T.C. MLL ETM BAKANLII

MEGEP(MESLEK ETM VE RETM SSTEMNN GLENDRLMES PROJES)

ENDSTRYEL OTOMASYON TEKNOLOJLER

AIK EVRM KONTROL

ANKARA, 2009

Milli Eitim Bakanl tarafndan gelitirilen modller; Talim ve Terbiye Kurulu Bakanlnn 02.06.2006 tarih ve 269 sayl Karar ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarnda kademeli olarak yaygnlatrlan 42 alan ve 192 dala ait ereve retim programlarnda amalanan mesleki yeterlikleri kazandrmaya ynelik gelitirilmi retim materyalleridir (Ders Notlardr). Modller, bireylere mesleki yeterlik kazandrmak ve bireysel renmeye rehberlik etmek amacyla renme materyali olarak hazrlanm, denenmek ve gelitirilmek zere Mesleki ve Teknik Eitim Okul ve Kurumlarnda uygulanmaya balanmtr. Modller teknolojik gelimelere paralel olarak, amalanan yeterlii kazandrmak koulu ile eitim retim srasnda gelitirilebilir ve yaplmas nerilen deiiklikler Bakanlkta ilgili birime bildirilir. rgn ve yaygn eitim kurumlar, iletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modllere internet zerinden ulalabilirler. Baslm modller, eitim kurumlarnda rencilere cretsiz olarak datlr. Modller hibir ekilde ticari amala kullanlamaz ve cret karlnda satlamaz.

NDEKLER

AIKLAMALAR ....................................................................................................................ii GR ....................................................................................................................................... 1 RENME FAALYET 1 .................................................................................................. 3 1.DENETM SSTEM ............................................................................................................ 3 1.1. Denetim Sistemi Temel Kavramlar ............................................................................. 3 1.1.1. Sistemin Tanm..................................................................................................... 3 1.1.2. Denetimin Tanm.................................................................................................. 4 1.1.3. Denetim Sisteminin Tanm................................................................................... 4 1.1.4. Otomatik Denetim Kavram .................................................................................. 4 1.2. Denetim Sistemi Trleri................................................................................................ 5 1.2.1. Ak evrim Denetim Sistemi............................................................................... 5 1.2.2. Ak evrim Denetimin Uygulama Alanlar ......................................................... 9 UYGULAMA FAALYET .............................................................................................. 10 LME VE DEERLENDRME .................................................................................... 11 RENME FAALYET 2 ................................................................................................ 12 2. BR DC MOTORUN AIK EVRM HIZ KONTROL................................................ 12 2.1. D.C. Motor Yaps....................................................................................................... 12 2.2. D.C.Motor Hz Kontrol Yntemleri............................................................................ 13 2.2.1. PWM ile Hz Kontrol Yntemi............................................................................ 14 2.3.D.C. Motorun Pwm Yntemi le Ak evrim Hz Kontrol...................................... 15 2.3.1. Sistemin Blok Diyagram .................................................................................... 15 2.3.2. Kontrol Devresi ................................................................................................... 15 UYGULAMA FAALYET .............................................................................................. 19 LME VE DEERLENDRME .................................................................................... 20 MODL DEERLENDRME .............................................................................................. 21 CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 22 KAYNAKA ......................................................................................................................... 23

AIKLAMALAR AIKLAMALARKOD ALAN DAL/MESLEK MODLN ADI MODLN TANIMI SRE N KOUL YETERLK Ak evrim Kontrol yapmaktr. Genel Ama: Bu modl ile gerekli ortam salandnda ak evrim kontrol yapabileceksiniz Amalar: 1) Ak evrim sistem hazrl ihtiyalara gre yapabileceksiniz. 2) Doru akm motorunun hz kontroln ak dng ile yapabileceksiniz. Ortam: Elektrik Elektronik Laboratuar Donanm: Elektronik devre elemanlar, Dc Motor Modlde her renme faaliyetinin sonunda verilen testler ile kendinizi deerlendirebilirsiniz. 523EO0349 Endstriyel Otomasyon Teknolojileri Ortak alan modl Ak evrim Kontrol Ak evrim kontrol ile ilgili bilgi ve uygulamalarn verildii modldr. 40/32

MODLN AMACI

ETM RETM ORTAMLARI VE DONANIMLARI LME VE DEERLENDRME

GR GRSevgili renci, nsanolu medeniyetini kurarken kefettii mekanizmalar denetlemek ihtiyacn duymutur. Bu ihtiya endstrileme ile birlikte ok daha hzl bir ivme kazanmtr. Bunun bilimsel temellere oturtulmas denetim sistemleri teorisini dourmutur. Bu modln ilk renme faaliyetinde sistem, denetim ve denetim sistemi kavramlarn reneceksiniz. En basit denetim yaklam olarak da ak evrim denetim ad verilen yntem hakknda fikir edineceksiniz. Ak evrimin alma mant, uygulama alanlar hakknda bilgi sahibi olacaksnz. kinci renme faaliyetinde ise bir dc motorun hzn kumanda eden uygulamay gerekletirerek ak evrim kontrol yntemine somut bir rnek ortaya karacaksnz.. Bu ekilde ak evrim sistemleri hem teorik hem de pratik anlamda tanm olacanz umuyoruz.

1

2

RENME FAALYET1 RENME FAALYET 1AMAAk evrim sistem hazrl ihtiyalara gre yapabileceksiniz

ARATIRMA Ak evrim denetim sistemlerinin kullanm alanlaryla ilgili aratrma yapnz.

1.DENETM SSTEMEvren bir dzen ierisinde yaayna devam eder. Bu dzen ierisinde hibir mekanizma yada faaliyet babo deildir. Bir sistem olarak dnyamzda ve insan hayatndaki tm ilemlerde bir ekilde denetim mevcuttur. Trafik denetimlerinden, uaklardaki kabin basncn denetleyen sistemlere kadar binlerce rnek rahatlkla verilebilir.

1.1. Denetim Sistemi Temel Kavramlar1.1.1. Sistemin TanmGeni anlamyla sistem; paralar arasnda karlkl iliki, etkileim balant ve bant bulunan, en az bir ilevi veya amac bulunan sresel bir btndr. Sistem kavram hayatn tm alanlarnda kullanlmakla beraber teknoloji disiplinleri andan bakldnda u tanm daha aklaycdr. Buna gre sistemi; girdi, sre ve ktdan oluan, bir ama iin bir araya gelmi elemanlar topluluu olarak tanmlayabiliriz.

Eleman-1

Eleman-3

Eleman-2 Eleman-4

ekil 1.1: Sistem

3

Sistemler matematiksel olarak ifade edilebilir. Bylelikle sistemin alma aamalar, verimi ya da olas sorunlar hakknda nceden fikir edinilerek ideal sistemler tasarlanabilir.

1.1.2. Denetimin TanmBir sistemin davrannn istenildii ekilde deitirilmesine ynelik almalara denetim denir. Denetim davran, sistemin tamamna hkmedebilir bir yapdadr. rnein hizmet reten bir kurumda banka gibi alanlarn, kendilerinden istenildii ekilde almalar iin bir denetim mekanizmas ierisine dahil olmalar gerekir. Bylelikle aksaklklarn ya da performans dklklerinin engellenmesi ve hizmetlerin sorunsuz bir ekilde retilmesi salanr. Sistemin faydal bir hale dnmesi ancak denetim sayesinde mmkn olur. rnein babo akan bir akar suyun baraj yada set benzeri bir sistemle kontrol altna alnmas , suyun gcnden faydalanlabilmesini salar.

1.1.3. Denetim Sisteminin TanmMekanizmalar zerinde istenilen denetimin gerekletirilebilmesi iin stratejiler ieren sistemlere denetim sistemleri ad verilir. Denetim sistemi, denetleyici ve denetlenen olmak zere iki temel ayak zerine oturur.

1.1.4. Otomatik Denetim KavramBir sistemin denetlenmesi ileminde insan faktrn en aza indirgeyecek ekilde tasarlanm, sistemin ilevini yerine getirirken meydana gelebilecek bozucu etkileri alglayabilen denetim trdr. ster mekanik, ister elektrik isterse elektronik sistemler olsun, sistemin belirli bir kararl aralkta almas istenilen her durumda otomatik denetim ynteminden faydalanlr. Otomatik denetim sistemlerinin tasarmnda aadaki zellikleri salayp salamad aratrlr. Karal alma: Sistemin k deerinin snrl aralklarda tutulmas denetim sisteminin kararl almas anlamna gelir. Geici durum almas halinde hzl cevap: Bir otomatik denetim sisteminin uyarlara hzl cevap vermesi gerekir. Yani sistemin knn istenen deere gelmesi anna kadar geen sre, geici durumdur. Bu durumun ksa olmas denetim sisteminin iyi altnn iaretidir. Kalc durum davran: Bir denetim sisteminde kalc durum almasnda hatalarn sfr ya da ihmal edilebilir deerlerde tutulmas istenir.

4

1.2. Denetim Sistemi TrleriDenetim sistemleri; Ak evrim Kapal evrim olmak zere iki temel kontrol yaklamn ierir. Kapal evrim denetim sistemleri ayr bir modl konusu olduu iin burada bahsedilmeyecektir.

1.2.1. Ak evrim Denetim Sistemi 1.2.1.1. Ak evrim Denetim Sisteminin Tanmgiri Kontrol edilen sistem referans Kontrol eleman Kontrol iareti ekil 1.2: Ak evrim denetim sistemi

k

Sistemi kontrol eden dzenein sistemin kndan etkilenmedii, sadece verilen referans deerine gre denetim ileminin yapld sistemlerdir. Hassasiyet gerektirmeyen sistemlerde kullanlan bir denetim sistemi mekanizmasdr. Sisteme etkiyen bozucu faktrlerin alglanmas insan faktryle olabilmektedir. Verilen referans iareti kontrol eleman tarafndan alnr ve oransal bir kontrol iareti retir. Bu iaret, kontrol edilen sisteme verildiinde sistem giri deikenini sre iine alr ve istenilen k iaretini verir. Ak evrim denetim, genellikle kumanda edilen sistemin yapsnn ve sisteme etkiyen dier girilerin nceden ok iyi bilindii uygulamalarda kullanlr. Ak evrim denetim sistemi gnlk yaantmzda yaygn olarak kullanlmaktadr. Bir anahtarla bir lambann kumandas en temel ak evrim denetim rneidir. Somut baz rnekleri inceleyerek ak evrim denetim sisteminin mantn daha iyi kavrayalm. rnek 1.1: Bir otomobilin cam silecei dzeneini ele alalm. Otomobilin bu dzenei src tarafndan kontrol edilir. Src otomobilin konsoluna bal olan anahtar yardmyla silecek motorunu harekete geirebilir. Genellikle 23 hz kademeli olarak tasarlanan bu sistemlerde herhangi bir ekilde yamurun yamaya balamas, iddeti gibi

5

parametreler alglanmaz. Dzenein balatlmas ve hangi kademede altrlaca tamamen srcnn karar vermesine baldr. Yamurun kesilmesi ya da iddetini artrp azaltmas, camlarn kuru ya da slak olmas dzenek tarafndan dikkate alnmaz. Bu anlamda, tipik bir ak evrim kontrol mekanizmasdr. Sistemin kts ok iyi bilinen bir sonutur. Yani Cam yzeyi silinirse slaklk temizlenir ve gr netleir. prensibine dayanr. Aadaki ekil bir otomobilin silecek mekanizmasn gstermektedir. Silecek motoru srekli bir ynde dnd halde, miline yerletirilmi olan mekanik bir dzenek ile silecek kollar belirli a aralnda yn deitirerek ileri geri hareket edebilmektedir.

ekil 1.3: Otomobil silecek dzenei

(Gnmzde bu dzenein yerine yamur sensrleri kullanlarak yaplan dzenekler, konfor paketi olarak otomobil reticileri tarafndan kullanclara sunulmaktadr.) rnek 1.2. Genellikle ak evrim denetim sistemi aklanrken trafik lambalar rnek olarak verilir. Trafik lambalar bir kavaktaki ortalama trafik younluuna gre zamanlanan klarn srasyla yanmas esasna dayanr. Byle bir sistemde istenen k aralarn ve yayalarn tamamnn klarn yanma srelerinde germesidir. Fakat bu tamamen mmkn olmayabilir. Trafiin younlat saatlerde ylmalar ya da sakin olduu saatlerde gereksiz bekletmeler olabilir. Trafik younluuna gre klarn yanma srelerinin deitirilebildii bir karlatrma dzenei yoktur, yani bir geri besleme yoktur.

ekil 1.4: Trafik lambalar

6

rnek 1.3. Bu rneimizde biraz daha karmak gibi gzken bir sistemi ele alalm. ekil 1.5te kapal bir mekann stlmasn salayan dzenek grlmektedir. Bu sistemde bir denetleyici bulunmaktadr. Bu denetleyici dardaki havann scakln giri olarak alr. Bu alnan giri referans deer olarak kabul edilir. Buna gre motor altrlarak valfin almas ve stcnn ortam stmas salanr. Kazan valf stc zerinden su, devir daim etmektedir. D ortamdan sensr vastasyla alnan referans deerde herhangi bir deiiklik olduunda evrim tekrar balatlr ve valf kapatlr ya da daha fazla alr. Bylelikle stma dzenei kurulmu olur. Bu rnekte dikkat edilmesi gereken nokta sensrden alnan bilgidir. Dzenee konulan sensr sadece d ortamn scakln lmektedir. Bu sensrden alnan bilgi referans giri bilgisidir. Tpk otomobil silecei rneinde srcnn yamur yamasn fark ederek silecek dmesini altrmas gibi d ortamdaki scaklk deiimleri alglanarak denetleyici tetiklenir. Eer i ortamn scakl llerek ilem yaplsayd bu bir sonraki modlde bahsedilecek olan kapal evrim sistemine bir rnek olurdu.

ekil 1.5: Kapal bir ortamn temsili stma sistemi

ekil 1.6da stma sisteminin ematik gsterimi verilmitir. Bu ematik gsterimde de grld gibi sisteme etkiyen bozucu giriler, k parametresinde deiiklie yol aar.

7

ekil 1.6: Temsili stma sisteminin ematik gsterimi

ekil 1.7: Blok diyagram

1.2.1.2. Ak evrim Denetim Sisteminin ElemanlarBir ak evrim denetim sistemi oluturulduunda sistem elemanlar aada aklanmtr. Giri/k Kavramlar

Bir sisteme, o sistemin dndan uygulanan, dier deikenlerden bamsz biimde deiebilen ve sistemin davrann etkileyen deikenlere sistemin girileri ad verilir. k ise denetim sisteminden salanan gerek cevaptr. rnein bir stma sisteminin k ortamn llen scakldr. Denetleyici

Sistemin istenilen k verecek dorultuda almasn salamak iin verilen referans deere bal olarak kontrol iareti retir. Genellikle elektronik bir elemandr. Bir ak evrim sistemde alan denetleyici retilen kn deerini ve durumunu kontrol etmez. Dolaysyla kapal evrime gre yaps daha basittir.

8

Denetlenen sistem (Plant)

Denetleyicinin mdahale ettii, ynlendirdii ve istenen sonularn alnmasn salad dzenektir. Endstri de kullanlan her trl mekanizma ve tehizat denetlenen sistem olarak adlandrlabilir. Motorlar, stma - soutma elemanlar, Aydnlatma tehizatlar, retim bantlar denetlenen sistemlere verilebilecek yzlerce rnekten bazlardr. Ayar Noktas Ve Ayar Dengesi Kavramlar

Denetim sistemlerinde sistemin giri deikenlerini bir srece sokarak k retebilmesi iin referans deerine ihtiyac vardr. Bu referans deeri ayar noktas olarak belirlenir. Denetimin salanabilmesi, ktan istenen ve ideal deerlerin alnabilmesi ancak ayar noktas ve dengesinin salanmasna baldr.

1.2.2. Ak evrim Denetimin Uygulama AlanlarAk evrim denetim yntemi aada sralanan karakteristik zelliklerine uyan tm alanlarda baaryla uygulanmaktadr. Ak evrim denetim sistemleri ilemlerin nceden ok iyi bilindii sistemlerde yaygn olarak kullanlmaktadr. ok fazla hassasiyet beklenmeyen sistemler iin idealdir. Ak evrim sistemlerin maliyetleri daha dktr. Bu nedenle ucuz zmler istenen yerlerde tercih edilir. Ak evrim denetim yntemi sisteme etkiyen bozucular zayflatmaz. Ak evrim denetim yntemi kararsz bir sistemi kararl hale getiremez. Yani ak evrim denetim ynteminin uygulanaca sistemin zaten kararl ve dzgn alan bir sistem olmas zorunludur. Ak evrim denetim yntemi, sistemin parametrelerindeki deiimlere kar bir hassasiyet gstermez. Sistem almasna devam eder. Yani tasarm aamasnda normal bir sistem iin hesaplamalar yaplm olan bir ak evrim denetim sistemi, gerek sisteme uyarlandnda, gerek sistemdeki var olan baz parametrelerin deerlerindeki hassas kaymalar dikkate almadan, yine hesapland gibi doru bir ekilde alabilir.

9

UYGULAMA FAALYET UYGULAMA FAALYETZaman ayarl ve termostatsz bir ekmek kzartma makinesinin almasn dnnz ve ak evrim blok diyagramn iziniz. Sistemin giri, k parametrelerini belirtiniz.

ekil 1.8 Ekmek kzartma makinesi

lem Basamaklar Sistemin giriini gsteriniz. Sistemin k nedir? Sistemde kontrol eden ve edilen elemanlar belirleyiniz. Sistemin blok emasn iziniz Sistemin giri deikeninin farkl deerleri almas halinde kn nasl deieceini belirtiniz Byle bir sisteme gelebilecek muhtemel bozucu etkileri sralaynz. Bozucu etkiler karsnda sistemin k davran (cevab) nn nasl olabileceini aklaynz

neriler Farkl sistemlerde sistem girilerini ve klarn inceleyiniz. Elemanlar Blok zerinde anlalr ve sade bir ekilde yerletiriniz.

rnein ekmek konulmamas gibi..

10

LME VE DEERLENDRME LME VE DEERLENDRMEAadaki sorular cevaplayarak bu faaliyette kazandnz bilgileri lnz.

OBJEKTF TESTLER (LME SORULARI)1. Aadakilerden hangisi ak evrim denetim sistemi olamaz? A) Kayan yaz paneli B)Okul zil sistemi C) ieleme dolum nitesi D)Trafik lambalar 2. Aadakilerden hangisi ak evrim denetim ynteminin bir zellii deildir? A) Ucuzdur. B)Hassastr. C)Geri besleme yoktur. D)Basittir. 3. Aadakilerden hangisi bir sisteme geri besleme bilgisi gndermez? A)Duman sensr B)Motor src devresi C)Servo motor D)Snr anahtar 4. Sistemin k deerinin snrl aralklarda tutulmasna denir. A) Cevap aral B)Hata tespiti C) Kararl alma D)Bozucu etki 5. Bir ak evrim denetim sisteminde aadakilerden hangisi bulunmaz? A) Kontrol eleman B) Kontrol edilecek sistem C) Giri parametresi D) k alglayc eleman DEERLENDRME Cevaplarnz cevap anahtar ile karlatrnz. Doru cevap saynz belirleyerek kendinizi deerlendiriniz. Yanl cevap verdiiniz ya da cevap verirken tereddt yaadnz sorularla ilgili konular faaliyete geri dnerek tekrar inceleyiniz.

11

RENME FAALYET2 RENME FAALYET 2AMABir sistemin ak evrim denetimini yapabileceksiniz.

ARATIRMA Hz kontrol yntemleri ve hz kontrolnn endstrideki nemi hakknda aratrma yaparak sonularn snfnzla paylanz.

2. BR DC MOTORUN AIK EVRM HIZ KONTROLAk evrim kontrol ynteminin endstrideki yaygn uygulamalarndan birisi hz kontroldr. Bu renme faaliyetinde bir dc motorun pwm yntemiyle hzn kontrol ederek ak evrim kontrol sistemine bir rnek uygulama yapm olacaz.

2.1. D.C. Motor YapsAC motorda dnme hareketinin olumas iin srekli ynn deitiren bir akm, statorda bir manyetik alan meydana getirir. Dnen manyetik alan, rotor zerinde akm meydana getirerek onu dnmeye zorlar. Rotora akmn herhangi bir arac olmadan verilerek bir alan oluturulmas AC motorlara byk bir stnlk salamtr. DC motorlarda ise rotor zerinde bulunan sarglara kollektr ve fra yardmyla akm verilerek manyetik alan oluturulmaktadr.

ekil 2.1: DC motorun alma prensibi

12

Fral DC motorun statorunda bulunan kutuplar ya sabit mknatsldr ya da bir DC gerilimi ile meydana getirilir. Rotor zerinde akm tayan, asal yerletirilmi birden fazla sarg vardr. Statorda meydan gelen manyetik alann yannda rotorda da bir manyetik alann olumas gerekir ki rotor mili dnebilsin. Rotorda bulunan sarglara kollektr zerine yerletirilen karbondan yaplm fralar yardmyla akm verilir.

ekil 2.2: Fral DC motorun alma prensibi

Fralar yardmyla rotora akm verildiinde ekil 2.2 (a)da grld gibi N ve S kutuplar olumakta ve statorun kutuplar tarafndan rotor ekilmektedir (b). Bu esnada tekrar akm verildiinde (c), N ve S kutuplar stator tarafndan ekilerek rotora srekli dnme hareketi kazandrlmaktadr. Motor milinin ters dnmesi istendiinde gerilim yn deitirilmelidir. Frasz DC servo motorlar uzun yllar CNC tezgahlarn hz kontrollerinde kullanlmlardr. Uygulamalar iin ucuz bir motor olmasna karlk, s tahliyesinin zor olmas ve bakma muhta olmas yerini frasz DC motorlara brakmtr.

2.2. D.C.Motor Hz Kontrol YntemleriMotorlara ihtiyac olan sistemlerin ounda hzn ayarlanmas ve denetimi olduka nem arz eder. Sahip olduu bu nemden dolay motor hz kontrol zerine pek ok almalar yaplmtr. Bu almalar sonucunda D.C. motor hz kontrol konusunda farkl yaklamlar ve yntemler gelitirilmitir. Gelitirilen bu yntemlerin her biri farkl sistemlerde farkl sonular verir. Dolaysyla deiik uygulamalar iin uygun yntemlerin kullanlmasnda fayda vardr.

13

Gelitirilen bu hz kontrol yntemlerinden belli ballarn aadaki gibi sralayabiliriz: Uyartm Akmyla hz kontrol yntemi Akm Snrlama ile hz kontrol yntemi Faz Dilimleyiciler ile hz kontrol yntemi PWM ile hz kontrol yntemi

Modlmzn konusu ak evrim denetim sistemleri olduu iin burada sadece D.C. motorun ak evrim denetimi uygulamasnda tercih edeceimiz pwm yntemine deineceiz.

2.2.1. PWM ile Hz Kontrol YntemiBu yntem en yaygn hz kontrol yntemlerinden birisidir. Pulse Width Modulation (Darbe genlik modlasyonu) kelimelerinin ksaltlm halidir. Bir D.C. motorun hzn kontrol edebilmek iin ayarlanabilir bir D.C. gerilime ihtiya vardr. Eer 12 v.bir D.C. motor alr ve enerji verirsek motor hzlanmaya balayacaktr. Motorun maksimum hza ulamas iin belirli bir sre gemesi gerekecektir. Eer motor maksimum hza ulamadan motorun enerjisini kesersek motor bu defa yavalamaya balayacaktr. Eer enerjiyi yeterli abuklukta srekli kapatp aarsak motor sfr ile maksimum arasnda bir yerdeki hz deerinde alacaktr. te pwm tam olarak bu anlama gelir. PWM yntemi ile motor belirli aralklarda, darbe iaretleri gnderilerek enerji verilir ve motor belirli bir hzda altrlr. Bu darbe iaretlerinin genlii ayarlanarak motorun enerjili olma sresi artrlp azaltlabilir. Bu ise motorun alma hznn artrlp azaltlmas anlamnda gelir.

ekil 2.3: PWM teorisi

14

2.3.D.C. Motorun Pwm Yntemi le Ak evrim Hz Kontrol2.3.1. Sistemin Blok Diyagram

ekil 2.4: Bir D.C. motorun ak evrim kontrol blok emas ekil 2.4.teki blok emadan da anlalaca zere istenen hz bilgisi referans potansiyometresi ile sisteme girilir. Bu hz bilgisi dorultusunda retilen ve ayn zamanda kontrol iareti olarak ta grev yapan pwm iaretleri motora hangi hzda dnmesi gerektiini bildirir. Bunun sonucunda motor milinden istenen hz alnr. Dikkat edilecei zere sistemin kndan herhangi bir geri besleme bilgisi alnmamaktadr.

2.3.2. Kontrol DevresiSistemin blok diyagramndan da anlalaca zere dc motoru kontrol edecek bir elemana ihtiya vardr. Bu eleman yukarda belirtilen kontrol yntemlerinden birini kullanacak ekilde tasarlanabilir. Endstride pek ok firma tarafndan retilmi motor hz kontrol cihazlar satlmakta ve kullanlmaktadr. Aada verilen ekil pwm yntemi ile hz kontrol yapan bir devrenin ak emasdr. Bu devrede kullanlan elemanlarn listesi u ekildedir:

1. NE556 ift entegresi 2. LM311 opamp 3. IRF521 mosfet 4. potansiyometre (10K) x 2 5. 10K diren x 3 6. 1K diren x 2 7. 15K diren 8. 50K diren 9. 18K diren 10. 150K diren 11. 0,1mF kondansatr 12. 0,01mF kondansatr x 2 13. 0,05mF kondansatr x 2 15

Bu devrede NE556 entegresi ierisinde bulunan 2 adet 555 osilatr birbirine kaskat olarak baldr. Hz ayar potansiyometresi ikinci 555in kontrol voltaj giriine verilmitir. k ise 1K diren zerinden IR521 mosfetin gate ucunu tetiklemektedir. IRF521 mosfet ise dorudan motoru srmektedir.

ekil 2.5: Bir D.C. motorun ak evrim elektronik devre emas

Yukardaki devrede ilk 555 osilatr testere dii (gen) dalga reterek ikinci 555 osilatrnn giriine (8.nolu pin) vermektedir. Ayn zamanda hz potansiyometresi vastasyla kontrol gerilimi (11.nolu pine) gnderilmektedir. Bu TON sresi (motorun enerjili kalma sresi) nin ayarlanarak hzn deitirilebilmesine imkn verir. kinci 555 osilatr rettii pwm iaretini IRF521 mosfetinin G ayana gndererek motorun srlmesini salar. LM311 opamp ise fark gerilimi reteci olarak grev yapmaktadr ve bu devrede st limit snrlama iini icra eder. Potansiyometrelerin katndan alnan gerilim ile opampn eksi ucuna gelen gerilimin farkn alr ve bu gerilimi ykseltir. opamp k 0,7 1 V (NE556 entegresinin katalouna gre) aralnda bir gerilime ulatnda ikinci 555 osilatrn reset giriini (10 nolu pin) aktif ederek pwm iaretini sfrlar. Devrenin bask devresini herhangi bir bask devre izim program yardm ile ekil 2.6. gsterilen rnek izimden fikir alarak iziniz. izim yaparken kullanm kolayl iin potansiyometrelerin yerleimine dikkat ediniz.

ekil 2.6: Bask devre emas

16

Bask devrenin izim aamasnn ardndan, bilinen bask yntemlerinden birisini kullanarak devreyi bakr plaket zerine kartalm. Daha nceden hazrladmz zelti yardmyla devremizi elde edelim. Elemanlarn yerleim yerlerinin delikleri delindikten sonra ise lehimleme aamasna geelim ve montaj ilemini bitirelim.

ekil 2.7: Devre elemanlarnn plaket zerine monte edilmesi

Uygulamada kullanacamz d.c. motorumuz 12 V 0,07 A deerlerine sahip bir fan motorudur. Bilgisayar ilemcilerinin soutma ileminde kullanlan fan motorlar bu uygulama iin olduka idealdir.

ekil 2.8: Uygulamada kullanlan D.C. motor

Son olarak devremizi ve motorumuzu bir altlk zerine yerletirelim. Bylelikle tanabilir ve kullanl bir yapya kavuturalm.

ekil 2.9: almann son hali

17

Devreyi altrdmzda hz ayar potansiyometresinden girilen referansa gre motorun hznn deitiini grebiliriz. Mosfetin gate bacandan pwm iaretlerini osiloskop cihaz yardm ile grebiliriz. Elde edeceimiz iaretlerin ekil 2,8deki osiloskop ekrannda grlene benzer olmaldr.

ekil 2.10: Devreden alnan pwm iaretleri

18

UYGULAMA FAALYET UYGULAMA FAALYETekil 2.5 de verilen kontrol devresini gerekletirerek bir dc motorun ak evrim kontrol uygulamasn yapnz. lem Basamaklar Bildiiniz bir bask devre program yardm ile devrenin bask devre emasn iziniz. Hazrladnz bask devre emasn sizin iin uygun bir yntemle karta aktarnz. Devrede kullanlan elemanlarn kart zerine montajn yapnz. Devrenizi bir fleksiglass malzeme zerine motor ile birlikte sabitleyiniz. Harici bir g kayna ile devrenize 12V DC gerilim vererek altrnz. Osiloskop ile mosfet zerindeki PWM kontrol iaretini grnz. neriler Proteus, PCB gibi yazlmlar kullanabilirsiniz. PnP ya da yal bir kada t yntemi hzl sonu vermektedir. Lehimleme ve montaj kurallarn hatrlaynz. Devrenizin salkl almas iin zellikle souk lehim olmamasna dikkat ediniz. Eer fleksiglass malzeme bulunamyorsa ahap malzeme zerine de yapabilirsiniz. Hz ve Cut-off potansiyometrelerini deitirerek iaretin nasl deitiini osiloskop zerinden gzlemleyiniz.

19

LME VE DEERLENDRME LME VE DEERLENDRMEAadaki sorular cevaplayarak bu faaliyette kazandnz bilgileri lnz.

OBJEKTF TESTLER (LME SORULARI)1. PWM ynteminde Ton sresinin artrlmas sonucu aadakilerden hangisi gerekleir? A)Motor durur. B)Motor hzlanr. C)Motor yavalar. D)Motor sabit hzda dner. Aadaki sistemlerden hangisinde motor hz kontrolne ihtiya yoktur? A)Konveyr sistemi B)Asansr sistemi C)Scaklk denetimi D)Servo sistemler Aadakilerden hangisi mosfet elemannn ayaklarndan birisidir? A)Base B)Gate C)Anot D)Emiter Ak evrim blok diyagramnda referans iareti ne anlamna gelir? A)Sistemden alnan bilgi B)Sistemin katalog deeri C)Sistemden arzu edilen k deeri D)Sistemdeki hata pay Aadakilerden hangisi DC motoru oluturulan paralardan birisi deildir? A)Rotor B)Kolektr C)Sigorta D)Mknats DEERLENDRME Cevaplarnz cevap anahtar ile karlatrnz. Doru cevap saynz belirleyerek kendinizi deerlendiriniz. Yanl cevap verdiiniz ya da cevap verirken tereddt yaadnz sorularla ilgili konular faaliyete geri dnerek tekrar inceleyiniz.

2.

3.

4.

5.

20

MODL DEERLENDRME MODL DEERLENDRMEModlde yaptnz uygulamalar aadaki tabloya gre deerlendiriniz. AIKLAMA: Aada listelenen kriterleri uyguladysanz evet stununa, uygulamadysanz hayr stununa X iareti yaznz. Deerlendirme kriterleri Evet Uygulama faaliyeti-1de istenen blok emay kardnz m? Farkl sistemler iinde blok ema izmeyi denediniz mi? Bir frasz DC motoru skerek incelediniz mi? Bask devre hazrlama ve elemanlarn montaj admlarn eksiksiz gerekletirdiniz mi? Devrenizi test ederek sorunsuz altrdnz m?

Hayr

DEERLENDRME Yukardaki deerlendirme sorularnda hayr cevaplarnz var ise ilgili uygulama faaliyetini tekrar ediniz. Cevaplarnzn tm evet ise bir sonraki modle geebilirsiniz.

21

CEVAP ANAHTARLARI CEVAP ANAHTARLARIRENME FAALYET-1N CEVAP ANAHTARI 1 2 3 4 5 C B B A D

RENME FAALYET-2N CEVAP ANAHTARI

1 2 3 4 5

B C B C C

22

KAYNAKA KAYNAKA SEVM nal, retmen ders notlar, 2007. Bileim yaynclk & Era Bilgi Sistemleri ve Yaynclk, Mart, 2000 ZDEVEC Murat, Eitim tipi CNC Frezenin Tasarm ve malat, Marmara niversitesi Fen Bilimleri Enstits Yksek lisans tezi, stanbul, 2000.

23