RC alçak geçiren filtre
RC alçak geçiren filtre
Giriş
Bu deneyle RC alçak geçiren filtreniin çalışma mantığını öğrenmeye çalışacağız.
Devreyi kuralım
Devremiz oldukça basit. Bir direnç ve meksefeden ("sığaç") oluşuyor.
Öncelikle kesim sıklığını hesaplayalım.
Kesim sıklığını yaklaşık 1600 Hz olarak bulduk.
Kesim sıklığında çıkış sinyali, giriş sinyalinin yaklaşık 0,707 katı oluyordu.
Giriş işaretinin sıklığını değiştirelim
İlk önce nispeten düşük yaklaşık 50 Hz bir işaretle başlıyoruz.
İlk başta 50 Hz gibi düşük bir sıklıkla başlıyoruz.
Çıkış işareti yeşil ile gösteriliyor. İşaretin tepe tepe değerinin yaklaşık 5 volt olduğunu görebilirsiniz.
Filtremiz alçak sıklıktaki işaretlerin geçmesine izin veriyor.
Sıklığı yavaş yavaş arttırıyoruz.
İşaretimiz kesim sıklığının yaklaşık yarısı olan 800 Hz'ye gelince bozulmaya başlıyor.
Kesim sıklığında ise giriş işaretinin yaklaşık 0.707 katı oluyor.
Kesim sıklığında filtrede meydana gelen bir miktar gecikmeden dolayı çıkış işaretinin açısı değişiyor.
Buna faz kayması ismi veriliyor.
Kesim sıklığının üzerinde 15 kHZ sıklıkta işaretin artık söndüğünü görebilirsiniz.
50 kHz ve üstü sıklıklarda artık esamesi bile okunmuyor. Işaret doğru akıma benziyor.
Devre benzetimi
Devrenin Microcap ile benzetim sonuçlarını görebilirsiniz.
Kesim sıklığında çıkışın vektörel büyüklüğü girişin yaklaşık 0,707 katı oluyor.
Düşük sıklıktaki işaretlerin değişmeden geçtiğini görebilirsiniz.
Açının ise -90 ° ye geldiği görülebilir.
Benzetim kütüğünü buradan indirebilirsiniz.
Benzetim için benzetim Analysis dalgalı akım AC yolunu takip ediniz.
Gelen bölümde sıklık frequency alanında 1e5,10 girebilirsiniz.
Böylece 10'dan başlayarak $ 10^5 $ sıklığına kadar benzetim yapmak istediğimizi belirtiyoruz.
Arduino ile ışık şiddetini değiştirmek
Öncelikle yukarıdaki devreyi kurunuz.
const int lamba = 9; // 9 numaralı ucun PWM özelliği var
const int giris = A0; // A0 ucundan potansiyometre bilgisini okuyoruz
int okunan;
void setup()
{
pinMode(lamba, OUTPUT);
pinMode(giris, INPUT);
}
void loop()
{
okunan = analogRead(giris); // Potansiyometreden gelen veriyi oku
okunan = map(okunan, 0, 1023, 0, 255); // 0-1023 aralığından 0-255 aralığına çevir
analogWrite(lamba, okunan); // PWM değerini lambaya yaz
delay(100); // Bir süre bekle
}
Sonra Arduino'ya yukarıdaki yazılımı yükleyiniz.
Uygulamaya gelirsek basitçe potansiyometreyi çevirerek ışık şiddetini ayarlayabiliyoruz.
Potansiyometre devrede iki türlü bağlanıyor.
Eğer üç uç kulllanılırsa orta uçtan bir gerilim okunuyor. Bu örnekte orta uçtan 0 ila 5 volt arası bir gerilim okuyoruz.
Eğer potansiyometrenin üst ve orta uçlarını birbirine bağlayıp, alt ve bağlanan uçlar arasındaki gerilimi multimetre ile ölçerseniz, direncin tekerlek döndükçe değiştiğini görebilirsiniz.
Okuduğumuz bu gerilim 0 ila 1023 arası bir sayıya tekabül ediyor. Bu değeri 0 ila 255 aralığına taşıyoruz.
Arduino'nun 9 numaralı ucundan, okuduğumuz değere göre doluluk oranı değiştirilebilen ("PWM") işareti üretiyoruz.
Böylece tekerleği çevirerek ışığın az ya da çok yanmasını sağlayabiliriz.
Filtrelerle giriş işareti olarak doluluk boşluk oranı değişen bir işaret kullanılabilir.
Ayarlı güç kaynağı
Mikro denetleyicinin ürettiği doluluk boşluk oranı değişen işareti doğru akıma çevirmek için bir filtre kullanabiliriz.
Bunun için kesim sıklığını düşük bir değer yaklaşık 1 Hz ayarlayabiliriz.
Meksefenin ("sığacın") değerini yaklaşık bir değer olarak 2200u kullandık.
Arduino devresini yukarıda görüldüğü gibi değiştirdik.
Böylece doluluk boşluk oranı değiştirilebilen işaretten doğru akım üretmiş olduk.
DC gerilimin yaklaşık 3.3 V civarında olduğunu görebilirsiniz.
Potansiyometrenin tekerleğini çevirerek 0 ve 5V arası DC gerilim üretebiliriz.
Yorumlar