27 Ocak 2017 Cuma

Esneyebilir Tranzistörler

Sensör görevi gören bir kol bandı, esneyebilir göstergeler veya akıllı implantlarda bükülebilir elektronik modüllerin kullanılmasına ihtiyaç duyulur. Bu problemlerin çözümü için şimdilik araştırmacılar katlanabilen veya dalgalı bir yüzeye sahip olan dolayısıyla esneklik gösterebilen taşıyıcı malzemeler üzerine sabit devreler kurmakla yetiniyorlar. Kaliforniyada bulunan bir araştırma grubu esneyerek sahip olduğu yüzeyin iki katı büyüklüğe ulaşabilen ve bu sırada elektriksel işlevlerini yine ilk şekliyle devam ettirebilen transistör geliştirdi. Söz konusu grup, Science dergisinde bir parmağın hareketlerini tıpkı bir sakız gibi takip edebilen ilk prototipi bilim dünyasına sunmuş bulunuyorlar. 


Standford Üniversitesinde İçerisine  Tranzistörler Entegre Edilmiş Esneyebilir  Polimer Malzeme Üretildi. 
Stanford üniversitesinden Zhenan Bao “Polimerlerden oluşturulan esnek tranzistörlerle , yumuşak ve istenilen üç boyutlu şekli verebileceğimiz entegre devre ve sensörler üretebileceğiz.” diyor. Kendisi, grubunun uzun zamandır esnek tranzistör üretebilmenin yollarını araştırıp durduğunu da ilave diyor sözlerine. Polythiophene sınıfından organik bir polimer kendileri için sıçrama noktası olmuş. Ekip bu malzemeyi çok ama çok ince , birkaç nanometre inceliğindeki lifler halinde polimerize etmiş. Sonra da bu yarı iletken lifçikleri , “Polimer Nanosığdırma “ ismi verilen özel bir teknik vasıtası ile incecik, şeffaf ve çok esnek bir Polystyrol Blokpolimer filme sığdırmayı başarmış. Bao ve ekibi, bu kompozit malzemeden minik karbon nanotüplerinden imal edilen elektrik kontaklarıyla son halini verdikleri alan etkiki tranzistörleri tasarlamışlar. Bu devre elemanını kullanarak araştırmacılar tek bir ledi sürebilecek kadar güçlü devreler oluşturabildiler. Bu incecik sürücü modülün yüzeyi iki katına kadar genişleyebiliyor ve herhangi bir kuvvete ihtiyaç duymadan yine eski halini alıyor. Bu esneme hareketi devrenin elektriksel kabiliyetlerine zarar vermiyor. Hem gergin hem de normal durumda farketmeksizin iyi bir iletkenliğe sahip olmayı da sürdürüyor. 

Olası uygulama sahaları hakkında bir fikir vermesi açısından, araştırma ekibi, bu esneyebilir modülü bir parmak eklemine yapıştırdı. Ne kadar bükülürse bükülsün, eklem yerindeki modül kendisine bağlı ledi düzgün şekilde sürmeyi sürdürdü. Bu temel üzerinde geliştirilen daha karmaşık devrelerle esnek sensörler ya da esnetilebilen ekran filmlerinin piksellerinin kontrolü gerçekleştirilebilecek gibi görünüyor. Yine de herkes sayıları yüzlerle değil belki binlerle ifade edilen gerilme-ilk haline dönme döngülerinin pratiğe dönüşebilmesi için , bükülebilir tranzistör yüzeylerinin her halükarda daha dayanıklı olması gerektiğinin bilincinde.

26 Ocak 2017 Perşembe

Kısaca Jeneratörlerde Marş Sistemi

Yedek (destek) güç sistemi olarak jeneratör setlerinde başlatma yani marş sistemi en önemli sistemlerdendir. Genellikle kritik yüklerin beslenmesinde tercih edilen kesintisiz güç kaynaklarının batarya ömrü birkaç dakika ile sınırlı olduğundan bu sistemler göz önünde bulundurulduğunda, jeneratörlerin çok hızlı ve devreye girmeleri gerekmektedir. Güç sistemindeki kesintinin tespiti, tahrik mekanizmasının yani motorun başlatılması , frekans ve gerilimi kararlı ve istenen sınırlar içerisinde oluşturulması ve yüklerin jeneratör çıkışına bağlanması en az 10-15 sn içerisinde gerçekleşmek durumundadır. 


Marş Sistemi 
Ne var ki günümüzde pek çok sistem boşalmış, bozulmuş veya eksiltilmiş (çalınmış vs olabilir ) aküler nedeniyle bu anlatıldığı şekliyle muntazam işletilemektedir. Bu olumsuzluklara tekniğine uygun yapılmayan bakımlar ve insani faktörler(hatalar) de dahil edilebilir. Bilinçli bakım ve tasarım jeneratörlerin doğru şekilde başlatılabilmesi için son derece önem arz eder. 

Jeneratörlerin pek çoğu, tıpkı otomotiv uygulamalarında olduğu gibi akülerden beslenen marş motorları ile başlatılır. Buna karşılık. Çok büyük bir tahrik elemanına yani motora sahip jeneratörlerde elbette bazı pnömatik ve hidrolik seçenekleri de söz konusudur. Alışılagelmiş marş sistemlerinde en önemli kısım kesinlikle akülerdir. Örnek olarak, bazı tip jeneratörlerin akülerini şarj eden şarj dinamosu bataryanın kullanımda olmadığı durumlarda akü bataryalarının dejarjını önleyecek hiçbir işlev görmemektedir. Bunun için otomatik ve ayrı bir şekilde tasarlanmış uzaktan alarm verebilen şarj sistemleri en iyi uygulama şekli olacaktır. Aküleri soğuktan ve pastan korumak da çok önemlidir. 

Akü bataryaların soğuktan korunması, akülerin kurşun asit elektrolitlerini belli sıcaklıklarla tutan ısıtıcılarla gerçekleştirilir. Böyle bir ısıtma işlemi soğuk iklimlerde marş motoruna gönderilecek marş akımının ciddi şekilde artırılabilmesine olanak sağlar. Aküler genelde, -17,8 derecede 30 saniye boyunca verebilecekleri ve soğuk marş akımı (CCA ) diye anılan bir tasarım değeri ile üretilirler. Bu sıcaklığın altında ve 26,7 derece üstündeki sıcaklıklarda akünün güvenilirliği zayıf kalmaktadır.

24 Ocak 2017 Salı

Sıvı Reostalar


Sıvı reostalar içerisinde sıvı elektrolit kullanılan ayarlı dirençlerdir.  Akışkan kısım yani elektolit genellikle tuzlu sudur ve sıvı seviyesi değiştirilmek suretiyle bu reostaların direnç değeri ayarlanabilmektedir.  Daha çok motor başlatmada ve hız kontrolünde kullanılan bir tür  ayarlı dirençtir.  Bilindiği gibi asenkron motorlarda hız kontrolünde direnç kullanımı sık başvurulan bir yöntemdir. 


Yapı olarak bir kaba konulmuş tuzlu su içerisinde bulunan  bakır plakadan oluşur.  Bu kabın içerisindeki elektrolit seviyesini  ve böylece direnç değerini değiştirmek üzere bir düzenek bulunur. Bu düzenek modern uygulamalarda servo motorlar ile kontrol edilebilir.  

Bu kontrol neticesinde değişen elektrolit seviyesi ile iletkenlik ve dolayısıyla da direnç değeri değişir. Yüksek elektrolit seviyesinde direnç düşük düşük seviyelerde ise yüksektir.  

Asenkron Motor Yol Vermede Kullanılan  Sıvı Reosta 


Sıvı reostalar sessiz çalışan ve uzun ömre sahip devre elemanlarıdır. D.C devrelerde pek tercih edilmezler çünkü D.C akım elektrotlar arasında ciddi bir tortulaşma meydana getirirler.  Bu yüzden uygulama sahaları A.C ile sınırlıdır. 

Sıvı reostalar ayrıca test merkezlerinde , jeneratör çıkışlarında yük olarak kullanılabilir. Jeneratör çıkışı tuz çözeltisi ile dolu bir kabın içerisinde bulunan elektrotlara bağlıdır. 

Bu ayarlı dirençlerin büyük olanları ,  elektrolit sıcaklığını kontrol etmek üzere bir ısı eşanjörüne de sahip olabilir. 

19 Ocak 2017 Perşembe

Nanotitanyumdioksit (TiO2 ) & Nanoçinkooksit (ZnO)

Nanotitanyumdioksit & Nanoçinkooksit 
Büyüklükleri bir kaç yüz nanometreyi aşmayan Titanyumdioksit ve çinkooksit parçacıkları özellikle ağartma ve yiyeceklerin ömürlerini uzatmada kullanılan gıda katkılarıdır. Daha küçük ebatlardaki nanoparçacıklar, antibakteriyel özellik sağlayan katkı maddesi olarak gıda paketleme ve saklama kaplarında kullanılırlar. Kozmetikte bu ikisi, ultraviyole ışınımlardan korunma amaçlı olarak kullanılırlar. Nanotitanyumdioksit halihazırda , nano gümüşlerin yanı sıra karşımızaen çok çıkan nano yapıtaşlarından biridir.

Güneş Kremlerinde Ultraviyole Işınımlara Karşı Korumada Kullanılan  Nano Çinko Oksit Toz Halinde
Hayvanlar üzerinde yapılan deneyler sonucunda, yüksek doz alınması halinde nano titanyumdioksitin akciğer kanserini tetiklediği gözlemlenmiştir.  Dünya Sağlık Örgütüne bağlı Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı bu malzemeyi kansere neden olabilen malzemeler sınıfına sokmuştur.  Özellikle fareler üzerinde gerçekleştirilen deneylerde nano titandioksitin hamile farelerde yavrulara geçtiği ve bu aktarım sonucunda bilhassa beyin vc sinir sistemi üzerinde ciddi hasarlara sebebiyet verdiği gözlemlenmiştir.  Erkek yavrularda ilerleyen dönemlerde sperm üretiminde ciddi azalmalar tespit edilebilmiştir.  Bundan başka nano titanyumdioksit  özellikle ultraviyole ışığa maruz bırakıldıktan sonra algler ve su pireleri ki  korunmuş bir ekolojik sistemin en önemli göstergelerinden biridir,  için zehirli hale gelmektedir. 

Nano çinkoksit de aynı şekilde alglere ve su pirelerine zehirli bir etkide bulunabilirler. Farelerin beslenmeleriyle ilgili olarak yapılan bir deneyde,120 nanometre büyüklüğündeki çinkooksit parçacıklarının karaciğer, mide , kalp ve dalak üzerinde zararlı etkilerinin olduğu ispatlanmıştır.  19 nanometre büyüklüğündeki çinkooksit parçacıklarının çok düşük bir dozu bile insan ve fare hücreleri üzerinde zehirli(toksik ) etkilere sahiptir. 

Değişik bilimsel çalışmalarbu iki bileşiğin fotoaktif  özellikte olduğu ve serbest radikaller üretebildiği  sonucuna ulaşılmıştır.  Bu bahsettiğimiz etkenler, özellikle cildimizin  ultraviyole ışınıma maruz kalması  durumunda hücrelerimizi DNA'sı  üzerinde ,   zararlı etkiler meydana getirebilirler. 

Güç Elektroniği ve Motor Sürücüleri (Soru Cevap Şeklinde)

Güç elektroniği ve motor sürücülerinin kontrolü, elektrik makineleri , doğrultucular, otomatik kontrol ve mikroelektronik gibi alanların tümünü ilgilendirmektedir. Elektrikli tahrik sahasının inceliklerinin anlaşılabilmesi ve geliştirilmesi bu farklı disiplinlerin optimal şekilde terkibinin yapılabilmesiyle münkün olabilir. Teorik ilişkilerin bir bütüne ulaştırılabilmesi için elimizden geldiğince sizlere soru cevap şeklinde hazırlayacağım bu çalışmayla, endüstriyel bir planlama ve ölçeklendirme çalışmasında eksiksiz bir çözümleme kabiliyeti kazanacağınıza inanıyorum. Sorularımızı sıralamaya başlayabiliriz: 

Elektromekanik Prensipler

1- Mekanik hareket denklemlerini bir örnekle açıklayınız. 
Bu denklemler, ivmelenme torkunun mil devrinin zaman içerisindeki değişimiyle orantılı olduğunu söyler. Bu formülde oransal katsayımız sistemin atalet momentidir. Şimdi çoğu kişi bilmeyebilir ama eskiden dedelerimizin kullandığı kollu zımpara taşları vardı. Bu kol çevrilince kocaman yuvarlak, tekerleğe benzeyen bir zımpara taşı dönerek bıçak orak vs gibi aletleri bilememizi sağlardı. (Memlekette bizim orada kösdere derler. Babamın motorlu olanından var.) 

Kollu Zımpara Taşı (Kösdere ) 
Bu zımpara ( bileği ) taşını kolu çevirerek döndürmeye başladığımızda yarıçap üzerinden sabit bir tahrik kuvvetine maruz kalan taşın hızı doğrusal olarak artmaya başlayacak, bu kuvveti kaldırdığımızda ivmelenme ve dolayısıyla hız değişimi giderek azalıp sıfır olacaktır. Bu tabii ki taşın hızının duracağı anlamına gelmez , aksine sadece (iyi yataklanmış bir bilye sistemine sahip ise ) mil hızı sabit kalacak bu sabit hızda dönmeye devam edecektir. İdeali bırakıp fiziksel dünyaya dönersek, zımpara taşına uygulanan tahrik kuvvetinin sürtünme kuvveti kadarlık bir kısmı eksilecektir ki bu durumda hızlanma için kalan net kuvvet , çok ciddi şekilde küçük bir değerde olacaktır. Küçük bir zımpara taşının, büyük bir taşa kıyasla, her iki durumda da eşit büyüklükte uygulanan tahrik kuvveti altında belli bir dönme hızına daha çabuk ulaşması sistemin atalet momentini daha önemli hale getirmektedir. 

2-İş makinelerinde kullanılan motorlar belli bir hız seviyesine nasıl getirilirler? 
Dönme sayısındaki artışın en fazla olduğu hal, ivmelenme olayı boyunca sabit değerde tutulan azami dönme momenti ile sağlanan ivmelenme halidir. Bundan sonuç olarak hareket denklemi uyarınca lineer bir hızlanma ortaya çıkmaktadır. İstenen hız değerine ulaşıldığında, tahrik momenti direnç momentine eşit olacak şekilde moment değeri sıfıra çekilmelidir. Elektrikli tahrik tekniğinde küçük mekanik zaman sabitleri nedeniyle bu tür dinamik olaylar sadece elektronik denetim devreleri (kaskat kontrol/denetim) ile gerçekleştirilebilmektedir. 

3- Elektrikli Dişli Motor nedir ve elektrikli doğrudan tahrik motorlara kıyasla hangi üstünlüklere sahiptir?
Dişli motorlarda yüksek hızlı bir rotor ile dönme sayısını düşürmede ve dönme momentini artırmakta kullanılan bir dişli mekanizması vardır. Dişli motorun üstünlüğü rotoru yavaş dönen doğrudan tahrikli motorlara göre daha yüksek bir güç-ağırlık oranına sahip olmasında yatar. 

4- Dönme momentinin bir motorun güç-ağırlık oranı ve tasarım büyüklüğü üzerindeki etkisi nasıldır?(Örnek vererek izah edin)
Devir sayısının aksine, dönme momenti motorun tasarım büyüklüğüne ve dolayısıyla güç-ağırlık oranına doğrudan etki eder: Yani aynı güçteki yüksek hızlı bir motor, düşük hızlı bir motora göre daha küçük ve hafiftir. Bu sadece elektromotorlar için böyle değildir. Diğer tüm tahrik formlarında da böyledir. Böylelikle, bir kamyonun aynı beygir gücündeki içten yanmalı motoru bir yarış aracının motorundan daha büyük ve ağır olduğunu söyleyebiliriz. Yine basit bir örnek vermek gerekirse , bir boksörün ağırlığı ve kas miktarı uzun mesafe koşucusuna göre daha fazladır. 

5- Üç fazlı Motor Sürücülerinin doğru akım motoru sürücülerine olan üstünlüğü, sürüş tekniği yönüyle nelerdir?
Doğru akım sürücülerinin en büyük zayıflığı mekanik bir akım komütatörüne sahip olmalarında yatar. Bu nedenle fırçaların çıkardığı kıvılcımlardan kaynaklı olarak çok ciddi aşınma ve yorulmalara maruz kalırlar. Buna karşılık üç fazlı veya alternatif akım sürücüleri bakım işlemlerine gerek duyulmaksızın oldukça sağlam bir şekilde imal edilirler. Öyle ki bir yıl gibi bir süre boyunca çalışan bir motor için bile bakım gerekli değildir. Bundan başka, alternatif akım sürücüleri ile dakikada 10000 devir gibi yüksek devirlere çıkabilmek mümkün olabilmektedir. Yüksek işletme güvenliği, sağlamlık, patlamaya karşı koruma, ve bakım gerektirmemesi gibi özellikleri nedeniyle bu sürücüler zamanla klasik doğru akım motor sürücülerinin yerini almaktadır. Güç elektroniğinin gelişmesine paralel olarak, bu trendin giderek güçlenmesi söz konusudur. 


.............................DEVAM EDECEK.............................

17 Ocak 2017 Salı

Kondansatörler “ Doğrusal & Sinüzoidal Olmayan” Ortamlarda Kullanılabilir mi?

Merhaba arkadaşlar, güç kalitesi ile yakından alakalı bir konuda yazmak istedim bugün. Biliyorsunuz çok yakın bir zamana kadar tüm devre elemanları lineer(doğrusal ) özellikteydi. Yani akım dalga şekli hemen hemen bir sinüs dalga formuna uygundu ve büyüklüğü de yükle birlikte orantılı olarak artıyordu. Ne var ki günümüzde doğrusal olmayan özellikteki yükler ciddi bir artış gösterdi. Bu yüklerin genel karakteristikleri darbeli akımlar ve 50 hz üzerinde sinüs alt frekanslarına sahip olmalarıdır. 
Hangi yükler böyle “doğrusal olmayan” sıfatını hak ediyor? Hatta doğrusal olanlar ile olmayanları beraber verelim:

Doğrusal Yükler:
  • Motorlar 
  • Akkor Flamanlı Lambalar
  • Isıtıcılar
Doğrusal Olmayan Yükler
  • D.C Sürücü Devreleri 
  • Değişken Frekanslı A.C Sürücü Devreleri
  • Programlanabilir Denetleyici Devreler
  • Endüksiyon Ocakları
  • Gaz Deşarjlı Aydınlatma Armatürleri
  • Kişisel Bilgisayarlar
  • Kesintisiz Güç Kaynakları 
Doğrusal olmayan yüklerdeki artış beraberinde elektrik dağıtım şebekesinde görülen harmonik bozulmaları da getirir. Kapasitörler harmonik yaratan elemanlar olmasa bile varlıkları mevcut durumu daha da kötüleştirebilir. Harmonik akımların varlığı aslında sahaya özgü bir sorundur. Bu akımlar özellikle elektriğin tüketildiği çevredeki tüm elektrik ve elektronik ekipmanın kendi aralarında ve şebeke altyapısıyla gerçekleştirdiği karşılıklı bir etkileşimden doğarlar ve işin doğrusu kestirilmeleri ve modellenmeleri bir hayli zordur. 

Belki “ Değiştirilebilir Frekanslı Sürücüler” (VFD) i kullanarak harmonikleri daha iyi anlamanıza yardımcı olabilirim. VFD güç çıkışını kontrol edebilmek için anahtarlamalı güç kaynakları kullanan bir cihazdır. 6 adımlı VFD ( biraz eski teknoloji diyelim ) devresinde kontrol organı bir çevrimde 6 kez anahtarlama yaparak sinüs dalgası elde etmeye çalışır. Bu anahtarlamalar arasındaki süre değiştikçe (yani frekansla oynadığımızda ) motorun hızı, meydana gelen değişik frekanslar için değişik değerler alacaktır. Şimdi buraya dikkat edelim: 

Frekanslarda böyle oynamak beraberinde iki mühim soruna yol açacaktır. Birinci problem yüksek gerilim pikleridir. Diğer önemli sorun ise bozuk akım dalga şeklidir. Yüksek gerilim pikleri genelde kısa süreli olaylardır ve zamanlama amacıyla “ gerilimi sıfır geçişte kesme” özelliğine sahip olan devrelerde sorun yaratma potansiyeline sahiptir. 

Harmonikler elektrik hatlarında gürültüye ve ısıya neden olurlar. Isıda artış şalterlerin istenmeyen açmasına neden olabilir. Güç kapasitörleri için de böyle sorunlar söz konusudur. Isıl yüklenme nedeniyle kapasitörlerin sigortaları atabilir. Sadece bu istenmeyen sigorta açmaları bile tek başına elektrik şebekemizde harmonik akımların dolaştığını göstermeye yetebilir.

10 Ocak 2017 Salı

Çeyrek Antenler (V antenler )

Çokyönlü verici antenler verici sahası boyunca aynı zaman kapsamında yayın yapılması istendiğinde tercih edilirler. Bu sahanın yarıçapı verici gücüne bağlı olarak 1300 km’e kadar çıkabilir.Şayet dinleyicilere gece gündüz ayrımı olmadan ve vericiyi tekrar tekrar frekans ayarına tabii tutmadan tek frekansta işletmek istenirse oldukça basit ve üstün bir tasarıma sahip olan çeyrek antenler diğer anten türlerine nazaran öne çıkacaktır.  Bu antenler tasarım olarak  rombik antenlere benzerler. Çeyrek anten denmesinin sebebi iki anten yarısı arasında açısal olarak  çoğunlukla 360/4 = 90 derece olmasıdır.  İngilizcesi quadrant antenna şeklindedir.

İki Adet Çeyrek Anten
Bu antenler en genel şekliyle aşağıdaki parametrelerle tanımlanırlar. 

H antenin yatay polarizasyonu
Q çeyrek anten tipi
n dikey olarak gruplanmış dipol sayısı
h en alçak dipolün tasarım frekansında dalga boyu cinsinden yüksekliği


Çeyrek antenler yatay bükülü dipollerden meydana gelirler. Bu bükümün açısı, istenen yatay ışınım diyagramına ( yani çokyönlülükten ne kadar sapmaya izin verileceğine ) bağlı olarak 60 ila 90 derece arasında değişir. Her ne kadar “narinlik ” yani dipol uzunluğunun eşdeğer dipol çapına olan oranı en ideal genişbant karakteristikleri için seçilmiş ve söz konusu dipol bir açık çoktelli kafes şeklinde oluşturulmuşsa da , basit dipollerin tüm kısadalga yayın tayfında işletilemeyeceği açıktır. Frekanslar aşağıda verilmiştir. 

Çeyrek Antenlerde Frekans Band Aralıkları  (Büyütmek için tıklayınız)

Fotovoltaik Tesisatın Temel Bileşenleri

Aşağıda fotovoltaik tesisata dair güzel bir görsel paylaşıyorum: