Skip to main content

Elektronik Giriş Devreleri | Elektronik Sistemler

ELEKTRONİK GİRİŞ ARAYÜZ DEVRELERİ

Giriş arayüz devreleri nedir ? Anahtar devreleri , optocihaz türleri , arayüz fotodiyotları vb. sistemler ve devre üzerinde kullanımları nasıldır ?

Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Elektronik Giriş Arayüz Devreleri adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

GİRİŞ ARAYÜZ DEVRELERİ NEDİR ?

Giriş Arayüzleri , sensörlerin (Giriş Transdüserleri) PC’ler ve Mikro kontrolörler ile iletişim kurmasını sağlar

Arayüz, iki elektronik cihazın çıkış ve giriş konfigürasyonlarını birlikte çalışabilecek şekilde tasarlamamıza veya uyarlamamıza izin veren bir cihazı, özellikle bir bilgisayarı veya mikro denetleyiciyi diğerine bağlama yöntemidir.

Ancak arayüz oluşturma, bilgisayarları ve işlemcilerin yazılım programını bir şeyi kontrol etmek için kullanmaktan daha fazlasıdır.Bilgisayar arayüzü, çeşitli çevresel aygıtları sürmek için tek yönlü ve iki yönlü giriş ve çıkış portlarını kullanırken, birçok basit elektronik devre ya girdi olarak mekanik anahtarlar ya da çıkış olarak tek tek LED’ler kullanarak fiziksel olarak gerçekte arayüz oluşturmak için kullanılabilir.

Elektronik veya mikro elektronik bir devrenin faydalı ve etkili olması için, bir şeyle arayüz işleminin olması gerekir.Giriş arayüzü devreleri op-amp, mantık kapıları vb. gibi elektronik devrelerin dış dünya ile olan bağlantılarını geliştirerek bağlar.

Elektronik devreler sensör veya anahtarlardan gelen sinyalleri giriş bilgisi olarak veya çıkış kontrolü için kontrol lambaları, röleler veya aktüatörler için sinyalleri yükseltir, tamponlar veya işler.

Her iki durumda da, giriş arayüz devreleri, bir devrenin voltajını ve akım çıkışını diğerinin eşdeğerine dönüştürür.

Giriş sensörleri bir ortam hakkındaki bilgi için bir giriş sağlar.Sıcaklık, basınç veya zamanla yavaş veya sürekli değişen pozisyon gibi fiziksel miktarlar, ölçülen fiziksel miktara göre bir çıkış sinyali veren çeşitli sensörler ve anahtarlama cihazları kullanılarak ölçülebilir.

Elektronik devrelerimizde ve projelerimizde kullanabileceğimiz sensörlerin çoğu dirençlerinin ölçülen miktarla değişmesi konusunda rezistif özelliktedir.

Örneğin, termistörler, gerilim ölçerler veya ışığa bağlı dirençler (LDR). Bu cihazların tümü giriş cihazı olarak sınıflandırılır.

Giriş Arayüz Devreleri

Giriş arayüz cihazlarının en basit ve en yaygın türü basmalı düğme anahtarıdır.Mekanik Açma-Kapatma anahtar şalterleri, basmalı düğme şalterleri, tuş şalterleri ve reed şalterleri vb. düşük maliyetli olmaları ve herhangi bir devreye kolayca entegre olan, giriş cihazları olarak popülerdirler.

Ayrıca operatör, bir girişi kullanarak, bir düğmeye basarak veya bir mıknatısı bir reed anahtarının üzerinde hareket ettirerek bir girişin durumunu değiştirebilir.

elektronik giriş devreleri

Tek Anahtarlı Giriş Arayüzü

Anahtarlar ve düğmeler, iki veya daha fazla elektrik kontağı setine sahip mekanik cihazlardır.

Anahtar açıldığında veya bağlantısı kesildiğinde kontaklar açık devredir ve anahtar kapatıldığında veya çalıştırıldığında bu kontaklar birlikte kısa devre olur.

Bir anahtara (veya butona) bir elektronik devrede arayüz oluşturmanın en yaygın yolu, resimde gösterildiği gibi besleme gerilimine bir çekme direnci koymaktır.

Anahtar açıldığında, çıkış sinyali olarak 5 volt veya bir “1” mantığında verilir.

Anahtar kapatıldığında, çıkış topraklanır ve 0v veya çıkış olarak “0” mantığı verilir.

Ardından anahtarın konumuna bağlı olarak “yüksek” veya “düşük” bir çıkış elde edilir.Anahtar açıkken çıkış voltajı seviyesini istenen değerde (bu örnekte, + 5v) tutmak ve ayrıca anahtar kapalıyken kaynağın kısa devre yapmasını önlemek için bir direnç gereklidir.

Çekme direncinin boyutu, anahtar açıkken devre akımına bağlıdır.

Örneğin, anahtar açıkken, akım direnç üzerinden Vout terminaline akacak ve Ohm Kanunundan bu akım direnç boyunca bir voltaj düşmesine neden olacaktır.

Öyleyse, bir dijital mantık TTL geçidinin 60 mikro-amperlik (60uA) bir “Yüksek” akım gerektirdiğini varsayarsak, direnç boyunca voltaj düşüşüne neden olacaktır ve bu hesaplama :

5,0 – 0,6 = 4,4V -> (5V – 60uA x 10 kΩ)standart bir dijital TTL kapısının giriş özellikleri dahilindedir.

Anahtar ve dirençlerin ters çevrildiği “aktif yüksek” modda bir anahtar veya buton da bağlanabilir, böylece anahtar + 5V besleme voltajı ile çıkış arasına bağlanır.

Şimdi aşağı açılır direnç olarak bilinen direnç, çıkış ile 0v toprak arasına bağlanır.Anahtar açıkken bu konfigürasyonda, çıkış sinyali, Vout -> 0v ya da mantık “0” dır.Sistem çalıştırıldığında, çıkış +5 volt besleme voltajına veya “1” mantığına göre HIGH yani “Yüksek” olur.

Akımı sınırlamak için kullanılan çekme direncinin aksine, çekme direncinin ana amacı, Vout çıkış terminalini 0v’a veya toprağa bağlayarak voltajın dağılması/kaymasını engellemektir.Sonuç olarak, üzerindeki voltaj düşüşü genellikle çok küçük olacağından çok daha küçük bir direnç kullanılabilir. Bununla birlikte, çok küçük bir aşağı çekme direnci kullanılması, anahtar kapatıldığında veya çalıştırıldığında dirençte yüksek akımlara ve yüksek güç dağılımına neden olur.

DIP Anahtarı Giriş Arayüzü

Butonlar ve basmalı anahtarların devrelere arayüz olarak girmesinin yanı sıra birkaç anahtarı da tuş takımları ve DIP anahtarlar şeklinde kullanabiliriz.

DIP veya Dual-in-Line Paket anahtarları, tek bir pakette dört veya sekiz anahtar olarak gruplandırılmış ayrı anahtarlardır.

Bu, DIP anahtarların standart entegre soketlerine takılmasını veya doğrudan bir devre veya breadboard’a kablolanmasını sağlar.

DIP anahtar paketindeki her anahtar normalde On-Off durumuyla iki durumdan birini gösterir ve dört anahtar DIP paketi resimde de gösterildiği gibi dört çıkışa sahip olacaktır.Hem sürgülü hem de döner tip DIP anahtarlar birbirine veya iki veya üç anahtarın kombinasyonlarına bağlanabilir ve bu sayede girişleri çok çeşitli devrelere arayüz olarak kullanmayı çok kolay hale getirir.

Mekanik anahtarlar, düşük maliyetleri ve giriş kolaylıkları nedeniyle popülerdir.Bununla birlikte, mekanik anahtarların “temas sıçrama” adı verilen ortak bir sorunu vardır.Mekanik anahtarlar, anahtarı çalıştırdığınızda bir devreyi tamamlamak için birlikte itilen iki metal bağlantı parçasından oluşur.

Ancak, tek bir temiz anahtarlama hareketi üretmek yerine, metal parçalar anahtarın gövdesinin içinde birbirine temas eder ve zıplar, anahtarlama mekanizmasının çok hızlı bir şekilde birkaç kez açılıp kapanmasına neden olur.

Mekanik anahtar kontakları hızlı bir şekilde açılıp kapanacak şekilde tasarlandıklarından, kontakların yaptıkları veya kırıldığı gibi zıplamasını önlemek için sönümleme denilen bir işlem için kullanılan çok küçük bir direnç kullanılmaktadır.

Sonuç, bu sıçrama hareketinin, anahtar ile sağlam bir temas kurmadan önce bir dizi darbe veya voltaj yükselmesine sebep olmasıdır.

giriş arayüz devreleri

Sıçrama DalgaFormu Anahtarı

Buradaki sorun, mekanik anahtarın girişine arayüzle bağlı olan herhangi bir elektronik ya da dijital devrenin, bu çoklu anahtar işlemlerini, sadece tek ve pozitif anahtarlama eylemi yerine birkaç milisaniye süren bir dizi On ve Off sinyali olarak okuyabilmesidir.

Bu çoklu anahtar kapama (veya açma) eylemi, anahtarlar arasında Anahtar Sıçraması olarak adlandırılır ve aynı işlem rölelerde Kontak Sıçraması olarak adlandırılır.

Aynı zamanda, hem açılma hem de kapanma işlemleri sırasında anahtar ve temas sıçramaları meydana geldiğinden, temaslar boyunca sıçrayan ve ortaya çıkan durum, yay aşınmalarına neden olur, temas direncini arttırır ve anahtarın çalışma ömrünü azaltır.

Bununla birlikte, anahtarlama sıçrama sorunu için, giriş sinyalini “sıçrama” için bir debounce(sıçramayı engelleme) devresi şeklinde bazı ekstra devreler kullanarak çözmemizin birkaç yolu vardır.

En kolay ve en basit yol, anahtarın resimde de gösterildiği gibi bir kapasitör şarj etmesine ve deşarj etmesine izin veren bir RC debounce devresi oluşturmaktır.

RC Anahtarı Debounce Devresi

Giriş arayüz devresine fazladan 100Ω ekstra direnç ve 1 uF’lik bir kondansatör eklenmesiyle, anahtarın sıçrama sorunları filtrelenebilir.

Anahtar açık : T = C (R1+R2) = 10.1 mS

Anahtar kapalı : T = C (R2) = 0.1 mS

RC zaman sabiti T, mekanik anahtarlama işleminin sıçrama zamanından daha uzun olacak şekilde seçilir.Tersine çevrilmiş bir Schmitt-trigger tamponu, Low’dan High’a ve High’dan Low’a keskin bir çıkış geçişi üretmek için de kullanılabilir.

Peki bu tür bir giriş arayüz devresi nasıl çalışır ?

RC şarj olma işleminde, bir kondansatörün zaman sabiti T, tarafından belirlenen bir hızda şarj olduğunu gördük.

Bu zaman sabiti değeri, T = R*C cinsinden ölçülür, burada R, direncin değeridir.

Ohm ve C ise Farad olarak kondansatörün değeridir.Bu daha sonra bir RC zaman sabitinin temelini oluşturur.

Önce şalterin kapalı olduğunu ve kondansatörün tamamen boşaldığını, daha sonra girişin 0 ve çıkışının 1 olduğunu varsayalım.Anahtar açıldığında, kondansatör RC rezistansının Cx(R1+R2) zaman sabiti tarafından belirlenen bir hızda R1 ve R2 iki direnci üzerinden şarj olur.

Kondansatör yavaşça şarj edilirken, anahtar kontaklarının herhangi bir şekilde sekmesi, kondansatör plakalarındaki voltajla düzeltir.

Plakalardaki şarj, sürücünün üst giriş voltajının (Vhi) en düşük değerine eşit ya da daha büyük olduğunda, sürücü durumu değiştirir ve çıkış ‘0’ olur.Bu basit anahtar giriş arayüz örneğinde, RC değeri, anahtar kontaklarına son açık durumuna yerleşmeleri için yeterli zaman verir ve bu değer bu örnek için yaklaşık 10 mS’dir.

Anahtar kapatıldığında, tamamen şarj edilmiş olan kondansatör, 100Ω ile Cx(R2) zaman sabiti tarafından belirlenen bir hızda 100Ω ile hızla sıfıra boşaltılacaktır.Bununla birlikte, anahtarın çalışması kontakların sıçramasına ve kondansatörün art arda şarj olmasına ve ardından hızla sıfıra geri boşaltılmasına neden olur.

RC şarj süresi sabiti, boşalma süresi sabitinden on kat daha uzun olduğu için, giriş yükselme süresi yavaşladığından, anahtar son kapanma konumuna geri dönmeden önce kondansatör yeterince hızlı şarj edemez, bu nedenle sürücü çıkışı ‘yüksek’ tutar.

Sonuç olarak, anahtar kontaklarının açılma veya kapanma sırasında ne kadar sıçradığına bakılmaksızın, sürücüden yalnızca tek bir çıkış atımı elde edersiniz.

Bu basit anahtarın açılma devresinin avantajı, anahtar kontaklarının çok fazla sıçraması veya çok uzun sürmesi durumunda, RC zaman sabitini bahsekonu durumu düzeltmek adına arttırabilirsiniz.

Ayrıca, bu RC zaman gecikmesinin, anahtarı tekrar çalıştırmadan önce beklemeniz gerekeceği anlamına geldiğini unutmayın, çünkü anahtarı çok kısa bir süre tekrar çalıştırırsanız, başka bir çıkış sinyali üretmez.

Bu basit anahtar geri tepme devresi tekli (SPST) anahtarları elektronik ve mikrokontrolör devrelerine giriş arayüzü için kullanılacak olsa da, RC zaman sabitinin dezavantajı, bir sonraki anahtarlama eylemi gerçekleşmeden önce bir gecikmeye neden olmasıdır.

Değiştirme işlemi hızlı bir şekilde değişiyorsa veya bir tuş takımındaki gibi birden fazla tuş çalıştırılıyorsa, bu gecikme kabul edilemez olabilir.

Bu sorunun üstesinden gelmenin ve daha hızlı bir giriş arayüzü devresi üretmenin bir yolu, resimde gösterildiği gibi çapraz bağlı 2 girişli NAND veya 2 girişli NOR geçitleri kullanmaktır.

giriş devreleri nedir

NAND Kapıları ile Debounce Anahtarlama

Bu tür , anahtar devre dışı bırakma devresi, SR Flip-flop’la çok benzer şekilde çalışır.İki dijital mantık geçidi, NAND geçit girişlerinden ikisinin gösterildiği gibi iki 1kΩ yukarı çekme direnci tarafından High (+ 5v) tutulduğundan, bir SR mühür devresi oluşturan aktif Low girişleri olan bir çift çapraz bağlı NAND geçidi olarak bağlanır.

Ayrıca, devre bir Set-Reset SR anahtarı olarak çalıştığından, devre önceki RC debounce devresinin bir tek kutuplu tek kontak (SPST) anahtarından ziyade bir tek kutuplu çift kontak (SPDT) değiştirme anahtarı gerektirir.

Çapraz bağlanmış NAND geri dönme devresinin anahtarı A konumunda olduğunda, NAND geçidi U1 “ayarlanır” ve Q’daki çıkış “1” veya  Yüksek olur.

Anahtar B konumuna getirildiğinde U2, U1’i sıfırlayan “set” olur.Q’daki çıkış şimdi “0” veya Düşük olur.

Anahtarın A ve B konumları arasında kullanılması Q çıkışındaki Yüksek’ten Düşük veya Düşük’ten Yüksek’e geçer.

Anahtarın ayarlanması ve sıfırlanması için iki anahtarlama hareketi gerektirdiğinden, anahtar kontaklarının her iki yönde açılma ve kapanma için herhangi bir yönde sıçraması Q çıkışında görülmez. Ayrıca, bu SR mandalı çıkarma devresinin avantajı, tamamlayıcı olarak Q ve Q’daki çıkışları sağlayabilmesidir.

Bir tek durumlu kontak girişli arayüz devresi oluşturmak için çapraz bağlanmış NAND kapılarını kullanmanın yanı sıra, iki direncin konumunu değiştirerek ve değerlerini aşağıda gösterildiği gibi 100Ω’lara düşürerek çapraz bağlanmış NOR geçitlerini de kullanabiliriz.

NOR Kapıları ile Debounce Anahtarlama

Çapraz bağlanmış NOR kapı debounce devresinin çalışması, NAND devresiyle aynıdır, ancak anahtar B konumundayken Q çıkışının Yüksek olması ve A konumundayken Düşük olması gerekir.Çapraz bağlı NAND tek durumlu mühür devresi ise bunun tam tersidir.

Daha sonra, giriş arayüzünü, devre dışı bırakma devreleri olarak kullanmak için bir NAND veya bir NOR kapısı kullanan devrelere baktığımızda, NAND konfigürasyonunun durumu değiştirmek için bir Düşük veya mantık ifadesi olarak “0” giriş sinyali gerektirmesi ve NOR konfigürasyonunun bir Yüksek veya durumu değiştirmek için mantık ifadesi olarak “1” giriş sinyali gerektirmesi önemlidir.

Opto Cihazlar ile Arayüz Oluşturma

Bir Optocoupler-optokuplör (veya optoisolator), aynı pakette bulunan bir fotodiyot veya fototransistör gibi LED ve fotoya duyarlı bir cihaza sahip elektronik bir bileşendir.

Önceki derslerimizde de incelediğimiz Optokuplör, ışığa duyarlı bir optik arabirim aracılığıyla iki ayrı elektrik devresini birbirine bağlar.

Bu, biri diğerini elektriksel olarak etkilemeden, farklı gerilim veya güç değerlerine sahip iki devreyi etkili bir şekilde birbirine bağlayabildiğimiz anlamına gelir.

Optik Anahtarlar (veya opto anahtarlar) giriş arayüzleri için kullanılabilecek diğer bir tür optik (fotoğraf) anahtarlama cihazıdır.Buradaki avantaj, optik anahtarın, mikrodenetleyicilerin, PIC’lerin ve diğer dijital devrelerin giriş pinlerine zararlı voltaj seviyelerini girmek üzere giriş yapmak için veya iki bileşenin elektriksel olarak ayrı, ancak optik olarak bağlanmış, yüksek bir derece izolasyona (tipik olarak 2-5kV) sahip olan ışık kullanan nesneleri tespit etmek için kullanılabilir.

Optik anahtarlar, çeşitli arayüz uygulamalarında kullanım için çeşitli tiplerde ve tasarımlarda gelir. Opto anahtarlar için en yaygın kullanım, hareketli veya sabit nesnelerin algılanmasıdır.

Fototransistör ve fotodarlington yapılandırmaları, fotoğraf uygulamaları için gereken özelliklerin çoğunu sağlar ve bu nedenle en sık kullanılanlardır.

Oluklu Optik Anahtar

 Bir DC voltajı genellikle giriş sinyalini kızılötesi ışık enerjisine dönüştüren bir ışık yayan diyotu (LED) çalıştırmak için kullanılır.

Bu ışık, izolasyon aralığının diğer tarafındaki fototransistör tarafından yansıtılır ve toplanır ve tekrar bir çıkış sinyaline dönüştürülür.

Normal opto-anahtarlar için LED’in ileri voltaj düşüşü, 5 ila 20 miliamper, normal giriş akımı ise yaklaşık 1,2 ila 1,6 volt arasındadır.

Bu, 180 ile 470Ω arasında bir seri direnç değeri demektir.

Oluklu Opto-Anahtar Devresi

Döner ve oluklu disk optik sensörler, pozisyonel kodlayıcılarda, şaft kodlayıcılarda ve hatta bilgisayarınızın faresinin döner tekerleğinde yaygın olarak kullanılır ve bu sayede mükemmel giriş arayüz cihazlarını oluştururlar.

Döner disk, bir dönme derecesinin çözünürlüğünü temsil eden eşit aralıklarla yerleştirilmiş yuvaların sayısı ile opak bir tekerlekten kesilmiş bir dizi yuvaya sahiptir.

Tipik olarak kodlanmış disklerin dönüşü başına 256 darbeye veya 8 bit’e kadar çözünürlüğe sahiptir.

Diskin bir devri sırasında, LED’den gelen kızılötesi ışık fototransistöre yuva boyunca vurur ve ardından disk döndükçe tıkanır, transistörü “Açık” ve sonra her bir geçişi “Kapalı” duruma getirir.R1 direnci, LED akımını ayarlar ve çekme direnci R2, besleme voltajını sağlar -> Vcc, Düşük, “kapalı” olduğunda, mantık “0” çıkış üreten Schmitt dönüştürücüsünün girişine bağlanır.

Disk açık bir kesime döndüğünde, LED’den gelen kızılötesi ışık fototransistöre çarpar ve Toplayıcı-Verici terminallerini toprağa kısa devre yaparak Schmitt dönüştürücüsüne Düşük veya mantıksal bir “1” mantık veren bir Low girişi oluşturur.

İnverter çıkışı bir dijital sayaca veya enkodere bağlanmışsa, millerin pozisyonunu belirlemek veya millere dakikadaki dönüşleri (rpm) vermek için birim zamandaki mil devir sayısını saymak mümkün olacaktır.

Giriş arayüz şalterleri olarak oluklu opto-cihazları kullanmanın yanı sıra, bir nesneyi tespit etmek için bir LED ve foto cihazı kullanan yansıtıcı optik sensör adı verilen başka bir optik cihaz tipi vardır. Yansıtıcı opto-anahtarı, algılanan yansıtıcı nesnenin kızılötesi ışığını LED’leri yansıtarak (dolayısıyla adı) bir nesnenin yokluğunu veya varlığını algılayabilir.

Yansıtıcı Optik Anahtar

Fototransistör, çok yüksek bir “Kapalı” direncine (karanlık) ve düşük bir “Açık” direncine (ışık) sahiptir, bu da tabanı üzerine LED’den yansıyan ışık miktarı tarafından kontrol edilir.

Sensörün önünde herhangi bir nesne yoksa, LED’ler kızılötesi ışığı tek bir ışın olarak ileri yayacaktır. Sensörün yakınında bir nesne olduğunda LED’lerin ışığı geri yansır ve fototransistör tarafından algılanır.

Fototransistör tarafından algılanan yansıyan ışığın miktarı ve transistör doygunluk derecesi, nesnenin ne kadar yakın veya yansıtıcı olduğuna bağlı olacaktır.

elektronikte giriş devreleri nedir

Diğer Opto-Cihaz Türleri

Devrelerin giriş arayüzleri için oluklu veya yansıtıcı foto şalterleri kullanmanın yanı sıra, foto dirençli ışık dedektörleri, PN birleşimli fotodiyotlar ve hatta güneş hücreleri gibi diğer yarı iletken ışık detektörlerini de kullanabiliriz.

Foto duyarlı bu cihazların tümü, herhangi bir elektronik devre türüne kolayca bağlanabilmelerini sağlayan güneş ışığı veya normal oda ışığı gibi ortam ışıklarını kullanır.

Normal sinyal ve güç diyotları, hem emniyet hem de ışığın fotonlarının çarpmasını önlemek için plastik bir gövdeyle kapatılmıştır.Bir diyotun ters bias durumunda, yüksek dirençli bir açık anahtar gibi davranarak akımın akışını engellerler.

Bununla birlikte, eğer bu PN birleşimine bir ışık verecek olursak, ışığın fotonları birleşimdeki ışığın yoğunluğuna bağlı olarak akımın akmasını sağlarlar.

Fotodiyotlar, ışığın PN birleşimine çarpmasını sağlayan küçük bir şeffaf pencereye sahip olup, fotodiyotu son derece ışığa duyarlı hale getirirler.

Yarı iletken ışığın türüne ve miktarına bağlı olarak, bazı fotodiyotlar görünür ışığa, bazıları kızılötesi (IR) ışığa yanıt verir.

Işık olmadığında ise, ters akım neredeyse yok denecek kadar azdır ve bu durum “karanlık akım” olarak adlandırılır.

Işık yoğunluğu miktarındaki bir artış, ters akımda bir artışa neden olur.

Sonra bir fotodiyotun, ters akımın sadece standart bir doğrultucu diyotun tersi olan bir yönde akmasına izin verdiğini görebiliriz.Bu ters akım sadece, fotodiyot karanlık koşullar altında çok yüksek empedanslar ve parlak ışık koşullarında düşük empedanslı cihazlar gibi etki eden belirli bir miktarda ışık aldığında ve fotodiyot gibi yüksek hızlı ışık detektörü olarak birçok uygulamada kullanılabilir.

Arayüz Fotodiyotları

Resimdeki iki temel devrede, fotodiyot, direnç üzerinden seri direnç üzerinden geçen çıkış voltajı sinyali ile ters çevrilir.Bu direnç, genellikle 10kΩ ila 100kΩ aralığında veya gösterilen şekilde 100kΩ potansiyometre değişkeni olarak sabit bir değerde olabilir.

Bu direnç, fotodiyot ve 0VDC -> toprak arasına veya fotodiyot ile pozitif Vcc kaynağı arasına bağlanabilir.

BPX48 gibi fotodiyotlar, ışık seviyesindeki değişikliklere çok hızlı bir yanıt verirken, Kadmiyum Sülfür LDR hücresi gibi diğer foto cihazlara kıyasla daha az hassas olabilirler ki böyle bir durumda transistör gerekli olabilir veya op-amp biçiminde bir amplifikasyon şekline ihtiyaç duyulabilir.

Daha sonra fotodiyotun, birleşme yerine düşen ışık miktarı tarafından kontrol edilen değişken dirençli bir cihaz olarak kullanılabileceğini gördük. Fotodiyotlar “On” ‘dan “Off”a değiştirilebilir ve bazen nanosaniyelerde veya 1MHz’in üzerindeki frekanslarda çok hızlı bir şekilde geri döndürülebilir ve bu yüzden optik kodlayıcılarda ve fiber optik haberleşmede yaygın olarak kullanılırlar.

Fotodiyot veya fototransistör gibi PN birleşimli foto cihazlarının yanı sıra, PN birleşimsiz çalışan ve direnç derecelerini ışık yoğunluğundaki değişikliklerle veya değişkenliklerle değiştiren başka yarı iletken ışık detektör tipleri de vardır. Bu cihazlara Işık Duyarlı Dirençler veya LDR’ler denir.

Kadmiyum-sülfit (CdS) fotosel olarak da bilinen LDR, görünür ışık yoğunluğuyla değişen bir dirence sahip pasif bir cihazdır.

Işık olmadığında iç dirençleri mega-ohm (MΩ) seviyelerindedir.Ancak, aydınlatıldıklarında, dirençleri güçlü güneş ışığı altında 1kΩ’un altına düşer.

Işığa duyarlı dirençler, potansiyometrelere benzer bir şekilde çalışır ancak direnç değerlerini kontrol eden ışık yoğunluğu faktörüdür.

Arayüz LDR Fotorezistörleri

Işığa bağlı dirençler, direnç değerlerini ışık yoğunluğuyla orantılı olarak değiştirir.Ardından LDR’ler, bir seri dirençle,besleme boyunca bir voltaj bölücü ağı oluşturmak için kullanılabilir.

Karanlıkta, LDR’nin direnci çok daha büyüktür, bu nedenle LDR’yi beslemeden dirence veya dirençten toprağa bağlayarak, resimde de gösterildiği gibi bir ışık detektörü olarak veya karanlık bir detektör olarak kullanılabilir.

NORP12 gibi LDR’ler, direnç değerlerine göre değişken bir voltaj çıkışı ürettikleri için, analog giriş arayüz devreleri için kullanılabilirler.Ancak LDR’ler, dijital ve mikrodenetleyici giriş devrelerine arayüz oluşturmak için ve dijital bir sinyal üretmek için op-amp voltaj karşılaştırıcısının veya bir Schmitt trigger devresinin girişi olarak bir Wheatstone Köprüsü ile de bağlanabilir.

Işık seviyesi, sıcaklık veya gerilim için basit eşik dedektörlerine , doğrudan bir mantık devresine veya dijital giriş portuna arayüze uygun ve TTL uyumlu çıkışlar üretmek için kullanılabilir.

Bir op-amp karşılaştırıcısına dayanan ışık ve sıcaklık seviyesi eşik dedektörleri, ölçülen seviye eşik ayarını aştığında ya da altına düştüğünde bir mantık “1” veya bir mantık “0” girişi oluşturur.

Giriş Arayüz Özeti

Giriş ve çıkış cihazları hakkındaki bu bölümde gördüğümüz gibi, bir veya daha fazla fiziksel özelliği elektriksel bir sinyale dönüştürmek için kullanılabilecek, daha sonra uygun bir elektronik, mikrodenetleyici veya dijital devrede kullanılabilecek çok çeşitli sensörler bulunmaktadır.

Sorun şu ki, ölçülmekte olan fiziksel özelliklerin hemen hemen tümü doğrudan işleme veya yükseltme devresine bağlanamaz.

Ardından, çok çeşitli farklı analog giriş voltajları ve akımlarını bir mikroişlemci dijital devresine bağlamak için bir çeşit giriş arayüz devresi gereklidir.

Günümüzde modern PC’ler, mikrodenetleyiciler, PIC’ler ve diğer mikroişlemci tabanlı sistemler ile giriş arayüz devreleri, bu düşük voltajlı, düşük güçlü cihazların dış dünya ile kolayca iletişim kurmasına izin verir, çünkü bu kontrol programına giriş ve bunlardan gelen anahtarlar veya sensörler , bilgisayar tabanlı cihazların çoğu aktarma için, dahili giriş çıkış portlarına sahiptir.

GİRİŞ ARAYÜZ DEVRELERİ SONUÇ :

Bugün Giriş Arayüz Devreleri ile ilgili yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur sizler içinde.

Sensörlerin, bir özelliğini elektrik sinyaline dönüştüren ve böylece giriş aygıtı olarak işlev gören elektrik bileşenleri olduğunu gördük.Elektronik sensörlere giriş sensörleri eklemek, çevre hakkında bilgi sağlayarak fayda sağlayabilir.

Bununla birlikte, sensörler kendi başlarına çalışamazlar ve çoğu durumda arayüz adı verilen bir elektriksel veya elektronik devre gerekir.

Giriş arabirim devreleri, harici cihazların, ışık girişi, sıcaklık, basınç gibi fiziksel büyüklükleri tespit edebilen giriş sensörlerine, anahtar giriş tekniklerini, tek  basma düğmesinden ya da klavyeden veri girişi için herhangi bir basit anahtardan sinyal (veri veya kod) alıp almalarını ve analog-dijital dönüştürücüler kullanarak dönüşüm için hız sağlar.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.