yol verme devresi: Şekil 9.39'da verilen devrede başlatma
              butonuna basılınca M ve yıldız kontaktörüyle zaman rölesi çalışmaya başlar. 2-4 s sonra zaman
              rölesi normalde kapalı gecikmeli açılan (GA) kontağını açar, gecikmeli kapanan (GK) kontağını
              ise kapatır. Zaman rölesinin kontaklarının konumunun değişmesiyle birlikte yıldız kontaktörü
              devreden çıkar ve üçgen kontaktörü devreye girer.
                                                                        130




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Motorların frenlenmesi: Asansör,
              vinç, torna tezgâhı vb. gibi                                                           R S T
                                                          durdurma başlatma
              sistemlerin anî olarak durabilmesi
              için şekil 9.40'ta görülen fren
              düzenekleri         geliştirilmiştir.
              Uygulamada en çok kullanılan
              durdurma yöntemi              balatalı
              frenlemedir. Bu sistemde motora
              enerji uygulandığı anda fren bobini
              de enerjilenir ve balatalar açılarak
              rotorun dönüşü başlar. Motorun
              enerjisi kesilince fren bobini de
              akımsız kalır. Bu durumda sert
              yaylarla itilen balatalar rotoru sıkıca
              kavrayarak rotoru hemen durdurur.
                                                      Şekil 9.39: Üç fazlı asenkron yıldız/üçgen çalıştırılmasına ilişkin
                Dinamik frenleme adı verilen          kumanda ve güç devresinin ABD normlarına göre çizilmesi
              yöntemde ise dönmekte olan
              motorun AC akımı kesildikten sonra kısa süreli olarak DC akım uygulanır.
                Stator sargılarına DC'nin uygulanmasıyla birlikte, statik (değişmeyen, durgun) manyetik alan
              oluşur. Bu ise rotoru hemen durdurur. Dinamik frenleme yöntemi daha çok yatay hareket eden
              sistemlerde kullanılır.




                        diyotlar




                                              Şekil 9.40: Balatalı frenlemenin yapısı


                 Üç fazlı asenkron motorların dinamik frenleme yöntemiyle durdurulması: Şekil 9.41'de verilen
              şemada starta basılınca motor çalışır. Stop butonuna çok yavaş olarak dokunulursa DF kontaktörü
              devreye giremez ve motor belli bir süre döndükten sonra durur.
                 Stop butonuna hızlıca (kuvvetlice) basılırsa M kontaktörü devreden çıkarken, DF kontaktörü
              ve ZR devreye girer. DF'nin enerjilenmesi trafonun çalışmasını sağlar. Trafonun çıkışındaki AC
              gerilim diyotlar tarafından doğrultularak motorun sargılarına uygulanır. AC ile çalışacak şekilde
              üretilmiş asenkron motorun stator sargılarına DC uygulandığı anda, motorun stator sargılarda
              durgun bir manyetik alan oluşur. Zaman rölesi sayesinde 1-4 saniye gibi çok kısa bir süre boyunca
              DC akımın uygulandığı motorun devir sayısı hemen sıfır değerine iner. Motor durunca zaman
              rölesi, normalde kapalı kontağını açarak DF kontaktörünü devreden çıkarır. Dinamik frenleme
              işleminde motora uygulanacak DC gerilimin değeri, durdurulacak motorun özelliklerine göre
              değişmektedir.
                                                                   131




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                diyotlar
                                                                1N4001
                                                                1N5401

                                                          12-24 V

                               Şekil 9.41: Üç fazlı asenkron motorların dinamik olarak frenlenmesine ilişkin
                               kumanda ve güç devrelerinin ABD normlarına göre çizilmesi

                Dinamik frenlemede motora uygulanacak DC'nin gerilim ve gücünün bulunuşu şöyledir:
                Motor yıldız bağlı olarak çalıştırılıyorsa
                I. Motorun üç sargısından herhangi birisinin (örneğin U-X) direnç değeri ohmmetreyle ölçülür.
              Daha sonra bu değer 1,5 katsayısıyla çarpılarak sargıların toplam direnci (RT) hesaplanır.
                II. Motorun etiketine bakılarak çektiği anma akımı belirlenir. VDC = I.RT denklemi kullanılarak
              motora uygulanacak DC'nin gerilim değeri bulunur.
                III. Motoru durdurmada kullanılacak DC güç kaynağının güç değeri ise P = VDC.I denklemiyle
              hesaplanır.

                Motor üçgen bağlı olarak çalıştırılıyorsa
                I. Motorun üç sargısından herhangi birisinin (örneğin U-X) direnç değeri ohmmetreyle ölçülür.
              Daha sonra bu değer 2'ye bölünerek sargıların toplam direnci (RT) hesaplanır.
                II. Motorun etiketine bakılarak çektiği anma akımı belirlenir. VDC = I.RT denklemi kullanılarak
              motora uygulanacak DC'nin gerilim değeri belirlenir.
                III. Motoru durdurmada kullanılacak DC güç kaynağının güç değeri ise P = VDC.I denklemiyle
              bulunur.

                Sorular
                1. Kontaktörün iç yapısını çiziniz ve çalışmasını anlatınız.
                2. Kontaktörlerin yapısını anlatınız.
                3. Bir start, bir stoplu yol verme devresinin kumanda ve güç devresini ABD standartlarına göre çiziniz.
                4. Termik aşırı akım rölesinin yapısını çizerek çalışmasını anlatınız.




                                                                    132




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              Bölüm 10: Elektrikli motorlar

            Giriş: Elektrikli motorlar son derece yaygın bir kullanım alanına sahip hareket üniteleridir.
            Elektronik sistemlerle yapılan otomasyon donanımlarının iyi bir şekilde kurulabilmesi, bakım
          onarımının yapılabilmesi için motorların özelliklerinin öğrenilmesi gerekir.

                                                                                          mıknatıs
                                                               voltmetre

                                                                                                          bobin




                                                                  iletken
                         V



             Şekil 10.1: Manyetik alan içinde hareket                  Şekil 10.2: Bir fazlı AC üreten
             ettirilen iletkende gerilimin oluşumu                     alternatörün prensip düzeneği


            A. Alternatör (generatör)'ler
            N-S manyetik alanı içine konulan iletken şekil 10.1'de
          görüldüğü gibi yukarı aşağı hareket ettirilirse, iletkenin
          uçlarında değişken bir gerilim oluşur.
            N-S manyetik alanı içine konulan bobin şekil 10.2'de
          görüldüğü gibi döndürülecek olursa dalgalı bir gerilim
          oluşur. Bobinde oluşan akım ve gerilimin eğrisi sinüs
          grafiğine benzediğinden sinüsoidal olarak adlandırılır.
          Şekil 10.3'te N-S alanı içinde döndürülen bobinde
          oluşan AC'nin şekli verilmiştir.

            Üç fazlı enerji dağıtım sisteminin yapısı:                        Şekil 10.3: N-S alanı içinde dönen
          AC üreten alternatörün içine yerleştirilen bobin bir adet           bobinde oluşan AC'nin şekli
          ise elde edilen enerji de tek fazlı olur. Ancak
          uygulamada kullanılan alternatörlerin içinde
          şekil 10.4'te görüldüğü gibi birbirine 120° açılı
          olarak yerleştirilmiş üç bobin vardır. Bu üç
          bobinin birer ucu köprülenmiş ve elde edilen
          dördüncü uca nötr hattı denilmiştir. Üç bobinin
          çıkış uçlarının adları R-S-T'dir.
            Alternatör içine yerleştirilmiş olan üç sargı
          şekil 10.4'te görüldüğü gibi, N-S manyetik
          alanı altından geçirildiği zaman kuvvet
          çizgilerinin etkisiyle sargıların içindeki
                                                                       Şekil 10.4: Üç fazlı alternatörlerin yapısı
          elektronlar ve oyuklar hareket etmeye
          başlayarak akımı oluşturmaktadır.

                                                           133




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Şekil 10.4'te yapısı verilen             V, I
              alternatörün ürettiği elektrik                                  R                 S                     T
              enerjisinin gerilim değeri şekil
              10.5'te görüldüğü gibi değişim                                                                         t (s)
              gösterir.
                3 fazlı alternatörün üç sargısında
              oluşan gerilimlerin arasında 120°'lik
              faz farkı (gecikme) olmasının sebebi,
              sarımların 120° aralıklı olarak
              yerleştirilmesidir. Eğer, alternatörün           Şekil 10.5: Üç fazlı AC'nin sinüsoidal biçimli eğrileri

              tüm sargıları aynı oyuklara yerleştirilseydi, oluşan akımlar da aynı zaman aralığında aynı değerlerde
              olurdu. Fakat bu, alıcı olarak kullanılan üç fazlı asenkron motorların çalıştırılmasında zorluk
              çıkardığından tercih edilmez.

                Dinamolar (jeneratör, DC üreten makine): Dinamoların yapısı alternatörlere çok benzer.
              Tek fark, şekil 10.7'de görüldüğü gibi bilezik yerine kolektör (komütatör) dilimlerinin kullanılıyor
              olmasıdır.
                Dinamonun bobini dönerken oluşan akımın sürekli tek yönlü akmasını sağlamak için kullanılan
              kolektör dilimleri AC olarak üretilen akımı DC'ye çevirir. Durumu şöyle açıklayabiliriz: Bobinin
              N kutbu altından geçen iki kenarı vardır. Bu kenarlara a ve b adını verelim. a kenarı mıknatısın N
              kutbunun altından geçerken ürettiği gerilim c fırçası aracılığıyla alıcıya ulaşır. b kenarı mıknatısın
              N kutbu altından geçerken ürettiği gerilim yine c fırçası üzerinden geçerek alıcıya ulaşır. Sonuçta
              sabit olan fırçalar alıcıdan hep aynı yönde akım geçmesini sağlar.


                                          Bobinden AC                    Bobinden DC
                                          alabilmek için                 alabilmek için
                                          bilezikler kullanılır.         kolektörler
                                                                         kullanılır.                a         Kollektör
                                                                                                              kolektör
                                                                                                              dilimi

                                                                                          c

                                                                                                          b
                            bile z ik




                                                                                              d
                                                                                              d




                Şekil 10.6: AC üretecinin (alternatör) yapısı                Şekil 10.7: DC dinamosunun yapısı

                B. Elektrikli motorlar
                AC ya da DC elektrik enerjisini dairesel
              harekete çeviren araçlara motor denir.

                a. İçinden akım geçen iletken ve bobinin N-
              S manyetik alanı içindeki davranışı: N-S
              mıknatıs kutupları arasına bir iletken
              yerleştirilir ve iletkenden akım geçirilirse,
                                                                                    akım
              iletkenin çevresinde şekil 10.8'de görüldüğü
              gibi bir manyetik alan oluşur. Oluşan alan ile
              mıknatısın alanı birbirini iteceğinden, iletken       Şekil 10.8: İçinden akım            Şekil 10.9: İçinden
              şekil 10.9'da görüldüğü gibi hareket eder.            geçen bir iletkenin etrafında       akım geçen bir
                 N-S mıknatıs kutupları arasına bir bobin           oluşan manyetik alanın              iletkenin N-S alanı
                                                                    dönüş yönünün gösterilmesi          içinde hareket edişi
              yerleştirilir ve bobinden akım geçirilirse
                                                                   134




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              bobinin çevresinde oluşan alan ile mıknatısın alanı birbirini
              iteceğinden, bobin şekil 10.10'da görüldüğü gibi dönmeye başlar.

                b. DC ve AC ile çalışan motorların parçaları:
              Elektrikli motorlar çeşitli parçaların birleşiminden oluşur. Şimdi
              bunları inceleyelim.

                I. Endüvi: Endüvi, DC dinamo, DC motor ve AC seri
              motorun dönen kısımdır. Bu eleman, 0,3-0,7 mm kalınlığında                 Şekil 10.10: İçinden akım
              çelik saclardan yapılmış silindirik gövde üzerine açılmış oluklara         geçen iletkenin N-S kutup
              yerleştirilmiş sargılardan oluşmuştur.                                     alanı içindeki davranışı
                Endüvi sargılarının uçları bakır dilimlerinden
              yapılmış olan ve üzerine fırçaların temas ettiği                         bayrakçık
              kısma (kolektöre) bağlanmıştır. Şekil 10.11'de                                            sac paketi

              endüvinin yapısı verilmiştir.                                                                 m il

                Ek bilgi: Endüvide balans (denge)
                Sarımı yapılan endüvinin dengeli bir şekilde
              dönmesini ve rulmanların çabucak bozulmasını
              önlemek için balans işlemi yapılır. Bu işlem                        oyuklar
              sonucunda endüvinin ağırlık merkezi tam ortada                  s ac lar    oyuklar
              olur. Yani balans ayarı iyi yapılmış mili döndürünce  kolektör                         m il
              hep aynı noktada durmaz.
                Bozulan bir endüvi yeniden sarıldığında eğer
              balans ayarı yapılmazsa çalışma ömrü uzun olmaz.
              Günümüzde balans ayarı yapmak için makineler                                           sargılar
              geliştirilmiştir.
                                                                       Şekil 10.11: Endüvinin yapısı
                Bir endüvinin balans ayarının yapılıp
              yapılmadığını anlamak için gövde üzerine bakmak
              yeterlidir. Gövde üzerinde bazı kısımlardan delme, oyma yoluyla sac alınmışsa balans işlemi
              yapılmış demektir.

                                     bobinler
                     kolektör                                              fırça
                                                kolektör
                 fırça                                                          bayrakcık



                                                    mi l
                                                                        fırça
                         bağlantı uçları

                                                      Şekil 10.12: Kolektörün yapısı


                 II. Kolektör: Kolektör, DC ya da AC ile çalışan makinelerde endüvi sargılarının bağlandığı,
              silindirik yapılı bakır kuşaktır. Bu eleman, şekil 10.12'de görüldüğü gibi haddeden geçirilmiş sert
              bakırdan pres edilerek ve dilimler arasına 0,5-1,5 mm mika, mikanit konularak üretilmektedir.
                 Kolektör, DC ve AC makinelerin en çok arıza yapan kısmıdır. Endüvi sargılarının uçları
              kolektörün yarıklarına ya da bayrakçık adı verilen çıkıntılarına bağlanır. Gerçekte kolektör dilimleri
              arasına konulan mika, mikanit yüksek gerilimlere dayanabilirse de, zamanla dilimlerin arası toz,
              çapak, yağ vb. ile dolarak arızaya neden olabilir. Dilimler arasındaki boşluklar arıza durumunda
              kontrol edilmeli, boşluğu doldurmuş olan yabancı maddeler temizlenmelidir.
                                                                135




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                DC dinamolarda kolektörün
              görevi: Endüvide oluşan gerilimin                     yay
              dışarıya gönderilmesini sağlar.
                DC ve AC motorlarda kolektörün
              görevi: Dışarıdan uygulanan DC ya
                                                                       fırça
              da AC akımın endüvi sarımlarına
              ulaştırılmasını sağlar.

                III. Fırça: DC ve AC ile çalışan                               Şekil 10.13: Fırçalar
              kolektörlü makinelerin kolektöre
              basan parçalarına fırça (kömür)
              denir. Şekil 10.13'te görülen fırçalar,
              makinenin akım ve gerilim değerine
              göre farklı özelliklerde (sert, orta                                                     kutup (indüktör)
              sert, yumuşak karbon, karbon-bakır                                                       nüvesi
              alaşımlı vb.) üretilir.
                Fırçaların kolektöre düzgünce
              basmasını sağlamak için baskı
              yayları kullanılır. Fırçalar aşınıcı
              olduğundan zamanla biter. Bu du-
              rum makinenin sesinden, kolektörde                                             indüktör bobini
              aşırı kıvılcım oluşmasından
                                                                          Şekil 10.14: İndüktörün yapısı
              anlaşılabilir.

                IV. İndüktör (kutup): DC ya da AC ile çalışan makinelerde N-S kutuplarının oluşturulması
              için yapılmış olan sargıların yerleştirildiği kısma indüktör denir.
                Küçük makinelerin indüktörleri doğal mıknatıstan yapılırken, yüksek güçlü makine indüktörleri
              şekil 10.14'te görüldüğü gibi bobinlerle oluşturulur. İndüktörlerin nüvesi (göbek) AC ile çalışan
              makinelerde 0,60-1,40 mm kalınlığında silisyumlu sacların preste sıkıştırılmasıyla elde edilir.
              DC ile çalışan küçük güçlü makinelerin indüktörlerinin nüveleri ise tek parça demirden yapılır.




                 statoru oluşturan                      sargıların boş statora                          montajı
                                      boş stator                                     sarılmış stator
                 ince saclar                            yerleştirilmesi                                 yapılmış motor

                                                        Resim 10.1: Statorun yapısı

                V. Stator: AC ile çalışan motorlarda manyetik alan oluşturmak için yerleştirilen sargıların
              bulunduğu dönmeyen kısımdır. Resim 10.1'de görülen stator 0,35-0,8 mm'lik silisyum katkılı
              sacların preslenmesiyle üretilir.

                VI. Rotor: Resim 10.2'de yapısı görülen rotor, AC ile çalışan motorlarda mekanik enerjiyi
              oluşturan, yani dönen kısımdır. Rotorlar iki şekilde üretilirler.
                a. Sincap kafesine benzeyen kısa devre çubuklu rotorlar,
                b. Sargılı (bilezikli) rotorlar
                Sincap kafesli (kısa devre çubuklu) rotorlar daha yaygındır. Sargılı rotorlar ise büyük güçlü
              motorlarda kullanılmaktadır.

                                                                 136




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                               Resim 10.2: Sincap kafesli (kısa devre çubuklu) rotorun yapısı

                VII. Yatak ve rulmanlar: Rotor ya da endüvinin kolayca dönmesini sağlayan mekanik
              yapılı parçalardır. Rotorlar küçük güçlü motorlarda pirinç vb. madenler kullanılarak yapılmış
              bilezik biçimli, yağlanmış yataklar (murç) kullanılır. Büyük güçlü motor yatakları ise rulmandır.
              Şekil 10.15'te yatak ve rulmanların yapısı görülmektedir.



                                                                     kaf es



                                                                    bilye

                              yatak
                                                  Şekil 10.15: Yatak ve rulmanlar


                VIII. Gövde ve kapaklar: Resim 10.3'te görülen gövde ve kapaklar motoru dış etkilere
              karşı korumak için alüminyum, demir ya da demir alaşımından üretilir. Rotorun stator içinde
              merkezi olarak yataklanması görevini ise kapaklar yapar.

                IX. Soğutma pervanesi (fan): 0-20 kW arası güce sahip motorlar resim 10.4'te görülen
              pervaneler kullanılarak hava ile soğutulur. Motorun dönen miline bağlanan plastik ya da metal
              pervane, gövdenin sıcaklığını kolayca atmasını sağlar.
                                                                      kapak




                                  Resim 10.3: Gövde ve kapaklar                            Resim 10.4: Soğut-ma
                                                                                           pervanesi (fan)

                X. Klemens kutusu (bağlantı terminali): Statora yerleştirilen sargıların bağlantı uçları
              klemens kutusuna çıkarılır. Üç fazlı motorların klemens kutusunda resim 10.5'te görüldüğü gibi
              6 adet bağlantı noktası vardır.
                Asenkron motorlarda sargı uçlarının adları şöyledir:
                  R fazı için: Giriş ucu: U,       Çıkış ucu: X
                  S fazı için: Giriş ucu: V,,      Çıkış ucu: Y
                  T fazı için: Giriş ucu: W,  ,    Çıkış ucu: Z ile gösterilir.
                Motorun klemens kutusuna uçlar çıkarılırken diziliş şöyle olur:
                  Giriş uçlarının dizilişi: U, V, W
                  Çıkış uçlarının dizilişi: Z, X, Y

                Not: Çıkış uçlarının yer değiştirmesinin nedeni, sargıları üçgen bağlamayı kolaylaştırmaktır.
                0-4 kW (5 HP) güce kadar olan motorların üç faz sarımları yıldız olarak bağlandıktan sonra
                                                              137




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                Resim 10.5: Bağlantı klemensleri

              RST uygulanır. 4 kW (5 HP) ve üzeri güce sahip üç fazlı motorların sarımları ise üçgen
              bağlandıktan sonra RST uygulanır.

                XI. Motor etiketleri: Motorların özelliklerini belirtmek amacıyla alüminyum etiketler gövdeye
              takılır. Etikette bulunan değerlere bakılarak, çalışma gerilimi, akım, devir sayısı vb. öğrenilebilir.

                Motor etiketlerinde şu bilgiler bulunur:
                -Motoru üreten firmanın adı                        -Motorun normal çalışma gerilimi (220 V, 380 V)
                -Motorun kullandığı akım (DC, AC)                  -Motorun gücü (1 kW, 7,5 kW, 10 HP gibi)
                -Motorun modeli, tipi (Gm 200L, GML4a...)          -Motorun çalışma frekansı
                -Motorun sargılarının bağlanış şekli (yıldız,      -Devir sayısı
                üçgen)                                             -Motorun dayanabileceği maksimum sıcaklık
                -Motorun normal çalışma akımı                      değeri (40 °C, 60 °C...)
                -Motorun sargılarının güç katsayısı (faz farkı)    -Motor ağırlığı
                                                                   -Üretim yılı


                Ek bilgi: AC'de faz farkı
                Elektrik akımı akkor lamba, ütü, fırın gibi omik
              dirençli alıcılardan geçerken sadece bir tek
              direnç ile karşılaşır. Biz buna omik direnç
              diyoruz. Omik dirençlerde akım ile gerilim
              arasında elektriksel bir açı söz konusu değildir.
              Yani akımla gerilim aynı fazdadır.
                Balast, trafo, motor gibi indüktif özellikli
              alıcılara akım uygulandığında ise bazı elektriksel
              olaylar ortaya çıkar. Yani bu alıcılar şebekeden
              çektikleri akımın bir bölümünü şebekeye geri                   Şekil 10.16: Motor etiketi
              verirler. Bu işlem şöyle gerçekleşir: Sistemden
              çekilen enerjinin bir kısmı omik dirençler tarafından harcanırken, bir kısmı da sargıların etrafında
              manyetik alan oluşturur. Sargıların etrafında oluşan alan, AC akımın tepe değerden minimum
              değere inmesi durumlarında, kendi üzerinde gerilim (EMK) indükler ve bunu şebekeye geri verir.
              İşte şebekeyle alıcı arasında yaşanan akım alış verişi faz farkı adı verilen durumu ortaya çıkarır.
                Bir bobinin indüktansı ne kadar büyükse, reaktansı da o kadar büyük olur. Reaktansı büyük
              olan indüktif alıcı ise aldığı akımın büyük bir bölümünü şebekeye geri verir. Bobinin bu davranışı
              akım gerilimden geri fazda şeklinde ifade edilir.
                Kapasitif alıcılar (kondansatör) ise şebekeden çektikleri akımı plakalarına doldurur, sonra da
              bunu sisteme geri verirler. Bu sebepten dolayı kapasitif alıcılar akımın gerilimden elektriksel
              bakımdan ileride olmasını sağlar.
                Verilen bu kısa bilgiler iyi anlaşılacak olursa bir fazlı yardımcı sargılı motorların çalışması
              daha kolay anlaşılabilir.


                                                               138




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                              motor kapağı
                    fan kapağı soğutucu                                           sargılar
                                  pervane                  mi l          rotor                        motor kapağı
                                  (fan)                                      stator
                                                                  rulman




                                                                              terminal
                                                                              kutusu
                                                                                        gövde
                                    Resim 10.6: Bir fazlı yardımcı sargılı asenkron motorun yapısı


                 Asenkron motorların çeşitleri
                 a. Bir fazlı (monofaze) yardımcı sargılı asenkron motorlar: Resim 10.6'da yapısı
              görülen 1 fazlı yardımcı sargılı motorlar AC 220 V ile çalışır. Bu motorlar, çamaşır makinesi, su
              pompası, buzdolabı, mini torna tezgâhı vb. gibi makinelerde kullanılır. Yardımcı sargılı asenkron
              motorlar 1/2-1-1,5-2 HP gücünde üretilir. (Not: 1 HP, 736 W'tır.)
                 Yardımcı sargılı motorların statorunda şekil 10.17'de görüldüğü gibi ana sargı (AS) ve
              yardımcı sargı (YS) olmak üzere iki ayrı sargı vardır. Ana sargı U-X ile, yardımcı sargı ise W-Z
              ile gösterilir.
                 Statora yerleştirilmiş iki sargı öyle konumlandırılır ki; bunların oluşturduğu manyetik alanlar
              arasında 90°'lik elektriksel açı meydana gelir.
                 Bu tip motorların ana sargısı kalın kesitli telden az sipirli, yardımcı sargısı ise ince telden çok
              sipirli olarak sarılır.
                 Yardımcı sargılı asenkron
                                                                 AC
              motorların ana sargısı kalın
              kesitli az sarımlı olduğundan                 U
                                                                ana sargı
                                                                              X
              omik direnci (RAS) küçük,                                                                             U (V)
                                                                                                             I YS
              indüktif reaktansı (X AS )
              büyüktür. Yardımcı sargı ise
              ince kesitli çok sarımlı
              olduğundan omik direnci                                                              I AS
              (R YS )     büyük, indüktif                                                  I T (A)
              reaktansı (XYS) küçüktür. Bu
              sebeple ana sargıdan geçen                   W                  Z
              akım gerilimden şekil                          yardımcı sargı
              10.18'de görüldüğü gibi 90°          Şekil 10.17: Bir fazlı yardımcı sargılı     Şekil 10.18: AS ile YS
              ye yakın geri kalır.                 asenkron motorun içinde bulunan             arasındaki faz farkı
                                                   ana ve yardımcı sargılar
                 Bu tip motorlarda ana sargı
              motorun esas görev yapan
              kısmıdır. Yardımcı sargı ise sadece yol almayı kolaylaştırır. Yani yardımcı sargı 2-4 saniye
              çalıştıktan sonra devreden çıkar. Bazı modellerde ise yardımcı sargı sürekli devrede kalmaktadır.

                Bir fazlı yardımcı sargılı asenkron motor çeşitleri
                I. Dirençle yol alan yardımcı sargılı motorlar: Şekil 10.19'da yapısı görülen bu tip
              motorlarda yardımcı sargıya seri olarak omik direnç (R) bağlıdır. Bu sayede yardımcı sargının
              gerilimden geri kalma açısı küçülmektedir. Ana sargının akımı ise gerilimden 90° ye yakın geridir.
                Sonuçta motor statorunda birbirinden 90° faz farklı iki manyetik alan oluşur. İki alanın rotor
                                                                  139




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              çubuklarını kesmesi sonucunda
              rotor etrafında Æ2 manyetik alanı
              doğar. Æ1 alanı ile Æ2 alanının                            direnç
                                                                                                                     R         S
              birbirini itmesi sonucunda rotor




                                                                                             AC 220 V
              döner. Rotor devrini aldıktan sonra
              yardımcı sargı devreden çıkarılır.
                                                                      direnç                               AS                      YS
                II. Kondansatörle yol alan
              yardımcı sargılı motorlar: Şekil
                                                               Resim 10.7: Yol           Şekil 10.19: Dirençle yol
              10.20'de yapısı görülen bu tip                   verme dirençleri         alan bir fazlı motor
              motorlarda yardımcı sargıya seri
              olarak kondansatör (C)
              bağlanmıştır.                                          C       S                               I YS
              Kondansatörler akımın
              gerilimden ileriye
              geçmesine neden
                                                  AC 220 V




              olduğundan ana sargı ile
              yardımcı sargı arasındaki
              açıyı şekil 10.21'de
                                                        AS                   YS
              görüldüğü gibi tam 90°
              yapmak mümkün olur. Bu
                                                                                      I          I AS
              da rotorun dönüşünün kolay
              olmasını sağlar.                   Şekil 10.20: Kondansatörle     Şekil 10.21: Kondansatörle yol alan
                C ile yol alan bir fazlı         yol alan bir fazlı motor       bir fazlı motorda AS ile YS arasında
                                                                                oluşan faz farkı
              motorlar yük altında iken
              kalkış yapabilir. Bu
              özellikleri sayesinde, soğutucu, çamaşır makinesi, dikiş makinesi, kompresör, brülör vb.
              cihazlarda kullanılırlar.

                Bir fazlı yardımcı sargılı motorlarda kullanılan
              kondansatörün değerleri şunlardır:
                Motor gücü                   Kapasite (mF)                                                           C
                0,50 HP (0,35 kW)                64-77
                                                                                  AC 220 V




                0,55 HP (0,40 kW)                72-88
                0,70 HP (0,50 kW)                88-108
                0,90 HP (0,70 kW)                124-149
                                                                                                          AS                  YS
                1,10 HP (0,80 kW)                145-175
                1,30 HP (1,10 kW)                189-227
                                                                                                        Şekil 10.22: Tek kondan-
                                                                                                        satörlü bir fazlı motor
                III. Kondansatörle yol alan ve kondansatör
              çalıştırmalı bir fazlı motorlar
                   Tek kondansatörlü bir fazlı motorlar: Şekil 10.22'de görüldğü gibi yardımcı sargıya
              seri bağlı olan kondansatör sürekli olarak devrededir. Bu kondansatör yol almayı kolaylaştırır.
                Tek kondansatörlü bir fazlı motorlar matkap, aspiratör vb. gibi yerlerde kullanılır.

                   Çift kondansatörlü bir fazlı motorlar: Kapasitesi küçük değerli olan C1 kondansatörü
              yardımcı sargıya sürekli seri bağlıdır. Kapasitesi büyük değerde olan C2 kondansatörü ise yalnız
              yol alma anında devreye girer.
                Yol alma anında iki kondansatörün paralel bağlı olması nedeniyle kapasite yüksek değerdedir.
              Bu sayede motor yüksek bir kalkış momentiyle yol alır. Rotor devri normal düzeyin % 75'ine
              ulaşınca C2 kondansatörü, S merkezkaç anahtarı tarafından devreden çıkarılır. Şekil 10.23'e bakınız.
                                                               140




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Çift kondansatörlü motorlar yol alma momentinin yüksek                                    C2
              olmasının gerektiği cihazlarda (kompresör, soğutucu vb.)
              kullanılır.                                                                                         S

                                                                                                          C1
                Bir fazlı motorlarda yardımcı sargıyı devreden




                                                                                        AC 220 V
              çıkarma yöntemleri: Uygulamada kullanılan motorlarda
              yardımcı sargıyı devreden çıkarmak için,
                I. Merkezkaç (santrafüj) anahtar,
                II. Yol verme rölesi,                                                                AS                   YS
                III. Yaylı pako şalter,
                IV. Zaman röleli kumanda,
                                                                                                   Şekil 10.23: Çift kondan-
                V. Triyaklı devre,                                                                 satörlü bir fazlı motor
                VI. Isınan telli röle (Delco) kullanılmaktadır.

                I. Merkezkaç (santrafüj) anahtar ile yardımcı sargının devreden çıkarılması:
              Motor normal hızının yaklaşık % 75’lik kısmına ulaştığında merkezkaç etkisinden ötürü santrafüj
              anahtarın kontakları şekil 10.25'te görüldüğü gibi açılır.
                Merkezkaç düzeneği motorun rotor miline takılmış olup, motor dururken gövdeye takılı kapakta
              bulunan kontakları kapatan ve motor çalıştıktan sonra merkezkaç kuvvetle açılıp geriye çekilerek
              kontakları açan bir anahtardır. Şekil 10.25'te görüldüğü gibi mil üzerindeki ağırlıklar dönüşten
              dolayı savrularak milden uzaklaşır. Uzaklaşırken de bilezikler ok yönünde çekilir ve gövdedeki
              yaylı kontak açılarak yardımcı sargıyı devreden çıkarır.


                                                                    fiber
                                                                                       anahtar
                                                   anahtar




                                                                            ağırlık
                                 kontaklar                   motor dururken               motor çalışırken
                                                                                                            merkezkaç kuvvet

                Şekil 10.24: Merkezkaç anahtarın              Şekil 10.25: Rotor miline bağlanan düzeneğin merkezkaç
                kontaklarının görünüşü                        etkisiyle açılıp statordaki kontakların konumunu değiştirmesi

                II. Yol verme (ilk hareket, YVR) rölesiyle
              yardımcı sargının devreden çıkarılması:                    C
              Şekil 10.26'da verilen devreye AC 220 V
              uygulandığında ilk önce sadece ana sargıdan akım
              geçer. Ana sargının manyetik alanı tek başına rotorun
                                                                                                   rotor
              dönmeye başlamasını sağlayamayacağından dolayı                      YVR
              ana sargının çektiği akım artar. Ana sargının akımının   V
              yükselmesi yol verme rölesinin bobininden geçen
              akımı da artırır. Ana sargıya seri bağlı olan rölenin                  AS                    YS
              nüvesi bobinde oluşan yüksek şiddetli manyetik
              alandan etkilenerek hareket eder ve kontakları
                                                                      Şekil 10.26: Yol verme (ilk hareket) rölesiyle
              kapatır. Rölenin kontaklarının kapanması yardımcı
                                                                     yardımcı sargının devreden çıkarılması
              sargıya akım gitmesini sağlar. YS'nin devreye
              girmesiyle birlikte motor yol alır. Rotorun dönüşü başlayınca ana sargının çektiği akım
              düştüğünden yol verme rölesinin kontakları eski konumuna geri dönerek yardımcı sargının
              akımını keser. YS’nin akımı kesilmesine rağmen rotor dönüşünü sürdürür.
                                                                  141




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Yol verme rölesiyle yardımcı sargıyı devreden
              çıkarma yöntemi buzdolabı motorlarında yaygın olarak                             kontaklar
              kullanılmaktadır.

                Yol verme rölesin in (YVR) yapı sı: Şekil
              10.27'de görüldüğü gibi kalın kesitli telden az sipirli                   bob in
              olarak sarılmış mini bobin, nüve ve kontaklardan oluşan
              basit bir düzeneğe sahiptir. Buzdolabı, çamaşır makinesi
              vb. gibi aygıtlarda kullanılan yardımcı sargılı                                    nüve
              motorlarının yol alma devresinde kullanılır. Rölenin
              bobininden geçen akımın değeri küçük iken nüvede
              oluşan mıknatısiyetin değeri az olduğundan palet                Şekil 10.27: Yol verme rölesinin yapısı
              hareket etmez ve kontaklar konum
              değiştirmez. Bobinden geçen akım
              arttığı anda bobinin oluşturduğu
              elektromıknatısın çekme gücü de
                                                                     start
              yükselir. Bu durumda nüve paleti
              çekerek        kontakların       konum
              değiştirmesini sağlar.

                III. Yaylı pako şalter ile yardımcı                               1/2    3/4     5/6
              sargının devreden çıkarılması: Şekil
              10.28'de verilen çalışma
              diyagramında, şalter I konumuna
              getirilince ana sargı devreye girer.
              Ancak motor dönemez. Şalterin                      start
              mandalı start konumuna getirildiğinde     Şekil 10.28: Bir   fazlı yaylı pako şalterin çalışma diyagramı
              ise yardımcı sargı
              devreye girerek rotorun
              dönmesini sağlar.
                                               stop
              Motor çalışınca şalterin                    start
              mandalından el
              çekilirse, mandal I                                                                       AS
              konumuna geri döner
              (yaylı düzenek mandalı
              geri çeker). Motor ana                                                     YS
              sargı ile çalışmayı                                                                            güç
              sürdürür.                         kumanda
                                                devresi                                                      devresi

                IV. Zaman rölesiyle
              yardımcı sargının                      Şekil 10.29: Zaman röleli otomatik kumanda devresiyle
              devreden çıkarılması:                 yardımcı sargının devreden çıkarılması
              Şekil 10.29'da verilen
              devrede start butonuna basılınca M ve A kontaktörleri çalışmaya başlar.
                M ve A kontaktörlerinin kontaklarının kapanması bir fazlı motoru çalıştırır. 2-4 saniye sonra
              zaman rölesinin normalde kapalı olan kontağı açılarak A kontaktörünü devreden çıkarır. A
              devreden çıkınca YS'nin akımı kesilir. Motor AS ile çalışmasını sürdürür.

                V. Triyaklı devreyle yardımcı sargının devreden çıkarılması: Şekil 10.30'da
              görülen devreye AC uygulanınca ilk önce ana sargıdan akım geçer. Ancak motorun rotoru
              dönemez. Rotor dönmeyince ana sargının çektiği akım yükselir. Akımın yükselmesi ana sargıya
                                                              142




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                    yardımcı sargı
                     ana sargı




                                     rotor



                                       triyak
                                                                                                                 AS       YS
                                                                         V

                                 1-100 k

                                 P


                  Şekil 10.30: Yardımcı sargının                                   Şekil 10.31: Yardımcı sargının delco
                  triyak ile devreden çıkarılması                                  tipi röle ile devreden çıkarılması

              seri bağlı durumdaki ayarlı direnç (P) üzerinde oluşan gerilimi yükseltir. Ayarlı direncin geriliminin
              yükselmesi triyakın geytinin tetiklenmesine neden olarak yardımcı sargıdan akım geçmesini
              sağlar. İşte bu sırada rotor döner, ana sargının çektiği akım normal düzeyine iner. Ana sargının
              akımının normal düzeye inmesi pot üzerindeki gerilimin düşmesine yol açar. P'nin geriliminin
              düşmesi triyakı kesime sokar ve yardımcı sargı devreden çıkar.
                Not: Devrede ana sargıya seri bağlı olarak kullanılan ayarlı direncin gücü, ana sargının gücüne
              yakın değerde seçilir. Bu yöntem uygulamada yaygın değildir.

                 VI. Isınan telli röle (Delco) ile yardımcı sargının devreden çıkarılması: Şekil 10.31'de görülen
              devrede motor çalışmaya başladığında AS ve YS devrededir. Bu sırada platin iridyumdan yapılmış
              tel ısınmaya başlar. Isınan tel uzayarak S kontağını açar ve YS'nin akımını keser.
                 Motor çalışırken fazla akım çekerse platin iridyum biraz daha uzar ve M kontağı da açılır ve
              motor durur. Görüldüğü üzere Delco röleler hem yol vermede hem de motoru korumada görev
              yapar. Bu yöntem uygulamada pek yaygın değildir.


                                                                                        stator

                                                                                            sargılar      rulman
                                                                     gövde




                                                                                                  rotor
                   dış kapak             soğutucu
                                         pervane

                                                                     klemens
                                                                     kutusu

                                                Resim 10.8: Üç fazlı asenkron motorun yapısı

                b. Üç fazlı (trifaze) asenkron motorlar: Resim 10.8'de yapısı görülen üç fazlı asenkron
              motorlar stator, rotor, rulmanlar, kapaklar, klemens kutusu, soğutma pervanesi ve gövdeden
              oluşur. Bu tip motorların göze çarpan ilk özelliği statorda oluşan manyetik alanın dakikadaki
              devir sayısı ile rotorun devir sayısı arasında % 2-5 arası bir fark (kayma) olmasıdır. Bu nedenle
              adı geçen motorlara asenkron (uyumsuz) adı verilmiştir.
                                                                             143




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                DC ile çalışan kolektör ve fırçalı motorların sürekli bakım istemeleri, endüstriyel tesislerde
              kullanılan donanımlarda asenkron motorların daha çok tercih edilmesi sonucunu getirmektedir.
              Günümüzde sanayide kullanılan motorların % 85 - % 95'i asenkron tiptir.
                Asenkron motorlara, rotoru sincap kafesli motor, indüksiyon motor gibi adlar da verilmektedir.
                2 kutuplu olarak sarılmış olan bir motorun devir sayısı: ns=60.f/p [d/d] denklemine göre 3000
              devir/dakikadır. Not: p, motorun tek kutup sayısıdır.
                Kutup sayısına göre dakikadaki devir sayıları şöyledir:
                   2 kutuplu asenkron motorun devir sayısı: 3000 d/d
                   4 kutuplu asenkron motorun devir sayısı: 1500 d/d
                   6 kutuplu asenkron motorun devir sayısı: 1000 d/d
                  8 kutuplu asenkron motorun devir sayısı: 750 d/d'dır. .

                Asenkron motorların sanayi tesislerinde çok kullanılmasının nedenleri şunlardır:
                I. Fiyatları ucuzdur.                            II. Az bakım isterler.
                III. Çalışma anında kıvılcım çıkarmazlar.        IV. Devir sayıları yük ile az değişir.


                                                         U
                                                                                         U     Z



                                                          X                              üçgen
                                                                                         Üçgen
                                                              Z                          bağlantı
                                                          Y                      X       bağlantı       W
                                                        yıldız
                                                        Yıldız
                                                        bağlantı
                                                        bağlantı                     V              Y
                                                   V                W



                 Şekil 10.32: Üç fazın stator             Şekil 10.33: Üç fazlı asenkron motorların stator
                sargılarının basitçe gösterilişi         sargılarının yıldız ve üçgen olarak bağlanışı


                Üç fazlı asenkron motorun çalışma ilkesi: Şekil 10.32'de görüldüğü gibi üç fazlı asenkron
              motorların statorunda, R-S-T fazlarının akımlarının dolaşması için birbirinden bağımsız üç sarım vardır.
              Motorun U-V-W uçlarına 380 voltluk R-S-T uygulandığı zaman sargılarda değişken ve sürekli olarak
              dönen bir manyetik alan (Æ1) oluşur. Bu alanın kuvvet çizgileri sincap kafesine benzeyen rotorun
              içinden yüksek değerli akımların geçmesine neden olur. Rotorun içinde başlayan elektron hareketi
              (akım) ikinci bir manyetik alanın (Æ2) oluşmasına yol açar. İşte bu durum, stator ve rotor manyetik
              alanlarının birbirini itip çekmesini sağlayarak dönüşü başlatır.
                3 fazlı asenkron motorların içinde bulunan üç sargı yıldız ya da üçgen bağlanarak devreye sokulur.
              Yıldız bağlama motor sargılarının bir uçlarının (X-Y-Z) köprülenmesiyle yapılır. Üçgen bağlamada ise
              üç sargı birbirine seri bağlanır. Daha sonra seri bağlantının yapıldığı yerlere R-S-T uygulanır.
                Yıldız bağlı bir motor 380 V'luk kaynağa bağlandığında motorun her bir sargısına 220 V'luk gerilim
              düşer. Üçgen bağlı bir motor 380 V'luk kaynağa bağlandığında ise, motorun her bir sargısına 380 V'luk
              gerilim düşer.
                Yani yıldız bağlı olarak çalıştırılacak motorların sargıları 220 V'a, üçgen bağlı olarak çalıştırılacak
              motorların sargıları ise 380 V'a dayanabilecek şekilde üretilmektedir.
                Uygulamada hangi motorun sargılarının ne şekilde bağlanacağını anlamak için motorun etiketinde
              yazılı güç değerine bakılır. Bu yaklaşıma göre gücü 4 kW'a kadar olan üç fazlı asenkron motorların
              sargıları yıldız bağlanırken, gücü 4 kW'tan büyük olanların sargıları üçgen olarak bağlanır.
                Küçük güçlü olan üç fazlı asenkron motorlar ilk kalkış anında çok fazla akım çekmediklerinden direkt
              olarak yol alabilirler. Yani bu motorların sarımları yıldız bağlıyken R-S-T direkt olarak motora
              uygulanabilir.
                                                                   144




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Ancak gücü 4 kW'tan fazla olan ve üçgen bağlı çalışan motorlar ilk kalkış anında normal akımın 4-
              10 katı fazla akım çekerek besleme sistemlerinde dengesizleşmelere sebep olabilir. İşte bu nedenle
              üçgen bağlı olarak çalışması gereken motor ilk kalkış anında yıldız bağlı olarak çalıştırılır. Yıldız bağlı
              çalıştırmanın amacı motorun sargılarına 380 V değil, 220 V vermektir.
                Fazla akım çekerek çalışmaya başlayan bir motora 2-4 saniye süresince düşük gerilim uygulamanın
              bir sakıncası yoktur. Aksine, bu uygulama sayesinde büyük güçlü motor az akım çekerek dönmeye
              başlamaktadır.
                4 kW'tan büyük güçlü motorlara kalkış akımını düşürerek yol vermede kullanılan diğer yöntemler
              şunlardır:
                   I. Seri dirençle yol verme,
                   II. Seri bobinle (reaktans) yol verme,
                   III. Ototrafosuyla (ayarlı çıkışlı trafo) yol verme,
                      .
                   IV. Elektronik yapılı statik yol vericiyle çalıştırma

                Asenkron motorlarda kayma: Asenkron motorlarda rotorun dakikadaki devir sayısı
              statorda oluşan manyetik alanın dönüş sayısından bir miktar azdır. Kayma olarak adlandırılan
              bu durum yüzdesel olarak,
                % s = [(ns-nr)/ns].100 denklemiyle bulunabilir.

                Örnek: 2 kutuplu bir motorun devir sayısı
              3000 d/d'dır. Turmetre ile yapılan ölçümde               R      S      T              R       S       T
              rotor devir sayısı 2850 olarak bulunmuştur.
              Kaymayı (s) bulunuz.
                Çözüm
                 % s = [(n s-nr )/n s].100                             U       V      W              U      V       W
                      = [(3000-2850)/3000].100
                     = (150/3000).100 = % 5                             Z      X      Y              Z       X      Y


                                                                        Şekil 10.34: Üç fazlı asenkron motorların
                Üç fazlı asenkron motorların devir                     devir yönünün değiştirilmesi
              yönünün değiştirilmesi: Motorun devir
              yönünü değiştirmek için uygulanan üç fazlı
              AC'nin fazlarından herhangi ikisinin yerlerinin
              değiştirilmesi yeterlidir.
                Şekil 10.34'te üç fazlı asenkron motorun
              devir yönünün değiştirilişi gösterilmiştir.

                Asenkron motorların devir sayısını
              ayarlama yöntemleri: Asenkron
              motorlarda devir sayısı,
                ns = (60.f)/p denkleminden de anlaşılacağı
              gibi motorun kutup sayısı ve şebekenin
              frekansına bağlı olarak değişmektedir.
                Deviri ayarlama yöntemleri şunlardır:

                I. Elektronik yapılı frekans değiştiricilerle     Resim 10.9: Üç fazlı asenkron motorların devir sayısını,
              devir ayarı: Günümüzde elektronik frekans           frekansı değiştirerek ayarlayan hız kontrol cihazı
              değiştiricilerle (konvertisör) asenkron
              motorların devir ayarı geniş sınırlar içinde yapılabilmektedir. Gıda, çimento, tekstil vb. sektörlerde
              kullanılan üretim sistemlerinde kullanılan asenkron motorların büyük bölümünde frekans
              değiştirici devreleriyle hız kontrolü yapılmaktadır. Bu yöntem son derece yararlı ve otomasyonu
                                                                 145




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              kolaylaştırıcı niteliktedir. Resim 10.9'da motor hız kontrol devresi örneği görülmektedir.
                II. Dahlender bağlama ile devir ayarı: Motorun statoruna yerleştirilen sargıların
              ortasından çıkarılan uçlar çeşitli şekillerde bağlanarak kutup sayısı değiştirilir ve devir ayarı
              yapılır. (Yaygın değildir.)

                III. Statora birbirinden bağımsız birden çok sarım yaparak devir ayarı: Motorun
              stator oyuklarına iki sarım yerleştirilir. Kontaktörlerle yapılan devrelerle isteğe göre bir sarıma
              akım uygulanır. Sarımların kutup sayısı ayrı ayrı düzenlendiğinden devir sayısı da değişmiş olur.
              Az kullanılan bir yöntemdir.

                IV. Dişli sistemleri (redüktör) kullanarak
              devir ayarı: Resim 10.10'da kesit görünüşü verilen
              dişli sistemli redüktör ile bir motorun deviri istenilen
              sayıya indirilebilmektedir. (Not: Devir sayısı düştükçe
              motor momenti artar.)

                DC ile çalışan elektrikli motor çeşitleri: Devir               Resim 10.10: Motorların devir
                                                                               sayısının redüktörle ayarlanması
              ayarlarının kolay yapılması nedeniyle çeşitli endüstriyel
              sistemlerde kullanılan DC motorların bir çok tipi vardır. Bu bölümde en yaygın olan DC motorları
              hakkında bilgi verilecektir.

                a. Doğal (sabit) mıknatıslı DC ile çalışan elektrikli motorlar: Şekil 10.35'te yapısı
              verilen bu motorların N-S manyetik alanını oluşturan kutupları doğal mıknatıstan yapılmıştır.
              Dönen kısımları (endüvi) ise fırça ve kolektör aracılığıyla DC akımla beslenmektedir.
                Doğal mıknatıslı DC motorlara uygulanan akım endüvi sargılarında bir alan oluşturur. Endüvinin
              alanıyla kutupların alanı birbirini itip çekerek dönüşü başlatır.
                Bu tip motorların devir yönlerini değiştirmek için endüviye uygulanan DC'nin yönünü değiştirmek
              gerekir. Devir ayarını yapmak için ise uygulanan gerilimin değerini değiştirmek yeterli olur.
                Doğal mıknatıslı DC motorlar, teyp, CD-ROM sürücü, uzaktan kumanda devresi, oyuncak,
              akvaryum vb. gibi yerlerde kullanılır.




                                                                                 V
                                                                             -        +
                               Resim 10.11: Sabit                             Şekil 10.35: Sabit mık-
                               mıknatıslı DC motorlar                         natıslı DC motorlar

                b. Elektromıknatıslı DC ile çalışan motorlar: Kutup manyetik alanı oluşturmak için
              nüve üzerine sarım yapılarak elde edilmiş elektromıknatıslarla çalıştırılan motorlardır.

                I. DC seri motorlar: Şekil 10.36'da bağlantı şeması verilen bu motorlarda kutup sargılarıyla
              endüvi sargılarının seri olarak bağlanır.
                DC seri motorun kutup sargıları kalın kesitli telden az sipirli olarak sarılmış ve bunlar E-F
              olarak adlandırılmıştır. DC uygulandığında akım kutuplardan ve endüviden geçer. Oluşan
              manyetik alanların birbirini itmesi sonucu dönüş başlar.
                DC seri motorlar sürekli yük altında çalıştırılmalıdır. Boşta çalıştırıldıklarında devir sayıları
                                                             146




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              çok yüksek değerlere yükselerek tehlike arz eder.
                DC seri motorun kalkış anında fazla akım çekmemesi için LMR adlı yol verme reostası
              kullanılır.
                Bu tip motorların yönünü dönüş değiştirmek için E-F ya da A-B uçları ters çevrilmelidir.


                                                                                         DC
                                                 DC
                      DC




                                             B
                  B
                                                                          B




                Şekil 10.36: DC seri         Şekil 10.37: DC şönt               Şekil 10.38: DC kompunt
                motorların bağlantı şeması   motorların bağlantı şeması         motorların bağlantı şeması


                II. DC şönt (paralel) motorlar: Şekil 10.37'de bağlantı şeması verilen bu motorlarda
              kutup sargılarıyla endüvi sargıları birbirne paralel bağlıdır. Kutup sargıları ince kesitli telden çok
              sipirli olarak sarılmış ve bunlar C-D ile kodlanmıştır.
                DC şönt motora akım uygulandığında bu akım kutup ve endüvi sarımlarından geçer. Geçen
              akımın oluşturduğu manyetik alanlar birbirini iterek dönüşü başlatırlar. Şönt motorlar boşta ve
              yük altında çalışmaya uygundur. Devir sayıları seri motorlara göre daha az olmasına rağmen,
              momentleri fazladır. Bu motorların kalkış anında fazla akım çekmemesi için LMR adlı yol verme
              reostası kullanılır. B tip motorların yönünü değiştirmek için C-D ya da A-B uçlarına uygulanan
              akımın yönü çevrilir.

                III. DC kompunt motorlar: Şekil 10.38'de bağlantı şeması verilen bu motorlarda hem seri
              hem paralel bağlı kutup sargıları vardır. Başka bir deyişle bunlar, seri ve şönt motorların birleşmiş
              hâli olarak tanımlanabilir.
                DC kompunt motora uygulanan akım kutup ve endüvi sarımlarından geçer. Sarımlardan geçen
              akımların oluşturduğu manyetik alanlar birbirini iterek dönüşü başlatır.
                Kompunt motorlar boşta ve yük altında
              çalıştırılabilir. Kalkış anında fazla akım çekmemeleri
              için LMR adlı yol verme reostası ile çalıştırılırlar.
                DC motorlarda kullanılan yol verme ve devir sayısı
              ayarlama reostalarının özellikleri şöyledir:

                I. LMR reostası: Şekil 10.39'da yapısı görülen bu
              reostalar kalın kesitli krom-nikel direnç tellerinden
              yapılmış ayarlı dirençtir. Bu elemanın L ucu akım
                                                                              Şekil 10.39: LMR reostasının yapısı
              kaynağına, R ucu alıcıya, M ucu ise şönt kutup sargısının
                                                               147




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              C ucuna bağlanır. LMR reostası motorun kalkış
              anında görev yapar. DC uygulandıktan sonra
              reosta kolu çevrilerek motorun yavaş yavaş
              çalışması sağlanır.
                    II. Tsq reostası: Şekil 10.40'da yapısı
              görülen bu reostalar ince kesitli krom-nikel direnç
              tellerinden yapılmış ayarlı dirençtir. Bu elemanın         Şekil 10.40: Tsq reostasının yapısı
              t ucu akım kaynağına, s ucu şönt kutup sargısının
              C ucuna, q ucu ise şönt kutup sargısının D ucuna bağlanır.
                 Tsq reostası DC şönt ve kompunt motorlarda devir ayarının yapılmasında görev yapar. Mo-
              tor çalışırken tsq reostasının kolu çevrilecek olursa devir sayısı değişir.




                       Şekil 10.41: AC seri                           Şekil 10.42: AC seri motorların
                       motorların yapısı                              statorunun görünüşü
                Uygulamada kullanılan diğer motor çeşitleri: Elektrik enerjisini dairesel harekete
              çeviren motorların farklı özelliklerde bir çok çeşidi vardır. Şimdi bunların bazılarını inceleyelim.
                a. Bir fazlı AC seri (üniversal) motorlar: Şekil 10.41 ve şekil 10.42'de yapısı verilen
              AC seri motorlar, kutuplar, endüvi, kolektör, fırça ve rulmanlardan oluşmuştur. Bu motorlar
              yapı olarak DC seri motorlara çok benzer. Tek fark, fuko (demir) kayıplarını azaltmak için
              motor gövdesi bir yüzü yalıtılmış ince çelik saclardan üretilir.
                AC seri motorlar DC ile de çalışabildiğinden “üniversal” adıyla da anılır. Bu motorların statoruna
              yerleştirilmiş olan kutup bobinleriyle endüvideki sargılar birbirine seri bağlıdır.
                AC seri motora akım uygulandığında kutup ve endüvi sargılarında zamana göre yönü ve şiddeti
              sürekli yön değiştiren iki manyetik alan oluşur. İki alan birbirini itip çekerek dönüşü başlatır.
                AC seri motorlar yüksüz olarak çalıştırıldıklarında yüksek devirde (yaklaşık 10000-15000 devir/
              dakika) olarak döner. O nedenle daima yük altında çalıştırılmaları gerekir. Bu tip motorlar, elektrikli
              süpürge, matkap, vantilatör, dikiş makinesi, kahve değirmeni vb. gibi aygıtlarda karşımıza çıkar.
                AC seri motorların devir yönünü değiştirmek için kutup ya da endüvi uçlarının yönü değiştirilir.
              Bu motorların dakikadaki devir sayısını ayarlamak için ise tristör ya da triyaklı hız kontrol
              (dimmer) devreleri kullanılmaktadır.

               b. Gölge kutuplu bir fazlı asenkron                            stator
              motorlar: Şekil 10.43'te yapısı
                                                                              kısa devreli
              verilen gölge kutuplu motorlar küçük                               rotor
              güçlü olarak (en çok 0,15 HP)
              üretilir. Bunlarda kutup ayaklarına                                                               V
              açılan yarıklara bakır halkalar
              geçirilmiştir. Bakır halka ikinci bir
                                                                                 yardımcı
              manyetik alan oluşturarak yardımcı        AC                       (gölge)
              kutup gibi çalışır.                                                kutuplar
                Gölge kutuplu motorda esas                           Şekil 10.43: Gölge (yardımcı) kutuplu
              manyetik alanı oluşturan sargılar sac                  bir fazlı asenkron motorların yapısı
                                                               148




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              nüve üzerine yerleştirilmiştir. Ro-                                             eğimli manyetik
                                                               hava aralığı    kısa devreli
              tor ise sincap kafesi biçimindedir.              büyük           rotor          alan
                Gölge kutuplu motorların bazı
              özellikleri şöyledir: Kalkış
              momentleri ve verimleri
              düşüktür. Aşırı yüklenmelerde
              dururlar. Sessiz çalışırlar. Devir
              ayarları kademeli çıkışlı
              ototransformatörü, kademeli
              direnç ya da triyaklı dimmerlerle
              yapılabilir. Bu motorlar daha çok                               hava aralığı
              düşük güçlü aspiratör, vantilatör                               küçük
              gibi cihazlarda kullanılır.
                                                                                bob in
                c. Relüktans motorl ar:
              Şekil 10.44'te yapısı verilen
              relüktans motorlarda kutup
              yüzeylerinin bir kısmı hava aralığı
              fazla olacak biçimde üretilir. Hava
              aralığının büyük olduğu kısımlar                                                         gövde
              manyetik kuvvet çizgilerinin                                         V
              geçişine yüksek bir manyetik                    Şekil 10.44: Relüktans motorun yapısı
              direnç (relüktans) gösterir. İşte bu
              özellik sayesinde stator sarımlarında oluşan
              değişken manyetik alan rotor üzerinden
              eğimli bir şekilde geçer. Manyetik kuvvet
              çizgilerinin eğimli olması ise rotorun
              dönüşünü kolaylaştırır.
                                                                  V
                ç. Repül siyon motorlar: Şekil
              10.45'te yapısı verilen repülsiyon motorların
              statorları asenkron motorların statoruna,
              rotoru ise DC makinelerin endüvisine benzer.
                Farklı olan durum şudur: Bu motorlarının
              endüvi sarımları fırçalar aracılığıyla birbiriyle
              kısa devre edilir.
                Statorda bulunan bir fazlı sargıya AC
              gerilim uygulandığında N-S manyetik                      Şekil 10.45: Repülsiyon motorun yapısı

              kutupları oluşur. Kutupların manyetik alanı endüvi sargılarında gerilim indükler. İndüklenen
              gerilim fırçaların kısa devre durumunda olması dolayısıyla endüvi sarımlarından akım dolaştırır.
              Bu da endüvide ikinci bir manyetik alan doğurur.
                Kolektör dilimlerine sürtünen fırçaların şekil 10.46-a'da görüldüğü gibi kutup ekseninde kısa
              devre edildiklerini kabul edelim. Endüvide oluşan gerilimlerin etkisiyle kısa devre olmuş fırçalardan
              akım geçer. Kutup ekseninin bir tarafındaki endüvi iletkenlerinden geçen akımlar bir yönde ise,
              diğer tarafındaki iletkenlerden geçen akımlar ters yöndedir. Sonuçta, endüvi iletkenlerinden geçen
              akımlar, endüvide N-S kutuplarını oluşturur. Statorun N kutubunun karşısında, endüvinin N
              kutbu, statorun S kutubunun karşısında da endüvinin S kutbu vardır. Karşılıklı olan aynı adlı
              kutuplar birbirlerini iterler. Kutupların itme kuvvetleri kutup ekseni doğrultusunda ve aynı zamanda
              birbirine zıt olduğu için bir döndürme momenti oluşturmazlar.
                Fırçaları şekil 10.46-b'de görüldüğü gibi kutup ekseninin sağına ve soluna doğru
              kaydırdığımızda ise, kısa devre edilmiş endüvi sargılarından geçen akımların oluşturduğu N-S
                                                              149




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              alanları da kayar. Bu da rotorun
              dönmesini sağlar.
                 Repülsiyon motorlarda fırçalar
              sağa doğru kaydırılınca rotor sağa,
              sola doğru kaydırılınca ise sola
              doğru döner.
                 Repülsiyon motorlarda
              endüvideki DC sargılarının altına
              sincap kafesi yerleştirilerek
              yapılan motorlara ise repülsiyon
              startlı asenkron motorlar denir. Bu
              tip motorlara AC uygulandığında                 -
                                                          a) Fırçalar kutup ekseninde b) Fırçalar a kadar kaydırılmış
                                                                                           -
              alıcı, repülsiyon motor olarak yol
              alır. Devir sayısı yükselince               Şekil 10.46: Repülsiyon motorlarda fırçaların konumları
              santrafüj kuvvetle çalışan endüvi milindeki mekanik düzenek çalışarak fırçaları kolektör
              dilimlerinden kaldırır. Yardımcı sargılı motorlarda olduğu gibi fırçalar devreden çıkınca motor,
              sincap kafesli rotor ile çalışmasını sürdürür.
                 Repülsiyon motorlar 1,5 HP ve daha küçük güçte üretilir ve santrafüj tulumbası, matkap,
              çamaşır makinesi, aspiratör vb gibi cihazlarda kullanılırlar.

                d. Küçük güçlü senkron motorlar:
                                                                 rotor
              Küçük güçlü senkron motorlar iki
              çeşittir. Şimdi bunları inceleyelim.                          gövde

                I. Relüktans senkron motorlar:                             bob in
              Şekil 10.47'de yapısı verilen
              relüktans senkron motorların                          demir nüve
              statoru 2-3 mm kalınlığında demir           AC
              sacdan yapılmıştır. Motorun                     Şekil 10.47: Relüktans senkron motorun yapısı
              bobininden        geçen      akımın
              oluşturduğu N-S alanlarıyla 20-30 adet kutup meydana getirilir. Rotor 3-4 mm kalınlığında çelik
              sacdan çıkıntılı kutuplu olarak yapılmıştır. Bu kutuplar doğal mıknatıstandır.
                Bobine AC uygulandığında geçen akım N-S kutuplarını oluşturur. Bobinden geçen akımın
              yönü değiştikçe kutupların yönü de değişir. Bu ise 20-30 adet olan küçük kutupların da değişmesine
              yol açar. Böylece statorda döner alan doğar. Rotorun çıkıntılı kutuplarıyla statorun döner alanı
              birbirini etkileyerek senkron hızda dönüşü sağlarlar.

                II. Histerisiz senkron motorlar: Şekil 10.48'de yapısı verilen histerisiz senkron motorların
              statorunun kutup ayaklarına bakır halkalar (gölge kutuplar) yerleştirilmiştir. Rotor ise histerisiz
              kaybı büyük olan 2-3 mm kalınlığında çelik saclardan yapılmıştır.
                Statorun manyetik akısı rotor üzerinden geçince rotorda N-S kutupları oluşur. Rotorun kutupları
              statorun değişen kutuplarına uyarak senkron hızla dönmeye başlar.

                e. Fırçasız DC motorlar: Şekil 10.49'da yapısı verilen fırçasız DC motorların dönen kısımları
              sabit mıknatıstan, duran kısımları ise mini bobinli sargılardan oluşmuştur. Bu tip motorlarda
              kolektör ve fırça düzenekleri yoktur. Duran kısımda bulunan sargıların üzerinden geçen akımlar,
              optik ya da manyetik sensörlerle kontrol edilmektedir.
                Fırçasız DC motorların çalışma ilkesi şöyledir: Şekil 10.49'daki şemada A ve C sargılarına DC
              uygulandığını varsayalım. Bu durumda dikey pozisyonlu bir N-S manyetik alanı oluşacak ve
              rotor dikey konum alacaktır.
                A ve C sargılarının akımı devam ederken B ve D sargılarına da akım uygulanacak olursa N-S
                                                               150




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                   çelik disk rotor
                    bakır halka
                                                                           stator




                                                                     bob in
                                               V

                        Şekil 10.48: Histerisiz senkron motorun yapısı                     Şekil 10.49: Fırçasız DC motorun
                                                                                           yapısını gösteren blok şema




                                                                ışık




                                                        T1



                                                    +
                                               V
                                                    -
                                                             tetikleyici
                   T1
                           T2         T3



                 optik sensörlerin transistörleri tetiklemesi
                   Şekil 10.50: Fırçasız DC motorlarda rotorun                      Şekil 10.51: Motorun statorundaki kutup
                   konumunun optik sensörlerle algılanarak,                         çıkıntılarına yerleştirilen hall alan sondalarıyla
                   uygun stator bobinine akım uygulanmasını                         rotorun pozisyonunun belirlenerek transistörlerin
                   sağlayan devrenin blok şeması                                    sürülmesine ilişkin blok şema


              manyetik alanının pozisyonu değişir. Rotor 45° yana doğru dönüş yapar.
                A ve C sargılarının akımı kesilip sadece B ve D sargılarına verilen akım devam ettirilirse rotor
              yatay pozisyona gelir.
                Yukarıda anlatılan işlemler elektronik devrelerle sürekli olarak tekrarlanırsa rotorun dönüşü
              devam eder. Uygulanan akımların zaman aralıkları kısaldıkça manyetik kutup alanının dönüşü
                                                                           151




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              hızlı olacağından rotor da hızlanır.
                Fırçasız DC motorlarda rotorun miline şekil 10.50 ve
              10.51'de görülen sensörlü düzeneklerin eklenmesiyle
              dönen milin hangi pozisyonda olduğu belirlenmekte ve
              bu sayede statordaki sargıların istenilen kısmına akım
              uygulanmaktadır.
                Mil döndükçe bazı optik ya da manyetik algılayıcılar
              etkisizleşirken, diğer algılayıcılar ışık almakta, bu sayede
              farklı sargılara DC uygulama imkânı sağlanmaktadır.
                Şekil 10.51'de görülen şemadaki hall alan sondaları
              şöyle görev yapmaktadır:
                Statora yerleştirilmiş olan hall alan sondaları doğal Resim 10.12: Fırçasız DC motor örneği
              mıknatıs olan rotordan etkilenerek elektrik akımı üretmekte
              ve transistörleri iletime sokmaktadır. Transistörlerin iletime geçmesi ise statordaki bobinlere
              sırayla akım uygulanabilmesini sağlamaktadır. Sonuç olarak hall alan sondaları aracılığıyla
              statordaki sargılara sırayla uygulanan akımlar burada döner bir manyetik alan oluşmasını
              sağlamaktadır.




                             Resim 10.13: Adım motorun üretim süreçlerinin resimlerle gösterilmesi


                f. Adım (stepper, step) motorlar: DC motorlar çalışırken akımları kesilince devir sayıları
              hemen sıfır olmaz. Motorun ataletinden dolayı mil bir miktar daha döner. İşte bu nedenle hassas
              hareket istenen endüstriyel donanımlarda (yazıcılar, robotlar vb.) DC motorlar yerine adım
              motorlar kullanılır.
                Adım motorlar kare dalgaya benzeyen dijital sinyallerle adım adım döndürülebilirler. Bu tip
              motorların rotoru doğal mıknatıstan, statoru ise modeline göre çeşitli sayıdaki bobinden oluşur.
                Adımlı dönüş yapan adım motorların güçleri 1-1000 W, devirleri 0-3000 d/d, dönme adımlarının
              açı değerleri 0,72º-15º arasında değişmektedir.

                Adım motorların iyi yönleri
                I. Statordaki sargılara uygulanan kare biçimli dalgaların frekansı ile doğru orantılı olarak çok
              yüksek devir sayılarına ulaşabilirler.
                II. Durma, harekete geçme ya da ters yönde dönmeye başlama ile ilgili komutlara çok hızlı
              cevap verebilirler.
                III. Adımlardaki açısal hata çok düşük olup, bu kusur bir sonraki adımı etkilemez.

                Adım motorların olumsuz yönleri
                I. Stator sargılarına uygulanan kare dalgaların frekansı (saniyedeki değişim sayısı) çok
              yükseldiğinde rotor bu hıza uyum sağlayamayarak hatalı dönebilmektedir (fazla ya da az dönüş).
                II. Verimleri düşüktür.
                III. Torkları (döndürme momentleri) düşüktür.
                IV. Kumanda, kontrol devreleri dijital yapılı olup karmaşıktır.

                Adım motor çeşitleri
                I. Doğal mıknatıslı adım motorlar (PM, permanent magnet stepper): Şekil 10.52'de yapısı
                                                               152




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              verilen bu tip motorlarda rotorun
              dönüş açılarının derecesi statorda           -
              bulunan bobin sayısına bağlı olarak          -
              değişir. Yani bobin sayısı artırıldıkça      -
              daha küçük adımlarla dönen adım              -
              motor yapılabilir.
                                                           -
                Şekil 10.52'de görülen motorun
              çalışması şöyledir: 1. Bobine akım
                                                           -
              uygulanınca rotor 1 numaralı bobinin
              karşısına gelir. Daha sonra 1. bobinin
              akımı kesilip 2. bobine akım
              uygulanırsa rotor 2. bobinin karşısına       +V
              gelir. Anahtarlar sırayla açılıp                                                 rotor
              kapatılmaya devam edilirse rotor da
                                                          Şekil 10.52: Doğal mıknatıs rotorlu adım motorların çalışma
              adım adım döner.                            prensibinin açıklanmasında kullanılan basit şema
                Şekil 10.53'te görülen dört adet
              bobinli ve iki kutuplu adım motorun
              çalışma ilkesi şöyledir: Yatay                                                   1. faz
              konumdaki bobinlere akım
              uygulanacak olursa rotor yatay
              konuma gelir. Ardından yatay konumlu
              bobinlerin akımı kesilmeden dikey
              konumlu bobinlere enerji verilirse
              rotor 45° daha döner.
                Yatay konumlu bobinlerin akımı
              kesildiğinde ise rotor 45° daha
              dönerek dikey pozisyona gelir.
                Şekil 10.54'te görülen dört adet
              bobinli ve dört kutuplu adım motorun          2. faz
              çalışma ilkesi ise şöyledir: Motorda
              sargılar birbirinden bağımsızdır. Kare
              dalga biçimindeki sinyaller hangi
              bobine ya da bobinlere uygulanırsa
                                                                     Şekil 10.53: Dört bobinli, iki kutuplu, doğal
              rotor sargının yanına doğru çekilir.                   mıknatıs rotorlu adım motorun yapısı

                II. Disk biçiminde doğal mıknatıs
              rotorlu hafif tip (PM) adım motorların                                             bo bin1
              yapısı: Şekil 10.55'te yapısı görülen bu
              adım motorlar, adım açısını küçültmek,
              ağırlığı azaltmak için geliştirilmiştir.
                Bu motorlarda disk manyetik olmayan
              bir maddeden yapılmıştır. Doğal
                                                                                     bo bin4




              mıknatıslar ise bu disk üzerine bir N
                                                                                                                     bo bin2




              kutbu ve bir S kutbu oluşturacak
              biçimde sıralanmıştır.
                Şekil 10.55'te 1. faz sargılarına akım                                                 bo bin3
              uygulanınca doğal mıknatıslı rotor
                                                                  Şekil 10.54: Dört bobinli, dört kutuplu, doğal
              etkilenir. 1 numaralı faz bobininin akımı           mıknatıs rotorlu adım motorun yapısı
              kesilip       2     numaralı         bobin
              enerjilendirilecek olursa rotor, rotor kutbunun 1/4 ü kadar (90°) döner. Eğer 2 numaralı bobinin
              enerjisi kesilip 1 numaralı bobin yeniden enerjilendirilecek olursa rotor aynı yönde 90° daha
                                                               153




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
              döner.
                Rotoru disk biçiminde olan sabit                                          yumuşak demir
              kutuplu adım motorlarda rotor ince
              olduğundan dolayı, disk üzerinde                                                                  zayıf kalıcı
                                                                   2. faz
                                                                                                                mıknatıs
              100’den fazla sabit mıknatıs kutupları               bobini
              oluşturulabilir. Bu ise dönüş açısının                                                                   yumuşak
              değerini küçültür. Dönüş açısının                                                                        demir
              küçülmesi çok hassas kontrollü
              cihazların yapılabilmesini mümkün
              kılar.

               II. Değişken relüktanslı (VR, vari-                                                                          1. faz
              able reluctance stepper) adım                                         N                                       bobini
              motorlar: Şekil 10.56'da yapısı verilen                               S

              değişken relüktanslı adım motorlarda
              doğal mıknatıstan yapılmış kutuplar                           Şekil 10.55: Disk rotorlu adım motorun yapısı
              yoktur. Bunun yerine ferromanyetik
              (mıknatıslanabilen) malzemeler kullanılmıştır.

                   (a)                                       (b)                30°                (c)




                B fazı enerjilendiğinde rotor pozisyonu   C fazı enerjilendiğinde rotor         D fazı enerjilendiğinde rotor pozisyonu
                                                          pozisyonu
                                             Şekil 10.56: Değişken relüktanslı adım motorların yapısı

                Değişken relüktanslı adım motorların stator ve rotorları çıkıntılı yapıdadır. Akımın uygulandığı
              sargılar ise statordaki çıkıntılara yerleştirilmiştir.
                Motorun dönüş açısı stator ve rotordaki çıkıntıların sayısına bağlı olarak değişmektedir. Örneğin
              statorunda 12, rotorunda 8 çıkıntı bulunan değişken relüktanslı motorun dönme açısını bulalım:
                Stator oluklarının açısı: 360/12 = 30°
                 Rotor oluklarının açısı: 360/8 = 45°
                Adım açısı = 45-30 = 15°
                Değişken relüktanslı adım motorlarda devir sayısı 1800 d/d gibi yüksek seviyelere
              çıkarılabilmektedir
                Değişken relüktanslı adım motorun çalışma ilkesi: Şekil 10.56'da verilen şekillerde görüldüğü
              gibi değişken relüktanslı motorların çalışması, enerjilenen stator faz bobininin oluşturduğu
              elektromıknatısla en yakın rotor dişinin bu kutup hizasına çekilmesi prensibine dayanmaktadır.
              Şekil 10.56-a-b-c'de rotoru 6 çıkıntılı (dişli) olan değişken relüktanslı adım motorun statorunun
              bobinlerinin sırayla enerjilenmesine bağlı olarak rotorun hareketleri görülmektedir. Aşağıda verilen
              üç çizime bakılacak olursa, sırayla enerjilenen bobinlerin oluşturduğu mıknatısların en yakındaki
              rotor çıkıntısını kendi hizasına doğru çektiği görülür.
                                                                        154




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                Hatırlatma: Manyetik kuvvet çizgilerinin özellikleri
                Bilindiği gibi manyetik kuvvet çizgileri direnci az olan bölgelerden dolaşarak ilerlerler. Hava ile
              demiri manyetik geçirgenlik açısından karşılaştırdığımızda, demirin geçirgenlik bakımından çok
              üstün olduğunu görürüz. Bu yaklaşıma göre, statordan çıkan manyetik alan kuvvet çizgileri
              rotora doğru giderken hava boşluğunu değil, statora yakın olan rotor çıkıntılarını tercih ederler.
              Manyetik kuvvet çizgilerinin bir diğer özelliği ise, gerilmiş lastik gibi yollarını en kısa şekilde
              tamamlamak istemeleridir. İşte bu nedenle statordan çıktıktan sonra kıvrım yaparak rotordan
              geçen kuvvet çizgileri gerilmiş lastik gibi düzgün hâle gelmek isteyerek rotoru kendi doğrultularına
              çekerler. Sonuçta motorda dönüş
              hareketi başlar.

                III. Hibrid (hybrid, melez) adım
              motorlar: Şekil 10.57'de yapısı
              verilen hibrid adım motorlar PM (doğal
              mıknatıs rotorlu) ve VR (değişken
              relüktanslı) tip adım motorların
              birleşmiş hâlidir.
                Bu motorun hem rotoru hem statoru
              çıkıntı şeklindeki dişlere sahiptir. Ro-
              tor yumuşak demirden yapılmıştır. Bu
              sayede statordaki sargılarda oluşan
              manyetik alan, kendisine en yakın ro-
              tor dişlilerini çekerek dönüşü
              sağlamaktadır.
                Hibrid tipi adım motorların dönüş
              derecesi 1,8° gibi çok küçük değerlere
              indirilebilmektedir.
                Şekil 10.57'de de görülebileceği gibi            Şekil 10.57: Hibrid (karma) adım motorların yapısı
              motorun stator kutup ayaklarına
              birbirine zıt yönlü olarak ikişer bobin sarılmıştır. (Şekilde bobinler A- ve B- ile gösterilmiştir.)  .)
              Bobinlerinin sarım yönlerinin zıt olması oluşan manyetik alanların da zıt yönlü olmasını
              sağlamaktadır.

                Not: Bir bobinin oluşturduğu manyetik alanın yönü sarım yönüne göre değişmektedir.
                Şekil 10.57'de görülen adım motorun rotorunda 50 adet diş (çıkıntı) bulunmaktadır. Buna göre
              rotorun bir devir dönebilmesi için her faz bobininin ayrı ayrı 50'şer kez enerjilenmesi gerekmektedir.

                Adım motorların çalıştırılmasında kullanılan devreler: Günümüzde her geçen gün
              yaygınlaşan adım motorlar çeşitli elektronik devreler kullanılarak çalıştırılabilmektedir. Şimdi
              bunu bir örnek ile açıklayalım.

                I. Dört bobinli (fazlı) adım motor için sürücü devresi: Şekil 10.58'de verilen sürücü
              devresinde 555 entegresi tarafından üretilen kare dalga biçimindeki tetikleme palsleriyle, 4017
              adlı ring (halka) sayıcı entegresinin çıkışları sırayla akım vererek transistörleri iletime geçirip
              motoru döndürmektedir.

                Not: Uygulamada kullanılan adım motor sürücü devreleri bu kadar basit değildir ve dijital
              elektronik bilgisi gerektirmektedir. Bu kitabın kapsamı endüstriyel elektronik ile sınırlı olduğundan
              dijital yapılı sürücü devreleri geniş olarak açıklanmamıştır.
                Resim 10.14'te dijital devreli adım motor sürücü devresi verilmiştir.

                                                               155




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                 Şekil 10.58: Dört bobinli (fazlı) adım motorlar için basit sürücü devresi



                 g. Servo motorlar: 1 devir/dakikalık hız
              bölgelerinin altında bile kararlı çalışabilen, hız
              ve moment kontrolü yapan yardımcı
              motorlardır.
                 Örneğin hassas takım tezgâhlarında ilerleme
              hareketleri için genellikle servo motorlar
              kullanılır.
                 Servo motorların AC ile çalışan modelleri
              fırçasız, DC ile çalışan modelleri ise
              fırçalıdır. Bunlar, elektronik yapılı sürücü/
              programlayıcı devrelerle birlikte kullanılırlar.
                 Günümüzde yapılan servo motor
              çalıştırma sürücüleri resim 10.16'da                       Resim 10.14: Dijital yapılı adım motor sürücü devresi
              görüldüğü gibi tamamen mikroişlemci
              kontrollü ve dijital yapılıdır.

                 Dijital kontrollü, hassas makinelerde çok tercih edilen servo motorların bazı özellikleri şu şekilde
              sıralanabilir:
                   Döndürme momentleri yüksektir.    .
                   Döndürme momentinin iki katına kadar olan değerlere kısa süreli olarak yüklenebilirler.       .
                   Devir sayıları 1-10000 d/d arasındaki değerlerden herhangi birisine kolayca ayarlanabilirler.    .
                   Çok sık aralıklı olarak hareket edebilirler. Yani dur kalk yapma sayılarının çok olması motoru
              olumsuz etkilemez.
                   Atalet (kalkış) momentleri küçük olduğundan verilen komutları gecikme olmadan algılar
              ve yerine getirirler.

                Servo motor çeşitleri
                I. AC servo motorlar: Büyük güçlü AC servo motorlar iki ya da üç fazlı olarak üretilmektedir.
                Bu tip motorların rotorları doğal mıknatıslı ya da kısa devre çubuklu olmaktadır.
                İki ya da üç fazlı servo motorların çalışma prensibi senkron ya da asenkron tip motorlara çok
              benzemektedir.
                Üç fazlı servo motorların hız kontrolü, pals frekans çevirici devresi üzerinden, pals genişlik
              modülasyonu (PWM) devreleriyle yapılmaktadır.
                Küçük güçlü (1-10 W) AC servo motorlar ise minik boyutlu olarak, iki faz ile çalışabilecek
              şekilde üretilirler. Bunların iç yapısında şekil 10.59'da görüldüğü gibi, aralarında 90° elektriksel açı
                                                                   156




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                  Resim 10.15: Çeşitli servo motorlar           Resim 10.16: Dijital yapılı servo motor sürücüleri

              yapacak şekilde yerleştirilmiş iki
              bobin ve sincap kafesine benzer
              rotor vardır.
                Servo motorların rotorları,
              savrulma ve atalet
              momentlerinin küçük
              olabilmesi için uzun, çapları
              ise küçük yapılır. Stator
              sargılarına uygulanan
              gerilimlerin frekansı 50-60-
              400-1000 Hz olabilir.
                İki fazlı servo motorların
              sargılarının biri referans, diğeri
              ise kontrol sargısı olarak da                 Şekil 10.59: İki fazlı AC servo motorların blok şeması
              adlandırılır. Referans sargısına
              sabit değerli, sabit frekanslı alternatif akım uygulanır. Kontrol sargısına ise yükselteç devresinden
              gelen kontrol gerilimi verilir. Kontrol sargısına uygulanan akım, faz kaydırma devreleriyle 90°
              kaydırılarak uygulanır. İki sarımda oluşan manyetik alanlar sonucunda rotor döner.

                II. DC servo motorlar: Şekil 10.60'ta yapıları verilen DC servo motorlarda, sabit bir
              kutup manyetik alanı elde etmek için DC kaynak kullanılır. Endüviye ise değişken bir gerilim
              verilir. Bu iki gerilimin dolaştırdığı akımların oluşturduğu manyetik alanlar birbirini iterek dönüşü
              başlatır.
                DC servo motorların rotorları şekil 10.60'ta görüldüğü gibi, uzun, disk ve çan şeklinde
              olabilmektedir.
                Disk rotorlu servo motorlar kısa ve hafif oldukları için robot mafsallarında hareket elemanı
              olarak kullanılabilmektedir.
                İnce ve uzun rotorlu servo motorlarda ise boyutlar çok küçük olduğundan bunları her ortama
              monte etmek kolaydır.
                Çan tipi rotorlu servo motorlar ise, 3000 d/d gibi yüksek hızlara çok çabuk ulaşabilme özelliğine
              sahiptir.
                Servo motorlar, dijital kontrollü makineler, pozisyon belirleme sistemleri, bilgisayar donanımları,
                                                              157




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                          stator     disk rotor            stator      çan rotor
                       stator
                                  uzun rotor




                 rotor                                                                 rotor
                                                       rotor
                 sargısı                                                               sargısı
                                                       sargısı
                                                                                        rotor

                                   Şekil 10.60: "Uzun", "disk", "çan" rotorlu DC servo motorların yapısı


              bellekli makineler, askerî cihazlar, büro makineleri, alternatör devir ayar mekanizmaları vb. gibi
              yerlerde kullanılmaktadır.
                Not: Servo, servis, köle, hizmetçi anlamındadır.

                Sorular
                1. Endüvi, kolektör, indüktör, rotor nedir? Tanımlayınız.
                2. Şönt motorun yapısını, çalışmasını, özelliklerini anlatınız.
                3. Adım motorların yapısını ve çalışmasını kısaca açıklayınız.
                4. Üç fazlı asenkron motorun yapısını ve çalışmasını anlatınız.
                5. Yol verme rölesiyle çalıştırılan bir fazlı asenkron motorların yapısını şekil çizerek anlatınız.




                                                                 158




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                 159




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 Bölüm 11: Elektronik yöntemlerle büyüklüklerin ölçülmesi

                 Giriş: Fiziksel değerleri ölçebilmek, kaydedebilmek, bir büyüklüğe bağlı olarak başka bir sistemi
               çalıştırabilmek için sensör ve transdüser temelli elektronik devreler geliştirilmiştir.
                 Elektronik yöntemlerle büyüklük ölçmede kullanılan düzenekler şunlardır:

                 A. Sıcaklık ölçme
                 Endüstriyel uygulamalarda sıcaklık derecesinin ölçülmesi için bir çok düzenek mevcuttur.
                 Sıcaklık ölçümünde kullanılan bazı elemanlar, PTC, NTC, yarı iletken ısı sensörü, dıştan ısıtmalı
               bimetal, direnç teliyle ısıtmalı bimetal, kuyruklu (gazlı) termostat, termokupldur.
                 Not: Kitabın 4 ve 8. bölümlerinde sıcaklık ölçme sistemleri açıklanmıştır.

                 B. Işık ölçme
                 Ortam aydınlığını belirlemek buna göre çeşitli düzenekleri çalıştırmak için geliştirilmiş devreler
               uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.
                 Örneğin ortam aydınlığının şiddetini belirleyen lüksmetre cihazı tamamen elektronik yapıdadır.
               Bunun yanında bazı fotoğraf makinelerinde ortam aydınlığını, LDR, fototransistör gibi elemanlarla
               belirleyip buna göre flaşın ışığının seviyesini ayarlayan düzenekler de mevcuttur.

                 I. LDR'li ortam aydınlığını
               ölçen devre: Şekil 11.1'de verilen              R1           1k              R3          S
                                                                                                                +12 V
               devrede ortam aydınlandığında                                                          R4
                                                               1k           R2              10 k
                                                                                                      10 k
               LDR'nin üzerinden geçen akım artar
                                                                LDR           ampermetre
               ve T 1 transistörü iletime geçer.
                                                                    BC547                   BC547       100 k
               Ampermetre ibresi ters yönde (sola)
                                                                            +           -
               sapar yani sıfır değerini gösterir.                               mA
               Ortam karardığında LDR akım                          T1                      T2
               geçirmez, T 1 transistörü kesime                                                       1k
               gider. Ampermetre ibresi sağa doğru              10 k        330 W           R6
                                                                            R5              330 W     R7
               sapar. Ortam iyice karardığında
               ampermetre ibresi maksimum değeri
               gösterir.                                         Şekil 11.1: LDR'li ortam aydınlığını ölçen devre
                 Devre deneysel amaçlı olup öğrencinin         LDR'li aydınlık ölçme donanımlarının yapısını
               kavramasını sağlamak için verilmiştir.

                 C. Mesafe (aralık) ölçme
                 Elektronik devre elemanları kullanılarak mesafe ölçümü yapılabilmektedir. Bunların çeşitleri
               şöyledir:

                 I. İndüktif yöntemle aralık (mesafe) ölçme: Şekil 11.2'de verilen şemada bobinin içinde
               bulunan mıknatısı ileri geri hareket ettirirsek bobinin indüktans ve reaktans değerleri değişir. Bu ise
               bobin üzerinden geçen akımı değiştirir. Bobinden geçen akımdaki değişiklik hassas entegreli devrelerle
               algılanılarak, analog ya da dijital göstergeli devreleri çalıştırıp mesafe ölçmek mümkün olur.

                 II. İndüktif yaklaşım dedektörüyle op-ampın sürülmesi: Metal cisim sensöre
               yaklaştırıldığında bu elemanın alt ucunda bir akım doğar. Bu akımın R1 direnci üzerinde
               oluşturduğu gerilim op-ampın çıkış geriliminin seviyesini değiştirir.
                 Şekil 11.3'te verilen şemada adı geçen indüktif yaklaşım sensörleri 8. bölümde anlatılmıştır.
                                                                159




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                               mıknatıs                                 indüktif           +5 V
                                                                        yaklaşım
                                                                        sensörü    4,7 k               470 k
                                                                                           22 k        +5 V
                                                                                                  +3      7
                                                                                   100 W
                                                                                                  741          6
                                                      bobin                        1k
                                                                                                  -2           çıkış
                                                                                                          4
                                                                                                       -5 V
                                                                                   100 W   R1

                 Şekil 11.2: Mıknatısın bobin içindeki hareke-                Şekil 11.3: İndüktif yaklaşım
                 tinin indüktans ve reaktansı değiştirmesi                    sensörüyle op-ampın sürülmesi


                 Ç. Devir sayısı (hız) ölçme
                 Sürekli olarak dönüş yapan düzeneklerin devir sayısını ölçmek için optik, manyetik vb. gibi
               yöntemlere göre çalışan devreler geliştirilmiştir.

                 D. Seviye ölçme
                 Depo, kazan, silo vb. gibi yerlerin doluluk seviyesini belirleyebilmek için seviye ölçme
               devreleri geliştirilmiştir. Uygulamada, kapasitif sensörlü, çubuk elektrotlu, ultrasonik sistemli
               vb. gibi seviye ölçme donanımları kullanılmaktadır.

                 I. Şamandıralı seviye ölçme: Şamandıralı seviye ölçme sistemleri basit bir yapıya sahiptir.
               Sıvıların kaldırma kuvvetinin prensibi asırlar önce Arşimet tarafından bulunmuştur. Bu sistemde
               yüzen bir cisim iki kuvvete maruz
               kalmaktadır.
                                                                                    ayarlı direnç
                 Bunlar:
                     Yerçekiminden kaynaklanan
               aşağı doğru çekim kuvveti,
                     Cismin yüzebilirliğinden                  şamandıra
               kaynaklanan yer çekimine zıt                                                                V
               yönlü kuvvettir.
                 Şekil 11.4'te verilen sistemde
               taşıtların yakıt depolarının doluluk
                                                                     yakıt deposu
               durumunu elektronik yöntemlerle
               ölçülebilmektedir. Depo doluyken
                                                            Şekil 11.4: Şamandıralı seviye ölçme düzeneği
               şamandıra yukarı hareket eder ve
               potun direnci azalır. Azalan direnç
               pottan daha fazla akım geçirir ve sürücü kabininde bulunan depo göstergesinin (bu aslında
               ampermetredir) ibresi maksimum değeri gösterir. Depo boşaldıkça şamandıra aşağı doğru iner ve
               potun değeri büyür. Direnç değeri büyüyen pot az akım geçirir. Bu ise ampermetrenin ibresinin
               sapmasını önler.

                  II. Sıvı seviyesini gösteren transistörlü devre: Şekil 11.5'te verilen devrede depo içinde bulunan
               iletken sıvının (su, asit, boya vb.) seviyesi yükseldikçe transistörler iletime geçerek ledleri çalıştırır.

                 E. Kimyasal özellik ölçme
                 Sıvı ve gazların kimyasal özelliklerinin ölçülmesi için çeşitli düzenekler geliştirilmiştir.
                 Örneğin arabaların eksoz gazlarının analizi, insanların alkol alma oranı, sıvıların pH değerini
               belirleme ile ilgili cihazlar uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Resim 11.1'de sıvıların
               pH değerini ölçen dijital yapılı cihaz resmi verilmiştir. Bu cihazın yapısı şöyledir:
                                                                  160




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                               sıvı
                  metal depo




                                                                      -
                                                   3xBC547          2-5 V

                      2,2 k                                           +


                                      Şekil 11.5: Sıvı seviyesini                   Resim 11.1: Sıvıların pH
                                      gösteren transistörlü devre                   değerini belirleyen alet

                 G ucu iyonlara duyarlı madde ile kaplanmış MOSFET'li ölçme probu sıvı içine daldırıldığında
               MOSFET'in elektriksel karakteristiği değişmekte ve ortamın pH değeri dijital devre ile
               ölçülebilmektedir.
                 G ucuna kaplanan                              iletken                   açılıp
               maddelerin özelliklerinin                                                 kapanabilen
               değiştirilmesiyle hidrojen,                                               çene
               karbon monoksit ve metan
               gibi gazlara duyarlı
               algılayıcılar da
               yapılabilmektedir.                                                               gerilim
                                                                                                               giriş
                 F. Manyetik alan ölçme                                                                 V ucu
                 Kabloların ya da indüktif         gerilim giriş ucu
               özellikli alıcıların yaydığı
                                                     V                                               doğrultmaç
               manyetik alanın şiddetini
                                                                                                     diyotları
               ölçmek için çeşitli elektronik
               düzenekler geliştirilmiştir.
                 Bu konuya ilişkin en yaygın
               örnek pensampermetrelerdir.
               Bilindiği gibi bu cihaz ile kablo
               etrafında oluşan manyetik
               alandan yararlanarak akım            Şekil 11.6: İletken etrafında oluşan manyetik alandan etkilenen
               ölçümü yapılabilmektedir.            bobin ile akım ölçme esasına göre çalışan pensampermetre-
                                                    lerin yapısının basit olarak gösterilmesi
                 Şekil 11.6'da
               pensampermetrelerin yapısı basit olarak verilmiştir. Bu cihazın açılır kapanır özellikteki
               çenesinin içine giren akım taşıyan iletkenin yaydığı manyetik alan çeneye (nüve) sarılmış
               bobinden geçen akımın değişmesine neden olmakta ve bu sayede ölçmeyi yapan ünite geçen
               akımı göstermektedir.

                 G. Basınç ölçme
                 Üretim süreçlerinde basınç ölçme önemli bir ihtiyaçtır. Günümüzde bir çok basınç ölçme yöntemi
               geliştirilmiştir. Bunlar, LVDT'li, kapasitif prensipli, strain gauge'li, kristalli basınç ölçerler şeklinde
               sıralanabilir. Bu konuyla ilgili devre elemanları hakkında bilgi almak için kitabın 8. bölümündeki
               transdüserlere bakınız.

                                                                      161




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 Ğ. Ağırlık ölçme
                 Dijital terazilerin, kantarların ağırlığı ölçebilmesi için çeşitli cihazlar geliştirilmiştir. Bunlar
               kristalli, bobinli, kapasitif, yük hücreli vb. şeklinde olabilmektedir. Ağırlık ölçmede kullanılan
               sensörler hakkındaki temel bilgiler kitabın 6. bölümünde açıklanmıştır.

                 H. Adet (miktar, sayı) belirleme
                 Belli bir noktadan geçen madde miktarını belirlemek için dijital entegrelerden yararlanılır. Bu
               konunun anlaşılabilmesi için dijital elektroniğin sayıcılar konusunun bilinmesi gerekir.

                 I. Nem ölçme
                 Ortamın nemini ölçmek için bir çok devre yapılabilmektedir. Kitabın 6. bölümünde nem ölçme
               sensörleri ve devreleri açıklandığından burada sadece bir örnek ile konuyu aktaralım.

                  I. 555'li nem
               algılama devresi:
                                                                       33 kW
               Şekil 11.7'de verilen            NPN
               devrede bakırlı                BC547
               plaket üzerine
               yapılan nem ölçme                              33 kW     33 kW               555
                                                                                                             çıkış
               sensörü nem oranı
               artınca akım                                                                                  1 kW
               geçirerek transistörü
               sürer. Transistörün                         nem ölçme
               iletime geçmesi                             uçları                  10 mF             22 nF
               555'e besleme
                                         nem                +5-12 V
               geriliminin gitmesini     sensörü
               sağlar. Bunun
               sonucunda ise 555'in                      Şekil 11.7: 555'li nem   algılama devresi
               çıkışında bulunan led
               yanıp sönerek ortamın neminin arttığını bildirir.

                 Sorular
                 1. İndüktif ölçme sisteminin yapısını anlatınız.
                 2. LDR, PTC, NTC nedir? Yazınız.
                 3. PTC'li sıcakta çalışan basit bir devre çiziniz.




                                                                162




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                     Bölüm 14: Uygulama devreleri

                                                                  + 5-12 V                                                           + 5-12 V
                           100 k                           flamanlı                                           1-10 k
                                                           lamba                        1-10 k
                                             NPN
                                                                                                       A
                                                                                                                    1-10 k
                                                                                                                                    BC547
                                                            BC547                       1-10 k             BC547
                                                                              R1          10-100 k
                                                100 k


                Şekil 1: İki transistörlü dokunmayla çalışan lamba devresi            Şekil 2: NTC'li soğukta çalışan lamba devresi

                  1. İki transistörlü dokunmayla çalışan lamba devresi: A-B ile gösterilen metal plakalara parmak ile
               dokunulduğunda deri üzerinden geçen akım T1 ve T2 transistörlerini iletime sokar ve lamba yanar (şekil 1).
                  2. NTC'li soğukta çalışan lamba devresi: Ortam soğukken NTC'nin direnci yüksektir. Bu nedenle NTC
               üzerinden akım geçmez ve R1 üzerinde gerilim oluşmaz. R1 üzerinde gerilim oluşmadığı için T1 transistörü
               kesimde kalır. T1 kesimdeyken A noktasının gerilimi maksimum değerde olur ve T2 iletime geçer, lamba yanar.
                  Ortam sıcaklığı arttığında NTC üzerinden geçen
               akım artacağı için R1 üzerinde düşen gerilim büyür                                             1-10 k
                                                                                         330 W
               ve T1'i iletime sokar. T1 iletken olunca A noktasının
               gerilimi düşer ve T2 kesime gider (şekil 2).                   +5 V
                                                                                                                      diyak
                   3. Triyakın optokuplör (optik bağl aç) ile                                                 33 k                  BT136
               te ti kl enme si : S anah tar ın a basıldığında                                  MOC3009
               optokuplörün ledi ışık yayar ve fototriyak iletime
                                                                                                   100 nF/400 V
               geçer. Fototriyakın akımı C'yi doldurmaya başlar.
               C'nin gerilimi 20-50 V arası bir değere ulaştığında
               BT136 triyakı iletime geçerek alıcıyı çalıştırır.                      Şekil 3: Triyakın optokuplör ile tetiklenmesi
                  Bu devre optokuplör sayesinde güvenli çalışır.
               Yani güç devresinde ortaya çıkan bir arıza kumanda                                               tristör
               devresine zarar vermez (şekil 3).
                   4. Tristör ve triyak test devresi: Verilen devre
               ile tristör ve triyakların sağlam olup olm adığı                                                 triyak
                                                                                            12 V
                                                                              220 V




               anlaşılabilir. A-G-K uçlarına tristör bağladıktan sonra
                                                                                                                          test   1-10 k
               iki yollu anahtar tristör konumuna alınır ve test                                          16 V
               butonuna basılır. Bu işlem sonucunda bu tona                                             10-100 mF
               basılınca lamba sürekli olarak yanıyorsa tristörün
               sağlam olduğu anlaşılır.
                   A ucuna triyakın A2 ucu, K ucuna triyakın A1 ucu,                    Şekil 4: Tristör ve triyak test devresi
               G ucuna triyakın G ucu bağlandıktan sonra, iki yollu
               anahtar triyak konumuna alınıp test bu tonuna
               basılıyken lamba yanıyorsa triyak sağlamdır (şekil
               4).                                                                                   1-10 k

                   5. LDR'li karanlıkta çalışan devre: LDR üzerine
               ışık düştüğünde bu elemanın üzerinden geçen akım                                            1-10 k
               artar. R1 üzerinde oluşan gerilim T1 transistörünü                                                    BC547
                                                                                       1-10 k
               sü rer. A n oktasın ın ger ilim i düşer. T2 iletime                                   BC547
                                                                                      10-100 k
               geçemez. Lamba yanmaz.                                         R1
                   Ortam karardığında LDR üzerinden akım geçmez.
                                                                                Şekil 5: LDR'li karanlıkta çalışan devre
               R1 üzerinde polarma gerilimi oluşmaz. T1 kesimde
               kalır. A noktasının gerilimi yükselir. T2 iletime geçer. Röle çeker. Lamba yanar (şekil 5).

                                                                             169




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                           R1   1k           1-10 k                                                     1-10 k

                                                 1-10 k
                                                                       BC308                                            BC308
                           P
                                470 k

                                              BC547
                                                                                                 10 k

                                                                                                  P
                                             1-10 k

                                                                                                          1-10 k


                           Şekil 6: LDR'li karanlıkta çalışan devre                           Şekil 7: LDR'li aydınlıkta çalışan devre
                    6. LDR'li karanlıkta çalışan devre: LDR üzerine
               ışık düştüğünde bu elemanın direnci ve üzerinde
               düşen gerilim azalır. LDR üzerinde oluşan gerilimin
               azalması T 1 tr an sistörü nü kesime sokar. T 1
               kesimdeyken PNP tipinde olan T 2 transistörü                     10 k
               kesimde kalır. Ortam karardığında LDR üzerinde
               oluşan gerilim yükselir ve T1 iletime geçer. T1 'in




                                                                                                                                                            6 W flüoresan lamba
               iletime geçmesi T2 transistörünün beyzine eksi
               polarmanın gitmesini sağlar. B ucuna eksi polarma
               gelen T2 iletime geçer ve lamba yanar (şekil 6).                           555
                    7. LDR'li aydınlıkta çalışan devre: LDR üzerine
               ışık düştüğünde bu elemanın üzerinden geçen akım                                            6V
               artar. Pot üzerinde oluşan gerilim T1 transistörünü
               iletime sokar. R3 direnci üzerine oluşan gerilim
               tr istörü iletime sokar ve lamba yanar. Ortam                                               trafo 5-10 W
               karardığında T1 transistörü ve tristör kesime gider
                                                                                 Şekil 8: Konvertisör (invertör) devresi
               (şekil 7).
                    8. Konvertisör (invertör): Verilen devre flüorean
               lambalı portatif aydınlatma cihazlarında (ışıldak) kullanılmaktadır. Devrede kullanılan 555 entegresinin 3 numaralı
               ucunda kare dalga oluşur. Kare dalganın frekansını pot ile ayarlamak mümkündür. 555'in çıkışına bağlı soğutuculu
               transistör sürekli olarak iletim ve kesim olarak trafonun primerinden değişken akımların geçmesine neden olur.
               Trafonun primer sarımından geçen değişken akımlar sekonder sarımında yüksek değerli AC'nin oluşmasına yol
               açar. Sekonderde oluşan yüksek değerli AC flüoresan lambayı yakar (şekil 8).
                    9. Dil (reed) röleyle çalışan lamba devresi: Verilen devrede reed röleye mıknatıs yaklaştırıldığında cam
               gövde içindeki mini kontaklar kapanır ve tristör iletime geçerek lambayı çalıştırır.
                    Devre DC beslemeli olduğundan mıknatıs dil röleden zaklaştırılsa bile lamba sönmez (şekil 9).




                                                                                             L                          1N4001
                                                                               B         60 W
                                                                                                                   C1
                                                                                                                                           1N4001
                                                                                                                         470 mF




                                                      BRX49
                                                      MCR100
                mıknatıs




                                                                                                 0      220/12 V
                                                                                                 R      4W                                10 k
                                                                                                                         100 k




                                                                                                        trafo                     C
                                                                                                                                                    BC547




                                                                                                 B                                    2
                                                                                                 L                                        470 mF
                                                                                             6/25 A

                                                                                     0   R

                                                               -
                                                                   -
                  Şekil 9: Reed röleyle çalışan lamba devresi                      Şekil 10: Tek transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi

                                                                                   170




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                  10. Tek transistörlü merdiven ışık otomatiği devresi: Verilen devrede butona basıldığında yarım dalga
               doğrultmaç devresinin çıkışındaki DC 12 voltluk gerilim nötr (0) hattı üzerinden geçerek C2 kondansatörünü
               doldurur. Dolan C2 transistörü sürer. Röle çeker ve lamba yanar. C2 boşalınca transistör kesime gider. Lamba
               söner. C2'ye paralel bağlı olan pot ile C2'nin boşalma zamanı ayarlanabilir (şekil 10).

                                                                       A        +9 V
                                                                                          1k                                             mA
                                                           56 k
                            470 k                                                                                    18 k
                                               10-56 k                                               22 k               termokupl

                         100 k
                                    10 k                                                                             330 k
                                                BD135                                     9,1 V




                                                                       BT136
                                                                                                            1N4148
                                                                                                                             68 k
                                                                                                                                    1k
                 B                                                                        100 k

                                                                                                             9,1 V
                                                                                              18 k

                Şekil 11: Triyaklı gecikmeyle çalışan zamanlayıcı devresi               Şekil 12: Termokupllu sıcaklık ölçme devresi

                  11. Triyaklı gecikmeyle çalışan (turn on tipi) zamanlayıcı devresi: Verilen devrede A anahtarı kapatılınca
               C kondansatörü dolmaya başlar. C'nin gerilimi belli bir seviyeye ulaştığında transistör iletime geçer. Transistörün
               C-E ayakları arasından geçen akımı triyakı sürer ve lamba yanar.
                  B butonuna basılınca C boşalır. Transistör kesime gider. Lamba söner. Bir süre sonra yeniden dolan C
               transistör ve triyakı iletime sokar (şekil 11).

                   12. Termokupllu sıcaklık ölçme devresi: Verilen devre ile 0-100 °C'lık sıcaklıklar ölçülebilir. Op-ampın
               çıkışına bağlanan analog mikroampermetrenin doğru göstermesini sağlamak için P1 ve P2 potansiyometreleriyle
               kalibrasyon (ayar) işlemi yapılmalıdır.
                   Termokupl 0 °C'lık suyun içine konulduktan sonra P1 ile mikroampermetrenin 0 mA değerini göstermesi
               sağlanır.
                   Termokupl 100 °C'lık suyun içine konulduktan sonra P2 ile mikroampermetrenin 100 mA değerini göstermesi
               sağlanır (şekil 12).


                                                                                      1N4001
                                               1-10 k                 1-10 k


                                                                                                               BC547
                                                                                     1-10 k
                                    4N25
                                                    1-10 k
                                                                     BC547




                                              Şekil 13: Optokuplör ile tetiklenen transistörlü devre

                   13. Optokuplör ile tetiklenen transistörlü devre: Verilen devrede 4N25 optokuplörünün ledine DC 1,5-2
               volt uygulanınca fototransistör iletime geçer ve T1 kesime gider. T1 kesime gidince T2 iletime geçer, röle çalışır
               (şekil 13).

                   14. Merdiven ışık otomatiği devresi: Butona basıldığında trafo çalışmaya başlar. Sekonderde oluşan AC
               diyod tarafından DC'ye çevrilir. İlk anda C2 boş olacağından T1 kesimde olur. T1 kesimde olduğu için T2 iletime
               geçer. T2 iletken olunca röle çeker. Röle iki kontağını da kapatır. Birinci kontak lambayı besler. İkinci kontak
               trafonun primerine gelen akımın sürekli olmasını sağlar. Bir süre sonra C2 dolar. T1 iletken, T2 kesim olur. Röle
               kontaklarını açar ve lamba söner (şekil 14).




                                                                               171




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                               lâmba

                               faz
                                                                   C1             C2
                               nötr                      12 V                                             4,7 k             10 W

                               buton

                                                                                             BC547
                                                                                       T1




                                                                                                                                  BC547
                                                                                  10-22 k                         T2
                                                                                                        5,6 k
                                                                   zaman
                                                                   ayarı          470 k        5,6 k
                                                                                                   1N4001




                                                   Şekil 14: Merdiven ışık otomatiği devresi
                  15. Şifreli kilit: Şekil 15'te verilen devre beş butona doğru sırayla basıldığında çalışır. Devrede 30240 değişik
               olasılık söz konusudur. Bilmeyen birisinin seçilen kombinasyonu bulma olasılığı üç milyonda bir kezdir. Ayrıca beş
               butona (S4, S5, S6, S7, S8) 4 saniye içinde basılmazsa doğru basım sırası izlense bile şifre açılmaz.
                   Devrede S4-S8 arasındaki butonlar doğru kombinasyon için, S1-S3 arasındaki butonlar ise kombinasyon önleme
               devresi içindir. Yani devrenin çalışmasını önlemek için kullanılmıştır.
                   S4 butonu kombinasyonun ilk basamağı olup, bu butona kısa bir süre basıldığında C1 kondansatörü şarj
               olarak T1 ve T2 transistörlerini yaklaşık 4 saniye için iletime geçirir. S5 butonu kombinasyonun ikinci basamağı
               olup, bu butona basıldığında C1 kondansatörü SCR1 tristörü tetiklenerek R3 direnci üzerinde gerilim düşürür. Bu
               ise S6 butonuna basıldığında SCR2 tristörünün tetiklenmesi için gerekli akımı sağlar. Bu işlemler T3 röle sürücü
               transistörünün iletime geçmesine değin sürer. Eğer şifre 4 saniye içinde açılmazsa sistem kapalı (off) durumuna
               geçer. Bu hâlde kilidin yeniden açılabilmesi için işlemleri baştan başlatmak gerekir. Eğer doğru sırayla gidilmeyip
               herhangi bir aşamada S1 -S3 butonlarından herhangi birisine basılırsa, sistem yeniden kapalı (off) durumuna
               geçer.




                            + 12 V
                                                                                                                         1N4001
                                                                           SCR1




                                                                                            SCR2




                                                                                                          SCR3


                                                                                                                  SCR4




                                             BC547                                                                       4,7 k            BC547

                                                                  1k     1k            1k   1k         1k 1k      1k 1k




                                                        Şekil 15: Şifreli kilit devresi

                   16. Optokuplörlü flaşör devresi: Şekil 16'da verilen devrede 555 entegresi ayarlanan frekansta çıkış sinyali
               üretir. Bu entegrenin verdiği akım MOC3010 optokuplörünün ledini çalıştırır. Işık yayan led fotodiyağı sürer.
               İletime geçen fotodiyak triyağı sürer ve lamba yanıp söner. Devrede kullanılan optokuplör sayesinde DC ile
               beslenen kare dalga üreteç devresiyle 220 voltluk triyaklı devre birbirinden yalıtılmış durumdadır.
                  17. 741 op-amplı bas ve tiz kontrol (aktif filtre) devresi: Şekil 17'de verilen devre basit bir ekolayzerdir.
               Potların değeri değiştirilerek çıkıştan alınan ses sinyalinin bas ya da tiz olmasını sağlamak mümkündür.
                  18. Neon lamba tetiklemeli triyaklı lamba karartma (dimmer) devresi: Şekil18'de verilen devreye AC
               220 V uygulandığında R ve P üzerinden şarj olmaya başlayan C'nin gerilimi 20-90 V arası bir değere ulaştığında
               neon lamba iletime geçerek triyağı sürer. G ucu tetiklenen triyak lambayı çalıştırır.
                  P'nin değeri artırılırsa C geç dolacağından neon lamba da geç iletime geçer ve lamba az ışık yayar. P'nin
               değeri azaltılırsa C hemen dolacağından neon lamba da erken iletime geçer ve lamba çok ışık yayar.

                                                                        172




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                           +5-12 V
                  10-56 k



                                                                       220 V
                                                     4,7 k

                                              MOC3010
                  10-56 k




                                     555                                  220 V

                                                                       BT136

                                                      220-820 W
                            4,7 mF

                                                                                                                     Vcc




                            Şekil 16: Optokuplörlü flaşör devresi                                        Şekil 17: 741 op-amplı bas ve tiz kontrol devresi


                                                                                                                                               +12 V
                                                                                                                                                       220/2x12 V
                                           15-100 W          22-56 k                                                              T1 2N3055            10-20 W
                                                                                                                    1k 1 W                             trafo

                                AC 220 V       500 k
                                                                         BT136                                                                  L1
                                                                                                                            220 p                         L3
                                                                                                                                                L2
                                               100 nF
                                               400 V
                                                                                                                                                        8-20 W
                                                                                                                  1k 1 W                                flüoresan
                                                                                                                            T1 2N3055
                                                                                                                                                        lamba

                             Şekil 18: Neon lamba tetiklemeli triyaklı                                                   Şekil 19: İki transistörlü
                             lamba karartma (dimmer) devresi                                                             konvertisör devresi

                    19. İki transistörlü konvertisör devresi: Şekil 19'da verilen devreye DC 12 V uygulandığında ilk anda T1'in
               iletime geçtiğini varsayalım. T1'in beyzi R1 ve L 2 üzerinden +12 volta bağlanmış olur. T1 'in beyz akımı yavaş
               yavaş (L2 ilk anda akımın artışına engel olduğu için) artmaya başlar. T1'in beyz akımının yavaş yavaş artması L1
               üzerinden gelen kolektör akımının da yavaş yavaş artmasına sebep olur. L1'den geçen değişken akımın yarattığı
               manyetik alan L 2'yi etkileyerek beyzden geçen akımın daha çok yükselmesine neden olur. T1 transistörünün
               kolektöründen geçen akım doyum değerine ulaştığından L1 üzerinde oluşan manyetik alan sabitleşir. L1'in alanının
               sabit hâle gelmesi L2 üzerindeki etkisini ortadan kaldırır. L 1'in L 2 üzerinde yaptığı baskının ortadan kalkması
               L2'den geçen beyz akımının azalmasına yol açar. Beyz akımı azalmaya başlayınca L1'den geçen kolektör akımı
               da azalır. Kolektör akımının azalmaya başlaması L1 üzerinde oluşan manyetik alanın yön değiştirmesine sebep
               olur. Yön değiştiren manyetik alan L 2 bobininden geçen akımı 0 seviyesine doğru indirir. T1'in beyz akımı 0
               değerine indiğinde bu eleman kesime gider.
                    T1 kesime gidince T2 iletime geçer ve yukarıda açıklanan işlemlerin benzeri meydana gelir. L 1 ve L 2
               sarımlarında oluşan manyetik alanlar L3 sarımında AC'ye benzeyen bir sinyal oluşmasını sağlar.

                  20. Optointerrupter'li hız (devir
               sayı sı ölçme devres i: Şekil 20 'de                                                delikli disk
               verilen basit devre ile motorun devir                                                     1k                                 +12 V
               sayısına göre çıkıştan belli bir gerilim
               alınır. Çıkışa bir analog voltmetr e                                                               330 W              10 k                      330 W

               bağlanacak olursa devir sayısına göre
                                                                                 optointerrupter




               değişen gerilim görülebilir.                                                                                10 n               10 k              100 k    Vçkş
                  Den eysel ( öğretim) am açlı olan
               devrede optointerrupterin içinde dönen
                                                                                                                           NPN                   NPN
               delikli disk algılayıcı olarak çalışan
                                                                         DA
               fototransistörün iletim kesim olmasını                                                                                                            10 mF
               sağlar. Fototransistör iletim kesim                                                                10 k     10 n
                                                                                                                                     1N4001
               oldukça multivibratör devresinin ürettiği
                                                                                3-12 V
               sinyalin frekansı değişir.                                       teyp
                                                                                motoru                     delikli disk
                  21 . Step (a dım) motor kontr ol
               devresi: Şekil 21'de verilen devre ile                          Şekil 20: Optointerrupter'li hız (devir sayısı) ölçme devresi
               disket sürücü, nokta vuruşlu yazıvı gibi
                                                                                                   173




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
               cihazlarda kullanılan küçük güçlü step
                                                                                               +12 V
               motorların istenilen hızda çalıştırılması                                                                       1: mavi, 2: beyaz1, 3: sarı,
                                                                                               S1                              4: beyaz2, 5: kahverengi,
               sağlanabilir. Motoru n dön üş h ızın ı                                                                          6: kırmızı
               ayarlamak için potun değeri değiştirilir.                1k
                                                                                                             1N4001                     1
                                                                                                                                                            4
                   2 2. NTC ve op- a mplı soğukt a
                                                                        1k
               çalışan devre: Şekil 22'de verilen devre                                                                                 2                   5
               ortam soğukken rlöeyi çalıştırır. Devrede                               555
               op-amp komparatör (kıyaslayıcı) olarak                                                                                                       6
                                                                        10 k                               1-10 k              S2       3
               çalışmaktadır. Röle çalışırken led2,                                                                   NPN
               çalışmazken led1 ışık yayar                                                                                          5-12 V
                                                                         10 mF
                   23. Akü şarj devresi: Şekil 23'te
               verilen devrede akü tam dolunca 2. SCR                          Şekil 21: Step (adım) motor kontrol devresi
               iletime geçer. İkinci SCR'nin iletken
               olması 1. SCR'nin G akımını keser.                                1k                            +12 V
                                                                                                                                                  alıcı
                    Akü gerilimi istenilen düzeye ulaştığında şarj
               kendiliğinden kesilir.                                                           1-10 k
                                                                                                                    180 k
                                                                                                                                                          220 V
                    24. Faz koruma rölesi devresi: Şekil 24'te               470 k
                                                                                                10 k
               verilen devrede RST fazlarından birisi kesilince üç
               fazın birleşim noktasında bir gerilim oluşur. Bu                                             741                          NPN
                                                                                                                             1k
               gerilim diyotlar tarafından DC'ye çevrilir. DC gerilim                               10 k
               T1 ve T2'yi iletken yapar. T2 iletken olunca T3 kesime                                        -12 V           1k
                                                                                                6V
               gider. T3 kesime gidince röle kontağını açar ve                   NTC                           led1                   led2
               kontaktöre giden akım kesilir.                                    1-10 k


                    25. Triyaklı flaşör devresi: Şekil 25'te verilen
                                                                                 Şekil 22: NTC ve op-amplı sıcakta çalışan devre
               devrede multivibratör devresinin ürettiği kare dalga
               triyakı iletim ve kesime sokarak lambanın
               yanıp sönmesini sağlar.

                    26. Üç transistörlü, kaskad bağlı                                 diyot
               turn-off zaman rölesi devresi: Şekil 26'da
               verilen devr eye DC uygu landığın da C
               dolmaya başlar. C boşken T 1 kesim, T 2
               iletim, T3 iletim olur L yanar. C dolunca T1
                                                                                      diyot
               iletime, T2 kesime, T3 kesime gider L söner.

                   27. LDR'li ışığın şiddetini ölçme                                                        akü
               devresi: Şekil 27'de verilen devre deneysel
               (öğretim) amaçlıdır. LDR'ye gelen ışığın
               şiddetin e gör e voltmetren in gösterdiği                                      Şekil 23: Akü şarj devresi
               gerilim değeri yükselir.




                                                                                                                                                5-12 V
                                                                   normal
                                                                                                                             1k              1k           BT136
                                                                   çalışma ledi
                                                                                                                      10 k                                  A1
                                                                                                                               10 k
                                                                                                                                                  G        A2
                                                                                                                       10 k 1-100 mF
                                                                                                                                                            L
                                                                                              BC547
                                                                                                                                     NPN
                                                                                                                                  10 n                    220 V
                                                                                                                       NPN
                                                                                                                                     1-100 mF

                                                                 2xBC547




                                     Şekil 24: Faz koruma rölesi devresi                                             Şekil 25: Triyaklı flaşör



                                                                             174




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                 28. 555 entegreli ışıkta ses üreten devre: Şekil 28'de                                                                                         +12 V
               verilen devre DC 5-18 V arası DC gerilimle beslenebilir. Ortam                                                                            S
                                                                                                                              10 k
               aydınlandığında devre ses üretmeye başlar. Devrenin ışığa                                   10 k
                                                                                                                           10 k                                  L
               karşı hassasiyeti pot ile ayarlanabilir.                                                                                                        DC-AC
                                                                                                                            1k
                 Pot ile LDR'nin yeri değiştirilecek olursa karanlıkta ses                                 100 k                          1N4001
               üreten devre yapılmış olur.                                                                                       NPN
                                                                                                           1k      NPN                      NPN
                  29. Üç transistörlü turn-off zaman rölesi devresi: Şekil                                100 mF
                                                                                                                                         10 k
                                                                                              B
               29'da verilen devrede butona basıldığında C hemen şarj olur.
               C'nin üzerinde biriken elektrik akımı T1 transistörünü sürer.                        Şekil 26: Üç transistörlü, kaskad bağlı
               T1 iletime geçtiğinde T2 transistörünün beyzi T1 üzerinden (-                        turn-off zaman rölesi devresi
               ) alarak bu elemanın iletime geçmesini sağlar. T2'nin iletken
               olması T3 transistörünün beyzine tetikleme
               akımının gitmesin e n eden olar ak bu                                                                                     + 12 V
               elemanın da iletken olmasını sağlar. T 3
               iletime geçtiğinde röle kontaklarını kapatarak
               alıcıyı çalıştırır. Bir süre sonra üzerindeki                                10 k                                             10 k
                                                                                                                                                          1k
               elektrik yükü biten kondansatör T1 , T2 ve               LDR
               T3 transistörlerinin kesime gitmesine neden                                                               100 k
               olur.
                  Devrede kondanasatöre paralel olarak 500
               kiloohm luk bir pot bağlayarak alıcının
                                                                         BC547                                  BC547
               çalışma zamanını değiştirmek mümkündür.                                                                                                 BC547

                 30. Kararsız (astable) multivibratörlü                                                             10 k               BC547
               periyodik çalışan röle devresi: Şekil 30'da                                                                                            1N4001
                                                                                 10 k
               verilen devrede transistörler sırayla iletim ve
               kesim olur ve röle alıcıyı kesik kesik çalıştırır.                                                          1k                         1N4001
                 31. 555 entegreli ses üreteci devresi:
               Şekil 31'de verilen devrenin ürettiği sesin
               tonu R1, R2 ya da C'nin değeri değiştirilerek                  Şekil 27: LDR'li ışığın şiddetini ölçme devresi
               ayarlanabilir.


                                                                                  +12 V
                                                                                                                                                              +12 V
                                                                                                                                             1N4001
                                                                                                                         3,3 k   3,3 k
                                                                                   1N4001




                                                8 W         B       NPN                                             1k
                                                0,5 W
                                                                             PNP                                     100 mF              100 mF


                                                                                   NPN                             NPN                            NPN
                                                            100 mF



                      Şekil 28: 555'li ışıkta              Şekil 29: Üç transistörlü turn-                  Şekil 30: Kararsız multivibratörlü
                      ses üreten devre                     off tipi zaman rölesi                            periyodik çalışan röle devresi



                                                                                                                                                      +12 V
                                                                                                   22 k
                                                                                              100 k
                                                         8 W
                                                                                                                         NPN
                                                         0,5 W
                                                                                                                                       NPN

                                                                                              10 k

                                                                                            220 mF                                                    +12 V

                                                                             B
                                                                                                                        1N4001


                 Şekil 31: 555 entegreli ses üreteci devresi              Şekil 32: İki transistörlü turn-on zaman rölesi devresi


                 32. İki transistörlü turn off zaman rölesi devresi: Şekil 32'de verilen devrede S anahtarı kapatılınca C
               dolmaya başlar. C dolunca T1 ve T2 iletime geçer, röle çeker ve lamba yanar.

                                                                           175




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                  33. LDR'li ışığın
                                                     BC547
               şiddetini ölçme               +
               devresi: Şekil 33'te                                6,8R                                     ısı sensörü
                                                                                                            olarak
               verilen devrede                                                                              1N4148                         1M
                                                                    4,7 k                                                                          270 k
               1N4148 diyodu ısı
               sensörü olarak
                                                                                                                     10 k                                  1N4148
               kullanılmıştır. 1N4148                                                               741
                                                   DIL 723                                                                           741
               diyodunun gövde                                                            39 k                                                                   çıkış
               sıcaklığının 1 °C                                                                                    47 k                           voltmetre
               değişmesi jonksiyon

                                                       3,3 k
                                                         470   p
               geriliminin 0,2 mV




                                                                               47 mF
                                                                                                            100 k
               değişmesine yol açar.                                6,8 k              100 p
                                            -
                  Devre kurulduktan
               sonra 1N4148
                                                                    Şekil 33: LDR'li ışığın şiddetini ölçme devresi
               diyoduna buz
               değdirilip potlarla
               ayar yapılarak çıkışın 0 V olması
               sağlanır. 1N4148 diyodu havya ile                                                                                                             5-100 W
                                                                                                                                                             lâmba
               ısıtılarak çıkış geriliminin değişimi                                                                                                       A2
               gözlenir.




                                                                                                                                                                    AC 220 V
                                                                                           BT136                    BT136                  BT136
                                                                                                                                               G           A1
                  34. Triyaklı ışık modülatörü
                                                                                                                                           1,5 k
               devresi: Şekil 34'te verilen devre                                              1k

               müziğin şiddetine göre lambaların ışık                                               1,5 k                  1,5 k
               yaymasını sağlar. Devre verimli                 Ses üre-
                                                               ten anfi-
               çalışmazsa triyakların G ucuna bağlı
                                                               nin çıkışı-
               olan dirençlerin değerleri                                                 10 k                  10 k                       10 k
                                                               na bağ-
               değiştirilmelidir.                              lanır.


                  35. LM317 entegreli sıcaklığa
               göre motorun hızını değiştiren                                 Şekil 34: Triyaklı ışık modülatörü devresi
               devre
                  Şekil 8.43’te verilen
               devrede ortam
               sıcaklığı arttığı zaman                                     giriş LM317 çıkış
               NTC’nin direnci azalır         +
               ve pot üzerinden                                                       şase
                                                                                                           -T
               geçen akım artar.
               Potun üzerinden                                                                             NTC
                                             DC 12 V




               geçen akımın artması
               bu elemanın üzerinde                                     100 nF                                           DC 12 V
               düşen gerilimi artırır.                                                           100-1000 W               motor
               Potun geriliminin
               artması çıkış gerilimini
               yükseltir ve DA                                                               5-10 k
               motorun devir sayısı           -
               artar.
                  Ortam sıcaklığı
               azaldığı zaman                     Şekil 35: LM317 entegreli sıcaklığa göre motorun hızını değiştiren devre
               NTC’nin direnci artar
               ve pot üzerinden geçen akım azalır. Potun üzerinden
                                                                                                                    A
               geçen akımın azalması bu elemanın üzerinde düşen                                                           +12 V
               gerilimi azaltır. Potun geriliminin azalması çıkış gerilimini
                                                                                                                            1N4001




               düşürür ve DC motorun devir sayısı azalır.                                  ince tel

                  36. Kopmayla çalışan alarm devresi
                                                                                                                                                                zil
                  Şekil 8.44’te verilen devrede ince tel kopartıldığı zaman
                                                                                                    BC547
               T1’in kolektöründen geçen akım T2’nin beyzinden geçmeye                                                                                12 V
               başlar ve T2 iletime geçerek röleyi çalıştırır. Röle kontağını
                                                                                                                                                   BC308
               kapattığı zaman alarm çalışmaya başlar.                                     10 k                     T1
                                                                                                                                                   T2
                                                                                                                    10 k
                                                                                                                                                            -

                                                                                               Şekil 36: Kopmayla çalışan alarm devresi

                                                                             176




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                  37. İki transistör ve NTC’li ısıya
               duyarlı devre
                  Şekil 37'de verilen devrede ortam
               sıcakken NTC üzer inde olu şan
               gerilim azalır. T 2 kesim e, T 1 ise
               iletime geçer. Rölenin kontakları                                       1k
               kon um         değiştirir.       Or tam
               soğuduğunda NTC üzerinde düşen                     100 k                                                     12 V
               gerilim artar. T1 iletim, T2 kesim olur.                                     470 W
                                                                                                                       470 W
                  38. İki transistör ve LDR’li ısıya                                                       470 W
                                                                      470 W
               duyarlı devre                                                                        NPN
                  Şekil 38'de verilen devrede ortam
               aydınlıkken LDR üzerinde oluşan              -T                         NPN                     L1     L2
                                                                  1-10 k
               gerilim azalır. T 2 kesim e, T 1 ise
               iletime geçer. Rölenin kontakları
               kon um         değiştirir.       Or tam              Şekil 37: İki transistör ve NTC’li ısıya duyarlı devre
               karardığında LDR üzerinde düşen
               gerilim artar. T1 iletim, T2 kesim olur.

                 39. Yüksek çıkış akımlı DC-AC
               konvertisör devresi
                 Şekil 39’da verilen devre 12 V'luk
               DC’yi 220 V'luk AC’ye çevirebilir.                                                              1k     100 k
                 Çıkıştan alınan AC’nin frekansı
               4047 adlı entegrenin 2-3 numaralı                                       470 W
                                                           12 V                                     1k
               ayakları arasına bağlanmış olan
                                                                           470 W
               potun      değeri      değiştirilerek                                                NPN
               ayarlanabilir.                                                                                       220 W
                 Devrede       tr af onu n   primer
               sargılarından geçen akımın yüksek
               olması için büyük güçlü transistörler                          L1        L2               NPN
               kullanılmıştır.

                                                                     Şekil 38: İki transistör ve LDR’li ışığa duyarlı devre




                                                  Şekil 39: Yüksek çıkış akımlı DC-AC konvertisör


                  40. Triyakın optokuplörle sürülmesi
                  Şekil 4 0 ’ta ver ilen devr ede S anahtar ı
               kapatıldığında enfraruj led ışık yayarak fotodiyağı
               iletime sokar. Fotodiyak iletken olunca triyak
               tetiklenir ve lamba yanar. S anahtarı açılınca lamba
               söner.


                                                                                   Şekil 40: Triyakın optokuplörle sürülmesi
                                                                           177




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                                                             15-100 W                                              15-100 W
                                            15-100 W                          L1                                                       L2
                AC 220 V




                                                           AC 220 V
                                                                           BT136                                                       BT136
                                                  BT136
                           470 k

                                                                                                              470 k
                                                                               diyak                                                 diyak
                                          diyak




                    Şekil 41: Triyaklı flaşör devresi                   Şekil 42: Triyaklı karşılıklı kararan lambalar devresi
                  41. Triyaklı flaşör devresi
                  Şekil 41'de verilen devreye AC
               uygulandığında 1N4007 diyodunun                                                     100 k           100 k
               çıkışın daki doğru akım C’yi
               doldurmaya başlar. C’nin gerilimi 20-                                1k                                        1k




                                                                                                                   10 k
                                                                                                      10 k
               50 V seviyesine yükseldiğinde diyak         15-100 W                                                                    15-100 W
               iletime geçerek triyakı sürer ve lamba
               yanar. C boşalın ca triyak kesime                                           1-100 mF               1-100 mF
               gider ve lamba söner. Potun değeri             BT136                                                                          BT136
               değiştirilerek C’nin dolma zamanı
               ayarlan abilir.     Potu n       değer i                                    BC547                    BC547
               küçültüldü ğü n de         C     çabu k
               dolacağından lambanın yanıp sönme
               hızı artar.
                                                                      Şekil 43: Kararsız multivibratör ve triyaklı flip flop devresi
                  42. Triyaklı karşılıklı kararan
               lambalar devresi
                                                                                                                      +12 V
                  Şekil 42'de verilen devrede potun
               orta ucunun konumuna göre L1 ya da                              1k
               L2 lambası ışık verir.                                                                        1k                    15-100 W

                  4 3.     Kar a rs ız     ( a st able )                       B                                    BT136
               multivibratör ve tiryaklı flip flop                                  10 k
               (multivibratör) devresi
                  Şekil 43’te verilen devrede kararsız
               multivibratör devresinde kullanılan
                                                                                              BC547
               direnç ve kondansatörlerin değerine
                                                                              10-100 mF
               bağlı olarak lambalar yanıp söner.
                                                           100 -470 k
                  44. Transistör ve triyaklı turn-off
               zaman tipi zamanlayıcı devresi                            Şekil 44: Transistör ve triyaklı turn-off tipi zamanlayıcı
                  Şekil 44’te verilen devrede B’ye
               basılınca C dolar. C’nin üzerindeki
               elektrik yükü transistör ü sür er.
               Transistör iletime geçince triyakı sürer
               ve lamba yanar. C boşalınca transistör
               ile triyak kesime gider ve lamba söner.

                  45. 12 V'luk DC ile AC 220 V'luk
               flüoresan lambayı çalıştıran DC-AC
               konvertisör devresi
                  Şekil 45'te verilen devre 12 V'luk
               DC’yi 220 V'luk AC’ye çevirebilir.

                                                                            Şekil 45: 12 V'luk DC ile AC 220 V'luk flüoresan
                                                                            lambayı çalıştıran DC-AC konvertisör devresi

                                                                             178




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
             Transistörler

                Elemanın     Tipi   Gerilimi   Akımı   Gücü Frekansı   Ayakların     Elemanın   Tipi   Gerilimi   Akımı   Gücü Frekansı   Ayakların
                  kodu               (V)        (A)     (W) (MHz)       dizilişi       kodu             (V)        (A)     (W) (MHz)       dizilişi




                                                                                   176




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
             Transistörler

                Elemanın     Tipi   Gerilimi   Akımı   Gücü Frekansı   Ayakların         Elemanın   Tipi   Gerilimi   Akımı   Gücü Frekansı   Ayakların
                  kodu               (V)        (A)     (W) (MHz)       dizilişi           kodu             (V)        (A)     (W) (MHz)       dizilişi




                                                                                   177




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                                       UJT’ler                                 Sabit çıkışlı regülatör entegreleri
                 Elemanın       Tipi           Özellikleri   Ayakların           Elemanın      Çıkış       Çıkış      Ayakların
                   kodu                                       dizilişi             kodu       gerilimi   akımı (A)     dizilişi




                                                                                                                        şase
                                                                                                                        giriş

                                                                                                                        çıkış
                                                                                                                        şase
                                                                                                                         giriş
                                                                                                                        çıkış
                                        PUT’lar
                Elemanın                   Özellikleri       Ayakların
                  kodu                                        dizilişi

                                                                               Ayarlı çıkışlı regülatör entegreleri
                                                                                Elemanın      Çıkış        Çıkış      Ayakların
                                                                                  kodu       gerilimi    akımı (A)     dizilişi




                                       SUS’lar
                Elemanın                  Özellikleri        Ayakların
                  kodu                                        dizilişi

                            V
                            V
                            V
                            V




                                                                         178




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
                            Tristörler                                                Triyaklar
                 Elemanın   Gerilimi   Akımı   Tetiklenme akımı (Igt)   Ayakların     Elemanın    Gerilimi   Akımı   Tetiklenme akımı (Igt)   Ayakların
                   kodu      (V)        (A)    Tutma akımı (Ih)          dizilişi       kodu       (V)        (A)                              dizilişi
                                                                                                                     Tutma akımı (Ih)




                                                                                179




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
             74XX serisi TTL tipi lojik kapı entegrelerinin yaygın olarak kullanılanlarının ayaklarının dizilişi

                    VCC                                VCC                                 VCC




                                            şase                               şase                                şase
                                           (gnd.)
                   VCC                                 VCC                                 VCC




                                           şase                               şase                                 şase
                   VCC                                VCC                                  VCC




                                           şase                                şase                                şase
                   VCC                                VCC                                  VCC




                                           şase                               şase                                 şase
                   VCC                                 VCC                                VCC




                                          şase                                 şase                                şase

                                                                   180




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
             74XX serisi TTL tipi lojik kapı entegrelerinin yaygın olarak kullanılanlarının ayaklarının dizilişi
                  VCC        NC (boş)                  VCC                                VCC




                                              şase                            şase                                  şase
                 VCC                                   VCC                                 VCC




                                              şase                            şase                                  şase
                 VCC                                  VCC                                  VCC




                                              şase                           şase                                   şase

                           şase                       VCC                                                    şase




                                  VCC                                         şase                            VCC

                                    şase               VCC                                             şase




                                        VCC                                    şase                    VCC

                                                                   181




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
             40XX serisi C-MOS tipi lojik kapı entegrelerinin yaygın olarak kullanılanlarının ayaklarının dizilişi

                   VCC                                 VCC                               VCC




                                          şase                                şase                               şase
                   VCC                                VCC                                VCC




                                          şase                               şase                               şase
                   VCC                                VCC                                VCC




                                         şase                                şase                               şase
                  VCC                                 VCC                                VCC




                                         şase                                şase                                şase
                                                                                         VCC




                  VCC                   şase          VCC                   şase                                şase


                                                                  182




PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Stats:
views:2099
posted:1/25/2012
language:Turkish
pages:180
Description: elektronik dersleri -1