Temel Elektrik-Elektronik

Bu derste hemen hemen bütün elektrik ve elektronik devrelerde kullanılan sabit dirençleri inceledik. Ayrıca Sabit dirençler üzerinden Ohm Kanunu'da inceledik.

Bir önceki derste sabit dirençlerin devredeki temel görevini incelemiştik. Ohm Kanunu üzerinden bu dirençlerin devrede nasıl kullanıldıklarına baktık. Bu derste ise ayarlı dirençleri inceledik. Ayarlı direnç çeşitlerini ayrıntılı bir şekilde ele aldık. Ayarlı dirençler üç çeşittir. Bunlar Potansiyometre, Trimpot ve Reosta. Bunların sembolünü, çalışma mantığını, nerede nasıl kullanıldıklarını, görevlerini, çeşitlerini ve ne amaçla kullanıldıklarını inceledik.

Önceki derslerimizde sabit ve ayarlı dirençlerin devredeki temel görevini incelemiştik. Ohm Kanunu üzerinden bu dirençlerin devrede nasıl kullanıldıklarına baktık. Bu derste ise bağımlı dirençleri inceledik. Ortam etkili bu direnç çeşitlerini ayrıntılı bir şekilde ele aldık. Bağımlı yani ortam etkili dirençler üç çeşittir. Bunlar ışık etkisi ile direnç değeri değişen Foto direnç olarak da adlandırılan LDR (Light Dependent Resistor), Sıcaklık ile direnç değeri azalan Termistör olarak da adlandırılan NTC (Negative Temperature Coefficient), sıcaklık ile direnç değeri artan PTC (Positive Temperature Coefficient) ve gerilim ile direnç değeri değişen Varistör olarak da adlandırılan VDR (Voltage Dependent Resistor).

Bu derste sizlere renk band kodlarına sahip sabit dirençlerin renklerine bakılarak değerinin nasıl belirlendiğini anlattım. Bize çok karmşık anlatılan bu konu aslında çok kolay ve zevklidir. Multimetre ile direnç değerini ölçmek varken neden renk okumaya gerek duyuyoruz diye aklınıza bir soru gelmiş olabilir. Evet multimetre ile ölçebiliriz. Fakat bazen elimizdeki dirençler o kadar karışır ki arkadaşlar aradığımızı bulmak için hepsini tek tek ölçmemiz çok zor ve zaman kaybıdır. Ama biz renk kodlarını anlarsak bir çok direncin içinden istediğimizi rahatlıkla bulabiliriz.

Bu derste, daha önceki derslerde çalışma mantıklarını gördüğümüz direnç çeşitlerinden Potansiyometre, LDR, NTC ve PTC ile ilgili breadboard üzerinde basit temel alıştırma uygulamaları yaptık.

Elektrik ve elektroniğin vazgeçilmez devre elemanı olan, kapasite, kapasitör ve sığaç olarak da isimlendirilen kondansatör nedir, nasıl çalışır ve ne işe yarar? İç yapısı  ve tanımı nasıldır? Kullanım alanları, görevi ve işlevi nelerdir? Bütün bu soruların cevabını bu videoda inceledik.

Kondansatörler elektrik yüklerini kısa süreliğine depo etmeye yarayan devre elemanlarıdır. Kondansatörlerin sembolü C, birimi ise Farad'dır.

Kondansatörler yapısal olarak iki iletken levha arasına konulmuş bir yalıtkandan oluşur. İletken levhalar arasında bulanan maddeye elektriği geçirmeyen anlamında dielektrik adı verilir. Kondansatörler de dielektrik madde olarak; mika, kağıt, polyester, metal kağıt, seramik, tantal vb. maddeler kullanılabilir. Elektrolitik ve tantal kondansatörler kutupludur ve bu nedenle sadece DC ile çalışan devrelerde kullanılabilirler. Kutupsuz kondansatörler ise DC veya AC devrelerinde kullanılabilir.

Kondansatörlerin elektrik depolama kapasitesi; plakaların yüzey alanına, plakalar arasındaki uzaklığa ve kullanılan dielektrik maddenin cinsine bağlı olarak değişir. Kondansatörler elektriği piller gibi uzun süre depolayamaz, herhangi bir devreye bağlı olmasalar da zamanla boşalırlar.

Elektrik ve elektroniğin temel pasif devre elemanlarından biri olan, bu alanlarda bir çok uygulamasıyla sıkça karşılaşabileceğimiz bobin diğer adıyla indüktörün yapısı, çalışma mantığı, nerelerde kullanıldığı, çeşitleri, devredeki temel görevi ve sembolü hakkında genel bilgiler verilmiştir.  Bobinin birimi Henry olup devrede L harfi ile gösterilir. Bobin bir iletken telin üst üste ya da yan yana sarılması ile üretilen devre elemanıdır.

Bobine AC akım uygulandığında, akımın yönü sürekli değiştiğinden dolayı bobin etrafında bir manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan akıma karşı ek bir direnç gösterdiğinden, AC devrelerde bobinin akıma gösterdiği direnç artar. DC devrelerde ise bobinin akıma karşı gösterdiği direnç, sadece bobinin üretildiği metalden kaynaklanan omik dirençtir.

Bobinlerin üzerine sarıldığı kısma makara ya da karkas, iletken üzerinde bir tur yapışına ise spir, tur ya da sarım denir. Bobin sarımlarında genellikle üzeri vernikli (izoleli) bakır tel kullanılır.

İndüktans, bobinin kendi kendini etkileme derecesidir. İndüktans birimi henry 'dir. Bir henry, bobin üzerinden geçen 1 A değerindeki AC akımın 1 saniyedeki değişimi, 1 voltluk zıt elektromotor kuvveti (EMK) oluşturuyorsa bu bobinin indüktansına karşılık gelen miktardır. Henry, indüktans değeri bakımında çok yüksek bir değere karşılık geldiği için uygulamalarda çoğunlukla henry 'nin ast katları kullanılır.

Bobin Nedir, Bobin Çeşitleri Bobinler ile kondansatörler arasındaki benzerlik her iki devre elemanının da elektrik enerjisini harcamayan reaktif devre elemanları olmalarıdır. Kondansatörlerin elektrik yüklerini depolayabildikleri gibi, bobinler de elektrik enerjisini kısa süreliğine manyetik alan olarak depo ederler. Bu iki devre elemanı arasındaki önemli fark ise; kondansatörler devreye bağlıyken gerilimi geri bırakırken (faz farkı), bobinlerin gerilimi ileri kaydırmasıdır. Bobin ve kondansatörlerin gerilim ve akım arasında yarattığı faz farkı uygulamalarda farklı şekillerde fayda ve zararlara neden olur.

Bu derste elektrik ve elektronik devrelerde kullanılan mekanik anahtarların çeşitleri ve çalışma prensipleri anlatılmıştır. Mekanik anahtar çeşitleri; Toggle Switch, Push Button Switch, Rocker Switch, Rotary Switch, Slide Switch ve Micro Switch’dir.

Bu derste elektrik-elektronik öğrenmeye yeni başlayan veya uğraşan ve bir çoğumuzun kafasında bu konuda soru işaretlerinin olduğu, tam olarak bazı kısımlarını kavramakta zorlanabildiğimiz, AC ve DC kavramlarını ayrıntılı bir şekilde görsellerle anlatmaya çalıştık. 

1856 yılında doğan Nikola Tesla ise Alternatif Akımın mucidi olarak bilinmektedir.  Alternatif Akım da İngilizce  Alternating Current kelimelerinin baş harflerinin kısaltması olan  AC kısaltması ile kullanılır.

Doğru Akım kaynaklarında kaynağın pozitif (+) ve negatif (–) ucu hep sabittir. Yani zamana göre yönü değişmez hep sabittir. Ama Alternatif Akımda kaynağın yönü ve gerilimin şiddeti sürekli değişkendir. Hep sabit değildir. Yani zamana göre yönü ve şiddeti sürekli değişir. AC gerilimde akımın yönü pozitif ve negatif olarak sürekli değişmektedir. Gerilimin şiddeti de sıfır ve maksimum aralıklarda sürekli değişmektedir.

Alternatif Akımın Doğru Akıma göre bazı avantajları vardır. Alternatif Akımda gerilim değeri içinde bobin sargılarından oluşan transformatörler (trafo) yardımı ile rahatlıkla yükseltilip düşürülebilir.

Doğru Akımda çok yüksek gerilimler üretilemez. Düşük voltaj üretilir. Elde edilen bu Doğru Akımın alıcılara dağıtılmasında kalın kesitli kablolar kullanmak zorunluluğu vardır. Ama Alternatif Akımda ise voltaj değeri yüksek olduğundan akım değeri, Doğru Akıma nazaran çok düşüktür. Bu nedenle de AC şebekede DC’ye göre ince kesitli kablolar kullanılır.   

Ayrıca Alternatif Akım motorları, Doğru Akım motorlarına göre daha hafif ve verimlidir. Küçük boyutlarda çok daha verimli ve bakım gerektirmeyen AC motorlar yapmak daha kolaydır. Dolayısıyla endüstriyel alanlarda AC motorların kullanımı tercih edilirken, daha küçük güçlere ihtiyaç duyulan uygulamalarda DC motorlar kullanılır. 

Alternatif Akım, diyot, kondanstör ve regülatör gibi temel elektronik devre elemanları ile yapılan adaptörler yardımı ile Dogru Akıma kolaylıkla dönüştürülebilir. Ancak Doğru Akımı alternatif akıma dönüştürmek çok zor ve kayıpların fazla olduğu bir işlemdir. Özel düzeneklere ihtiyaç duyulur.

AC’nin DC’ye göre en önemli dezavantajı ise depolanamamasıdır. Akü, batarya ve pil gibi kaynaklar yardımı ile DC depolanabilirken AC depolanamaz. Üretildiği gibi kullanılır.

Bu derste Alternatif Akımda sinüs dalgasının periyot, frekans, etkin-efektif değer, maksimum değer, tepeden tepeye değer, alternans ve saykıl gibi parametrelerini inceledik. Doğru Akımda çok fazla bir parametre yok ama Alternatif Akımda söylemiş olduğum gibi bir çok parametre var.

Bir sinüs sinyalinde zaman ekseni referans olarak kabul edilirse sinyalin zaman ekseninin üzerinde kalan kısmı  pozitif (+) alternans,  altında kalan kısmı ise negatif (-) alternans olarak isimlendirilir. Jeneratörün bir tam tur dönmesiyle meydana gelen dalga şekline ise saykıl denir. Yani bir saykıl oluşunca jeneratör 360 derecelik tur atmış olur. Bir saykılın gerçekleşmesi için geçen süreye de  periyot denir. Periyot birimi saniyedir ve “T” harfi ile gösterilir. Sinyalin bir saniyede tekrarlanan saykıl sayısına da frekans denir. Bir AC sinyalin frekansından bahsedebilmek için o sinyalin bir periyoda sahip olması gerekir. Diğer bir deyişle bir AC sinyal belirli bir saykılı sürekli tekrarlıyorsa o sinyalin frekansından söz edilebilir.  Frekans periyodun matematiksel tersi olarak ifade edilir.  Bu denklemde f sinyalin frekansını belirtir ve birimi Hertz (Hz)dir. Örneğin; evlerde kullandığımız AC’nin frekansı 50Hz. Yani bir saniyede bu sinüs dalga şeklinde 50 kere saykıl oluşmaktadır. Burada gerilimin en büyük olduğu değere  maksimum değer denir. Vm kısaltması ile gösterilir. Pozitif ve negatif maksimum değerler arasındaki genlik değerine tepeden tepeye gerilim denir.  Bunun için İngilizce peak to peak  kısaltması olan Vpp kısaltması kullanılır.

AC’nin bir alıcı üzerinde yaptığı işe eşit iş yapan DC karşılığına da  efektif veya etkin değer denir. Gerilim değeri sabit 220V olan bir DC kaynak bir ısıtıcıya bağlanmış olsun. Bir de etkin değeri 220V olan sinüs şeklindeki AC kaynak bir ısıtıcıya bağlanmış olsun. Burada iki ısıtıcının da bize vereceği enerji aynı olacaktır. Yani etkin, efektif değer Doğru Akımın Alternatif Akıma karşılık gelen değeridir diyebiliriz. Sonuç olarak iki kaynakta aynı işi yapmaktadır.

Bu derste günlük hayatta kullandığımız hemen hemen bütün elektrikle çalışan cihazların içerisinde görebileceğimiz transformatörlerin çalışma mantığını çeşitlerine girmeden anlatmaya çalıştım. Transformatörler herhangi bir alternatif akımın gerilim ve akım seviyesini frekansını değiştirmeden istenilen oranda düşürmeye veya yükseltmeye yarayan, herhangi bir hareketli parçası bulunmayan, elektrik makinalarından biridir. Transformatörler kısa adıyla trafo olarak da bilinirler.

Transformatörün çalışma mantığını daha iyi anlamamız için öncelikle Amper Kanunu’na bakmamız gerekir. Bu kanuna göre üzerinden belirli bir akım geçen iletkenin etrafında manyetik alan oluşur. İki elektromıknatıs yapısındaki bobini demir bir nüve üzerine sararak birbirine yakın şekilde yerleştirdiğimizde de transformatör oluşmaktadır. Transformatörler ile sadece AC bir gerilim yükseltilip düşürülür. Çünkü girişteki AC’nin zamana bağlı olarak her an yön ve şiddeti değiştiğinden oluşturduğu manyetik alanında her an yönü ve şiddeti değişir. Bu alanın çıkış sargılarını kesmesi ile sargılarda AC bir gerilim indüklenir. Bir transformatörün giriş kısmı birincil anlamında Primer, Çıkış kısmı ise ikincil anlamında Sekonder olarak isimlendirilir.

Bu derste elektroniğin temel devre elemanlarından diyodun yapısını ve çalışma mantığını ayrıntılı olarak anlattık. Son yörüngesinde 1,2 veya 3 elektronu bulunan atomlar iletken, 4 elektronu bulunanlar ise yarıiletkendir. Yarıiletkenler normal şartlarda yalıtkandır. Ama katkı maddeleri ilave edilerek iletken hale getirilebilmektedir. İşte diyotlarda bu yarıiletkenlerin katkılanması ile oluşmaktadır.

Yarıiletken olarak en yaygın kullanılan, kristel yapısı birbirine benzeyen Silisyum ve Germanyum’dur. Silisyum doğada çok fazla bulunurken, Germanyum çok az bulunmaktadır. Yarıiletken devre elemanları da doğada Silisyum çok bulunduğu için ondan yapılmaktadır. Bunların periyodik tablodaki yerlerine baktığımızda 4A grubunda bulunurlar. Silisyum’un atom numarası 14, Germanyumun atom numarası ise 32’dir. Yani Silisyumun’un toplam 14 elektronu varken Germanyum’un 32 elektronu vardır.

Diyodun P-Tipi kısmı Anot, N-Tipi kısmı ise Katot olarak isimlendirilmektedir. Katot kısmında beyaz bir şerit vardır. Normal diyot Silisyum’dan yapılmış ise yaklaşık 0.7V gerilim değerinden sonra akım geçirmeye başlamaktadır. Yani bu gerilim değerinin altında düz bağlansa dahi akım geçirmez. Germanyum’dan yapılmış ise de yaklaşık 0.3V gerilim değerinden sonra akım geçirmeye başlamaktadır. Yaygın olarak kullanılan 1N4001 ile 1N4007 arasındaki diyotların datasheet bilgilerine baktığımızda mesela 1N4001 diyodu ders yönde bozulmadan en fazla 50V gerilim değerine dayanabilirken, 1N4007 diyodu ters yönde bozulmadan 1000V gerilime kadar dayanabiliyormuş.

Diyodun en temel kullanıldığı yerlerden biri köprü tipi tam dalga doğrultucu devresidir. Yani güç kaynağı veya adaptörlerin içerisinde kullanılan devredir. Diyotların kullanıldığı bir yere örnek de BJT transistörleri verebiliriz. Onlar da aynı diyotta olduğu gibi N ve P tipi malzemelerin birleştirilmesinden oluşmaktadır. Diyot PN şeklinde oluşurken, BJT transistör de PNP veya NPN birleşiminden oluşur. Aynı zamanda Tristör ve Triyak da benzer şekilde oluşmaktadır. Onlarda NPNP şeklinde dört tane N ve P tipi malzemenin birleşmesinden oluşur. Diyodun temel olarak yapısı ve bazı kullanım alanları bu şekildedir.

Bu videoda, diyot konularının temeli olan, AC’yi DC’ye dönüştürmenin ilk aşaması olan Yarım Dalga Doğrultucu devresinin nasıl çalıştığını anlattık. Bildiğiniz gibi yarı iletken olan Silisyum’dan yapılmış katkılı P ve N tipi iki yapıdan oluşan diyotların bir anot bir de katot ucu vardır.  Katot ucunda beyaz bir şerit vardır.  Akımın yönü Anot’dan Katot’a doğru ise diyot akımın geçmesine izin verirken,   ters yönden gitmesine engel olur. Yani diyot akımı tek yönde geçiren devre elemanıdır. Tabi diyotlar sadece bu Silisyum diyotlarla sınırlı değildir. Elektronikte kullanılan bir çok diyot çeşidi vardır.  Kursumuzda diyot çeşitleri ile ilgili de bir video bulunmaktadır.

AC’yi DC’ye dönüştürmek için işte bu diyotların kullanıldığı  doğrultucular kullanılır.  Bu doğrultucular  Yarım Dalga Doğrultucu ve  Tam Dalga Doğrultucu olmak üzere iki katagoridedir. Bu videoda  Yarım Dalga Doğrultucuyu inceledik. Bir sonraki derste Tam Dalga Doğrultucu ile ilgili de bir videomuz olacaktır. 

Bir önceki dersimizde AC’yi DC’ye dönüştürmek için kullanılan doğrultucu devrelerden Yarım Dalga Doğrultucu devrenin nasıl çalıştığına bakmıştık. Bu videomuzda ise Tam Dalga Doğrultucu devresini inceledik. Bir önceki videomuzu izlemediyseniz öncelikle ona bakmanızı tavsiye ederim.

Tam Dalga Doğrultucu devresi AC bir kaynak, dört diyot ve yük olarak bağlanan bir dirençten oluşur. Burada çıkış gerilimini Yarım Dalga Doğrultucuda olduğu gibi yük olarak kullanılan direnç üzerinden ölçeriz.

Pozitif alternansta akım, önce diyot üzerinden, daha sonra direnç üzerinden ve son olarak diğer diyot üzerinden geçerek devreyi tamamlar. Burada iki diyot üzerinden akım geçer. Diğer iki diyot ters bağlandığı için üzerlerinden akım geçmez.  Negatif alternasta ise   bu sefer akımın yönü değişeceği için akım önce diyot üzerinden, daha sonra direnç üzerinden ve son olarak diğer diyot üzerinden geçerek devreyi tamamlar. Negatif alternastada diğer iki diyot üzerinden akım geçmiştir. Yani hem pozitif alternasta hem de negatif alternasta iki diyot üzerinden ve direnç üzerinden akım geçmektedir.

Burada giriş gerilimini V input şeklinde  Vi ile çıkış gerilimini de V output şeklinde  Vo ile gösterebiliriz.  0 ile T/2 arasında yani girişin pozitif alternansta olduğu kısımda kullanılan diyotları ideal diyot kabul eder ve Kirchhoff Gerilim Kanununu yazarsak  -Vi+Vo=0 olacaktır. Buradan denkleme göre  Vo=Vi eşitliği olacaktır. Yani 0 ile T/2 aralığında giriş,  olduğu gibi çıkışa aktarılacaktır. T/2 ile T periyotları arasında giriş negatif alternastadır.  Dolayısı ile AC kaynağın yönü değişecektir. Kirchhoff Gerilim kanununu yazarsak  –Vi-Vo=0 olacaktır. Buradan denkleme göre  Vo=-Vi eşitliği olacaktır. Yani T/2 ile T aralığında girişin negatifi çıkışa aktarılacaktır. Girişimiz zaten negatifti.  Tekrar negatifini alırsak çıkışta pozitif olacaktır. Dolayısı ile bu aralıktada çıkışımız pozitif olacaktır.  T ile 3T/2 periyotları arasında 0 ile T/2 aralığında olduğu gibi çıkışımız yine pozitif olacaktır. Yine aynı şekilde 3T/2 ile 2T periyotları arasında da T/2 ile T arasında olduğu gibi girişin negatifi çıkışa aktarılacağından o da pozitif olarak çıkışa aktarılacaktır. Bu şekilde giriş gerilimi hep pozitif olarak çıkışa aktarılmış olur.

Diyot çeşitleri ve özellikleri nelerdir? Sembolleri nasıldır? Elektroniğin vazgeçilmez devre elemanlarından olan, yarı iletken elemanların en temeli ve en basiti olmasına rağmen elektronik sistemlerde çok önemli rol oynayan, en basitinden en karmaşığına kadar pek çok elektronik uygulamalarda kullanılan diyot çeşitleri, özellikleri ve sembolleri anlatılmıştır.  Videoda anlatılan diyot çeşitleri aşağıda sıralanmıştır.

- Light Emitting Diode (Led - Işık Yayan Diyot)

- Laser Diode (Lazer Diyot)

- Infrared Light Emitting Diode (Kızılötesi Işık Yayan Diyot)

- Photodiode (Fotodiyot)

- Schottky  Diode (Şotki Diyot)

- Rectifier Diode (Köprü Diyot)

- Zener  Diode (Zener Diyot)

- Varicap - Varactor Diode (Varikap - Varaktör Diyot)

Bu diyotların sembollerinin nasıl olduğu, nerelerde kullanıldıkları ve çalışma mantıkları ile ilgili genel bilgiler verilmiştir.

Bu derste haberleşme devreleri, güç devreleri ve daha bir çok yerde kullanımı ile karşılaşabileceğimiz şotki diyotların yapısını, çalışma mantığını ve kullanıldığı yerleri ayrıntılı bir şekilde anlatılmıştır.  Normal diyotlar çok yüksek frekanslarda üzerine uygulanan gerilimin yön değiştirmesine karşılık veremezler. Yani iletken durumdan yalıtkan duruma veya yalıtkan durumdan iletken duruma geçemezler. Bu hızlı değişimlere cevap verebilmesi için yüksek anahtarlama hızına ihtiyaç duyan bilgisayarlar, RF ve doğrultucu uygulamalarında kullanılmak üzere şotki diyotlar üretilmektedir.

Normal katkılı PN yapısından oluşan Silisyum diyotta olduğu gibi Şotki diyodun da bir anot bir de katot ucu vardır. Bu diyodun da katot ucunda beyaz bir şerit vardır. Akım Anot’dan Katod’da doğru gidiyorsa diyot akımın geçmesine izin verirken, ters yönden gitmesine engel olur.

Bu derste elektronik devrelerde gerilim sabitlemek amacıyla kullanılan zener diyodun çalışma mantığını anlatılmıştır. Ayrıca dersin sonuna doğru örnek bir soru çözümü de gösterilmiştir. Zener diyot, uçlarına uygulanan gerilimi sabit tutmaya yarayan diyottur.

Zener diyotlar devreye doğru yönde bağlandığı zaman normal silisyum bir diyot gibi çalışır. Yani 0.7V gerilimden sonra akım geçirmeye başlarlar. Ama bu şekilde pek kullanılmazlar. Devreye ters bağlanarak kullanılırlar. Ters bağlandıklarında belli bir gerilim değerine kadar akım geçirmezler. Bu gerilime kırılma ya da zener gerilimi adı verilir. Kırılma geriliminden sonra akım geçirmeye başlarlar ve üzerlerindeki gerilim değeri kırılma gerilim değerinde sabit kalır. Binevi çift yönde akım geçiren bir diyottur diyebiliriz. Voltaj regülatörünün yaptığı işi yaparlar. Renkleri genelde turuncu olup, katot uçlarında siyah bir şerit vardır.

Bu derstte sizlere transistörün anahtarlama olarak çalışma mantığını transistörün yapısına ve çeşitlerine girmeden anlattık. Burada BJT kısaltması ile kullanılan İngilizce ismi Bipolar Junction Transistor olan transistörü anlattık. Türkçe karşılığı ise iki kutuplu eklem transistördür. Transistör bir devrede yükseltme veya anahtarlama görevi yapan devre elemanıdır. P ve N tipi üç yarı iletkenin birleştirilmesinden oluşur.

BJT Transistörün üç pini bulunmaktadır. Bunlardan biri Base, diğeri Colletor ve sonuncusu Emitter’dir. B,C ve E kısaltmaları ile gösterilirler. Peki transistör nasıl çalışır? Base’den gelen küçük bir tetikleme akımı ile Collector’den Emitter’e gidecek veya Emitter’den Collector’e gidecek büyük bir akım kontrol edilir. Transistörü bir musluğa benzetebiliriz. Musluğun vanasını Base, suyun gideceği yön ise Collector – Emitter arasıdır.

BJT transistörler iki tiptir. Birincisi NPN transistör ikincisi ise PNP transistör. Aralarında çok fark yok. NPN transistörde Base’den gelen küçük bir tetikleme akımı ile Collector’den Emitter’e giden büyük bir akım kontrol edilirken, PNP transistörde Base’den gelen küçük bir tetikleme akımı ile Emitter’den Collector’e giden büyük bir akım kontrol edilir. Yani tetikleme akımı ile NPN transistörde Collctor-Emitter arası akım kontrol edilirken, PNP transistörde Emitter-Collector akımı kontrol edilir.

Burada Base’deki küçük akımdan kastımız mikroamper (µA) seviyesindeki bir akımdır. Collector-Emitter arasındaki büyük akımdan da kastımız miliamper (mA) seviyesindeki bir akımdır. BJT Transistörün anahtarlama olarak görevi bu şekildedir.

Bu derste sizlere elektronik devrelerde anahtarlama görevinde kullanılan, gerilim kontrolü ile çalışan alan etkili transistörlerin temeli olan JFET’lerin yapısını ve çalışma mantığını anlattık.  FET’leri iki ana grupta inceleyebiliriz.  Bu derste JFET’i anlatmaya çalıştım. Bir sonraki derste de MOSFET'i inceleyeceğiz. JFET’in kısaltması Junction Field Effect Transistor kelimelerinin baş herflerinden gelmektedir. Türkçe olarak Birleşim Yüzeyli Alan Etkili Transistör ifadesi kullanılmaktadır. 

JFET’te üç bacak bulunur. Bunlardan biri  Gate,  diğeri Drain, sonuncusu  ise Source’dur. Bunlar için G,D ve S kısaltmaları kullanılır.  JFET transistörün yapısını bir musluğa benzetebiliriz. Tetiklemenin yapıldığı yer olan Gate ucunu musluğun vanası gibi, akımın geçtiği yer olan Drain-Source arasını da muslukta suyun aktığı yön olarak düşünebiliriz.  Gate-Source arasına bir tetikleme gerilimi uygulanınca  Drain-Source arasındaki bir akım kontrol edilecektir.   

JFET’lerin üretimi N-Kanal ve P-Kanal olmak üzere iki şekilde yapılır. Sembolünde Gate ucundaki ok yönü içeri yönde olanı N-Kanal, dışarı doğru olan ise P-Kanal’dır. Peki aralarında ne fark var?  N-Kanal JFET’in tetiklenmesi için, bağlanan kaynağın negatif ucu JFET’in  Gate’ine, pozitif ucu ise Source’a bağlanmalıdır.  P-Kanal JFET’te ise tam tersidir. Kaynağın pozitif ucu JFET’in Gate’ine negatif ucu da Source’a bağlanmalıdır. İkisi arasındaki fark budur.  İkisinde de Gate-Source arasına bağlanan kaynağın gerilim değeri ile Drain-Source arasındaki akım değeri kontrol edilir.

Bu derste DC-DC yükseltici çevirici (DC-DC Boost Converter) devrelerde, Motor sürücü devrelerinde ve daha bir çok güç elektroniği devresinde anahtarlama, yükseltme veya güç dengeleme görevinde kullanılan, gerilim kontrolü ile çalışan alan etkili transistörlerden en yaygın olarak kullanılan MOSFET’lerin temel olarak yapısını ve çalışma mantığını anlatmaya çalıştım. FET’leri JFET ve MOSFET olarak iki grupta inceleyebiliriz. Bir önceki derste JFET’i incelemiştik. Bu derste de MOSFET’i inceledik.

MOSFET’in kısaltması, İngilizce Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor kelimelerinin baş herflerinden gelmektedir. Türkçe olarak Metal Oksit Yarıiletkenli Alan Etkili Transistör ifadesi kullanılmaktadır.

MOSFET’te de üç pin bulunur. JFET’te olduğu gibi bunlardan biri Gate, diğeri Drain, sonuncusu ise Source’dur. MOSFET’te de JFET’de olduğu gibi pin isimleri aynıdır. MOSFET’in yapısını da bütün transistörlerde olduğu gibi bir musluğa benzetebiliriz. Tetiklemenin yapıldığı yer olan Gate ucunu musluğun vanası gibi, akımın geçtiği yer olan Drain-Source arasını da muslukta suyun aktığı yön olarak düşünebiliriz. Gate-Source arasına bir tetikleme gerilimi uygulanınca Drain-Source arasındaki bir akım kontrol edilecektir.

MOSFET’lerin üretimi N-Kanal ve P-Kanal olmak üzere iki şekilde yapılır. Sembolünde Gate ucundaki ok yönü dışarı yönde olanı N-Kanal, içeri doğru olan ise P-Kanal’dır.

MOSFET, BJT ve JFET transistörleri dayanabilecekleri akım şiddetine göre karşılaştıracak olursak, BJT ve JFET transistörler ile genelde 1A’e yakın ve 1A’in altındaki akımlar kontrol edilebilirken, MOSFET transistörlerle çok daha büyük akımlar kontrol edilebilmektedir. Bunu bazı MOSFET transistörlerin datasheet bilgilerine bakarak görebiliriz. Örneğin; çok yaygın kullanılan IRFZ44 MOSFET’in datasheet bilgilerine baktığımızda maksimum 49A akıma kadar akım kontrol edilebildiği bilgisi mevcut. Yaygın kullanılan bir diğer MOSFET olan IRF540 MOSFET’inin datasheet bilgilerine baktığımızda da maksimum 23A değerinde akım kontrol edilebildiği bilgisi mevcut.

MOSFET, Arduino gibi bir mikrodenetleyici ile kolay bir şekilde kullanılabilmektedir. Arduino’nun PWM sinyal çıkışından alınan 5V kare dalga sayesinde kolaylıkla hız kontolü yapılabilmektedir. Bu sinyalin duty değerine göre, yani sinyalin genişleyip daralmasını ayarlayarak motorun hızlı veya yavaş dönmesini sağlayabiliriz. MOSFET’in temel olarak yapısı ve çalışma mantığı bu şekildedir. Daha fazlasını dersimizin içerisinde bulabilirsiniz.

Bu derste elektronik devrelerde anahtarlama ve yükseltme görevinde kullanılan, BJT ve FET transistörlerin çeşidi olan JFET transistör arasındaki temel farkları kısaca anlatılmıştır. Şekil olarak bu transistörler birbirlerine çok benzeseler de kullanıldıkları yerler ve çalışma mantıkları farklılık göstermektedir.

Her iki transistör çeşidinde de üç pin bulunur.  BJT transistör de bu pinler Base, Collector ve Emitter olarak isimlendirilirken,  JFET transistör de Gate, Drain ve Source olarak isimlendirilir. İki transistör tipinde de modeline göre pin isimlerinin yerleri değişebilir.  BJT transistörde Base akımı ile Collector-Emiter arasındaki akım kontrol edilirken, JFET transistörde Gate gerilimi ile Drain-Source arasındaki akım kontrol edilir.  BJT transistör NPN ve PNP olmak üzere iki tipken, JFET transistör de N-Kanal ve P-Kanal olmak üzere iki tiptir.

Üretici firmaların sunduğu datasheet bilgilerinden transistörler hakkında çalışma karakteristiği ile ilgili bilgilere ulaşabiliriz. Mesela yaygın olarak kullanılan  BC546/547/548 BJT transistörlerin dataheet bilgilerine baktığımızda  NPN olduğu bilgisine,  pinlerinin isimlendirmelerine ulaşabiliriz.  Burada pinlerini tespit ederken isim yazılı olan yüzeye bakıyoruz arkadaşlar. 1,2 ve 3 numaralara karşılık gelen isimlere göre pinlerini tespit ediyoruz. Mesela bu BJT transistörde soldaki pin Collector, ortadaki Base ve sağdaki pin de Emitter’e karşılık gelmekteymiş.  Ayrıca burada, maksimum çalışma peremetre derecelerine ve elektriksel karakteristiği ile ilgili bir çok bilgiye de ulaşabiliriz.Yine aynı şekilde yaygın kullanılan 2N5638 JFET transistörün datasheet bilgilerinde de   N-Kanal olduğu bilgisine,  pin isim ve yer bilgilerine,  maksimum çalışma peremetre derecelerine ve  elektriksel karakteristiği ile ilgili bir çok bilgiye ulaşabiliriz. 

İki transistörün arasındaki temel farkları sıralayacak olursak; BJT akım ile akım kontrolü sağlarken, JFET gerilim ile akım kontrolü sağlamaktadır. BJT’lerin üretim maliyeti düşükken, JFET’lerin üretim maliyeti daha yüksektir. BJT’ler sıcaklıktan çabuk etkilenirken, JFET’ler sıcaklıktan daha az etkilenirler. Böyle olunca BJT’ler çabuk bozulurken, JFET’ler daha dayanıklı ve uzun ömürlüdürler. Dolayısı ile BJT’ler genelde düşük akımlı hobi elektronik uygulamalarda tercih edilirken, JFET’ler daha çok düşük gerilimli ticari uygulamalarda tercih edilirler. Ayrıca BJT’lerin anahtarlama hızı düşükken, JFET’lerin anahtarlama hızı yüksektir. 

Bu derste elektroniğin vazgeçilmez devre elemanlarından biri olan, bir çok elektrik ve elektronik devrede kullanılan voltaj diğer adıyla gerilim regülatörlerinin yapısı, ne işe yaradığı, devresi, nasıl çalıştığı, bağlantısı ve çeşitleri anlatılmıştır.

Bu derste sizlere günlük hayatımızda bir çok yerde kullanımı ile karşılaşabileceğimiz, elektrik sinyalini yükselterek kazanç sağlayan işlemsel yükselteçlerin çalışma mantığını ve yapısını anlatmaya çalıştık. İşlemsel yükselteç devre çeşitlerini de bir sonraki derste anlattık. Elektronik sistemlerle işlenecek sinyallerin hemen hepsi düşük genlikli yani zayıf sinyallerdir.

Hayatımızda bu zayıf sinyalleri yükselterek kullanılır hale getiren bir çok elektronik sistem vardır. Örneğin; mikrofon ile sesimizi veya bir müziği yükselterek hoparlöre verdiğimiz amfilerde işlemsel yükselteçler kullanılmaktadır. Ayrıca kalp ritim bozukluğu ve damar hastalıklarının tanısı için kalbin kasılması sırasında ortaya çıkan kalp ritimleri sonucu elektriksel aktivitenin grafiksel olarak kayıt edilmesini ve yükselterek bilgisayar ekranlarında şeklini görebildiğimiz, göğüs, kol ve bacak bölgesine cilt üzerine yapıştırılan elektrotlar ile anormal durumların tespitinde kullanılan EKG cihazlarında kullanılmaktadırlar. Bunların yanında cep telefonumuza ulaşan son derece zayıf elektromanyetik dalgaların gönderilmesi ve alınması sırasında kullanılan vericiler ve arada haberleşmeyi sağlayan uydularda ve son zamanlarda kullanımı hızla artan, kolumuzdan kalbimizin ritmik hareketlerini ölçen ve gözlemleyebildiğimiz akıllı saatler işlemsel yükselteçlerin kullanıldığı, düşük sinyalleri yükselterek işleyen elektronik cihazlardır.

Elektriksel sinyallerin istenilen derecede kuvvetlendirilmesi için işlemsel yükselteç devreleri kullanılır. Yükselteçler güç kazancı sağlamak amacıyla kullanılan devrelerdir. Op-Amp kısaltması İngilizce Operational Amplifier kelimelerinin kısaltması olarak kullanılmaktadır. Biz de Türkçe karşılığı olan İşlemsel yükselteç ismini kullanıyoruz. Günlük hayatta Opamp şeklinde ve işlemsel yükselteç şeklinde iki tür kullanımıyla da karşılaşmamız mümkün. İşlemsel yükselteçler kullanılacakları yerlerin şart ve koşullarına göre metal kılıflı, plastik kılıflı, seramik kılıflı, yüzey montajlı yani SMD olarak veya çok küçük mikro boyutlarda üretilmektedirler. Görüldüğü gibi işlemsel yükselteç entegreleri ihtiyaca göre çok çeşitli boyut ve kılıf şekillerinde üretilmektedirler. Örneğin; genel amaçlı ya da eğitim amaçlı kullanılacak devre elemanları için plastik kılıflı entegreleri tercih edebileceğimiz gibi, otomatik makineler tarafından montajı yapılacak ya da cep telefonu gibi son derece sıkışık alanlarda çalışmak gerektiğinde SMD veya çok küçük mikro boyutlu opamp entegreleri tercih edilir.

Biz burada çok yaygın olarak kullanılan ve üretici firmaya göre adı LM741 ya da UM741 gibi adlarla anılan 741 kodlu işlemsel yükeseltece ait bağlantı şemasını inceleyeceğiz.  LM741 İşlemsel yükseltecinin iç yapısına baktığımızda direnç, kondansatör, diyot ve transistörlerden oluşan bir devrenin olduğunu görebiliriz. Yani bu devre küçültülerek 8 pinli küçük bir entegrenin içerisine sığdırılmıştır. İşlemsel yükseltecin yapısı ve çalışma mantığı temel olarak bu şekildedir. Eviren, evirmeyen, türev alıcı ve integral alıcı işlemsel yükselteç devrelerinin çalışma mantığını bir sonraki derste inceledik.

Bir önceki dersimizde işlemsel yükselteçlerin yapısını ve çalışma mantığını incelemiştik. Bu derste ise eviren, evirmeyen, türev alıcı ve integral alıcı işlemsel yükselteç devrelerinin yapısını ve çalışma mantığını inceledik.

Eviren yükselteç devresine yani yükselteceğimiz değerin eviren girişten olduğu duruma baktığımızda giriş değerini V input şeklinde Vi ile, Çıkış değerini de V output şeklinde Vo ile gösterirsek Vo =-Vi.(RF/R1) şeklinde bulunmaktadır.

Evirmeyen yükselteç devresine yani yükselteceğimiz değerin evirmeyen girişten olduğu duruma baktığımızda giriş değerini V input şeklinde Vi ile, Çıkış değerini de V output şeklinde Vo ile gösterirsek Vo=Vi.(1+RF/R1) şeklinde bulunmaktadır.

Girişinde kondansatör ve girişi ile çıkışı arasında direnç olan devre türev alıcı işlemsel yükselteç devresidir. Bu devre üçgen dalga şeklini kare dalgaya dönüştürme işleminde kullanılmaktadır.

Girişinde direnç ve girişi ile çıkışı arasına kondansatör bağlanarak oluşturulan devre ise integral alıcı işlemsel yükselteç devresidir. Bu devre de kare dalga şeklini üçgen dalgaya dönüştürme işleminde kullanılmaktadır. İkisi de birbirinin tersi mantık ile çalışmaktadır. Bu yükselteç devreleri de AC-AC dönüştürücülerde kullanılmaktadırlar. Eviren, evirmeyen, türev alıcı ve integral alıcı işlemsel yükselteç devrelerinin temel olarak yapısı ve çalışma mantıkları da bu şekildedir.

Bu videoda güç elektroniği devrelerinde hızlı anahtarlama görevinde kullanılan tristörlerin yapısını ve çalışma mantığını anlattık. Tristörler, P ve N tipi dört yarı iletkenin birleştirilmesinden oluşur.  Tristörler Silicon Controlled Rectifier yani Silisyum Kontrollü Doğrultucu kelimelerinin baş harfleri olan SCR kısaltması ile de bilinirler.

Tristörlerde üç bacak bulunur. Bunlardan biri  Anot,  diğeri Katot, sonuncusu  ise Gate dir. Bunlar için A,K ve G kısaltmaları kullanılır.  İç yapısına baktığımızda ise bu şekilde PNPN yapısından oluştuğunu görebiliriz.

Peki bir tristör nasıl çalışır? Tristörün çalışma mantığı transistöre çok benzer. Ama küçük farklılıklar vardır.  Tristörün Gate ucundan küçük bir tetikleme akımı gelince Anot ucundan Katot ucuna doğru bir akım geçmiş olur.  Yani Gate ucundan gelen küçük bir tetikleme akımı ile  Anot- Katot arasındaki bir akım kontrol edilmiş olur. Transistörde kontrol edilen buradaki akım genelde mA seviyesinde çok küçük akımlar iken, tristörde mA’den A seviyesine kadar farklı büyüklüklerdeki akımlar kontrol edilir.

Günlük hayatta farklı farklı tiplerde tristörlerin kullanımına rastlamak mümkündür. Örneğin BT169 tristörü ile 500mA değerinde bir akım kontrol edilebilirken, BT152 tristörü ile yaklaşık 13A değerinde bir akım kontrol edilebilmektedir.  25RIA120 tristör ile de yaklaşık 25A değerindeki çok daha büyük bir akım kontrol edilebilmektedir.

Burada bahsettiğimiz gibi tristörler güç elektroniğinde anahtarlama elemanı olarak kullanılırlar. Ayrıca, AC ve DC motor sürücü kartlarında yön ve hız kontrollerinin yapılabilmesi için de kullanılırlar. Bunların yanısıra AC güç anahtarlaması ve güç kontrolünde, zaman rölesinde, elektronik kontaktörlerde vb. yerlerde de kullanılırlar.

Bu derste sizlere ev içi aydınlatmalarda kullanılan, ışık şiddeti ayarlayıcılar yani dimmer devreleri, fan motorlarının kontrolü ve elektronik anahtarlar dahil olmak üzere diğer birçok güç kontrolü sistemlerinde kullanımı ile karşılaşabileceğimiz güç elektroniği devre elemanlarından biri olan Triyak’ın çalışma mantığını temel olarak anlatmaya çalıştık. Triyak, tristörün geliştirilmiş halidir. Tristör AC de pozitif veya negatif tek bir alternanta çalışarak, büyük akımları kontrol edebiliyorken, Triyak, AC dalga formunun her iki alternansında da büyük akımları kontrol edebilmektedir. Yani Tristör daha çok DC uygulamalar için kullanılırken, Triyak, AC güç uygulamalarında kullanmak için daha uygundur diyebiliriz.

TRIAC kısaltması  İngilizce TRIode for Alternating Current kelimelerinin kısaltması olarak kullanılmaktadır.  İngilizce isminden de bu üç pinli güç elektroniği devre elemanının alternatif akımda kullanıldığı anlaşılmaktadır.  Biz de Türkçede İngilizce kısaltmasının yaklaşık Türkçe okunuşu karşılığına gelen Triyak ismini kullanıyoruz. 

Triyak’larda da üç pin bulunur. Bunlardan biri  İngilizce Main Terminal 1 yani Ana Terminal 1,  diğeri Main Terminal 2, sonuncusu  ise Gate dir. Bunlar için MT1, MT2 ve G kısaltmaları kullanılır.  MT1 ve MT2 yerine bazı kaynaklarda Anot1 ve Anot2 şeklinde isimlendirmenin kullanımı ile karşılaşabilirsiniz.

Sembolünde, iç yapısına baktığımızda ise   Triyak’ın bu şekilde Gate uçları ortak, iki tane tristörün ters bir şekilde birbirine paralel bağlanmasından oluştuğunu görebiliriz. Fiziksel yapısında ise PNPN şeklinde iki yapının paralel bir şekilde bağlanmasından oluşmaktadır. Tristör, tek yönde akım geçmesine izin verdiği için DC uygulamalarda kullanılır. Triyak ise bu yapısı sayesinde iki yönlü akım geçirebildiği için daha çok AC uygulamalarda tercih edilmeketedir.   

Triyak’ın Gate ucundan küçük bir tetikleme akımı gelince MT2 ile MT1 uçları arasında çift yönlü akım geçişi sağlanabilmektedir.  Yani Gate ucundan gelen küçük bir tetikleme akımı ile  MT2-MT1 arasındaki büyük bir AC akım kontrol edilebilmektedir. 

Bu derste, genelde triyak ile birlikte AC zamanlayıcı (dimmer) ve motor hız kontrolü devrelerinde kullanılan güç elektroniği devre elemanlarından diyak’ın çalışma mantığını anlatmaya çalıştım. DIAC kısaltması İngilizce Diode for Alternating Current kelimelerinin kısaltması olarak kullanılmaktadır. İngilizce isminden de bu iki pinli güç elektroniği devre elemanının alternatif akımda kullanıldığı anlaşılmaktadır. Biz de Türkçe’de İngilizce kısaltmasının yaklaşık Türkçe okunuşu gibi karşılığına gelen Diyak ismini kullanıyoruz.

Bu dersde IGBT’lerin temel olarak çalışma mantığını, özelliklerini ve kullanıldıkları yerleri anlatmaya çalıştım. IGBT ismi, İzole edilmiş kapılı, iki kutuplu transistör anlamına gelen Insulated Gate Bipolar Transistor kelimelerinin baş harflerinin kısaltmasından gelmektedir. MOSFET ve BJT transistörün en iyi özelliklerinin geliştirilmesi ile oluşan bir güç elektroniği devre elemanıdır. Anahtarlama amacıyla kullanılan birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Gerektiğinde triyak veya transistör gibi davranabilen IGBT’ler özellikle yüksek anahtarlama hızı gerektiren UPS’lerin içinde yoğun olarak kullanılmaktadır.

Bu derste optokuplörlerin yapısına ve çeşitlerine girmeden, nasıl çalıştığı, devre bağlantısı, ne işe yaradığı, anahtarlama ve tetikleme mantığı ile çalışma prensibi bir LED uygulaması ile elektronik bir devredeki temel görevi anlatılmıştır.

Bu dersde günlük hayatta kullandığımız şarj cihazlarının veya güç kaynaklarının temel olarak aslında yapmış olduğu, AC’nin DC’ye çevirme dönüştürme işleminin hangi aşamalardan oluştuğunu ve nasıl gerçekleştiğini anlattık. 

AC’nin DC’ye dönüşme aşamaları; önce transformatör yardımı ile düşürme, sonra doğrultma, filtreleme ve son olarak da regülasyon aşamalarından oluşmaktadır. Bu videoda dönüştürme işlemi temel olarak 220V AC’yi 5V DC’ye dönüştürme örneği üzerinden olmuştur.

Efektif değeri 220V olan AC gerilim  önce transformatörler yardımı ile daha  düşük efektif değeri olan AC’ye dönüştürülüyor. Transformatör, AC’nin frekansını değiştirmeden gerilim değerini yükseltip-düşüren devre elemanıdır. Burada düşürmek istediğiniz gerilim oranına göre düşürme oranına sahip bir transformatör kullanmalıyız.

Gerilim değerini düşürdükten sonra AC’nin negatif alternanslarından  kurtulmak için doğrultma işlemi yapmalıyız. Bu doğrultma işlemi de dört diyodun kullanıldığı daha önce çalışma mantığını incelediğimiz  Tam Dalga Doğrultucu devresi ile yapılmaktadır. Artık doğrultma devresinin çıkışında AC gerilimin negatif alternasları da pozitif  olarak düzgün olmayan bir Doğru Akıma dönüşmüş olur.

Bundan sonra yapılan işlem,  filtreleme işlemidir. Filtreleme devresinde de   kondansatör kullanılır. Kondansatör, DC ile kullanıldığında gerilimi kısa süreliğine depolamaya yarar.  Kondansatörün bu şarj ve deşarj olması özelliğinden faydalanılarak, doğrultma devresinin çıkışındaki gerilimde,   grafiğin tepe noktasına kadar olan kısımda kondansatör şarj olurken,  tepe noktasından sıfıra gelen kısımda deşarj olarak,  gerilimin sıfır olmasını engeller.   Böylece sıfır noktaları ortadan kaldırılarak gerilim bu şekle dönüştürülür.

Bundan sonra yapılan işlem regülasyon işlemidir. Regülasyon devresinde de kaç Volt DC çıkış elde etmek istiyorsanız, ona göre seçtiğiniz bir   voltaj regülatörü kullanılır.

Biz burada çıkış geriliminin 5V olmasını istiyoruz. Dolayısı ile 7805 voltaj regülatörünü kullanabiliriz. Voltaj regülatörü de belirli aralıktaki gerilimi sabitlemek için kullanılır. Bu Voltaj Regülatörü sayesinde de, kondansatör çıkışındaki gerilimdeki bu küçük dalgalanmalar ortadan kaldırılarak,  çıkışta dümdüz bir  5V DC gerilim elde edebiliriz.

Mesela burada çıkış geriliminin 12V DC olmasını istersek de 7812 regülatörünü kullanmamız gerekir. Tabi öncesinde kullanılan transformatör seçimi de ona göre yapılmalıdır. Dönüştürme oranı daha yüksek olan bir transformatör kullanılsın ki 12V elde edilebilsin. Ayrıca yine aynı şekilde kondansatör seçimi de ona göre yapılmalıdır. Daha yüksek kapasitede ve gerilim değerinde olmalıdır. AC’yi DC’ye dönüştürme işlemi temel olarak bu şekilde olmaktadır arkadaşlar. Kursumuzda bu videoda kullanılan diyot, kondansatör ve voltaj regülatörünün çalışma mantıkları ile ilgili videolar bulunmaktadır. Eğer bakmadıysanız öncelikle o videolara bakmanızı tavsiye ederim.

Bir önceki dersimizde güç kaynağı yapısı üzerinden AC’nin adım adım DC’ye nasıl çevrildiğini incelemiştik. Bu videoda ise sizlere bu örnek üzerinden kondansatör seçimi nasıl yapılır? Kapasite Hesaplama nasıl yapılır? Bir elektronik devrede kullanılan kondansatörün kapasite ve gerilim değeri nasıl belirlenir onu göstermeye çalışacağım. Bir elektronik devrede kaç Volt’luk ve kaç Farad’lık bir kondansatör kullanacağız bunu bu videoda öğreneceksiniz.

Bir güç kaynağında öncelikle şehir şebekemizdeki maksimum değeri yaklaşık 311V olan sinüs dalgası şeklindeki AC gerilim transformatör  yardımı ile daha küçük genlik değerine sahip AC’ye çevrilir.  Daha sonra bu AC gerilim Köprü Tipi Tam Dalga Doğrultucu devresi ile doğrultulur.  Burada köprü tipi doğrultucu devrede 1N4001-1N4007 arasında herhangi bir diyodu kullanabiliriz. Doğrultma işlemi sonrasında negatif alternanslar pozitif olur.

Artık bundan sonra filtreleme işlemi için kondansatör kullanmamız gerekecek. Burada şunu yapıyoruz. Öncelikle kullanacağımız voltaj regülatörünün datasheet’ine bakıyoruz. 7805 regülatörünün datasheet’ine baktığımızda giriş geriliminin 7-25V arasında olması gerektiği yazmaktadır. Yani regülatör girişi yaklaşık 7-25V arasında olsun ki çıkışta sabit 5V elde edebilelim. Buradan şu sonucu çıkarabiliriz. Regülatör girişi, yani aynı zamanda kondansatör çıkışı minimum 7V olmalıymış. Burada kondansatör girişindeki maksimum gerilim değerinden çıkışında minimum olmasını istediğimiz gerilim değerini çıkarıyoruz.   Buna fark gerilimi dersek Vfark=22.6-7=15.6V olacaktır. Bundan sonra kapasite değerini bulmak için yaygın olarak   C=I/100.Vfark formülü kullanılmaktadır. Dikkat etmemiz gereken, burada bulacağımız kondansatörün kapasite değeri Farad cinsinden olacaktır. 

Daha sonra orada kullanılan gerilim değerine yakın kondansatör gerilimini de düşünerek o değerlere en yakın kapasite ve gerilim değerine sahip kondansatörü seçiyoruz. İşte bu şekilde kullanacağımız kondansatörün kapasite ve gerilim değerini belirleyebiliriz. Siz de yapacağınız devrelerde bu şekilde hesaplama yaparak uygun kondansatör seçimini yapabilirsiniz. Tabi burada herhangi bir devre simülasyon programı ile de tasarladığınız devrenin simülasyonu yapmak daha sağlıklı olacaktır.

Bu derste sadece LED ve direnç kullanarak oluşturulabilecek basit bir 12V batarya seviye gösterge devresinin nasıl yapılabileceğini ve çalışma mantığını gösterdim. Videonun sonuna doğruda kısaca bu devrenin Proteus’ta simülasyonunu gösterdim.

Bu derste, breadboard üzerine kolay bir şekilde kurabileceğiniz, sadece BJT transistör, LED ve direnç kullanarak yapabileceğiniz bir hobi elektronik devre örneği olan sıvı su seviye göstergesi devresinin çalışma mantığını gösterdik. BJT Transistörün çalışma prensibini yeni öğrenmeye başlayan arkadaşların daha iyi kavrayabilmeleri açısından bu örnek son derece faydalı olacaktır. Dersin sonuna doğru bu devrenin Proteus simülasyonunu örneğini de yaptık. Bu dersin sonunda hem transistörün çalışma mantığını hem de Proteus kullanımını daha iyi öğrenmiş olacaksınız.

Devrede 9 ile 12V arası bir DC gerilim kaynağı ile kullanabileceğimiz 4 adet 330Ω direnç bulunmaktadır. Su seviyelerini göstermek için 1 tane Kırmızı LED, 1 tane Sarı LED, 1 tane Yeşil LED ve 1 tane de Mavi LED bulunmaktadır. 4 adet de BC547 BJT transistör vardır. Bu devrede bu transistörün kullanılması şart değildir. Bu devre için uygun herhangi bir NPN taransistörün olması yeterli olacaktır. Birde son olarak 9 ile 12V arası DC bir gerilim güç kaynağı kullanmamız gerekecektir. Burada 9V’luk bir pil kullanabilirsiniz.

Kaba su gibi iletken özellikte sıvı döktüğümüzde akım, Kırmızı LED’e bağlı transistörün Base ucuna kadar gelip bu transistörü tetikleyecektir. Transistör tetiklenince akım, transistörün Collector’ünden Emitter ucuna geçerek devreyi tamamlayacaktır. Bu akımla da Kırmızı LED yanacaktır. Bu kaba biraz daha su dökersek bu sefer akım, suyun içinden geçerek sarı LED’e bağlı transistörün Base ucuna kadar gelip, bu transistörü anahtarlayacaktır. Transistör anahtarlanınca akım, transistörün Collector pininden Emitter pinine geçerek devreyi tamamalayacaktır. Bu akımla da Sarı LED yanacaktır. Biraz daha su döktüğümüzde de yine aynı şekilde yeşil LED’e bağlı transistör anahtarlanarak yeşil LED ışık verecektir. Son olarak biraz daha su döktüğümüzde aynı mantıkla Mavi LED’de ışık verecektir.

Kabı full su ile doldurduğumuzda bütün transistörler anahtarlanarak bütün LED’ler ışık verecektir. İsterseniz burada LED sayısını artırarak daha sık kademeli hassas seviye ölçümü de yapabilirsiniz. Dilerseniz bu devreyi breadboard üzerine kurarak siz de kendiniz evinizde yapabilirsiniz.

Burada gösterilen Proteus Simülasyonunu indirebileceğiniz link; https://yadi.sk/d/mrNY2o_ds1Rw0g

Bir önceki dersimizde su seviye göstergesinin çalışma prensibi üzerinden transistörün çalışma mantığını incelemiştik. Bu derste de önceki dersimize benzer, yine breadboard üzerine kolay bir şekilde kurabileceğiniz, BJT transistör, kondansatör, LED, direnç ve buton gibi temel devre elemanları kullanarak yapabileceğiniz bir hobi elektronik devre örneği olan delay timer devresi olarak da bilinen transistörlü zamanlayıcı devresinin çalışma mantığını anlattık. BJT Transistör ve kondansatörün birlikte çalışma prensibini daha iyi kavrayabilmek açısından bu örnek son derece faydalı olacaktır. Ayrıca dersin sonuna doğru bu devrenin Proteus ile simülasyonu da gösterdik. Böylece kondansatör ve transistörün birlikte Proteus ile simülasyonunu görmüş olduk.

Bu devrede kullanılan devre elemanları;

-1 Adet Kırmızı LED,

-1 Adet 470Ω direnç,

-1 Adet 10kΩ direnç,

-1 Adet BC547 BJT transistor,

-1 Adet 1000uF 16 veya 25V’luk bir kondansatör,

-1 Adet 9 ile 12V arası DC gerilim kaynağı kullanılmıştır.

Dersin içerisinde gösterilen Proteus simülasyonunu indirebileceğiniz link; https://yadi.sk/d/UQp5Y-A16hKq-A

Bir önceki  dersimizde zamanlayıcı devresi üzerinden kondansatörün çalışma prensibini incelemiştik. Bu derste de önceki videomuza benzer, yine breadboard üzerine kolay bir şekilde kurabileceğiniz, BJT transistör, LDR , LED ve direnç gibi temel devre elemanları kullanarak yapabileceğiniz bir hobi elektronik devre örneği olan LDR ile karanlıkta yanan LED devresinin çalışma mantığını anlattık. BJT Transistör ile ışığa bağlı direnç olan LDR’nin birlikte çalışma prensibini daha iyi kavrayabilmek açısından bu örnek son derece faydalı olacaktır. Ayrıca videonun sonuna doğru bu devrenin Proteus ile simülasyonu da yaptık. Böylece LDR ve transistörün, birlikte Proteus ile simülasyonunu görmüş olduk.

Bu devrede kullanılan devre elemanları;

- 1 Adet LED,

- 1 Adet 470Ω direnç,

- 1 Adet 120kΩ direnç,

- 1 Adet BC547 transistor,

- 1 Adet 10mm çapında LDR,

- 1 Adet 9 ile 12V arası DC gerilim kaynağı kulanılmıştır.

Dersin içerisinde gösterilen Proteus simülasyonunu indirebileceğiniz link; https://yadi.sk/d/6wU9dyhLtAipJQ

Bu derste, Flip-Flop devresinin nasıl yapılacağı animasyon şeklinde gösterilmiştir.

Bu derste, NTC ile basit bir sıcaklık alarm devresinin nasıl yapılabileceği animasyon şeklinde gösterilmiştir.

Bu derste, günlük hayatta bir çok alanda kullanımı ile karşılaşabileceğimiz, kullandığımız bütün elektronik cihazların temelini oluşturan, Dijital-Sayısal Elektronik deyince ilk aklımıza gelen Lojik Kapıların çalışma mantıklarını anlattık. Dijital elektronik denildiğinde akıllara genellikle 1’ler, 0’lar, lojik devreler veya diğer bir adıyla lojik kapılar gelir. Entegre olarak üretilen bu tip devreler, transistör ve diyot gibi temel elektronik elemanlar ile yapılmış devrelerden oluşurlar.

Lojik kapılar sayısal sistemlerin temelini oluştururlar. Giriş bilgileri Boolean matematiği üzerinden mantıksal işlem yapılarak çıkışa aktarılır. “Lojik-1” ve “Lojik-0” mantıksal ifadeler üzerinden işlemler yapılır. “1” mantık ifadesinin karşılığı (5V), “0” mantık ifadesinin karşılığı (0V) olarak tanımlanır.

Lojik kapıların bacakları entegre üzerinde yazıyı okuyacak şekilde tuttuğumuzda sol tarafında bir çentik bulunur. Bu çentikten başlayarak pinler numaralandırılır. Lojik kapı entegrelerinin geneli 14 pinlidir. Lojik kapılardan oluşan entegrenin iç yapısına baktığımızda, örneğin 7408 entegresinin iç yapısına baktığımızda dört tane lojik VE yani AND kapısından oluştuğunu görüyoruz. Bu lojik kapıda iki giriş ve bir de çıkış bulunmakta. Biraz daha ayrıntısına girip bir tane VE kapısının içine baktığımızda da bu lojik kapının içinde böyle iki BJT transistör ve dirençlerden oluşan bir devrenin olduğunu görebiliriz.

Temel lojik kapı devreleri 7 çeşittir: Bunlar VE kapısı, VEYA kapısı, DEĞİL kapısı, VEDEĞİL kapısı, VEYADEĞİL kapısı, ÖZELVEYA kapısı ve son olarak da ÖZELVEYADEĞİL kapısıdır. AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR ve XNOR kullanılan İngilizce isimleridir. Mantıksal kapı olarak da bilinen bu devreler belirli bir Boolean Cebiri çerçevesinde, girişten alınan 1 ve 0 verileri yani 5V ve 0V ile uygun mantıksal sonuçlar üretirler. İşte bu yüzden de sayısal elektronik sistemlerin vazgeçilmez elemanlarıdır diyebiliriz. Bu videoda tek tek bu lojik kapıların sembolleri, matematiksel ifadeleri ve doğruluk tabloları nasılmış inceledik.

Lojik kapı entegreleri breadboar’un tam ortasına takılmalıdır. Böylece hiçbir bacağı kısa devre olmadan ayrı ayrı kullanılabilir. Bütün lojik kapıların teknik dokümanlarına datasheet’lerine diğer yarıileletken devre elemanlarında olduğu gibi alldatasheet.com adresinden ulaşabiliyorsunuz. Arama kısmına entegrenin ismini yazarak bu dokümanlara erişebilirsiniz.

Bu derste sizlere elektroniğin vazgeçilmez devre elemanlarından biri olan, günlük hayatta kullandığımız bir çok elektronik cihazın içerisinde bulunan entegrelerin yapısını anlattık.

Entegre, İngilizce Integrated Circuit kelimelerinin baş harfleri ile oluşturulan IC kısaltmasının kullanıldığı, Türkçe Bütünleştirilmiş Devre, Birleştirilmiş Devre, yonga, çip ya da entegre devre olarak adlandırılan genellikle silikondan yani Silisyum yarıiletken maddeler ile tasarlanmış metal bir levha üzerine yerleştirilen elektronik devreler grubudur. Entegreler içerisinde her elektronik devre elemanı bağımsız olan ayrık devrelerden daha küçük boyutludur. Entegre devreler içinde bir tırnak ucu kadar alanda milyonlarca transistör ve elektronik devre elemanı içerecek kadar küçültülmüştür. Bir devre içerisindeki her bir iletken sıranın genişliği teknolojinin elverdiği ölçüde küçültülmüştür. Entegreler küçük boyutu, hafifliği ve kullanım kolaylığı ile günümüzün modern elektronik sektöründe çok önemli bir yer tutmaktadır.

Entegreler, fiyat ve çalışma performansı açısından ayrık devrelere göre daha avantajlıdırlar. Montaja hazır entegre devreler, ayrık devrelere göre daha az malzemeye ihtiyaç duyar. Performansları yüksektir çünkü, küçük bir boyuta sahip olması ve elemanlarının birbirine yakın olması nedeniyle entegre içerisinde devre bileşenleri akımı hızlıca aktarır. Böylece daha az güç harcanır.

Entegre devreler günümüzde hemen hemen bütün elektronik aletlerin içinde bulunurlar ve elektronik dünyasında devrim yapmışlardır. Ucuz fiyatlardaki entegre devrelerle oluşturulan bilgisayarlar, telefonlar, fotoğraf makineleri ve daha bir çok elektronik cihazlar günümüzde kullandığımız hayatımızın vazgeçilmez parçalarıdırlar.

Entegreler, delikli kartlara lehimlenecek şekilde THT tipinde (through hole technology) veya devre kartı üzerine lehimlenecek şekilde SMD (surface mount device) kılıflarda üretilebilirler. THT entegreleri breadboard üzerine takarak veya delikli plaket ve baskı devre kartına lehimleyerek kolayca kullanabiliriz. SMD entegreler ise makineler tarafından üretilen devre kartlarında kullanılmaları için tasarlandıklarından dolayı çok daha küçük yapılardadırlar.

Günümüzde yaygın olarak kullanılan geliştirme kartlarında kullandığımız mikrodenetleyiciler ise bilgisayarlarımızın modüler yapısı yerine merkez işlem birimi (CPU), bellek (RAM) ve sabit disk gibi gerekli birimlerin tamamı tek bir entegrede toplanmıştır. Mikrodenetleyici entegreleri programlanabilir yapıdadır. Böylelikle tek bir iş yapılacak, nispeten daha basit uygulamalarda bu entegreler kullanılır. Yazılan program mikrodenetleyici program hafızasına kaydedilir ve entegreye enerji verildiğinde sürekli olarak çalışır. Atmel, PIC, Texas Instruments gibi firmalar çok farklı çeşitlerde mikrodenetleyici entegreleri üretmektedirler.

Teknolojinin gelişmesinin avantajı ile basit mikrodenetleyiciler yerine, tüm bir bilgisayar tek bir entegre boyutuna indirilebilmiştir. Böylelikle tıpkı kişisel bilgisayarlarımız gibi yüksek işlem gücü sunabilen merkez işlem birimi (CPU), bellek (RAM) ve grafik işlem ünitesi (GPU) gibi karmaşık yapılar tek bir entegrede toplanabilmiştir. Örneğin Cep telefonu, tablet ve Raspberry Pi gibi kartların üzerinde bu entegreler kullanır.

Bütün entegrelerin teknik dökümanlarına datasheet’lerine alldatasheet.com adresinden ulaşabiliyorsunuz. Arama kısmına entegrenin ismini yazarak bu dokümanlara erişebilirsiniz.

Bu derste, Proteus devre çizim programının nasıl kullanıldığı örnek bir devre çizimi ve simülasyonu ile anlatılmıştır.

Bu derste, Lojik Kapıların Proteus Simülasyonunu anlattık. Tek tek bütün lojik kapıların Proteus ile simülasyonunun nasıl yapıldığını inceledik. Lojik kapıların doğruluk tablolarına bakarak çıkış ifadelerini simülasyon ile bulduk. Farklı farklı lojik devreler kurarak çıkış değerlerine göre doğruluk tablolarını oluşturduk. Ayrıca matematiksel ifadesi verilen bir çıkış ifadesinden lojik devrenin nasıl yapılacağına baktık.

Bu derste Proteus devre çizim programı ile osiloskop simülasyonunun nasıl yapıldığı anlatılmıştır.

Bu derste, Multisim devre çizim programının nasıl kullanıldığı örnek bir devre çizimi ve simülasyonu ile anlatılmıştır.

Bu derste Multisim devre çizim programı ile osiloskop simülasyonunun nasıl yapıldığı anlatılmıştır.

Bu derste; Breadboard'un tanımı, özelliği, ne işe yaradığı, bağlantıları, çalışma prensibi ve devre şeması örnek bir led devre bağlantısı kurma uygulaması ile anlatılmıştır. Kısaca breadboard nedir ve nasıl kullanılır sorularının bütün cevapları bu derste mevcuttur.

Bu derste, dijital bir multimetre ile devrede direnç, gerilim ve akım ölçümünün nasıl yapıldığı anlatılmıştır.