Yeni Teknik Sembol
Megapat
- Katılım
- 7 Şubat 2017
- Mesajlar
- 3.008
- Makaleler
- 4
- Çözümler
- 64
Daha fazla
- Cinsiyet
- Erkek
- Meslek
- müh.
Merhaba, değerli arkadaşlar. Günlük hayatımızda kullanımı yaygın load cell (strain gage) ve pır sensörlerin çalışma yapılarından ve bazı uygulamalarından bahsetmeye çalışacağım.
Load Cell (Strain Gage)
Load cell’ler elektrikteki ohm kanuna R=V/I’ya göre çalışır. Belirli boyda ve kalınlıkta, belirli malzemeye sahip bir iletken telin (bakır, çelik, nikel-krom, vb.) boyuna, kalınlığına ve malzeme cinsine göre ölçülebilen elektrik direnci (ohm) vardır. Load cell’i bir sensör olarak kullanabilmeyi ve hayata geçirmeyi düşünenler de, iletkenlerin bu fiziki şartlarının (kalınlık, uzunluk) belirli zorlamalar (basınç, çekme, ağırlık, vb.) ile şekil değiştirebilen elastik (esnek) olarak yapılmasıyla, bu ortamlarda basınç, çekme, basma (sıkışma), basınç, ağırlık, vb. mekanik etkilenimlerle mevcut fiziksel boyutlarının değişmesi ve bunun değişmesi esnasında elektrik (ohm) direncinin değişebilmesiyle, bu sensörleri birçok faydalı alanda uygulanabilir elektronik devreler şeklinde kullanımlara sunmuşlardır.
Gerçekten de bir load cell hücresi veya bu alıcı birimi, bu mekanik etkilerle karşı karşıya kalırsa, elastik yapıda olan kapalı iletken iç tellerinin uzayıp incelmesi, boyunun da uzamasıyla (malzeme yine ayni, bu değişmiyor) o anda ölçülen elektrik direncinin değişebilmesiyle, bu değişikliğin de elektrik-elektronik yollardan kuvvetlendirilmesiyle (Wheatstone - direnç köprüsüyle, amfiler ile) uygulanan bu mekanik kuvvetlerin büyüklüğünü biz basınç, ağırlık, flambaj (burulma), çekme, sıkışma, vb. şeklinde ölçebiliriz.
Faydalı uygulaması yapılan yerler olarak ; hassas elektronik terazilerde, ağırlık kuvvetini elektronik yoldan ölçebilmek ve dijital olarak değerlendirebilmek için, basıncın kontrol edildiği yüksek basınçlı kaplarda bu basınç büyüklüğünü sınırlama (kontrol) elemanı olarak örneğin elektronik düdüklü tencerelerde basınç transdüseri (sensörü) olarak, burulma (flambaj) etkilerine açık makine milleri, uçak gövdeleri parçaları, vb. elektronik ölçekte değerlendirip, sürekli değişebilecek flambaj değerlerini gözle takip edebilmek için, bunların bu mil yüzeylerinde konuşlanmış olan monteli haliyle, malzeme laboratuvarlarında, malzeme çekme testlerinin yapıldığı bazı test düzeneklerinde, çekme testi uygulanan malzemelerin üzerine montelenerek, örneğin bu çekme anında oluşan diğer kuvvetleri de tespit edebilmek amacıyla, vb. kullanılabilir. Bu örnekler buna benzer uygulanma yerleri olan daha birçok yerde çoğaltılabilir.
Kendi iç yapısıyla çalışma prensibi sade, basit, ancak sağladığı önemli hizmetler açısından bizim için oldukça değerli olan sensör veya transdücer (elektrik-elektronik yoldan, dış mekanik etkiyi elektrik sinyaline, ayni bir mikrofonda olduğu gibi dönüştürebilen çok faydalı dönüştürücülerdir.
Pır Sensörler
Pyroelectricity - Wikipedia (piroelektrik olayı)
Pır sensörlerin iç yapısında, kapalı mekanlarda hareketli olan insanlardan gelen kızılötesi (IR) ışınlarını, büyüteç görevi görerek bu ışınları PIR sensörün alıcı yüzeyinde odaklamak için fresnel merceği kullanılır. Bu mercekle PIR sensörüne odaklanan ve gözle görünmeyen IR (enfraruj) ışınlarının, ısıya duyarlı 2 adet pirokristallin tam birleşim yerindeki bu piroelektrik malzemelere odaklanıp uygulanmış olur. Enfraruj ışınlarla fresnel merceğinden odaklanıp orta noktada bu ışınlarla bir ısıtma etkisi yapıldığında, bu 2 kristalde elektrik yükü (piezo-elektrik kristallerinde bu kristale basınç uygulandığında, bu kristalin simetrisi bozulup asimetrik olduğunda yüksek gerilimli elektrik kıvılcımlarını elektronik çakmaklar nasıl üretiyorsa, burada bu basınç, sıkıştırma etkisini, hareket eden ve diferansiyel ısı farkı olarak bu orta birleşim noktasından, kayan IR (enfraruj) ışınları uygulamış olur, yani insanlardan yayılan, hareket eden ve görünmeyen IR ışınları bunu yapar) oluşmaz, çünkü termal ısınma olarak sağ ve soldaki kristaller tam dengeli ısınır ve elektrik yükü bu şartta dengelenir, yani elektrik yükü çıkışı bu şartta sfırdır. Ancak insanlar hareket etmeye başladıklarında, bu fresnel merceğinden odaklanarak gelen kızılötesi ışınları, bu defa simetrisi ısıl yönden bozulan bu kristallerde, dengesiz (asimetrik) olarak ısınan kristal yüzeyleri nedeniyle, kristal yüzeylerindeki bu elektrik yükü dengeleri de bozulduğundan kolayca elektrik yükü üretilir. Üretilen bu çok zayıf elektrik, bu PIR sensörünün içinde ona bağlı olan transistörün emitter ve beyzinden paralel bir direnç eşliğinde girerek VCC, VIR, GND çıkışı uçlarından çıkarak, örneğin elektronik bir devrede, başka transistörler/mini röleler ile 220 volt AC devresindeki 40 watt.lık ampulü, harekete duyarlı otomatik yakabilir.
PIR sensörleri bu çalışma yapılarıyla harekete çok duyarlı olduğundan evlerde, iş yerlerinde, vb. güvenlik sistemlerinde hırsız alarmı veya uyarıcısı olarak kullanılır. PIR lambalarda da lambaları harekete duyarlı olarak yakabildiklerinden son zamanlarda evlerde merdiven otomatiği (R-C zaman sabiteli olup elektronik zamanlayıcılı devreler yerine) olarak kullanılmaktadır. Tüm resimler netten bir alıntıdır. Kolay gelsin.
İnsan kapladığı hacim ve en az 36.5 - 37 santigrad derecede olun iç sıcaklığıyla, bu yüzden ışımayla (Fizikte ısının iletim, konveksiyon ve radyasyon yani ışımayla olan transferi mevcuttur) IR radyasyon vermeye daha uygun. Örneğin ayni sıcaklıkta farenin ve fare büyüklüğünde bu sıcaklığa ısıtılmış metal nesnenin karanlıkta, merdiven boşluğunda kapı önünde hareket ederken PIR sensörü tetikleyip lambayı yakıp yakamayacağı düşünülebilir. İnsanın boy, cüsse ve beden sıcaklığıyla, yerden olan yüksekliğiyle nedeniylle PIR'ı tetiklemeye daha uygun olduğu şeklinde düşünüyorum.
Fresnel merceği: Fresnel merceği çok iyi bilinen büyüteçlerin (dışı ince ortası kalın olan yakınsak bir merceğin) bazı bölümleri traşlanıp çıkarılmış ve az yer kaplayan, daha düzlenmsel bir şeklidir.
İnsan hareket etmediğinde veya alttaki dış yüzeylerde sadece 18- 20 derece santigatta, bazı nesnelerden yansıyan IR'ler bulunduğunda, fresnel merceğinden odaklanıp gelen IR ışıını, ısıya duyarlı iki birleşimli kristalin orta noktasını ısıttığında, bu termal ısı dağılımı eşit geldiğinden yüzeydeki statik elektrik yükleri de bu nedenle nötr'dür. Anacak insan hareketi veya nispeten büyük cüsseli ve vücudu nespeten sıcak bir hayvanın hareketinde, fresnel merceğinden odaklanıp gelen ışınlar odaklanırken onları izleyerek odaklandığından, kristalin tam orta yeri değil, sağ veya soluna onların daklanmış hareketli silüeti şeklinde düşerek PIRr'ın elektrik yükünü, bu asimetrik yüzey ısınmasında üretmesine neden olur. PIR'ın çalışma esası veya hareketle içten tetiklenmesi bu şekliyle olur. Kolay gelsin.
Load Cell (Strain Gage)
Load cell’ler elektrikteki ohm kanuna R=V/I’ya göre çalışır. Belirli boyda ve kalınlıkta, belirli malzemeye sahip bir iletken telin (bakır, çelik, nikel-krom, vb.) boyuna, kalınlığına ve malzeme cinsine göre ölçülebilen elektrik direnci (ohm) vardır. Load cell’i bir sensör olarak kullanabilmeyi ve hayata geçirmeyi düşünenler de, iletkenlerin bu fiziki şartlarının (kalınlık, uzunluk) belirli zorlamalar (basınç, çekme, ağırlık, vb.) ile şekil değiştirebilen elastik (esnek) olarak yapılmasıyla, bu ortamlarda basınç, çekme, basma (sıkışma), basınç, ağırlık, vb. mekanik etkilenimlerle mevcut fiziksel boyutlarının değişmesi ve bunun değişmesi esnasında elektrik (ohm) direncinin değişebilmesiyle, bu sensörleri birçok faydalı alanda uygulanabilir elektronik devreler şeklinde kullanımlara sunmuşlardır.
Gerçekten de bir load cell hücresi veya bu alıcı birimi, bu mekanik etkilerle karşı karşıya kalırsa, elastik yapıda olan kapalı iletken iç tellerinin uzayıp incelmesi, boyunun da uzamasıyla (malzeme yine ayni, bu değişmiyor) o anda ölçülen elektrik direncinin değişebilmesiyle, bu değişikliğin de elektrik-elektronik yollardan kuvvetlendirilmesiyle (Wheatstone - direnç köprüsüyle, amfiler ile) uygulanan bu mekanik kuvvetlerin büyüklüğünü biz basınç, ağırlık, flambaj (burulma), çekme, sıkışma, vb. şeklinde ölçebiliriz.
Faydalı uygulaması yapılan yerler olarak ; hassas elektronik terazilerde, ağırlık kuvvetini elektronik yoldan ölçebilmek ve dijital olarak değerlendirebilmek için, basıncın kontrol edildiği yüksek basınçlı kaplarda bu basınç büyüklüğünü sınırlama (kontrol) elemanı olarak örneğin elektronik düdüklü tencerelerde basınç transdüseri (sensörü) olarak, burulma (flambaj) etkilerine açık makine milleri, uçak gövdeleri parçaları, vb. elektronik ölçekte değerlendirip, sürekli değişebilecek flambaj değerlerini gözle takip edebilmek için, bunların bu mil yüzeylerinde konuşlanmış olan monteli haliyle, malzeme laboratuvarlarında, malzeme çekme testlerinin yapıldığı bazı test düzeneklerinde, çekme testi uygulanan malzemelerin üzerine montelenerek, örneğin bu çekme anında oluşan diğer kuvvetleri de tespit edebilmek amacıyla, vb. kullanılabilir. Bu örnekler buna benzer uygulanma yerleri olan daha birçok yerde çoğaltılabilir.
Kendi iç yapısıyla çalışma prensibi sade, basit, ancak sağladığı önemli hizmetler açısından bizim için oldukça değerli olan sensör veya transdücer (elektrik-elektronik yoldan, dış mekanik etkiyi elektrik sinyaline, ayni bir mikrofonda olduğu gibi dönüştürebilen çok faydalı dönüştürücülerdir.
Pır Sensörler
Pyroelectricity - Wikipedia (piroelektrik olayı)
Pır sensörlerin iç yapısında, kapalı mekanlarda hareketli olan insanlardan gelen kızılötesi (IR) ışınlarını, büyüteç görevi görerek bu ışınları PIR sensörün alıcı yüzeyinde odaklamak için fresnel merceği kullanılır. Bu mercekle PIR sensörüne odaklanan ve gözle görünmeyen IR (enfraruj) ışınlarının, ısıya duyarlı 2 adet pirokristallin tam birleşim yerindeki bu piroelektrik malzemelere odaklanıp uygulanmış olur. Enfraruj ışınlarla fresnel merceğinden odaklanıp orta noktada bu ışınlarla bir ısıtma etkisi yapıldığında, bu 2 kristalde elektrik yükü (piezo-elektrik kristallerinde bu kristale basınç uygulandığında, bu kristalin simetrisi bozulup asimetrik olduğunda yüksek gerilimli elektrik kıvılcımlarını elektronik çakmaklar nasıl üretiyorsa, burada bu basınç, sıkıştırma etkisini, hareket eden ve diferansiyel ısı farkı olarak bu orta birleşim noktasından, kayan IR (enfraruj) ışınları uygulamış olur, yani insanlardan yayılan, hareket eden ve görünmeyen IR ışınları bunu yapar) oluşmaz, çünkü termal ısınma olarak sağ ve soldaki kristaller tam dengeli ısınır ve elektrik yükü bu şartta dengelenir, yani elektrik yükü çıkışı bu şartta sfırdır. Ancak insanlar hareket etmeye başladıklarında, bu fresnel merceğinden odaklanarak gelen kızılötesi ışınları, bu defa simetrisi ısıl yönden bozulan bu kristallerde, dengesiz (asimetrik) olarak ısınan kristal yüzeyleri nedeniyle, kristal yüzeylerindeki bu elektrik yükü dengeleri de bozulduğundan kolayca elektrik yükü üretilir. Üretilen bu çok zayıf elektrik, bu PIR sensörünün içinde ona bağlı olan transistörün emitter ve beyzinden paralel bir direnç eşliğinde girerek VCC, VIR, GND çıkışı uçlarından çıkarak, örneğin elektronik bir devrede, başka transistörler/mini röleler ile 220 volt AC devresindeki 40 watt.lık ampulü, harekete duyarlı otomatik yakabilir.
PIR sensörleri bu çalışma yapılarıyla harekete çok duyarlı olduğundan evlerde, iş yerlerinde, vb. güvenlik sistemlerinde hırsız alarmı veya uyarıcısı olarak kullanılır. PIR lambalarda da lambaları harekete duyarlı olarak yakabildiklerinden son zamanlarda evlerde merdiven otomatiği (R-C zaman sabiteli olup elektronik zamanlayıcılı devreler yerine) olarak kullanılmaktadır. Tüm resimler netten bir alıntıdır. Kolay gelsin.
İnsan kapladığı hacim ve en az 36.5 - 37 santigrad derecede olun iç sıcaklığıyla, bu yüzden ışımayla (Fizikte ısının iletim, konveksiyon ve radyasyon yani ışımayla olan transferi mevcuttur) IR radyasyon vermeye daha uygun. Örneğin ayni sıcaklıkta farenin ve fare büyüklüğünde bu sıcaklığa ısıtılmış metal nesnenin karanlıkta, merdiven boşluğunda kapı önünde hareket ederken PIR sensörü tetikleyip lambayı yakıp yakamayacağı düşünülebilir. İnsanın boy, cüsse ve beden sıcaklığıyla, yerden olan yüksekliğiyle nedeniylle PIR'ı tetiklemeye daha uygun olduğu şeklinde düşünüyorum.
Fresnel merceği: Fresnel merceği çok iyi bilinen büyüteçlerin (dışı ince ortası kalın olan yakınsak bir merceğin) bazı bölümleri traşlanıp çıkarılmış ve az yer kaplayan, daha düzlenmsel bir şeklidir.
İnsan hareket etmediğinde veya alttaki dış yüzeylerde sadece 18- 20 derece santigatta, bazı nesnelerden yansıyan IR'ler bulunduğunda, fresnel merceğinden odaklanıp gelen IR ışıını, ısıya duyarlı iki birleşimli kristalin orta noktasını ısıttığında, bu termal ısı dağılımı eşit geldiğinden yüzeydeki statik elektrik yükleri de bu nedenle nötr'dür. Anacak insan hareketi veya nispeten büyük cüsseli ve vücudu nespeten sıcak bir hayvanın hareketinde, fresnel merceğinden odaklanıp gelen ışınlar odaklanırken onları izleyerek odaklandığından, kristalin tam orta yeri değil, sağ veya soluna onların daklanmış hareketli silüeti şeklinde düşerek PIRr'ın elektrik yükünü, bu asimetrik yüzey ısınmasında üretmesine neden olur. PIR'ın çalışma esası veya hareketle içten tetiklenmesi bu şekliyle olur. Kolay gelsin.
Son düzenleme:
