SAKARYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI

Transkript

1 SAKARYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI DENEYİ YAPTIRAN: DENEYİN ADI: DENEY NO: DENEYİ YAPANIN ADI ve SOYADI: SINIFI: OKUL NO: DENEY GRUP NO: DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ KONTROL VERİLEN NOT

2 DENEY:1 LABORATUARDA KULLANILAN TEMEL CİHAZLARIN TANITIMI 1.1 Amaç:Laboratuarda kullanılan cihazları tanıyabilmek ve kullanabilmek. 1.2 Genel Bilgiler: MULTİMETRE (AVO Metre) Multimetre, akım, voltaj (gerilim) ve direnç değerlerini ölçmemizi sağlayan test cihazıdır. Çok işlevli bu cihaz, AC ve DC büyüklükleri farklı anahtar konumlarında ölçer. Doğru ve hassas değerler elde etmek için, öncelikle cihazın devreye doğru bağlanması gerekir. Multimetreyi devreye iki şekilde bağlayabiliriz: SERİ ve PARALEL. Daha sonra da doğru anahtar konumunun seçilmesi gerekir. Şekil-1, multimetrenin sembolik gösterimidir. AKIM ÖLÇÜMÜ Şekil-1 Akım ölçmek için yapılması gerekenler şunlardır: 1. Multimetre anahtarı DC Akım kademesine getirilir. Beklenen değer bilinmiyorsa büyük akım konumunda ölçüm yapılır. 10 ma ve 1 A kademeleri varsa anahtarı 1 A de tutun. Eğer beklenen değer yaklaşık olarak biliniyorsa, bu değere en yakın ancak bu değerden büyük bir konuma ayarlanır. 2. Güç kaynağı kapatılır ve devre, akımın geçtiği yol üzerinde açılır (bağlantı çıkarılır). 3. Devre elemanlarının ayrıldığı o noktaya multimetre seri olarak bağlanır. 4. Güç kaynağı açılır ve akımın geçtiği yöne göre (+) ya da ( ) değer okunur. Elde edilen değer (-) ise ampermetre uçları ters bağlanmıştır. Bulunan değeri daha hassas okumak için anahtar uygun konuma getirilir. Aşağıda bir örnek bulabilirsiniz. Örnek: Amacımız Şekil-2 deki devrede, R 4 direncinden geçen akımı ölçmek olsun. Bunun için gerekli bağlantı Şekil-3 teki gibidir. Şekil-2

3 Şekil-3 Ampermetrenin İç Yapısı: İdeal ampermetre, üzerinden geçen akımı ölçer ve ölçülen akımı (Im) etkilememesi için ampermetre üzerine düşen Vm geriliminin 0V olması gerekir. Bunu sağlamak için Rm=0 olmalıdır (Vm=Im*Rm). Pratikte ideal durum gerçekleştirilemediğinden, ideale yakın durumun sağlanması için ampermetrelerin iç yapısında çok küçük dirençler (güç değeri yüksek) kullanılır. VOLTAJ ÖLÇÜMÜ Voltaj ölçmek için yapılması gerekenler şunlardır: 1. Voltmetre anahtarı, DC Voltaj kademesine getirilir. Aynen ampermetrede olduğu gibi beklenen değere göre uygun konum seçilir. 2. Voltmetre, devre çalışıyorken, üzerindeki voltajın ölçüleceği elemana paralel olarak bağlanır. 3. (-) değer okunursa, uçlar ters bağlanmıştır. Daha hassas okuma için anahtarı uygun konuma alabilirsiniz. Örnek: Amacımız Şekil-4 teki devrede, R 2 direncinin üzerindeki voltajı ölçmekse, yapılması gereken bağlantı Şekil-5 teki gibidir. Şekil-5 V Şekil-4 Şekil-5

4 Voltmetrenin İç Yapısı: İdeal voltmetre, bir devre elemanının uçları arasındaki gerilimi ölçer ve ölçülen gerilimi (Vm) etkilememesi için voltmetre üzerine düşen Im akımının 0A olması gerekir. Bunu sağlamak için Rm= olmalıdır (Im=Vm/Rm). Pratikte ideal durum gerçekleştirilemediğinden, ideale yakın durumun sağlanması için çok büyük direnç değerleri kullanılır. DİRENÇ ÖLÇÜMÜ Herhangi bir devre elemanının (kablo, ampul, direnç) direncini ölçmek için şunlar yapılmalıdır: 1. Anahtar Direnç kademesine getirilir. Ampermetre ve voltmetrede olduğu gibi beklenen değere göre uygun konum seçilir. 2. Direnci ölçülecek eleman tek başına olmalıdır(devreden çıkartılır ve içinden herhangi bir akım geçmez). 3. Multimetrenin uçları elemanın uçlarına paralel olarak bağlanır. Bu bağlantıda devre elemanının kutuplu/yönlü olup olmadığı önemlidir. Biz deneylerimizde genellikle iki-yönlü (kutupsuz) elemanlarla çalışacağız. Örnek: Eğer amacımız verilen devredeki R 1 in değerini bulmak ise, ölçüm aşağıdaki gibi yapılmalıdır. R Şekil-6 ÖNEMLİ: Dirençler üzerlerindeki değerde olmazlar. Dirençlerin gerçek değerlerinin ohmmetre ile ölçülmesi gerekir. Dirençlerin tolerans değerlerinin olması, teorik ve pratik sonuçlarda farklılığa neden olan sebeplerden biridir. GÜÇ KAYNAĞI Hem akım hem de gerilim kaynağı olarak kullanılabilen bu cihaz; Ana kaynak ve Bağımlı kaynak olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Bu kaynaklar seri, paralel ve simetrik bağlanabilir. Birbirlerinden bağımsız olarak da kullanılabilir.

5 SİNYAL ÜRETECİ Sinüs, kare, testere-dişi gibi sinyalleri üretebilen sinyal üreteci adı verilen bu cihazın iki temel ayarı vardır. Bunlar: 1- Genlik, 2- Frekans ayarıdır. Genlik; sinyalin voltaj seviyesidir ve voltaj/zaman grafiğinde (şekil 1) dikey eksendir. Periyodik olan bu işaret, + ve - değerler almaktadır. Maksimum tepe değeri ile bu işareti tanımlayabiliriz. Periyot, sinyalin kendini tekrarladığı süredir. Frekans, sinyalin saniyedeki devir sayısıdır ve periyodun çarpmaya göre tersi alınarak bulunur: f = 1/T Aşağıda periyodu T=50 s, genliği (tepe değeri) Vp=1 V olan bir sinüs verilmiştir. v (t) V t (s) Şekil-1 Bu defa periyodu T=100 s genliği Vp=1V olan bir sinüs verilmiştir. v(t) V t (s) Şekil-2

6 OSİLOSKOP Osiloskop; işaretleri dalga şekli olarak görmemizi sağlayan cihazdır. İç yapısı temel olarak Şekil-5 teki gibidir. Şekil-5 Cihazın temel bileşenleri: Katot Işını Tüpü: CRT [Cathode Ray Tube], tetikleme devresi [trigger circuit], tarama işareti üreteci [sweep generator], yatay ve düşey yükselteçlerdir [amplifiers]. Televizyonda olduğu gibi; bir elektron tabancası düzeneğinde (filaman, katot ve kafes) üretilen elektronlar, yatay ve düşey saptırıcı levhalardan geçirilerek fosfordan yapılmış ekrana çarpar ve ışıma yaparlar. Şekil-5 te gösterilen anot bölümleri yardımıyla ekran koyuluk-açıklık ve odaklama-netlik ayarları yapılabilir. Elektron demetinin hareketini, yatay ve düşey saptırıcı levhalara uygulanan gerilim belirleyecektir. Şekil-5 teki yatay paralel levhalar ekrandaki hareketin düşey sapmasını (genlik ayarı), düşey paralel levhalar ise ekrandaki hareketin yatay sapmasını (zaman ayarı) sağlayacaktır. Time/Div düğmesi tarama hızını ayarlamayı sağlar. X-Pos düğmesi de işaretin ekrandaki yatay konumunu ayarlamak içindir. Volts /Div düğmesi ile işaretin genlik ayarı yapılır. Y-Pos düğmesi de işaretin ekrandaki y-konumunu ayarlamayı sağlar (üste ya da alta kaydırır). Burada önemli bir anahtar da giriş işaretinin DC mi yoksa AC mi görüntüleneceğini belirleyen anahtardır. Eğer bu anahtar AC de olursa işaretin yalnızca AC yani alternatif bileşenleri görünecek, DC yani sabit değeri görünmeyecektir (kapasitör tarafından süzülecektir).

7 BREADBOARD Bu araç ile deneysel devrelerinizi lehim ve plaket kullanmadan oluşturup çalıştırabilirsiniz. Breadboard yukarıdaki fotoğrafta avuç içerisinde görülen boyutlarda, üzerinde birçok delik olan bir malzemedir.. Boyutlarıyla karşılaştırılamayacak kadar büyük faydaları olan, elektronik devrelerin kurulumunda büyük kolaylık sağlayan ve asla vaz geçemeyeceğimiz bir araçtır. Plastiğin içerisinde üzerindeki delikleri elektriksel olarak birbirine bağlayan birçok metal parça vardır. Bu parçalar, delikten sokulacak telleri sıkıca yerinde tutacak şekillerde üretilmiş ve plastiğin içerisine sağlamca yerleştirilmişlerdir. Aşağıda bir breadboard un açılmış halini görüyorsunuz. En ortadaki yarığın iki tarafındaki 5 erli delikler yatay olarak birbirine bağlıdır. Boardun her iki tarafındaki boydan boya delikler dizisi de birbirlerine bağlıdırlar. Bunlar mavi ve kırmızı olarak işaretlenirler ve genellikle güç bağlantısını taşımak için kullanılırlar. Bağlantıların yerlerini bilen kullanıcı, bunları, devresini oluşturan iletken teller yerine kullanır. Elemanların montajı sadece board üzerindeki deliklere takılmalarından ibarettir. Board içerisindeki iletkenlerin yeterli olmadığı zamanlarda minik tek damarlı teller board üzerindeki deliklere takılarak gerekli bağlantıların gerçekleştirilmesinde kullanılır. Daha önce de dediğimiz gibi deliklere takılan elemanlar orada sabitlenir ve board ters çevirilse bile düşmezler. Tüm devrenizi bu şekilde board içerisindeki kısa devre bölümler ve yardımcı teller kullanarak oluşturduktan sonra test ve çalıştırma aşamalarına geçebilirsiniz. Bu şekilde kullandığınız boardı, üzerindeki elemanları ve telleri kolayca söküp birçok defalar daha kullanabilirsiniz. Devrenin kolay kurulması, sorunsuz çalıştırılması ve bir hata durumunda hatanın kolayca bulunabilmesi için tel ve eleman montajı sırasında düzenli olunmasında fayda vardır. Aşağıdaki fotoğrafta bu tür bir düzen gözetilmeden kurulmuş bir devre görülmektedir.böyle bir devre kurulumunda eğer bir hata varsa hatayı bulmak devreyi yeniden kurmaktan daha zor olabilir.

8 Birçok bacağı olan entegre devreleri bu tip boardlarda kullanırken boardın orta bölümüne yerleştirmek gerekir. Dikkat edilecek önemli nokta entegrenin bir tarafındaki bacakların board ortasındaki yarığın bir yanında, diğer taraftaki bacakların da ters yanda kalmasıdır. Böylece entegrenin karşılıklı bacaklarını birbirine kısa devre etmemiş olacaksınız. Aşağıda çift breadboard üzerine kurulmakla birlikte gayet düzenli ve anlaşılır şekilde hazırlanmış bir örnek devre görebilirsiniz. SORULAR 1. Devre üzerindeki bir direncin değerini,üzerine düşen gerilimi ve üzerinden geçen akımı ölçmek istediğimizde neler yapmalıyız,kısaca açıklayınız? 2. BreadBoard üzerinde seri ve paralel dirençleri bağlamak istediğimizde nelere dikkat etmeli ve bağlantıları nasıl yapmalıyız,şekil üzerinde gösteriniz.. 3.Güç kaynağı ve Sinyal üreteci nedir?aralarındaki farklılıkları açıklayınız.. 4.Güç kaynaklarındaki seri,paralel ve simetrik bağlantı hakkında bilgi veriniz.. 5.Osilaskop nedir? Temel ayar düğmelerini kısaca açıklayınız.. 6.Güç kaynağı ve sinyal üreteci çıkışlarını ayrı ayrı osilaskopa bağlanırsa ne tür çıkışlar elde edilebilir?kısaca açıklayınız..