Eletronik
Elektronik kontrol ve tasarim. Sistem elektronik karkarlar verebilmek için elektroniksel ölçme ve hareket olgularini edinmeye baslamistir. ilk olarak elektronik bilgisayarlar ile haberlesme konusunda karsimiza çikmaktadir, bilindigi üzere bilgisayarlar lojiksel ifadeler ile haberlesirler (0-0,5V :0 manasina / 4,5-5V ise 1 manasina gelir) iste bu haberlesmeyi yapabilmek için bir veya birden fazla hat üzerinden zamansal olarak veri aktarabilecek sistemler tasarlanmaktadir. Asil isi mikro islemciler yapsada yapi elektronik tasarimla tanismaktadir. Daha sonra ise elektronik olarak veri tasinarak yapay sinir agleri kurulmakta ve eklemler hem birbirleriyle hemde bilgisayarla haberlesmektedirler vede iste bu olay yapinin tamamen esneklik ve kararlilik kazanmasi yolunda atilan en büyük adim olmaktadir. Enson basamak olarakta hareket ve geri beslem sistemlerinin elektronige tasinarak (motorlar ve encoderler sayesinde) yapiya eklem ucundan bilgisayara kadar elektronik bir sistem kurulmaktadir. Gelin bu ana yapilara temelleriye birlikte genel bir göz atalim...
Örnek Devre elamlari:
Temel Elektronik Bilgileri:
Eger insan elektronik kavrami tam olarak kavrayabilirse islem basamaklarini ancak o zaman istedigi gibi geçebilir. Yapilmasi gereken her iste oldugu gibi elektronik devreler hayatimizda önemli bir yere gelmistir; kumandalar, adaptörler ve daha niceleri. Herkez bir sekilde bu devreleri sökmüs ve incelemisizdir. Ayni baska bir dili ögrenmek gibi elektronigide bilen bir sahis zorlanmadan istedigi gibi bu devreleri onarmakla kalmaz yenisini yani daha iyisini bile yapabilir.
Elektronik tanimini kisaca yapmak istersek ilk olarak eletrik akimi yani temel olaya inmemiz gerekir bu olayida anlamak için mutlak olarak atomlarla ilgili bilmemiz gereken noktalar vardir;
Atomlar dogada aktif olarak üç farkli sekilde yer alirlar;
Kati
Sivi
Gaz
Modlar arasindaki önemli farklar agirlik ve yogunluktur. Bu atomlarin hareketsel bir yapisi oldugundan enerji bakimindan ise ikiye ayrilirlar;
1.Potansiyel Enerjili : Pozistonunu koruyan enerjidir.
2.Kinetik Enerjili : Hareket enerjisidir.
Atomlar birbirlerine çok benzeselerede yapisal olarak çok küçük parçalardan olusurlar. Bu parçaciklar sayesinde atomlar 92 farkli cins olustururlar. Bu ayrimi gösteren periodik tabloda atomlarin numaralari ve agirliklari yer almaktadir. 92 olan sayi son yillarda yapilan nükleer çalisma sonuçlariyla 14 adet eklenerek 106'ya çikmistir. Yandaki linkde ayrintili bir tablo yeralmaktadir. http://www.webelements.com/
1845 yilindan sonra atomun içyapisi tam olarak açiklanabilmistir. Yapida ELEKTRON, PROTON ve NÖTRON bulunmaktadir. Elektronlar serbest yörüngede gezen negatif(-) yüklü parçaciklardir. Proton ise merkezde yer alan pozitif(+) yüklü parçaciklardir, sabit konumludur. Nötronlar ise yüksüz ve merkezde yer alan hareketsiz parçaciklardir. Yapida hareketli yapida bulunan elektronlar atomun tipini belirler. Eger elektronlar protonlara göre fazla ise atom NEGATiF, Elektronlar Portonlardan az ise POZiTiF, Elektronlar Protonlara esit ise atom NÖTR yapisindadir.
iste burada iki atom yakinlastirildiginda birinin yükü digerine göre zit yönlü ise Negatifden Pozitife geçis olacaktir, bu olaya elektrik akimi denilebilir. Elektrik akimi daha önceki yillarda Pozitifden negatife olarak bilinmekteydi fakat prensip olarak Negatiden Pozitifedir.
iste bu olgulari matematiksel olarak ifadelendirsek genel kavramlari belirlememiz gerekir;
Amper(A): Bir iletken üzerinden gecen elektrik akim miktari. (Birimleri: Amper,MiliAmper, MikroAmper)
1 Amper(A)= 1 kulomb (Q) esittir.
Volt (V): iki farkli yükle yüklenmis ortamlar arasindaki yük farki yani kisaca gerilim farki. (Birimleri: KiloVolt,Volt,miliVolt,mikroVolt)
V=W/Q W joule ile gösterilen güçsel fark, Q kulomb olarak bilinen bir sabite.(1 kulomb 6,240,000,000,000,000,000 elektron yada protondur)
Yukarida görülen kavramlar anlik kavramlaridir. Elektriksel güç yani zamana yayilmis olan enerji ise P ile gösterilir birimi watt dir.
P=W/t dir. W Ayak_agirligi (food-pounds) , t ise zamani gösterir.
1 HP = 768 watt dir. HP beygir gücüdür.
P= I x E yede esittir. E gerilim farkini I ise akim gücünü temsil eder.
Devreye uygulanan akim ve gerilim birbirleriyle dogru orantili olarak degisirler fakat bu degisim zamansal bazli olarak süregelirse iste o zaman akim ve gerilim AC diye tabir edilen dalgali yani sabit olmayan gerilim ve akim olacaktir. Örnegin sehir sebeklerinde gerilim -320V ile +320V arasinda degismesine ragmen biz o gerilimi 220V olarak bilmekteyiz çünkü zaman yayilan bu gerilim efektif olarak yani ortalama olarak 220V gözükmektedir. Bunun tersi olan yani sabit bir gerilimleri olan piller ise DC diye tabir edilen bir gerilim ve akima sahiptirler. Asagida açisal olarak bir sinüs dalga tasviri yer almaktadir.
DiRENÇ:
Devreye uygulanan gerilim ve akim bir uçtan diger uca ulasincaya kadar izledigi yolda birtakim zorluklarla karsilasir. Bu zorluklar elektronlarin geçisin etkileyen veya geçiktiren kuvvetlerdir. iste bu kuvvetlere DiRENÇ denebilir. Kisaca ohm ile gösterilir. Assagida örnek bir direnç ile maddelerin iletkenlik oranlarini görebilirsiniz.
Elektriksel devrelerde kullanilan direnç.
Madde
--------------------------------------------------------------------------------
ALUMINUM
CARBON
CANSTANTAN
COPPER
GOLD
IRON
NICHROME
SILVER
STEEL
TUNGSTEN
p (rho)
--------------------------------------------------------------------------------
17.
2500-7500 x copper
295.
10.4
14.
58.
676.
9.8
100.
33.8
Bir direncin iç yapisi
Dirençler sekildeki gibi tasarlandiklari gibi farkli maddelerden farkli sekil ve baglantilarlada tasarlanabilirler;
Carbon Dirençler: sekilde görülen basit devre direncidir.
Güç Dirençleri : Yüksek güçlü akimlar altindada rahatlikla çalisabilen dirençlerdir.
Potansiyometre : Üç uçlu ayarlanbilir bir dirençtir.
Bu dirençlerin hacimlerinin ufak olmasi ve sabitsel olarak kodlanabilmesi için renksel direnç kodlari olusturulmustur, assagida bu kodlari inceleyip hesap yapan siteler mevcuttur;
4 Bandli Direnç hesabi için: 5 Bandli Direnç hesabi için:
http://www.xtronics.com/Kits/rcode.htm, http://aloha-mall.com/a-1/pcresist.htm, http://rlan.net/NostalgiaAir/RMACodes/reschart.htm, http://www.testeq.com/charts/resclr.html, http://www.drbob.net/rcode.html , Genel Görünümlü Direnç Tablosu:
Devrede bulunan elemanlar üzerinden geçen akim ve olusan gerilim elemanlarin baglanti sekillerine göre ikiye ayrilabilir;
Seri Baglama: Elemanlar üzerinden akim geçerken bir sirayi takip ediyprmus gibi önce birinden sonrada digerinden geçerek gider. Akimlar sabit Gerilimler farklidir. Örnek sekil asagidadir.
Paralel Baglama: Elemanlar ard arda degilde yan yan baglanmistir, akim ayni anda ikisinden birden geçebilir. Gerilimler ayni Akimlar farklidir. Örnek sema asagidadir.
--------------------------------------------------------------------------------
Devrelerde yer alan temel diger devre elemanlari ise;
Direnç (Yukarida deginmistik)
Kapsitans
Bobin
Transformatör
Diyot
Transistör
IC² ler yada bilinen adiyla Entegreler
simdi kisaca bu elemanlari taniyalim;
KAPASiTANS(KONDANSATÖR):
Kapasitans kavramini açiklamak istersek; kisaca küçük bir pile benzetmek yanlis olmaz çünkü iki farkli ucun arasindaki dielektrik(yalitkan) madde sayesinde iki taraftada birikim olusur. Olusan bu birikim uçlar kisadevre edilince kendini tamamlayarak bir akim olusturur bu olayi gerçeklestiren elemanlara kisaca kondansatör denebilir. Asagida solda yer alan sekilde temel yapisini gösteren iyi bir örnek ve sagda bulunan sekilde ise bir kondansatörün sarji görülmektedir.
Fiziksel olarak temel yapi bir maddenin üzerinde hapsedebildigi statik elektrik denen bir temel elektrik depolama islevinin iki metalin etkilesimi ile artirilarak yön ve miktar verilebilmesidir. Miktar kondansatörün iletken ve yalitkan kisimlarinin özelliklerine bagli olarak hapsedebilecegi maximum gücü belirler, Yön bilgisi ise seçilen maddelerden dolayi ortaya çikan bir kutuplasmadir. Asagida örnek kondansatör çesitlerini görmektesiniz;
Ayarlanabilir Kondansatörler
Film Kondansatörleri Havasiz ortamli Kondansatör.
Kagit Kondansatörler
Seramik Kondansatörler Elektrolitik Kondansatörler
Mica Kondansatörler
Minyatür kondansatörler. Mikrodalga Kondansatörleri
Kondansatörler görüldügü gibi çok çesitli yapilara sahiptirler bunun nedeni ise devrede ihtiyaç duyulaçak özelliklere göre ihtiyacin karsilanmasidir. Örnegin mica ve seramik kondansatörler ufak kapasitelerde, elektrolitik ise daha büyük kapasitelerde kullanilmaktadir. Tabiki hersey iki metalin bir yalitkanla birbirinden ayrilmasi olayi degildir, o yüzden çesitlilik çok fazladir.
Kondansatörlerin birimi FARAT dir, C ile gösterilir.
i = çekilen akim,v = gerilim düsümü,t = uygulanan süre ise
C =i / (v/t) dir.
(1 milifarad 1/1000 yani bin farada esittir.1 microfarad 1/1,000,000 yani kisaca 1 milyon farada esittir.1 picofarad (1/1,000,000 da 1/1,000,000 farada esittir))
Dikkat edilmesi gereken noktalardan en önemlisi devrede olusacak kapasitans etkisinin AC açidan incelenmesi gerektigidir.
BOBiN:
Devrelerde bulunan akim yollarinin hepsi genel açidan birer bobin görevi yapmaktadir. Bobinin bu yollardan farkli olan yani uzunluk ve kendi üzerine olan etkisidir. ilk elektrik akimi bulan insanoglu uzun bir teli metal parça üzerine sararak akim geçirdiginde metalin miklatis görevi yaptigini ve akimin yönüne göre metalin uçlarinda NS kutuplarinin olustugunu bulmustur. Bulan kisi yine Farday(1791-1867)'dir. Kisacasi bobin bir iletkenin üzerinden geçen akimi magnetik alan çizgilerine çevirerek yapisal olarak enerji dönüsümünü gerçeklestirmistir.
Tersi durumundada yani bir magnetik cisim magnetik alan çizgileri bobini kesecek sekilde hareketlendirilirse bobin üzerinde bir akim olusur iste bu temel akimdir. Normal devre içi kullaniminda olusan bu magnetik çizgiler farkli sekillerde sarildiginda kendisi üzerine ters magnetik alan kuvveti uygulayarak üzerinden geçen akimi yavaslatmistir. Bu sayede gecikmis bir akim çikistan alinabilir. Bu durum yine kondansatörede oldugu gibi AC devrelerde kullanilir. Etrafinda bulunan dielektrik madde ve kullanilan iletkenin özelligi bobinin özelliklerini belirler.
TRANSFORMATÖR (Trafolar):
Elektrik akiminin herzaman üretildigi büyüklükte kullanilamadigi gerektiginden voltaj degerini azaltan veya çogaltan bir devre elemanina ihtiyaç duyulmustur. Bir direnç gösterilerek akim düsürülmeli ve böylece gerilim azaltilmaliydi ama aktif dirençler bu isi göremezlerdi çünkü istenen degerler tam olarak sabit olmamakla birlikte güç tüketimi düsüktü. Kondansatörler ise ihtiyaca uyacak özellikli degildi sadece depolar ve geri verirlerdi ama Bobin isimizi görebilecekgibiyidi.
Yukarida görüldügü gibi birbirlerine elektriksel temasi bulunmayan iki demir kütle üzerine sarilmis olan bobinler arasinda sarim sayisi vede demir kütlerin özelliklerine bagli olarak akim transferi olusmaktadir. Asagida temel iki tip transformatörler görülmektedir;
Güç Transformatörleri
Küçük çapli transformatörler
DiYOT:
Eketrik akimi normal iletkernler kullanilarak birçok elaman gelistirilmistir fakat asil gerekli olan karar verme yetisine sahip olan bir elektriksel elemandir. iste buna ihtiyaç duyan insanoglu dah önce kesfettigi temel atom bilgilerinin üzerine iki farkli simge kurdu, N ve P diye adlandirildi. N tipi madde atomlarinda bulunan elektronlarinin sayisi 5 olan atomlardan olusuyordu bunla genel vericiydiler, P tipi madde ise en dis yörüngesinde 3 elektron bulunan atomlardan olusuyordu gelen aliciydilar. Ardarda konan bu iki madde üzerinden geçen akim elektronlar açisindan N den P'ye olacak sekilde geçebiliyorlardi. Tersinde ise yani P den N'e geçis belirli bir sinir içerisinde imkansizdir. Bu elamana diyot olarak tanimlanmistir. iki ucu olan elemanin arti olan ucuna Anot, eksi olan diger uca ise Katot denilmektedir. Akim Anottan Katota dogru yol alir.(+ dan - ye tabirinde)
Peki bu sinirlar nelerdir diye bir tabiri açiklarsak, diyodun yapildigi maddelerin ileri ve geri kutuplanma diye tabir edilen kutuplanmasi esnasinda içindeki yalitkan zar açilmak için yani ileri kutuplanmada iletime geçmek için belirlibir sabit gerilime ihtiyaç duyar bu gerilim kullanilan maddeye göre degismektedir. Geri kutuplamada ise zar aktif durumunu koruyarak belirli bir voltaja kadar iletimi saglamaz yine bu voltaj kullanilam maddelere göre degismektedir. Encok kullanilan maddeler silisyum ve Germanyumdur.
TRANSiSTÖR:
Transistör ilk olarak 1947 AT&T's Bell Labaratuarinda John Bardeen, Walter Brattain ve William Shockley tarafindan gelistirilidi. Amaç Yariiletken yani istenildiginde akimi geçirecek istenildiginde ise yapi akim geçisini engelliyerek yapisal bir kapi görevi görecekti. Silisyum ve Germanyum yariiletlenleri kullanilarak üç kutuplu bir yapi olusturuldu(iki yana Emitör ve Kollektör orta uca ise Beyz denildi). Yapi orta ucundan aldigi gerilimle diger iki karsilikli uç arasindaki baglantiyi kuruyordu. Yapilan bu elektronik kompanend sayesinde günümüz yari iletken teknolojinin temeli atilmistir. su anda intel firmasinin yapdigi mikroislemciler içerisinde yaklasik olarak 5 milyar civarinda transistör bulunmaktadir. Assagida ilk protipi görmektesiniz:
Transistör yapisal olarak Silisyum ve Germanyum dizilisine göre NPN ve PNP olarak ikiye ayrilmistir, yapisal bu ayrim transistörlerin akim geçirme yönünü etkilemistir. Assagida genel semalari ile diyotsal tabirlerini görmektesiniz....
Kullanimi oldukça kolay görülen bu anahtarlama elemaninin yapisindan kaynaklanan bazi kisitlama ve zararlarida yer almaktadir fakat bu sartlar genel kullanim ve özel kullanim örnekleriyle esitlenen transistörler ile asilmistir. Assagida görülen örnek devrede beyze verilen gerilimin oraniyla kollektörden emitöre olan geçisi ve bu geçisin grafigini görebilirsiniz. Kullanilan transistör NPN dir.
Yapsial olarak mükemmellestirilmek istenen transistör arastirmalariyla Fet ve Mosfet diye tabir edilen yeni yari ileten anahtarlama elemanlari yapilmistir. Bunlar transistörün eksik olarak görülen yönlerini kapatmak için gelistirilmistir. Örnegin Fet yüksek hizli ve kararlikli bir eleman olmasina ragmen düsük akimlarda çalisarak bir yapi teskil etmistir.Fet'de transistörün üç ucu olan beyz,emitör ve kollektör yerine Gate,Source ve Drain uçlari yer almistir. Assagida genel olarak FET'in yapisi örnek bir devre ilegrafiksel olarak tutumu görülmektedir.
Mosfet ise yine yüksek hizli ve yüksek akimlarda çalisabilen bir transistör türüdür yanda genel semasi görülmektedir :
Transistör seçmek için kullanilabilecek bir sayfa: http://www.tanker.se/lidstrom/trans.htm
--------------------------------------------------------------------------------
Güç Devreleri:
Elektronikte mekanikte oldugu gibi küçük olan bir olguyla büyük olan olguyu kontrol etmek gerekmektedir. Örnegin ATX bilgisayar kasalarinda bilgisayar üzerideki her alet maximum 24V çalismasina karsin bilgisayar mikro islemcisi 220V güç kaynagini bir yariiletken ile kontrol edebilmektedir. Bu yapida bizim için önemli olan minimum güçle maximum güçü kayipsiz olarak hizli ve kesin bir sekilde kontrol etmektir. Robotic alaninda ise güç devreleri özellikle lojik ibarelerden olusan hareket ifadelerini motora anlatmak için kullanilmaktadir. Bu islemler için özel güç katlari vede entegreler tasarlanmaktadir bunlardan bazilari L293, L297, L297D, UMB 2003 gibi 5-30 volt arasinda çalisabilen güç katlaridir.
Ana Hatlariya Sürücü Devreleri:
Güç devreleriyle kazanilan lojiksel kontrolü dogru ve manali bir hareket çevirmek için devreye sürücü devreler girmektedir. Sürem asil anlam olarak yön verme mansaina gelmekle birlikte yapisal olarak atilacak bir sonraki adimi belirleme islemidir. Roboti'de motor sürücü devreleri motorun yerine ve bir sonraki pozisyonuna geçisini belirlemektedir. Assagida genel olarak bir model görülmektedir:
BU KONU VE ROBOT KOLU HAKKINDA DAHA FAZLA BiLGi ALMAK iÇiN http://www.geocities.com/CAPECANAVERAL/STATION/2981/ROBOTIC%20ARM.HTMADRESiNE BiR UgRAYIN. TAVSiYE EDERiM. ÇOK GÜZEL BiR SAYFA HEMDE TÜRKÇE.
undefined
undefined
More...
undefined
[Close]
undefined
[Close]
BiR KAÇ GÜZEL DEVRE EgiTiCi DEVRE VE AÇIKLAMASINI GÖRMEK iÇiN LÜTFEN TIKLAYINIZ....