rayli sİstemler teknolojİsİ · raf Üzerinde montajlı cihazlar: büyük elektronik ölçme ve...
TRANSCRIPT
T.C.
MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI
RAYLI SİSTEMLER TEKNOLOJİSİ
ELEKTRONİK DEVRELER VE SİSTEMLER-2
ANKARA 2013
Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller;
Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 tarih ve 269 sayılı Kararı
ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli
olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim
programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik
geliştirilmiş öğretim materyalleridir (Ders Notlarıdır).
Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye
rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek
ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında
uygulanmaya başlanmıştır.
Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği
kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması
önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir.
Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki
yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşabilirler.
Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır.
Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında
satılamaz.
i
AÇIKLAMALAR ................................................................................................................... iii GİRİŞ ....................................................................................................................................... 1 ÖĞRENME FAALİYETİ–1 .................................................................................................... 3 1. ELEKTRONİK SİSTEMLER .............................................................................................. 3
1.1. Elektronik Cihazlar ve Amplifikasyon.......................................................................... 3 1.1.1. Elektronik Devreleri Kapsülleme .......................................................................... 5 1.1.2. Elektronik Cihazlarda Kullanılan Yükselteç Devreleri ......................................... 5
1.2. Ses ve Radyo Frekans Devreleri ................................................................................. 10 1.2.1. Ses Seviyesinin Ölçülmesi ................................................................................... 11 1.2.2. Ses Seviyesinin Yükseltilmesi ............................................................................. 12 1.2.3. Ortak Emiterli Amplifikatörleri Birleştirmek ...................................................... 13 1.2.3.1. Transformatör Kuplajı ...................................................................................... 13 1.2.4. Ses ve Radyo Frekans Sinyallerinin Taşınması ................................................... 16
1.3. Osilatörler, Geri Besleme ve Dalga Şekillendiriciler .................................................. 18 1.3.1. Geri Besleme ve Bağlantı Türleri ........................................................................ 19 1.3.2. Osilatörler ............................................................................................................ 22 1.3.2.2. Wien Köprü Osilatörü....................................................................................... 23
1.4. Elektronik Güç Kaynağı Sistemleri ............................................................................ 26 1.4.1. DA Güç Kaynağı ................................................................................................. 26 1.4.1.1. Transformatörler ............................................................................................... 26 1.4.2. Transformatörsüz DA Güç Kaynakları ................................................................ 36 1.4.3. Anahtarlamalı (Switch mod) Güç Kaynakları ..................................................... 37 1.4.4. Büyük Güçlü Sanayi Tipi Güç Kaynakları .......................................................... 38 1.4.5. Kesintisiz Güç Kaynakları ................................................................................... 39
1.5. Endüstriyel Amplifikasyon Sistemleri ........................................................................ 40 1.5.1. İşlemsel Yükselteçlerin Fark Yükselteci Olarak Kullanılması ............................ 40 1.5.2. Üç Adet İşlemsel Yükselteç İle Endüstriyel Yükselticinin Yapılması ................ 44 1.5.3. Çeşitli Endüstriyel Yükselteç Örnekleri ve Temel Uygulama Devreleri ............. 45
1.6. Servo ve Kontrol Sistemleri ........................................................................................ 46 1.7. Pals ve Lojik Devreler................................................................................................. 47
1.7.1. Pals Devreleri ...................................................................................................... 47 1.7.2. Lojik Devreler ...................................................................................................... 49
1.8. Programlanabilir Kontrolörler ve Mikroişlemciler ..................................................... 51 1.9. Fiber Optikler .............................................................................................................. 52
1.9.1. Bant Genişliği ve Optik Güç ................................................................................ 54 1.9.2. Optik Kaynak ve Alıcılar ..................................................................................... 55 1.9.3. Kaynak ve Alıcıların Sürücü Devreleri ............................................................... 56 1.9.4. Sinyal Çoğullama ................................................................................................ 57 1.9.5. Modülasyon ......................................................................................................... 57
UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 58 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 59
ÖĞRENME FAALİYETİ–2 .................................................................................................. 60 2. TEMEL ENDÜSTRİYEL SİSTEMLER ........................................................................... 60
2.1. Endüstriyel Sistemlerin Temelleri .............................................................................. 60 2.1.1. Açık ve Kapalı Döngü Sistemleri ........................................................................ 61
2.2. Dijital ve Analog Sistemler ......................................................................................... 62
İÇİNDEKİLER
ii
2.3. Yazılım ve Programlama ............................................................................................ 64 2.4. Bilgisayar Destekli Kontrol Sistemleri ....................................................................... 66
2.4.1. Kayıt Sistemi ....................................................................................................... 67 2.4.2 Denetleyici Sistemler ............................................................................................ 67 2.4.3 Birim Kontrol Sistemleri ...................................................................................... 68 2.4.4. Direkt Sayısal Kontrol ......................................................................................... 69 2.4.5. Özel Amaçlı Bilgisayarlar ................................................................................... 69 2.4.6. Dağılmış Sistemler .............................................................................................. 70
2.5. Arabirim Prensipleri .................................................................................................... 71 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 75
MODÜL DEĞERLENDİRME .............................................................................................. 76 CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 78 KAYNAKLAR ....................................................................................................................... 80
iii
AÇIKLAMALAR
KOD 523EO0087
ALAN Elektrik Elektronik Teknolojisi
DAL/MESLEK Endüstriyel Bakım Onarım
MODÜLÜN ADI Elektronik Devreler ve Sistemler2
MODÜLÜN TANIMI Elektronik devreler ve sistemlerle ilgili temel
bilgi ve becerilerin kazandırıldığı öğrenim materyalidir.
SÜRE 40/32
ÖN KOŞUL Elektronik Devreler ve Sistemler1 modülünden
başarılı olmak.
YETERLİK Elektronik devreleri ve sistemleri verimli olarak
kullanmak arızalarını gidermek.
MODÜLÜN AMACI
Genel Amaç
Gerekli ortam sağlandığında, elektronik sistemleri
verimli olarak kullanabilecek, arızalarını
giderebileceksiniz.
Amaçlar
1. Elektronik sistemleri verimli olarak kullanabilecek,
arızalarını giderebileceksiniz
2. Temel endüstriyel sistemleri verimli olarak
kullanabilecek arızalarını giderebileceksiniz.
EĞİTİM ÖĞRETİM
ORTAMLARI VE
DONANIMLARI
Atölye ve laboratuar ortamı, Analog avometre,
Dijital avometre, Osilaskop, Sinyal jeneratörü,
Frekansmetre, Ayarlı DA güç kaynağı, Lehim
makinesi, Lehim teli, Lehim pastası, Pense,
Kargaburnu, Anahtar takımı, Tornavida takımı
ÖLÇME VE
DEĞERLENDİRME
Her faaliyet sonrasında o faliyetle ilgili
değerlendirme soruları ile kendi kendinizi
değerlendireceksiniz.
Öğretmen modül sonunda size ölçme aracı
(uygulama, soru-cevap) uygulayarak modül
uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek
değerlendirecektir.
AÇIKLAMALAR
iv
1
GİRİŞ
Sevgili Öğrenci,
ElektrikElektronik alanında teknolojik gelişmeler çok hızlı olmakta, her geçen gün
yeni bir elektronik cihazla karşılaşmaktayız. Elektronik cihazlar hayatımızın her alanında
işlerimizi kolaylaştıran, yaşam kalitemizi yükselten vazgeçemeyeceğimiz bir yardımcı
durumundadır. Özellikle endüstride verimliliğin ve kalitenin artması, tamamen bu alanda
kullanılan elektronik cihazlar sayesinde olmuştur. Bu nedenle de elektronik cihazların
kullanılması, tamir ve bakımı ile ilgili meslekler her zaman için en gözde meslekler
arasındadır.
Bu modül, daha önce almış olduğun elektronik devreler ve sistemler-1 modülünün
devamı niteliğindedir. Elektronik cihazların yapımında kullanılan temel elektronik devreler
anlatılmaya devam edilmiş ve endüstriyel sistemlere temel düzeyde değinilmiştir. Bu modülü
başarı ile tamamladığında elektronik sistemleri verimli bir şekilde kullanmak, arızalarını
tamir etmek ve bakımını yapmak için gerekli bilgi, beceri ve alışkanlıkları kazanacaksın.
Her ne kadar elektronik alanında çok hızlı teknolojik gelişmeler yaşansa bile temel
yaklaşımlar değişmemektedir. Elektronik devreleri ve sistemleri tanımak, kullanımını ve
arızalarını giderebilmek senin için geniş iş olanakları sağlayacaktır.
Q1
R1
C1
R2
R3
C2
+Vcc
Giriş
Q2
R4
C3
R5
R6
C4
+Vcc
Çıkış
TR1
TR2 TR3
GİRİŞ
2
3
ÖĞRENME FAALİYETİ–1
Uygun atölye ve laboratuar ortamı sağlandığında elektronik sistemleri kullanabilecek
arızalarını giderebileceksiniz.
Bu faaliyete başlamadan önce yapmanız gereken öncelikli araştırmalar şunlardır;
Amplifikatör devrelerinin nerelerde kullanıldığını araştırınız.
Yapısında mikroişlemci veya mikrokontrolör bulunan kullandığınız elektronik
cihazları araştırınız.
Araştırma işlemleri için internet ortamını, bu konuda yayımlanmış olan firma
kataloglarını ve modülün sonunda belirtilen kaynakların ilgili bolümlerini incelemeniz
gerekmektedir. Ayrıca elektronik cihazların tamir ve bakım işlemlerini yapan kişilerden ön
bilgi edininiz.
1. ELEKTRONİK SİSTEMLER
1.1. Elektronik Cihazlar ve Amplifikasyon
Endüstriyel uygulamalarda verilerin toplanması, işlenmesi, verilere uygun çıktıların
alınması, başka elektronik devrelere bu çıktıların iletilmesi, endüstriyel makinelerin kontrol
edilmesi büyük önem taşır. Elektronik cihaz, elektrik akımı, gerilim, direnç, güç, uzunluk,
ağırlık, hacim, kuvvet, yoğunluk, basınç, titreşim, sıcaklık, nem, vakum, viskozite, uzama,
yer değiştirme, kimyasal analiz gibi fiziksel bir veriyi uygun transdüserleri kullanarak alır.
İşlemlerden geçirerek uygun çıktıları oluşturur. Gerektiğinde başka devre ve sistemlerle
haberleşerek veri transferi yapar veya kendisine gelen verilere uygun olarak endüstriyel
makineleri kontrol eder.
Elektronik cihazlar genellikle bir teknisyen veya operatör tarafından sıklıkla kullanılır.
Bu nedenle fiziksel yapıları ve montaj yerleri önem kazanır. Montaj yeri bakımından beş ayrı
guruba ayrılabilir. Bunlar:
Kullanım Yerinde Montajlı
Pano Üzerinde Montajlı
Tezgah Üzerinde Kullanılan
Raf Üzerinde Montajlı
Portatif (taşınabilir) cihazlardır.
ÖĞRENME FAALİYETİ–1
AMAÇ
ARAŞTIRMA
4
Kullanım Yerinde Montajlı Cihazlar: Elektronik cihazların ölçülen veya
kontrol edilen fiziksel prosese yakın olması gerekli olan durumlarda cihaz
kullanım yerine montaj edilir. Genellikle sensör ve transdüserlere bağlanan
sinyal ile veri elde etme alt sistemleri bu şekilde işletme sahasına montaj edilen
cihazlardır. Cihazın sahaya montajı, yüksek sıcaklık, fiziksel darbe, çamur, su,
yağ ve toz gibi sert çevresel koşullara maruz kalmasına neden olur. Bu nedenle
montaj yerinde metal veya plastik döküm muhafazalar kullanılır. Muhafazalar
gerekli standartları taşıyacak şekilde dayanıklı ve sızdırmaz yapıdadır.
Pano Üzerinde Montajlı Cihazlar: İşletme sahasında kontrol ve okuma
gerektiren çeşitli cihazlar bir pano üzerine, bağlantıları ve diğer sistem
elemanları da bir kabin içine montaj edilir. Kabin mekanik dayanımı yüksek ve
sızdırmaz yapıdadır. Kabinin montaj yeri ve cihazın kabin üzerindeki yeri,
kolay ulaşılabilecek ve okunacak şekilde seçilir.
Tezgâh Üzerinde Kullanılan Cihazlar: Bir harici güç kaynağı gerektiren,
fakat aynı zamanda belli oranda taşınabilme özelliğine sahip tezgâh üzerinde
kullanılan cihazlardır. Cihazın boyutları, ayar ve bağlantı uçları tezgah üzerinde
çalışma dikkate alınarak dizayn edilmiştir. Kullanıcı girişleri kullanımda
kolaylık bakımından cihazın ön yüzündedir. Rahat bir okuma açısından büyük
ve net bir gösterge mevcuttur. Cihazın taşıma sapı katlanabilir ve tezgâh
üzerinde açılı durmasını sağlayacak şekilde dizayn edilmiştir.
Resim 1.1: Tezgâh üzerinde kullanılan bir cihaz
Raf Üzerinde Montajlı Cihazlar: Büyük elektronik ölçme ve kontrol
sistemleri değişen yüksekliklerde 19 inç genişliğinde metal kabinler içerisine
montaj edilir. Bu kabinler tezgâha, serbest veya duvara montaj için kullanılır.
Daha küçük modüller ufak raflara yerleştirilip daha sonra 19 inç’lik kabin içine
civatalanır.
Taşınabilir Cihazlar: Boyutları ve elektronik devre güç tüketimleri az olan, sık
kullanılan, gerektiğinde rahat taşınabilen cihazlardır. Batarya ile çalışırlar. Bu
5
nedenle dikkat edilmeli, cihaz kullanılmadığı sürece kapalı tutulmalıdır. Uzun
süre kullanılmayıp bir depoya kaldırılacakları durumlarda içinde batarya
bırakılmamalıdır.
Resim 1.2: Taşınabilir cihazlar
1.1.1. Elektronik Devreleri Kapsülleme
Sürekli titreşime ve çok ağır koşullara maruz kalacak elektronik eleman gurupları
bazen kapsüllenir. Bu guruplar genelde epoksi reçine olmak üzere uygun malzemeler
kullanarak kalıba alınır. Kalıp malzemesi, parçaları bulundukları pozisyonda sıkı bir biçimde
tutmakta, buna ilaveten cihazın maruz kalacağı ortamlara karşıda korumaktadır. Gerilmelere,
sıcaklıkla oluşacak genleşmelere karşı bazen sertleştirici reçineye ilaveten esnek silikon veya
kauçukta kullanılır. Bazı epoksiler 300o C kadar dayanıklıdır. Daha yüksek ısılarda (450
0C)
dayanımlarını kaybeder ve erimeye başlar. Kapsülleme sırasında veya sonradan oluşacak bir
arıza durumunda kapsüllenmiş gurup atılır. İçerdeki parçalar kendileri ısıya dayanıklı ise
tekrar kullanılabilir.
1.1.2. Elektronik Cihazlarda Kullanılan Yükselteç Devreleri
Endüstriyel bir sistemde toplanan veriler analog ya da sayısal özelliktedir. Cihazlar,
sayısal verileri genellikle herhangi bir ön işleme tabi tutmadan doğrudan değerlendirmeye
alabilir. Fakat analog veriler genellikle yeterli büyüklükte olmadığından öncelikle yükseltilir,
daha sonra değerlendirilir. Cihazlarda analog verilerin işlenmesi için en çok işlemsel
yükselteçler (Operasyonel Amplifikatörler, Op-Amp) kullanılır.
1.1.2.1. İşlemsel Yükselteçler
Elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanlarından olan işlemsel yükselteçlerin genel
özelliklerini şu şekilde sıralayabiliriz.
Giriş empedansları çok yüksektir. Bu nedenle kendilerinden önceki devreyi aşırı
yüklemezler.
Kazançları (yükseltme oranları) çok yüksektir.
Çıkış empedansları çok küçüktür.
6
Band genişlikleri 1 Mhz civarındadır.
Besleme tek kaynaktan ya da simetrik bir kaynaktan yapılır.
İki giriş ucu arasına sinyal uygulanmadığı zaman yükselteç çıkışı sıfır olur.
İşlemsel yükselteçler değişik devre bağlantıları yapılarak ters çeviren, ters
çevirmeyen, AC kuplajlı ters çevirmeyen, toplayıcı, fark alıcı, integral alıcı, türev alıcı, faza
duyarlı algılayıcı, logaritmik, ters logaritmik, yarım dalga doğrultucu, tam dalga doğrultucu
yükselteç olarak kullanılırlar. İşlemsel yükselteçlerin bu farklı uygulamaları şekil 11’de
görülmektedir.
R1
+
-
RF
Vi
Vo
(a)Ters Çeviren DC Yükselteç
R1
+
-
RF
Vi1
Vo
R2
R3
Vi2
Vi3
(c)Toplayıcı Yükselteç
R1
+
-RF
Vi
Vo
(b)Ters Çevirmeyen DC Yükselteç
R1
+
-
RF
Vi
Vo
(d)AC Ters Çevirmeyen Yükselteç
C1
R2 +
-
R5
Vi
Vo
CF
C1
(f)Türev Alıcı Devre
R1
+
-
RF
Vi2
Vo
RF
R1Vi1
(e)DC Fark Yükselteci
R1
+
-
RF
Vi
Vo
CF
(g)İntegral Alıcı Devre
R
+
-
R
ViVo
R
D1
D2
(ı)Yarım Dalga Doğrultma
R1
+
-
RF
VoR2Vi
(h)Faza Duyarlı Algılayıcı.
Vg faz
7
R
+
-
R
Vi
R
D1
D2
(i)Tam Dalga Doğrultma
R/2
+
-
R
Vo
R
R1
+
-
RB
Vi Vo
RA
D
(k)Logaritmik Yükseltme
Şekil 1.1: İşlemsel yükselteçlerin değişik uygulamaları
Çeviren ve çevirmeyen girişleri arasındaki fark sıfır olduğunda çıkışında sıfır olması
beklenir. Ancak içyapısındaki elemanlar yüzde yüz özdeş olamadığından çıkış gerilimi
sıfırdan farklı olabilir. Bu durumu düzeltmek için off-set ayar ucu çıkarılmıştır. Şekil
12(a)’da görüldüğü gibi potansiyometre kullanarak çıkış off-set ayarı yapılır. Tek girişin
kullanıldığı durumlarda çıkış off-set ayarı şekil 1–2(b)’de görüldüğü gibi de yapılabilir.
R1
+
-
RF
Vi
Vo
(a)Off-set Ucundan Ayar
R2
P
+Vcc
-Vcc
15
R1
+
-
RF
Vi
Vo
R2
+Vcc
-Vcc
R3P
+Vcc -Vcc
(b) Bir Giriş Ucu İle Ayar
Şekil 1.2: İşlemsel yükselteç offset ayarı
1.1.2.2. Kıyıcı Dengelenmiş Yükselteçler ve Komütasyonlu Otomatik Sıfırlamalı (CAZ)
Yükselteçler
Yukarıda çıkış offset gerilimini sıfırlamak için şekil 12’daki devreleri önermiştik.
Fakat dışarıdan bağlanmış bir potansiyometre ile ayar yapmak kalıcı bir çözüm değildir.
Besleme geriliminde oluşacak dalgalanmalar, sıcaklık değişimleri offset ayarının zaman
içinde değişmesine neden olur. Şekil 1–2(b) daha dikkatli incelenirse giriş sinyali olmadığı
durumda, çıkışı sıfırlamak için iki giriş arasında fark oluşturulduğu görülür. İşlemsel
yükselteçlerde çıkışı 0 V’a çekmek için girişler arasında olması gereken doğru gerilim
farkına giriş kayma gerilimi denilir. İdealde 0 V olması gereken giriş kayma gerilimi pratikte
5–50 milivolttur. Büyük sinyallerle yapılan çalışmalarda birkaç milivoltluk kayma gerilimi
göz ardı edilebilir. Fakat bir transdüser, ölçü aleti veya ölçme cihazında olduğu gibi çıkış
geriliminin bir fiziksel niceliği temsil ettiği uygulamalarda kayma gerilimi ciddi hatalara
8
neden olur. Çıkış gerilimi oda sıcaklığında 0 V’a ayarlanmış bile olsa, bu değer sıcaklıktaki
değişmelere bağlı olarak değişecektir. Her 10C sıcaklık değişimi için, giriş kayma
geriliminde oluşan değişimlerin başlangıçtaki değere oranlarına “giriş kayma gerilim sıcaklık
katsayısı” denilir. Pratikte giriş kayma gerilim sıcaklık katsayısı 2–4 V/0C civarındadır.
Çok küçük giriş kayma gerilimi ve çok küçük giriş kayma gerilim sıcaklık katsayısı
elde etmek için, kıyıcı dengelenmiş yükselteçler ile komütasyonlu otomatik sıfırlamalı
(CAZ) yükselteçler geliştirilmiştir. Şekil 1–3(a)’da kıyıcı dengelenmiş yükselteç
görülmektedir. Bu yükselteçlerde giriş sinyali frekans değerine göre iki yola bölünür. DC ve
alçak frekanslı sinyaller alçak geçiren bir filtre üzerinden modülatöre gönderilir. Modüle
edilmiş sinyal (artık AC sinyale dönüşmüştür) bir AC yükselteç ile yükseltilir, tekrar
demodüle edilir ve filtre edilerek esas yükseltece iletilir. Böylece DC ve alçak frekanslı
sinyaller kayma gerilimine sahip olmayan AC yükselteç tarafından yükseltilmiş olur.
Böylece giriş kayma gerilimi 15–50 V civarına, sıcaklık katsayısı ise 0,1–1 V/0C
aralığına indirilmiş olur.
Komütasyonlu otomatik sıfırlamalı (CAZ) yükselteç, iki adet işlemsel yükseltecin iki
durumlu çalışması ile elde edilir. Birinci durumda; 1. yükselteç aktif olurken çevirmeyen
girişine C1 kondansatörü seri bağlıdır ve 2. yükselteç giriş kayma gerilimini C2
kondansatörüne şarj eder. İkinci durumda ise; 2. yükselteç aktif olurken çevirmeyen girişine
C2 kondansatörü seri bağlıdır ve birinci yükselteç giriş kayma gerilimini C1 kondansatörüne
şarj eder. Böylece giriş kayma gerilimi C1 ve C2 kondansatörlerinde hafızaya alınarak bir
sonraki durumda çevirmeyen girişe seri bağlanıp giriş kayma geriliminin etkisi sıfırlanmaya
çalışılır. Birinci ve ikinci durum yaklaşık 3 ms aralıklarla sürekli tekrarlanır. Bu
yükselteçlerde giriş kayma gerilimi 2 V civarında ve sıcaklık katsayısı 0,05 V/0C
civarındadır. Komütasyonlu otomatik sıfırlamalı (CAZ) yükseltecin iki durumlu çalışması
şekil 1–3(b)’de görülmektedir.
R1Vi
R
VoR2
R2
C
C
Modülatör
AC Yükselteç
Demodülatör
Alçak Geçiren Filtre
Alçak Frekanslar
ve DC Sinyaller
+
-
(a) Kıyıcı Dengelenmiş Yükselteç
9
C1
R
C2
+
-
+
-
+Giriş
-Giriş
Otomatik
C1
R3
C2
+
-
+
-
+Giriş
-Giriş
1.Durum 2.Durum
(b) Komütasyonlu Otomatik Sıfırlamalı Yükselteç
Sıfırlama
Otomatik
Sıfırlama
Şekil 1.3: (a) Kıyıcı dengelenmiş yükselteç (b) Komütasyonlu otomatik sıfırlamalı
(CAZ)yükselteç
1.1.2.3. Yük Yükselteçleri
Akselerometrelerde, basınç dönüştürücülerinde ve yük hücrelerinde kullanılan
piezoelektrik kristaller elektrik yük çıkışları üretirler. Şekil 14’de görülen yük yükselteçleri,
elektrik yükü miktarını gerilime çevirir.
Vo
R2
C1
CF
+
-
CS
qi
Şekil 1.4: Yük yükselteci
1.1.2.4. ÖrnekleTut Yükselteçleri
Analog sayısal dönüştürücülerde olduğu gibi bazen girişin çevrim işlemi boyunca
sabit tutulması istenilir. Bu tür uygulamalarda kullanılmak üzere iki durumlu çalışan örnekle
ve tut (S ve H) yükselteçleri geliştirilmiştir. İzleme ve tutma yükselteçleri olarak da bilinen
bu yükselteçlerin, çıkışın girişi izlediği örnekle veya izle durumu ile tut komutunun geldiği
anda girişin kilitlenerek değerini koruduğu tutma durumu olmak üzere iki çalışma modu
10
vardır. Yükseltecin çalışma durumunu genelde TTL seviyelerindeki mantıksal sinyaller
belirler. Bu yükselteçlere LF198, LF298 ve LF398 entegre yükselteçleri örnek olarak
verilebilir. Şekil 15’da bir örnekle ve tut yükselteci görülmektedir.
Vo
C1
+
-
+
-
ViA1
A2
Mantıksal
KontrollüAnahtar
C1
Analogsinyal
+V-V
Vo
0 V
+5 V
Tut
Örnekle
LF198
(a) (b)
1
34
5
67
8
Şekil 1.5: (a) Örnekletut yükselteci prensip şeması (b) LF198 Örnekletut entegresi
1.2. Ses ve Radyo Frekans Devreleri
Ses, elastik bir cisimde meydana gelen titreşimler sonucu oluşur. Cismin bulunduğu
katı, sıvı veya gaz ortam içinde basınç değişimleri oluşturarak dalga şeklinde yayılır. Bir
gitar teline dokunulduğunda titreşmeye başladığını görürüz. Aynı zamanda kulağımızla da
sesi duyarız. Gitar telinde meydana gelen titreşim çevresindeki havada basınç değişimleri
oluşturur. Bu basınç değişimleri dalga şeklinde yayılarak kulağımıza kadar gelir ve kulak
zarımız tarafından algılanır. Ses kaynağı tarafından oluşturulan titreşimlerin zamana göre
değişimleri kâğıt üzerine çizildiğinde şekil 21’de görülen ses dalgası oluşur. Ses dalgasının
genliği, sesin şiddetini belirler. Titreşimlerin zaman içindeki oluşma sıklığı ise sesin
frekansını belirler. Temel ses dalgası şekil 2–1(a)’da görüldüğü gibi sinüzoidaldir. Diğer
bütün karmaşık sesler bu sinüs dalgasının değişik harmoniklerinin toplamı şeklindedir.
(a) (b)
Şekil 2.1: (a) Temel ses dalgası (b) Karmaşık ses dalgası
İnsan kulağı 20 Hz ile 20.000 Hz arasında değişen frekanslardaki sesleri duyabilir. Her
canlı türünün duyduğu ses frekans aralığı farklıdır. Örneğin; sivrisinekler bizim
duyamadığımız daha yüksek frekanslardaki sesleri duyabilmektedir. Sesin duyulması sesin
şiddetine de bağlıdır.
11
1.2.1. Ses Seviyesinin Ölçülmesi
Bir oda da ses kaynağı olduğunu düşünelim. Bu ses kaynağı belli bir ses gücünü dışarı
yayacaktır ve bu güç oda içinde ses basıncına dönüşecektir. Ses basıncı seviyesi duvardan
yansıyan ses miktarı, komşu odalara iletilen ( ve geri dönmeyen) ses miktarı vb. şeylere bağlı
olarak değişiklik gösterecektir. Odanın yapısı, içindeki eşyalar v.b birçok etkenden dolayı
ses basıncı her noktada aynı değildir. Biz bulunduğumuz noktada kulağımıza uygulanan ses
basıncını algılarız. İnsan kulağı en az 20 µPascal değerindeki ses basıncını duyabilir ve bu
değere duyma eşiği denilir. Duyma eşiğinden çok daha yüksek sesleri de duyabilmekteyiz.
Duyabildiğimiz en küçük ses basıncı ile kulağın dayanabildiği en yüksek ses basıncı arasında
bir milyon katına yakın bir oran vardır. Ses gücünün ses basıncının karesi ile değiştiğini
dikkate aldığımızda, algılanabilen en küçük ses gücü ve en büyük ses gücü arasında bir
trilyon katına yakın bir oran söz konusudur. Bu durum ses seviyesinin tespitinde direk basınç
veya güç değerini kullanmayı zorlaştırır. Direk güç veya basınç değerini kullanmak yerine
bir ses kaynağı ile diğer bir ses kaynağını karşılaştırmak ve aradaki oranı logaritmik olarak
belirtmek daha kullanışlı bir yoldur. Değişik değerlerdeki ses güçleri desibel (dB) skalası ile
karşılaştırılır. Bu skala on tabanına göre alınmış logaritma ile gösterilen ses gücü cetvelidir.
Alexandre Graham Bell'in anısına onun soyadından esinlenerek “BELL” birim kabul edilmiş
ve onda biri olan, "DESİBELL" kullanılmıştır. Örneğin A ses kaynağı 10 watt gücünde, B
ses kaynağı 1 watt gücünde ise, A kaynağının ses gücü seviyesi;
WA=10 log
B
A
W
W dB'dir. WA=10 log
1
10 dB WA=10 dB olarak bulunur.
Bunun anlamı A kaynağının gücü B’den +10 dB kadar daha fazladır.
Ses seviyesinin kesin terimlerle ifade edilebilmesi için referans değere ihtiyaç vardır.
Duyma eşik değeri (20 µPascal ) referans değer olarak kabul edilmiş, bu değere karşılık
gelen güç referansı olarak ta “PİKOWATT” değeri tanımlanmıştır.
İstenmeyen seslere genel olarak gürültü diyebiliriz. Gürültü kelimesi sesin yüksekliği
ile birlikte rahatsız edici olmasını da ifade eder. Diskotekteki, sınıftaki, kütüphanedeki ses
seviyeleri ve rahatsızlık dereceleri farklıdır. Geceleri bir sivrisinek bile rahatsız olmamıza
yeterli olabilir. Bu nedenle gürültü değerlendirmesinde bulunulan ortam ve zaman önem
kazanır. Gürültü, duyma bozukluklarına sebep olduğu gibi motivasyon kayıbı, stres,
yorgunluk, yüksek kan basıncı v.b rahatsızlıklara da neden olur. Endüstriyel ve kentsel
gürültü günümüzde iş yaşamını ve günlük yaşamı olumsuz yönde etkilemekte, insan
sağlığını tehdit etmektedir. Çoğu ülkede hükümetler sanayi, inşaat çalışmaları, toplu
faaliyetler, eğlence mekânları gibi farklı aktivitelerin bir sonucu olarak ortaya çıkabilecek
gürültü miktarını düzenlemek amacıyla yasalar çıkarmıştır. Gürültünün azaltılması için
öncelikle gürültünün seviyesinin doğru şekilde ölçülüp analiz edilmesi gerekir. Böylece
gürültünün yapısı ortaya çıkacak, doğru önlemler alınabilecektir. Gürültü seviyesini ani
değer olarak veya etkin değer olarak ölçen ses analiz cihazları mevcuttur.
12
Resim 2.1: Ses seviyesi ölçen cihazlar
1.2.2. Ses Seviyesinin Yükseltilmesi
Geniş salonlar ve açık alanlarda olduğu gibi birçok yerde bir kaynaktan yayılan sesin
duyulmaması problemi ile sıkça karşılaşılır. Sesin herhangi bir noktadan duyulması için, o
noktada ses basıncının duyma eşiğinden daha büyük olması gerekir. Ses basıncını artırmak
için kaynağın ses çıkış gücünün yeterince büyütülmesi şarttır. Ses kaynaklarının çıkış gücü
amplifikatör devreleri ile yükseltilir. Şekil 2-2’de sesin yükseltilmesi için kullanılacak
devreler bir blok şema ile gösterilmiştir.
Mikrofon
Mikrofon
Hoparlör
Ön Güç
Önyükselteci Yükseltici Yükseltici
Ön
Yükseltici
Şekil 2.2: Sesin seviyesinin yükseltilmesi
Mikrofon, ses dalgalarını elektriksel titreşimlere çeviren cihazdır. Piezo-elektrik,
elektrostatik, kapasitif ve elektromanyetik prensipleri kullanarak çalışan çeşitli mikrofonlar
yapılmıştır. Bir mikrofondan sesin bütün frekanslarını olduğu gibi elektrik sinyaline
dönüştürmesi istenilir.
Mikrofon çıkışında ses dalgalarının elektriksel kopyaları olan küçük elektrik sinyalleri
bulunur. Bu sinyallerin bozulmaya uğramadan yükseltilmeleri için küçük sinyal
amplifikatörleri kullanılır. Mikrofon ön yükselteci olarak adlandırılan bu amplifikatörlerde,
sinyal yükseltilerek daha sonraki yükseltici devre girişi için gerekli seviyeye çıkarılır.
13
Yeteri kadar yükseltilen ses frekanslı elektrik sinyalleri hoparlörler tarafından yeniden
ses dalgalarına dönüştürülür. Hoparlörden çıkan ses dalgalarının gücü; hoparlör uçlarına
uygulanan ses frekanslı elektrik sinyallerinin genliği ve hoparlör akımına bağlıdır.
Hoparlörden yeteri kadar ses gücü alabilmek için güç amplifikatörü kullanmak gerekir. Güç
amplifikatörünü sürmek için, gerekli genlikte ve güçte elektrik sinyali elde edilmelidir.
Bunun için mikrofon ön yükseltici devrelerden sonra, yeteri kadar yükseltici devre arka
arkaya bağlanır.
1.2.3. Ortak Emiterli Amplifikatörleri Birleştirmek
Ortak emiterli amplifikatörler, ses frekans amplifikatörü, I-F amplifikatörü ve video
amplifikatörü olarak kullanılırlar. Yüksek değerde gerilim, akım ve güç kazancı sağlayan
amplifikatörlerdir. Bir amplifikatörün çıkışının daha sonraki bir amplifikatör girişine
bağlanmasına kuplaj denilir. Ortak emiterli amplifikatörlerde dört çeşit kuplaj yapılabilir.
Bunlar;
Transformatör Kuplajı
RC (Direnç-Kondansatör) kuplajı
Direkt kuplaj
Empedans kuplajıdır.
1.2.3.1. Transformatör Kuplajı
Bir kattan diğerine en büyük güç transferini yapabilmek için birinci katın çıkış
empedansı ile ikinci katın giriş empedansının eşit olması gerekir. Bu durumu maksimum güç
kuralından hatırlayabiliriz. İki kat arasında empedans uygunlaştırmak için ara transformatörü
kullanılabilir. Şekil 23’de ortak emiterli iki amplifikatör devresi ara transformatörü ile
birleştirilmiştir.
TR1 transformatörü giriş ile 1. amplifikatör arasında,
TR2 transformatörü 1. ve 2. amplifikatörler arasında,
TR3 transformatörü ise çıkış ile 2. amplifikatör arasında bağlantıyı sağlamaktadır.
14
Q1
R1
C1
R2
R3
C2
+Vcc
Giriş
Q2
R4
C3
R5
R6
C4
+Vcc
Çıkış
TR1
TR2 TR3
Şekil 2.3: Transformatör kuplajlı ortak emiterli iki amplifikatörler
1.2.3.2. RC (Direnç-Kondansatör) Kuplajı
Kondansatör kuplajlı iki katlı amplifikatör devresi şekil 2–4(a)’da görülmektedir. Bu
birleştirme yönteminde büyük güç kayıpları ortaya çıkmaktadır. Fakat pratik olması
avantajdır. Güç kayıplarını azaltmak için son amplifikatör ile çıkış arasındaki bağlantıda
transformatör kullanılabilir. Bu durum şekil 2–4(b)’de görülmektedir.
Q1
R4
C1
R2
R1
C2
+Vcc
Giriş
C3R3
Q2
R7R6
R5
C4
+Vcc
C5R7
ÇıkışQ1
R3
C1
R1
C2
+Vcc
Giriş
C3R2
Q2
R6R5
R4
C4
+Vcc
Çıkış
TR1
(a) (b)
Şekil 2.4: (a) RC kuplajlı (b) RC kuplajlı çıkışı transformatörlü ortak emiterli iki amplifikatör
C1 kondansatörü giriş ile 1. amplifikatör arasında,
C3 kondansatörü 1. ve 2. amplifikatörler arasında,
C5 kondansatörü çıkış ile 2. amplifikatör arasında bağlantıyı sağlamaktadır. Şekil
24(b)’de C5 yerine TR1 transformatörü kullanılmıştır.
15
1.2.3.3. Direkt Kuplaj
Ortak emiterli amplifikatörlerde direkt kuplaj da kullanılır. Bu birleştirme yönteminin
avantajı devre eleman sayısının az olması ve frekans responsunun (bütün frekansları aynı
oranda yükseltmek) düzgün olmasıdır. Direkt kuplajda amplifikatör katlarını oluşturan
transistörlerin ön gerilimlenmesi çok önemlidir. Şekil 2-5’de direkt kuplajlı iki katlı
amplifikatör devresi görülmektedir.
Q1
R4
C1
R2
R1
C2
+Vcc
Giriş
R3
Q2
R6 C3
+Vcc
R5
Çıkış
(a)
Şekil 2.5: Direkt kuplajlı ortak emiterli iki amplifikatörler
1.2.3.4. Empedans Kuplajı
RC kuplajlı devrede direnç kullanılması güç kaybına neden olduğu için direnç yerine
indükleme bobini kullanılarak kuplaj yapılabilir. Böyle bir bağlantıda yüksek güç verimi
sağlanır. Frekans karakteristiği transformatör kuplajından iyi, fakat RC kuplajdan kötüdür.
Empedans kuplajlı iki katlı amplifikatör devresi şekil 2-6’de görülmektedir.
Q1
R4
C1
R2
R1
C2
+Vcc
Giriş
C3
Q2
R7R6
R5
C4
+Vcc
C5
Çıkış
L1 L2
Şekil 2.6: Empedans kuplajlı amplifikatörler
16
1.2.4. Ses ve Radyo Frekans Sinyallerinin Taşınması
Birçok uygulama da ses frekanslı elektrik sinyallerini, genel olarak elektromanyetik
dalgaları belirli mesafelerde taşımak gerekir. Örneğin mikrofonun bulunduğu yerden
amplifikatör devresine kadar, anten ile alıcı arasında, verici ile anten arasında, oyuncak bir
araba ile kumandası arasında, bir uydu ile yer istasyonu arasında olduğu gibi sinyal taşıma
zorunluluğu vardır. En kolay ve pratik çözüm olarak iletken hatları kullanmak akla gelebilir.
Fakat yüksek frekanslarda ortaya çıkan zorluklar ve kimi yerlerde kablo bağlantısı yapmanın
imkansız oluşu başka yöntemleri ortaya çıkarmıştır. Elektromanyetik dalgaların taşınmasında
ikili iletim hatları, koaksiyel kablolar, dalga kılavuzları, radyo frekans iletimi, fiber optik
kablolar ve optik iletişim yöntemleri kullanılır. Bu yöntemlerin kullanım alanları
dezavantajlarına ve üstünlüklerine göre değişir.
1.2.4.1. İkili İletim Hatları
İki iletkenin yan yana çekilmesi ile oluşan en temel iletim hattıdır. Doğru akım ya da
düşük frekanslı sinyallerin taşınmasında kullanılır. Birbirinden yalıtılmış yan yana iki iletken
hat olabileceği gibi dışı yalıtkanlı iletkenlerin birlikte büküldüğü bükülmüş çiftler şeklinde
de olabilir. Bazı durumlarda iki nokta arasında birden fazla iletim hattı gerekebilir. Bu tür
durumlar için birden fazla bükülmüş çift kablonun tek kılıf içinde toplandığı çoklu kablolar
kullanılır. Telefon hatları ikili iletim hatlarının tipik örneğidir. Resim 22’de telefon,
diyafon, bilgisayar ağ kabloları görülmektedir.
Resim 2.2
1.2.4.2. Koaksiyel Kablolar
Yüksek frekanslarda ikili iletim hatları sinyal kayıplarına, dışarıdan gelen
elektromanyetik dalga girişimlerine neden olur. Özellikle istenmeyen elektro manyetik dalga
girişimleri iletim hattında veri bozulmalarına neden olur. Koaksiyel kablo elektromanyetik
kirliliğin yoğun olduğu ortamlarda düşük güçte sinyalleri iletmek için geliştirilmiş bir
kablodur.
Koaksiyel kablolar, bir politen veya hava yalıtkanı ile sarılmış merkezi çekirdek
etrafında boru ya da örme şeklindeki ikinci iletkenden oluşur. Genellikle dıştaki iletken de
17
bir koruyucu yalıtkan kılıf ile kaplanmıştır. Merkezi çekirdeğin etrafında bulunan dıştaki
iletken hem iletim görevi yaparken hem de ekranlama görevi yapmaktadır. Böylece merkezi
çekirdek dış ortamdan gelen elektromanyetik dalga girişimlerine karşı korunmuş olur. Tv
anten kabloları, kaliteli mikrofon kabloları koaksiyel kablo örnekleridir. Daha çok ses ve
video iletiminde kullanılır. Çok değişik tiplerde karşımıza çıkabilir. Ancak bilgisayar
ağlarında şimdiye kadar RG-8 ve RG-58 tipi koaksiyel kaplolar kullanım alanı bulmuştur.
Resim 2.3: Koaksiyel kaplolar
1.2.4.3. Radyo Frekans İletimi
Çalışma frekansı arttıkça koaksiyel kabloda meydana gelen kayıplar artmakta,
gönderilmek istenilen sinyaller sönümlenmektedir. Süper yüksek (330 GHz) frekans
aralığında koaksiyel kablodaki kayıplar çok fazla olmakta ve sinyalin iletilmesi imkansız
hale gelmektedir. Bu durumda koaksiyel kablo yerine içi boş iletken borular (dalga
kılavuzları) kullanılır. Elektromanyetik dalgalar antene benzeyen bir araçla dalga kılavuzları
içine gönderilir. Tıpkı gaz ya da suyun boru içinde taşınması gibi elektromanyetik dalgalarda
dalga kılavuzları içinde ilerlemektedir.
Çok uzak mesafeler söz konusu olduğunda ya da kablo bağlantısının imkânsız olduğu
yerlerde radyo frekans (RF) iletimi kullanılır. Radyo frekans iletiminde 3 KHz’den (çok
düşük frekans “VLF”) 300 GHz’e (çok yüksek frekans “EHF”) kadar olan frekanslar
kullanılabilir. Sinyal iletimi, görüş hattı ilerlemesi, toprak ve yüzey dalga kırılımı veya
atmosferin iyonesfer tabakasında olan yansıma vasıtasıyla gerçekleşir. Radyo frekans
iletiminde, veri sinyali, taşıyıcı bir dalganın üzerine genlik, frekans veya faz modülasyonu
kullanılarak bindirilir ve taşınır.
1.2.4.4. AM (Genlik modülasyonu) ve FM (Frekans Modülasyonu)
Genlik modülasyonunda, taşıyıcı temel dalganın genliği (amplitüd) veri sinyali ile
değiştirilir. Temel dalganın genliği değiştiği halde frekansı ve fazı değişmez. Temel dalganın
sinüs dalgası ile modüle edildiği genlik modülasyonlu sinyal şekil 27(a)’da görülmektedir.
Genlik modülasyonunda vericinin çıkış gücü değişir.
18
Frekans modülasyonunda ise taşıyıcı temel dalganın frekansı veri sinyali ile
değiştirilir. Böylece bir merkez frekansın altında ve üstünde veri sinyaline göre salınım
yapan radyo frekansı elde edilmiş olur. Temel dalganın sinüs dalgası ile modüle edildiği
frekans modülasyonlu sinyal şekil 27(b)’de görülmektedir. Frekans modülasyonunda verici
çıkış gücü değişmez.
U
t
U
t
(a) (b)
Şekil 2.7: Sinüs dalgası ile modüle edilmiş (a) AM sinyali (b) FM sinyali
AM ve FM sinyaller verici antenlerine yeterli güçte ulaşıncaya kadar R-F güç
amplifikatörlerinde yükseltilirler. İki modülasyon türünün kullanılan güç amplifikatörleri
açısından farkları vardır. C sınıfı güç amplifikatörlerinin verimi çok yüksektir. Bu nedenle
kullanılmak istenir. Genlik modülasyonunda önce modülasyon, sonra güç yükseltilmesi
yapılacak ise C sınıfı amplifikatörler kullanılamaz. Çünkü AM sinyalinde bozulmalara neden
olur. Bu nedenle A veya B sınıfı amplifikatörler kullanılır. Diğer bir çözüm ise temel dalga C
sınıfı amplifikatörleri ile yükseltilir daha sonra veri sinyali ile modülasyon yapılır. FM’de
genlik hiç değişmediği için bütün katlarda C sınıfı yükselticiler kullanılabilir.
Genlik modülasyonlu R-F sinyallerinde frekans değişmediği için kullanılacak
amplifikatör devrelerinde frekans bandının çok geniş olması gerekmez. Fakat frekans
modülasyonlu R-F sinyalinin frekansı, merkez frekansın altında ve üstünde değiştiği için,
kullanılacak amplifikatörlerin frekans bandı geniş olmalıdır.
AM’de verici anteninden yayılan elektromanyetik dalga, tabii ya da yapay parazitler
tarafından bozulur. Çünkü parazitler elektromanyetik dalganın genliğine etki eder. Bu durum
alıcılar tarafından veri sinyalinin tam olarak seçilmesini önler. Alıcıda veri sinyalinden
parazitler ayrılamaz. FM’de ise parazitler elektromanyetik dalganın genliğini değiştirse bile
alıcılarda bu durum veri sinyalinin seçilmesini etkilemez. Alıcıda veri sinyali çok temiz bir
şekilde elde edilebilir. Bu durumu radyolarınızda AM’de yayın yapan bir radyo istasyonu ile
FM’de yayın yapan radyo istasyonu arasındaki ses kalitesini karşılaştırarak görebilirsiniz.
FM yayınları daha temizdir.
AM ve FM arasında verici güçleri açısından da fark vardır. AM’de çıkış gücü
değişken olduğu için, anten gücünden daha büyük güçlü çıkış elemanları kullanılmak
zorundadır. FM’da çıkış gücünde elemanlar kullanmak yeterlidir.
1.3. Osilatörler, Geri Besleme ve Dalga Şekillendiriciler
Belirlenen frekans değerinde kendi kendine AC sinyal üreten pozitif geri beslemeli
elektronik devrelere osilatör denir. Osilatör çıkışındaki sinyal sinüsoidal, üçgen yada kare
dalga olmaktadır. Osilatör devresinin çalışması için DC besleme geriliminin verilmesi
19
yeterlidir. Ayrıca bir giriş sinyaline gerek yoktur. Osilatörleri çıkış dalga şekline göre,
yapımında kullanılan elektronik devre elemanı çeşidine göre veya geri besleme devresinde
kullanılan yönteme göre değişik isimlerle sınıflandırmak mümkündür. Adı ne olursa olsun
bir osilatörün temeli elektrik akım ve geriliminde oluşan düzenli salınım işlemidir. Kararsız
bir yükselteç de salınım oluşur. Oluşan salınımın frekansını kontrol edip sabit olmasını
sağlamak için frekansa duyarlı bir devre gerekir. Öyleyse osilatörün yapısı frekans seçici bir
devre ve kararsız bir yükselteçten oluşur diyebiliriz.
Bir devre veya sistemde giriş sinyalinin çıkıştan alınan örnek sinyal ile birleştirilmesi
ve çıkışın yeniden üretilmesi olayına geri besleme denilir. Çıkıştan alınan örnek sinyal, giriş
sinyalinin etkisini artıracak veya azaltacak şekilde bağlantı yapılabilir. Giriş sinyalinin
etkisini artıracak şekilde yapılan geri beslemeye pozitif geri besleme, giriş sinyalinin
etkisini azaltacak şekilde yapılan geri beslemeye negatif geri besleme, denilir. Aşağıdaki
şekil 3-1’ de tipik bir geri besleme bağlantısı gösterilmiştir. Bütün kontrol sistemlerinde
kararlılığı artırmak, etkin bir kontrol sağlamak amacı ile negatif geri besleme yapılır.
Yükselteç devrelerinde negatif geri besleme yapılması;
Yüksek giriş empedansı,
Küçük çıkış empedansı,
Kararlı bir kazanç değeri,
Daha iyi frekans tepkisi,
Doğrusal çalışma
Daha az gürültü oluşmasında olumlu etki yapar.
Bunların tersine yükselteç devresinde pozitif geri besleme yapmak kararsızlığı artırır
ve devrenin salınım yapmasına neden olur.
Vgiriş VçıkışVi
Vf
A
B
Şekil 3.1: Geri beslemeli yükseltecin basit blok diyagramı
1.3.1. Geri Besleme ve Bağlantı Türleri
Bir devrenin çıkışından alınan geri besleme sinyalini girişe bağlamanın dört temel
yöntemi vardır. Çıkıştan alınan örnek sinyal gerilim veya akım olabileceği gibi girişe seri ya
da paralel bağlanabilir. Bu durumda geri besleme bağlantı gurupları aşağıdaki gibidir. Ayrıca
her bir bağlantı türünü pozitif veya negatif geri besleme yapacak şekilde kullanabiliriz.
Seri gerilim geri beslemesi
Seri akım geri beslemesi
Paralel gerilim geri beslemesi
Paralel akım geri beslemesi
20
Seri geri besleme bağlantıları giriş direncini yükseltme yönünde, paralel geri besleme
bağlantıları ise giriş direncini düşürme yönünde etki gösterirler. Gerilim geri beslemesi çıkış
empedansını düşürürken, akım geri beslemesi ise çıkış direncini yükseltir. Geri besleme
devreleri yükselteçlerin kazançlarına ise olumsuz etki yapar. Yükselteç kazancı geri
beslemenin olmadığı açık sistem kazancına göre daha az olur.
1.3.1.1. Seri Gerilim Geri Beslemesi
Yükselteç devrelerinin çoğunluğunda yüksek giriş ve küçük çıkış empedansı istenilir.
Bu durumu seri gerilim geri beslemesi yapılan devreler sağlayabilir. Aşağıdaki şekil 3-2’de
seri gerilim geri beslemesi yapılmış yükselteç devrelerine örnekler verilmiştir.
R1
R2
RD
CD
Vs~
+
-
Vdd
+
-V i
V f
+
-
VoVs~
+
-
R2
R1
++
- -
+
-
VoV i
Vf
RCRB
RE
Vs~
+-
Vi+
-
+
-
Vf
Vo
+Vcc
...................
(a) (b) (c)
Şekil 3.2: Seri gerilim geri beslemesi örnek devreleri (a) fet’li yükselteç (b) işlemsel yükselteç (c)
NPN transistörlü emiter izleyici yükselteç
1.3.1.2. Seri Akım Geri Beslemesi
Seri akım geri beslemesi yükseltecin kazancını kararlı hale getirir. Ancak çıkış
empedansını artırması gibi istenmeyen bir yönü vardır. Aşağıdaki şekil 3-3 transistörlü seri
akım geri beslemeli bir yükselteç devresini göstermektedir. Emiter direnci bir kondansatör
ile köprülenmediği için çıkış akımı RE üzerinden geçer ve oluşturduğu gerilim giriş sinyaline
seri bağlı gibi etki gösterir.
21
C1
RCRB
RE
Vs~
+
-
Vi+
-+
-
Vf
Vo
+Vcc
.................. Io
Şekil 3.3: Seri akım geri beslemesi yapılmış NPN transistörlü yükselteç devresi
1.3.1.3. Paralel Gerilim Geri Beslemesi
Bir işlemsel yükseltecin ters çeviren yükselteç olarak kullanılması, paralel gerilim geri
beslemesine en iyi örnektir. Bu geri besleme türünde giriş ve çıkış empedansları küçüktür.
Vs~
+
-
R2
R1
+
-
Vo
RC
RB
RE
Vs~
+
-
Vo
+Vcc
C1
(a) (b)
Şekil 3.4: Paralel gerilim geri besleme devreleri (a) işlemsel yükselteçli (b) NPN transistörlü
1.3.1.4. Paralel Akım Geri Beslemesi
Paralel akım geri besleme devresinde, yükselteçlerden beklenenin aksine giriş
empedansı küçük, çıkış empedansı büyük olur. Akım kazancı 1’den küçüktür. Buna karşılık
gerilim kazancı oldukça yüksek değerdedir. Ortak beyzli transistörlü yükselteçler bu tür
bağlantıya örnek verilebilir. Daha çok yüksek frekanslı RF devrelerinde kullanılır.
22
RE
RB
Vs~
+
-
Vo
+Vcc
C1
I o
+
-Vee
Şekil 3.5: Paralel akım geri beslemeli devre
1.3.1.5. Yükselteçlerde Kazanç ve Faz Sınırları
Buraya kadar yükselteç devrelerinde geri besleme yöntemlerini inceledik. Bir
yükselteçte negatif geri besleme yapmanın faydalarını konunun girişinde belirtmiştik. Bütün
bunlar düşük frekans devrelerinde sorun çıkmadan devrenin çalışması için yeterlidir. Fakat
frekans artışı ile birlikte yükselteç kazancı azalır. Çıkış sinyalinde faz kayması oluşur ve
frekans arttıkça faz kayması da artar. Yükselteç devresinde negatif geri besleme yapılmış
olmasına rağmen faz kayması ile birlikte geri besleme sinyalinin bir kısmı giriş sinyaline
eklenir. Bu durum pozitif geri besleme yapılmış gibi etki yaparak yükseltecin osilasyon
yapmasına ve yararlılığını yitirmesine neden olur.
Geri beslemeli yükselteç için doğru bir tasarım, devrenin sadece belirli bir frekans
aralığında değil, çok geniş bir frekans bandında kararlı olmasını gerektirir. Bir yükseltecin
karalılığını değerlendirme de belirleyici faktörler; çevrim kazancı (açık çevrim kazancı ve
geri besleme kazancı çarpımı, B.A) ile giriş-çıkış sinyalleri arasındaki faz kaymasıdır. Bu iki
faktörü dikkate alarak yükseltecin kararlılığını analiz etmede kullanılan en yaygın teknik
Nyquist yöntemidir. Bu yöntem ile bir yükseltecin kararlılığını veya kararsızlığa ne kadar
yakın olduğunu öğrenebiliriz. Nyquist ölçütüne göre geri beslemeli bir yükselteçte faz açısı
180 O
iken çevrim kazancı (B.A), birden daha küçük ise (0 dB) yükselteç kararlıdır. Aksi
durumda yükselteç kararsızdır ve osilasyon yapar.
1.3.2. Osilatörler
Bir osilatör için yeterli ve gerekli şartların, kararsız bir yükselteç ile frekans seçici
devre olduğunu daha önce belirtmiştik. Yükseltecin kararsız olması için ise çevrim
kazancının (A.B=1) olması ve pozitif geri besleme yapılmış veya yeterli faz kaymasının
oluşmuş olması yeterlidir. Pratik uygulamalarda çevrim kazancı birden biraz büyük yapılır
ve sistem, hep var olan gürültü gerilimlerini yükselterek osilasyona kendiliğinden başlar.
Çevrim kazancının bir olmaması elde edilen dalga şeklinin de tam sinüsoidal olmamasına
neden olur. Çevrim kazancı bire ne kadar yakın olursa dalga şeklide sinüs eğrisine o derce
yakın olur.
23
1.3.2.1. Faz Kaydırmalı Osilatör
Negatif geri beslemeli bir yükseltecin geri besleme devresinde sinyalin fazı
kaydırılarak çıkış ile 1800 faz farkı oluşturulur. Böylece giriş ile geri besleme sinyalinin aynı
fazda olması ve devrenin osilasyon yapması sağlanır. Devrenin osilasyon frekansı (rezonans
frekansı); geri besleme devresinde 1800 faz kayması oluşturan frekans değeridir. Şekil 36
da faz kaydırmalı osilatör devreleri görülmektedir.
Devrelerin osilasyon frekansları, transistörlü RC osilatörde;
f=)R/R(46RC2
1
C formülü ile
işlemsel yükselteçli RC osilatörde; f=6RC2
1
formülü ile bulunur.
R1
+
-
RFQ1
RFR2
R1
CF
+Vcc
C
RC
C
R
C
R
R CC
R
C
RR
Vo
Vo
(a) (b)
Şekil 3.6: (a) Transistörlü RC osilatör (b) İşlemsel yükselteçli RC osilatör
1.3.2.2. Wien Köprü Osilatörü
Wien köprü osilatör devresi direnç ve kondansatörlerin temel köprü devresi şeklinde
bağlanmasıyla elde edilir. Bu devrede çıkış genliği sabittir. Eğer yükselteç devresinin kazanç
değeri aşırı yüksek olursa üretilen sinyalin tepesi besleme geriliminde kırpılır. Şekil 3-7’de
wien köprü osilatör devresi görülmektedir. Devrenin osilasyon frekansı;
24
f=
2211 CRCR2
1
+
-
C1
R3C2 R2
R1
R4
Vo
Şekil 3.7:Wien köprü osilatörü
1.3.2.3. Akortlu Osilatör Devreleri
Bir yükselteç devresine, bobin ve kondansatörden oluşan rezonans devreleri bağlanır
ve geri besleme yapılırsa yükselteç, LC elemanlarının rezonans frekansına akort olur ve aynı
frekansta osilasyon yapar. Bu tür temel osilatör devreleri colpitts ve hartley osilatörleridir.
Değişik aktif elemanlar (Transistör, fet, işlemsel yükselteç) ve değişik geri besleme
yöntemleri kullanılarak bu osilatörlerin farklı uygulamaları yapılmaktadır. Şekil 38’de
colpitts ve harteley osilatörlere örnekler verilmiştir.
R1
+
-
RF
C3
C1 C2RG
VoFET
RFC
+Vcc
L
Vo
C1 C2
L
(a) (b)
25
Q1
C
RE CE
C1
R2
R1
RFC
+Vcc
CL
Vo
L1
L2
(c)
Şekil 3.8: (a) FET’li colpitts osilatörü (b) İşlemsel yükselteçli colpitts osilatörü (c) Transistörlü
hartley osilatörü
Dalga şekillendirici devreleri osilatör devreleri ile karıştırmamak gerekir. Osilatör
devreleri belli bir şekildeki dalgaları kendileri üretirler. Dalga şekillendiriciler ise girişlerine
uygulanan belli formdaki sinyallerin şekillerini değiştiren devrelerdir.
26
1.4. Elektronik Güç Kaynağı Sistemleri
1.4.1. DA Güç Kaynağı
Elektronik cihaz ve sistemlerin büyük bir kısmında, metalürji ve kaplamacılıkta doğru
akım elektrik enerjisine ihtiyaç duyulur. Bu cihaz ve sistemleri direkt doğru akım üreten
üreteçlerle (pil, akü, dinamo vb.) çalıştırmak yeterli çözüm gibi görünse de ekonomik, pratik
ve geniş ölçekli uygulanabilir çözümler değildir. Alternatif akım elektrik enerjisi evlerde ve
işyerlerinde zaten hazır bulunmaktadır. Alternatif akımı doğru akıma çevirerek elektronik
cihaz ve sistemleri çalıştırmak en doğru yaklaşım olacaktır.
Doğru akımla çalışan cihazlara, alternatif akımı doğrultarak gerekli enerjiyi sağlayan
elektronik sistemlere DA Güç Kaynağı Sistemleri denir. Güç kaynaklarını A.A faz sayısına,
çalışma şekline veya güç değerine göre değişik şekillerde sınıflandırabiliriz.
1 Fazlı DA güç kaynakları
3 Fazlı DA güç kaynakları
Sabit gerilim çıkışlı güç kaynakları
Ayarlanabilir gerilim çıkışlı güç kaynakları
Anahtarlamalı (Switch mod) güç kaynakları
Transformatörsüz DA güç kaynakları
Büyük güçlü sanayi tipi güç kaynakları
Doğrusal yapıda bir DA güç kaynağı şekil 41’deki blok şemada gösterilen
kısımlardan oluşur. Güç kaynağının kalitesine ve çeşidine göre bazı kısımlar olmayacağı gibi
ilave devrelerde kullanılabilir.
Transformatör
t-
+U,I
t-
+U,I
t-
+U,I
t-
+U,I
t-
+U,I
u
DA
Alıc
ı.
AA
üre
teci
Devresi Devresi
DoğrultucuFilitre Regüle
Şekil 4.1: Elektronik güç kaynağı blok şeması ve dalga şekilleri
1.4.1.1. Transformatörler
Transformatörler alternatif gerilimin veya akımın değerini değiştirmek için kullanılır.
Birbiri ile elektriki bağlantısı olmayan iki ayrı sargıdan oluşur. Bu sargılar arasındaki
bağlantı manyetik alan yolu ile oluşmaktadır. Birinci sargıya (Primer Sargı) elektrik
şebekesinden alınan alternatif gerilim uygulanır. Bu sargıdan alternatif akım geçmeye
başladığında çevresinde değişken manyetik alan oluşturur. İkinci sargı (Sekonder Sargı) da
27
değişken manyetik alanın etkisi ile alternatif gerilim indüklenir. Sargıda indüklenen alternatif
gerilimin değeri transformatörün dönüştürme oranına bağlıdır. Transformatörleri alternatif
gerilimin faz sayısına göre, bir fazlı ve üç fazlı olarak sınıflandırabiliriz. Çalışma prensipleri
açısından temelde farkları yoktur. Bir fazlı transformatörün yapısı şekil 42’de basit olarak
gösterilmiştir.
Sargı . Sargı .Primer Sekonder
U1U2
I I1 2
N N1 2
Manyetik Alan
Nüve
Şekil 4.2: Transformatör yapısı
Transformatörün iki sargısı arasında manyetik bağlantıyı nüve sağlar.
Transformatörlerde mantel, çekirdek, dağılmış ve spiral olmak üzere dört çeşit nüve
kullanılır.
Üç fazlı ve çok fazlı transformatörlerin çalışma prensibi bir fazlı transformatör ile
aynıdır. Faz sayısı kadar bir fazlı transformatör uygun şekilde bağlanarak çok fazlı
transformatör yapılabilir. Fakat bu uygulanabilir ve ekonomik bir çözüm değildir. Özel üç
fazlı ve çok fazlı transformatör nüveleri yapılarak bu nüvelerin üzerine primer ve sekonder
sargıları yerleştirilir. Üç fazlı ve çok fazlı transformatörler genellikle büyük güç
sistemlerinde kullanılır. İmalat hesaplamaları bir fazlı transformatörlere benzemektedir.
Ancak gerilimler ve akımlar arasında faz farkı olması ve büyük güçlü olmaları yapılacak
hesaplamalarda bazı farkları beraberinde getirir.
DA güç kaynağında kullanılacak transformatörün doğrultma devresi ile uyumlu
olması gerekir. Kullanılacak AA üretecinin faz sayısına uygun transformatör ve doğrultma
devresi gereklidir. Ayrıca orta uçlu tam dalga doğrultma devreleri (ileride açıklanacak) için
orta uçlu transformatör gereklidir.
1.4.1.2. Doğrultucu Devreler
Transformatör ile istenilen gerilim değerine ayarlanan alternatif akım elektrik enerjisi,
doğrultucu devreler ile doğru akım elektrik enerjisine çevrilir. Yarım dalga ve tam dalga
olmak üzere iki çeşit temel doğrultucu devre vardır. Bu doğrultucu devreleri faz sayısına
göre bir fazlı, üç fazlı ve çok fazlı olarak yapmak mümkündür.
Bir Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu Devreler: Bir diyot ile yapılan en ucuz
maliyetli doğrultucu tipidir. Alternatif gerilimin yalnızca bir alternansını
doğrultur. Çıkışında gerilim ve akım regülâsyonu kötüdür. Bu nedenle çok az
akım çeken küçük yükleri veya regülâsyonun çok önemli olmadığı yükleri
beslemek için kullanılır.
28
Transformatör
U1
I1
Us
D1
Vd
A
B
+
-
I d
RLYük
t
t
Us
Vd, Id
(a)
(b)
(c)
Şekil 4.5: (a) Pozitif çıkışlı yarım dalga doğrultucu (b) Transformatör çıkışındaki alternatif
gerilim şekli (c) Doğrultucu çıkışındaki doğru gerilim şekli
Pozitif çıkışlı yarım dalga doğrultma devresi Şekil 45(a)’da görülmektedir.
Transformatörün sekonder sargısından alınan alternatif gerilimin (Us, şekil 45(b)’de) yönü
zamana göre sürekli değişmektedir. Bu nedenle AB uçlarının polaritesi de değişecektir. A
ucunun pozitif olduğu alternansta D1 diyotu iletimdedir. A ucunun negatif olduğu alternansta
D1diyotu yalıtımdadır. Böylece yük üzerinden alternatif gerilimin sadece pozitif alternansları
geçmiş olur. Yük üzerindeki gerilim ve geçen akımın dalga şekli şekil 45(c)’de
görülmektedir. Aynı devrede diyotun yönü değiştirilirse sadece negatif alternansların
geçmesi sağlanarak negatif çıkışlı yarım dalga doğrultma devresi yapılmış olur.
Yarım dalga doğrultma devresinin çıkışındaki gerilimin ve akımın ortalama değerleri
aşağıdaki formül ile hesaplanarak bulunabilir.
Vd=0,45.Us Id=0,636.Is
Vd : Çıkıştaki doğru gerilimin ortalama değeri (volt)
Us : Transformatörün sekonder uçlarındaki alternatif gerilimin etkin değeri (volt)
Id : Çıkıştaki doğru akımın ortalama değeri (amper)
Is : Transformatörün sekonderinden geçen akımın etkin değeri (amper)
RL : Doğru akım ile çalışan yük
Burada gerilimin ve akımın katsayılarının neden farklı olduğunu düşününüz.
Transformatörün sekonder sargılarından geçen reaktif akımla bir ilgisi olabilir mi?
Bir Fazlı Orta Uçlu Tam Dalga Doğrultucu Devreler: Sekonder çıkışı orta
uçlu (simetrik gerilim veren) transformatör kullanılarak iki diyot ile yapılan
doğrultucu devredir. Gerilim regülâsyonu yarım dalga doğrultucuya göre daha
iyidir. Orta uçlu transformatörün gerekli olması dezavantajıdır.
29
U1
I 1
US
Vd
A
B
+
-
Id
RLYük
t
t
US
Vd Id
+
-
+
Transformatör
D2US
I d1
I d2
D1
(a)
(b)
(c)
Şekil 4.6: (a) Orta uçlu tam dalga doğrultucu (b) Transformatör çıkışındaki alternatif gerilim
şekli (c)Doğrultucu çıkışındaki doğru gerilim şekli
Orta uçlu tam dalga doğrultma devresi şekil 46(a)’da görülmektedir.
Transformatörün sekonder gerilimi 2xUS değerindedir. A ucu pozitif olduğunda D1 diyotu
iletime geçecek, akım A noktasından çıkıp D1 diyotu ve yük üzerinden geçerek
transformatörün orta ucuna dönecektir. B ucu pozitif olduğunda D2 diyotu iletime geçecek,
akım B noktasından çıkıp D2 diyotu ve yük üzerinden geçerek transformatörün orta ucuna
dönecektir. Her iki durumda da yük üzerinden aynı yönde akım geçmektedir. Böylece
alternatif gerilimin negatif alternaslarında da yük üzerinden aynı yönde akım geçişi
sağlanarak tam dalga doğrultma yapılmış olur. Doğrultma devresinin çıkışındaki doğru
gerilim ve akımın dalga şekli şekil 46(c)’de görülmektedir.
Vd=0,9.Us Id=0,79.Is
Doğrultma devresinin çıkış akım ve gerilim değerleri yukarıdaki formüllerle
hesaplanır. Burada Us geriliminin, transformatörün sekonderinde orta uç ile kenar uç
arasındaki gerilim değeri olduğuna dikkat edilmelidir.
Bir Fazlı Köprü Tipi Tam Dalga Doğrultucu Devreler: En fazla kullanılan
doğrultucu devredir. Dört adet diyotun köprü şeklinde bağlanması ile yapılır.
Her transformatör ile kullanılabilmesi ve tam dalga doğrultma yapması
avantajlarıdır.
Şekil 47(a)’da köprü tipi doğrultma devresinin bağlantısı verilmiştir.
Transformatörün sekonder uçlarında alternatif gerilimin sürekli yön değiştirdiğini biliyoruz.
A ucu pozitif olduğunda akım D1 diyotu, yük ve D4 diyotundan geçerek transformatörün B
ucunda devresini tamamlar. B ucu pozitif olduğunda akım D3 diyotu, yük ve D2 diyotundan
geçerek transformatörde devresini tamamlar. Görüldüğü gibi pozitif alternanslarda Id1
yolunu, negatif alternanslarda Id2 yolunu izlemektedir fakat yük üzerinden aynı yönde akım
geçmektedir. Yük uçlarındaki akım ve gerilimin dalga şekli şekil 47(c)’de görülmektedir.
30
U1
I 1
US
Vd
A
B
+
-
Id
RLYük
t
t
US
Vd
I
d
+
+
D2
I d1
I d2
D1
Transformatör
D3
D4
(b)
(a) (c)
Şekil 4.7: (a) Köprü tipi tam dalga doğrultma devresi (b) Transformatör sekonder ucundaki
alternatif gerilim şekli (c) Çıkıştaki doğru gerilim şekli
Doğru akım ve gerilimin ortalama değerlerini aşağıdaki formüllerle hesaplayabiliriz.
Vd=0,9.Us Id= 0,9.Is
Köprü bağlantıyı kolaylaştırmak için üretici firmalar hazır köprü bağlı diyotlar
üretmişlerdir. Küçük akım değerlerinde bu hazır diyotlar kullanılır. Fakat büyük akım
değerlerinde diyotların soğumasını kolaylaştırmak için her bir diyotun ayrı olması faydalıdır.
Resim 4.1: Köprü diyotlar
Üç Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu Devreler: Yukarıda incelediğimiz bir fazlı
doğrultucu devrelerin çıkışında akım ve gerilim şekillerinin tam doğru akım ve
gerilimden uzak olduğunu gördük. Akımın yön değiştirmesi önlenmiş ancak
değerinde büyük değişimlerin olması önlenememiştir. Daha düzgün doğru akım
ve gerilim elde etmek için, ileride inceleyeceğimiz filtre devreleri kullanılır.
Ancak filtre devresinden önce akımın şeklinin mümkün olan en doğru hale
31
getirilmesi özellikle büyük güçlü kaynaklar için önemlidir. Doğrultma
devresinde daha düzgün doğru gerilim elde etmek için çok fazlı doğrultma
sistemleri kullanılır.
Vd
+
-
Id
(a)
VR
VS
VT
Va
Vb
Vc
D2
D3
D1
RLYük
ab
a
a
b
b
R
S
T
Nötr
Üç Fazlı Transformatör
t
(b)
t
Vd, Id
Va Vb Vc
0
0
Şekil 4.8: (a) Üç fazlı yarım dalga doğrultma devresi (b) Doğrultucu devre giriş ve çıkış dalga
şekilleri
Üç fazlı alternatif akım sisteminde, değerleri (etkin değeri ve frekansları) nötr
noktasına göre eşit fakat aralarında 120O açı farkı olan üç faz bulunur. Şekil 48(a)’da üç
fazlı yarım dalga doğrultma devresi, Şekil 48(b)’de giriş ve çıkış dalga şekilleri
gösterilmiştir. Devre incelendiğinde her faz için bir diyot kullanıldığı ve fazlarda yarım dalga
doğrultma yapıldığı görülür. Transformatörün sekonder sargılarında alternatif gerilim yön
değiştirdikçe a ve b uçlarının polariteleri düzenli olarak değişecektir. Sargıların a ucunun
pozitif olduğu durumda diyot iletime geçecek, b ucunun pozitif olduğu durumlarda yalıtımda
olacaktır. Doğrultama devresinin çıkış gerilimi incelendiğinde hiç sıfır değerine düşmediği
ve regülasyonun bir fazlı devrelere göre daha iyi olduğu görülür. Üç fazlı transformatörün
çıkışında Va,Vb,Vc ile gösterilen gerilimler birbirine eşit fakat 120O faz farklıdır. Bu
durumda fazların etkin değerlerini VS=Va=Vb=Vc şeklinde gösterirsek çıkıştaki doğru
gerilim ortalama değeri şöyle bulunur.
Vd=1,17.VS Id= 1,73.Is
Üç Fazlı Tam Dalga Doğrultucu Devreler: Üç fazlı sistemde köprü tipi
doğrultma devresi kullanılarak tam dalga doğrultma yapılabilir. Böylece şekil
49(b)’de görüldüğü gibi daha düzgün çıkış akım ve gerilimi elde edilir.
Çıkıştaki regülasyon daha da düzeltilmiş olur.
Vd
+
-
Id
(a)
VR
VS
VT
Va
Vb
Vc
D2 D3D1
RLYük
ab
a
a
b
b
R
S
T
Nötr
Üç Fazlı TransformatörD5 D6D4
t
(b)
t
Vd, Id
Va Vb Vc
0
0
Şekil 4.9: (a) Üç fazlı köprü tipi doğrultucu (b) Doğrultucu devre giriş ve çıkış dalga şekilleri
32
Vd=2,34.VS Id=1,22.Is Üç fazlı tam dalga doğrultma devresinin çıkış akım ve gerilimleri yukarıdaki
bağıntılarla bulunabilir.
1.4.1.3. Filtre Devreleri
Yukarıda doğrultma devrelerinin çıkışlarında ki doğru akım ve gerilim dalga
şekillerinin, bir pilden veya aküden alınan doğru gerilime göre daha bozuk olduğunu gördük.
Doğrultucudan alınan doğru gerilimin düzgün olması için filtre devreleri kullanılır. Filtre
devresinden sonra daha düzgün doğru gerilim elde edilmesine rağmen yinede bir pilden
alınan doğru gerilim elde edilemez. Yük tarafından akım çekildikçe gerilimde dalgalanmalar
olur. Bu dalgalanmalara ondülasyon veya rıpıl denir.
Kondansatörlü Filtre Devresi
Doğrultma devresinin hemen çıkışına yüksek kapasiteli bir kondansatörün paralel
bağlanması ile yapılan en basit filtre devresidir. Kondansatör doğrultucudan akım geçen
alternanslarda maksimum değere şarj olur. Doğrultucudan geçen akım azalmaya
başladığında üzerinde şarj ettiği elektrik enerjisini yüke aktararak yük akımının ve
geriliminin azalmasını engeller. Böylece yük uçlarında, kondansatörsüz duruma göre daha
düzgün doğru gerilim oluşur. Bu filtre devresi ancak küçük güçlü DA güç kaynaklarında
kullanılabilir. Kondansatör kapasitesi arttıkça daha düzgün doğru gerilim alınır. Yük akımı
arttıkça da gerilimin ve akımın şekli bozulur. Devrenin bağlantısı, giriş ve çıkış dalga
şekilleri şekil 4-10’da görülmektedir.
Vd
+
-
Iy
RLYük
t
(b)t
Vd,Id
0
0
Vy Iy
(a)
Vy
+
-
C
Şekil 4.10: (a) Kondansatörlü filtre devresi (b) Kondansatörlü filtre devresi giriş ve çıkış dalga
şekilleri
Bobinli Filtre Devresi
Doğrultma devresinin çıkışına seri bir şok bobini bağlamakla yapılan filtre devresidir.
Yük devrede iken bobinden geçen akımda değişmeler olduğunda bobin öz indükleme yapar.
Üzerinde öz indükleme e.m.k’i (zıt e.m.k) oluşur. Böylece akımdaki değişimleri azaltıcı
yönde etki yapar. Yük akımı azalmaya başladığında artırıcı, yük akımı artmaya başladığında
azaltıcı etki yaparak daha düzgün doğru akım oluşmasını sağlar. Bu filtre devresi büyük
akımlı güç kaynaklarında kullanılır. Devrenin bağlantısı, giriş ve çıkış dalga şekilleri şekil 4-
11’de görülmektedir.
33
Vd
+
-
Iy
RLYük
t
(b) t
Vd,Id
0
0
Vy Iy
(a)
Vy
+
-
L
Şekil 4.11: (a) Bobinli filtre devresi (b) Bobinli filtre devresi giriş ve çıkış dalga şekilleri
Pi ( ) Tipi Filitre Devresi
İki kondansatör ile bir direnç veya bobinden oluşan filtre devresi olup bağlantı şekli Pi
harfine benzediği için bu ad verilmiştir. Çıkış akım ve gerilim şekli daha düzgün bir filtre
devresidir. Küçük güçlü güç kaynaklarında tercih edilir. En sık kullanılan filtre devresidir.
Devre şekil 412(a) da görüldüğü gibi paralel bağlı iki kondansatör arasına bir direnç
bağlanarak yapılabilir. Direnç iki kondansatör arasında faz farkı oluşmasını ve böylece her
iki kondansatör tarafından ayrı ayrı filtre yapılmasını sağlar. Fakat direnç hem enerji harcar
hem de filtre işlemine aktif bir katkısı yoktur. Bu nedenle şekil 412(b) de görüldüğü gibi
direnç yerine bobin kullanılması filtre işleminin daha iyi olmasını sağlar. Devrenin giriş ve
çıkış dalga şekilleri şekil 412(c) de görülmektedir.
Vd
+
-
Iy
RLYük
t
(c) t
Vd, Id
0
0
Vy Iy
(b)
Vy
+
-
L
C1 C2Vd
+
-
Iy
RLYük
(a)
Vy
+
-
C1 C2
R1
Şekil 4.12: (a) Dirençli pi ( ) tipi filitre devresi (b) Bobinli pi ( ) tipi filitre devresi (c) Giriş ve
çıkış dalga şekilleri
T Tipi Filitre Devresi
Doğrultma devresinin çıkışına iki şok bobini seri ve bu bobinlerin arasına bir
kondansatör paralel bağlanarak T tipi filtre devresi yapılır. Kullanılan üç elemanın bağlantısı
T harfine benzediği için bu ad verilmiştir. Büyük akım çekilen güç kaynaklarında
kullanılırlar. Devrede kullanılan iki şok bobini akımdaki değişimleri oldukça azaltır. Büyük
yük akımlarında çıkışta en düzgün doğru gerilim ve akım bu filtre devresi ile alınır. Devrenin
bağlantı şekli, giriş ve çıkış dalga şekilleri şekil 413’ de görülmektedir.
34
Vd
+
-
Iy
RLYük
t
(c) t
Vd, Id
0
0
Vy Iy
(a)
Vy
+
-
L2
C1
L1
Şekil 4.13: (a) T tipi filitre devresi (b) Giriş ve çıkış dalga şekilleri
1.4.1.4. Gerilim Regüle Devreleri
Bütün güç kaynaklarında istenilen en önemli özellik çıkış geriliminin sabit kalmasıdır.
Elektronik DA güç kaynaklarında, şebeke geriliminin değişmesi veya yük akımının
değişmesi sonucu çıkış gerilimi de değişir. Güç kaynağının çıkış uçlarında gerilimin sürekli
sabit kalması için gerilim regüle devreleri kullanılır.
Zener Diyotlu Regüle Devreleri
Her diyotun ters yönde dayanabileceği maksimum gerilim değeri bulunur. Zener
diyotlar, bu ters yöndeki kırılma gerilimlerinde çalışacak şekilde üretilmiş diyotlardır. Bu
nedenle devrede ters polaritede çalışırlar. Ters yönde akım geçirmeye başladıkları kırılma
gerilimlerine zener gerilimi denir. Uçlarındaki ters gerilim değeri, zener gerilim değerini
geçmediği sürece akım geçirmezler. Devreye yanlışlıkla doğru polaritede bağlanırlarsa
0,50,6 voltluk eşik geriliminden sonra hemen iletime geçerler. Şekil 414’de zener diyotlu
regüle devresi görülmektedir. Giriş gerilimi zener diyot geriliminden büyük olduğu durumda
Rön direnci ve zener diyot üzerinden Iz akımı geçer. Rön direnci üzerinde gerilim düşümü
(VR) olur ve zener diyot uçlarında zener gerilimi kadar gerilim bulunur. Giriş geriliminin
artması durumunda; zener diyot üzerinden geçen Iz akımı artarak VR’nin artmasını ve zener
diyot uçlarındaki gerilimin sabit kalmasını sağlar. Giriş geriliminin azalması Iz akımının
azalmasına, Rön direnci üzerindeki VR’nin azalmasına ve böylece zener diyot uçlarındaki
gerilimin sabit kalmasına neden olur. Yük akımı arttığı durumda Rön direnci üzerindeki VR
artar ve zener diyot uçlarındaki gerilimin (çıkış geriliminin) azalmasına neden olur. Bu
durumda zener diyot üzerinden geçen Iz akımı azalarak Rön direnç akımının azalmasına
dolayısıyla gerilim düşümünün azalmasına ve çıkış geriliminin sabit kalmasına neden olur.
Vd
+
-
Iy
RLYükVy
+
-
DZ
R ön
VR
R1
Iz
Vz
+
-
Şekil 4.14: Zener diyotlu en basit regüle devresi
35
Zener diyotlu regüle devresi, küçük akım çekilen güç kaynaklarında çıkış gerilimini
oldukça iyi bir şekilde sabit tutar. Fakat güç kaynağının verebileceği akım değeri zener
diyotun maksimum zener akım değerine bağlıdır. Bu nedenle büyük güçlerde zener diyotlu
regüle devreleri kullanılmaz.
Şönt Transistörlü Regüle Devresi
Büyük akım çekilen güç kaynaklarında, çok büyük akımlı zener diyot kullanmak
yerine zener diyot işlevini bir transistöre yaptırmak daha uygun olacaktır. Bu nedenle yüke
paralel (şönt) bir transistör bağlanarak regüle devresi yapılabilir. Şönt transistörlü regüle
devresi şekil 415’de görülmektedir. Devrenin çıkış gerilimi Uçıkış=Ez+0,7 volt olarak sabit
kalır. Giriş geriliminde bir artış olduğunda zener diyot üzerinden geçen transistör beyz akımı
artar ve kolektör akımının artmasına neden olur. Böylece seri bağlı Rön direnci üzerindeki
gerilim düşümü artarak çıkış geriliminin sabit kalması sağlanır. Giriş geriliminin azalması
durumunda transistör kolektör akımı azalır, Rön direnç gerilimi azalır ve çıkış gerilimi sabit
kalır. Yük akımının değişmesi Rön direnç üzerinde düşen gerilimin değişmesine dolayısıyla
zener diyot üzerinden geçen transistör beyz akımının değişmesine neden olur. Böylece
transistörün kolektör akımı yük akımı ile ters orantılı olarak değişir. Rön direnci üzerinden
geçen akım ve üzerinde düşen gerilim değişmez, çıkış gerilimi sabit tutulmuş olur.
Vd
+
-
Iy
RLYük
Vy
+
-
DZ
R ön
VR
Q1 R1
Şekil 4.15: Şönt transistörlü regüle devresi
Yükün bağlı olmadığı durumlarda veya yük akımı az olduğu sürece transistör
üzerinden sürekli akım geçer. Bu durum gereksiz enerji kayıplarına neden olur. Ekonomik
olmadığı için şönt regüle devresi pek fazla tercih edilmez.
Seri Transistörlü Regüle Devresi
Yük devresine bir güç transistörünü seri bağlayarak yapılan regüle devresidir.
Transistör otomatik ayarlı direnç gibi davranır. Sabit çıkış gerilimi veren seri transistörlü bir
regüle devresi Şekil 416’de görülmektedir. Devrede giriş gerilimi zener geriliminden daha
büyük olduğunda R1 direnci ve zener diyot üzerinden akım geçer. R1 üzerindeki gerilim;
giriş gerilimi ile zener gerilimi arasındaki fark kadardır. Transistörün beyz polarması R1
direnci üzerinden olmaktadır. Bu koşullarda transistörün emiter gerilimi (çıkış gerilimi)
Ue=Uçıkış=Ez-0,7 volttur. Giriş gerilimi ile çıkış gerilimi arasındaki fark transistörün üzerinde
(kolektör-emiter arasında) düşmektedir. Giriş gerilimi arttığında R1 direnci üzerindeki
gerilim de artar. Bu durumda transistörün beyz polarması azalır ve transistörün kolektör-
emiter direnci artarak üzerinde düşen gerilimin artmasına neden olur. Böylece giriş gerilimi
36
arttığı halde çıkış gerilimi değişmez. Giriş geriliminin azalması durumunda benzeri olayların
tersi gerçekleşerek yine çıkış geriliminin sabit kalması sağlanmış olur.
Vd
+
-
Iy
RLYük
Vy
+
-
DZ
R
Q1
R1
ön
Şekil 4.16: Seri transistörlü regüle devresi
Entegreli Regüle Devresi
Yukarıda incelediğimiz temel regüle devreleri daha fazla geliştirilmiş, devredeki bütün
elemanlar (direnç, transistör, zener diyot) tek kılıf içinde toplanarak üretilmiştir. Böylece
daha kullanışlı regüle entegreleri ortaya çıkmıştır. Bu regüle entegreleri ile sabit veya ayarlı
gerilim veren güç kaynaklarını yapmak kolaylaşmıştır. En çok kullanılan regüle entegreleri
78xx, 79xx, LM117, LM217, LM317, LM337 serisi entegrelerdir. Bu entegreler çıkış
gerilimi ve maksimum akım değerlerine göre özel kodlanarak farklı adlandırılmıştır.
Aşağıdaki şekil 417’ de 7812 ve LM317 entegreleri ile yapılmış regüle devreleri
görülmektedir. 7812 Entegreli olan regüle devresi sabit 12 volt vermektedir. LM317
Entegreli olan ise 1,25Vd arasında ayarlı gerilim vermektedir. Gerilim ayarı P
potansiyometresi ile yapılabilir. Aynı devrede potansiyometre yerine zener diyot konularak
sabit çıkış alınabilir.
Vd
+
-
Iy
RLYük
Vy
+
-
R1C1 C2
7812Giriş Çıkış
Şase Vd
+
-
Iy
R2Yük
Vy
+
-
R2C1
C2
LM317
Giriş Çıkış
Ayar
P
R1
D1
D2
(a) (b)
Şekil 4.17: (a) 7812 Entegresi ile yapılmış sabit 12 voltluk regüle devresi (b) LM317 Entegresi ile
yapılmış ayarlı regüle devresi
1.4.2. Transformatörsüz DA Güç Kaynakları
Küçük akımlı alıcıların enerji gereksinimini karşılamak için transformatör
kullanmadan direnç, diyot, zener diyot ve kondansatör kullanarak güç kaynağı yapmak
mümkündür.
37
R1
8R2
R2
330R
C1 C2
D1
1N4007 C3L1
1.2mH
UF4006
C4
220uF
220nF
/400 v
CNY817
220nF
/400 v
100nF
BZX79-C
11
LNK304P
+12 vNötr
R R
195-2
65 v
olt
AC
Şekil 4.18: LNK304P hat anahtarlama (linkswitch) entegresi ile yapılmış güç kaynağı
Küçük akımlı güç kaynaklarında kullanılmak üzere hat anahtarlama (LinkSwitch)
entegreleri geliştirilmiştir. Bu entegreler, hepsi aynı kılıf içinde olmak üzere, 700V'luk güç
MOSFET'i, kontrolör, MOSFET sürücü arabirimi ve osilatörden oluşur. Ayrıca otomatik
yeniden başlatma (auto-start), termal kapatma (thermal shutdown), akım sınırlama gibi
çeşitli koruma ve yardımcı fonksiyonlara sahip değişik türleri de mevcuttur. Şekil 4-18’de
LNK304P hat anahtarlama entegresi kullanılarak yapılmış 40 mA akım çıkışı olan bir güç
kaynağı görülmektedir. Şebeke gerilimi önce doğrultulur daha sonra yüksek frekanslarda
anahtarlanarak istenilen gerilime düşürülür.
1.4.3. Anahtarlamalı (Switch mod) Güç Kaynakları
Güç kaynaklarında aranılan en önemli özellik çıkış geriliminin düzgün doğru gerilim
olması ve sabit kalmasıdır. Bu da ancak iyi bir filtre devresi ve etkili regüle işlemi ile
gerçekleşebilir. Şekil 41’de vermiş olduğumuz blok şemaya uygun olarak yapılan bir güç
kaynağı basit ve ekonomik olabilir. Ancak transformatörün ağır olması, güç kayıplarının
fazla olması ve yük akımı değişimlerinde sekonder geriliminin değişerek regülasyonu
olumsuz etkilemesi istenmeyen durumlardır. Doğrusal bir çıkış gerilimi elde etmek,
regülasyonun daha iyi olmasını sağlamak, ağırlığı azaltmak, verimi yükseltmek için
anahtarlamalı (Switch mod) güç kaynakları geliştirilmiştir. Şekil 419’da anahtarlamalı tip
bir güç kaynağının blok şeması görülmektedir. Şebeke gerilimi önce doğrultulup ardından
bir anahtarlama devresi ile yüksek frekanslarda kıyılmakta daha sonra ise tekrar
doğrultularak filtre edilmektedir. Anahtarlama referans voltaja bağlı olarak yapılır. Bu olay
Darbe Genliği Modülasyonu (PWM - Pulse Width Modulation) olarak adlandırılır. Çıkış
gerilimi kontrol edilerek anahtarlama devresinin darbe-peryod oranı değiştirilir. Böylece
etkili bir regülasyon işlemi yapılmış ve çıkış geriliminin sabit kalması sağlanmış olur.
Yüksek frekanslarda çalışmanın bir sonucu olarak kullanılan transformatörlerin boyutu
dolayısıyla maliyeti düşer. Transformatörün yüksek frekanslardaki kayıplarını azaltmak için
ferit nüveli transformatörler kullanılır. Fakat anahtarlamalı güç kaynaklarının lineer
devrelere göre yapıları karışıktır ve analizlerinin gerçekleştirilmesi zordur. Gürültü seviyeleri
ve dalgalılık oranı yüksek olduğu için ek filtreler kullanılması gerekir. Bunlar da
dezavantajları arasında sayılabilir.
38
AA Giriş Doğrultucu Kıyıcı ve Doğrultucu
TrafoFiltreler
Gerilim Regülasyonukısadevre veaşırı yük koruması içingeri besleme kontrolü
DA Çıkış
Şekil 4.19: Anahtarlamalı güç kaynağı blok şeması
Anahtarlamalı güç kaynaklarında sıcaklık koruması, çıkış yüksek akım ve kısa devre
koruması gibi ilave koruma yöntemleri geliştirilmiştir. Böylece yük daha güvenli bir şekilde
çalıştırılabilmektedir. En başta bilgisayarlar olmak üzere elektronik cihazların büyük bir
kısmında anahtarlamalı güç kaynakları kullanılır. Farklı gerilim değerlerinde sabit çıkışlar
verirler. Örneğin bilgisayarlar için üretilmiş güç kaynağında -5v, +3,3v, +5v,+12v gibi sabit
gerilim çıkışları bulunur. Birden fazla çıkışları olduğu için çekilen akım, bu çıkışlara dengeli
bir biçimde dağıtılmalıdır. Ucuz ve basit olan cihazlarda +5 V ve +3,3 V’ luk iki çıkışı
dengeledikten sonra diğer çıkışları kullanmak gerekir. Bunun sebebi, yük regülasyonunun +5
V çıkışına göre veya hem +5 V hem +3,3 V çıkışlarına göre yapılıyor olmasıdır. Kullanımda
dikkat edilmesi gerekli en önemli nokta +5 V çıkışına yük bağlı değilken diğer çıkışlar
yüklenmemelidir. Kaliteli cihazlarda bu çıkışlar ayrı ayrı tasarımlandığı için herhangi bir
çıkışı tek başına kullanabilmek mümkündür.
1.4.4. Büyük Güçlü Sanayi Tipi Güç Kaynakları
Metalürji, kaplamacılık, ark kaynak makineleri, elektrikli taşıtlar, boya püskürtme
makinelerinde büyük doğru akımlar çekilir. Güç kaynağının büyük akımları karşılaması için
bazı özel yöntemlere ihtiyaç duyulur. Büyük güçlü doğru akım güç kaynağı sistemlerinde;
Motor- Generatör gurupları
Komütatrisler (Konvertisörler)
Yarıiletken Doğrultmaçlar kullanılır.
Motor- Generatör grupları, doğru akım üreten bir dinamonun alternatif akım ile
çalışan bir motor tarafından döndürülmesi ve dinamodan gerekli doğru akımın alınması
esasına dayanır. Motor ile dinamo arasında elektriki bir bağlantı yoktur. iki makinenin birbiri
ile direkt, dişli veya kayış ile bağlantısı olabileceği gibi endüvilerinin aynı mil üzerinde
bulunduğu tek bir makine bloğu şeklinde de olabilir.
Komütatris ise bir asenkron motor ile dinamonun aynı makine üzerinde birleştirilmiş
şeklidir. Komütatrisin statoru çıkıntılı kutuplar ve kutup sargılarından oluşur. Rotor ise
dinamo endüvisi şeklindedir. Fakat endüvinin bir tarafında kolektör ve fırça sistemi
bulunurken, diğer tarafında bilezik ve fırça sistemi bulunur. Endüvi üzerinde iki ayrı sargı
bulunur. Bu sargılardan birisi doğru akım endüvi sargısıdır ve uçları kolektöre çıkarılır.
Diğer sargı ise üç, altı veya oniki fazlı olarak sarılmış olan alternatif akım sargısıdır. Uçları
bileziklere çıkarılır. Alternatif akım uygulanarak doğru akım alındığı gibi doğru akım
uygulanarak çok fazlı alternatif akımda alınabilir. Çok fazlı alternatif akım üreteci olarak
kullanıldığında çok fazlı doğrultucularla alternatif akım yeniden doğrultulabilir.
39
Yukarıda doğrultucular başlığı altında incelediğimiz doğrultma devreleri büyük akım
değerlerine sahip diyotlar kullanılarak yapılır ve sanayide büyük güçlü DA güç kaynağı
olarak kullanılır. Aynı devreler diyotlar yerine büyük akımlı tristörler kullanılarakda
yapılabilir. Tristör kullanmanın en büyük avantajı tristörün tetikleme açısını değiştirerek yarı
veya tam kontrollü doğrultucu devreler yapılabilmesi ve ayarlı doğru gerilim alınabilmesidir.
Bu güç kaynakları büyük akımlarda çalıştığı için en öncelikli sorun yarı iletkenlerin
soğutulmasıdır. Büyük akımlı diyot ve tristörler soğumayı kolaylaştırmak için metal kılıflı,
bağlantı kolaylığı sağlamak amacıyla da katodu şase (düz) ve anodu şase (ters) olarak
yapılır. Yine soğumayı kolaylaştırmak amacıyla içinde soğutucu gaz veya sıvının
dolaştırıldığı özel alüminyum soğutucu levhalar kullanılır. Bazı sistemlerde fanlar
kullanılarak hava ile soğutmada yapılır.
Resim 4.2: Büyük akımlı diyotlar
Çok büyük akım çekilen sistemlerde birden fazla sayıda doğrultucu devre aynı anda
kullanılır ve çıkışları birbirine paralel bağlanır.
1.4.5. Kesintisiz Güç Kaynakları
Elektrik enerjisi hayatımızın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiş bulunuyor. Çok
kısa süreli de olsa kesilmiş olması yaşamımızı olumsuz olarak etkiliyor. Bu nedenle elektrik
şebekesinde oluşacak kesintilere karşı önlem almak, kesinti durumunda enerji sağlamak
amacı ile kesintisiz güç kaynakları geliştirilmiştir. Bu kaynaklar şebekede enerji olduğu
durumlarda akü gruplarını şarj ederler. Enerji kesildiğinde gerekli enerjiyi akü gruplarından
sağlayarak alıcıları çalıştırırlar. Çalışma sistemleri bakımından üç çeşit kesintisiz güç
kaynağı vardır. Bunlar; off line, line interactive ve on line kesintisiz güç kaynaklarıdır.
Off line kesintisiz güç kaynakları en basit yapıda olan güç kaynaklarıdır. Şebekede
enerji varsa röle sistemi ile şebeke enerjisini direkt çıkışa aktarırlar. Şebeke gerilimine
herhangi bir müdahaleleri olmaz. Alıcıları şebekeden çalıştırırken aynı anda alternatif akımı
doğrultup aküleri şarj ederler. Şebeke enerjisi kesildiğinde akülerden aldıkları doğru gerilimi
basit bir inverter sistemi ile alternatif gerilime çevirerek çıkışa verirler. İnverter çıkışları
genellikle kare dalga şeklindedir. Küçük güçler için bu kesintisiz güç kaynakları tercih edilir.
40
Line interactive güç kaynakları; off line KGK’larından farklı olarak şebeke gerilimine
müdahale edip sabit tutabilme özelliklerinin olmasıdır. Bu regüle işlemi belirli gerilim
sınırları arasında transformatör kademeleri kullanılarak yapılmaktadır.
On line tipi KGK’ları daha büyük güçler için dizayn edilirler. Çıkıştaki yükleri baypas
sistemi sayesinde direkt şebekeden, inverter ile şebekeden ve inverter ile akü guruplarından
çalıştırma gibi üç farklı çalışma şekli bulunur. Mikro işlemci kontrollü yapılan bu cihazlar
sürekli şebeke enerjisini analiz ederek en doğru çalışma şeklini otomatik olarak seçerler.
Çıkışları genellikle tam sinüs dalgası şeklindedir. Bir faz çıkışlı olabileceği gibi büyük
güçlerde genellikle üç fazlı çıkış verirler. Tek bir alıcıyı çalıştırmak yerine daha geniş bir
sistemi çalıştırmak için kullanılırlar.
1.5. Endüstriyel Amplifikasyon Sistemleri
Endüstriyel sistemlerde fiziksel olayları algılamak için kullanılan sensör ve
transdüserlerin çıkışında genellikle çok küçük elektriksel büyüklük değişimleri olur. Direnç,
kapasite, endüktans, akım veya gerilimdeki küçük değişimler yükseltilir sonra veri olarak
kullanılır. Yükseltme (amplifikasyon) işlemleri için çoğunlukla işlemsel yükselteçler (Op-
Amp) kullanılır.
Ancak işlemsel yükselteçleri tek uçlu ters çeviren ve ters çevirmeyen yükselteç olarak
kullanmak uygulamalarda yetersiz kalır. Fark yükselteci olarak çalıştırılmaları daha uygun
olur. Bunun nedeni ise; birçok dönüştürücüde düşük seviyeli veri sinyalinin daha büyük
genlikte ortak mod sinyali üzerine bindirilmesidir. Yükseltme işlemi sırasında ortak mod
sinyalinin ( ya da dc bileşenin) ayrılarak sadece düşük seviyeli veri sinyalinin yükseltilmesi
istenilir. Bu da endüstriyel uygulamada kullanılacak işlemsel yükseltecin ortak işaret
bastırma oranının (CMRR) yeterince büyük olmasını zorunlu hale getirir.
Ayrıca dönüştürücülerin küçük ve eşit olmayan dirençleri; işlemsel yükselteç giriş
empedansı ile uygunsuz olacağından problemler ortaya çıkar. Bu problemlerin çözümü için
endüstriyel yükselteçler geliştirilmiştir.
1.5.1. İşlemsel Yükselteçlerin Fark Yükselteci Olarak Kullanılması
Aşağıda şekil 51(a)’daki devre, işlemsel yükselteç kullanılan standart fark yükseltici
devredir. İdeal bir fark yükseltici devrenin; girişlere uygulanan sinyallerin farklarını kazanç
oranında yükseltilmesi, girişteki sinyallerin varsa ortak bileşenlerini bastırması istenir. Şekil
51(a)’daki devreye uygulanan Şekil 51(c)’deki Vi1ve Vi2 gerilimlerini incelediğimizde
ortak bileşenlerinin bulunduğunu görürüz. Bu iki gerilimin ortak bileşenine Uc denilirse, bu
gerilimler Uc nin fonksiyonu şeklinde yazılabilir.
Girişlerin ortak bileşeni; Uc=2
VV 2i1i
(Denklem 51)
Girişlerin farkı; Vd=Vi1-Vi2 (Denklem 52)
41
Girişler ortak bileşen cinsinden yazılabilir;
Vi1=Uc+2
Vd Vi2=Uc-2
Vd
U1 ve U2 gibi geçici değişkenler kullanılırsa; U1=2
Vd U2=2
Vd Vi1=Uc+U1
Vi2=Uc+U2 Olur.
Şekil 51(d) giriş sinyallerini ortak bileşen cinsinden, şekil 51(b) ise eşdeğer devreyi
göstermektedir. Eşdeğer devre üzerinde hesaplamalar yaparak girişlerin farkının ve ortak
bileşenlerinin hangi oranlarda yükseltildiğini bulabiliriz.
3
2
1
84
R2
R1
R3
R4
U1
U2
V0
Ur4+Vcc
_Vcc
Uc
+
+
+
3
2
1
84
R2
R1
R3
R4Vi1 Vi2
V0
+Vcc
_Vcc
+ +
(a) (b)
Şekil 5.1: (a) Fark yükseltici devre (b) Eşdeğer fark alıcı devre (c) Farkı yükseltilecek v 1i ve
v 2i sinyalleri (d) V 1i ve V 2i sinyallerinin ortak işaret fonksiyonu olarak gösterilmesi
Şekil 51(b) deki devreye süperpozisyon teoremi uygulanır.
Uc ve U1 kaynakları kısa devre kabul edilir, çıkış U2 cinsinden yazılırsa;
t 0
Volt
Vi1
0
Volt
t
U1
U2
Uc
Vi1
1-
Ze
ne
r
Di
yot
lu
2-
Şö
nt
Tr
an
sis
tör
lü
3-
Se
ri
Tr
an
sis
tör
lü
4-
(c) (d)
(c)
42
V02=Ur4. 1
21
R
RR Denkleminde, Ur4=U2.
43
4
RR
R
Yerine konulursa,
V02= U2. 43
4
RR
R
.
1
21
R
RR olur.
Uc ve U2 kaynakları kısa devre kabul edilir, çıkış U1 cinsinden yazılırsa
Vo1= -U1.
1
2
R
R Olur.
U1 ve U2 kaynakları kısa devre kabul edilir, çıkış Uc cinsinden incelenirse
V0c=Uc.Ac yazılabilir.
Burada AC işlemsel yükseltecin ortak işareti yükseltme oranı olarak ifade edilmiştir.
İşlemsel yükseltecin yapısal parametrelerine bağlı bir değerdir. Kataloglar da verilen CMRR
değerinden hesaplanarak veya deneysel ölçümlerle bulunabilir.
CMRR= c
d
A
A (Denklem 53a)
CMRR(log)= 20.logc
d
A
A (Denklem 53b)
Sonuç olarak devrenin çıkış gerilimi; V0=V01+V02+V0c
Olacaktır.
Yukarıda hesaplanan değerler yerlerine yazılacak olursa;
V0=(-U1. 1
2
R
R)+( U2.
43
4
RR
R
.
1
21
R
RR )+( Uc.Ac) olur.
Şekil 5-1(d) deki devrede R1=R3 ve R2=R4 eşit alınır ve yukarıdaki denklem yeniden
düzenlenirse;
V0=(-U1. 1
2
R
R)+( U2.
1
2
R
R)+( Uc.Ac) V0=
1
2
R
R(U2-U1)+( Uc.Ac)
olur.
U1 ve U2 geçici değişken değerleri yerine konulursa;
V0=1
2
R
R(-Vd)+( Uc.Ac) , V0=( Vd
1
2
R
R)+( Uc.Ac)
(1
2
R
R) Olarak bulunan değer devrenin fark yükseltme oranıdır ve Ad olarak
gösterilirse;
V0=VdAd+Uc.Ac olur.
43
Bulunan çıkış denkleminin kullanışlı olması için bilinmeyen Ac değeri yerine
kataloglardan bulunabilecek CMRR değeri denklem 53(a) dan faydalanarak
yazılacak olursa;
V0=VdAd+Uc. CMRR
Ad Olur.
V0= Ad Vd (1+d
c
V
V
CMRR
1)
(Denklem 54)
Örnek: Giriş gerilimleri Vi1 = 250 V, Vi2 = 200 V, fark işaret kazancı Ad = 10000
ve ortak işaret bastırma oranı CMRR değeri (a) 100 , (b) 106 değerleri için fark
yükseltecinin çıkış gerilimini bulunuz?
Vd=Vi1-Vi2 = 250200 = 50 V
Uc=2
VV 2i1i = 2
200250 = 225 V
Ortak sinyalin, fark sinyalinden çok daha büyük olduğuna dikkat edin.
(a) V0= Ad Vd (1+d
c
V
V
CMRR
1) = Ad Vd (1+
50
225
100
1) = Ad Vd (1+0,045)
=10000.50.1,045 = 522,5 mV
İdeal bir fark yükseltecinde 50 V’ luk fark sinyalinin kazanç oranında
yükseltildikten sonra çıkış geriliminin 500 mV olması gerekirdi. Ortak işaret sinyali
yeterince bastırılmadığı için 22,5 mV’ luk bir hata oluştu. Aynı hesaplamayı yüksek
CMRR değeri için yeniden yaparak ortak işaretin daha fazla bastırıldığını görelim.
(b) V0= Ad Vd (1+d
c
V
V
CMRR
1) = Ad Vd (1+
50
225
10
16
) = Ad Vd (1+0,0000045)
=10000.50.1,0000045 = 500,00225 mV
İşlemsel yükselteçlerde CMRR değeri ne kadar yüksekse devrenin ortak giriş
sinyallerini o kadar daha iyi bastırır. Bu nedenle endüstriyel yükseltme işlemlerinde CMRR
değeri yüksek olan işlemsel yükselteçler kullanılır.
Yükseltme işlemlerinde yükseltilecek sinyali üreten transdüser veya sensörün iç
direnci (çıkış empedansı) fark gerilim kazancının değişmesine neden olur. Bu durum giriş
sinyallerinin gerçek elektriksel eşdeğerleri kullanılarak şekil 5-2 de gösterilmiştir. Daha önce
yapılan hesaplamalarda girişlere bağlanan Z1 ve Z2 empedansları ihmal edilmiştir. Z1 ve Z2
empedanslarının eşit olmaması (Z1 Z2 ) durumunda
1
2
R
R=
3
4
R
R denkliğini de bozacağından
istenmeyen birçok problemin ortaya çıkmasına neden olur. Girişe bağlanan elemanın çıkış
44
empedansını bilmek ve değiştirmek mümkün olmayacağı için yükseltici devrede R1 ve R3
giriş dirençlerinin yeterince büyük olması gerekir.
3
2
1
84
R2
R1
R3
R4Vi1 Vi2
Vo
+Vcc
_Vcc
++
Z2Z1
Şekil 5.2: Girişe bağlanan elemanların çıkış empedanslarının etkisi
1.5.2. Üç Adet İşlemsel Yükselteç İle Endüstriyel Yükselticinin Yapılması
Endüstriyel yükselticilerde ortak işaret bastırma oranının ve giriş direncinin etkilerini
yukarıda yaptığımız incelemede öğrendik. Yükseltici devrede bu parametrelerin yeterince
büyük olmasını sağlamak için üç adet işlemsel yükseltici şekil 53’de görüldüğü gibi
bağlanır. Giriş empedansı IC1 ve IC2 işlemsel yükselteçleri ile yaklaşık değerindedir.
Giriş sinyallerinin her iki işlemsel yükseltecin + girişine bağlanmaları ile en yüksek ortak
işaret bastırma oranı da elde edilmiş olur.
Devre üzerinde gerekli hesaplamalar yapıldığında çıkış geriliminin ve fark gerilim
kazancının;
V0=(Vi1-Vi2).1
321
R
RRR , Ad=
1
321
R
RRR olduğu görülür.
Yükseltici devrenin fark gerilim kazancının Ad olduğuna ve R1 direnci ayarlı yapılarak
değiştirilebileceğine dikkat ediniz.
Çizici (plotter) ve özel kalemli yazıcıların kalem sürücülerinde olduğu gibi bazı
endüstriyel uygulamalarda yükseltici çıkışının belirli bir referans değer üzerine bindirilmesi
gerekebilir. Bunu sağlamak amacıyla şekil 53 de gösterilen devrenin Ref ucu kullanılabilir.
Ref ucunun şase ile bağlantısı kopartılarak sabit bir DC gerilim uygulandığında çıkış
gerilimi;
V 0= Vref + (Vi1-Vi2).1
321
R
RRR olur.
45
3
2
1
84
R2
R1R3
R
Vi2
Vi1
V
+Vcc
_Vcc
+
+
+Vcc
-Vcc
3
2
1
84
R
R
R
+Vcc
-Vcc
3
2
1
84
Rin
Rin
IC1
IC2
IC3
Ref
O
Şekil 5.3: Üç adet işlemsel yükselteç ile endüstriyel yükselticinin yapılması
Endüstriyel yükselticinin çıkışı pozitif veya negatif DC referans gerilimi ile
ayarlanmak istenilirse şekil.54 deki devre kullanılabilir. Bu devrenin çıkış ucu şekil 53
deki yükseltici devrenin referans ucuna bağlanmalıdır.
R 10k
+15 v
-15 v
3
2
1
84
R 10k
+Vcc
-Vcc
ICP
10kVref= (+5v) ~ (-5v)
+5v
-5v
Şekil 5.4: Pozitif ve negatif referans gerilimi oluşturan devre
1.5.3. Çeşitli Endüstriyel Yükselteç Örnekleri ve Temel Uygulama Devreleri
INA 110 amlifikatörü endüstriyel uygulamalar için geliştirilmiştir. İç yapısı daha önce
anlatılan üç işlemsel yükselteç bağlantısından farklı değildir. İlave olarak kazanç seçimi için
dört ayrı ucu bulunmaktadır. Şekil 5-5(b) de verilen tablodaki kazanç değerlerinden daha
farklı kazanç elde etmek için 11,12 ve 16 numaralı uçlar birleştirilip 3 numara ile arasına
hesaplanan bir direnç (RA) bağlanır. Bu direncin değeri;
RA: Bağlanması gereken harici direnç ( olarak) RA=1
40000
A-50
A: İstenilen yeni kazanç değeri
46
Örnek: INA 110 yükseltecinde kazanç değerinin 750 olması için gerekli harici direnç
değeri kaç ohm olmalıdır.
RA=1
40000
A-50=
1750
40000
-50=53,4-50=3,4 RA=3,4 olmalıdır.
R11M
RL
+15 V
-15 V
1
2
36
7
8
9
10
Vo
Termokupul
INA 110
12
x10x100
x200
x500
+
-
C1
1mFC2
1mF
1
2
36
7
8
912
10
11
16
13
+
- INA 110
+Vcc-Vcc
Vo
(a) (b)
Kazanç değeri Bağlanacak uçlar
1
10100200
500
3-13
3-11
3-12
3 Numara Boş
3-16
(c)
Şekil 5.5: (a) INA 110 endüstriyel yükselteci örnek uygulama devresi (b) Kazanç seçme uçları ve
yük bağlantısı (c) Sabit kazanç değerleri için uç bağlantı tablosu
1.6. Servo ve Kontrol Sistemleri
Servo sistem çıkışın mekaniksel konum, hız veya ivme olduğu geribeslemeli kontrol
sistemidir. Bir kontrol sisteminin temel kısımları, kontrol edilen (denetlenen) sistem ve
kontrol (denetim) elemanıdır. Endüstriyel uygulamalarda kontrol edilen sistem genellikle
hız, basınç, ivme, yer değiştirme gibi bir fiziksel değişimdir. Bu fiziksel değişime uygun bir
kontrol değişkeni (çıkış değişkeni) belirlenir. Kullanılan kontrol elemanı bu kontrol
değişkenini istenilen değere ayarlar. Kontrol elemanı açık devre sistemlerde çok basit yapıda
olurken, kapalı döngü sistemlerde daha gelişmiş yapıdadır. Açık ve kapalı döngü sistemler
bu modülün “Temel Endüstriyel Sistemler” konusu içinde daha detaylı açıklanmıştır. Kapalı
döngü bir sistemin kontrol elemanında, karşılaştırıcı veya hata seçici, denetim, sürücü
(hareket ettirici) ve ölçme özellikleri bulunmalıdır.
Bir servo sistemde, kontrol edilen sistem mekaniksel konum, hız veya ivme üreten
elektromekanik makinelerdir. Kontrol elemanları ise bu elektromekanik makineleri çalıştıran
47
düzenekler, ölçme elemanları, sensörler, transdüserler ve fark alıcı devrelerdir.
Elektromekanik makinelerin başında elektrik motorları gelmektedir. Endüstriyel
uygulamalarda kullanılan elektrik motorları yapı olarak birbirlerine göre farklılıklar
gösterirler. Bu motorlarının ortak yanı elektrik enerjisini mekanik enerjiye
dönüştürmeleridir. Konum ve hız kontrolü için her elektrik motoru uygun olmayabilir. Bu
durumda kontrol edilmek istenilen büyüklüğe uygun bir motor seçimi yapılmalıdır. Doğru
akım elektrik motorları bir servo sistem tasarımında en kullanışlı motorlardır. Özellikle
çalışması, geribesleme sistemi ile birleştirilmiş, fırçasız, elektronik kontrollü doğru akım
motorları idealdir. Bu nedenle elektronik bir kontrol devresi bulunan, fırçasız, içinde konum
sensörleri bulunan doğru akım motorlarına servo motor denilmektedir.
Servo motorlar uçaklarda kanat fleplerinin hareketinde, robotların eklem
hareketlerinde, iki veya üç boyutlu freze sistemlerinde, büyük güçlü varyaklarda,
kullanılırlar. Servo motorlar dâhili dişli sistemine sahiptirler ve yüksek momentlere ulaşırlar.
Çıkış mili DA ve step motorlarda olduğu gibi serbestçe dönmez. Belli açılarda döner. Servo
motorlar bunu elektronik mil konumu algılayıcısı ve bir kontrol devresiyle yaparlar. Servo
motorların güç, kontrol ve toprak olmak üzere üç farklı ucu vardır. Çoğunlukla 5 volt veya
12 voltta çalışırlar. Çoğu motorda mil 180 derece dönebilirler. AA ve DA çalışan iki türü
vardır.
Konum kontrolü yapılması gereken uygulamalar da genellikle adım motoru ya da
servo motor kullanılır. Adım motorları daha çok küçük güçlü sistemlerde ve düşük moment
gerektiren kontrollerde tercih edilir. Bunun yanında büyük güç, yüksek moment ve hızlı
tepki gerektiren sistemlerde ise daha çok servo motorlar kullanılır.
Hız kontrolü yapmak en çok kullanılan servo sistemdir. Çünkü hızı istenilen
değerlerde ayarlanabilen bir motor ile konum ve ivme kontrolü yapmak daha kolaydır.
Bir servo sistem için en önemli ayrıntılardan biriside mekanik konum, hız ve ivmenin
doğru bir şekilde ölçülmesidir. Bu mekaniksel ölçümler için takojeneratörler (takoüreteçler),
diferansiyel transformatörler, senkro generatörler ve motorlar, senkro diferansiyel generatör
ve motorlar eskiden beri kullanılmaktadır. Elektronik sistemlerin gelişmesi ile değişik
mekaniksel büyüklükleri ölçen elektronik transdüserler yapılmıştır. Bu transdüserler
üzerinde genellikle algılama, yükseltme, anolog veya dijital çıkış veren çıkış üniteleri birlikte
bulunur.
1.7. Pals ve Lojik Devreler
1.7.1. Pals Devreleri
Pals (darbe), gerilim veya akımın kısa zamanda ani olarak değişmesidir. Şekil 71’de
palsın şekli verilerek, şekil üzerinde yükselme zamanı, devam müddeti, düşme zamanı ve
pals periyodu gösterilmiştir.
48
Yükselmezamanı.
DevamMüddeti
Düşmezamanı.
Periyot
Şekil 7.1: Palsın şekli ve parametreleri
Pals üretecinin çıkışında akım veya gerilim, sıfır değerinden en yüksek değere aniden
yükselemez. Akım veya gerilimin tepe değerine ulaşabilmesi için geçen zamana yükselme
zamanı denir.
Pals üretecinin çıkışında akım veya gerilim, tepe değerine ulaştıktan sonra bir süre bu
değerde kalır ve azalmaya başlar. Akım veya gerilimin tepe değerde kalmaya devam ettiği
zamana devam müddeti denilir.
Pals üretecinin çıkışında akım veya gerilim, tepe değerdeyken aniden sıfır değerine
düşmez. Tepe değerden sıfır değerine düşmesi için geçen zamana düşme zamanı denir.
Eğer palslar periyodik olarak meydana geliyorsa pals periyodundan ve frekansından
bahsedilebilir. Periyodik tekrarlanan palslar birbirinin aynısıdır (tepe değer, yükselme,
devam ve düşme zamanı açısından). Palsdaki bir noktadan, takip eden palsdaki aynı nokta
arasındaki geçen zamana pals periyodu denir.
Periyodik tekrarlanan palslarda bir saniye içinde meydana gelen pals sayısına pals
frekansı denir.
Palsın şekli önemlidir. Elektronik devreler palsın yükselme, devam ve düşme
zamanlarına değişik şekillerde etki yaparlar. Pals, temel sinüs dalgasının sonsuz miktarda
harmoniklerinin toplamıdır. Bu nedenle bir palsı elektronik devreden bozulmaya uğramadan
geçirebilmek için, devrenin bant genişliğinin çok yüksek olması gerekir.
Uygulamada bir pals veya pals serisi üretmek için multivibratör devreleri ya da
osilatör devrelerinin çıkışı dalga şekillendirici devreler ile düzenlenerek kullanılır.
Özellikle kare dalga osilatörleri ile istenilen pals daha kolay üretilebilir. En yaygın
olarak kullanılan 555 entegresi periyodik palslar üretmek için de uygundur. Bu
entegre ile standart kare dalga osilatör devresi kurulup modülasyon girişi (5 numaralı
uç) kullanılarak istenilen periyodik palslar üretilir. Şekil 72’de 555 entegresi ile
yapılmış periyodik pals üreten devre görülmektedir. Bu devrede osilatör frekansını
R1,R2 dirençleri ve C kondansatörü belirler. Modülasyon girişi değiştirilerek palsin
devam müddeti oranı ayarlanabilir.
49
R4
DC7
Q3
GN
D1
VC
C8
TR2
TH6
CV5
NE555R1
R2
C
P V0
+Vcc
Şekil 7.2: 555 Entegresi ile yapılmış peryodik pals üreteci
Endüstriyel uygulamalarda pals devreleri yarı iletken güç anahtarlarını (güç
transistörleri, tristörler ve triyaklar) tetiklemek için ve sayısal modülasyon işlemlerini
yapmak için kullanılır. Güç anahtarlarını tetiklemek için genellikle çalışma frekansından
(veya şebekeden) alınan örnek sinyal dalga şekillendirici devreler ile düzenlenerek kullanılır.
Çok kullanılan dalga şekillendirici devreler şunlardır:
Kırpıcılar
Kenetleme devreleri
Schmitt Trigger Devreleri
Miller Devresi
Boot Strobe Devreleri
İntegral Alıcı Devreler
Türev Alıcı Devreler
Bu devreler daha önce almış olduğunuz Elektronik Devreler ve Sistemler1
modülünde daha ayrıntılı işlenmiştir.
1.7.2. Lojik Devreler
Dijital (sayısal) sistem tasarımında kullanılan ve sayısal sinyalleri işlemede kullanılan
devrelere “lojik devreler” denilir. Lojik devreler için bir sinyal ya yüksek (Hight) seviyede
ya da düşük (Low) seviyede olabilir. Bu ikili duruma en uygun sayı sistemi, ikilik sayı
sistemidir.
Bir sayısal devre tasarımında, işlenecek verilerin aktif durumu (bir motorun çalışması)
yüksek seviyede tanımlanırsa pozitif mantık, düşük seviyede tanımlanırsa negatif mantık
50
kullanılmış olur. Fakat bu durum birbirinden çok da ayrılmış değildir. Çünkü değil (inverter)
lojik kapıları ile kolayca dönüşüm yapılabilmektedir.
Lojik devrelerin temelini lojik kapılar oluşturur. Lojik kapılar, ikilik sayı sisteminde
mantıksal işlemleri yapabilen devrelerdir. Lojik kapı devreleri; VE (AND), VEYA (OR),
DEĞİL (INVERT-NOT), TAMPON (BUFFER), VE DEĞİL (NAND), VEYA DEĞİL
(NOR), ÖZEL VEYA (EX-OR), ÖZEL VEYA DEĞİL (EX-NOR) mantık devrelerinden
oluşur. Bu lojik kapılar kullanılarak kodlayıcı, kod çözücü, multiplexer demultiplexer,
toplayıcı, çıkarıcı, karşılaştırıcı, flip-floplar, sayıcılar, kaydediciler, anolog-dijital
dönüştürücüler (ADC), dijital-analog dönüştürücüler (DAC) gibi temel sayısal devreler
geliştirilmiştir.
Entegre devre üretim teknolojisinin gelişmesi ile yukarıda bahsettiğimiz lojik devreler
hazır lojik entegre olarak üretilmişlerdir. Entegre devrelerin, ebatları küçük, maliyeti düşük,
enerji tüketimi az, çalışma hızı yüksektir ve bağlantı kolaylıkları vardır. Lojik entegreler
üretimde kullanılan yarıiletken ve elektronik devre elemanları çeşitlerine göre, RDL, RTL,
DTL, I2L, TTL, ECL, HTL, MOS ve CMOS mantık gruplarından oluşur.
TTL (Transistör Transistör Lojik) Entegreler: Sabit 5 volt doğru gerilim ile
çalışırlar. Piyasada 74 ve 54 serisi (74C ve 74HC serileri hariç) lojik entegreler
TTL tipi entegrelerdir. TTL entegrelerin girişlerinde; 0-0,4 volt arası Lojik “0”
olarak ve 2,45 volt arası Lojik “1” olarak algılanır. Lojik “0” ve “1” arasında
belirsiz bölgedeki gerilim değerleri başta sıcaklık olmak üzere değişik etkilerle
lojik “0” veya lojik “1” olarak algılanabilir.
TTL lojik entegrelerinde açık kolektörlü, totem pole veya üç durumlu çıkış katı
olabilir. Açık kolektörlü çıkış katında çıkış transistörünün kolektör ucu boşta bırakılmıştır.
Yük, besleme kaynağının pozitif ucu ile çıkış ucu arasına bağlanır. Eğer yükü şase ile çıkış
arasına bağlama zorunluluğu varsa, çıkış bir pull-up (yukarı çekme) direnci ile besleme
kaynağına bağlanır. Totem pole türü çıkışlarda, çıkışta iki transistör seri bağlıdır, çıkış
aradan alınır. Lojik çıkış durumuna göre transistörlerden biri iletime geçer. Güç harcaması
daha fazla olmasına rağmen çalışma hızı yüksek ve gürültü seviyesi düşüktür. Üç durumlu
çıkışlarda ise bir yetkilendirme girişi ilave edilmiş, yetki olmadığı durumlarda çıkışta yüksek
direnç göstermektedir. Yetki girişinin bulunduğu entegreler, birden fazla sayıda entegre
çıkışının direk birbirine bağlı olduğu adres, kontrol ve data yollarına yapılan bağlantılar için
kullanılır. Aktif olmayan entegreler, çıkışları yüksek dirençli üçüncü duruma alınarak kısa
devreler önlenmiş olur.
CMOS Entegreler: CMOS entegreleri, P ve N kanallı mosfet transistörler
kullanılarak yapılmış lojik entegrelerdir. CMOS entegrelerin güç harcaması
TTL entegrelere göre daha düşüktür. CMOS entegreler 40 (140) ya da 45 (145)
serisi ile başlar. Ancak TTL serisi ile uyum sağlamsı için 74C ve 74HC serisi
entegreler de CMOS olarak üretilir. CMOS entegrelerin çalışma gerilimleri
oldukça esnek olup 3-18 volt doğru gerilim ile çalışırlar. Çalışma sıcaklıkları -
55 0C ile +125
0C arasındadır. Girişlerinde 0-0,4 volt arasını lojik “0” olarak, 3-
18 volt arasını lojik “1” olarak algılarlar. CMOS entegrelerde de üç durumlu
çıkış (lojik “0”, lojik “1” ve büyük çıkış direnci) kullanılan bir yöntemdir.
51
1.8. Programlanabilir Kontrolörler ve Mikroişlemciler
Mikroişlemciler program komutları doğrultusunda, ikilik sayılar üzerinde aritmetiksel
ve mantıksal işlemler yapabilen, bu işlemlerin sonuçlarına uygun olarak çalışmasını
yönlendirebilen tümleşik devre elemanıdır. Mikroişlemci, kendisi için hazırlanmış olan
programın komutlarını tek tek işleyerek yürütür. Mikroişlemci kullanılarak yapılan bir cihaz,
lojik kapı ve entegrelerle yapılan cihazlara göre çok daha sade, maliyeti düşük, boyutları
daha küçüktür. Programlanabilir olması nedeni ile modüler ve esnek bir yapıya sahiptir.
Sadece programda yapılacak değişiklik ile cihaz veya sistemin çalışmasında revizyon
yapmak çok kolay olur. Böylece zamandan ve maliyetten kazanılmış olur. Bu
üstünlüklerinden dolayı mikroişlemciler günümüzde çok popüler olmuş, birçok cihaz ve
sistemin vazgeçilmez parçası haline gelmiştir. Çevremizde gördüğümüz yazar kasalarda,
fotokopi makinelerinde, telefon santrallerinde, elektronik terazilerde, elektronik yazı
panolarında, endüstriyel makine ve tezgâhlarda, robotlarda, nükleer santrallerde, uzay
çalışmalarında ve tıbbi cihazlarda mikroişlemcili sistemler kullanılmaktadır.
ALU
ünitesi
Kontrol ve denetim ünitesi
Kaydedicive
sayıcılar
Tam
pon v
e k
ilitleyic
iler
Adres, data, kontrolyolları.
adresyolu
veriyolu
kontrolyolu
Şekil 8.1: Mikroişlemci içyapısı
Basit yapıdaki bir mikroişlemci incelendiğinde, dört temel ana bloktan oluştuğu
görülür. Bunlar, ALU (Aritmetik Lojik Unit), kontrol ve denetim merkezi, kaydedici ve
sayıcılar ile tamponlar ve kilitleyiciler olup şekil 8-1’de gösterilmiştir. Mikroişlemcilerin dış
devre elemanları ile bağlantısı besleme uçları, veri yolları (Data Bus), adres yolları (Adres
Bus) ve kontrol yolları ile yapılmaktadır.
Mikroişlemci kullanılarak yapılan elektronik devreye mikrobilgisayar denilir. En basit
yapıdaki bir mikrobilgisayar devresinde başta mikroişlemci olmak üzere, hafıza elemanları
(EPROM, RAM, vb.) ve giriş/çıkış elemanları (PIA, ACIA, vb.) bulunur. Şekil 82’de bir
mikrobilgisayarın blok diyagramı görülmektedir. Mikroişlemciler bir taraftan endüstride
kontrol ve denetim sistemlerinde kullanılırken diğer taraftan kişisel bilgisayarlarda (PC;
personel computer) ve daha büyük kapasiteli bilgisayarlarda kullanılmaktadır. PC ve büyük
kapasiteli bilgisayarların yapısı mikrobilgisayara göre daha karmaşık ve daha gelişmiştir.
52
adres yolu
veri yolu
kontrol yolu
ROM RAMMİKROİŞLEMCİ I/O
Seri v
e p
ara
lel
giriş
-çık
ışla
r
Şekil 8.2: Mikrobilgisayar blok diyagramı
İlk mikroişlemciler (Intel-8080, Motorola-6800, Zilog-Z80 ve 6502) 8 bitlik veri ve
adres yolunu kullandı. Daha sonraları geliştirilerek üst modelleri üretildi ve 16 bitlik (Intel-
8086, Motorola-68000, Zilog-Z8000 texas ins.-9900) mikroişlemciler ortaya çıktı. Üretim
alanındaki teknolojik gelişme çok hızlı oldu ve başka birçok firmada değişik isimlerle
mikroişlemciler üretti. Veri yolunun önce 32 bite daha sonra 64 bite çıkarıldığı
mikroişlemciler üretildi.
Bir mikroişlemci hafıza ve giriş/çıkış elemanları olmadan kullanılamaz. Gerekli
minimum donanım elemanları ile birlikte bir mikroişlemcinin tek kılıf içinde üretildiği devre
elemanlarına mikrokontrolör veya mikrodenetleyici denilir. Kısıtlı miktarda olmakla birlikte
yeterince hafıza birimlerine ve giriş/çıkış uçlarına sahiptirler. Çok az dış devre elemanı
kullanarak sistem kurmak mümkündür. Tek başlarına çalışabildikleri gibi diğer elektronik
devrelerle, başka mikrokontrolör ve bilgisayarlarla irtibat kurabilir, uygulamanın gerektirdiği
fonksiyonları gerçekleştirebilirler. Mikrobilgisayarın kullanıldığı bütün alanlarda rahatlıkla
kullanılabilir. Ayrıca mikrokontrolörler, mikrobilgisayara nazaran;
Oldukça küçük boyutlu,
Çok düşük güç tüketimine sahip,
Düşük maliyetli,
Yüksek performansa sahiptirler.
Değişik üretici firmalar birçok mikrokontrolörü kullanıma sunmuştur. Bunların içinde
intel-8051 ailesi, microchip-PICxxC(F)xxx, atmel-89xxx mikrokontrolörleri en popüler
olanlardır. Temelde benzer yapıda olmalarına rağmen hafıza kapasiteleri, işlem hızları,
giriş/çıkış sayıları, analog/dijital girişleri, zamanlayıcıları gibi alt fonksiyonları birbirinden
farklıdır.
1.9. Fiber Optikler
Işık, farklı yoğunlukta iki cismin birleşme yüzeyinden geçerken cisimlerin kırılma
indislerine bağlı olarak belli bir açıda kırılır. Kritik açı değerinden daha küçük bir açı ile
birleşme yüzeyine çarptığında tam yansımaya uğrar. Bu özelliği kullanarak ışık ışınlarını
53
belirli bir alanın içine hapsedip, bu alan boyunca ilerlemelerini sağlayabiliriz. Şekil 9-1’de
kırılma indisleri farklı olan A ve B cisimlerinin birleşme yüzeyine çarpan ışık ışınlarının
kırılması ve yansıması görülmektedir. Işık ışınlarının birincisi kritik açıdan daha küçük bir
açı (birleşme yüzeyinin normali ile yapılan 1 açısı) ile geldiğinden yansımaya uğramadan
kırılarak A cismine geçmektedir. İkinci ışık ışını ise büyük bir açı (2 ) ile geldiğinden tam
yansımaya uğramakta ve B cismi boyunca ilerlemektedir. Koruyucu bir kılıf içine ince cam
liflerin yerleştirilmesi ile fiber optik kablolar yapılmıştır. Cam lifler içine gönderilen ışık
ışınları, cam lif ile koruyucu kılıf arasındaki birleşme yüzeyinden sürekli tam yansımaya
uğrayarak kaybolmadan ilerler. Analog veya sayısal olarak kodlanmış bilgiler, normal ışık ve
lazer kullanılarak bu cam lifler üzerinden gönderilir.
Şekil 9.1: Işık ışınlarının kırılma ve yansıması
Fiber optikler ilk olarak 1950’ li yıllarda endüstride kullanıma başlandı. 1966 yılında
Charles Kao ve George Hockham cam fiber üzerinden veri aktarımı da yapılabileceği fikrini
ortaya attılar. Sonraki dönemlerde fiber üzerindeki kayıp oranları o kadar az seviyelere
indirildi ki, fiber veri aktarımı için bakır iletkenlere göre çok daha avantajlı bir konuma
geldi. Bakır iletkenli kablolara göre avantajlarını şöyle sıralayabiliriz;
Düşük sinyal kayıpları nedeniyle çok daha uzun mesafelere veri aktarımı
mümkündür. Bu mesafe tekrarlayıcı (reperater) kullanılmadan 2 Km'ye kadar
çıkabilir. Bakır UTP kablolarda bu mesafe 100m ile sınırlıdır.
Entegre optik sistemler sayesinde çok yüksek hızlarda veri aktarılabilir. Öyle ki
saniyede binlerce cigabitlik veri aktarımı yapılabilir.
Fiber optik kablolar daha hafif ve incedir. Bakır kablo kullanmanın zor olduğu
ortamlarda kullanılabilmesini sağlar.
Fiber optik kabloların en önemli özelliği elektromanyetik alanlardan hiç
etkilenmemesidir. Çünkü fiber optik kablodan elektrik yükleri değil ışık
aktarılır. Bu nedenle elektromanyetik alanlara karşı izolasyon gereçlerine
ihtiyaç duyulmaz.
Fiber optik kablolar elektrik akımına karşı yalıtkan olduğu için, elektriksel
yalıtımın zorunlu olduğu yerlerde kullanılabilir.
Binalar arasında toprak hattındaki fark nedeniyle ortaya çıkan veri iletim
problemleri fiber optik kablolar için sorun değildir.
Fiber optik kablolar kimyasal fabrikalar, askeri üsler gibi küçük bir elektrik
akımı kaçağının patlamaya neden olabileceği ortamlar için de idealdir.
UTP veya diğer kabloların aksine, fiber optik kablodan bilgi çalmak çok daha
zordur.
1
2
1 2
A
Cismi B Cismi
Işık Işınları
54
1.9.1. Bant Genişliği ve Optik Güç
Fiber optik bir sisteme performans sınırlaması getiren en önemli iki parametre bant
genişliği (BW) ve optik güç değeridir. İletim mesafesi uzadıkça bant genişliği küçülür, optik
kayıplar artar. Bu nedenle belirli aralıklarla tekrarlayıcılar kullanılır. Her tekrarlayıcıda bir
foto dedektör ve bir verici bulunur. Tekrarlayıcı aralığını olabildiğince geniş tutmak eğer
mümkünse hiç kullanmamak arzu edilir.
Akım Darbe Devresi
Akım
Zaman
Giriş Akım Darbesi
Şid
det
Zaman
Giriş Optik Darbesi
Şid
det
Zaman
Çıkış Optik Darbesi
Akım
Zaman
Çıkış Akım Darbesi
T T
Optik Kaynak
Fiber Optik Kablo
Foto Dedektör12
3
4
5
(a)
(b) (c) (d) (e)
Şekil 9.2: (a) Fiber optik iletim hattı (b) Giriş akım darbesi (c) Giriş optik darbesi (d) Çıkış
optik darbesi (e) Çıkış akım darbesi
Aktarılmak istenilen veri “0” ve “1” ler şeklinde sayısal bilgiye dönüştürülüp
kodlandıktan sonra elektronik devrelerde akım darbeleri halini alır. Akım darbeleri optik
kaynak tarafından (verici) ışık darbelerine dönüştürülür. Şekil 92(b)’de girişe uygulanan
akım darbesi, (c)’de ise bu akım darbesinin oluşturduğu giriş optik darbesi görülmektedir.
Şekil 92(a) daha ayrıntılı incelendiğinde optik kaynaktan çıkan ışık ışınlarının değişik
açılarda fiber optik kabloya girdiklerini görürüz. Bu ışık ışınlarının kritik açıdan daha küçük
açı (yüzey normal doğrusuna göre) ile gelenleri (1 numaralı ışın) yansımaya uğramaz ve
koruyucu kılıf tarafından emilir. Bu ışınlar giriş bağlaşım kayıplarının bir kısmını oluşturur.
Kritik açıdan daha büyük açı ile gelen ışınlar (2,3,5 numaralı ışınlar) cam lif ve koruyucu
kılıf arasındaki birleşme yüzeyinden tam yansımaya uğrar ve cam lif boyunca yansımaya
devam ederek ilerler. Fiber optik kabloda cam lif merkez eksenine paralel gelen ışık ışınları
(4 numaralı ışın) hiçbir yansımaya uğramadan ilerler. İletim hattının sonundaki foto
dedektöre ulaşan ışık ışınlarının gitmiş oldukları yol uzunluklarını incelediğimizde; en kısa
yolu merkez eksene paralel gelen 4 numaralı ışının, en uzun yolu ise kritik açı değerinde
giriş yapan 2 numaralı ışının gittiğini görürüz. Aynı kaynaktan aynı anda çıkan ışınlar farklı
zamanlarda foto dedektöre ulaşmaktadır. 2 ve 4 numaralı ışınlar arasındaki zaman farkı
hesaplanarak bulunabilir. Optik kaynaktan çıkan ve foto dedektöre ulaşan bütün ışık ışınları
dikkate alındığında girişte şekil 9-2(c) deki gibi olan optik darbe, iletim hattının sonunda
ayrılmaya uğrayarak şekil 92(d) deki çıkış optik darbesi haline dönüşür. Bu optik darbe
foto dedektör çıkışında şekil 92(e)’ deki çıkış akım darbesini oluşturur. Eğer sadece cam lif
merkez eksenine paralel gelen ışınlar (4 numaralı) iletimi sağlamış olsalardı optik ayrılma
daha az oluşurdu. Yinede malzemeden kaynaklanan ayrılmalar olacaktır. Sonuç olarak
girişten uygulanan bir akım darbesinin periyodunun çıkışta genişlemeye uğradığı görülür.
55
Darbe periyot genişlemesi (optik ayrılma); veri aktarım hızının belirlenmesinde dikkate
alınmalıdır. Bu durum yüksek frekanslarda çalışmayı engeller. Çalışılabilecek frekans
aralığına bant genişliği denilir. Bant genişliği yukarıda bahsedilen zamansal gecikmenin tersi
alınarak bulunur.
Bant genişliği BW=T
1
Optik bir sistemin tasarımı yapılırken, sistem için gerekli optik gücün de öngörülmesi
gerekir. Optik gücün belirlenmesinde foto dedektör için gerekli optik güç ve iletim hattı
boyunca meydana gelecek optik kayıplar dikkate alınır. İletim hattında oluşabilecek optik
kayıplar şunlardır;
Giriş bağlaşım kaybı
Bağlantı parçası / ek kaybı
Fiber zayıflaması
Çıkış bağlaşım kaybı
1.9.2. Optik Kaynak ve Alıcılar
Optik iletim hatlarında tekrarlayıcı aralığını en aza indirmek için kaynaktan çıkan ışık
şiddetinin mümkün olduğunca büyük olması gerekir. Fakat kaynağın çok şiddetli ışık
vermesi tek başına yeterli değildir. Aynı zamanda kaynaktan çıkan optik gücün etkili bir
biçimde fiber çekirdeğe gönderilmesi gerekir. En etkili şekilde göndermek için kaynağın ışık
emisyonu yapan bölgesinin fiberin çekirdek alanından daha küçük olması gereklidir.
Kaynağın ışık hüzme paterni neredeyse paralellenmiş olmalıdır.
Optik kaynak olarak ışık yayan diyotlar (LED’ler) ve enjeksiyon lazer diyotları
(ILD’ler) kullanılmaktadır. LED’leri fiber optikle uyumlu hala getirmek için bazı
değişiklikler yapılmıştır. Öncelikle emisyon yapan alan küçültülmüştür. Kaynağın tayf
genişliğinin en az olması istenilir. Lazer diyotların tayf genişliği LED’lere göre çok
küçüktür. Katı hal lazer diyotları özellikle sayısal optik sistemler için çok uygundur. Lazer
diyotların pahalı olması, güç çıkışının sıcaklıkla değişmesi ve analog modülasyon
kullanılmak istendiğinde harmonik bozulmanın oluşması LED’lere göre dezavantajlarıdır.
Fiber optik sistemlerde kullanılan en yaygın alıcı foto diyotlardır. Bunlar çoğunlukla
gelen ışığı elektriksel enerjiye dönüştüren PIN diyotlar ya da çığ diyotlarıdır. Bir PIN foto
diyot, P ve N yarıiletken bölgeleri arasına çok hafif katkılı tampon bölgenin konulması ile
yapılmıştır. Çok hafif katkılı bölgede yutulan ışık enerjisi fotonları negatif yüklü elektron ve
pozitif yüklü hol çiftlerinin oluşmasını sağlar. Dışarıdan uygulanan elektrik alanı elektron-
hol çiftlerinin ayrılmasını sağlar. Bu durum yük devresinde gelen optik güç ile orantılı akım
oluşmasını sağlar. Daha fazla duyarlık gerektiren uygulamalarda çığ diyotu (APD) tercih
edilir. PIN diyotlarda olduğu gibi çığ diyotta ters ön gerilimlidir. Ancak öngerilim değeri çok
yüksek (300 V’a kadar) olduğundan daha yüksek kazanç, çok daha yüksek yanıt verme oranı
ve daha fazla sinyal akımı oluşturur.
56
1.9.3. Kaynak ve Alıcıların Sürücü Devreleri
Kaynak sürücü devreleri basit devrelerdir. Analog şiddet modülsyonu için şekil 93(a)
daki transistörlü devre uygundur. PPM ya da sayısal açık/kapalı anahtarlama gibi darbe
modülasyonu tekniklerinde, LED veya ILD’yi anahtarlamak için FET kullanmak
mümkündür. Şekil 93(b) de FET kullanılan sürücü devre görülmektedir.
LED
R1
R2
+Vcc
R1
R2
ILD
+Vcc
(a) (b)
Şekil 9.2: (a) Analog şiddet modülasyonu için uygun sürücü devre (b)Darbe modülasyonu
tekniğinde uygun sürücü devre
Alıcı devrelerinin düzenlenmesinde de çok esnek davranılabilir. PIN diyot ya da çığ
diyot gibi elektrik akım kaynakları için uygun bir yükselteç devresi şekil 94(a)’da
gösterilmiştir. Şekil 94(b)’de bir RL yük direnci kullanılmış ve bu direnç üzerinde düşen
gerilim işlemsel yükselteç ile yükseltilmiştir. Çoğu foto diyot üretici firma foto diyot ile ön
yükseltici devreyi aynı paket içinde tümleşik devre olarak üretmiştir.
R1
-V
R1
R2
+Vcc
RL
(a) (b)
Şekil 9.4: (a) Akım modunda çalışan alıcı yükselteci (b) Gerilim modunda çalışan alıcı yükselteci
57
1.9.4. Sinyal Çoğullama
Bir fiber optik hat üzerinden birden çok sinyal gönderilecekse, çoğullama gereklidir.
Frekans bölmeli ve zaman bölmeli çoğullama (FDM ve TDM) kullanılan en eski
yöntemlerdir. Dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) yeni bir tekniktir ve farklı dalga
boylarında optik kaynakların kullanılmasını gerektirir. Bu teknikte uygun sinyali seçmek için
foto dedektörlerde filtreler kullanılır.
1.9.5. Modülasyon
Optik kaynakların üzerinden geçen elektrik akımını ayarlamak suretiyle optik gücü
değiştirmek mümkündür. Bu durum analog sinyalleri optik modülasyon ile
gönderebileceğimiz anlamına gelir. Eğer birden çok analog sinyal, frekans bölmeli
çoğullama (FDM) yöntemi ile gönderilecekse; öncelikle analog sinyal alt taşıyıcı RF
sinyalini modüle eder. Daha sonra modüleli RF sinyali optik kaynağı şiddet modülasyonuna
tabi tutar.
Fiber optik sistemlerde darbe modülasyonu iyi bir alternatiftir. Darbe konumu
modülasyonu (PPM) ve darbe kod modülasyonu (PCM) da kullanılan tekniklerdir.
Sayısal verinin iletimi için en dolaysız yol optik kaynağı “açık” ve “kapalı” konumlara
anahtarlamaktır. Fakat veride bozulma olmaması, iletişim güvenliğinin sağlanması için
veriler özel şekilde kodlanır. Manchester kodlaması ve iki kutuplu kodlama kullanılan
tekniklerdir. Bir başka yaklaşım, önce bir RF taşıyıcı sinyali sayısal olarak modüle etmek ve
sonra ışık kaynağını şiddet modülasyonuna tabi tutmaktır.
58
UYGULAMA FAALİYETİ
İşlem Basamakları Öneriler Elektronik sistemleri tanıyınız.
Sistem hatalarını düzeltiniz.
Bir örnek elektronik cihazı inceleyiniz.
Bu cihazda hangi elektronik devrelerin
kullanılmış olduğunu tesbit ediniz.
Elektronik devrelerde oluşabilecek
arızaları tartışınız. Cihaz üzerinde;
dijital avometre, analog avometre,
frekansmetre ve osilaskop kullanarak
ölçümler yapınız.
Cihaz üzerinde tartışarak bulduğunuz
olası arızaların nasıl giderilmesi
gerektiğini uygulama ile görünüz.
UYGULAMA FAALİYETİ
59
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
A- OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI)
Aşağıdaki soruların cevaplarını doğru veya yanlış olarak değerlendiriniz.
1. Sürekli titreşime maruz kalacak elektronik eleman gurupları kapsüllenir.
2. İşlemsel yükselteçler elektronik cihazlarda sinyal zayıflatmak için kullanılır.
3. Örnekle-tut yükselteçleri girişlerine uygulanan sinyalden örnek alarak çevrim
süresince sabit tutar.
4. Ortak emiterli yükselteçler birbirine köprü diyotlar ile bağlanır.
5. TV anten kaplosu olarak koaksiyel kaplolar kullanılır.
6. RF sinyalleri ile veri iletimi kablo bağlantısının mümkün olmadığı yerlerde
kullanılır.
7. Osilatörler kararsız çalışan yükselteç ve frekans seçici kısımlardan oluşur.
8. Köprü diyotlar filitre devrelerinde kullanılır.
9. Büyük akım çekilen güç kaynaklarında kondansatörlü filitre devresi kullanılır.
10. Anahtarlamalı güç kaynaklarının çıkış gerilimi daha doğrusal, gerilim
regülasyonu daha iyi ve verimliliği daha yüksektir.
11. Kesintisiz güç kaynaklarının esas amacı tam doğru gerilim vermektir.
12. İşlemsel yükselteçler fark yükseltici olarak kullanıldığında ortak işaret bastırma
oranlarının yüksek olması istenilir.
13. Geri beslemeli bütün sistemlere servo sistem denilir.
14. En basit yapıdaki bir mikrobilgisayar devresinde mikroişlemci, hafıza
elemanları ve giriş/çıkış elemanları bulunmak zorundadır.
15. Havadan ışık göndererek veri iletimi yapan sistemlere fiber optik sistemler
denilir.
DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek
kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız
sorularla ilgili konuları faaliyete dönerek tekrar inceleyiniz.
Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz diğer faaliyete geçiniz.
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
60
ÖĞRENME FAALİYETİ–2
Uygun atölye ve laboratuar ortamı sağlandığında endüstriyel sistemleri kullanabilecek
arızalarını giderebileceksiniz.
Bu faaliyete başlamadan önce yapmanız gereken öncelikli araştırmalar şunlardır;
Yakınınızda bulunan ve üretim yapan bir işyerine giderek inceleyiniz.
Kullanılan dijital ve analog sistemleri tesbit ediniz.
Bilgisayarların endüstriyel tesislerde hangi amaçlarla kullanıldığını
araştırınız.
Araştırma işlemleri için internet ortamını, bu konuda yayımlanmış olan firma
kataloglarını ve modülün sonunda belirtilen kaynakların ilgili bolümlerini incelemeniz
gerekmektedir. Ayrıca bir işletmede tamir ve bakım işlerini yapan kişilerden ön bilgi
edininiz.
2. TEMEL ENDÜSTRİYEL SİSTEMLER
2.1. Endüstriyel Sistemlerin Temelleri
Sistem, bir bütün oluşturacak şekilde karşılıklı olarak birbirine bağlı elemanlar
toplamıdır. Kontrol veya denetim ise ayarlamak, düzenlemek veya kumanda etmek anlamına
gelir. Bu durumda kontrol sistemini, kendisini veya başka bir sistemi kumanda etmek,
yönlendirmek, ayarlamak üzere birleştirilen fiziksel elemanların tamamı şeklinde
tanımlayabiliriz.
Kontrol sistemlerini ve işlemlerini, bilinçli veya bilinçsiz bir şekilde günlük
hayatımızda her an kullanırız. Bizim farkında bile olmadan vücudumuzun sıcaklık denetimi,
kan şekerinin ayarlanması, gözün ışık şiddetine göre kısılması kontrol sistemine biyolojik
örnekler olarak verilebilir. Bir odanın sıcaklığının otomatik olarak ayarlanan değerde sabit
tutulması, bir alternatörde üretilen gerilimin sabit tutulması, bir motorun dönüş hızının
düzenlenmesi gibi uygulamaları ise endüstriyel kontrol sistemlerine örnek olarak verebiliriz.
ÖĞRENME FAALİYETİ–2
ARAŞTIRMA
AMAÇ
61
Kontrol sistemlerini, uygulama alanları ve çalışma biçimlerine göre süreç kontrol
sistemleri, izleyici kontrol sistemleri ve servo kontrol sistemleri olmak üzere sınıflandırmak
mümkündür.
Süreç kontrol sistemine, düzenleyici kontrol sistemi de denilir. Bozucu girişlerin
etkisine rağmen sistem çıkışını önceden belirlenmiş sabit bir değerde tutmaya çalışan
geribeslemeli kontrol sistemleridir. Oda sıcaklığının sabit tutulması böyle bir kontrol
sistemine örnektir.
İzleyici kontrol sistemlerinde giriş değişken olup çıkışın bu giriş değişimlerini hatasız
izlemesi istenir. Sisteme değişken giriş etki ettiği gibi bozucu girişlerde etki etmektedir. Bu
nedenle sistemin, giriş değişimlerini hatasız izlemesi ile birlikte, bozucu girişlerin etkisini de
ortadan kaldırması beklenir.
Servo kontrol sistemleri, çıkışın mekaniksel konum, hız veya ivme olduğu
geribeslemeli kontrol sistemleridir. Doğru akım motorları, adım motorları, konum denetimli
elektrohidrolik ve elektropnömatik sistemler örnek olarak verilebilir. Yerine göre
düzenleyici yerine göre de izleyici türde çalışabilir.
2.1.1. Açık ve Kapalı Döngü Sistemleri
Kontrol sistemleri denetim etkisi açısından iki ana sınıfa ayrılır. Bunlar, açık döngü
kontrol sistemleri ve kapalı döngü kontrol sistemleridir.
Açık döngü kontrol sistemlerinde çıkışın ölçülmesi ve geribesleme yapılması söz
konusu değildir. Uygulamada giriş çıkış bağlantıları önceden belli olan, iç ve dış bozucu
etkilere maruz kalmayan sistemlerde kullanılır. Çıkış ve girişin bir karşılaştırması
yapılmadığından sistemin çalışma doğruluğu, imalat değerlerine ve kurulum sırasındaki
ayarlama değerlerine bağlıdır. Örneğin otomatik çamaşır makinelerinde olduğu gibi, sistem
girişi bir program şeklinde verilir. Makine bu program sırasını izler. Yine trafik ışıklarının
belirli bir sırada zamana bağımlı olarak yanıp sönmesi açık kontrol sistemine farklı bir
örnektir.
Kapalı döngü kontrol sisteminde çıkış sürekli ölçülür ve geribesleme yapılarak arzu
edilen giriş değeri ile karşılaştırılır. Sistem çıkışı geri beslenerek girişe uygulandığından bu
tür sistemlere geribeslemeli sistemlerde denilir. Açık döngü ve kapalı döngü sistemler
arasındaki en önemli fark geribesleme etkisidir. Kapalı döngü sistemde geribeslemenin etkisi
pozitif yönde veya negatif yönde olabilir.
Elektrikli bir ısıtıcı ile bir odayı ısıttığımızı düşünelim. Burada elektrikli ısıtıcı ve
odanın ısısı kontrol edilen sistemdir. Odanın sıcaklık değerini kontrol değişkeni olarak
alabiliriz. Kullandığımız elektrikli ısıtıcıyı çalıştıran anahtar ise kontrol elemanıdır.
Anahtarın kapatılması ve ısıtıcının anahtar açılıncaya kadar çalışması açık döngü bir
sistemdir. Çünkü kontrol değişkeni (odanın sıcaklığı) ölçülmüyor ve bir geribesleme
yapılarak sistemin girişi (anahtarın açılıp kapatılması) değiştirilmiyor.
62
Yukarıdaki elektrikli ısıtıcı örneğimizde kontrol elemanını (ısıtıcıyı çalıştıran anahtarı)
daha geliştirilmiş bir kontrol elemanı (termostat) ile değiştirerek basit bir kapalı devre sistem
kurmuş oluruz.
Şekil 11’ de kapalı döngü bir sistemde bulunan elemanlar ve blok şema için
sembolleri gösterilmiştir.
Denetim
elemanı.
Sürücü
eleman
Denetlenen
sistem
Geribeslemeelemanı.
(algılayıcı)
+_
Giriş
(istenilen
ayar değeri)
Karşılaştırıcı.
Geribesleme denetleyicisi
Çıkış
(istenilenfiziksel sonuç)
Şekil 1.1: Kapalı döngü bir kontrol sistemi
Pozitif geribeslemede, çıkıştan alınan örnek sinyaldeki değişimler girişin etkisini
artıracak yöndedir. Buna göre çıkışta herhangi bir artış meydana gelecek olursa bu giriş ile
toplanarak çıkışın daha da artmasına neden olur. Bu etki zincirleme devam ederek çıkıştaki
artış sistemin fiziksel sınırlarına kadar devam eder ve sistem denetlenebilir olma özelliğini
kaybeder. Doğru akım şönt motorunda uyartım sargısının kopması sonucu motorun devir
sayısının giderek yükselmesini pozitif geribeslemeye bir örnek olarak verebiliriz. Pozitif
geribesleme iç döngüler hariç bir kapalı döngü sisteminde kullanılmaz.
Negatif geribeslemede, çıkıştan alınan örnek sinyaldeki değişimler girişin etkisini
azaltacak yöndedir. Böyle bir sistemde, çıkışta artış yönünde bir değişme olursa, girişin
etkisini azaltarak çıkışın tekrar istenilen değere düşmesini sağlar. Eğer çıkışta azalma
yönünde bir değişme olmuşsa, girişin etkisi artacağından çıkışta artar ve istenilen değere
dönülmüş olur. Negatif geri beslemeli sistemlerde daima istenen değer (referans) ile çıkışın
farkı alınır. Bu fark negatif veya pozitif işaretli olabilir. Denetim organına hata sinyali olarak
iletilen bu değere göre çıkış yeniden düzenlenir. Negatif geribesleme endüstriyel kontrol
sistemlerinin en önemli özelliğidir ve daima hatayı en küçük değerde tutmaya veya
sıfırlamaya çalışır.
2.2. Dijital ve Analog Sistemler
Bir endüstriyel kontrol sisteminde değişken fiziksel değerleri ya bir pnömatik basınç,
ya da elektriksel olarak gerilim veya akım temsil eder. Örneğin sıcaklık fiziksel bir
büyüklüktür ve geniş sınırlar içinde değişik değerler alabilir. Sıcaklığın ölçüldüğü; bir
pnömatik sistemde basınç değeri, bir hidrolik sistemde sıvı akış debisi, bir elektronik
sistemde gerilim veya akım değeri sıcaklık değerlerine karşılık olacak şekilde alt ve üst
sınırlar arasında değişir.
63
Fiziksel bir değerin benzeri olarak elektriksel ya da pnömatik sinyal sistemin
hassasiyet sınırları arasında fiziksel değeri izler. Bu tür bir kontrol sistemine ANALOG
SİSTEM denilir.
Endüstriyel sistemlerde birçok elemanın çalışması yalnızca iki değer ile gösterilebilir.
Işığın yanması ve sönmesi, bir motorun çalışması ve durması, bir valfin açılması ve
kapanması gibi iki durumlu değerler, yine iki durumlu sinyaller ile gösterilebilir. Bu
sinyaller elektriksel sistemlerde gerilimin olması (5 Volt; lojik “1” durumu) ve gerilimin
olmaması (0 Volt; lojik “0” durumu) şeklindedir.
Fiziksel bir büyüklüğün elektrisel veya pnömatik sinyalin ikili durumu şeklinde
gösterildiği kontrol sistemlerine DİJİTAL SİSTEM denir. Sıvı seviye ölçümünün, şekil
21(a)da analog sistemde ve şekil 21(b)de dijital sistemde nasıl yapıldığına örnek
verilmiştir.
sıvı.
Şamandıra
ağırlık
+10 Volt
gösterge
0-10 v seviye sinyali
Potansiyometre
(a)
sıvı.
(b)
Lojik
Devrecde
ab
01m2m3m4m
Şekil 2.1: Sıvı seviyesi ölçen sistemlerin karşılaştırılması (a) Anolog sistemde (b) Dijital sistemde
Sayısal sistemler giriş ve çıkış sinyalleri arasındaki işlem bağıntısına göre iki farklı
gurupta sınıflandırılabilir. Bu guruplar kombinasyonel (bilişimsel) dijital sistemler ve ardışıl
dijital sistemlerdir.
Kombinasyonel dijital sistemler, birkaç sayısal girişe ve birkaç sayısal çıkışa sahiptir.
Girişlerin her farklı olasılığına karşılık bir tek biçimde tanımlanabilen çıkış durumları
mevcut olup aynı giriş kombinasyonu daima aynı çıkış durumunu verir. Kombinasyonel
dijital sistem şekil 22(a)’da görülmektedir.
Bir ardışıl dijital sistemin çıkış durumunu, kombinasyonel dijital sistemden farklı
olarak daha önceki çıkış durumu ve girişlerin durumu belirler. Bu nedenle aynı giriş
kombinasyonu daima aynı çıkış durumunu vermez. Ardışıl dijital sistem şekil 22(b)’de
gösterilmiştir. Şekildeki sistemde start girişine lojik “1” uygulandığında motor çalışır. Aynı
girişe tekrar lojik “1” uygulandığında çıkışta bir değişme olmaz ve motor çalışmaya devam
eder.
64
MStart
Stop
Dijital
SistemGiriş
ler
Çık
ışla
rDijital
Sistem
(a) (b)
Şekil 2.2: (a) Kombinasyonel dijital sistem (b) Ardışıl dijital sistem
2.3. Yazılım ve Programlama
Bir bilgisayar sistemi yazılım ve donanım olmak üzere iki kısımdan oluşur.
Bilgisayarın elektronik devreleri ve dışarıdan bağlanan çevresel araçlarına donanım denilir.
Donanım devreleri kendi başlarına beklenen çalışmayı yazılımlar olmadan gerçekleştiremez.
Çünkü bilgisayar sistemleri mikroişlemci veya mikrokontrolör temelli elektronik devrelerdir.
Bir mikroişlemci düzenli olarak yazılmış komutları tanır ve bu komutlara uygun işlemleri
yapabilir. Yazılım bilgisayar sisteminin çalışmasını sağlayan komutlar zinciridir.
İşletim sistemleri, bilgisayarın çalışmasını ve işleyişini düzenler. Örneğin,
bilgisayarda giriş birimi olarak kullanılan klavyede bastığımız her tuşun kodunu hafızanın
ilgili yerlerine yazar. Klavyede bir tuşa basıldığında tuşa ait kodu bularak görüntüleme
biriminde görülmesini işletim sistemi sağlar. Bir dosya kopyalama için gerekli komut
verildiğinde yapılacak işlemleri işletim sistemi belirler. PC’lerde ve büyük bilgisayar
sistemlerinde işletim sistemi bulunmak zorundadır. Fakat daha küçük yapıdaki
mikrobilgisayar ve özel bilgisayar sistemlerinde işletim sistemi kullanılmayabilir.
Bilgisayar uygulama programları; çizim, doküman hazırlama, görsel ve işitsel
uygulamalar, bilimsel ve endüstriyel çözümler için kullanılır. Örneğin aynı bilgisayar
sistemini farklı meslek gurupları kullanır ve mesleklerine uygun uygulama programları ile
farklı işlemleri yapabilirler. Bir fotoğrafçı için resim işleme programı, bir muhasebeci için
muhasebe hesaplama programı, bir okulda okul programı daha kullanışlı olabilir.
Bilgisayar programcıları; herhangi bir program hazırlarken yüksek seviyeli
programlama dillerinden faydalanırlar. Mikroişlemciler normalde yalnızca makine kodlarını
tanırlar. Fakat makine kodları ile geniş kapsamlı programları yazmak zor ve yorucu bir iştir.
Yüksek seviyeli dillerde ise programcının işlerini kolaylaştıran özel rutinler, sayısal komutlar
yerine anlaşılabilir kısaltmalar bulunur. Her yüksek seviyeli programlama dilinde program
komutlarının yazıldığı bir editör ve yazılan program kaynak metinlerini makine diline
çeviren derleyiciler bulunur. BASIC, QBASIC, GWBASIC, VISUAL BASIC, PASCAL,
FORTRAN, C, C++, VISUAL C, JAVA ve ASSEMBLY kullanılan üst seviye programlama
dilleridir. Her programlama dilinin üstün ve zayıf yönleri vardır. Yapılacak programın
özelliklerine göre programlama dillerinden birisi kullanılır.
Endüstriyel bilgisayar sistemlerinde programlar derleyici ve yorumlayıcı olarak iki
şekilde kullanılır.
65
Derleyici sistemde, gerekli bilgisayar programı üst seviyeli bir dilde yazılır, derlenir
daha sonra makine kodlarına çevrilmiş şekli bilgisayara yüklenerek çalıştırılır.
Yorumlayıcı sistemde, program yüksek seviyeli dilde yazıldıktan sonra kaynak kodları
derlenmez. Bilgisayar sistemine kaynak kodları yüklenir. Sistemin çalışması sırasında,
bilgisayar kaynak kodlarını sıra ile alır, makine kodu karşılığına çevirir daha sonra komutun
işlevini yerine getirir.
Her iki yaklaşımında üstün ve zayıf yanları vardır. Derleyici sistemde program
hafızada daha az yer tutar ve daha hızlı çalışır. Fakat program üzerinde değişiklik yapmak
yorucu ve zaman alıcıdır. Programın endüstriyel sistem üzerinde çevrim içi gözetimini
oluşturmak zordur. Yorumlayıcı sistemde ise program hafızada çok fazla yer tutar ve çok
yavaş çalışır. Bununla birlikte yorumlayıcı sistemi kullanmak çok daha basittir. Program
üzerinde değişiklik yapmak çok kolaydır. Merdiven diyagramı diller tesisin çalışması
sırasında programın gözetilmesi için geniş olanaklar sağlar.
Basıc, fortran, pascal vb. geleneksel yüksek seviyeli diller kontrol uygulamalarından
ziyade, genel olarak hesaplama ve kullanıcı arayüz programlarının yazılması için
tasarlanmıştır. Bu nedenle endüstriyel sistemlerin ihtiyaç duyduğu giriş/çıkış kontrollerinde
daha zayıf özellikleri vardır. Endüstriyel uygulamalar için geleneksel programlama dillerinin
değişik sürümleri veya yeni programlama dilleri ortaya çıkarılmıştır.
“MACBASIC” programlama dili, Basıc program ailesinin endüstriyel uygulamalar
için geliştirilmiş farklı bir sürümüdür.
Bazı özel ihtisas alanlarına uygun programlama dileri de geliştirilmiştir. Kimya
sanayine uygun bir programlama dili olması amacıyla ortaya çıkan, daha sonraları
geliştirilerek genel kullanılan RTL/2 (gerçek zamanlı dil), böyle bir ihtisas dilidir.
“FORTH”, ABD’de Kitts Peak’daki bir astronomi teleskopunun kontrolünü sağlayan
bir dil olarak ortaya çıktığı için alanında eşsizdir. Forth, endüstriyel kullanım içinde çok
uygundur.
Yine bazı ihtisas alanları için geliştirilmiş blok yapıda programlama yapma imkânı
tanıyan dillerde mevcuttur. Bu dillerde ihtisas alanı için geliştirilmiş özel tanımlı görsel
bloklar bulunmaktadır. Bu blokların giriş ve çıkışları sistemi oluşturacak şekilde bağlanır.
Derleme aşamasında programlama dili makine kodları için gerekli bütün dönüşümü yapar.
Merdiven diyagramları, elektrik röle bağlantı şemalarına benzerliği, öğrenilmesinin
kolaylığı açısından özellikle programlanabilir mantık denetleyicilerinde (PLC’lerde)
kullanılan programlama dilidir.
66
Şekil 2.3: Merdiven diyagramı programlama
Sayısal devrelerin mantık kapıları ve bellekler kullanılarak tasarımı ile endüstriyel
kontrol sistemleri için bilgisayar programı yazılması arasında büyük benzerlik vardır. Bu
yüzden mantıksal ve işlevsel elemanların birleştirilmesine dayanan dillerde gelişmiştir.
Endüstriyel sistemler için yazılan programlarda hız ve gerekli bellek daima sınırlayıcı
olur. Ve tabiî ki böyle önemli iki zorlukla karşılaşınca en başa yani “ASSEMBLY” diline
geri dönmekten başka çözüm kalmaz. Çünkü assembly dili direkt makine kodlarına karşılık
gelen anlamlı kısaltmalardan başka bir şey değildir. Her makine kodunun bir assembly
karşılığı vardır.
2.4. Bilgisayar Destekli Kontrol Sistemleri
Tüm bilgisayarlar, programlanabilir kontrolörler ve mikroişlemciler konusundaki şekil
81’de görülen blok diyagram esasına dayanır. Fakat değişik uygulamalar, birbirinden çok
farklı kapasite, giriş/çıkış ve diğer donanım özellikleri gerektirirler.
Resmi kurum ve kuruluşlar, bankalar, sigorta şirketleri vb. ulusal düzeyde bilgisayar
ağına sahip ve büyük miktarlardaki verileri işlemek zorunda kalan yerlerde, büyük merkezi
bilgisayarlar kullanılır. Bu bilgisayarlarda işlem hızını artırmak için birden fazla
mikroişlemci paralel çalıştırılır. Büyük yedek bilgi depolama sistemleri kullanılır.
Endüstriyel kontrol sistemlerinde bu tip bilgisayarlara ender olarak rastlanır. En yaygın
biçimde kullanılan kontrol amaçlı bilgisayarlar mikrobilgisayarlardır. Birçok uygulamada
ekrana bile ihtiyaç duyulmaz. Geniş bir endüstriyel sistemde bir büyük bilgisayar ile bütün
sistemin kontrolünü yapmak pek tercih edilmeyen ve giderek vazgeçilen bir yöntemdir.
Bunun yerine dağılmış kontrol sistemleri kullanılır.
Bir tesisin tamamlanması tasarım, yapım, tesisat, işletmeye alma ve bakım
aşamalarından oluşur. Bilgisayar destekli kontrol sistemleri tesisle ilgili her aşamada
avantajlar sağlar. Bilgisayar destekli kontrol sisteminin tasarım aşamasında en önemli kısmı
programın yazılmasıdır. Donanımın tasarımı ile programın yazımı aynı paralelde devam
edebilir. Böylece toplam proje süresi kısalır. Belli bir amaca göre yapılmış ışıklı panolar
67
yerine görüntü birimlerinin kullanılması, röle ve kumanda elemanları yerine programların
kullanılması ciddi oranda maliyet tasarrufu sağlar. Kumanda kontrol sisteminde veri ve
denetim sinyali transferi için seri bağlantı kablolarının kullanılması tesisatın kurulum
süresini ve maliyetini düşürür. Sistemin işletmeye alınması sırasında ortaya çıkabilecek
sorunların çözümü daha basittir. Bilgisayarlı kontrol sistemlerinde bakım onarım aşamasında
arıza bulunması daha kolaydır. Otomatik arıza teşhis sistemi ilave edilebilir. Bu sistem
sayesinde düzenli aralıklarla bilgisayar giriş/çıkış ve bellek birimleri test edilir.
Bilgisayarın endüstriyel amaçlı uygulamaları ile ilgili olarak beş ayrı gurup tanımı
yapmak mümkündür. Bu guruplar şu şekildedir:
Kayıt sistemi
Denetleyici sistemler
Birim kontrol sistemleri
Direkt sayısal kontrol
Özel amaçlı bilgisayarlar
2.4.1. Kayıt Sistemi
En basit bilgisayar sistemleri veri kaydetme amacıyla kullanılır. Bu sistemde
bilgisayar tesis üzerinde hiçbir kontrol işlevine sahip değildir. Yalnızca tesisten verileri
toplar, operatörün izleyebileceği bir ekranda gösterir ve gerekli olanlarını kaydeder. Kayıt
sistemine ait blok bir şema şekil 3-1’de görülmektedir.
Tesis
Sensörler
Analog
Dijital
Dönüştürücü
Analog sinyalBilgisayar
AlarmSistemi
Ekran
Kayıt
Şekil 3.1: Bilgisayar kayıt sistemi
Bazı sistemlerde toplanan veriler için önceden sınır değerler tanımlanır. Tesisten gelen
veriler incelenerek bu sınırlar dışına çıktığında alarm veren ilave tesisat vardır.
2.4.2 Denetleyici Sistemler
Denetleyici sistemler, bilgisayarın kayıtla birlikte denetleme elemanı olarak
kullanıldığı sistemlerdir. Bir tesis içinde çok sayıda kontrol birimi bulunabilir. Üstelik bu
kontrol birimlerinin bir çoğu karşılıklı etkileşim içinde olur ve tesiste meydana gelen basit
bir değişim, birçok kontrol noktasının ayarının değişmesine neden olabilir. Bir operatörün
bütün kontrol birimlerini aynı anda takip etmesi ve gerekli ayarları yapması sıkıcı ve yorucu
bir iştir. Denetleyici bilgisayar sistemi şekil 3-2’de blok şemada olduğu gibi kurularak
68
kontrol birimleri, bilgisayar ile denetlenmekte ve gerekli ayar noktası değişiklikleri
yapılmaktadır. Bu sistem operatöre merkezi kontrol ve tesis şartlarında oluşan değişimleri
ekrandan izleyebilme imkânı sağlamaktadır. Kayıt sistemlerinde olduğu gibi gerekli veriler
kayıt edilir ve sınır değerler için alarm sistemi kullanılabilir.
Tesis
Sensörler
Analog
Dijital
Dönüştürücü
Analog sinyalBilgisayar
AlarmSistemi
Ekran
Kayıt
Kontrol
Birimi
Sürücüler
Ayarlar
Operatör
Komutlar
Şekil 3.2: Denetleyici bilgisayar sistemi blok şeması
Bir denetleme sisteminin üç farklı kontrol modu vardır. Bunlar, tam otomatik
bilgisayarlı kontrol, yarı otomatik kontrol ve tam manuel (elle) kontrol modlarıdır. Tam
otomatik kontrol modunda kontrol birimleri için gerekli ayarları, önceden yapılan çalışma
lagoritmalarına bağlı olarak bilgisayar yapmaktadır. Yarı otomatik kontrol modunda ise
operatör tesisi bilgisayar aracılığı ile takip eder ve gerekli kontrol noktası ayarlarını yapar.
Manuel kontrol modunda bilgisayar tamamen devre dışıdır.
2.4.3 Birim Kontrol Sistemleri
Bir makine, bir modül veya birimin kontrolünde kullanılan bilgisayar sistemidir.
Klasik sistemde kontaktör, röle ve şalterler ile yada TTL-CMOS lojik sistemleri ile yapılan
kontrolün yerine mikrobilgisayar sistemleri kullanılır. Bilgisayar alanında ortaya çıkan
gelişmeler ve bilgisayar sistemlerinin ucuzlaması ile 68 adet rölenin maliyetine denk
mikrobilgisayar sistemleri kurulabilmektedir. Gerekli durumlarda birim kontrolü için
kullanılan mikrobilgisayarlar birbirleriyle veya merkezi bir bilgisayar ile haberleşebilir. Son
yıllarda ise mikrobilgisayarın yerine mikrokontrolör kullanılan sistemler geçmektedir.
Bir tesiste birim kontrol sistemi, denetleyici sistem ile birlikte kullanılabilir. Birim
kontrol bilgisayarları merkezi denetleyici bilgisayar ile haberleşmektedir.
69
2.4.4. Direkt Sayısal Kontrol
Direkt sayısal kontrol sisteminde, bütün sensör ve transdüserlerden gelen veriler
analog-dijital dönüştürücüler ile sayısal bilgiye çevrilir. Bilgisayar programı önceden
hazırlanan algoritmalara uygun olarak verileri değerlendirir, gerekli kayıtları tutar, ekran
çıktılarını oluşturur ve birim sürücü devreleri için gerekli çıkışları sağlar. Birim sürücü
devreleri için oluşturulan çıkışlar dijital-analog dönüştürücüler ile analog gerilim veya akım
değerine çevrilir. Direkt sayısal kontrol sistemine ait blok şema şekil 3-3’de görülmektedir.
Direkt sayısal kontrol sisteminde birim kontrolleri yoktur. Bilgisayar sistemin ana parçasıdır.
Bilgisayar olmaksızın tesis çalışmaz. Bir bilgisayar arızası durumuna karşı önlem olarak
sisteme emniyetli çalışma özelliği eklenmiştir. Direkt sayısal kontrol sisteminin, denetleyici
sistemden temel farkları bunlardır.
Tesis
Sensörler
Bilgisayar
AlarmSistemi
Ekran Kayıt
Sürücüler
Operatör
Komutları.
ADC DAC
Şekil 3.3: Direkt sayısal kontrol sistemi
2.4.5. Özel Amaçlı Bilgisayarlar
Özel bir amaca yönelik olarak, genellikle tek bir entegre devre şeklinde imal edilen
sistemlerdir. Gömülü sistemlerde denilmektedir. Tesis edildikten sonra yeniden düzenleme
imkanı pek fazla yoktur. Son yıllarda mikrokontrolör tabanlı özel sistemler geliştirilmiştir.
Özel amaçlı bilgisayar sistemlerinin kullanıldığı yerlere aşağıdaki örnekleri
sıralayabiliriz:
Atm cihazları (automatic teller machines)
Cep telefonları
Network ekipmanları (router, firewall vs.)
Bilgisayar yazıcıları
Disk sürücüleri
Motor denetleyicileri ve abs sistemleri
Ev otomasyonu ürünleri (termostat, klima, güvenlik sistemleri)
70
Elektronik ev eşyaları (mikrodalga fırın, çamaşır makinesi, TV, DVD player)
Savunma sistemleri, uçaklardaki ve füzelerdeki uçuş kontrol sistemleri
Medikal ekipmanlar
Ölçüm sistemleri (osilaskop, spektrum analizörü, enerji analizörü)
Kişisel sayısal asistanlar (pda)
Endüstriyel otomasyon ve izleme sistemlerindeki PLC’ler
Playstation tarzı oyun konsolları
Özel amaçlı bilgisayar sistemlerinin en önemli özellikleri düşük güç tüketimi ve düşük
maliyetleridir. Çünkü pek çok özel amaçlı sistem 10 bin ya da 1milyon adetlerde üretilir.
Özel amaçlı sistemlerde maliyetleri düşürmek için genelde yavaş bir işlemci ve küçük hafıza
boyutları kullanılır. Yavaşlık sadece işlemci saat hızının düşmesi anlamında
algılanmamalıdır. Bilgisayar sisteminin tüm mimarisi sadeleştirilerek ve basitleştirilerek
maliyetleri düşürmek için gömülü sistemlerde kullanılır.
Özel amaçlı sistemlerdeki yazılımlar, donanım kısıtlarına rağmen çoğunlukla gerçek-
zamanlı (real-time) çalışırlar. Genelde işletim sistemi, disk sürücüsü, klavye ya da ekranları
olmaz. Bir flash sürücü mekaniksel olarak dönen bir disk sürücüsünün yerini, basit bir tuş
takımı klavyenin yerini, küçük bir LCD’de PC’deki ekranın yerini alabilir.
Özel amaçlı donanımlarda çalışan yazılıma “Firmware” denir ve eprom, flash hafıza
yada IC (tümleşik devre) yongası içinde bulunabilir.
Özel amaçlı sistemler, yüzde yüz güvenilir, hata yapmayan, yıllarla ölçülebilen uzun
zaman dilimlerinde çalışabilecek şekilde tasarlanır. Burada yazılımın önemi çok büyüktür.
Donanımdaki hatalar kolaylıkla tespit edilirken, yazılım hataları daha zor ayıklanabilir.
Ayrıca yazılımın donanımı tekrar başlatma (reset) özelliği mutlaka bulunmalıdır. Çünkü özel
amaçlı sistemler insanların ulaşamayacağı yerlerde çalışmak zorunda olabilir (petrol kuyusu
içindeki bir sistem ya da bir uzay aracındaki veya uydudaki bir sistem gibi). Bir veri
bozulması durumunda yazılım kırılacak ve sistem duracaktır. Bu gibi durumlarda genelde
yazılımdaki önlemlerin yanı sıra yazılımı destekleyen donanımsal bazı restart sistemleri
geliştirilmiştir. Bekçi köpeği zamanlayıcısı (watchdog timer) yazılımda meydana gelen bir
hata durumunda sistemi yeniden başlatarak sistemin aksamasını önlemektedir.
2.4.6. Dağılmış Sistemler
Bir tesisin tamamının denetim ve kontrolünün tek bir ana merkezden yapılması zor ve
arıza durumunda işletme verimliliğini düşüren bir unsurdur. Tek bir ana merkez yerine,
değişik düzeylerde bilgisayar birimleri kurularak bu birimler arasında sürekli bir iletişimin
sağlanması tercih edilir.
71
Üstdüzeykontrol
Merkezi
birimi
kontrol
Uzak
birimi
kontrol
birimi
kontrol
birimi
kontrol
Yerel tesis
Yere
l tesis
Yere
l tesis
Seribağlantı.
hattı.
3.Düzey kontroller
2.Düzey kontrol
1.Düzey kontrol
Uzak
Uzak
Şekil 3.4: Dağılmış bilgisayar sistemleri
Şekil 3-4’de üç düzeyli dağılmış bir sistem görülmektedir. En düşük düzey (3. düzey)
tesise direkt bağlı özel amaçlı devrelerden (örneğin akıllı aletler, tek döngülü kontrol
birimleri vb elemanlardan) oluşur. Bir sonraki düzey (2.düzey), kontrol işlem sıralamasının
denetimi ve çok döngülü sayısal kontrol elemanlarından oluşur. Operatör arabirimleri,
görüntüleme ve zamana göre kayıt tutma birimleri bu düzeyde bulunur. En üst düzeyde (1.
düzey) üretim planlama ve kontrol üniteleri ile işyerindeki bir anabilgisayar bulunur. Diğer
çalışma yerlerine bağlanabilen daha yüksek düzeyler de mümkündür.
2.5. Arabirim Prensipleri
Konuşmak ve dinlemek bizim en büyük ihtiyaçlarımızdan birisidir. Bu sayede yeni
şeyler öğrenir, bilgilerimizi diğer insanlarla paylaşırız. Bunu direk konuşarak yaptığımız gibi
işaret dili, mimikler ve yazı ile de yapabiliriz. Görüldüğü gibi haberleşmek ve bilgilerimizi
paylaşmak için birden fazla yöntemi hemen tesbit etmiş olduk. Birbirmizi daha iyi anlamak,
için bu yöntemlere belirli kurallar koymalı ve bu kurallara karşılıklı uymalıyız. Örneğin bir
kişi konuşurken diğerleri dinlemelidir. Bir endüstriyel sistem içindeki cihazlarda veri ve
kontrol sinyallerini karşılıklı olarak iletirler. Başlangıçta her üretici firma bu veri aktarımı
sorununa değişik çözümler bulmuşlardır. Daha sonraki yıllarda cihaz teknolojisinin
gelişmesi, bilgisayarların endüstride kullanıma başlaması ile karşılıklı haberleşme ihtiyacı
artarak devam etmiştir. Her üreticinin değişik çözümler ve standartlar ortaya koyması,
haberleşme sorununa farklı bir boyut kazandırmış, haberleşme özelliği olan ama birbirine
veri aktaramayan cihazlar ortaya çıkmıştır. Bu sorun IEC (Uluslararası Elektrik Komisyonu)
tarafından veri aktarımı ile ilgili tavsiye ve standartların ortaya konulması ile çözülmüştür.
Çeşitli niteliklerdeki cihazların karşılıklı veri aktarımı için gerekli donanım ve
standartların tamamına arabirim denilir. IEC arabirim sistemi büyük cihaz üreticileri
tarafından evrensel olarak kabul edilmiştir. Farklı üreticiler kendi arabirimlerine farklı
72
isimler (HPIB, GPIB, IEC625, IEC Bus, IEEE488, ASCII Bus vb.) verseler bile temelde
IEC’nin tavsiye ve standartlarına uyarlar. IEC’nin ortaya koymuş olduğu tavsiyeler,
programlanabilen cihazlar için standart ara bağlantı sağlar.
IEC arabirim sistemi; veri iletim hatları (8 sinyal hattı), kontrol yolları (3 sinyal hattı)
ve arabirim idare yolu (5 sinyal hattı) olmak üzere 16 sinyal hattından oluşmaktadır. Bağlantı
için 25 uçlu bir fiş ve uçları tanımlanmıştır. Temel işlevi birden fazla sayıda (15’e kadar)
programlanabilen cihazın birbiri ile bağlantısını ve haberleşmesini sağlamaktır. Veriyolu
üzerine sayısal voltmetreler, sinyal üreticiler, frekans ölçerler, enerji analizörleri vb. Cihazlar
bağlanır. Bu cihazlar sadece verici, sadece alıcı veya her ikisinide yapabilen cihazlar olabilir.
Ama mutlaka sistemde kontrol işlemini yapan bir mikroişlemci veya mikrokontrolör
bulunmalıdır. IEC arabirim sisteminde her bir aleti birleştiren kablonun toplam uzunluğu 20
metreyi geçmemelidir.
Sayısal veriler seri veya parallel iletimi kullanmak suretiyle iletim hatları üzerinden
aktarılır. Parallel iletim yönteminde 8, 16 veya 32 bitlik veri yolları kullanılarak veri aktarımı
yapılır. Veri yolu genişliğinden anlaşılacağı gibi sayısal veriler, bayt, word veya iki wordlük
uzunlukta aktarım yapılmaktadır. Verinin her biti için bir iletken kullanılmakta bu nedenle de
hızlı veri akışı sağlanabilmektedir. Parallel veri aktarımının en zayıf yanı uzun mesafelerde
kullanılamamasıdır. Ayrıca fazla sayıda kablo kullanılması diğer bir zayıf yönüdür. Bu
nedenlerle kısa mesafelerde çok hızlı veri aktarımı gerekli durumlarda paralel veri iletim
yöntemi kullanılır. Örneğin yazıcı ve ekran (monitor) parallel veri iletimini kullanan
araçlardır.
Uzun mesafeli veri aktarımı için seri iletişim uygundur. Seri iletişim eşzamanlı
(senkron) veya eşzamansız (asenkron) olabilir. Eşzamanlı iletişimde, veriler başlama ve
durdurma bilgisi olmaksızın sürekli bir akış ile iletilir. Verici ve alıcı kaynaklar arasında
eşzamanlılığı sağlamak için saat darbeleri kullanılır. Bu sayede verici ve alıcı arasındaki
haberleşmede sorun yaşanmaz. Eşzamansız iletişim de veriler başlama ve durdurma bitleri
arasında öbekler halinde gönderilir. Oluşabilecek hataları önlemek için bu veri öbeklerine
hata saptama kodları (parite bitleri) ilave edilir.
Evrensel eşzamansız alıcı-vericiler (UARTS) olarak bilinen entegre devreler; parallel
verileri ikili bükülmüş hatlar veya koaksiyel kaplolar üzerinden iletim için uygun olan seri
biçime çevirmektedir. Aynı şekilde gelen seri verileri alarak hata kontrolü yapmakta ve
parallel formata çevirmektedir.
Donanım ara bağlantılarının yaratmış olduğu problemleri azaltmak amacıyla seri ve
parallel veri aktarımı için çeşitli standartlar ortaya konulmuştur. Bu standartlar bağlantı
terminallerini ve aktarılacak veri formatının elektriksel değerlerini belirlemektedir.
Seri haberleşmede kullanılan en eski standart, ABD’de Elektronik Endüstrileri
Kurumu (EIA)’ nın 1969 yılında çıkarmış olduğu RS-232C standartıdır. RS-232C standardı
bir donanımın iki parçası arasında elektriksel topraklama, veri değişimi, kontrol ve saat veya
zamanlama sinyallarini tanımlar. Bu amaç için 25 uçlu bir fiş ve soket uçları isimlendirilmiş
olup IEC standartları ilede uygundur. Lojik “1” durumu için -5 volt ile -15 volt arasında,
73
lojik “0” durumu için +5 volt ile +15 volt arasında bir çıkış voltajı tanımlanmıştır. Bu
standart 9 uçlu bağlantı için de tanımlanmıştır ve bilgisayarlarda bu standarta uygun seri port
(COM port) çıkışı bulunmaktadır. Gerekli durumlarda sadece toprak, gönderme ve alma
(GND, TX, RX) uçları kullanılarak üç hatlı ya da tek yönlü iletişim için iki hatlı iletişime
olanak sağlamaktadır. RS232C bilgisayar ile sadece bir cihaz arasındaki arabağlantıyı
tanımlamaktadır. Her bir cihaz RS232C üzerinden bilgisayara ayrı ayrı bağlanmak
zorundadır. Bu sorunun çözümü için RS485 arabirim prensibi geliştirilmiştir. Böylece iki
telli hat üzerinden çok sayıda cihazın birbiri ile bağlantısı yapılabilir. Seri arabirim
prensiplerinin tek zayıf yönü veri iletişim hızının zayıf olmasıdır.
Evrensel seri yolu (Universal Serial Bus; USB) bilgisayar ve telekominikasyon
endüstrisinde geliştirilmiş, iletişim standartlarında yeni bir bağlantı şeklidir. Amacı,
geleneksel seri ve paralel portların yerini almak ve işi evrenselleştirmektir. Birçok PC ve
Mac bilgisayarlar artık USB' siz üretilmemektedir. Çevre birimleri de aynı şekilde USB
destekli üretilmektedir. USB, bağlandığı alete enerji verir. Dört uçlu bir bağlantı
tanımlanmış, bunlardan ikisi enerji ikiside veri aktarımı için kullanılmaktadır. Şimdiye kadar
seri yöntemi kullanan arabirim prensiplerine göre çok daha hızlı veri aktarımı yapmaktadır.
Bu nedenle gelişmesi ve yaygınlaşması da çok hızlı oldu. Bilgisayar çevre birimi olarak
kullanılan cihazların tamamı (yazıcı, ekran, mause, kılavye, vb.) USB üzerinden
bağlanabilmektedir. Yine USB’nin yaygınlaşması ile flash bellekler, harici harddiskler,
CDROM’lar, disket sürücüler gelişti. USB üzerinden bağlanan cihazların sayısının artması
ile USB hubları üretildi ve çok sayıda cihazın bağlantısı sağlanır duruma geldi. Fakat
endüstriyel alanda henüz yaygınlaşmadı. Eğer USB kullanıldığı mesafenin kısa olması
sorunu çözülürse endüstriyel cihazların haberleşmesi içinde iyi bir alternatif olacaktır.
74
UYGULAMA FAALİYETİ
İşlem Basamakları Öneriler Endüstriyel sistemleri tanıyınız.
Endüstriyel sistem hatalarını düzeltiniz.
Atölye ve laboratuar ortamında
inceleyebileceğiniz bir endüstriyel
sistemi örnek olarak alınız. Sistemde
nasıl bir geribesleme yapıldığını tesbit
ediniz. Sistemin kontrol elemanını ve
denetlenen sistemin özelliklerini tesbit
ediniz. Sisteminizin analog veya dijital
sinyallarle çalışan kısımlarını görünüz.
Sistemde oluşabilecek hataları tartışınız.
Örnek endüstriyel sisteminizde tesbit
ettiğiniz olası hataların nasıl
düzeltileceğini tartışınız. Dijital ve
analog avometreleri kullanarak sistem
üzerinde ölçümler yapınız.
UYGULAMA FAALİYETİ
75
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
A- OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI)
Aşağıdaki soruların cevaplarını doğru ve yanlış olarak değerlendiriniz.
1. Oda sıcaklığının sabit tutulması düzenleyici kontrol sistemlerine bir örnektir.
2. Açık döngü bir sistemde motor çalışmaz.
3. Negatif geribeslemeli sistemler, negatif gerilim kullanılarak yapılır.
4. Analog sistemlerde ölçülen değerler sayı ile gösterilmez.
5. Analog bir sistemde veri sinyali belirli sınırlar arasında her değeri alabilir.
6. Mikroişlemciler yalnızca makine kodlarını tanır.
7. Programlar yapılacak işlemlerin düzenli bir şekilde yazıldığı komut listeleridir.
8. Merdiven diyagramları ile sadece oyun programları yazılabilir.
9. Assembly dili mikroişlemcilerin tanıdığı makine kodlarına karşılık gelen
kısaltmalardan oluşan bir dildir.
10. Dağılmış bilgisayar sistemlerinde bilgisayar sadece verileri kayıt etmek için
kullanılır.
DEĞERLENDİRME
Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek
kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız
sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrar inceleyiniz.
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME
76
MODÜL DEĞERLENDİRME
OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI)
Aşağıdaki soruları cevaplayarak faaliyette kazandığınız bilgi ve becerileri ölçünüz.
1. Sürekli titreşime maruz kalacak elektronik eleman gurupları kapsüllenir.
2. İşlemsel yükselteçler elektronik cihazlarda sinyal zayıflatmak için kullanılır.
3. Örnekle-tut yükselteçleri girişlerine uygulanan sinyalden örnek alarak çevrim
süresince sabit tutar.
4. Ortak emiterli yükselteçler birbirine köprü diyotlar ile bağlanır.
5. TV anten kaplosu olarak koaksiyel kaplolar kullanılır.
6. RF sinyalleri ile veri iletimi kablo bağlantısının mümkün olmadığı yerlerde
kullanılır.
7. Osilatörler kararsız çalışan yükselteç ve frekans seçici kısımlardan oluşur.
8. Köprü diyotlar filitre devrelerinde kullanılır.
9. Büyük akım çekilen güç kaynaklarında kondansatörlü filitre devresi kullanılır.
10. Anahtarlamalı güç kaynaklarının çıkış gerilimi daha doğrusal, gerilim
regülasyonu daha iyi ve verimliliği daha yüksektir.
11. Oda sıcaklığının sabit tutulması düzenleyici kontrol sistemlerine bir örnektir.
12. Açık döngü bir sistemde motor çalışmaz.
13. Negatif geribeslemeli sistemler, negatif gerilim kullanılarak yapılır.
14. Analog sistemlerde ölçülen değerler sayı ile gösterilmez.
15. Analog bir sistemde veri sinyali belirli sınırlar arasında her değeri alabilir.
16. Mikroişlemciler yalnızca makine kodlarını tanır.
17. Programlar yapılacak işlemlerin düzenli bir şekilde yazıldığı komut listeleridir.
18. Merdiven diyagramları ile sadece oyun programları yazılabilir.
19. Assembly dili mikroişlemcilerin tanıdığı makine kodlarına karşılık gelen
kısaltmalardan oluşan bir dildir.
20. Dağılmış bilgisayar sistemlerinde bilgisayar sadece verileri kayıt etmek için
kullanılır.
MODÜL DEĞERLENDİRME
77
PERFORMANS TESTİ (YETERLİK ÖLÇME)
Modül ile kazandığınız yeterliği aşağıdaki ölçütlere göre değerlendiriniz.
DEĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİ Evet Hayır
Elektronik sistemleri kullanmak ve arızalarını gidermek.
1. Kullanım yerlerine göre elektronik cihaz türlerini
öğrendiniz mi?
2. İşlemsel yükselteç temel devrelerini öğrendiniz mi?
3. Örnekletut yükselteçlerinin nerelerde kullanıldığını biliyor
musunuz?
4. Amplifikatör kuplaj yöntemlerini öğrendiniz mi?
5. Ses seviyesi ölçümünü öğrendiniz mi?
6. Osilatörün temel çalışma prensibini öğrendiniz mi?
7. Güç kaynaklarının yapısını öğrendiniz mi?
8. Sanayi tipi güç kaynaklarını tanıdınız mı?
9. Transformatörsüz güç kaynağı yapılabileceğini öğrendiniz
mi?
10. Bir endüstriyel yükselticinin en önemli özelliğinin ortak
işaretleri bastırması olduğunu biliyor musunuz?
11. TTL ve CMOS entegreleri arasındaki farkları
biliyormusunuz?
12. Bir mikroişlemci ile mikrokontrolör arasındaki farkları
biliyor musunuz?
13. Fiber optiklerde veri iletiminin nasıl olduğunu öğrendiniz
mi?
Endüstriyel sistemleri kullanmak ve arızalarını gidermek
1. Kapalı döngü sistemleri öğrendiniz mi?
2. Negatif geribeslemeyi öğrendiniz mi?
3. Analog ve dijital sistemler arasındaki farkları biliyor
musunuz?
4. Bilgisayar programının ne işe yaradığını öğrendiniz mi?
5. Assembly programlama dilinin üstünlüklerini biliyor
musunuz?
6. Denetleyici bilgisayar sisteminin özelliklerini öğrendiniz
mi?
7. Özel amaçlı bilgisayarların nerelerde kullanıldığını biliyor
musunuz?
8. Arabirim prensiplerini öğrendiniz mi?
PERFORMANS DEĞERLENDİRME
78
DEĞERLENDİRME
Yaptığınız değerlendirme sonucunda eksikleriniz varsa öğrenme faaliyetlerini
tekrarlayınız.
CEVAP ANAHTARLARI
ÖĞRENME FAALİYETİ-1 CEVAP ANAHTARI
1 D
2 Y
3 D
4 Y
5 D
6 D
7 D
8 Y
9 Y
10 D
11 Y
12 D
13 Y
14 D
15 Y
ÖĞRENME FAALİYETİ-2 CEVAP ANAHTARI
1 D
2 Y
3 Y
4 Y
5 D
6 D
7 D
8 Y
9 D
10 Y
CEVAP ANAHTARLARI
79
MODÜL DEĞERLENDİRME CEVAP ANAHTARI
1 D
2 Y
3 D
4 Y
5 D
6 D
7 D
8 Y
9 Y
10 D
11 D
12 Y
13 Y
14 Y
15 D
16 D
17 D
18 Y
19 D
20 Y
80
KAYNAKLAR
Noltingk, B.E, Enstrümantasyon Sistemleri, ESKİŞEHİR, 1994.
KILLEN, Harold B, Modern Elektronik İletişim Teknikleri,
ANKARA, 1994.
SMALE, P.H, Haberleşme Sistemlerine Giriş, ESKİŞEHİR, 1994.
PARR, E.A, Endüstriyel Kontrol El Kitabı, ANKARA, 1994.
YÜKSEL, İbrahim, Otomatik Kontrol, BURSA, 2001.
TAMER, Hüseyin, Yılmaz SAVAŞ, Zeki ERGELEN, Elektronik1,
ANKARA, 1991.
TAMER, Hüseyin, Yılmaz SAVAŞ, Zeki ERGELEN, Elektronik2,
ANKARA, 1991.
AYDINYÜZ, Mehmet Emin, Salih Zeki TAŞÇI, Endüstriyel Kontrol,
İSTANBUL, 1993.
KAYNAKLAR