Potansiyometre nedir?
Potansiyometre kelimesi bir yandan bir elektronik bileşenin adıdır. Diğer yandan EC motorlar için bir hız kontrol cihazının da adıdır. Böyle bir hız kontrol cihazında genellikle bu elektronik bileşen kullanılır. Her iki durumda da "potansiyometre" kelimesi, bir şeyin kademesiz olarak ayarlanabilir olduğunu gösterir.
Potansiyometre kelimesi bir yandan bir elektronik bileşenin adıdır. Diğer yandan EC motorlar için bir hız kontrol cihazının da adıdır. Böyle bir hız kontrol cihazında genellikle bu elektronik bileşen kullanılır. Her iki durumda da "potansiyometre" kelimesi, bir şeyin kademesiz olarak ayarlanabilir olduğunu gösterir.
EC motorlar için hız kontrol cihazı
Bir EC motor, dahili hız kontrol cihazına sahip bir AC motorun birleşimi olarak düşünülebilir (ayrıca bkz. AC ve EC motorlar makalesi). Bu dahili hız kontrol cihazının istenen motor devri hakkında bilgiye ihtiyacı vardır. Potansiyometre, istenen motor devrini EC motora iletmenin yollarından biridir. Bu nedenle potansiyometre bazen EC motorlar için hız kontrol cihazı olarak da adlandırılır. Ancak asıl hız kontrol cihazı EC motorun içine entegre edilmiştir; potansiyometre ise istenen devrin manuel olarak ayarlanabildiği cihazdır. Potansiyometre ile EC motorun devri kademesiz olarak değiştirilebilir.
Peki bu nasıl çalışır? Potansiyometre, EC motora ne kadar hızlı dönmesi gerektiğini nasıl söyler? Çok basit: elektriksel bir sinyal aracılığıyla. Teknik dilde buna analog sinyal denir. Bu, söz konusu elektriksel sinyalin minimum ve maksimum değer arasında sürekli olarak değiştirilebileceği anlamına gelir. En sık kullanılan analog sinyal 0 ila 10 Volt'tur. Yani 0 Volt ile 10 Volt arasında değişebilir.
Başka bir deyişle: Potansiyometre, düğmenin konumunu bir analog sinyale (örneğin 0-10 Volt) dönüştüren bir cihazdır. Bu analog sinyal, başka bir cihazı kontrol etmek için kullanılabilir. Örneklerin sayısı sonsuzdur, ancak HVAC dünyasında analog sinyaller sıklıkla EC motorları, değişken hız kontrol cihazlarını, damper/klape konumlandırmasını, istenen sıcaklık ayarını vb. kontrol etmek için kullanılır. Bu makalede EC motor kontrolü örneğine bağlı kalacağız. Bu örnekte, kontrol sinyali 0 Volt olduğunda fan duracaktır. Kontrol sinyali (kademesiz olarak) 10 Volt'a yükseldikçe fan da (kademesiz olarak) hızlanacak ve 10 Volt'ta maksimum hıza ulaşacaktır.
Farklı analog sinyal türleri
Farklı analog sinyal türleri
Uygulamada, her birinin kendine ait avantaj ve dezavantajları olan birçok farklı analog sinyal türü vardır. Analog sinyalle kontrol edilecek cihaz, hangi sinyal türünün gerekli olduğunu belirler. Bazı durumlarda birden fazla seçenek bulunur.
Burada en sık kullanılan analog sinyalleri listeliyoruz:
- Gerilim sinyalleri (örn. 0-10 Volt):
Bu analog sinyaller, bilgiyi iletmek için değişen bir gerilim veya potansiyel kullanır. EC motor, analog sinyalin gerilim seviyesini algılar ve istenen motor devrini buna göre belirler. Bu analog sinyal biçimi çok popülerdir, çünkü sinyalin değeri bir voltmetre ile kolayca ölçülebilir. Bu, arıza tespitini büyük ölçüde kolaylaştırır.
Dezavantajı, kablo uzunluğunun sınırlı kalması gerektiğidir. Kabloların elektriksel direnci nedeniyle, daha uzun kablolarda gerilim düşümü meydana gelir (kablonun başındaki 10 Volt, kablonun sonunda artık 10 Volt değildir). Bu da doğruluğun azalmasına yol açar. EC motor örneğinde, potansiyometre ile EC motor arasındaki analog sinyal kablosu çok uzunsa, maksimum fan hızına ulaşmak imkânsız olacaktır. Nedeni, uzun kablodaki gerilim düşümü yüzünden analog kontrol sinyalinin maksimum değeri olan 10 Volt'a ulaşamamasıdır. - Elektriksel direnç (örn. 0 ila 10 kΩ):
Bu, elektronik dünyasında bir değeri iletmenin en bilinen yoludur. Bu arada, potansiyometre de değişken direnç değerine sahip bir elektronik bileşendir – bu konuya makalenin ilerleyen bölümlerinde değineceğiz. EC motor örneğimize dönersek: EC motor, istenen motor devrini analog sinyalin direnç değerine göre belirler. Burada da potansiyometre ile EC motor arasındaki kablo mesafesinin uzaması, kablonun artan elektriksel direnci nedeniyle doğruluğun azalmasına neden olur. İki cihaz arasındaki kablo uzunluğu kısa tutulabiliyorsa, bu basit ve ekonomik bir çözümdür. - Akım sinyalleri (örn. 4-20 mA):
Bir değeri iletmek için elektrik akımını değiştiren analog sinyallerdir. EC motor, motor devrini analog sinyalin akımına göre belirler. Algılanan mA ne kadar yüksekse, motor devri o kadar yüksek olur. Bu örnekte 20 mA, maksimum motor devrine karşılık gelir.
Buradaki en büyük avantaj, kablo uzunluğu arttığında doğruluğun kaybolmamasıdır. Kablonun artan elektriksel direnci analog sinyal tarafından telafi edilir ve istenen akıma ulaşılır. Ayrıca kablo kopması da tespit edilebilir (0 mA yalnızca kablo kopması durumunda oluşabilir, çünkü analog sinyalin minimum değeri 4 mA'dir). Olası arızaların tespiti daha karmaşıktır, çünkü akımı ölçmek gerilimi ölçmekten daha zordur. - Frekans sinyalleri (örn. darbe genişlik modülasyonu veya PWM):
Bu tür analog sinyale darbe dizisi de denir. Aynı genliğe (gerilime) sahip sürekli bir darbe serisidir. Fark, darbelerin frekansı ve genişliğindedir. EC motor sürekli bir elektriksel darbe serisi alır. Motor devri, darbelerin frekansına ve süresine göre belirlenir. Bu analog sinyal biçimi, daha uzun kablo mesafeleri nedeniyle artan elektriksel dirence veya gerilim düşümlerine karşı duyarsızdır. Darbe dizisini doğru yorumlamak için daha gelişmiş elektronik gereklidir ve olası arızaların tespiti de daha zordur.
Sonuçta, bu analog sinyallerin hepsi aynı şeyi yapar: farklı cihazlar arasında belirli bir değeri iletir veya aktarır. Bu analog sinyal türleri arasındaki fark, aynı mesajın farklı bir dilde iletilmesi olarak düşünülebilir.
Özetle: Gerilim sinyalleri ve elektriksel direnç basittir ve kısa mesafeler için uygundur; akım ve frekans sinyalleri ise daha karmaşıktır ve daha uzun mesafeler için daha uygundur.
'Potansiyometre' elektronik bileşeni
Potansiyometre, değişken direnç veya gerilim bölücü olarak görev yapan üç uçlu bir elektronik bileşendir. Bir direnç elemanından, kayan veya dönen bir kontaktan (kayıcı kontak veya "wiper" olarak adlandırılır) ve üç bağlantı ucundan oluşur: İki sabit uç, direnç elemanının uçlarına bağlıdır. Değişken uç (kayıcı kontak), direnç elemanı boyunca kayarak veya dönerek direnci değiştirir ve böylece çıkış gerilimini ayarlar.
İki sabit uca bir gerilim uygulandığında, kayıcı kontak gerilimi direnç elemanı üzerindeki konumuna göre böler. Kayıcı kontağı hareket ettirmek, devrenin bir bölümündeki direnci değiştirirken aynı anda diğer bölümdeki direnci de değiştirir. Bu sayede kayıcı kontak ile sabit uçlardan biri arasındaki gerilim ayarlanır.
Potansiyometre, elektronik devrelerde kullanıcıya belirli bir değeri ayarlamak için basit bir yol sunmak amacıyla sıklıkla kullanılır. Buna bir örnek, radyodaki ses seviyesi kontrolüdür.
Sentera ürün yelpazesi potansiyometreleri ve kontrol anahtarlarını içerir
Kademesiz fan hızı kontrolü için EC fan kontrolörleri
Potansiyometre, tipik olarak HVAC alanında EC motorların hızını kontrol etmek için kullanılır. Bu nedenle EC fan hız kontrol cihazı veya EC fan kontrolörü olarak da adlandırılır. Potansiyometre bir kontrol sinyali (tipik olarak 0-10 Volt) üretir. Bu kontrol sinyali başka bir cihaza (örn. bir fan hız kontrol cihazına) bilgi sağlar. Bu örnekte potansiyometre, fan hız kontrol cihazını istenen fan hızı hakkında kontrol sinyali aracılığıyla "bilgilendirir". Bir analog sinyal belirli bir değeri temsil edebilir (örn. 8 Volt = %80). Bu değer bir aralık içindedir (0-10 Volt veya %0 - %100). Potansiyometreler veya EC fan hız kontrol cihazları, istenen fan hızını belirlemek için kullanılabilen, sürekli değişken bir kontrol sinyali üretir.
Sentera ürün yelpazesi üç EC fan hız kontrol cihazı grubunu içerir. Bu gruplar, potansiyometrenin çalışması için gereken besleme gerilimine göre ayrılmıştır:
1. Düşük besleme gerilimi
Bu potansiyometreler, 10 Volt DC (veya benzeri) besleme gerilimi sağlayan EC motorlarla kombinasyon için özellikle uygundur. Hem besleme gerilimini hem de analog kontrol sinyalini tek bir kabloyla bağlama imkânı sunarlar.
Bu potansiyometreler, 10 Volt DC (veya benzeri) besleme gerilimi sağlayan EC motorlarla kombinasyon için özellikle uygundur. Hem besleme gerilimini hem de analog kontrol sinyalini tek bir kabloyla bağlama imkânı sunarlar.
- SDP-E0US serisi 5 ila 24 VDC aralığında bir besleme gerilimi gerektirir. Çıkış tipi, bir jumper'ın konumu değiştirilerek ayarlanabilir. Analog çıkış sinyalinin minimum ve maksimum değeri iki trimmer ile ayarlanabilir. Jumper ve her iki trimmer, potansiyometrenin kabloların bağlandığı ön panelinin arkasında bulunur.
- SDP-M010 serisi 24 VDC besleme gerilimi gerektirir. Analog çıkış sinyali, ön paneldeki düğme ile ayarlanabilir. Gerekirse bu düğme Modbus RTU iletişimi ile devre dışı bırakılarak geçersiz kılınabilir. Modbus RTU üzerinden geçersiz kılma aktifken, analog çıkış sinyali ilgili Modbus holding register'daki bilgiyi takip eder. Geçersiz kılma sırasında ön paneldeki düğme devre dışı kalır. Analog çıkış sinyalinin ayarlanmasına ek olarak, tüm potansiyometre ayarları Modbus RTU iletişimi üzerinden değiştirilebilir. Tipik bir uygulama, örneğin bir okul binasında günün belirli saatlerinde düğmenin geçersiz kılınmasıdır. EC fan hızı bu durumda uzaktan (BMS sistemi veya merkezi bir bilgisayar aracılığıyla) ayarlanabilirken, ön paneldeki düğme devre dışı kalır.
- MTPND010 serisi 3 ila 15 VDC aralığında bir besleme gerilimi gerektirir. Bu potansiyometreler hâlâ klasik gövde tipinde mevcuttur. Analog çıkış sinyali, besleme geriliminin %10'u ile %100'ü arasında ayarlanabilir. Örneğin, bu potansiyometre 10 VDC besleme gerilimine bağlandığında, analog çıkış sinyali 1 ila 10 VDC aralığında ayarlanabilir. Fan hızı maksimum değerinde çok yüksekse, örneğin 1 ila 8 Volt'a düşürülebilir.
2. 230 VAC besleme gerilimi
Bu potansiyometreler 230 VAC besleme gerilimi gerektirir. Analog sinyal ayrı bir kablo ile bağlanabilir. Güç kabloları (230 VAC) ve kontrol sinyali kabloları, parazitleri önlemek için her zaman ayrı döşenmelidir. Bu potansiyometreler, potansiyometre için 10 Volt DC (veya benzeri) besleme gerilimi sağlamayan cihazlara analog sinyal üretmek üzere tasarlanmıştır.
3. Beslemesiz potansiyometre 10 kΩ
Bu potansiyometreler güç kaynağı gerektirmez. 0 ila 10 kiloohm (0 ila 10.000 Ohm) aralığında değişken bir direnç değeri sunarlar. Bu sayede söz konusu potansiyometreleri üç damarlı bir kabloyla bağlamak mümkündür. Bu gruptaki ürünler arasındaki tek fark gövdeleridir.
EC motorlar veya damper aktüatörleri için kontrol anahtarları
Bu cihazlar EC fan hızını kademeli olarak ayarlar. Yukarıda belirtilen potansiyometreler sürekli değişken bir sinyal üretir. Ancak kullanıcının fan hızını sürekli değişken yerine minimumdan maksimuma birkaç kademede ayarlamak istediği belirli uygulamalar vardır. Bu uygulamalar için Sentera kontrol anahtarları kullanılabilir. Kontrol anahtarları 3 kademeli bir kontrol sinyali üretir. 0-10 Volt analog sinyalini üç (ayarlanabilir) kademeye böler. Böylece fan hızını üç kademede ayarlamak mümkün olur.
Çok sargılı AC motorlar için kontrol anahtarları
Çok özel bir AC motor grubu benzer şekilde çalışır. Bunlar, örneğin tavan vantilatörlerinde kullanılan 3 kademeli motorlardır. Her sargı motora farklı bir hız kazandırır. İlk sargı enerjilendirildiğinde motor yavaş dönmeye başlar. İkinci sargı enerjilendirildiğinde motor biraz daha hızlı döner. Üçüncü sargı enerjilendirildiğinde motor tam hızda çalışır. Bu tür AC motorları kontrol etmek için, 230 VAC besleme gerilimini üç motor sargısından birine bağlayan mekanik bir anahtar gereklidir. Açıklığa kavuşturmak gerekirse: Bu kontrol anahtarı grubunun analog sinyallerle hiçbir ilgisi yoktur.