ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler. Deney 5: Sensörler. Deneyin Amacı: A.

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ Elektrik ve Elektronik Ölçmeler Laboratuvarı Deney Adı: Sensörler. Deney 5: Sensörler. Deneyin Amacı: A."

Aylin İnanç
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Deneyin Amacı: Deney 5: Sensörler Sensör kavramının anlaşılması, kullanım alanlarının ve kullanım yerine göre çeşitlerinin öğrenilmesi. Çeşitli sensör tipleri için çalışma mantığı anlaşılıp sağlamlık testi gerçekleştirilecektir. A.Önbilgi İnsanlar çevrelerindeki değişiklikleri duyu organları vasıtası ile algılarlar ve buna bağlı olarak da hareket ederler. Buna örnekler verecek olursak üşüdüğümüzde ısıtıcıyı açarız veya ortam karanlık olduğunda ışığı açarız. İşte tüm bu fiziksel ortam değişikliklerini (ısı, ışık, basınç, ses, vb.) bizim yerimize algılayan cihazlara sensör, algıladığı bilgiyi elektrik enerjisine çeviren cihazlara transdüser denir. Sensörlerden alınan veriler elektrik sinyaline dönüştürüldükten sonra elektronik devreler tarafından yorumlanarak mekanik aletlere kumanda edilebilir. Bu sayede hem günlük hayatımızı hem de endüstriyel üretim süreçlerini çok daha kolaylaştırmış oluruz. Aslında, sensör ve transdüserleri kesin çizgilerle birbirinden ayırmak biraz zordur. Şöyle ki; mikrofon sesi algılayan bir sensördür. Öte yandan, ses dalgalarını, içindeki bobin aracılığıyla elektrik akımına dönüştürdüğü için bir transdüserdir. Bu yüzden bu iki kelimeyi eş anlamlı kabul edebiliriz. Piyasadaki sensörler tek bir yapı şeklinde bulunmamakta; ihtiyaca, kullanım yerine ve hassasiyete göre boyutları ve şekilleri değişmektedir. Bu durum tüm sensörler için geçerlidir ve bundan dolayı ihtiyacımız olan sensörü ancak firmaların kataloglarını inceleyerek seçebiliriz. Sensörlerin diğer elektronik malzemeler gibi standart bir yapıları veya şekilleri yoktur. Oluşan fiziksel bir değişikten dolayı mekanik bir makineyi veya elektronik bir devreyi çalıştırmamız gerektiğinde, o fiziksel değişimi algılayacak özelliklere sahip sensörler kullanılır. Örnek olarak ortamda sıcaklık değişimi meydana geliyorsa ısı sensörlerini veya ortamda ışık değişimi varsa foto direnç sensörünü seçeriz. Bu çeşitliliğe ek olarak sensörler aynı zamanda aktif ve pasif olarak da ikiye ayrılmaktadır. Aktif sensörler çalışırken dışarıdan enerjiye ihtiyaç duymazken, pasif sensörler dışarıdan enerjiye(ısı, ışık) ihtiyaç duyarlar. Piyasada kullanımına göre çok sayıda sensör çeşidi vardır. Bu deney içerisinde bunlardan sadece bir kaçı üzerinde çalışılacaktır. Bu deney içeriğinde kullanılacak sensörleri aşağıdaki başlıklar altında toplayabiliriz. Isı Sensörleri: NTC, PTC Işık Sensörleri: LDR, Kızılötesi Sensörler Manyetik Sensörler: İndüktif Sensör Ses Sensörleri: Ultrasonik Sensör Sayfa Toplam Sayfa - 6 -

Önbilgi İnsanlar çevrelerindeki değişiklikleri duyu organları vasıtası ile algılarlar ve buna bağlı olarak da hareket ederler.

2 1. Isı Sensörleri Bu sensör tipleri ortam sıcaklığını algılayan yardımcı devre elemanlarıdır. Sıcaklık ile direnci değişen elektronik malzemelere termistör denir. Termistörler, sıcaklıkla direnci azalan (NTC) ve sıcaklıkla direnci artan (PTC) olmak üzere ikiye ayrılırlar NTC (Negative Temperature Coefficient) Temas ettiği maddenin sıcaklığı arttıkça elektriksel direnci azalan devre elemanıdır. Resim 5.1 NTC 1.2. PTC (Positive Temperature Coefficient) Şekil 5.1 NTC Direnç-Sıcaklık Değişimi Temas ettiği maddenin sıcaklığı arttıkça elektriksel direnci artan devre elemanıdır. Resim 5.2 PTC Şekil 5.2 PTC Direnç-Sıcaklık Değişimi 2. Işık Sensörleri Bu sensör tipleri ışık etkisiyle çalışırlar. Bu deney içerisinde iki tip için incelenecek. Bunlardan biri ortamdaki ışık miktarına bağlı olarak çalışırken (LDR), diğeri yansıyan ışığa göre çalışmaktadır (Kızılötesi). Sayfa Toplam Sayfa - 6 -

1. NTC (Negative Temperature Coefficient) Temas ettiği maddenin sıcaklığı arttıkça elektriksel direnci azalan devre elemanıdır. Resim 5.1 NTC 1.2. PTC (Positive Temperature Coefficient) Şekil 5.

3 2.1. LDR (Light Dependet Resistance) Kalsiyum sülfat ve kadmiyum selenid gibi bazı maddeler üzerlerine düşen ışıkla ters orantılı olarak direnç değişimi gösterirler. Üzerine ışık düştüğünde elektriksel direnci azalan, karanlıkta ise direnci artan devre elemanlarına foto direnç denir. Resim 5.3 LDR 2.2. Kızılötesi Sensör Bu sensörler ortama görünmez ışın yayarlar ve gönderdikleri bu ışınların yansımasını kullanarak çalışırlar. Üzerlerinde ışın gönderen ve tutan bir diğer söylenişle verici ve alıcı olmak üzere iki göz bulunur. Resim 5.4 Kızılötesi Sensör Bu sensörlerin arkasında bulunan trimpot ile mesafe algısı 3 ile 80 cm arasında değiştirilebilmektedir. Tepki süresi 2ms dir ve 5 Volt ile çalışır. Kablo bağlantıları aşağıdaki gibidir; Kırmızı Siyah Sarı : 5 Volt : GND : Çıkış 3. Manyetik Sensörler Bir nüve etrafına sarılan bobin enerjilendiğinde çevresinde manyetik alan oluşturur. Eğer bir metal bir parça yaklaştırılırsa bu bobinin indüktansı değişir. Bu mantıkla oluşturulan sensör tipine manyetik sensörler denir. Sayfa Toplam Sayfa - 6 -

2. Kızılötesi Sensör Bu sensörler ortama görünmez ışın yayarlar ve gönderdikleri bu ışınların yansımasını kullanarak çalışırlar.

3.1. İndüktif Sensör Manyetik Sensörler başlığı altında anlatıldığı gibi çalışma prensibine sahip bu sensörler metal parçalara karşı hassasiyete sahiptirler.

5 İndüktif Sensör Kablo bağlantıları: Kahverengi Mavi Siyah : 6-36 Volt : GND : Çıkış 4. Ses Sensörleri Bu sensörler sesin yansımasını girdi olarak kullanırlar.

4 3.1. İndüktif Sensör Manyetik Sensörler başlığı altında anlatıldığı gibi çalışma prensibine sahip bu sensörler metal parçalara karşı hassasiyete sahiptirler. Çeşitlerine bağlı olarak algılama mesafesi değişebilirken laboratuvarımızdaki sensörler 5 mm de algılama yapmaktadırlar. Resim 5.5 İndüktif Sensör Kablo bağlantıları: Kahverengi Mavi Siyah : 6-36 Volt : GND : Çıkış 4. Ses Sensörleri Bu sensörler sesin yansımasını girdi olarak kullanırlar. Frekansları yüksektir ve böylelikle uzaktaki nesneleri hızlı algılarlar. Ortam koşullarında kolay etkilenmelerine rağmen fiyatları yüksektir Ultrasonik Sensör Laboratuvarımızdaki ultrasonik sensör 1 MHz de çalışmakta ve 10 cm ile 5 m uzaklıktaki cisimleri algılayabilmektedir. Resim 5.6 Ultrasonik Sensör Sayfa Toplam Sayfa - 6 -

5 B.Deney Öncesi Çalışması 1. Kapasitif sensörlerin yapısını ve kullanım alanlarını anlatınız. 2. Aşağıdaki kullanım alanı verilen sensör çeşitlerinin isimlerini yanlarına yazınız. Toprak altı metal cisimlerin tespitinde kullanılırlar : Dijital göstergeli terazilerde kullanılırlar : Dijital fotoğraf makinalarında kullanılırlar : Sokak lambalarının gece çalışmasında kullanılırlar : İçecek üretimi yapan fabrikalarda sıvı seviyesini ayarlama maksatlı kullanılırlar : Elektrik motorlarında sargılara aşırı akım yüklenmesi durumunda müdahale için kullanılırlar : Sayfa Toplam Sayfa - 6 -

Toprak altı metal cisimlerin tespitinde kullanılırlar : Dijital göstergeli terazilerde kullanılırlar : Dijital fotoğraf makinalarında kullanılırlar

6 C.Deney Çalışması Şekil 5.3 Deney Devresi 1. Şekil 5.3 deki devreyi kurunuz. LED olarak kırmızı kullanınız. 2. Kurduğunuz devrede potansiyometre ile oynayarak LED yarım yanacak şekilde ayarlayınız. 3. LED yarım şekilde yandıktan sonra elinizle veya çakmak yardımıyla NTC nin ısısını arttırınız. Çakmakla ısıtırken kesinlikle NTC ye zarar vermeyecek uzaklıkta tutunuz. 4. NTC nin ısınmasıyla devrede oluşan farklılıkları ve nedenini yazınız. 5. Şekil 5.3 deki devrede potansiyometre direnç değerini en yüksek seviyeye getiriniz. NTC yerine LDR kullanınız ve LDR üzerine düşen ışık miktarını cep telefonlarınızın feneri ile değiştiriniz. Bu durumdaki gözlemlerinizi ve nedenini yazınız. 6. Deney önbilgi kısmından yararlanarak Kızılötesi ve İndüktif sensörlerin sağlamlık testini gerçekleştiriniz. Elemanların üzerindeki LED ler size yardımcı olacaktır. Kızılötesi sensörün trimpotu ile oynayarak mesafe algılama sağlamlık kontrolünü de yapabilirsiniz. Sayfa Toplam Sayfa - 6 -

NTC nin ısınmasıyla devrede oluşan farklılıkları ve nedenini yazınız. 5. Şekil 5.3 deki devrede potansiyometre direnç değerini en yüksek seviyeye getiriniz.

Benzer belgeler

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL Sensörler Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL Optik Sensörler Üzerine düşen ışığa bağlı olarak üstünden geçen akımı değiştiren elemanlara optik eleman denir. Optik transdüserler ışık miktarındaki değişmeleri elektriksel