VOLTAJ VS ZAMAN Astable multivibratör olarak kullanılan 555 entegresinin çıkışındaki sinyalin genliği değiştirilerek, aynı zamanda çıkışta elde edilen ortalama voltajın değeri de (şekilde görüldüğü gibi) değiştirilmiş olur. Çıkış frekansının ise kullanılan yüke bağlı olarak 2KHz ile 25KHz arasında seçilmesi uygundur. Bu sinyalin besleme gerilimine(v S ) eşit olduğu zaman süresi; T H =0.7(R A + R B )C eşittir, Toprak gerilimine(0v) eşit oluğu zaman süresi ise T L =0.7R B C eşittir. 45
RÖLE Röle elektromanyetik bir anahtar (switch) dır. Aktif hale gelmesi için bir akım uygulanması gerekir. Röle lerin bir çok farklı tipi ve kullanıldıkları voltaj değerleri vardır. Hangi voltajın kullandığımız röle yi aktif yaptığını bilmeliyiz. Solda tek kontaklı iki konumlu bir röle nin üstten, ortada iki kontaklı iki konumlu bir röle nin üstten ve sağda iki kontaklı iki konumlu bir röle nin yandan görünüşü görülmektedir 46
Motor Kontrolü Bobin Bobin Solda tek kontaklı iki konumlu bir rölenin ve sağda iki kontaklı iki konumlu bir rölenin bacak bağlantıları 47
48
49
Ortak uç 1 2 1 NA NK Ortak uç NK 2 NA 50
RPOT AC 9 220V v Röle ile AC yükün(lamba) sürülmesi D16 VS D RB C T T RL R POT = 10-500k, C=10-1000 F L L: 2-9 volt ampul ya da R+LED veya DC- Motor olabilir 9V DC güç kaynağı (V S ), 1 adet 9V Röle (RL), 1 adet 100k direnç (R B ), 2 adet BC237 transistör (T), 1 adet 220k potansiyometre (R POT ), 1 adet 220 F elektrolit kapasitör (C), 1 adet pushbutton (D), 1 adet <9V lamba, D düğmesine(push-button) basıldığı zaman rölenin bobini enerjilenir ve manyetik alan oluşturur, oluşan bu manyetik alan neticesinde rölenin kontakları çekilir ve AC lamba(l) yanar, elimizi düğmeden çektiğimiz zaman RC devresi üzerinden beslenmeye devam eden darlington bağlı transistörler belirli bir süre daha rölenin bobini üzerinden akım geçmesine ve kontakların çekili kalmasına lambanın da yanması neden olur.bu olay binalardaki otomatların çalışma prensibine benzer.rc devresinin elemanlarının (R POT,C) değerlerinin seçimine bağlı olarak devrenin zamanlama değeri seçilebilir. 51
OPTOKUPLER (Optik Yalıtıcı) Optokupler bir LED ve fototransistörden oluşan bir entegre elemandır. LED on iken fototransistörü aktif hale getirir. LED ve fototransistör aynı referans voltajına sahip olmak zorunda değillerdir, LED (input) ile fototransistör (output) arasındaki bağlantı sadece ışık iledir. 1 6 2 5 3 4 52
YÜK Optokupler ile yükün sürülmesi D17 9V 5V RO 9V DC güç kaynağı (V S ), 1 adet 330 direnç (R o ), 1 adet TIL 111 Optokupler, 5V DC güç kaynağı (IC, adaptör, PC, mikrokontrolör çıkış portu) Kullanılan optik yalıtıcı sayesinde kontrol elemanı ile kontrol edilen sistemi elektriksel olarak yalıtabilmek mümkündür.görüldüğü gibi bu devrede düşük gerilimle çalışan bir devre ile (YÜK ün bir DC motor veya LED+Direnç ten oluştuğu) daha yüksek gerilimle çalışan bir devre arada herhangi bir elektriksel bağ olmadan kontrol edilmiştir.bu ise bir çok uygulamada özellikle güvenlik açısından fayda sağlar. 53
0-9 SAYICI D21 Deney için gerekli malzemeler: 5V DC güç kaynağı (V CC ), 1 er adet 555, 7490, 7447,7414 entegre 1 adet ortak anot gösterge (display) 8 adet 470 direnç (R L ) 2 adet tercihe bağlı direnç (555 frekans ayarı için) 1 adet tercihe bağlı kapasitör (555 frekans ayarı için) 78
0-9 SAYICI 555 entegresi tarafından oluşturulan kare dalga,schmidt tetikleyici tarafından geçiş noktaları keskinleştirilerek terslenir,oluşan bu yeni dalganın negatif(düşen) kenarını sayan 7490 sayıcı entegresi bu veriyi 4 adet iki tabanlı(4 bit) koda çevirir(encoder).kodlanmış veri daha sonra 7447 kod çözücü(decoder) entegresi tarafından çözülerek bu veri ile 7 parçalı LED li gösterge sürülür ve böylece 555 entegresinin kaç adet kare dalga gönderdiği 10 tabanında(decimal) veri olarak gösterge oluşur. 79
0-9 SAYICI 80
0-9 SAYICI 81
DEVİR ÖLÇER D22 Deney için gerekli malzemeler: 5V DC güç kaynağı (V CC ), 1 adet DC motor ve delikli disk 1 adet H21A1 model yarıklı optik yalıtıcı (Optokupler) 1 er adet 7490, 7447,7414 entegre 1 adet ortak anot gösterge (display) 9 adet 330 direnç (R L ) 1 adet 100k direnç (R FT ) 82
DEVİR ÖLÇER Motorun mili ile beraber dönen delikli disk, optik yalıtıcı üzerindeki kızıl ötesi(ir) LED in yaydığı kızıl ötesi ışığın yine optik yalıtıcı üzerinde bulunan fototransistör üzerine düşmesini engellediği sürece bu fototransistör kesimde kalır ve Schmitd tetikleyici girişine mantık(logic) 1 sinyali uygulanır.diskin dönmesi esnasında disk üzerindeki delik, kızıl ötesi LED hizasına geldiği vakit bu kızıl ötesi ışık fototransistörü aktif hale getirir ve böylece Schmitd tetikleyici girişine mantık(logic) 0 sinyali uygulanır. Disk üzerindeki deliğin hizadan çıkması ile birlikte tekrar kesime giden fototransistör Schmitd tetikleyici girişini mantık(logic) 1 yapar ve tam bu esnada Schmitd tetikleyici girişine uygulanan bu yükselen kenar(positive edge) Schmitd tetikleyici çıkışında düşen kenar(negative edge) oluşturur.oluşan bu yeni dalganın düşen kenarını sayan 7490 sayıcı entegresi bu veriyi 4 adet iki tabanlı koda çevirir.kodlanmış veri daha sonra 7447 kod çözücü entegresi tarafından çözülerek bu veri ile 7 parçalı LED li gösterge sürülür ve böylece motor milinin sayısı 10 tabanında veri olarak gösterge oluşur. 83
ANALOG-DİJİTAL ÇEVİRİCİ,DEVİR ÖLÇER D23 Deney için gerekli malzemeler: 5V DC güç kaynağı (V CC ), 1 adet ADC0804 entegre, 8 adet LED 8 adet 330 direnç (R L ), 1 adet 10k potansiyometre (R POT ) 1 adet 10k direnç (R C ), 1 adet anahtar (D), 1 adet 150pF kapasitör (C) 84
ANALOG-DİJİTAL ÇEVİRİCİ,DEVİR ÖLÇER Mekatronik sistemlerde sistemin hız, çözünürlük ihtiyacına ve maliyet durumuna göre farklı çalışma prensipleri olan ANOLOG-DİJİTAL çeviriciler kullanılabilir.bunlardan bir tanesi temelde iterasyon prensibi ile çalışan şekilde görülen artırımlı yaklaşımlı analog-dijital çeviricidir. Bu yöntemde analog giriş verisinin karşılaştırıcı OP AMP girişine uygulanması ile OP AMP bu veriyi ilk anda 0 olan DAC(dijital analog çevirici) çıkış verisi ile karşılaştırır ve bu karşılaştırma sonucu çıkışını 1 yapar yukarı sayıcı girişindeki ve(and) kapısı bu değeri tetikleme darbesi ile ve işlemine tabi tutar ve böylece yukarı sayıcı, 4 bitlik çıkış verisi 1 artırır.bu veri aynı zamanda DAC girişine de uygulandığı için DAC çıkışındaki analog veride 1 üst kademeye geçer ve tekrar karşılaştırıcı OP AMP bu yeni analog veriyi girişine uygulanan veri ile kıyaslar.bu iterasyon karşılaştırıcı OP AMP girişi verileri eşitlenene(analog giriş verisi=dac çıkış verisi) kadar sürer.eşitlik durumda ise karşılaştırıcı OP AMP çıkış değeri 0 olur ve böylece yukarı sayıcı artırma işlemini durdur ve böylece analog girişin dijital eşleniği sistemin çözünürlüğüne bağlı olarak yakınsanmış olur. 85
ANALOG-DİJİTAL ÇEVİRİCİ,DEVİR ÖLÇER Deney devresinde analog dijital çevirici olarak ADC0804 entegresi kullanılmıştır.bu entegrenin girişine 0 ile 5 Volt arası gerilim çıkışında 8 bitlik dijital veriye çevrilir.bu çevirme işlemi ise girişi uygulanan her 0,02 V luk analog değere karşılık 8 bitlik çıkış verisinin 1 artması şeklinde gerçekleşir.örneğin giriş gerilimi 0,02V olması durumunda entegre çıkışından 00000001,5V olması durumunda ise 11111111 değeri elde edilir.devrede kullanılın RC çifti entegreye saat(tetikleme) darbesi (pals) uygulanmasını sağlar. 86
LM324 ENTEGRESİ İLE GÜNEŞ PANELİ D24 Deney için gerekli malzemeler: 5V DC güç kaynağı (V CC ), 1 adet LM324 OpAmp entegre, 2 adet LDR 4 adet 10k direnç (R VD ), 2 adet 100k direnç (R F ), 4 adet 1k direnç (R), 4 adet BD135 transistör (T1-T2-T3-T4) 1 adet DC motor (m) 87
LM324 ENTEGRESİ İLE GÜNEŞ PANELİ Güneş panelinin üzerinde bulunan LDR lerin dirençleri sadece üzerlerine düşen ışık şiddeti aynı olursa eşitlenir bu ise ancak panelin ışık kaynağına 90 0 açı ile bakması durumunda gerçekleşir. Sistemin temel çalışma prensibi ise bu LDR direnç farklarının hata olarak tanımlanıp kullanılan OPAMP lar vasıtası ile devamlı sıfırlanmaya çalışılmasıdır.sistem bu bakımdan orantısal kontrollü geribeslemeli fark yükseltici olarak çalışır.kazanç parametresi ise sistemin istenilen denge konumuna göre OPAMP geribesleme direncinin (R F ) değiştirilmesi ile ayarlanabilir.ldr direnç farklarına göre kontrol elemanlarının ve panelin(motorun) çıkış değerleri aşağıda verilmiştir.motor dönüş yönü gelişigüzel temsil edilmiştir. 88
MOBİL ROBOT D25 Deney için gerekli malzemeler: DC güç kaynağı (V S ), 1 adet 10k direnç (R B ), 1 adet 100k trimpot (R R ), 1 adet BC237 transistör (T), 1 adet DC motor (M), 1 adet 2 kontaklı (girişli) 2 konumlu (çıkışlı) röle (DPDT, double pole double throw), 1 adet bas-çek düğme (D), 1 adet 220μF kapasitör (C) 89
MOBİL ROBOT Şekildeki mobil robotun deney devresinde D harfi ile temsil edilen çarpışma algılayıcısı bir engele temas ettiğinde basit bir düğme gibi davranarak T transistörünün aktif hale gelmesini sağlar ve böylece rölenin kontakları konum değiştirerek motorun mevcut devir yönünün ters yönünde dönmesini sağlar.bu ters yönlü devir hareketi çarpışma algılayıcısının engelle temasının kesilmesinden sonra, kullanılan RC devresinin elemanlarının değerlerine göre devam eder.daha sonra ise bir sonraki engele kadar, hareket motorları aynı yönlü devir hareketini sürdürerek robotun doğru bir yörünge takip etmesini sağlar. 90
SERVO DC MOTOR KONTROL D26 Deney için gerekli malzemeler: 9V DC güç kaynağı (V S ), 1 adet LM324 entegre (OpAmp), 2 adet 100k direnç (R F ), 4 adet 1k trimpot (R), 2 adet 10k potansiyometre (R POT1, R POT2 ), 4 adet BD135 transistör (T1-T2-T3-T4) 1 adet DC motor (m), 91
SERVO DC MOTOR KONTROL Deneyde, biri kontrol amaçlı R POT1 diğeri ise motorun çıkış miline bağlı R POT2 ve geri besleme amaçlı iki potansiyometre kullanılmıştır.sistemin temel çalışma prensibi ise bu potansiyometre direnç farklarının hata olarak tanımlanıp kullanılan OPAMP lar vasıtası ile devamlı sıfırlanmaya çalışılmasıdır.sistem bu bakımdan orantısal kontrollü geri beslemeli fark yükseltici olarak çalışır.kazanç parametresi ise sistemin istenilen denge konumuna göre OPAMP geri besleme direncinin R F değiştirilmesi ile ayarlanabilir. Bu deneyde OPAMP çıkışları motor için gerekli akımı temin edemeyeceğinden dolayı bu akımı yükseltmek için transistörlü H köprüsü kullanılmıştır.devrede güç OPAMP ları kullanıldığı takdirde ise aşağıdaki normal ve simetrik güç kaynağı beslemeli iki devre deney devresi ile aynı kontrolü ağlayabilmektedir. 92