Arduino Eğitimleri - 3. Ders - Arduino Öğrenimi İçin Gerekli Olan Elektrik Bilgileri ve Devremizi Geliştirelim
- egitimdebilisim.com
- 10 Nis
- 8 dakikada okunur
Güncelleme tarihi: 6 gün önce
Eğitim amaçları:
Kısa devrenin öğrenilmesi.
Faz Nötr öğrenilmesi
Topraklamanın öğrenilmesi.
Basit bir devre tasarımının geliştirilmesi.
Devreye birden fazla LED ekleme
Seri ve paralel bağlantının öğrenilmesi.
Devreye anahtar ekleme
Devreye Pushbutton(buton) ekleme.
Anahtar ve düğmenin farkını öğrenme
Oluşturduğumuz normal(düz) devrelerin sınırlılığını öğrenme
Arduino ihtiyacının nedenlerini öğrenme.
Kısa Devre Nedir?
Kısa devre, elektriğin doğru yoldan değil, dirençsiz ve yanlış bir yoldan geçerek hızla boşalmasıdır.
Yani elektrik, normalde örneğin bir LED içinden geçip çalıştırması gerekirken, doğrudan + dan –‘ye atlayınca, bu kısa yol cihazlara zarar verir ve bazen ısınma, duman, patlama bile olabilir.
Benzetme ile Açıklama:
Diyelim ki musluktan su akıyor (bu elektrik akımı gibi düşün):
Normal devre: Su, hortumun içinden geçer, bahçeye ulaşır ve çiçekleri sular (yani işe yarar).
Kısa devre: Su doğrudan yere dökülür, çiçeklere ulaşmaz. Hortum patlar, musluk zarar görür.
Ne Zaman Kısa Devre Olur?
Bu, pilin veya güç kaynağının artı (+) ve eksi (–) uçları hiçbir direnç, LED, motor, vs olmadan doğrudan birbirine bağlanırsa.
Devrede direnç unutulursa
Çünkü enerji hiçbir işe yaramadan akar ve devre zarar görür. Yani elektrik akımı yola çıktı ise bir işe yaramadan geri dönmemeli. Başladığı yere iş yapmadan dönerse sisteme zarar verir.
Faz Nötr Nedir?
⚡ 1. Faz (L – Line / Live)
Elektrik akımının geldiği hattır.
Genelde 220 Volt gibi yüksek gerilim taşır.
Renk kodu olarak genellikle kahverengi, siyah veya kırmızı kullanılır (ülkeye göre değişebilir).
Prizde veya elektrik devresinde sizi çarpabilecek olan uçtur.
Kısacası: Faz = Enerjiyi taşıyan hat.
⚙️ 2. Nötr (N – Neutral)
Elektriğin geri döndüğü hattır.
Teorik olarak 0 Volt olması beklenir.
Renk kodu genellikle mavi olur.
Nötr hattı, fazdan çıkan akımı tamamlar ve elektrik devresinin kapanmasını sağlar.
Kısacası: Nötr = Akımın dönüş yolu, devreyi tamamlayan hat.
🧠 Basit Bir Benzetme:
Su musluğu gibi düşün:
Faz hattı, suyun geldiği borudur.
Nötr hattı, suyun geri döndüğü gider borusudur.
Arada bir cihaz (örneğin çamaşır makinesi) varsa, su (akım) oradan geçer.
🛑 Uyarı: Nötr tehlikesiz değildir!
Teoride 0V olsa da, bazı arızalı sistemlerde veya yanlış bağlantılarda nötr de elektrik çarpmasına sebep olabilir. Her zaman dikkatli olunmalıdır.
🧪 Bonus: Priz Örneği
Eğer bir prizdeki iki deliğe ölçü aletiyle bakarsan:
Bir uçta 220V, diğer uçta 0V göreceksin.
220V olan: Faz,
0V olan: Nötr olur.
Topraklama Nedir? (ground - gnd)
Elektrikte GRD (Ground) kelimesi, İngilizce "ground" yani toprak anlamına gelir ve genellikle devre şemalarında veya cihaz bağlantılarında toprak hattını ifade etmek için kullanılır.
🔌 GRD Nedir?
GRD, bir elektrik devresinin referans noktasıdır ve genellikle:
Topraklama hattı olarak kullanılır,
Elektriksel potansiyelin sıfır (0V) olduğu kabul edilir,
Diğer voltaj seviyeleri bu noktaya göre ölçülür.
🔧 GRD Ne İşe Yarar?
Referans voltaj sağlar: Örneğin +5V, aslında GRD'ye göre 5 volttur. Yani GRD = 0V kabul edilir.
Güvenliği sağlar: Kaçak akımların toprağa iletilmesini sağlar, böylece elektrik çarpması önlenir.
Devre bütünlüğünü sağlar: Devredeki tüm bileşenlerin ortak bir “geri dönüş yolu” olur.
💡 Basit Bir Örnek:
Bir LED devresi düşünelim:
+5V kaynağından bir direnç → LED → GRD hattına bağlanır.
Devre ancak bu şekilde kapanır, çünkü elektrik akımı + kutuptan çıkar, LED üzerinden geçer ve GRD üzerinden geri döner.
🖥️ Elektronik Devrelerde GRD
PCB (baskı devre) tasarımlarında genellikle geniş bir "ground plane" (toprak düzlemi) bulunur.
Arduino gibi geliştirme kartlarında GND olarak yazılır ama bu da GRD (ground) anlamına gelir.
⚠️ GRD ile Nötr Aynı mı?
Hayır, aynı değildir ama bazen karıştırılır:
Terim | Anlamı | Kullanım Alanı |
GRD | Toprak hattı | Elektronik devreler, cihaz kasaları |
Nötr | Alternatif akımın dönüş hattı | Şehir elektriği, priz bağlantıları |
Geçmiş devremizi hatırlayalım
Elektriğin öğrenilmesi
Elektrik akımının öğrenilmesi. (AMPER - I)
Direncin öğrenilmesi (OHM)
Gerilimin öğrenilmesi (Pil)
Anot ve Katotun öğrenilmesi.
Basit bir devre tasarımının yapılması.
Bu bilgileri öğrenerek aşağıdaki devreyi tasarlamıştık.
Bağlantı Türleri Öğrenme ve LED Ekleme
1. PARALEL BAĞLANTI:
Yani iki LED’i aynı + ve – uçlarına bağlarsan:
🔸 Her LED’e ayrı ayrı 50 ohm direnç bağladıysan:
Sorun yok, her LED koruma altında.
Direnç değerini değiştirmene gerek yok.
🔸 Ama tek bir dirençle iki LED’i beslemeye kalkarsan:
Akım paylaşımı dengesiz olur.
LED’lerden biri daha parlak yanar, hatta biri zarar görebilir.
Bu önerilmez.
Yani tek direnç ile paralel bağlantı önerilmez.
2. SERİ BAĞLANTI
Bu durumda:
LED’ler art arda bağlanır.
Bu şekilde çalışması için LED’lerin toplam gerilim ihtiyacı + direnç toplamı, güç kaynağının voltajını geçmemeli.
5V genelde 2 LED + direnç için yetersiz kalabilir.
ÖZET:
LED Sayısı | Bağlantı Türü | Direnç Değeri |
1 LED | Tek direnç | 50 ohm olabilir |
2 LED | Paralel | Her LED'e 50 ohm ayrı ayrı |
2 LED | Seri | 5V yeterli olmayabilir |
Devremizi geliştirelim - Paralel Bağlantı ile LED ekleme
Her LED için ayrı direnç kullanmak her zaman daha sağlıklıdır. Bu nedenle bağlantımızı paralel yapacağız.
Paralel LED eklenmiş hali.
Yani ikinci LED’i aynı + ve – uçlarına bağladık ve ikinci direnci aynı şekilde ekledik.
Devre anahtarını öğrenme ve devreye ekleme
Elektrik anahtarı, elektrikli cihazlarda kullanılan ve devreyi açıp kapama işlevi gören bir bileşendir. Kısacası, bir açma-kapama parçasıdır.
Yapısı ve çalışma prensibi:
Elektrik anahtarı, devreyi bağlar veya ayırır. Bu sayede bir elektrikli cihazın çalışıp çalışmamasını kontrol ederiz. Örneğin, lamba anahtarı gibi.
Açma pozisyonunda (anahtar "açık"): Elektrik akışı devreden geçer ve cihaz çalışır (örneğin, lamba yanar).
Kapama pozisyonunda (anahtar "kapalı"): Elektrik akışı devreden geçemez ve cihaz çalışmaz (örneğin, lamba söner).
Elektrik anahtarlarında genellikle 3 bağlantı bulunur çünkü bu tür anahtarlar genellikle bir "komütatör anahtar" (ya da "çok yönlü anahtar") işlevi görür ve birden fazla cihazın kontrol edilmesini sağlar.
1. Orta Bağlantı (Common - C - Ortak)
Bu bağlantı genellikle anahtara bağlı olan giriş kısmıdır. Anahtara enerji buradan gelir.
2. Bağlantı 1 ve Bağlantı 2 (L1 ve L2)
Bu bağlantılar anahtarın açılıp kapalı konumları arasında değişmesini sağlar. Yani, anahtar çevrildiğinde elektrik akışı bu iki çıkış arasında geçiş yapar.
Örnek olarak:
L1: Enerji bir cihazı çalıştırmak için gönderilebilir.
L2: Enerji diğer bir cihazı çalıştırmak için gönderilebilir.
Kısaca:
3 bağlantılı anahtarlar:
Orta (C): Giriş (enerji buradan gelir).
L1 ve L2: Çıkışlar (enerji burada yönlendirilir, hangi yola akacağına karar verir).
Devremizi geliştirelim - Paralel Bağlantı - Anahtar Ekleme - Tek LED Yakma
Burada ekleyeceğimiz anahtara her basışta bir led sönüp diğeri yanacak. Yani ikisi birlikte yanmayacak.
C (Common-Ortak): Orta bağlantı (giriş) buraya +3V yani pilin + kutbunu bağlayacağız.
L1 ve L2: Bu bağlantılar LED'lerin paralel devreleri olarak kullanılacak.
L1'i ilk LED’in direncine ve L2’yi ikinci LED’in direncine bağlayacağız.
Anahtar açık olduğunda (yani C ve L1 bağlantısında), LED1 yanacak, LED2 yanmayacak.
Anahtar kapalı olduğunda (yani C ve L2 bağlantısında), LED2 yanacak, LED1 yanmayacak.
Anahtarın konumuna göre LED’lerden yalnızca biri yanacak.
Devremizi geliştirelim - Paralel Bağlantı - Anahtar Ekleme - İki LED Yakma
Eğer her iki LED'i de aynı anda yakmak ve söndürmek istiyorsak, iki LED'i paralel bağlamak ve hepsine aynı anda enerji vermek en pratik çözüm olacaktır. Bu durumda, bir anahtar kullanarak her iki LED'in aynı anda yanmasını veya sönmesini sağlayabiliriz.
Bu devrede her iki LED ve direnç, ortak bir hat üzerinden bağlanır. Anahtar ise bu devreyi açıp kapatmaya yarar.
C (Common-Ortak): Orta bağlantı (giriş) buraya +3V yani pilin + kutbunu bağlayacağız.
L1: Bu bağlantı LED'lerin paralel devreleri olarak kullanılacak.
L2'i boş kalacak böylece anahtar L2 pozisyonuna geldiğinde iki LED'de sönecek.
Düğme (PushButton) Nedir?
Pushbutton (düğme) nesnesinin 2 yada 4 bacağı vardır.
4 Bacaklı Düğmenin İç Yapısı:
A ve B birbirine bağlıdır (içten iletkendir).
C ve D de birbirine bağlıdır (ayrı bir iletken grup).
Ancak A–C veya B–D arası normalde bağlantılı değildir.
Düğmeye basınca A ile C, B ile D arasında bağlantı kurulur (kısaca çaprazlama bağlanır).
ÖZET:
Bacak | Ne Zaman Bağlı? |
A – B | Her zaman bağlı |
C – D | Her zaman bağlı |
A – C veya B – D | Sadece düğmeye basınca bağlı |
2 Bacaklı Düğmenin İç Yapısı:
1. NO (Normally Open - Normalde Açık)
Sembol (soldaki):Buton basılmadığında A ile B arasında bağlantı yoktur (devre açık).
Ne zaman çalışır?Butona basılınca bağlantı sağlanır, yani devre kapanır ve elektrik geçer.
Kullanım:Genelde bir şeyi başlatmak için kullanılır. Örneğin, bir lambayı yakmak.
2. NC (Normally Closed - Normalde Kapalı)
Sembol (sağdaki):Buton basılmadığında A ile B arasında bağlantı vardır (devre kapalı).
Ne zaman çalışır?Butona basılınca bağlantı kesilir, yani devre açılır ve elektrik geçmez.
📌 Kısa Özet:
Buton basılmadan önce elektrik geçmez. Basınca elektrik geçer.
Genellikle Neden 4 Bacak Var?
1. Kolay Montaj İçin (Mekanik ve Elektriksel Stabilite)
4 bacak sayesinde düğme breadboard’a sağlam oturur ve sağa sola oynamaz.
Düğme devrede stabil ve sağlam durur, temas sorunu yaşanmaz.
2. Kullanım Kolaylığı (Her İki Yönden Bağlayabilme)
Düğmenin iki kenarı da aynı işlevi görür (A–B ve C–D gibi).
Bu sayede devrede nasıl yerleştirirsen yerleştir, iki taraftan da bağlantı yapabilirsin.
Yani üretici diyor ki:
"Sen uğraşma yönle falan, nereye koyarsan koy çalışsın!"
3. Çapraz Bağlantı İçin
İç yapısı gereği, düğmeye basıldığında çapraz bacaklar (örneğin A ve C) birbirine bağlanır.
Bu tasarım sayesinde sadece düğmeye basınca devre tamamlanır.
ÖZET:
Sebep | Açıklama |
🧷 Fiziksel denge | Breadboard'da sağlam durur |
🔁 Esneklik | İki yönden bağlayabilirsin |
🔀 İç yapı | Çapraz bağlantı mantığıyla çalışır |
Anahtar ile Düğmenin Farkı Nedir?
Anahtar ve düğme benzer işlevlere sahip olsa da farklıdırlar. İkisi de devrede akımın geçişini kontrol eden elemanlar olsa da kullanım amaçları ve çalışma şekilleri biraz farklıdır.
🔘 Düğme (Pushbutton)
Geçici işlev görür. Düğmeye bastığında devreyi açar veya kapar, fakat bıraktığında eski durumuna geri döner.
Kısa süreli etki sağlar. Yani, basılı tutmak yerine sadece bir kez basmak gerekir.
Normalde Açık (NO) veya Normalde Kapalı (NC) olabilir. (Buna bağlı olarak, basılınca devre açılır veya kapanır.)
🧳 Örnek Kullanım:
LED yanması: Bir düğmeye basarak LED’i yakarsın, bırakınca LED söner.
Buzzer: Bir alarm düğmesine basarak sesi açıp kapatabilirsin.
🏷️ Anahtar
Sürekli işlev görür. Anahtar, devreyi açmak veya kapamak için sürekli bir pozisyonda kalabilir.
Anahtar, genellikle devreyi uzun süreli olarak açık tutar ya da kapalı tutar.
Anahtar genellikle bir "açma-kapama" işlevi görür ve sık sık yinelemeli olarak kullanılmaz.
🧳 Örnek Kullanım:
Evdeki lamba anahtarı: Anahtara basıldığında ışık yanar, basılmadığında ışık söner. Anahtar yine basıldığında değişir.
⚖️ Farklar:
Özellik | Düğme | Anahtar |
Çalışma Süresi | Kısa süreli (basınca devre açılır, bırakınca kapanır) | Uzun süreli (açık veya kapalı kalabilir) |
Kullanım | Geçici, geçici bağlantı sağlar | Sürekli bağlantı sağlar |
Yapısı | Genellikle 2-4 bacaklı | Genellikle 2-3 bacaklı |
Örnekler | LED kontrolü, alarm sistemi | Evdeki anahtarlar, devre anahtarı |
Devremizi geliştirelim - Düğme (PushButton) Ekleme
Burada düğmemizi kaldırıp buton ekliyoruz.
Pushbutton, anahtar gibi devreyi açıp kapatmak yerine geçici olarak açar. Yani, düğmeye basıldığında devreye akım geçer, bıraktığında devreyi kapatır.
4 bacaklı pushbutton'lar şöyle çalışır:
İki bacak birbiriyle bağlantılıdır. Bu, bir grup bacak olarak kabul edilir.
Diğer iki bacak da farklı bir grup bacak oluşturur.
Butona basıldığında, bir grup bacak ile diğer grup bacak arasında bağlantı kurulur.
Çalışma Prensibi:
Pushbutton’a Basıldığında: Bacak 1 ve 2, bacak 3 ve 4 ile bağlantı kurar. LED'ler yanar.
Pushbutton'a Basılmadığında: Bacaklar arasında bağlantı yoktur. LED'ler sönerek devreyi terk eder.
Oluşturduğumuz normal(düz) devrelerin sınırlılığı ve Arduino ihtiyacı
"Normal düz bir devre" ile "Arduino devresi" arasındaki farklar:
🔌 1. Kontrol ve Akıl (Zeka)
Normal devre: Sadece basit elektrik bağlantılarından oluşur. Örneğin: pil → düğme → LED → direnç → toprağa. Akımı açar/kapatır ama bir "akıl" yoktur.
Arduino devresi: Arduino, bir mikrodenetleyici barındırır. Yani içine yazılım yazarak devreye karar verme, zamanlama, ölçüm, otomasyon gibi “akıllı davranışlar” katabilirsin.
📌 Örnek:Normal devrede LED düğmeye basınca yanar.Arduino devresinde: "Eğer ortam karanlıksa ve biri düğmeye basarsa LED 5 saniye yansın" gibi bir mantık kurabilirsin.
🛠️ 2. Donanım Karmaşıklığı
Normal devreler daha basittir ve çoğu zaman lehim, direnç, transistör gibi analog bileşenlerle kurulur.
Arduino devresi daha çok sensörler, modüller ve yazılım içeren bileşenlerle çalışır.
💡 3. Yeniden Programlanabilirlik
Normal devre: Tasarlandığı gibi çalışır. Bir şey değiştirmek için devreyi sökmen gerekir.
Arduino devresi: Yazılım değiştirerek davranışı anında değiştirebilirsin.
🔁 4. Esneklik ve Otomasyon
Normal devre: Zamanlayıcı, sensörle karar verme, uzaktan kontrol gibi şeyleri yapmak zordur.
Arduino devresi: Bu tür işlemler yazılım ile kolayca yapılabilir.
📷 Görsel Fark:
Düğmeye basıldığında LED yansın:
Normal devre versiyonu (yalnızca buton ve LED).
Arduino ile yapılmış versiyon (yazılım ile kontrol edilen LED).
Özetle artık düz devreden Arduino'ya geçeceğiz.
DERS ÖZET VİDEO:
DERS GÖREVİ:
2 LED'li bir düz devre kur. Pushbutton ile bu LED'leri yak. uygun dirençleri eklemeyi unutma.
Comments