sakarya üniversitesi teknoloji fakültesi makina mühendisliği

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI
DENEYİ YAPTIRAN:
DENEYİN ADI:
DENEY NO:
DENEYİ YAPANIN
ADI ve SOYADI:
SINIFI:
OKUL NO:
DENEY GRUP NO:
DENEY TARİHİ
RAPOR TESLİM TARİHİ
KONTROL
VERİLEN NOT
DENEY:1
LABORATUARDA KULLANILAN TEMEL CİHAZLARIN TANITIMI
1.1 Amaç:Laboratuarda kullanılan cihazları tanıyabilmek ve kullanabilmek.
1.2 Genel Bilgiler:
MULTİMETRE (AVO Metre)
Multimetre, akım, voltaj (gerilim) ve direnç değerlerini ölçmemizi sağlayan test cihazıdır.
Çok işlevli bu cihaz, AC ve DC büyüklükleri farklı anahtar konumlarında ölçer.
Doğru ve hassas değerler elde etmek için, öncelikle cihazın devreye doğru bağlanması
gerekir. Multimetreyi devreye iki şekilde bağlayabiliriz: SERİ ve PARALEL. Daha sonra
da doğru anahtar konumunun seçilmesi gerekir. Şekil-1, multimetrenin sembolik
gösterimidir.
Şekil-1
AKIM ÖLÇÜMÜ
Akım ölçmek için yapılması gerekenler şunlardır:
1. Multimetre anahtarı DC Akım kademesine getirilir. Beklenen değer bilinmiyorsa
büyük akım konumunda ölçüm yapılır. 10 mA ve 1 A kademeleri varsa anahtarı 1 A’
de tutun. Eğer beklenen değer yaklaşık olarak biliniyorsa, bu değere en yakın ancak
bu değerden büyük bir konuma ayarlanır.
2. Güç kaynağı kapatılır ve devre, akımın geçtiği yol üzerinde açılır (bağlantı çıkarılır).
3. Devre elemanlarının ayrıldığı o noktaya multimetre seri olarak bağlanır.
4. Güç kaynağı açılır ve akımın geçtiği yöne göre (+) ya da (–) değer okunur. Elde
edilen değer (-) ise ampermetre uçları ters bağlanmıştır.
Bulunan değeri daha hassas okumak için anahtar uygun konuma getirilir. Aşağıda bir
örnek bulabilirsiniz.
Örnek: Amacımız Şekil-2’ deki devrede, R4 direncinden geçen akımı ölçmek olsun. Bunun
için gerekli bağlantı Şekil-3’ teki gibidir.
Şekil-2
Şekil-3
Ampermetrenin İç Yapısı:
İdeal ampermetre, üzerinden geçen akımı ölçer ve ölçülen akımı (Im) etkilememesi için
ampermetre üzerine düşen Vm geriliminin 0V olması gerekir. Bunu sağlamak için Rm=0
olmalıdır (Vm=Im*Rm). Pratikte ideal durum gerçekleştirilemediğinden, ideale yakın
durumun sağlanması için ampermetrelerin iç yapısında çok küçük dirençler (güç değeri
yüksek) kullanılır.
VOLTAJ ÖLÇÜMÜ
Voltaj ölçmek için yapılması gerekenler şunlardır:
1. Voltmetre anahtarı, DC Voltaj kademesine getirilir. Aynen ampermetrede olduğu gibi
beklenen değere göre uygun konum seçilir.
2. Voltmetre, devre çalışıyorken, üzerindeki voltajın ölçüleceği elemana paralel olarak
bağlanır.
3. (-) değer okunursa, uçlar ters bağlanmıştır. Daha hassas okuma için anahtarı uygun
konuma alabilirsiniz.
Örnek: Amacımız Şekil-4’teki devrede, R2 direncinin üzerindeki voltajı ölçmekse, yapılması
gereken bağlantı Şekil-5’ teki gibidir.
V
Şekil-5
Şekil-4
Şekil-5
Voltmetrenin İç Yapısı:
İdeal voltmetre, bir devre elemanının uçları arasındaki gerilimi ölçer ve
ölçülen gerilimi (Vm) etkilememesi için voltmetre üzerine düşen Im
akımının 0A olması gerekir. Bunu sağlamak için Rm= olmalıdır
(Im=Vm/Rm). Pratikte ideal durum gerçekleştirilemediğinden, ideale
yakın durumun sağlanması için çok büyük direnç değerleri kullanılır.
DİRENÇ ÖLÇÜMÜ
Herhangi bir devre elemanının (kablo, ampul, direnç) direncini ölçmek için şunlar
yapılmalıdır:
1. Anahtar Direnç kademesine getirilir. Ampermetre ve voltmetrede olduğu gibi
beklenen değere göre uygun konum seçilir.
2. Direnci ölçülecek eleman tek başına olmalıdır(devreden çıkartılır ve içinden herhangi
bir akım geçmez).
3. Multimetrenin uçları elemanın uçlarına paralel olarak bağlanır. Bu bağlantıda devre
elemanının kutuplu/yönlü olup olmadığı önemlidir. Biz deneylerimizde genellikle
iki-yönlü (kutupsuz) elemanlarla çalışacağız.
Örnek: Eğer amacımız verilen devredeki R1’in değerini bulmak ise, ölçüm aşağıdaki gibi
yapılmalıdır.
R
Şekil-6
ÖNEMLİ: Dirençler üzerlerindeki değerde olmazlar. Dirençlerin gerçek değerlerinin
ohmmetre ile ölçülmesi gerekir. Dirençlerin tolerans değerlerinin olması, teorik ve pratik
sonuçlarda farklılığa neden olan sebeplerden biridir.
GÜÇ KAYNAĞI
Hem akım hem de gerilim kaynağı olarak kullanılabilen bu cihaz; ‘Ana’ kaynak ve ‘Bağımlı’
kaynak olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Bu kaynaklar seri, paralel ve simetrik
bağlanabilir. Birbirlerinden bağımsız olarak da kullanılabilir.
SİNYAL ÜRETECİ
Sinüs, kare, testere-dişi gibi sinyalleri üretebilen “sinyal üreteci” adı verilen bu cihazın iki
temel ayarı vardır. Bunlar: 1- Genlik, 2- Frekans ayarıdır.
Genlik; sinyalin voltaj seviyesidir ve voltaj/zaman grafiğinde (şekil 1) dikey eksendir.
Periyodik olan bu işaret, + ve - değerler almaktadır. Maksimum tepe değeri ile bu işareti
tanımlayabiliriz.
Periyot, sinyalin kendini tekrarladığı süredir.
Frekans, sinyalin saniyedeki devir sayısıdır ve periyodun çarpmaya göre tersi alınarak
bulunur:
f = 1/T
Aşağıda periyodu T=50 s, genliği (tepe değeri) Vp=1 V olan bir sinüs verilmiştir.
v (t) V
t (s)
Şekil-1
Bu defa periyodu T=100 s genliği Vp=1V olan bir sinüs verilmiştir.
v(t) V
t (s)
Şekil-2
OSİLOSKOP
Osiloskop; işaretleri dalga şekli olarak görmemizi sağlayan cihazdır. İç yapısı temel
olarak Şekil-5’ teki gibidir.
Şekil-5
Cihazın temel bileşenleri: Katot Işını Tüpü: CRT [Cathode Ray Tube], tetikleme
devresi [trigger circuit], tarama işareti üreteci [sweep generator], yatay ve düşey
yükselteçlerdir [amplifiers].
Televizyonda olduğu gibi; bir elektron tabancası düzeneğinde (filaman, katot ve
kafes) üretilen elektronlar, yatay ve düşey saptırıcı levhalardan geçirilerek fosfordan yapılmış
ekrana çarpar ve ışıma yaparlar. Şekil-5’ te gösterilen anot bölümleri yardımıyla ekran
koyuluk-açıklık ve odaklama-netlik ayarları yapılabilir. Elektron demetinin hareketini, yatay
ve düşey saptırıcı levhalara uygulanan gerilim belirleyecektir. Şekil-5’ teki yatay paralel
levhalar ekrandaki hareketin düşey sapmasını (genlik ayarı), düşey paralel levhalar ise
ekrandaki hareketin yatay sapmasını (zaman ayarı) sağlayacaktır.
Time/Div düğmesi tarama hızını ayarlamayı sağlar.
X-Pos düğmesi de işaretin ekrandaki yatay konumunu ayarlamak içindir.
Volts /Div düğmesi ile işaretin genlik ayarı yapılır.
Y-Pos düğmesi de işaretin ekrandaki y-konumunu ayarlamayı sağlar (üste ya da alta kaydırır).
Burada önemli bir anahtar da giriş işaretinin DC mi yoksa AC mi görüntüleneceğini
belirleyen anahtardır. Eğer bu anahtar AC’ de olursa işaretin yalnızca AC yani alternatif
bileşenleri görünecek, DC yani sabit değeri görünmeyecektir (kapasitör tarafından
süzülecektir).
BREADBOARD
Bu araç ile deneysel devrelerinizi lehim ve plaket kullanmadan oluşturup çalıştırabilirsiniz.
Breadboard yukarıdaki fotoğrafta avuç içerisinde görülen boyutlarda, üzerinde birçok delik
olan bir malzemedir.. Boyutlarıyla karşılaştırılamayacak kadar büyük faydaları olan,
elektronik devrelerin kurulumunda büyük kolaylık sağlayan ve asla vaz geçemeyeceğimiz bir
araçtır. Plastiğin içerisinde üzerindeki delikleri elektriksel olarak birbirine bağlayan birçok
metal parça vardır. Bu parçalar, delikten sokulacak telleri sıkıca yerinde tutacak şekillerde
üretilmiş ve plastiğin içerisine sağlamca yerleştirilmişlerdir. Aşağıda bir breadboard un
açılmış halini görüyorsunuz.
En ortadaki yarığın iki tarafındaki 5 erli delikler yatay olarak birbirine bağlıdır. Boardun her
iki tarafındaki boydan boya delikler dizisi de birbirlerine bağlıdırlar. Bunlar mavi ve kırmızı
olarak işaretlenirler ve genellikle güç bağlantısını taşımak için kullanılırlar. Bağlantıların
yerlerini bilen kullanıcı, bunları, devresini oluşturan iletken teller yerine kullanır.
Elemanların montajı sadece board üzerindeki deliklere takılmalarından ibarettir. Board
içerisindeki iletkenlerin yeterli olmadığı zamanlarda minik tek damarlı teller board
üzerindeki deliklere takılarak gerekli bağlantıların gerçekleştirilmesinde kullanılır. Daha önce
de dediğimiz gibi deliklere takılan elemanlar orada sabitlenir ve board ters çevirilse bile
düşmezler.
Tüm devrenizi bu şekilde board içerisindeki kısa devre bölümler ve yardımcı teller kullanarak
oluşturduktan sonra test ve çalıştırma aşamalarına geçebilirsiniz. Bu şekilde kullandığınız
boardı, üzerindeki elemanları ve telleri kolayca söküp birçok defalar daha kullanabilirsiniz.
Devrenin kolay kurulması, sorunsuz çalıştırılması ve bir hata durumunda hatanın kolayca
bulunabilmesi için tel ve eleman montajı sırasında düzenli olunmasında fayda vardır.
Aşağıdaki fotoğrafta bu tür bir düzen gözetilmeden kurulmuş bir devre görülmektedir.Böyle
bir devre kurulumunda eğer bir hata varsa hatayı bulmak devreyi yeniden kurmaktan daha
zor olabilir.
Birçok bacağı olan entegre devreleri bu tip boardlarda kullanırken boardın orta bölümüne
yerleştirmek gerekir. Dikkat edilecek önemli nokta entegrenin bir tarafındaki bacakların board
ortasındaki yarığın bir yanında, diğer taraftaki bacakların da ters yanda kalmasıdır. Böylece
entegrenin karşılıklı bacaklarını birbirine kısa devre etmemiş olacaksınız.
Aşağıda çift breadboard üzerine kurulmakla birlikte gayet düzenli ve anlaşılır şekilde
hazırlanmış bir örnek devre görebilirsiniz.
SORULAR
1. Devre üzerindeki bir direncin değerini,üzerine düşen gerilimi ve üzerinden geçen akımı
ölçmek istediğimizde neler yapmalıyız,kısaca açıklayınız?
2. BreadBoard üzerinde seri ve paralel dirençleri bağlamak istediğimizde nelere dikkat etmeli
ve bağlantıları nasıl yapmalıyız,şekil üzerinde gösteriniz..
3.Güç kaynağı ve Sinyal üreteci nedir?Aralarındaki farklılıkları açıklayınız..
4.Güç kaynaklarındaki seri,paralel ve simetrik bağlantı hakkında bilgi veriniz..
5.Osilaskop nedir ? Temel ayar düğmelerini kısaca açıklayınız..
6.Güç kaynağı ve sinyal üreteci çıkışlarını ayrı ayrı osilaskopa bağlanırsa ne tür çıkışlar elde
edilebilir?Kısaca açıklayınız..