MÜHENDİSLİK ve MİMARLIK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI DENEY FÖYÜ 1

Transkript

1 MÜHENDİSLİK ve MİMARLIK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI DENEY FÖYÜ 1

2 LABORATUVARDA UYULMASI GEREKEN KURALLAR Laboratuvara kesinlikle YİYECEK VE İÇECEK getirilmemelidir. Laboratuvara öğretim elemanı gelmeden girilmemelidir. Laboratuvara ait cihazlar, öğretim elemanının izni olmadan kullanılmamalıdır. Laboratuvar sorumlusu araştırma görevlilerinin bilgi ve denetimleri dışında herhangi bir nedenle hasar verdiğiniz tüm araç gerecin onarım ya da yerine konma bedeli tarafınızdan karşılanacaktır. Deney boyunca etrafı rahatsız edecek şekilde yüksek sesle konuşmak, başka grupların çalışmalarını engellemek, izin almadan laboratuvarı terk etmek, malzeme değiştirmek ve laboratuvarda dolaşmak yasaktır. Deneyler esnasında birbirinize soru sormanız veya yardım etmeye çalışmanız laboratuvar düzenini bozmanın yanısıra sizlerin de zaman kaybetmesine neden oluyor. Birbirinize soru sormak yerine lütfen asistan hocalarınıza soru sorun. Soru sormadan önce aşağıdaki adımları takip edin. Örneğin; 1. Devrenizde bir temassızlık veya kopukluk var mı? 2. Tüm fişler takılı mı? İlgili cihazın kalibrasyonu yapılmış mı? 3. Ölçüm yapamıyorsanız multimetrenizin probları doğru yerde mi? 4. Devrenizi kurarken doğru devre elemanlarını kullandınız mı? Ders bitiminde kullanılan araç gereci düzenli şekilde bırakarak laboratuvardan ayrılınız. Laboratuvarı terk ederken arkanızda boş şişe, kâğıt, deney atığı vb. gibi çöpler bırakmayın ve çalışma alanınızı bir sonraki kullanım için temiz ve düzenli bırakınız. LÜTFEN LABORATUVAR KAZALARINA KARŞI DİKKATLİ VE TEDBİRLİ OLUNUZ! 1

3 İçindekiler DENEY MALZEMELERİNİ ÖĞRENME Osiloskop ) Ekran ) Genlik Ayarlama Düğmeleri (Volt/Div) ) Kanal 1/Kanal 2 Açma Kapama Butonları ) Dikey Pozisyon Ayarlama Düğmeleri ) Kanal Girişleri ) Frekans Ayarlama Düğmesi (Sec/Div) Sinyal Jeneratörü ) Ekran ) Sinyal Türü Seçme Butonları ) Sayısal Değer Girmek İçin Tuş Takımı ) Sayısal Değer Girmek İçin Ayarlı Düğme ) Kanal 1/Kanal 2 Açma Kapama Butonları ) Sinyal Aktarma Çıkışları Ayarlanabilir DC Güç Kaynağı ) Ekran ) Voltaj Ayarlama Düğmesi ) Akım Ayarlama Düğmesi ) Ayarlı Voltaj Çıkışı ) 5 V Çıkışı Multimetre ) Ekran ) Akım Ölçümü Ayarlama ) Gerilim Ölçümü Ayarlama ) Direnç ve Kısa Devre Ölçümü Ayarlama ) Amper Cinsinden Akım Ölçmek İçin Probun Bağlanacağı Giriş ) ma veya ua Cinsinden Akım Ölçmek İçin Probun Bağlanacağı Giriş ) mv, V, Direnç Veya Kısa Devre Ölçmek İçin Probun Bağlanacağı Giriş ) Probun Bir Ucunun Sürekli Bağlanacağı Giriş (COMMON) Breadboard

4 DENEY MALZEMELERİNİ ÖĞRENME DENEYİN AMACI : Elektrik Devreleri Laboratuvarı dersinde kullanılacak deney malzemelerinin(osiloskop, sinyal jeneratörü, güç kaynağı, multimetre, breadboard vs.) işlevini ve kullanımını öğrenme 1. Osiloskop Elektriksel işaretlerin ölçülüp değerlendirilmesinde kullanılan aletler içinde en geniş ölçüm olanaklarına sahip olan osiloskop, işaretin dalga şeklinin, frekansının ve genliğinin aynı anda belirlenebilmesini sağlar. Dalga şeklini grafik olarak ekranda gösterir. Yani elektrik dalga sinyali çizer. Dalga sinyalinin, frekansını ve genliğini de öğrenmemizi sağlar. Osiloskop bir elektrik devresine her zaman paralel bağlanır. Çünkü iç direnci çok yüksektir. AC ve DC sinyallerini ölçebilmektedir. Deneylerde kullanılacak olan osiloskop(aa TECH ADS-3072B) Şekil 1 de gösterilmiştir. Şekil 1 1) Ekran Ölçülen AC veya DC sinyalin kullanıcıya gösterildiği paneldir. Ekranda sinyalin genliği ve periyodu görülebilmektedir. 2) Genlik Ayarlama Düğmeleri (Volt/Div) Ölçülen sinyalin dikey eksendeki genliğinin Volt/div seviyesini ayarlayan düğmelerdir. Düşük genlikler ile çalışılıyorsa düşüğe ayarlanarak sinyalin gerçek genliğinin daha doğru izlenebilmesine olanak sağlar. Devrede kullanılan genlik değerine göre ayarlanmalıdır, böylece sinyal değerlerinin görülmesi kolaylaşır. Yukarı doğru çevrildikçe Volt/div artarken, aşağı doğru çevirdikçe Volt/div azalır. Soldaki düğme Kanal 1 için, sağdaki düşme ise Kanal 2 için ayarlama yapar. 3) Kanal 1/Kanal 2 Açma Kapama Butonları Kullanılacak kanalların açılıp, kapanmasını sağlayan butonlardır. Soldaki buton Kanal 1i açıp kapatırken, sağdaki düğme Kanal 2yi açıp kapatır. 3

5 4) Dikey Pozisyon Ayarlama Düğmeleri Ölçülen sinyalin dikey eksendeki konumunu ayarlamayı sağlayan düğmedir. Genelde iki kanal çalışılırken, kanalların üst üste getirilip arasındaki farkları görmek için kullanılır. Soldaki düğme Kanal 1i, sağdaki düğme ise Kanal 2yi aşağı yukarı hareket ettirir. 5) Kanal Girişleri Probe adı verilen, sinyalleri osiloskoba aktarmak için kullanılan kabloların takıldığı girişlerdir. Soldaki giriş Kanal 1, sağdaki giriş ise Kanal 2 girişidir. Tek kanal kullanılacaksa, 1 tane kablo girişi yapılabilir. 6) Frekans Ayarlama Düğmesi (Sec/Div) Ölçülen sinyalin yatay eksendeki periyodunun Sec/Div seviyesini ayarlayan düğmelerdir. Devrede kullanılan frekans değerine göre ayarlanmalıdır, böylece sinyal değerlerinin görülmesi kolaylaşır. Yukarı doğru çevrildikçe Sec/Div artarken, aşağı doğru çevirdikçe Sec/Div azalır. Bilindiği üzere; Frekans(f) = 1 Zaman(T) (Hz = 1 s ) formülü ile bulunur. Ayarlanan zaman değeri, frekans ile ters orantılıdır. Şekil 2 ve 3 de osiloskop ile ölçülen örnek sinyaller verilmiştir. Şekil 2 4

6 Şekil 2de görüleceği üzere osiloskop 1 V/div ve 250 us/div koşullarına ayarlanmıştır. Ölçülen sinyalin genliği tepe noktaları arasıdır ve 1 Volt/div * 4 div = 4 Volt olarak ölçülmüştür. Ölçülen sinyalin periyodu ise sinyalin başlangıcından, tekrar eden kısmına kadar olan süredir ve 250 us/div * 4 = 1000 us = 1 ms = s olarak ölçülmüştür. Sinyalin frekansı ise; Frekans(f) = 1 T = 1 = 1000 Hz = 1 khz s olarak bulunur. Kırmızı dikdörtgen içindeki alanda da bu değer otomatik olarak hesaplanıp kullanıcıya gösterilmektedir. Şekil 3 Şekil 3te görüleceği üzere osiloskop 2 V/div ve 100 us/div koşullarına ayarlanmıştır. Ölçülen sinyalin genliği tepe noktaları arasıdır ve 2 Volt/div * 2.5 div = 5 Volt olarak ölçülmüştür. Ölçülen sinyalin periyodu ise sinyalin başlangıcından, tekrar eden kısmına kadar olan süredir ve 100 us/div * 5 = 500 us = 0.5 ms = s olarak ölçülmüştür. Sinyalin frekansı ise; Frekans(f) = 1 T = 1 = 2000 Hz = 2 khz s olarak bulunur. Kırmızı dikdörtgen içindeki alanda da bu değer otomatik olarak hesaplanıp kullanıcıya gösterilmektedir. 5

7 2. Sinyal Jeneratörü Sinüs, kare, üçgen, gürültü vb. sinyalleri belirlenen frekans ve genlikte üreten fonksiyon üreteçleridir. Deneylerde kullanılacak olan sinyal jeneratörü Şekil 4 de gösterilmiştir. Şekil 4 1) Ekran Üretilen sinyalin kullanıcıya gösterildiği paneldir. Ekranda sinyalin genliği ve periyodu görülebilmektedir. 2) Sinyal Türü Seçme Butonları Üretilecek olan sinyalin türünün seçildiği butonlardır. Yukarıdan aşağıda doğru; sinüs, kare, üçgen, pulse, gürültü ve arb sinyalleri butonları vardır. 3) Sayısal Değer Girmek İçin Tuş Takımı Üretilecek sinyalin frekansının ve genliğinin girilebilmesini sağlayan butonlardır. 4) Sayısal Değer Girmek İçin Ayarlı Düğme Üretilecek sinyalin frekansının ve genliğinin girilebilmesini sağlayan ayarlı düğmedir. Aşağı, yukarı, sağ ve sol oklar ile ekranda hareket edilebilmektedir. Değiştirilecek alana gelindiğinde düğme ile ayar yapılabilmektedir. 5) Kanal 1/Kanal 2 Açma Kapama Butonları Kullanılacak kanalların açılıp, kapanmasını sağlayan butonlardır. Soldaki buton Kanal 1i açıp kapatırken, sağdaki düğme Kanal 2yi açıp kapatır. 6) Sinyal Aktarma Çıkışları Oluşturulan sinyallerin dışarı aktarıldığı çıkışlardır. Soldaki çıkış Kanal 1, sağdaki çıkış ise Kanal 2 çıkışıdır. Tek kanal kullanılacaksa, 1 tane kablo çıkışı yapılabilir. Şekil 5te sinyal jeneratörüyle üretilen örnek sinyal verilmiştir. 6

8 Şekil 5 Şekil 5te görüleceği üzere, 1 numara ile gösterilen yerde oluşturulan sinyalin şekli gözükmektedir(burada sinüs dalgası üretilmiştir). 2 numara ile gösterilen yerde üretilen sinyalin frekansı görülmektedir. Sinyal frekansı manuel olarak değiştirilip, istenilen frekansta sinyal üretilebilmektedir(burada 2kHz sinyal üretilmiştir). 3 numara ile gösterilen yerde ise üretilen sinyalin genliği görülmektedir. Sinyal genliği manuel olarak değiştirilip, istenilen genlikte sinyal üretilebilmektedir(burada 5 V genliğinde sinyal üretilmiştir). 3. Ayarlanabilir DC Güç Kaynağı Ayarlanabilir DC güç kaynağı, ayarlandığı voltaj değeri kadar DC çıkış veren güç kaynağıdır. Üretilen voltajın akım değeri de ayarlanabilir. Devrenin kullanacağından az miktarda akım ayarlamak devrenin çalışmamasına, yüksek miktarda akım ayarlamak ise herhangi bir kısa devre veya ters voltaj bağlanması durumlarında devre elemanlarının yanmasına neden olabilir. Ayrıca kolay kullanım için 5 Voltluk sabit güç çıkışı da güç kaynağının üstünde mevcuttur. Deneylerde kullanılacak olan iki farklı ayarlanabilir DC güç kaynakları Şekil 6 ve 7 de gösterilmiştir. 7

9 Şekil 6 Şekil 7 1) Ekran Üretilen gerilimin voltaj ve akım değerlerinin kullanıcıya gösterildiği paneldir. 2) Voltaj Ayarlama Düğmesi Üretilecek olan gerilimin voltaj değerinin ayarlandığı düğmedir. 8

10 3) Akım Ayarlama Düğmesi Üretilecek gerilimin, gerilime yük yüklendiğinde kullanılan akım değerinin ayarlandığı düğmedir. 4) Ayarlı Voltaj Çıkışı Üretilen gerilimin devreye aktarıldığı çıkışlardır. + ve -(GND) olarak iki çıkış vardır. Devredeki beslemenin pozitif ucu + ya, negatif ucu - ye bağlanmalıdır. Aksi durumda devre elemanları ısınır, patlar veya zarar görebilir. 5) 5 V Çıkışı Kolaylık olsun ve hazır olarak kullanılsın diye sabit 5V luk çıkışın verildiği uçlardır. 4. Multimetre Multimetre, akım (Amper), gerilim (Volt), direnç (Ohm) ve kısa devre ölçebilen bir elektronik alettir. Akım ölçülürken devreye seri, gerilim ve direnç ölçülürken ise devreye paralel bağlanır. Kısa devre ölçümlerinde devrede gerilim olmamalıdır ve kısa devre olacağı düşünülen uçlara probelar değdirilerek kısa devre olup olmadığı ölçülebilir. Deneylerde kullanılacak olan multimetre Şekil 8 de gösterilmiştir. Şekil 8 1) Ekran Ölçülen akım, gerilim ve direnç değerlerinin kullanıcıya gösterildiği paneldir. 2) Akım Ölçümü Ayarlama Ölçülecek akıma göre ekranda gösterilecek değerin ua(mikroamper), ma(miliamper) veya 10A(Amper) cinsinden olacağının seçildiği bölümdür. 9

11 3) Gerilim Ölçümü Ayarlama Ölçülecek gerilime göre ekranda gösterilecek değerin V(Volt) veya mv(milivolt) cinsinden olacağının seçildiği bölümdür. 4) Direnç ve Kısa Devre Ölçümü Ayarlama Direnç veya kısa devre ölçülecekse bu bölüm seçilir. 5) Amper Cinsinden Akım Ölçmek İçin Probun Bağlanacağı Giriş Amper cinsinden akım ölçmek için probun (özellikle kırmızı olanın) bağlanacağı giriştir. 6) ma veya ua Cinsinden Akım Ölçmek İçin Probun Bağlanacağı Giriş ma veya ua cinsinden akım ölçmek için probun (özellikle kırmızı olanın) bağlanacağı giriştir. 7) mv, V, Direnç Veya Kısa Devre Ölçmek İçin Probun Bağlanacağı Giriş mv veya V cinsinden gerilim ölçmek için probun (özellikle kırmızı olanın) bağlanacağı giriştir. 8) Probun Bir Ucunun Sürekli Bağlanacağı Giriş (COMMON) Probun (özellikle siyah olanın) bağlanacağı giriştir. 5. Breadboard Breadboard devreleri tak çıkar mantığı ile oluşturmamıza yarayan, belli satır ve sütunları kendi aralarında kısa devre edilmiş devre tahtasıdır. Breadboard, devreleri daha hızlı şekilde oluşturarak test etme imkanı sunar. Atlamalar jumper kablolar ile yapılarak istenilen devre kurulabilmektedir. Breadboard Şekil 9 da gösterilmiştir. Şekil 9 + ve - hatlar gösterildiği kırmızı ve mavi çizgiler boyunca(yatay 25 delik) birbirine değmektedir yani kısa devredir, fakat sağ ve sol hatlar birlikte kullanılacaksa aradaki atlamayı bir kablo yardımıyla yapmak gerekmektedir. A, B, C, D, E hatları kendi aralarında gösterilen yeşil hatlar boyunca (dikey 5 delik) birbirine değmektedir yani kısa devredir. F, G, H, I, J hatları kendi aralarında gösterilen yeşil hatlar boyunca (dikey 5 delik) birbirine değmektedir yani kısa devredir. 10