Potansiyometre Nedir?Elektronik bir parça adı olan potansiyometre diğer taraftan, EC (Elektronik kumandalı alternatif akımla çalışan cihazlar) motorlarında hız kontrolü yapmaya yarayan parçaya denir. Diğer yandan, EC motorlar için bir hız kontrol cihazının da adıdır. Böyle bir hız kontrol cihazında genellikle elektronik bileşen kullanılır. Her iki durumda da "potansiyometre" kelimesi, bir şeyin sonsuz şekilde ayarlanabilir olduğunu ifade eder.
EC (Alternatif Akım) Motorlar İçin Hız Kontrol Cihazı
EC (Elektronik Komütasyonlu) motorlar, aslında entegre bir hız kontrol ünitesine sahip AC motorlardır. Motorun bu dahili kontrol cihazı, çalışması için hedeflenen hız bilgisini gerektirir. Bu hızı motora iletmenin popüler yollarından biri potansiyometredir. Bu nedenle potansiyometre bazen yanıltıcı bir şekilde "hız kontrol cihazı" olarak adlandırılsa da, gerçek hız kontrolcü motora yerleşiktir; potansiyometre ise sadece istenen hızı manuel olarak belirleyen bir arayüzdür. Potansiyometre kullanılarak EC motorun hızı, motora zarar vermeden sınırsız sayıda ayarlanabilir.
Peki bu iletişim nasıl gerçekleşir? Potansiyometre, pervanenin hızını motora bir elektrik sinyali göndererek bildirir. Teknik terimle bu, analog sinyal olarak adlandırılır. Analog sinyal, sürekli değişebilen bir değer aralığında ayarlanabilir (maksimum ve minimum değerler arasında).
En yaygın kullanılan analog sinyal standardı 0 ila 10 Volt aralığıdır. Potansiyometre, düğme pozisyonunu bu analog sinyale dönüştürür. Bu sinyal, Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme (HVAC) sistemlerinde (EC motorları, valf konumlandırma, sıcaklık ayarı vb.) başka cihazları kontrol etmek için yaygın olarak kullanılır.
EC motor örneğimizde:
Kontrol sinyali 0 Volt ise fan durur (sabit konum).
Kontrol sinyali 10 Volt'a yükseltildiğinde ise fan maksimum hızda çalışır.
Kontrol sinyali 10 Volt'a yükseltildiğinde ise fan maksimum hızda çalışır.
Çeşitli Analog Sinyal Türleri
Pratikte, her birinin kendine ait avantajları ve dezavantajları olan birçok farklı analog sinyal türü vardır. Analog sinyali kontrol edecek cihaz, hangi sinyal türünün gerektiğini belirler. Bazı durumlarda birden fazla seçenek olabilir.
En yaygın kullanılan analog sinyal türlerini şu şekilde sıralayabiliriz:
Voltaj Sinyalleri (örn. 0-10 Volt): Bu tür analog sinyaller farklı voltaj ya da potansiyel kullanarak bilgiyi iletir. EC motoru analog sinyali algılayarak, buna göre istenen hızı ayarlar. Bu analog sinyal türü çok popülerdir çünkü sinyalin değeri kolayca bir voltmetre ile ölçülebilir. Bu, arıza tespiti işlemini çok daha kolay hale getirir.
Kablo uzunluğunun sınırlı olması ise dezavantajdır. Kabloların elektriksel dayanımı sebebiyle, kablo boyu uzadıkça voltaj kaybı yaşanmaktadır. (kablonun başında 10 Volt olan enerji, kablonun sonunda artık 10 Volt’tan düşük olacaktır.) Bu düşük hassasiyete sebep olacaktır. EC motorlar üzerinden örneklendirildiğinde, eğer potansiyometre ve EC motor arasındaki analog sinyal kablosu fazla uzunsa, maksimum fan hızına ulaşmak imkansız olacaktır. Bu problemin nedeni, uzun kablo sebebiyle analog kontrol sinyalinin 10 Voltluk maksimum iletim değerine ulaşamamasıdır.
Elektrik Direnci (örn. 0 – 10 kΩ ): Elektronik dünyasında bir değeri iletmenin en bilinen yoludur. Ayrıca, potansiyometre farklı direnç değerlerine sahip elektronik bir bileşendir. (konu ile ilgili kısmı makalenin alt satırlarında bulabilirsiniz.) EC motorlar üzerinden örneklemeye dönüyoruz. EC motoru arzu edilen hızı, analog sinyalden aldığı direnç değeri ile belirler. Burada da kablo boyu uzadıkça, potansiyometre ile EC motoru arasında kablonun elektrik direnci sebebiyle aktarım hassasiyeti düşecektir. İki cihaz arasındaki kablo boyu kısa tutulursa, basit ve uygun maliyetli çözüm olacaktır.
Akım Sinyalleri (örn. 4-20 mA): Elektriksel akımı değiştirerek bir değeri ileten analog sinyallerdir. EC motorları analog sinyallerden gelen akımı okuyarak motor hızına karar verir. mA değeri arttıkça, motor hızlanır. Bu örnekte 20 mA, maksimum motor gücüne eşit gelmektedir.
Bu seçeneğin büyük avantajı, kablo uzunluğu arttırıldığında iletim kısmında güç kaybı yaşanmaz. Kablodaki yükseltilmiş elektriksel dayanım, analog sinyal tarafından kompanse/telafi edilerek istenilen güç elde edilecektir. Kablo kırılması yaşanması mümkündür. (0 mA değeri sadece kablo kırılması yaşandığında meydana gelebilir. Normal koşullarda minimum analog sinyal değer, 4 mA olacaktır.) İhtimal dahilindeki hataları tespit etmek daha zordur çünkü voltaja kıyasla akım değeri ölçmek daha zordur.
Frekans Sinyalleri (örn. Puls (Kalp Atışı) Genişlik Modülasyonu):
Bu tür analog sinyale, genellikle bir pulse dizisi denir. Aynı genliğe (voltaj) sahip sürekli bir pulse dizisidir. Fark, pulse’ların frekansı ve genişliğindedir. EC motoru, sabit bir elektriksel pulse dizisi alır. Motor hızı, pulse’ların frekansı ve süresi temel alınarak belirlenir. Bu analog sinyal türü, kablo uzunluğundan kaynaklanan artan elektriksel direnç veya voltaj düşüşlerine duyarlı değildir. Pulse dizisini doğru şekilde yorumlamak için daha gelişmiş elektronikler gereklidir ve olası hataları tespit etmek de daha zordur.
Genele baktığımızda tüm bahsedilen analog sinyalleri aynı işi yapar; Farklı cihazlar arasında belirli değerleri taşımak ve iletişim kurmak. Bu analog sinyaller arasındaki fark, aynı mesajı farklı diller ile iletmek olarak açıklayabiliriz.
Kısaca; Voltaj sinyalleri ve elektriksel dirençler basit ve kısa mesafe çalışmaya uygun, akım ve frekans sinyalleri daha karmaşık yapıda ve uzak mesafelere daha uyumludur.
Potansiyometre Nedir ve Nasıl Çalışır?
Potansiyometre, elektronik devrelerde genellikle üç bacaklı (terminalli) bir ayarlanabilir direnç veya voltaj bölücü görevi gören temel bir bileşendir.
Yapısı:
Potansiyometre, temel olarak sabit bir direnç elemanından ve bu eleman üzerinde hareket eden bir silecekten (kayıcı kontak) oluşur.
Sabit Terminaller: Direnç elemanının iki ucuna bağlıdırlar.
Değişken Terminal (Silecek): Direnç elemanı üzerinde kayarak veya dönerek hareket eder.
Değişken Terminal (Silecek): Direnç elemanı üzerinde kayarak veya dönerek hareket eder.
Çalışma Prensibi:
İki sabit terminal arasına bir voltaj uygulandığında, potansiyometre bu voltajı bölmeye başlar. Sileceğin (hareketli terminal) konumu, toplam direnç elemanını iki farklı segmente ayırır.
Siz sileceği hareket ettirdikçe, bir segmentteki direnç artarken, diğer segmentteki direnç eş zamanlı olarak azalır.
Bu hareket, silecek ile sabit terminallerden biri arasındaki voltaj çıkışını hassas bir şekilde değiştirir.
Bu hareket, silecek ile sabit terminallerden biri arasındaki voltaj çıkışını hassas bir şekilde değiştirir.
Kullanım Amacı:
Potansiyometreler, kullanıcının bir elektronik devredeki bir değeri kolayca ve manuel olarak ayarlamasını sağlamak için kullanılır. Klasik bir örnek, bir radyonun veya ses sisteminin ses seviyesini ayarlamak için kullanılan düğmedir. Yani, cihazın davranışını sürekli bir aralıkta değiştirmeye yarayan temel bir kontrol mekanizmasıdır.
Sürekli Değişken Fan Hızı Kontrolü İçin EC Fan Kontrol Cihazları
Potansiyometreler, Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme (HVAC) sektöründe, EC (Elektronik Komütasyonlu) motorların hız ayarı için kilit bir bileşen olarak işlev görür. Bu temel fonksiyonları nedeniyle, endüstride sıklıkla "EC Fan Kontrol Cihazı" adıyla anılırlar.
Çalışma Mekanizması:
Potansiyometrenin görevi, kullanıcıdan gelen hız talebini, 0 ila 10 Volt aralığında bir analog kontrol sinyaline çevirmektir. Bu sinyal, EC motorun kontrol ünitesine iletilir. Analog sinyal, net bir oransal değeri temsil eder (örneğin, 8 Volt sinyali, %80 hız talebine karşılık gelir). EC motorun hız kontrol sistemi, bu sürekli sinyali temel alarak fanın istenen hızda çalışmasını sağlar.
Sentera'nın Ürün Grupları:
Sentera, piyasaya sunduğu EC fan hız kontrol cihazlarını, potansiyometrenin aktif çalışması için gerekli olan besleme voltajı kriterine göre belirlenmiş üç ana kategoriye ayırmıştır.
Düşük Besleme Voltajı
Bu potansiyometreler, 10 Volt bandında çalışmaya uyumlu EC motorları ile son derece uyumludur. Ayrıca voltaj kaynağı ve analog kontrol mekanizması tek kablo ile bağlanabilir.
SDP-E0US Serisi 5 ila 24 VDC arasında bir besleme voltajı gerektirir. Çıkış tipi, bir bağlantı teli'nin pozisyonu değiştirilerek ayarlanabilir. Analog çıkış sinyalinin minimum ve maksimum değeri, iki değişken ile ayarlanabilir. Bağlantı teli ve her iki değişken, potansiyometrenin ön panelinin arkasında, kabloların bağlandığı yerde bulunabilir.
SDP-M010 Serisi 24 VDC besleme voltajı gerektirir. Ön paneldeki düğme ile analog çıkış sinyali ayarlanabilir. Gerekirse, bu düğme Modbus RTU iletişimi ile geçersiz kılınabilir. Eğer Modbus RTU iletişimi ile geçersiz kılma aktifse, analog çıkış sinyali ilgili Modbus Holding ekran'ındaki bilgilere göre değişir. Geçersiz kılma sırasında ön paneldeki düğme devre dışı bırakılır. Analog çıkış sinyalini ayarlamanın yanı sıra, tüm potansiyometre ayarları Modbus RTU iletişimi ile de ayarlanabilir. Tipik bir uygulama, günün belirli zamanlarında ön paneldeki düğmeyi geçersiz kılmaktır. Örneğin bir okul binasında. EC fan hızı, ön paneldeki düğme devre dışı bırakıldığında uzaktan (BMS sistemi veya merkezi bilgisayar aracılığıyla) ayarlanabilir.
MTP-D010 Serisi 3 ila 15 VDC arasındaki besleme voltajını gerektirir. Bu potansiyometreler hala klasik muhafaza tipi ile gelir. Analog çıkış sinyali, sağlanan voltajın %10 ile %100 arasında ayarlanabilir. Örneğin, bu potansiyometre 10 VDC besleme voltajına bağlandığında, analog çıkış sinyali 1 ile 10 VDC arasında ayarlanabilir. Fan hızı maksimum değerde çok yüksekse, örneğin 1 ila 8 Volt arasında bir değere indirilebilir.
230 V Besleme Voltajlı Potansiyometreler
Bu özel potansiyometre modelleri, çalışmak için 230 V şebeke voltajına ihtiyaç duyar. Ürettikleri analog kontrol sinyali ise cihaza ayrı bir kablo üzerinden bağlanmalıdır.
Önemli Not: Kontrol sinyali kablolarının, sinyal karışıklığını ve etkileşimi önlemek amacıyla birbirlerinden daima ayrı tutulması kritik öneme sahiptir.
Bu potansiyometreler, özellikle analog sinyal üretimi için gerekli olan 10 Volt DC (veya benzeri) besleme voltajını sağlayamayan kontrol cihazları veya motor sistemleri için harici bir çözüm olarak tasarlanmıştır. Bu sayede, güç kaynağı eksik olan cihazlara harici olarak kontrol sinyali gönderme imkanı sunulur.
Güç Beslemesi Olmayan 10 kOhm Potansiyometreler
Bu potansiyometre türünün en önemli özelliği, harici bir güç kaynağına ihtiyaç duymamasıdır.
Bunlar, 0 ile 10.000 Ohm arasında ayarlanabilir (değişken) direnç değeri sunar. Bu tasarım, potansiyometrelerin üç iletkenli (üç telli) kablo ile bağlanmasına olanak tanır.
Bu kategorideki tüm ürünler, teknik işlevsellikleri aynı olmakla birlikte, sadece dış kasa (muhafaza) tasarımları açısından farklılık gösterir.
Hava Aktüatörleri ya da EC Motorları İçin Kontrol Anahtarları
Yukarıda bahsedilen potansiyometreler hız için sürekli değişen (kademesiz) bir sinyal üretirken, bazı uygulamalar kullanıcının fan hızını sadece belirli adımlarda (kademeli olarak) ayarlamasını gerektirir.
Bu gibi ihtiyaçlar için Sentera kontrol anahtarları ideal bir çözüm sunar.
Bu anahtarlar, EC fan hızını sürekli bir akış yerine belirli adımlar halinde düzenlemek üzere tasarlanmıştır. Kontrol anahtarları, $0-10 \text{ Volt}$ analog sinyalini üç ayrı (ve ayarlanabilir) kademeye bölerek sinyal üretir. Böylece kullanıcı, fan hızını minimumdan maksimuma doğru üç farklı adımda kolayca ayarlayabilir.
Kademeli AC Motorlar İçin Kontrol Anahtarları
Bu kontrol anahtarları grubu, özellikle üç farklı hızda çalışan AC motorlarla (örneğin tavan vantilatörlerinde kullanılanlar) uyumlu çalışmak üzere tasarlanmıştır.
Çalışma Prensibi:
Bu tür AC motorlar, her biri farklı bir dönüş hızı sağlayan üç ayrı sargıya sahiptir:
-Birinci sargı etkinleştirildiğinde motor en yavaş hızda döner.
-İkinci sargı etkinleştirildiğinde hız orta seviyeye çıkar.
-Üçüncü sargı etkinleştirildiğinde motor tam hızda çalışır.
-İkinci sargı etkinleştirildiğinde hız orta seviyeye çıkar.
-Üçüncü sargı etkinleştirildiğinde motor tam hızda çalışır.
Bu sistemin kontrolü, 230 VAC besleme voltajını doğrudan bu üç sargıdan birine yönlendiren mekanik bir anahtar aracılığıyla yapılır. Bu nedenle, bu kontrol anahtarı grubunun analog sinyallerle (örneğin 0-10V) herhangi bir bağlantısı veya işlevi yoktur.