Proteus DC Motor Kontrol uygulamasında bugün yeni bir konuya giriş yapacağız. Bu yazıda yalnızca temel devre elemanlarıyla yetinmeyip, elektronik tasarımın en önemli yapı taşlarından biri olan entegre kavramını ele alacağız. Ardından öğrendiklerimizi pekiştirmek için 555 entegresiyle pratik bir uygulama gerçekleştireceğiz.
Entegre Nedir?
Entegreler (IC), direnç ve yarı iletken yapılardan oluşan birçok devre elemanını tek bir gövdede birleştiren yapılardır. Genellikle silikon tabanlı olarak üretilirler ve çok küçük alanda yüksek işlev sunarlar. Entegrelerin küçük boyutu ve kullanım kolaylığı, modern elektroniğin temel avantajlarından biridir. İç yapıları incelendiğinde çok küçük bir alanda çok sayıda transistör ve yardımcı devre elemanı bulunduğu görülür. Bu yoğun yapı, ayrık devrelere göre hem hız hem de kompaktlık avantajı sağlar.
- Bilgisayar
- Telefon
- Fotoğraf Makinası
Buna benzer çok sayıda cihazda entegre devreler kullanılır.
İki temel entegre paket tipi vardır: THT ve SMD. THT paketler breadboard veya delikli plaket üzerinde daha pratik kullanılabilir. SMD paketler ise doğrudan baskı devre kartı üzerine lehimlenmek üzere tasarlanır. Paket tipi değişse de pin numaralandırma mantığı aynıdır. Peki entegre bacakları nasıl numaralandırılır?
Gördüğünüz gibi entegreler üzerinde yön belirten çentikler bulunur. Numaralandırma bu çentiğe göre başlar ve saat yönünün tersine devam eder. Bunun yanında her entegrenin kendine özgü çalışma sınırları ve pin fonksiyonları vardır; doğru kullanım için mutlaka datasheet incelemenizi öneririz.
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;
Hepsinin kendine ait avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır.
Uygulama
Bugünkü uygulamada, başlıktan da anlaşılacağı gibi 555 entegresi ile bir DC motor hız kontrol devresi kuracağız. Bu tasarımın farklı varyasyonları vardır; biz temel ve anlaşılır bir örnek üzerinden ilerleyeceğiz. 555 entegrenin iç yapısını anlamak önemli olduğundan, detaylı anlatım için ilgili yazımızı önce incelemenizi 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.
Simülasyonu da tamamladığımıza göre yazımızın sonuna geldik. Aynı devreyi kendi bilgisayarınızda yeniden kurarak hem entegre çalışma mantığını hem de PWM tabanlı hız kontrol yaklaşımını daha iyi pekiştirebilirsiniz.
Uygulamada Kararlı Sonuç İçin Kısa İpuçları
555 tabanlı hız kontrol devrelerinde bileşen toleransları ve bağlantı doğruluğu, simülasyon sonucunu doğrudan etkiler. Özellikle potansiyometre ve kapasitör değerleri, PWM frekansı ile görev döngüsünü değiştirerek motor davranışında gözle görünür fark oluşturur.
Bu nedenle devreyi kurarken yalnızca bağlantı doğruluğuna değil, bileşen değerlerinin hedef uygulamaya uygunluğuna da dikkat etmek gerekir. Simülasyon tarafında doğru gözlem için farklı potansiyometre konumlarında motor tepkisini karşılaştırmalı incelemek faydalıdır.
- Potansiyometreyi minimum, orta ve maksimum konumlarda test ederek hız değişim aralığını not edin.
- Besleme gerilimini değiştirdiğinizde motor tepkisini tekrar gözlemleyin.
- Transistörün akım kapasitesinin motor yüküyle uyumlu olduğundan emin olun.
- Son tasarım öncesi aynı devreyi birkaç farklı kapasitör değeriyle simüle edin.
555 Entegresinin veri sayfasına buradan ulaşabilirsiniz.
Diğer 555 entegresi içeriklerimize buradan ulaşabilirsiniz.
Yorum yapma özelliği, forum tarafından gelen istek sebebiyle kapatılmıştır. Lütfen tartışmalar ve sorularınız için topluluk forumumuza katılın.