Elektrik devresi yapmak için öncelikle devreyi oluşturacak elemanları tanımalıyız. Bu elemanlar dirençler, transistörler, kondansatörler, diyotlar ve anahtarlar gibi birçok farklı parçadan oluşabilir. İhtiyacımıza göre bu elemanları bir araya getirmek ve bir devre oluşturmak için soldürme, breadboard ve PCB tasarımı gibi yöntemleri kullanabiliriz. Soldürme yöntemi, elemanların lehimlenmesi gerektiği için biraz daha zahmetli bir süreçtir. Breadboard yöntemi ise devrenin kablolama yöntemiyle bir araya getirilmesine imkan sağlar. PCB tasarımı ise devrenin bilgisayar programları kullanarak tasarlanması ve sonrasında baskı devre tahtasına dönüştürülmesi için kullanışlı bir yoldur.
Devrenin hazırlanmasının ardından doğru çalıştığından emin olmak için birkaç test yapmak gereklidir. Bunlar arasında DMM (Digital Multimeter) Testi, oskilloskop testi ve ilk güç uygulaması yer alır. DMM testi ile direnç, gerilim ve akım gibi ölçümler yapılırken, oskilloskop testi sayesinde sinyallerin dalga şekli incelenir ve işlevi doğrulanır. İlk güç uygulaması ise hazır olan devrenin ilk kez güçlendirilmesi ve tüm elemanların yeterince ısındığından emin olmak için gözlem yapılması gereklidir.
Devre Elemanları
Elektrik devresi yapmak için, bir dizi devre elemanı kullanılması gerekiyor. Bu elemanlar, devrenin işlevini sağlayacak önemli bileşenlerdir. Devre elemanlarının birbirleriyle olan etkileşimi sayesinde, elektronik cihazlar çalışır ve günlük hayatta kullandığımız birçok araç gereç hayat bulur. Devre oluşturmak için kullanılan temel elemanlardan bazıları şunlardır:
- Dirençler: Akımı sınırlamak ve gerilimi düşürmek için kullanılırlar.
- Transistörler: Bir sinyali güçlendirmek veya zayıflatmak için kullanılırlar.
- Kondansatörler: Yüksek frekanslı sinyalleri engelleyerek, düşük frekanslı sinyalleri iletmek için kullanılırlar.
- Diyotlar: Akımın sadece bir yönde akmasına izin verirler.
- Anahtarlar: Devreyi açıp kapamak için kullanılırlar.
Bu devre elemanları, farklı şekillerde bir araya getirilerek devreler oluşturulabilir. Örneğin, bir direnç ve bir kondansatör birlikte kullanıldığında, basit bir zaman sabitleyici devre oluşur. Bir transistör ve bir direnç birbirine bağlandığında ise, basit bir çıkış yükselteci devresi oluşur. Yeterli bilgi ve beceriye sahip olan herkes, temel bir devre oluşturma konusunda başarılı bir şekilde ilerleyebilir.
Devrenin Hazırlanması
Elektrik devresi hazırlamak için belli başlı üç yöntem vardır: soldürme, breadboard ve PCB tasarımı. Bunlar arasından uygun olan yöntem, elemanların sayısı ve karmaşıklığına bağlı olarak seçilir. Soldürme, elemanların birbirleriyle lehimlenmesini gerektirir ve daha kalıcı bir devre tasarımıdır. Breadboard ise devre elemanlarının bir araya getirilmesi için kablolama yapılması gereken bir yöntemdir. PCB tasarımı ise bir bilgisayar programı yardımıyla devrenin tasarlanmasını ve baskı devre tahtasına dönüştürülmesini gerektirir. Bu yöntem en karmaşık olanıdır, ancak daha net ve profesyonel bir sonuç verir.
Soldürme
Soldurma, bir devrenin birleştirilmesi için birleştirme yöntemlerinden biridir. Bu yöntem, bir lehimleme cihazı kullanılarak elemanların bir araya getirilmesini gerektirir. Önce, devre elemanlarına uygun şekilde olan deliklere birer birer yerleştirilir. Sonra lehim kullanarak elemanlar birbirine bağlanır. Lehimin eritilmesi, elemanların bir araya gelmesini sağlar. Doğru bir soltürme işlemi için doğru malzemeler ve ekipmanlar gereklidir. Bir soltürme cihazı, yanması kolay olan elemanları koruyan bir tel ve denetleyici bir devre içerir. Yani, yapacağınız soltürme işlemi için doğru malzemeleri ve ekipmanları edinerek başlayın.
Breadboard
Bir breadboard, devre elemanlarının bir araya getirilmesi için kullanılan bir tür prototipleme aracıdır. Devrenin elemanları, breadboard üzerinde belirli deliklerin arasındaki iletkenler yardımıyla birbirine bağlanır. Bunun için, elemanların bacaklarına teller eklenir ve teller, breadboard’un deliklerine yerleştirilir. Elemanlar daha sonra breadboard tarafından sağlanan iletken hatlarla birbirine bağlanır. Breadboard, devrenin tasarımını hızlı ve kolay bir şekilde test etmek için mükemmel bir araçtır.
Breadboard’un farklı boyutları ve şekilleri mevcuttur, ancak en yaygın olarak kullanılanı, adaptör ve pil paketi bağlanabilen bir güç rayı içeren 830 delikli bir breadboard’dur. Elemanların ve tellerin breadboard üzerindeki yerleşimleri, devrenin tasarımındaki bağlantı noktalarına göre yapılandırılır.
PCB Tasarımı
Bir devre tasarımını bilgisayar programları kullanarak tasarlamak en yaygın yöntemlerden biridir. Bunun için devrenin tüm elemanları ve bileşenleri, bir PCB çizim programı ile oluşturulur. Bu programlar, tasarımın, devrenin gerçek haline nasıl yerleştirileceğini gösteren bir 3D görünümünü de sağlar. PCB ayrıca, devre tahtasındaki tüm bağlantıların yapılması için baskı düzenine dönüştürülmelidir. Daha sonra, PCB bir baskı devre tahtası üreticisine gönderilir ve birkaç gün içinde baskı devre tahtası hazır bir şekilde geri gönderilir.
Birçok devre tasarım programı mevcuttur. Bu programların bazıları ücretsizdir, bazıları ise satın alınabilir. Ücretsiz programlardan bazıları EasyEDA, Fritzing ve KiCad’dir. Satın alınabilir programlarda ise, Altium Designer, Eagle PCB ve Circuit Maker örnek olarak verilebilir. Bu programlar genellikle devre tasarımı, bileşen seçimi, baskı devre tahtası çizimi ve üretimi gibi tüm adımlar için araçlar sunarlar.
| PCB Tasarım Adımları | Açıklama |
|---|---|
| Tasarım Hazırlığı | Gerekli bileşenler seçilir ve devrenin tasarımı oluşturulur. |
| Kablo Yolları | Bileşenlerin, elemanların ve bağlantı noktalarının yerleştirilmesinden sonra, kablolama yolları oluşturulur. Bu yollar, tasarımın çalışmasını ve bağlantıların doğruluğunu sağlar. |
| Baskı Devre Tahtası Düzeni | Baskı devre tahtasına dönüştürülür ve devrenin üretimi için hazırlanır. |
| Önizleme ve Kontrol | Önizleme yaparak tasarımın doğruluğunu kontrol edilir. Bu aşama, kablolama, baskı devre tahtası çizimi, bileşen ve hatların yerleştirilmesinin doğru olduğuna emin olmak için kullanılır. |
PCB tasarımı, profesyonel olarak üretilen bir devrenin en önemli aşamasıdır. Çizim yapılırken, tasarımın boyutu, bileşen sayısı, hat bağlantıları ve diğer birçok detay dikkate alınmalıdır.
Devrenin Test Edilmesi
Hazırlanan devrenin doğru çalıştığını kesinleştirmek için çeşitli testler yapılması gerekiyor. Bunların arasında digital multimetre (DMM) testi yapmak, oskilloskop testi uygulamak ve ilk güç uygulaması gibi testler yer alır. DMM testi yaparak, direnç, gerilim ve akım ölçümleri yapılabilir. Oskilloskop testi ise sinyallerin dalga şeklini inceleyerek devrenin doğru işlevini doğrulayabilir. Devrenin ilk kez güçlendirilmesi sırasında, tüm elemanların yeterince ısındığından emin olmak için gözlem yapılması gereklidir. Tüm bu testlerin yapılması, hazırlanan devrenin kesinlikle doğru çalıştığından emin olmak için önemlidir.
DMM (Digital Multimeter) Testi
DMM (Digital Multimeter) testi, bir devrenin doğru çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için kullanılır. Bu testi yapmak için, bir Dijital Multimetre kullanılır. Bu cihazla, devredeki direnç, gerilim ve akım ölçümleri yapılabilir.
Öncelikle, cihazın doğru şekilde kullanılması için talimatları okumak gereklidir. Ardından, cihazın test probunu doğru bir şekilde takmak için devre elemanlarının terminallerine bağlanır. Ölçüm yapmak için, cihazın okuma aralığı doğru şekilde ayarlanmalıdır.
Direnç ölçümü yapmak için, multimetrenin direnç ayarına getirilir ve test probu terminallere dokundurulur. Gerilim ölçümü yapmak için, multimetrenin gerilim ayarına getirilir ve test probu, gerilim ölçülecek noktaya bağlanır. Akım ölçümü yapmak için, multimetrenin akım ayarına getirilir ve test probu, akım ölçülecek noktaya bağlanarak, devrenin geri kalanıyla birlikte, test devresinin bir parçası haline getirilir.
Oskilloskop Testi
Oskilloskop testi, bir devrenin işlevselliğini kontrol etmek için kullanılan çok önemli bir yöntemdir. Bu test, devrenin içindeki sinyallerin dalga şeklini inceler. Dalga şekli, devrenin işlevini doğrulamak için kullanılır. Devrenin dalga şekli normal olarak kabul edilir ve işlevselliği onaylanır ise, devre güçlendirilmeye hazırdır. Bu test için, bir oskilloskop cihazı kullanılır. Bu cihaz, sinyallerin dalga şeklini grafiksel olarak gösterir. Test sonucunda, sinyal dalga şeklinde bir yere sahip değilse ya da dalga şekli düzensizse, devrenin hatalı olduğu anlaşılır.
İlk Güç Uygulaması
Elektrik devresi yapmak için gereken adımların son aşaması olan ilk güç uygulaması, hazırlanan devrenin ilk kez güçlendirilmesi ve elemanların ısınma durumunun kontrol edilmesini içerir. Güç kaynağı devreye bağlandıktan sonra, her bir elemanın yeterince ısındığından emin olmak için dikkatli bir gözlem yapılmalıdır.
Ayrıca, devrenin ilk kez çalıştırılması sırasında ani bir patlama veya diğer tehlikeli durumların oluşması olasılığı nedeniyle, kullanıcının güvenliği için önlemler alınmalıdır. Bu nedenle, gerekli güvenlik ekipmanları kullanılmalı ve dikkatli bir şekilde işlemler gerçekleştirilmelidir.
İlk güç uygulaması sırasında herhangi bir hata veya problem tespit edilirse, devre üzerinde gerekli müdahaleler yapılmalı ve sorun giderilmelidir. Bu aşama, devrenin tamamlanmasının ardından en önemli aşama olarak düşünülmelidir, çünkü elemanların doğru çalışması, devrenin güvenliği ve etkinliği için hayati öneme sahiptir.
