Yapımcı araç setinde, temel yapım araçlarından oluşan temel bir seçim bulunur. Onsuz hiçbir iş yapamayacağımız araçlar. Breadboard’lar, havyalar, LED’ler önemlidir, ancak dirençler projelerin bağlı olduğu küçük bileşenlerdir.
Hangi bordu seçersek seçelim, Ahududu Pi, Ahududu Pi Pico veya Arduino, LED’lerimizi korumak, voltajları bölmek ve devrelerimiz için kesin değerler sağlamak için dirençlere ihtiyacımız var. Ama ne yapıyorlar, neden onlara ihtiyacımız var ve doğru değere sahip olduğumuzdan nasıl emin olabiliriz? Bunun için biraz matematik yapmamız ve birkaç veri sayfasına bakmamız gerekiyor.
Bu referansta dirençlerin ne olduğunu, ne yaptıklarını açıklayacağız ve bir sonraki projeniz için doğru direnci nasıl seçeceğinizi anlatacağız.
Dirençler nedir?
Dirençler, bir devrede elektrik direnci sağlayan bileşenlerdir. Tipik olarak bir devredeki akım akışını azaltmak için kullanılırlar, örneğin LED’lerle kullanıldığında LED’in çok fazla akım tüketmesini engellerler.
Direnci olmayan bir LED kendini çok çabuk yakar. Dirençler ayrıca bir devredeki voltajı azaltacak faydalı devreler olan voltaj potansiyel bölücüler oluşturmak için kullanılabilir. Her üreticinin kitlerinde bazı dirençler olacaktır. Bandolier şeritler halinde gelirler ve tekil paketler halinde veya binler halinde satın alınabilirler.
Neden Dirençlere İhtiyaç Duyarız?
Dirençlerin en temel kullanımı, bir bileşenin çok fazla akım tüketmesini engellemektir. Örneğin bir LED (Işık Yayan Diyot) alın. LED’ler, akımı tek yönde geçirecek ve çalıştıkları sırada az miktarda ışık üretecek şekilde tasarlanmıştır. LED’lere istedikleri kadar akım verirsek, LED parlak yanar ama kısa sürede söner. Bazı durumlarda, bir kerede çok fazla akım vererek LED’in “patlamasına” ve ardından ölmesine neden olabiliriz.
Tam direnç değerini belirlemek için aşağıdaki hesaplamayı kullanabiliriz.
R direnç değeridir, Vs besleme voltajıdır, Vf ileri voltajdır (bileşenin ihtiyaç duyduğu miktar) ve If ise ileri akımdır.
Bunu uygulamaya koyalım. 5V’luk bir kaynağa bağlı mavi bir LED’imiz var. LED’in ileri voltajı 3,2V ve gerekli akım 10mA civarındadır. Yani hesaplama şuna benziyor.
Bu, R değerinin 180 Ohm olduğu anlamına gelir. Standart direnç serilerinde bu kesin değeri kullanabiliriz veya bunun yerine 150 veya 220 Ohm’luk bir direnç seçebiliriz. Temel görevler için kesin değer şart değildir, ancak profesyonel / endüstriyel veya yüksek hassasiyetli cihazlar için devreler tasarlarken tam değerleri kullanmanız gerekecektir. Kesin değerler, bileşen veri sayfasında veya seçtiğiniz mağazanın ürün sayfasında bulunabilir.
Çoğu hobi/yapımcı uygulaması için elimizdeki en yakın değeri seçebiliriz. LED’lerimiz için genellikle 220 / 330 Ohm’luk bir direnç tercih ediyoruz.
Dirençler, bir GPIO pinini yukarı veya aşağı çekmek için de kullanılabilir. Bir yukarı çekme direnci, bir pime bir voltaj kaynağı bağlayarak bir pimi yükseğe çekecektir. Bir aşağı çekme direnci, bir pimi GND’ye çekecektir. DHT22 sıcaklık sensörlü 10K Ohm direnç kullandık 3.3V beslemeyi kullanarak veri pimini yukarı çekmek için.
Dirençler, voltajları bir seviyeden diğerine düşürmek için de kullanılabilir. Buna voltaj bölücü denir ve genellikle potansiyometrelerde voltajı değiştirmek için kullanılır.
Bir voltaj bölücü oluşturmak için bu denklemi kullanmamız gerekir.
Vout, istediğimiz voltajdır.
Vin giriş voltajıdır.
R1, ilk direncin değeridir.
R2, ikinci direncin değeridir.
Bu nedenle, voltaj bölücümüz için 5V giriş voltajını yaklaşık 3,3V’a dönüştürmek istiyoruz. Bu işlem, örneğin HC-SR04 gibi bir bileşenin mantık voltajını değiştirmemiz gerektiğinde yaygın olarak kullanılır. HC-SR04 ultrasonik mesafe sensörü orijinal olarak 5V mantığı kullanıyordu ve bu nedenle ses bir nesneden yansıdığında etkinleşen yankı pimi GPIO’ya 5V gönderecek.
Bir Arduino için bu sorun değil. Ahududu Pi için pime ve hatta Pi’ye zarar verebilir. Bir voltaj bölücü oluşturmak için iki direnç, R1 a 1K Ohm direnç (üstte) ve R2 a 2.2K Ohm direnç (altta) kullanıyoruz. R1 ve R2’nin bacakları, breadboard’un aynı satırına girer. R1’e 5V veriyoruz ve R2’ye GND’ye bağlanıyoruz. R1 ve R2’nin bacaklarının buluştuğu yer, 3,3V GPIO’nun toleransı dahilinde, 3,4375V olması gereken çıkış voltajıdır.
Hesaplama, R1 ve R2’yi toplayarak (1000 + 2200 = 3200) çalışıyor, ardından R2 değerini buna bölüyoruz (2200 / 3200 = 0,6875) ve son olarak giriş voltajıyla (5 8 0,6875 = 3,4375V) çarpıyoruz.
Doğru Direnci Nasıl Seçerim?
Dirençlerin eksenleri etrafında renk bantları vardır. Bu bantlar, bir direncin değerini belirlemek için kullanabileceğimiz bir kod sistemidir. Dört, beş ve altı bant vardır, ancak en yaygın olanları dörttür. Aslında dört bantlı dirençler okunması en kolay olanlardır.
Bu direnci örnek olarak alalım. Bantlar dirence yazdırılır, ancak son bant olan tolerans, direncin sonundaki “çıkıntılardan” birine yazdırılır. İlk bandın sarı, ikincisinin menekşe olduğunu görebiliriz. Bu bize 47 değerini verir. Üçüncü bant çarpandır, bu durumda kırmızı 100’dür. Matematiği yaparsak, 47 x 100 = 4700. Genel olarak 4.7K Ohm direnç olarak adlandırılan 4700 Ohm’luk bir direncimiz var. . Son bant toleranstır. Tolerans bandımız altındır, yani %5 toleransımız vardır, 4.7K Ohm değerinin %5 üzerinde veya altında olabilir.
Beş bantlı dirençler ek hassasiyet sunar ve hassasiyeti aramak için fazladan bir üçüncü rakam kullanır. Aynı 4.7K Ohm direncin üçüncü bandı şimdi siyahtır, bu da sıfıra karşılık gelir. Dördüncü bant çarpan, beşinci ise toleransımızdır.
Bu tablo, dört ve beş bantlı dirençlere uygulanabilecek hızlı bir referans sağlar.
Dirençlerinizi Kontrol Etme
Bazen bir direnci renk koduna göre doğru bir şekilde tanımlamak zor olabilir. Eski, hasarlı veya yanlış basılmış olabilir. Bu durumda, direncimizi bir multimetre kullanarak kontrol edebiliriz.
Multimetreler, üreticiler için önemli bir araçtır. Diğer özelliklerin yanı sıra multimetreler voltajları, akımı ölçebilir ve bir devrede sürekliliği kontrol edebilir. Otomatik aralıklı ve manuel olmak üzere iki yaygın multimetre vardır. Otomatik aralık, okumayı algılamaya ve bir aralığa koymaya çalışır. Manuel için aralığı ayarlamamız gerekiyor.
Otomatik Değişken Multimetreler için
1. Kadranı Ω (Ohm) sembolüne çevirin ve güç düğmesine basın. Bazı multimetreler, kadran çevrildiğinde açılırken, diğerlerinde bir güç düğmesi bulunur.
2. Direncin bir ayağını bir probun etrafına sarın. Dirençlerin polaritesi yoktur, bu nedenle her iki bacağı da proba bağlayabiliriz.
3. Diğer bacağınızı kalan sondanın etrafına sarın.
4. Ekrandan değeri okuyun. Okumadan önce oturması için birkaç dakika verin.
Manuel Multimetreler için
1. Kadranı Ω (Ohm) sembolüne çevirin ve en düşük aralığı seçin. Güç tuşuna baş.
2. Direncin bir ayağını bir probun etrafına sarın. Dirençlerin polaritesi yoktur, bu nedenle her iki bacağı da proba bağlayabiliriz.
3. Diğer bacağınızı kalan sondanın etrafına sarın.
4. Ekrandan değeri okuyun. Okumadan önce oturması için birkaç dakika verin.
5. Okuma, OL veya bozuk diyorsa, sabit bir değer görene kadar bir aralık yukarı çıkın. Bu, okumamızın aralık dışında olduğunu, normalde kullandığımız manuel ayardan daha yüksek olduğunu söylemeye çalışan multimetredir.
