mikrofon/hoparlör ses sensörleri

SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
2
Ses Sensör ve Transdüserleri
Ses sinyali, hava moleküllerinde bir basınç meydana getirir. Bu basınç hava
moleküllerinin titreşmesini ve ses dalgalarını taşımasını sağlar. Bu titreşim, bir
akordeon gibi havanın sıkışıp, seyrekleşmesini sağlar. Sesin havada yayılma hızı,
hava sıcaklığına ve şartlarına bağlıdır. Örneğin 20 ºC’lik bir sıcaklıktaki havada ses,
saniyede 340 metre hızla yayılır.
Sesin havada yayılması,
ses enerjisinin taşınması
demektir.
Sesin bu özelliğinden
istifade edilerek, mikrofonlar, hoparlörler ve
ultrasonik ses sensör ve
transdüserleri geliştirilmiştir.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
3
1-) Mikrofon (Microphone)
Meydana gelen herhangi bir ses dalgası mikrofonlar ile elektriksel titreşimlere
dönüştürülebilir.
Mikrofon, ses sinyallerini, elektriksel sinyallere dönüştüren transdüser’ dir.
Mikrofon’ un Çalışma Prensibi ve Çeşitleri
Bütün mikrofonların çalışma prensibi, ses dalgalarının bir diyaframı titreştirmesi
esasına dayanmaktadır. Her sesin belirli bir şiddeti vardır. Bu ses şiddetinin havada
yarattığı basınç, ses şiddeti ile doğru orantılıdır. Gelen hava basıncının büyüklük ve
küçüklüğüne göre ileri-geri titreşen diyaframın bu titreşimini, elektrik enerjisine
çevirmek için değişik yöntemler kullanılmaktadır. Kullanılan yöntemlere göre de
mikrofonlara isim verilmektedir.
Mikrofonlar çalışma prensiplerine göre çeşitlere ayrılırlar:
1-) Dinamik mikrofonlar
2-) Kapasitif mikrofonlar
3-) Şeritli (bantlı) mikrofonlar
4-) Kristal mikrofonlar
5-) Karbon tozlu mikrofonlar
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
4
Günümüzde mikrofon çeşitlerinden en çok Dinamik ve Kapasitif mikrofonlar
kullanılır. Diğer mikrofon çeşitleri eski teknolojidir ve günümüzde artık
kullanılmamaktadır.
NOT : Şeritli (bantlı) mikrofonlar, kristal mikrofonlar ve karbon tozlu
mikrofonlar günümüzde kullanımdan kalkmıştır. Bu sunumlarda, artık
geçerliliği ve kullanım alanı kalmamış eski tip mikrofonlara değinilmeyecektir.
Sadece isimlerini bilmek yeterlidir.
1-) Dinamik Mikrofonlar (Dynamic Microphone)
Dinamik Mikrofonun Fiziksel Görünümü
En çok kullanılan mikrofon türlerindendir.
Dinamik mikrofonlar ses dalgaları ile
hareket eden diyaframa bağlı bobinin, sabit
bir mıknatıs içinde hareket etmesinden
dolayı, bobin uçlarında oluşan gerilim
değişimine bağlı olarak çalışır.
Dış görünüşleri genellikle yandaki gibidir.
Alış karakteristikleri oldukça iyidir. Açık
hava ve kapalı stüdyolarda kullanılır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
5
Dinamik Mikrofonun Yapısı
Ses dalgalarıyla titreşen diyafram, bağlı bulunduğu bobini, sabit mıknatıs içerisinde
ileri-geri hareket ettirir. Sabit mıknatısın kutupları arasında manyetik alan hatları
vardır.
Bobin iletkenleri hareket sırasında bu manyetik alan hatlarını kesmektedir. Manyetik
alan içerisinde hareket eden iletkenin uçları arasında bir elektriksel sinyal oluşur.
Mikrofon çıkışında elde edilen elektriksel sinyal, bir ön yükselteç (preamplifikatör)
ile yükseltilerek, güç yükselteçlerine uygulanır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
Dinamik Mikrofon Sembolü
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
Dinamik Mikrofonun Kısımları
6
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
2-) Kapasitif Mikrofonlar (Capacitive, Condenser Microphone)
Kapasitif mikrofonlar, sesleri uzak mesafelerden alabilirler.
Genellikle kapalı mekanlarda, toplantı salonlarında ve stüdyolarda kullanılırlar.
Boyutları oldukça ufaktır. Yaka mikrofonu türünde olanları vardır.
Günümüzde kullanılan cep telefonlarının mikrofon kısmı, kapasitif mikrofonlardan
oluşmuştur.
Bir çok ev telefonunun ahize kısmında mikrofon olarak kapasitif mikrofonlar
kullanılmıştır.
7
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
8
Kapasitif Mikrofonun Yapısı
Şekilde görüldüğü gibi bir sabit levha (arka plaka) ve bir de hareketli iletken levha
(diyafram) arasında hava boşluğu bırakılarak kapasite elde edilir.
Hareketli levha aynı zamanda diyafram görevi de yapar. Kapasitif mikrofonlar şarjlı
bir kondansatörün yükü değiştirildiğinde elektrik akımının elde edilmesi esasına
dayalı olarak çalışır. DC Gerilim Kaynağı (1,5-45V) sürekli olarak beslediği için
kapasitif mikrofon sürekli şarjlıdır. DC Gerilim Kaynağı olmaz ise mikrofon çalışmaz.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
9
Ses dalgaları diyaframa çarptığında mekanik titreşimler meydana gelir.
Titreşimin plakalar arasındaki hava aralığını daralıp genişletmesiyle kapasite
değişimi sağlar. Kapasitenin değişmesi ile devreden küçük bir akım geçer. Devreden
geçen akım direnç üzerinde bir gerilim düşümü meydan getirir. Bu gerilim küçük
olduğu için bir ön yükselteç devresiyle yükseltilerek kullanılır.
Kapasitif Mikrofonun Avantajları :
1-) 50 – 15.000 Hz arasında oldukça geniş bir
frekans karakteristiği vardır.
2-) Distorsiyon Parazit oranları azdır.
3-) Empedansı büyüktür (10 - 50 MΩ).
Kapasitif Mikrofonun İç Kapsülü
Kapasitif Mikrofonun Dezavantajları :
1-) Diğer mikrofonlardan farklı olarak, bir besleme
kaynağına ihtiyacı vardır.
2-) Yükselteç ile mikrofon arası kablonun kapasitif
etkisi mikrofon kapasitesini etkileyerek parazite
neden olur. Bu etkiyi azaltmak amacıyla mikrofon
içine bir yükselteç konur.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
Kapasitif Mikrofonun Kısımları (Açılmış Şekli)
10
Kapasitif Mikrofon Sembolü
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
11
Mikrofon Uygulama Devreleri - I
Şekilde, kapasitif mikrofon ile
yapılmış ön yükselteç
(preamplifikatör) devresi
görülmektedir.
Devre, bir ton kontrol veya
çıkış güç yükselteç devresine
direk olarak bağlanabilir.
Devredeki 27K’ lık direnç, kapasitif mikrofon için DC gerilim sağlamaktadır. BC546
transistörü ortak emiterli yükselteç olarak görev yapmaktadır.
Transistör çıkışına bağlanan 100K’ luk potansiyometre ses şiddetini (Volume)
kontrol etmek için kullanılır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
12
Mikrofon Uygulama Devreleri - II
Şekilde, kapasitif mikrofonlu ön yükselteç devresinin, LM386 entegresi kullanılarak,
yaklaşık 500mW..1W arasında güç verebilen çıkış güç yükselteç devresine yapılmış
bağlantısı görülmektedir.
Devre, MP3 player, mini radyo, v.b ses üretici devrelerin çıkışlarına da bağlanabilir,
düşük gerilim ile makul seviyede güç üretir.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
13
Mikrofon Uygulama Devreleri - III
Şekilde, ses ile (alkış sesi) DC
motor çalıştıran devre şeması
görülmektedir.
Devre model oyuncakları ses ile
çalıştırmak için kullanılabilir.
Sesleri uzaktan alabilmek için
devrede kapasitif mikrofon
kullanılmıştır.
T1 ve T2 transistörleri kazancı arttırmak için darlington olarak bağlanmışlardır. Ayrıca
çıkış uçlarınından girişe geri besleme yapılarak iletimde tutulma süreleri uzatılmıştır.
Mikrofona doğru ses uygulandığında (alkış), iletim halinde olan T1 ve T2 transistörleri
bu sesi kuvvetlendirerek T3 transtörüne uygular. T3 transistörü, ses sinyalinin negatif
alternanslarında iletime geçerek motoru çalıştırır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
14
Mikrofon Uygulama Devreleri - IV
Şekildeki devre, mikrofondan gelen ses sinyali ile CD4027 JK Flip Flop entegresinin
çıkışını aktif yaparak rölenin çekmesini sağlar.
Mikrofona bir kez daha ses sinyali uygulandığında, Flip Flop konum değiştirir ve eski
haline döner. Röle kontakları bırakır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
15
2-) Hoparlörler (Speakers, Loudspeakers)
Hoparlör, ses frekans yükselteci çıkışında elde edilen AC elektriksel sinyalleri ses
sinyaline çeviren cihazdır.
Hoparlörün Fiziksel Görünümü ve Sembolü
Çalıştığı frekans değerine göre hoparlörler üçe ayrılır;
a) Bas Hoparlör
b) Orta Ses Hoparlör
c) Tiz Hoparlör
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
16
a) Bas Hoparlörler (Bass Speaker, Woofer), düşük frekanslı ses sinyallerinde
çalışırlar. Davul, bas gitar v.b enstrümanlardan çıkan kalın sesler, bu
hoparlörlerden duyulur.
b) Orta Ses Hoparlörler (Middle, Medium), insan sesi, solist sesi gibi daha çok
orta frekans değerindeki seslerin duyulduğu hoparlör türüdür.
c) Tiz Hoparlörler (Treble, Tweeter), zil, çan v.b müzik aletlerinden çıkan ince
seslerin duyulduğu hoparlörlerdir.
Bas, Orta ve Tiz
sesler, bir kabin
içerisine konulan
ayrı ayrı hoparlörlerden alınır. Bunun
için sesleri ayıran
crossover filtre
devreleri kullanılır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
İki Yollu Hoparlör Sistemi
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
17
Üç Yollu Hoparlör Sistemi
Bas, Tiz ve Orta Seslerin aynı anda duyulması için 2 ve 3 yollu kabin (hoparlör)
sistemleri geliştirilmiştir.
İki yollu hoparlör sistemlerinde Bas (Woofer) ve Tiz (Tweeter) hoparlörleri kullanılır.
Üç yollu hoparlör sistemlerinde Bas (Woofer), Orta Ses (Middle) ve Tiz (Tweeter)
hoparlörleri kullanılır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
18
Hoparlörler, çalışma sistemlerine göre ;
a-) Dinamik (Bobinli, mıknatıslı) Hoparlör,
b-) Piezo (Kristal) Hoparlör olarak ikiye ayrılırlar.
a-) Dinamik Hoparlörler (Dynamic Speakers)
Şekilde görüldüğü gibi
dinamik hoparlörler, bobin,
mıknatıs, kon (diyafram) gibi
elemanların birleşiminden
oluşmuştur.
Demirden yapılmış bir
silindirin ortasına sabit
mıknatıs yerleştirilmiştir.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
19
Mıknatısla yumuşak demir arasındaki hava aralığına ise hoparlör diyaframının
uzantısı üzerine sarılmış bobin konmuştur.
Bobinin sarıldığı diyaframın alt kısmı
bir süspansiyon (esnek taşıyıcı) ile
gövdeye tutturulmuştur.
Bobin, süspansiyonlar sayesinde
hava aralığında rahatça hareket
edebilmektedir.
Hoparlör Bobini
Hoparlör Bobini ve iç Süspansiyon
Hoparlör bobinine elektriksel sinyal
uygulandığında, manyetik alan meydana
gelir. Bobindeki manyetik alan sürekli
değişkendir. Mıknatısın manyetik alanı
içinde sürekli olarak itilir ve çekilir. Bobin
hareket halinde iken diyafram da ses
sinyali meydana gelir.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
Hoparlörün Yapısı
20
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
21
Dinamik hoparlörlerin üzerinde (+) ve (-) işaretleri vardır. (+) uç bobinin giriş ucunu,
(-) uç bobinin çıkışı ucunu temsil eder.
Ses frekans güç yükseltecinin hoparlör çıkışı, hoparlörün (+) ucuna, şase çıkışı (-)
ucuna bağlanırsa bu bağlantı doğrudur ve hoparlörün diyaframı dışarıya doğru
çalışır.
Hoparlör, ses frekans yükseltecinin
çıkışına ters bağlanırsa, yani
yükseltecin hoparlör çıkışı,
hoparlörün (-) ucuna, yükseltecin
şase ucu, hoparlörün (+) ucuna
bağlanırsa hoparlör içeriye doğru
ters çalışır.
Bu, doğru bağlantıya nazaran sesin
daha az çıkmasına yol açar.
Dinamik hoparlörler, gücü arttırmak için üzerlerindeki (+) ve (-) uçlar dikkate
alınarak seri ve paralel olarak bağlanabilirler.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
22
Dinamik Hoparlörlerin Paralel Bağlanması
Hoparlörler paralel bağlanırken, (+) uçlar
birbiriyle, (-) uçlar da birbiriyle bağlanır. Toplam
direnç düşer. Çekilen akım ve dolayısı ile güç
artar. Paralel bağlantıda toplam direnç 4Ω’ un
altına düşmemelidir. Aksi halde, düşük direnç,
ses frekans yükseltecinin çıkışlarına yük
bindirecek, aşırı ısınıp, bozulmasına yol
açabilecektir.
Dinamik Hoparlörlerin Seri Bağlanması
Dinamik hoparlörler, birbirleri ile seri bağlanırlarken, aynı pil gibi birinin (+) ucu diğerinin (-)
ucuna bağlanır. Diğer (+) ve (-) uçlar giriş ucu
olarak kullanılır. Toplam direnç artar. Bu direnç,
8Ω’ un üzerine pek çıkmamalıdır. Gerilim artar,
akım düşer.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
23
b-) Piezo Hoparlörler (Piezo Speakers)
Piezo kristalleri iki türlü davranış gösterirler.
1-) Piezo kristaline gerilim uygulanırsa titreşmeye başlar. Osilatör kristalleri, piezo
hoparlörler bu prensibe göre çalışır.
2-) Piezo kristaline basınç uygulanırsa, uçlarında gerilim üretir.
Piezo hoparlörler, genellikle tweeter veya buzzer olarak imal edilip kullanılırlar.
Tweeter, tiz sesler için kullanılırken, buzzer endüstriyel devrelerde ses ile ikaz
sistemlerinde kullanılır.
Piezo Tweeter ve Piezo Buzzer’ lar
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
Piezo Buzzer
Piezo buzzer, uçlarına uygulanan elektriksel sinyal ile ince ve tiz bir ses çıkaran
devre elemanıdır. Buzzer uçlarına elektriksel sinyal uygulandığı zaman, piezo
kristali titreşmeye başlar. Kapalı hazne içinde titreşimden dolayı bir ses basıncı
oluşur. Bu ses basıncı, buzzer üzerindeki delikten ses olarak dışarıya çıkar.
24
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
25
Piezo Tweeter
Piezo tweeter, yapısı itibarı ile
tiz seslerin işitilmesinde
kullanılan bir hoparlör türüdür.
Yandaki şekilde, piezo
tweeter’in yapısı ve kısımları
görülmektedir.
Çıkış uçlarına, elektriksel sinyal
uygulandığı zaman, diyafram
ve onun altında yer alan
Bimorph (şekil değiştiren) piezo
eleman titreşmeye başlar.
Piezo eleman arkasındaki lastik
destek, esmeyen piezo elemanı
eski haline getirerek ses elde
edilmesini sağlar.
Piezo Tweeter’im Kısımları
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
26
Hoparlör Uygulama Devreleri - I
Şekildeki devre, sivrisineklerin duyacakları ultrasonik sesler çıkararak kaçmalarını
sağlar. Sivrisinek türü canlıların 20KHz ve üzeri frekanslardan rahatsız oldukları
tespit edilmiştir. Devre, 22KHz’ te yüksek kare dalga sinyali üreterek, H Köprüsüne
bağlanmış Piezo Buzzer ile bu sinyallerin ortama yayılmasını sağlar.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
27
Hoparlör Uygulama Devreleri - II
Şekildeki devre, fan motorunun
çalışmasını takip eden, herhangi bir
sebeple fan motorunun durması
halinde buzzer’dan çıkardığı ses ile
uyarı veren bir devredir.
Devre 12V’ luk fan motorları içindir.
Devreye +12V besleme gerilimi verildiğinde fan motoru dönmeye başlar. T1
transistörü, Fan motoru üzerinden beyz gerilimi aldığı için iletimdedir. Bu durumda,
T2 transistörünün beyz ucu, T1 transistörü üzerinden yaklaşık şase potansiyelinde
tutulur. T2 yalıtkandır, buzzer ötmez.
Fan arıza yapıp durduğu zaman, T1’ in beyz gerilimi kesilir. T1 kesime (yalıtıma)
girer. T2 transistörü, R3 direnci üzerinden (+) beyz gerilimi alır. T2 iletime geçer ve
buzzer ötmeye başlar.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
28
Hoparlör Uygulama Devreleri - III
Şekilde, hoparlör kabinlerini ses frekans güç yükselteçlerinin çıkışına gecikmeli
olarak bağlayan hoparlör zamanlayıcı devresi görülmektedir. Bu devre
kullanılmadığı zaman, Amplifikatörün güç düğmesine basıldığında, beslemedeki
filtre kondansatörlerinin ani olarak şarj olması sonucu, hoparlörlerden «ÇAT»
şeklinde rahatsız edici bir ses duyulur. Bu devre, kondansatör şarj olduktan belli bir
süre sonra (3..5 sn), hoparlörleri anfi çıkışına bağlar. Stereo anfiler için çift kontaklı
röle kullanılmalıdır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
29
Hoparlör Uygulama Devreleri – IV
Şekilde, 2 yollu (2 way), pasif
crossover filtre devresi
görülmektedir. Crossover
filtreler, ses frekans sinyalleri
içinden bas, orta ve tiz
sesleri ayıran filtrelerdir.
Devrede sadece bas ve tiz
hoparlörleri var ise filtre 2
yolludur. Bas, orta ve tiz ses
hoparlörleri var ise filtre 3
yollu olarak yapılır. Bu tür
filtreler kabin içlerine konur.
Tweeter’in (Tiz Hoparlörü) bağlandığı devre, yüksek geçiren filtre (high pass filter)
devresidir. Hoparlör hattından gelen yüksek frekanslı tiz sesleri geçirerek tiz
hoparlöre uygular. Bas sesleri geçirmez.
Woofer’ın (Bas Hoparlörü) bağlandığı devre alçak geçiren filtre (low pass filter)
devresidir. Sadece düşük frekanslı bas sesleri geçirir.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
30
3-) Ultrasonik (Ses Ötesi) Transdüserler (Ultrasonic Transducers)
Ultrasonik Transdüserler, ultrasonik ses dalgalarını, elektriksel sinyallere çeviren
elemanlardır. Yan yana takılmış bir şekilde ikili (Çift) olarak bulunurlar. Birisi VERİCİ,
diğeri ALICI sensörüdür.
İnsan kulağı ortalama 20Hz..20.000Hz (20KHz) arasındaki sesleri duyabilir.
18KHz..20KHz ve üzerindeki sesler ultrasonik ses dalgaları olarak adlandırılır. İnsan
kulağı bu ses dalgalarını duyamaz.
Ultrasonik Transdüserler de, 18KHz ve üzerindeki ses dalgaları (38Khz..40KHz) ile
çalışırlar.
Ultrasonik Transdüserler, yandaki gibi ikili olarak
bulunurlar. Bunlardan bir tanesi verici, diğeri
alıcıdır. Verici için bir devre, alıcı için başka bir
devre kurulur.
Verici sensörün ve devrenin yaydığı sinyal,
nesnelerden yansıyıp gelince, Alıcı sensörü bu
sinyalleri alır. Sinyalin yansıyıp geri gelmesi bri
Ultrasonik
nesne olduğunu belli eder. Sinyal geri gelmiyor ise
Transdüserlerin
nesne veya herhangi bir engel yoktur.
Fiziksel Görünümü
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
31
Ultrasonik transdüserler, görünüş olarak
birbirlerine benzeseler de, yandaki şekilde
görüldüğü gibi altlarında «R» ve «T» harfleri ile
ayırt edilirler.
R : Recevier (Alıcı)
T : Transmitter (Verici)
Alıcı ve Verici Sensörler
Ultrasonik transdüserler, tek tek satıldığı gibi
yandaki şekilde görüldüğü gibi verici ve alıcı
sensörün birlikte yer aldığı kit’ler şeklinde de
satılır.
Yapılması gereken, giriş, çıkış ve besleme
uçlarını ilgili devreye bağlamaktır.
Verici Sensör
Alıcı Sensör
Hazır Kit Şeklindeki Sensör Kartı
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
Ultrasonik Verici ve Alıcı Sisteminin Prensibi
Ultrasonik sistemlerin çalışma prensibi, verici sensörden gönderilen ultrasonik
dalgaların, bir nesneden yansıyarak alıcı sensöre ulaşması ve ulaşan dalganın
elektronik devrelerde işlenmesi esasına dayanır.
32
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
33
Şekilde, ultrasonik sistemin nasıl çalıştığını gösteren prensib şeması görülmektedir.
Kontrol devresinde üretilen verici sinyaller, verici sensör ile ortama yayılır. Ortamda
bulunan bir nesne veya engelden yansıyan sinyaller, alıcı sensör ile alınarak kontrol
devresine gönderilir. Kontrol devresi, yansıyan sinyallerden, sensörlere yakın bir
cisim, bir nesne olduğunu algılar. Bu algılama, sesli veya ışıklı bir şekilde dış ortama
duyurulur.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
Ultrasonik Sistemin Blok Şeması
34
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
35
Ultrasonik Sensörlerin (Transdüserler) Kullanım Yerleri
Ultrasonik sensörler, hem
günlük hayatta, hem de
endüstriyel alanda kullanım
sahasına sahiptirler.
Cam, saydam mika veya
plastik gibi şeffaf maddelerin
algılanmasında, insanların ve
diğer canlıların algılanmasında, katı maddelerin
algılanmasında, park etme ve
yanaşma devrelerinde, ürün
bandındaki ürünlerin
kontrollerinde v.b daha bir çok
yerde kullanılırlar.
Ultrasonik Sensörlerin Çeşitli Kullanım Alanları
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
36
Otoparklarda boş park
alanı tespitinde ultrasonik
sensörlerden yararlanılabilir.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
Endüstriyel alanda, ürün sayımında
ve kontrolünde de ultrasonik
sensörlerden yararlanılabilir.
Endüstriyel tip ultrasonik sensörler
Yandaki şekilde görülmektedir.
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
37
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
38
Ultrasonik Sensörlerin (Transdüserler) Hatalı Çalıştığı Durumlar
Ultrasonik sensörler, yukarıda şekillerle gösterilen
durumlarda, hatalı çalışabilir, nesneleri
algılamayabilir. Nesne, sensörün yansıma alanından
çok uzaktaysa, nesne sinyali yansıyamayacak kadar
küçük ise, nesnenin yüzeyi yansıma açısını
değiştirebilecek durumda ise, nesne sinyali
yansıtmayıp, absorbe edecek (emecek) kadar
yumuşak ise sensör hatalı davranabilir.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
39
Ultrasonik Sensör Uygulama Devreleri - I
Şekilde, NE555 multivibratör entegresi ile
yapılmış, ultrasonik verici osilatörü olarak
çalışan devre şeması görülmektedir.
Devrenin çıkış frekansı VR1 trimpotu ile
35KHz…40KHz arasında değiştirilebilir.
Q1 ve Q2 transistörleri, NE555
entegresinin çıkış akımını arttırmak için
devreye bağlanmışlardır. Q1 ve Q2,
simetrik yükselteç olarak çalışırlar.
NE555 osilatörünün 35KHz..40KHz arasında ürettiği yüksek frekanslı kare dalga
sinyalleri, entegrenin 3.nolu çıkış ucundan Q1 ve Q2 transistörlerine uygulanır.
Kare dalga sinyalin pozitif (+) alternansı ile Q1, negatif (-) alternansı ile de Q2
transistörü iletime geçer. Ultrasonik sensör, bu kare dalga sinyali ortama yayar.
Alıcı devre bu sinyali algılayarak, çıkış devresinde gerekli işlemi yapacaktır.
SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER
SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ
40
Ultrasonik Sensör Uygulama Devreleri - II
Şekildeki devre, ultrasonik alıcı devresidir. Bir önceki slaytta yer alan verici devresi,
bu devre ile birlikte kullanılabilir. Ultrasonik alıcı sensörü, vericinin gönderdiği
sinyalleri algılayarak, ortak emiterli yükselteç olarak çalışan Q3 transistörünün beyz
ucuna uygular. Q3 ve Q4 kaskat (art arda) bağlanmış ön yükselteçtir. Kare dalga
sinyalin pozitif alternansı doğrultularak işlemsel yükseltece uygulanır. Çıkıştaki röle
çeker. Kontaklara bağlı sesli veya ışıklı uyarı sistemi çalışır.
SUNUM SONU