Elektronik dersleri etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster
Elektronik dersleri etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster

Direnç ile Voltaj Bölücü Devresi ve Hesaplamaları

 Voltaj Bölücü Devresi

En az iki direnç ile kurulabilen voltaj bölücü devresi, elimizde olan mevcut voltajdan daha düşük farklı seviyelerde voltajları elde edebilmemize olanak sağlayan basit elektrik devrelerdir. Genellikle voltajın referans olarak lazım olduğu devrelerde oldukça iş görürler. Referans olarak voltajın lazım olması demek benim bu voltajla yük çekmek gibi bir derdim yok, ben bu voltajın seviyesini yüksek giriş empedansı olan bir devreye bağlayıp ölçmek istiyorum demektir.

Devre temel olarak şu şekildedir :

voltaj bölücü devresi

    Devre temelde iki direncin seri bağlanmasıyla oluşturulur. Dirençlerin seri bağlanması sebebiyle üzerlerinden geçen akımlar eşittir. Direnç değerlerinin farklılaşması sebebiyle de dirençler üzerine düşen voltajlar değişiklik gösterir, bu durumdan istifadeyle farklı voltaj seviyeleri iki direncin birleşim noktasından alınabilir.

Devredeki akımın hesaplanması

Devredeki akımı hesaplamak için ;V= I x R eşitliğinden I = V / R 'yi elde ediyoruz, bilmeyenler için yazalım 

  • V : Voltaj (Potansitel Fark) Volt cinsinden
  • I  : Akım Amper cinsinden
  • R : Resistor, direnç Ohm cinsinden
İki adet seri direncimiz var, hat üzerindeki toplam direnci elde etmek için ikisini topluyoruz :
    Rtop = R1 + R2
    nihai olarak akım formülümüz şu hali alıyor :
    
    I = Vs / (R1+R2)
    

    Direnç üzerine düşen voltajın hesaplanması

    Şimdi devreki akımı biliyoruz R2 direncinin değerini de biliyoruz, öyleyse R2 direnci üzerindeki voltaj bize devrenin çıkış voltajını verecektir, neden R1 değil de R2 derseniz, R1 in diğer tarafı GND 'ye yani referenas noktamıza 0V a bağlı 😏

    Vout =  R2 * Vs / (R1+R2)

Artık nihai formülden sizin için değişken olan parametre hangisiyse onu çekerek hesaplama yapabilirsiniz,  Örnek verelim dersek şöyle olsun :

    3.3V luk bir VS kaynağına 1 Mohm luk R1 bağlı, çıkışta elde etmek istediğimiz voltaj 0.66v 'tan daha düşük olmak zorunda olsun, Vout < 0.66v; şartını sağlayacak R2 nin değeri en yüksek kaç ohm olabilir ?
    
    R2 yi formulden çekersek yeni hali şu olacak :

   
R2 < (R1*Vout)/(Vs-Vout)

    R2 < (1*10^6*0.66)/(3,3-0,66)
          < 660000 / 2,64
          < 250 000 ; 250 KOhm

    
R2 küçüldükçe çıkıştaki voltaj değeri de küçülecektir. Nasıl hesaplanacağını ya da devrenin çalışmasını anlayabildiysek, artık hesaplamak yapmak için ter dökmemize gerek yok; https://ohmslawcalculator.com/voltage-divider-calculator sayfasından hangi parametreyi hesaplamak istiyorsanız boş bırakıp diğerlerini yazın ve Calculate butonuna tıklayın.

Anlaşılmayan ya da kafanıza takılan bir şey olursa yorumlardan sorabilirsiniz.

Herkese kolay gelsin.

Led Direnç Hesaplama

LED DİRENCİ NASIL HESAPLANIR?    

Elektronik devrelerde ledleri kullanırken çoğu zaman seri bir direnç ile bağlandıkları dikkatinizi çekmiştir. Led devrelerindeki seri direnç nasıl hesaplanır bu yazımıza konu oluyor. Nasıl ki her elektronik cihaz bir çalışma voltajına sahipse ledler de bir çalışma voltajına sahiptir. Minimum ve maksimum voltaj değerlerine ve üzerinden geçebilecek maksimum akım değerine ledlerin bilgi kağıtlarından ulaşmak mümkündür. Ancak her led için bilgi kağıdına ulaşmak biraz zor olabilir, çünkü üzerinde seri numarası, ürün kodu, üretici gibi bilgiler fiziksel olarak yer almamaktadır. Aşağıdaki şekilde 3mm 'lik kırmızı bir led için üzerine düşen voltaj ve içinden geçen akım için bir eğri paylaşıyorum.

Led Voltaj Akım Eğrisi


    Bu eğriye bakarak ledimizin hangi voltaj seviyesinde ne kadar akım çekeceği görülmekte. Aynı zamanda bilgi kağıdında yer alığına göre maksimum forward akımı 20mA olarak belirtilmiş. Bu ledimizin sorunsuzca çalışacağı son noktadır. Bu sebeple led akımının bu değeri aşmaması kritik önem arzeder. Tipik bir hareketle ledimizin üzerinden 10mA geçmesine izin verelim. Eğriye göre 1.8v, bu talebi karşılıyor olacak. Takip eden resimde led devre şeması görülmektedir;

Led devre şeması



    VIN kaynağı yukarıdaki devre için, devreye 5v sağlıyor, devre üzerinde iki tane (direnç ve led) tüketici var, devremizin seri olması sebebiyle kaynak voltajı bu iki tüketici üzerinde toplanmak zorundadır, yani;

VIN = VR + VLED  eşitliğini elde ederiz; bu durumda VR üzerindeki gerilimi hesaplamak için kaynak voltajından led üzerine düşen voltajı (1.8v olduğunu belirlemiştik) çıkartarak ulaşabiliriz;

VR = VIN - VLED => VR = 5 - 1.8 = VR = 3.2V olarak hesaplanmış olur. Bu direnç üzerindeki voltaj değeridir.

Ohm yasası denklemini hatırlarsak => V = I . R 'dir, burdan R 'yi elde etmek için denklemin her iki tarafını I 'ya böler R = V / I  'ya ulaşmış oluruz. Son adımda R yi hesaplamak için değerleri yerine koyalım.

R = 3.2v / 0.010A (10mA = 0.010A) => 320 ohm olarak karşımıza çıkar. Pazarda bu değere yakın 330 ohm 'luk direnç bulunup devrede kullanılabilir.

    Düşük kaynak gerilimleri için hesaplamaya değmeyecek olsa da, kaynak gerilimi yükseldikçe direnç üzerine düşecek voltaj da artacaktır bu durumda direncin güç kaybı hesaplanıp, kullanılacak direncin bunu karşılayıp karşılamadığı kontrol edilmelidir.

    Güç hesaplama için P = I . V formülü kullanılır. P (watt) gücü, I(Amper) akımı, V(volt), piyasada çokça bulunan THT film dirençler 1/4 w (250mW) gücündedir. Yukarıdaki devre için hesaplamak gerekirse 

P = 0.010A * 3.2 'den 32mW değeri elde edilir ki bu da 250mW 'dan küçüktür.

    Bu boyutta bir direnç için giriş voltajını ne kadar arttırabiliriz onu hesaplamamız gerekirse de devre akımımız 10mA, gücümüz maksimumda 250mW olduğuna göre direnç üzerine maksimum düşürebileceğimiz voltaja erişebiliriz, bulduğumuz değere de VLed 'i ekleyerek maksimum kaynak voltajına erişmiş olacağız;

P = I . V =>  V ye ulaşabilmek için denklemin her iki tarafını I ya bölelim;

V = P / I , değerlerimizi yerine koyalım => V = 0,25/0,010 'dan 25V değerine ulaşırız  ki bu da direncimizin üzerine düşürebileceğimiz maksiumum voltaj değeridir. VLed için 1.8V belirlemiştik bunu da bu değere eklediğimizde 25 + 1.8 = 26.8V a kadar 1/4w gücünde film direnç kullanarak bu devreyi sorunsuz çalıştırabiliriz. Giriş voltajı değiştiğinde direncin değerinin de değişeceğini unutmayın ;)  25V'luk bir VR  için  25/0,01 den 2,5K değerinde direnç kullanmak gerekecektir.

    Kaynak voltajının daha yüksek olması gereken devrelerde yine hesaplamaları yapılarak 1/4 lık dirençler seri bağlanarak üzerlerine düşecek voltajlar maksimumda 25 voltu geçmeyecek şekilde seçilerek devre tasarımı yapılabilir.

    Son olarak eğer küçük ledinizin değerlerine ulaşamıyorsanız şöyle bir tavsiye verebilirim, ayrıca bu ledinizin devrenizde hangi parlaklıkta yanacağını seçmenize de olanak sağlayacaktır. Akım gösteren bir güç kaynağına sahipseniz ve güç kaynağınızın çıkış voltajını hassas (0.1V luk hassasiyet yeterli olacaktır) ayarlayabiliyorsanız 1.5 v seviyelerinde ayarlayıp ledi güç kaynağına bağlayın, 0,1 voltluk adımlarla arttırmaya başlayın lediniz bir noktada yanmaya başlayacaktır, arttırmaya devam edin, parlaklık konusunda evet bu iyidir dediğiniz noktadaki akımı ve voltajı kaydedip yukarıdaki hesaplamayı yaparak direncinizi bağladığınızda ledinizin aynı seviyede yandığını göreceksiniz. Ayrıca ledler için maksimum değerlerin olduğunu ve üzerine çıktığınızda ledinizin ısınıp bozulabileceğini unutmayın! Internette farklı kaynaklarda led voltaj seviyelerini bulmanız mümkün ancak burada bahsettiğim method sizin için en iyisi olacağından emin olabilirsiniz. Ben tombul ledimi (10mm) 2.77V 'da 10mA akımla çalıştırdım. 

Led dirrenci hesaplama


Eğer bu da imkanınız dahilinde değilse son tavsiyem direncinizi giriş voltajına göre ayarlamak olacaktır, benim bildiğim hiçbir led 20mA akım seviyesinin altında sorun yaratmaz, dolayısıyla

R = VIN / 0,02 'den hesapladığınız direnci, (güç sınırlarına dikkat edin) güvenle devrede kullanabilirsiniz..

Kafanıza takılan bir şey olursa lütfen yorumlarda sormaktan çekinmeyin!

Konuyla alakalı kanalımda bir video yayınlamıştım dilerseniz onu da izleyebilirsiniz. 



Herkese Kolay Gelsin.


Türksat Saat Kanalı ve IRIG-B Time Code

Türksat Saat Kanalından Saat Bilgisi Nasıl Alınır? Uyduda kanalları dolaşırken, şu Türksat Saat kanalı hep dikkatimi çekmiştir. Özellikle  S...