Proteus 1001: 555 ile DC Motor Hız Kontrol Devresi

Gün geçtikçe daha da içine girmiş olduğumuz Proteus uygulamasında, bugün sizlerle birlikte yepyeni bir konuya giriş yapacağız. Bu seferki yazımızda, sadece belli başlı basit devre elemanlarını kullanarak proje yapmakla yetinmeyeceğiz. Bu elemanlara ek olarak, bugün önemli bir kavram öğreneceğiz. Bu kavram günümüz elektroniğinde bizlere o kadar kolaylık sağlamıştır ki, hemen hemen her yerde karşımıza çıkmaktadır. Bu öğreneceğimiz kavramın adı entegredir. Ardından bunun üzerine pekiştirmek için birlikte güzel bir uygulama yapacağız.

Entegre Nedir?

Entegreler (IC), içlerinde dirençlerden, yarı iletken maddelere kadar uzanan bir sürü devre elemanlarını barındıran bir küçük bütünleştirilmiş devredir. Genellikle silikondan olup, metal bir levhanın üzerine tasarlanmışlardır. Genel olarak entegrelerin küçüklüğü, kullanım kolaylığı ile günümüz elektroniğini için ciddi anlamda önemli bir yer tutmaktadır. Sadece iç yapılarını bile incelediğinizde, küçücük alanda milyonlarca transistör ve benzerleri devre elemanlarına rastlamak mümkündür. Buda onu ayrık devreden ayıran en önemli özelliklerinden biridir. Bu kadar elemanın küçük bir alana toplanması ise bir başka avantajı daha doğurmaktadır. Bu avantaj ise hızdır. Küçük bir alanda her elemanın birbiriyle yakın bir şekilde yer alması, akımın daha hızlı bir şekilde geçiş yapmasına sebep olmaktadır. Bu da entegreler için bir diğer avantaj olarak sayılabilir. Entegre devreler günümüzde neredeyse birçok teknolojik aletlerde kullanılmaktadır. Bunlara örnek vermek gerekirse:

• Bilgisayar
• Telefon
• Fotoğraf Makinası

Gibi bir sürü aletlerde bulunmaktadır.

İki çeşit entegre yapısı vardır. Bunlardan biri THT diğeri ise SMD’dir. THT’leri breadboard, delikli plaket gibi aletlerle kullanmak mümkündür. Bu yüzden bizlere daha hızlı bir kullanım sağlamaktadır. SMD entegreler ise direk devre kartı üzerine lehimlenebilecek şekilde üretilmektedir. Yoksa entegrelerin bacak numaraları ve benzeri özellikleri yine aynıdır. Peki entegre bacakları nasıl numaralandırılır?

Gördüğünüz gibi entegreler üzerinde çentikler bulunmaktadır. Her entegreyi numaralandırırken bu çentiğin sol tarafından bir numarasını vererek başlamaktayız. Devamında ise saat yönünün tersine bir şekilde bu süreç olduğu gibi devam etmektedir. Aslında numaralandırmak bu kadar basittir. Bunlara ek olarak tabii ki her entegrenin kendine it özellikleri bulunmaktadır. Bunları öğrenmek için datasheetleri incelemenizi tavsiye ederiz.

DC Motor Nedir?

DC Motor, doğru akım enerjisini mekanik enerjiye çeviren bir elektrik motoru çeşididir. DC motorlar günümüzde her yerde karşımıza çıkabilmektedirler. Bunlara örnek vermek gerekirse:

• Otomobil Sektörü
• Fanlar
• Endüstriyel Ekipmanlar
• Pompalar

Ve benzeri bir sürü yerde karşımıza çıkmaktadırlar. Kendi içinde tabii ki bir sürü çeşidi bulunmaktadır. Bundan dolayı da kullanım yapacağınız alana göre DC motor seçimi yapmanız en doğrusu olacaktır. Sizlere zaten DC motor çeşitlerinden önceden de bahsetmiştik. Bunlar sırası ile;

1. Fırçalı DC Motorlar
2. Fırçasız DC Motorlar
3. Step Motorlar
4. Servo Motorlar

Hepsinin kendine ait avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır.

Uygulama

Bugün ki uygulamamızda başlıktan da anlayabileceğiniz gibi, 555 entegresini kullanarak DC Motor hız kontrol devresi yapacağız. Tabii ki bu tasarım çeşit çeşit olabilmektedir. Biz bugün sizlere onlardan birini göstereceğiz. Ama ilk olarak 555 Entegresinin iç yapısını anlamak gerekmektedir. Ve bu yazıda 555 entegresinin detayına girmek, yazıyı çok karmaşık hale getirebileceğinden ve zaten 555 entegresi ile ilgili detaylı bir yazımız olduğundan ilk onu okumanızı tavsiye ediyoruz. Bu sayede sürecin işleyişini daha rahat anlayabilirsiniz.

Gerekli Malzemeler

• 555 Entegre
• Direnç
• Diyot 1N4001
• Potansiyometre
• NPN ve PNP transistör
• DC Motor
• Kapasitör

Entegre de dahil bütün elemanları çağırmak gerçekten de çok basit bir süreçtir. Bütün elemanları çağırdıktan sonra devreyi kurma sürecine geçiyoruz. Aslında mantığı çok karmaşık değildir. Sadece neyi neden kullandığınızı iyi bilmeniz gerekmektedir. Kapasitörün neden orada olduğu ve kapasitörün hangi aralıklarda yükle yüklendiği? Ve hangi aralığa kadar bu sürecin gerçekleştiği gibi soruları cevaplayabilmemiz lazımdır. Kısaca bahsetmek gerekirse entegremizin içinde 2 adet OpAmp bulunmaktadır ve bunlar devrede karşılaştırcı görevi üstlenmektedirler. Bir tanesinin üzerine entegrenin Trigger (tetikleme), diğerine ise Threshold bacağı gelmektedir. Karşılaştırıcının diğer iki bacakları ise voltaj bölücülere gitmektedir. Kapasitörün çalışma mantığı ise şöyledir: İlk olarak karşılaştırıcılar üzerindeki Voltaj bölücü dirençlerin üzerindeki değerlere karşılaştırma yapmaktadırlar. Bu değer sizin beslemede vereceğiniz değere göre değişmektedir. Kapasitör en başta boş olduğu için karşılaştırıcıya lojik 0 olarak değer göndermektedir. Bu durumda ise tetiklemeye bağlı karşılaştırıcının diğer bacağında (Voltaj bölücü dirençlerin üzerindeki değerler) daha fazla voltaj olacağı için karşılaştırıcı buna göre bize bir sonuç çıkarmaktadır. Bu da lojik 1 olacaktır. Tabii ki en başta kapasitör, her iki karşılaştırıcı içinde böyle sonuç vereceği için fakat bu sefer dikkat ederseniz lojik sıfırımız eşik bacağının bağlı olduğu karşılaştırıcının “artı” ayağına gitmektedir. Bu sebepten dolayı karşılaştırıcının “eksi” ayağında daha fazla voltaj olacağından, sonucumuz tam tersi Lojik 0 olacaktır. Bu çıkan iki sonuç ise entegrenin SR Latch kısmına bağlıdır. Burada SR Latch tablosuna bakarak yorumlamamız daha doğru olacaktır. Ve sonuç olarak SR Latch sonrası Output’a bir veya sıfır komutunu göndermektedir. Eğer output olarak sıfır gönderirse, görmüş olduğumuz transistöre iletime geçmeyeceği için kapasitör dolum durumuna geçmektedir. Ve bu durum kapasitörün voltaj değerinin, Thresholdun bağlı olduğu karşılaştırıcının “eksi” bacağındaki voltaj değerini geçtiği ana kadar sürmektedir. O voltaj değerini geçtiği an, transistör açıldığı için kapasitör dolumu durmaktadır. Ardından discharge bacağından boşaltıma geçmektedir. Bu durum böyle döngü şeklinde gitmektedir.

Potansiyometrenin kurulumu ise zaten çok basittir. Orta bacağını DC (7) ayağına bağlayarak tamamlayabilmekteyiz.

Simülasyon

Görmüş olduğunuz potansiyometre ile DC motorun hızını kontrol edebilmekteyiz. Zaten Proteus’ta sizde bunun simülasyonunu başlatıp yapınca çok daha güzel bir şekilde gözlemleyebileceksinizdir.

Simülasyonumuzu da tamamladığımıza göre artık bu yazımızın sonuna gelmiş bulunmaktayız. Kendinizde bunu bilgisayarınızda yaparak güzelce pekiştirebilirsiniz.