Arduino Eğitim Kiti – Tüm Yıl İçin Arduino Müfredatı: Ders 10 Temel Elektronik için isterseniz sunu şeklinde alt taraftaki kutucuğu büyüterek takip edebilir, isterseniz de tüm sunu sayfalarının makale haline dönüştürülmüş versiyonu takip edebilirsiniz. İçerikler büyük oranda aynıdır. Sınıf ortamında kolaylık olması açısından sunu şeklinde de sunulmuştur.
Ders İçeriği:
Temel Elektronik
Ders Kazanımları:
Temel Elektronik bilgilerine hakim olma.
- Ohm kanunun bir devre üzerindeki işlevini tanımlar.
- Direnç, akım, gerilim kavramlarını tanımlar.
- Push-up ve Push-down kavramlarının devre üzerindeki işlevini tanımlar.
- İletken, yalıtkan, yarı-iletken kavramlarını örneklerle açıklar.
- Diyot kavramının tanımını yaparak özel diyot formuna örnek verir.
Gerilim (Voltaj):
- Elektrik akımı oluşturabilmek amacıyla iki nokta arasında potansiyel fark yaratma gücüdür.
- Başka bir deyişle elektrik akımını itme gücüdür. (Arduino ile çalışırken gerilim “Besleme” ifadesi de kullanılabilir.)
Direnç:
- Direncin kelime anlamı, bir şeye karşı gösterilen zorluktur.
- Devre elemanı olan dirençte ise devrede akıma karşı bir zorluk göstererek akım sınırlaması yapar.
- Elektrik enerjisi direnç üzerinde ısıya dönüşerek harcanır.
- Birimi Ohm ve sembolü Ω‘dır.
- Devreden geçen akımı sınırlayarak belli bir değerde tutmak,
- Devrenin besleme gerilimini bölüp küçülterek diğer elemanların çalışmasını sağlamak,
- Hassas devre elemanlarının yüksek akımdan zarar görmesini engellemek,
- Yük (alıcı) görevi yapmak,
- Isı enerjisi elde etmek gibi amaçlarla kullanılır.
- Çok fazla çeşitte direnç olmasına rağmen çalışmalarımızda karbon direnç ve ayarlı direnç olan Potansiyometre (Pot) kullanacağız.
- Potansiyometre ise ayarlı dirençtir.
- Fotoğrafta görüldüğü gibi 3 ayaklıdır.
- Sağ ve sol bacakları Arduino üzerinde Gnd ve 5V pinlerine bağlanır.
- Gnd pinine bağlanan bacağın yönünde çevrildiğinde akım azalır.
- 5V bağlı olan tarafa çevrildiğinde ise akım artar. Orta bacağın bağlantısı standarttır.
- Arduino üzerinde genelde A0 pinine bağlanır.
Akım:
- Elektrik akımı elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. (Birim zamanda birim kesit alandan geçen yük miktarıdır.)
- Atom etrafında dönen elektronlar, serbest halde elektron hareketi oluştururken, Elektrik akımı bunun tersi yönde hareket ettiği varsayılır.
- Birimi “Amper”, sembolü “A” dır.
Ohm Kanunu:
- Temel elektronikte kullanılan “V=IxR” formülü ile temsil edilen belki de en önemli kanundur.
- Aşağıdaki gibi verilen bir elektrik devresinde gerilim kaynağının oluşturduğu potansiyel fark (V) ile direnç (R) üzerinde bir elektrik akımı (I) oluşur. Oluşturulan bu sistemdeki bağıntı “OHM Kanunu” dur.
- Verilen devrede kullanılan kullanılan ifadeler:
Ohm Kanunu Bağıntıları:
V= IxR (Gerilim için kullanılacak bağıntı)
I = V/R (Akım için kullanılacak bağıntı)
R= V/I (Direnç için kullanılacak bağıntı)
Dijital ve Analog Kavramları:
- Dijital : Sayısal anlamına gelen bu kelime, ara değerler olmadan sadece 0-1 gibi iki durumla ifade edilir.
- Arduino içerisinde sadece 1 ve 0’dan oluşan sayılar işlenebilir ve sonuçlar üretilebilir.
- Örneğin, Arduino’nun dijital çıkışlarını aktif ettiğimizde o çıkıştan sadece 1 ya da 0 sinyali alabiliriz.
- 1 ve 0 Kavramsal olarak “Var – Yok” , “Evet – Hayır”, “ HIGH – LOW” ve “ 5V – 0V” gibi kavramlarla da ifade edilir
- Analog: Devamlı değişken bir akış halinde bulunan verilere analog adı verilir.
- Arduino doğrudan analog veriyi işleyemezler, gelen analog verileri dijitale çeviren ara birimlerin kullanılması gerekir.
- Bu sebepten ötürü Arduino Uno içerisinde 10 Bitlik 0-1023 arası değerler üreten ADC (Analog-Dijital çevirici bulunur.)
Frekans Saykıl ve Periyot Kavramları:
- Frekans: Elektronikte sinyalin 1 saniye içerisinde kendisini tekrar etme sayısıdır.
- Saykıl: Sinyalin bir defa kendisini oluşturması yada sinyalin tek haline saykıl denir.
- Periyot: Bir zaman birimidir. Bir saykıl oluşması için geçen süreye periyot denir.
Arduino ile Kullanılacak Temel Buton Bağlantıları:
Pull-Up ve Pull-Down kavramları:
- Kelime anlamı olarak yukarı ya da aşağı çekmek anlamına gelen bu kelimeler direnç bağlantı türleridir.
- Yani bir tür bağlama şeklidir.
- Arduino’nun INPUT olarak tanımlanmış pinlerinin kararlı şekilde çalışmasına yardımcı olur.
- Pull-Up ya da Pull-Down bağlantısı yapılmamış pin sürekli olarak anlamsız değerler okuyacaktır.
- Bunu engelleyebilmek için yüksek değerli bir direnç ile +5V ya da Gnd (0V) bağlantı yapmak gerekir. (4K7, 10K vs. Gibi değerlikli dirençler kullanılabilir.)
İletken, Yalıtkan ve Yarı İletkenler Kavramları:
- Elektrik akımına az direnç gösteren maddelere iletken denir. En iyi örnekleri; altın, bakır vs.
- Elektrik akımına yüksek direnç gösteren maddelere yalıtkan denir. Öe; porselen, hava vs.
- Yarı iletkenler ise normal durumda yalıtkan olan bu maddeler ısı, ışık, manyetik etki veya elektriksel gerilim gibi dış etkiler uygulandığında bir miktar değerlik elektronlarını serbest hale geçirerek iletken duruma gelirler.
Diyot:
- Yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanlarıdır.
- Diğer bir deyimle, bir yöndeki dirençleri ihmal edilebilecek kadar küçük, öbür yöndeki dirençleri ise çok büyük olan elemanlardır.
- Direncin küçük olduğu yöne “doğru yön” ,büyük olduğu yöne “ters yön” denir.
- Diyotlar iki bacaklı elemanlardır.
- Akım geçiren bacağına Anot (+) akımın terk ettiği bacağa Katot (-) denir.
Diyottan geçen akımın yönü sembolündeki ok yönüdür.
“LED” ise özel bir diyot formudur. “Light Emiting Diode” Işık yayan diyot kelimelerinin baş harflerinden oluşmuştur.
Alıştırmalar:
Soru 1: Gerilimi 5V ve direnci 10 ohm olan devrenin akım değerini hesaplayınız.
Soru 2: Akımı 20A ve direnci 40 ohm olan devrenin gerilim değerini hesaplayınız.
Soru 3: Gerilimi 20V ve akımı 5A olan devrenin direnç değerini bulunuz.
Cevaplar:
Soru 1:
I= V / R
I= 5 / 10
I= 0,5 amper
Soru 2:
V= I x R
V= 20 x 40
V= 800 volt
Soru 3:
R= V / I
R= 20 / 5
R= 4 ohm
