Bu yazımda sizlere paylaşacağım hesaplayıcıyı şerit LED döşeme-aydınlatma işiyle uğraşıyorsanız, ayrıca pil şarj, akü şarj gibi konularla uğraşıyorsanız kullanabilirsiniz. Belli bir kaynaktan beslenecek bazı yüklerin akımlarının sınırlandırılmaları gerekebilir. Bu gibi durumlarda güvenilir bir "akım regülatörü" kullanılmalıdır. Yük, ola ki fazla akım çekmeye meylederse, akım regülatörü hattaki akımı sınırlandırdığı için buna müsaade etmeyecek, yük ve güç kaynağı korunacaktır.
LEDler, hangi güç kaynağına bağlanırsa bağlansınlar, mutlaka akımları sınırlandırılmalıdır. Bu, tüm LED türleri için geçerlidir. LED şeritleri de, imalatçı firma tarafından seri bağlı SMD dirençlerle korunmaya çalışılmıştır; fakat bu yöntem, yeterli değildir. LEDlere sadece seri direnç bağlayarak aktif koruma sağlayamazsınız. Bu nedenle onları ya PWM tabanlı LED sürücülerle, ya da akım sınırlama özelliğine sahip bir güç kaynağı ile beslemelisiniz. LED şeritlerinin yapısındaki seri direnç, pasif bir eleman olduğundan, LEDleri her durumda koruyamaz. Kendisine akım uygulandığında parlamaya başlayan LED'ler, giderek ısınırlar. Isındıkça çektikleri akım da artar. Bu, onların jonksiyon bölgelerindeki kimyasal yapının karakteristiğinden kaynaklanır. Isındıkça daha fazla akım çeken LEDler, akım çektikçe daha fazla ısınırlar. Bu kısırdöngü, LEDlerin ömürlerini inanılmaz derecede kısaltmaktadır. Gerek ısı, gerekse kontrol altına alınmamış güç, LEDleri gereken zaman aralığından daha kısa sürede bozar. Bu nedenle LED şeritlerinin direkt olarak güç kaynağına bağlanmayıp, ya bir PWM'li LED sürücüye ya da bir akım regülatörüne bağlanmaları gerekiyor.
Akümülatörlerin ve pillerin şarj edilmesinde de, akım limitleme gereksinimi vardır. Bir akü ya da pil, direkt olarak güç kaynağına bağlanmamalıdır. Şarj akımı, o pil ya da bataryanın kapasite değeri dikkate alınarak 1/10 olacak şekilde ayarlanmalıdır. Aksi takdirde bataryaya ve şarj edecek güç kaynağına zarar verilir. Dolayısıyla akü, pil, batarya şarjında da akım sınırlamak çok önemlidir.
Bu yazıda paylaşacağım hesaplayıcı, Transistörlü akım sınırlayıcı devresi, LM317 entegresi veya LM78XX serisi entegre kullanarak akım sınırlama devresi kuracak olursanız, Akım Tesbit Direncini (Rsense) çekeceğiniz akıma göre hesaplamanızı sağlayacaktır.
Önce hiç bilmeyen, amatör hobist düzeyindeki elektronikçiler için, basit şekillerle entegreli ve transistörlü akım sınırlama devrelerini bir inceleyelim:
Soldaki resimde görülen devre, LM317 serisi bir regülatör entegresi ile kurulmuştur. Görsel, LM317'nin datasheet'inden alınmıştır. R1 direnci Akım tesbit (Rsense) direncidir ve regüle edilecek akım bu direncin değeri tarafından belirlenecektir. Direncin nasıl seçileceği formül ile açıklanmıştır. Entegrenin Adjust bacağı ile Out bacağı arasındaki voltaj değeri 1,25Volttur. Bu referans değer, seçilecek dirence bölünürse çekilecek akım, çekilecek akıma bölünürse de seçilecek direnç değeri bulunur.
Aynı devreyi, LM78XX serisi entegrelerle de kurabilirsiniz. Örneğin LED şeridi beslemek için 7809 veya 7812 entegresini yukarıdaki gibi kullanarak akım limitleme sağlayabilirsiniz. Eğer böyle bir yönteme başvuracaksanız, dikkat etmeniz gereken iki nokta vardır:
1-Yukarıdaki devrede Vref olarak bilinen referans voltajı, LM78XX kullandığınızda değişecektir. Örneğin 7805 kulanacaksanız çıkış akımı: 5/Rsense olur. 7812 kullanacaksanız 12/Rsense olur. Hangi entegreyi kullanıyorsanız o entegrenin Vref değerini Akım tesbit direncine bölmelisiniz.
2-LM317 entegresi ile LM78XX serilerinin bacak yapıları aynı değildir; devreyi kurarken dikkatli olmalısınız.
Resimlere dikkat edin. Soldaki entegre 7805, sağdaki 317. Giriş ve Çıkış bağlantılarının farklı bacaklardan yapıldığına dikkat edin. Ayrıca LM317'deki Adj. adlı ayar pini, 7805'de Ground olarak adlandırılmış. Ama farketmez, temel prensip aynıdır. Siz, devrenizi kurarken bu unsurlara dikkat edin, yeter.
Solda gördğünüz devre ise, transistörlü akım regülatörü devresinin basite indirgenmiş halidir. Bu regülatör devresinde, referans voltajı (Vref), Transistörün Beyz-Emetör diyodunun ileri gerilimi (Vbe) dikkate alınarak tesbit edilir. Şekildeki devrede ve size vereceğim hesaplayıcıda bu değer
0,7Volt olarak varsayılmıştır. Bunun nedeni, silikon diyotların iletime geçme (jonksiyon) voltajlarının 0,7Volt olmasındandır. Daha fazla detay varsa da hemen devremize dönelim. Devremizin Rsense direnci transistörün Emetörü ile yük direnci arasında seri olarak bağlıdır. İki adet diyot, negatif Beyz polarması ile Rsense direncinin akım kontrolünü sağlamaya yardım eder. Tek diyot da kullanılabilirdi. Kollektör-Beyz arasında bağlanmış direnç ise transistörün pozitif polarma alarak iletime geçmesi için gereklidir. Şayet giriş voltajını sağlayan güç kaynağına güvenilmiyorsa, beyz ile şase arasına bir zener diyodu bağlanarak aynı zamanda voltaj regülasyonu da sağlanabilir.
Devreleri zaten biliyor olabilirsiniz. Blogumu oluştururken temel amacım, yeni başlayanlara ve bilgi arayanlara kolaylık sağlamaktı. Bu nedenle eğer anlatımlarım sizi sıkıyorsa kusura bakmayın. Bir hata görürseniz yorumlar kısmından benimle iletişime geçebilirsiniz.
Şimdi hesaplayıcımıza bakalım. Hesaplayıcının üç ayrı bölümü vardır; ilk sekmede LM317 hesaplayıcı, ikinci sekmede LMXX hesaplayıcı ve üçüncüde en son eklediğim resimdeki devreyi içeren transistörlü akım sınırlayıcı hesaplayıcısı.
Resimlere bakarak da zaten anlamışsınızdır; kullanımı çok basit. Sadece 1A yazan yerdeki 1 rakamını, çektirmek istediğiniz akım değerine göre değiştirin ve ENTER yapın, hepsi bu kadar. "Rsense - Ohms" yazan yerdeki direnç, gereki değeri otomatik olarak alacaktır. Ve ayrıca, entegreli hesaplayıcılarda seçmeniz gereken direncin gücünü de size kırmızı rakam ile gösterecektir. Transistörlü hesaplayıcıda,
seçilecek direncin gücü, giriş gerilimine bağımlı olduğu için oraya direnç wataj hesaplayıcısı koymadım. Ancak direncin watajını siz de kolayca hesaplayabilirsiniz. Bunu yapmak için temel güç formülünden faydalanacaksınız.
Burada bahetmediğim bir konu, Rsense direnci ayarlı hale getirilerek, ayarlı akım sınırlama devresi haline dönüştürme yapabileceğinizdir. Akım tesbit direncine bağlanacak paralel bir ayarlı direnç, ya da özel bir devre, yukarıdaki devrelerde gördüğünüz yapıyı ayarlı hale getirir.
Şerit LED ile aydınlatma, akü şarj cihazı ve pil şarj cihazı yapımıyla uğraşıyorsanız, bu konu umarım size yardımcı olur. Excell dosyasını sayfa sonundan indirebilirsiniz.
Çalışmalarımızda başarılar dilerim.
Yorumlar
Yorum Gönder