ses sensÖr ve transduserlerİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-ses sensor ve transduserleri... ·...

41

Upload: others

Post on 24-Feb-2020

31 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,
Page 2: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

2 SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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, mikro-

fonlar, hoparlörler ve

ultrasonik ses sensör ve

transdüserleri geliş-

tirilmiştir.

Page 3: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

1-) Dinamik mikrofonlar

2-) Kapasitif mikrofonlar

3-) Şeritli (bantlı) mikrofonlar

4-) Kristal mikrofonlar

5-) Karbon tozlu mikrofonlar

Mikrofonlar çalışma prensiplerine göre çeşitlere ayrılırlar:

3

Page 4: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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)

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. Dinamik Mikrofonun Fiziksel Görünümü

4

Page 5: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

Dinamik Mikrofonun Yapısı

5

Page 6: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Dinamik Mikrofonun Kısımları Dinamik Mikrofon Sembolü

6

Page 7: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

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

Page 8: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

8

Page 9: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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 İç Kapsülü

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 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.

9

Page 10: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Kapasitif Mikrofonun Kısımları (Açılmış Şekli) Kapasitif Mikrofon Sembolü

10

Page 11: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

11

Page 12: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

12

Page 13: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

13

Page 14: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

14

Page 15: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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

15

Page 16: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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 hoparlör-

lerden alınır. Bunun

için sesleri ayıran

crossover filtre

devreleri kullanılır.

16

Page 17: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

İki Yollu Hoparlör Sistemi 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.

17

Page 18: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

18

Page 19: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

19

Page 20: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Hoparlörün Yapısı

20

Page 21: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

21

Page 22: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Dinamik Hoparlörlerin Paralel Bağlanması

Dinamik Hoparlörlerin Seri 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 hoparlörler, birbirleri ile seri bağlanır-

larken, 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.

22

Page 23: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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

23

Page 24: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

Piezo Buzzer

24

Page 25: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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

25

Page 26: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

26

Page 27: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

27

Page 28: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

28

Page 29: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

29

Page 30: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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

nesne olduğunu belli eder. Sinyal geri gelmiyor ise

nesne veya herhangi bir engel yoktur.

Ultrasonik

Transdüserlerin

Fiziksel Görünümü

30

Page 31: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

Alıcı Sensör Verici Sensör

Hazır Kit Şeklindeki Sensör Kartı

31

Page 32: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

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

Page 33: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

33

Page 34: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Ultrasonik Sistemin Blok Şeması

34

Page 35: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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 algılanma-

sında, katı maddelerin

algılanmasında, park etme ve

yanaşma devrelerinde, ürün

bandındaki ürünlerin

kontrollerinde v.b daha bir çok

yerde kullanılırlar.

Ultrasonik Sensörlerin Çeşitli Kullanım Alanları

35

Page 36: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Otoparklarda boş park

alanı tespitinde ultrasonik

sensörlerden yararlanılabilir.

36

Page 37: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

Endüstriyel alanda, ürün sayımında

ve kontrolünde de ultrasonik

sensörlerden yararlanılabilir.

Endüstriyel tip ultrasonik sensörler

Yandaki şekilde görülmektedir.

37

Page 38: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

38

Page 39: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

39

Page 40: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SENSÖRLER ve TRANSDUSERLER SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ

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.

40

Page 41: SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİkisi.deu.edu.tr/asli.ergun/6-Ses Sensor ve Transduserleri... · 2017-04-25 · SES SENSÖR ve TRANSDUSERLERİ 2 Ses Sensör ve Transdüserleri Ses sinyali,

SUNUM SONU