Giriş
PLC “Programlanabilir Lojik Kontrolör” İngilizce kelimelerinin baş harflerinin PLC alınarak kısaltılması ile oluşur. Endüstriyel uygulamaların her dalında yapılan genel amaçlı kumanda ve otomasyon çalışmalarının bir sonucu olan PLC tekniği, kullanıcılara A’dan Z’ye her türlü çözümü getiren komple bir, teknoloji alt grubudur. 25 yıl önce sanayi uygulamalarında kullanılmaya başlanmış ve son 10 yıldır IDEC, FESTO, MITSUBISHI, SIMATIC, TOSHIBA, SIEMENS, WESTING HOUSE, GENERAL ELECTRİC, GEC gibi firmaların, tabanı ve programlama mantığı birbirine çok yakın,kendi aralarında değişik üstünlükler ile ayrılan PLC sistemlerini geliştirmeleri ile, otomatik kontrol sistemlerinde , hız, kontrol, güvenlik, ürün kalitesi yanı sıra, yeni bir ürün imali için kumanda devrelerinin yeniden oluşturulması montajı ve bağlantıları yerine sadece PLC programlama ile giderilmesi çok büyük bir avantaj sağlamıştır. Bu da PLC tabanlı kontrol sistemlerinin endüstriyel otomasyon, devrelerinden vazgeçilmez bir sistem olarak kullanılmasını ve her geçen gün yeni özellikler ile güncelleştirilmesi gereğini doğurmuştur.
Endüstriyel kontrolün gelişimi PLC’lerin gerçek yerini belirlemiştir. İlk önce analog kontrolle başlayan, elektronik kontrol sistemleri zamanla yetersiz kalınca, çözüm analog bilgisayar adını verebileceğiz sistemlerden, dijital kökenli sistemlere geçmiştir. Dijital sistemlerin zamanla daha hızlanması ve birçok fonksiyonu, çok küçük bir hacimle dahi yapılabilmeleri onları daha da aktif kılmıştır. Fakat esas gelişim, programlanabilir dijital sistemlerin ortaya çıkması ve mikroişlemcili kontrolün aktif kullanıma geçirilmesinin bir sonucudur. Mikroişlemcili kontrolün, mikroişlemci tabanlı komple sistemlere yerini bırakmak zorunda kalması, Z80 ile aylarca süren tasarlama süresinin yanında, baskı devre yaptırmak zorunda kalınması ve en küçük değişikliğin bile ağır bir yük olmasının sonucudur. İşte bu noktada PLC’ler hayatımıza girmeye başlamıştır.
Programlanabilir lojik kontrolörlerin çıkışı 60'li yılların sonu ile 70'li yılların başlarına dayanır. İlk kumanda kontrolörleri bağlantı programlamalı cihazlardı. Bu cihazların fonksiyonları, lojik modüllerin birbirine bağlantı yapılarak birleştirilmesi ile gerçekleştiriliyordu. Bu cihazlarla çalışmak hem zordu, hem de kullanım ve programlama olanakları sınırlıydı. Bugünkü PLC'ler ile karşılaştırıldığında son derece basit cihazlardı. PLC'lerin ortaya çıkarılma amacı, röleli kumanda sistemlerinin gerçekleştirdiği fonksiyonların mikroişlemcili kontrol sistemleri ile yerine getirilebilmesidir. Lojik temelli röle sistemlerine alternatif olarak dizayn edildiklerinden PROGRAMLANABILIR LOJIK KONTROLÖR (Programmable Logic Controller) adi verilmiştir. İlerleyen zaman içinde çeşitli firmalar muhtelif kapasitelerde PLC'ler üretmişlerdir.Bu firmalar arasında Mitsubishi, Toshiba gibi firmalar küçük tipte, kapasite bakımından alt ve orta sinif PLC'ler üretmişlerdir. Siemens, Omron, Allen-Bradley, General Electric, Westinghouse gibi firmalar da PLC sistemlerini daha geniş bir tabana yayarak alt, orta ve üst sınıflarda PLC'ler üretmişlerdir.
PLC bir bilgisayara benzetilirse; girişlerinde Mouse ve klavye yerine basit giriş bağlantıları vardır. Yine çıkışlarında ekran yerine basit çıkış bağlantıları vardır. Girişlere bağlanan elemanlara sensör, çıkışlara bağlanan elemanlara da iş elemanı denir.
Şekil: PLC Genel Blok Şeması
Üstteki şekildeki blok diyagramda gösterildiği gibi PLC sensörlerden aldığı bilgiyi kendine göre işleyen ve iş elemanlarına göre aktaran bir mikroişlemci sistemidir. Sensörlere örnek olarak, herhangi bir metali algılayan endüktif sensör, PLC girişine uygun gerilim vermede kullanılan buton ve anahtarlar verilebilir. İş elemanları için PLC çıkışından alınan gerilimi kullanan kontaktörler, bir cismi itme veya çekmede kullanılan pnömatik silindirleri süren elektro-valfler, lambalar uygun örnektirler.
PLC sistemi Analog-Digital giriş/çıkış bağlantılarıyla bir çok makine ve sistemi kontrol eder ve bu amaçla sayısal işlemleri, zamanlama, sayıcı, veri işleme, karşılaştırma, sıralama, kendi bünyesinde 8-16 bit data transferi ile programlama desteği sağlamış, giriş bilgilerini kullanarak, çıkış ünitelerine atayan giriş-çıkış, bellek, CPU ve programlayıcı bölümlerinden oluşan entegre sistemdir. Cihaz içerisinde ayrıca çok sayıda dahili (yardımcı-saklayıcı) röleler, zaman röleleri bulunmaktadır.
Bir PLC ile kontrol sistemlerinin oluşturulması:
a) Kontrol probleminin tanımlanması, ifade edilmesiyle sorunun kağıda dökülmesi,
b) Sorunun çözümü için gerekli program veya fonksiyonların belirlenmesi,
c) Programın time diagramı ve dalga şekilleriyle çalışırlığının kontrolünün yapılması
d) Programın Diagrama aktarılması (LADDER STL, SCL, FBD)
e) Programın yazılması olarak sıralanabilir.
Örneğin;
En yaygın programlama dili olarak Merdiven(LADDER) kullanılır. Fakat kompleks uygulamalarda ve yoğun matematiksel ve sisteme ilişkin blok yazılımı gerektiren programlarda STL daha ön plana çıkmaktadır. Şimdi Ladder(Merdiven) Diyagrama oldukça basit bir örnekle göz atalım;
Şekildeki elektrik devresi;
Ladder olarak şu şekilde gerçeklenir
--------------------------------------------------------------------------------
PLC KULLANMANIN AMACI
GENEL KULLANIM AMACI
Genel olarak PLC, endüstri alanında kullanılmak üzere tasarlanmış, dijital prensiplere göre yazılan fonksiyonu gerçekleyen, bir sistemi yada sistem gruplarını, giriş çıkış kartları ile denetleyen, içinde barındırdığı zamanlama, sayma, saklama ve aritmetik işlem fonksiyonları ile genel kontrol sağlayan elektronik bir cihazdır. Aritmetik işlem yetenekleri PLC'lere daha sonradan eklenerek bu cihazların geri beslemeli kontrol sistemlerinde de kullanılabilmeleri sağlanmıştır.
PLC sistemi sahada meydana gelen fiziksel olayları, değişimleri ve hareketleri çeşit1i ölçüm cihazları ile belirleyerek, gelen bilgileri yazılan kullanıcı programına göre bir değerlendirmeye tabi tutar. Mantıksal iş1emler sonucu ortaya çıkan sonuçları da kumanda ettiği elemanlar aracılığıyla sahaya yansıtır: Sahadan gelen bilgiler ortamda meydana gelen aksiyonların elektriksel sinyallere dönüşmüş halidir. Bu bilgiler analog yada dijital olabilir. Bu sinyaller bir transduserden, bir kontaktöre yardımcı kontağından gelebilir. Gelen bilgi analog ise, gelen değerin belli bir aralığı için, dijital ise sinyalin olması yada olmamasına göre sorgulama yapılabilir.Bu hissetme olayları giriş kartları ile, müdahale olayları da çıkış kartları ile yapılır.
PLC ile kontrolü yapılacak sistem büyüklük açısından farklılıklar gösterebilir. Sadece bir makine kontrolü yapılabileceği gibi, bir fabrikanın komple kumandası da gerçekleştirilebilir. Aradaki fark sadece kullanılan kontrolörün kapasitesidir. PLC'ler, bugün akla gelebilecek her sektörde yer almaktadır. Kimya sektöründen gıda sektörüne, üretim hatlarından depolama sistemlerine, marketlerden rafinerilere kadar çok geniş bir yelpazede kullanılan PLC'ler, bugün kontrol mühendisliğinde kendilerine hakli bir yer edinmişlerdir. Elektronik sektöründeki hızlı gelişmelere paralel olarak gelişen PLC teknolojisi, gün geçtikçe ilerlemekte otomasyon alanında mühendislere yeni ufuklar açmaktadır. Bu yüzden de her teknikerin yüzeysel bile olsa biraz bilgi sahibi olması gereken bir dal konumuna gelmektedir.
GENEL UYGULAMA ALANLARI
Yakın zamana dek PLC’lerin bugünkü kadar yaygın kullanılmamasının 2 nedeni vardır. Mikroişlemcilerin ve ilgili parçaların fiyatlarının oldukça düşmesiyle maliyet verimliliğinin (I/O noktası başına maliyet) artması ve karmaşık hesap ve iletişim görevlerini üstlenme yeteneğinin, PLC’ yi daha önce özelleştirilmiş bir bilgisayarın kullanılıyor olduğu yerlerde kullanılabilir hala getirmesi. PLC uygulamaları iki sınıfta toplanabilir: Genel ve Endüstriyel uygulamalar hem ayrık hem de proses sanayilerinde mevcuttur. PLC’lerin doğduğu sanayi olan otomotiv, en büyük uygulama alanı olmayı sürdürmektedir. Yiyecek işleme ve hizmetleri gibi sanayilerde şu an dünyada gelişen alanlar arasında PLC’lerin kullanıldığı 5 genel uygulama alanı vardır. Tipik bir kurulum, kontrol sistemi sorununa çözümü, bunların bir ya da daha çoğunu içererek bulunur. Bu 5 alan şunlardır:
1. SIRA (SEQUENCE) KONTROL
PLC’lerin en büyük ve en çok kullanılan ve “sıralı çalışma “ özelliğiyle röleli sistemlere en yakın olan uygulamasıdır. Uygulama açısından, bağımsız makinalarda ya da makine hatlarında, konveyör ve paketleme makinalarında ve hatta modern asansör denetim sistemlerinde bile kullanılmaktadır.
2. HAREKET KONTROLÜ
Bu doğrusal ve döner hareket denetim sistemlerinin PLC’ de tümleştirilmesidir ve servo adım ve hidrolik sürücülerde kullanılabilen tek yada çok eksenli bir sistem denetimi olabilir. PLC hareket denetimi uygulamaları, sonsuz bir makine çeşitliliği içerir. (örn. metal kesme,metal şekillendirme, montaj makinaları) ve şoklu hareket eksenleri ayrık parça ve süreç sanayi uygulamalarında koordine edebilirler. Bunlara örnek olarak; kartezyen robotlar, film, kauçuk ve dokunmamış kumaş tekstil sistemleri gibi, ağla ilgili süreçler verilebilir.
3. SÜREÇ DENETİMİ
Bu uygulama PLC’nin birkaç fiziksel parametreyi (sıcaklık, basınç, debi, hız, ağırlık vb gibi) denetleme yeteneğiyle ilgilidir. Bu da bir kapalı çevrim denetim sistemi oluşturmak için, analog I/O gerektirir. PID yazılımının kullanımıyla PLC, tek başına çalışan çevrim denetleyicilerinin (single loop controllers) işlevini üstlenmiştir. Diğer bir seçenek de her ikisinin en iyi özelliklerini kullanarak PLC ile kontrolörlerin tümleştirilmesidir. Buna tipik örnekler de plastik enjeksiyon makinaları, yeniden ısıtma fırınları ve bir çok diğer yığın denetimi (batch-control) uygulamasıdır.
4. VERİ YÖNETİMİ
PLC’yle veri toplama, inceleme ve işleme son yıllarda gelişmiştir. İleri eğitim setleri ve yeni PLC’lerin genişletilmiş bellek kapasiteleriyle sistem, artık denetlediği makine veya proses hakkında veri yoğunlaştırıcı olarak kullanılabilir. Sonra bu veri, denetleyicinin belleğindeki referans veri ile karşılaştırılır ya da inceleme ve rapor alımı için başka bir aygıta aktarılabilir. Bu uygulamada büyük malzeme işleme sistemlerinde ve kağıt, birincil metaller ve yiyecek işleme gibi bir çok proses sanayinde sıkça kullanılır.
Bir PLC Programlama ortamı;
Değişken adı ve tipi tanımlamayı
Değişkenleri ilişkisel ve mantıksal olarak bağlamayı (Binary, Analog)
IEC 61131 standartlarına uygun bir programlama platformunu
Simulasyon imkanlarını (Sanal Çevrim)
PLC-PC haberleşme protokolünü
PLC'deki mevcut programı okuma veya kayıt yapabilmeyi
PLC'deki programı eşzamanlı gösterebilmeyi
Kullanılan hafıza alanlarının ve giriş-çıkış etiketlerinin oluşturulmasını
İlgili alanların düzenli biçimde yazıcıdan çıktısının alınabilmesini sağlar.
Dolayısı ile, sadece donanım olarak PLC kullanıcıya programlama açısından anlam ifade etmez. PLC'ler kendi yazılımları ile birlikte kullanılır. PLC'lerde çapraz platform denemeleri günümüzde mevcuttur fakat güvenilirliği konusunda üretici firmalar tarafından sertifikalandırılmamışlardır.
:Veri tiplerine giriş yapmadan önce kısaca sayı formatlarına göz atalım;
Binary Format : 0-1
Decimal Format: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
Hex Format : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
PLC'lerde Dijital veri tipleri;
Bool (Mantıksal 0 veya 1)
Byte (1 Byte 8 bitten oluşmaktadır 1111 1111 = FF hex.)
Word (1 Word = 2 Byte = 16 Bit = 1111 1111 1111 1111 = FF FF hex.)
Dword (2 Word = 4 Byte = 32 Bit = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 = FFFF FFFF hex.)
PLC'lerde Analog veri tipleri;
BYTE
WORD
DWORD
SINT
USINT
INT
UINT
DINT
UDINT
REAL
LREAL
Son yıllarda endüstride PLC kullanımına olan talebin hızla artmasının nedenleri, PLC nin özellikle fabrikalarda otomasyon, asansör tesisatları, otomatik paketleme, enerji dağıtım sistemlerinde ve taşıma bandı sistemlerinde, doldurma sistemlerinde ve daha birçok alanda üretimi destekleyen ve verim artışı yanı sıra ürün maliyetinin minimuma çekilmesidir. Klasik röleli kumanda sistemlerinin yerlerini PLC sistemi ile programlanabilir kontrol sistemlerinin alması teknik yönden büyük bir yeniliktir. Programlanabilir Lojik Denetleyici (PLC); önceden elektromekanik rölelerin yerine getirdiği lojik fonksiyonları solid-state devreler ile yerine getirmektedir. Esas olarak PLC lojik kararların oluşturulmasından ve çıkışların sağlanmasından solid-state dijital lojik elemanların atandığı bir sistemdir. Programlanabilir lojik denetleyiciler, imalat basamakları işlemlerinde ve makinelerde kontrol maksadıyla kullanılır.
Programlanabilir denetleyiciler geleneksel röleli kontrol sistemlerine göre birtakım avantaj ve üstünlükler sağlar. Röleler (hard-wired) sıkı telle sarılmış özel bir fonksiyona sahiptir. Sistem ihtiyaçları değiştiği zaman röle bobin bağlantılarının komple değiştirilmesi gerekmekteydi.Böyle bir durumda eski modellerin her birinin değiştirilmesi mümkün olmakla birlikte gerek üretim hızı ve verim gerekse zaman ve ekonomik açıdan bir takım dezavantajlar oluşturmaktadır. Programlanabilir denetleyiciler geleneksel röleli kontrol devlerinde birçok elle bağlantı işlemini elemine eder. İşletmeci tabanlı kontrol sistemi olan PLC sistemi ile röleli geleneksel sistemler karşılaştırıldığında PLC nin küçük ve pahalı olmaması ayrıca bir üstünlük sağlar. Bunun yanı sıra programlanabilir denetleyiciler güvenirlik, düşük güç tüketimi ve kolay yayılma yeteneği sunar.
--------------------------------------------------------------------------------
TİPİK BİR PLC’NİN BÖLÜMLERİ
Geleneksel olarak PLC aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi ana 3 bölüme ayrılmıştır; Bu bölümler:
1- Central Processing Unit (CPU) Merkezi İşlem Birimi
2- The Input/Output (I/O) Section : Giriş/Çıkış Bölümü
3- The Programming Device: Programlama Makinesi
(CPU) Merkezi İşlem Birimi PLC sisteminin beyni olup içerisinde çok çeşitli lojik kapı devreleri mevcuttur. CPU bir mikroişlemci tabanlı sistem olup kontrol röleleri, sayıcı, zamanlayıcı gibi fonksiyonları yerine getirir. CPU; çok çeşitli sensör devrelerinden gelen giriş bilgilerini okuyarak memory’deki depolanmış kullanıcı programını yerine getirerek, uygun çıkış komutlarına ve kontrol devrelerine gönderir. İşlemci ve I/O (Input/Output) modülleri tarafından, kullanılan düşük seviyeli voltaj için bir doğru akım doğru akım güç kaynağı gereklidir. Bu güç kaynağı CPU çatısı altında olabileceği gibi; PLC sistemi bünyesinde bağımsız fakat PLC sistemine bağlı olabilir. I/O kısmı Giriş ve Çıkış modüllerinden ibarettir. I/O sistem formları denetleyiciye bağlanan cihazlar aracılığı ile irtibatlandırılır. Bu interface’in amacı; harici cihazlara çeşitli sinyaller alma gönderme durumlarıdır. Input cihazları örneğin; push-button (dokunulduğun ON, bırakıldığında OFF) Limit switches (sınır anahtarları) sensörler, seçici anahtarlar thumbwheel anahtarlar input modülü üzerindeki terminallere irtibatlanır.
Output cihazları örneğin küçük motorlar gibi, motor başlatıcıları, solenoid valfler, ve gösterge ışıkları çıkış modülü üzerindeki terminallere irtibatlanır. Bu cihazlar aynı zamanda günlük hayatta başvurulan elemanlardır. İstenen Program, Programlama cihazı veya terminal ile işlemcinin belleğine yüklenir. Bu program röle ladder lojiği kullanılarak girilir. Program, asıl denetim veya makinelere kadar ardışıl işlemlerle sonuçlandırılır.
1 GÜÇ KAYNAKLARI
Bu modüller PLC içindeki kartların beslemelerini (Giriş çıkış kartları hariç saklamakla yükümlüdür. Dış kaynak beslemelerini PLC’nin iç voltaj seviyelerine indirirler. PLC içindeki kartların güç sarfiyatına göre kaynağın maksimum çıkış akımı değişik değerlerde seçilebilir. Çıkış akımının çok yüksek olduğu durumlarda fan ünitesi ile soğutma gerekliliği yoktur.Güç kaynağının içindeki hafıza yedekleme pili ile CPU içindeki kullanıcı programı, kalıcı ‘retentive’ işaretleyiciler, sayıcı ve zamanlayıcı içerikleri gerilim kesilmesine karşı korunabilir. Bu yedekleme pili enerji yokken değiştirilecekse, dışarıdan bir kaynakla güç kaynağı beslenmelidir.
2. MERKEZİ İŞLEM BİRİMLERİ (CPU’s)
Merkezi işlem birimleri PLC sisteminin beyni olarak düşünülebilir. Bu birimler kumanda edilen sisteme ait yazılımın(sadece mantık yazılımının) saklandığı ve bu yazılımın işlendiği kartlardır.Merkezi işlemci haricinde program hafızası ve programlama cihazı bağlantısı için bir interface içerir.Ayrıca bazı modellerde başka PLC gurupları ile beraber çalışabilmeleri için özel interface’lerde bulunur.
CPU’lar çoklu işlemci sistemi ile dizayn edilmiştir.Bir standart mikroişlemcinin yanı sıra CPU tipi ile bağlantılı olarak bir yada daha fazla Gate-Array Tekniği ile özel olarak geliştirilmiş dil işlemcisi bulunur. Bu dil işlemcileri tanımlanmış olan kumanda komutlarını çok kısa sürede işlerler.Dil işlemcilerinin işleyemediği komutları da standart mikro işlemci yorumlar.Standart mikroişlemci ile dil işlemcisinin yada işlemcilerinin Co-Procsssing diye adlandırılan bu çalışma tarzı ile çalışmaları, PLC kumanda programının çok kısa zaman aralıklarında işlenmesini sağlar.Standart mikroişlemci aynı zamanda işletim sisteminin çalışmasından ve interface’lerin sorgulanmasından sorumludur.Sadece okumaya yönelik (ROM) hafıza içinde işletim sistemi bulunur.Kullanıcı tarafından yazılan PLC programı ise CPU’nun okunabilir-yazılabilir (RAM) hafızası içinde yer alır.Örnek olarak CPU 944’ün iç yapısı şu şekildedir;
Şekil-3.1 CPU 944’ün iç yapısı
Sistemde kullanılacak CPU’nun seçimi önemlidir. İstenen fonksiyonu uygun şekilde yerine getirebilmesi için CPU’nun işlem hızı, hafıza kapasitesi ve spesifik özelliklerinin process’in minimum gereklerini sağlaması şarttır. CPU ne kadar güçlü ise saklanabilecek kullanıcı programı o kadar geniş, bu programın işlenebilmesi de o kadar kısa sürede gerçekleşecektir. Bir başka deyişle process’i kontrol eden sistemin kendi kontrol mekanizması (CPU) process’e göre atıl kalmamalıdır. Örnek olarak SIMATIC 115U serisi CPU’lar düşünülecek olursa ,bu serideki CPU’lar CPU 941,CPU 942, CPU 943, CPU 943, CPU 944, ve CPU 945 olarak beş çeşittir.
Serinin en alt modeli olan 941 modelinde bir bit operasyonu yerine getirilmesi için gereken zaman 1,6 uS iken, serinin en üst modeli olan CPU 945’te aynı işlem 0,1uS’dir. Buradan da anlaşılacağı üzere sistemi kontrol eden CPU’nun performansı sahadaki aksiyonları farketme, değerlendirme ve karara varma aşamalarını minimum zamanda gerçekleyebilecek durumda olmalıdır.
CPU’lar ayrıca kumanda edilen sisteme göre PID fonksiyonlarını da işleyebilir.Analog modüller ve PID yardımcı software ile bağlantılı olarak sekiz PID kontrol çevrimine kadar işlem yapılabilir. CPU’ların program işlemesi daha ileride detaylı olarak işlenecektir.
PLC ler için tasarlanmış özel modüller isminden de anlaşılacağı üzere PLC nin vazifesi olmayan daha çok kişisel bilgisayarların görevi olan bilgi saklama uygulamalarında kullanılır. Bu saklanacak bilgilerin CPU içerisinde sabit olarak yer alması gereksiz ve çoğu zaman imkansızdır.Bu yüzden PLC sistemi içine dahil edilen bir kart ile bilgi alınması, alınan bu bilgilerin işlenmesi ve büyük oranlarda (CPU içerisinde saklanamayacak boyutta) saklanması sağlanır.Bu tür işlemlerin gerçekleştirilebilmesi için özel modül içerisinde birtakım yazılımlar yapılması gerekir.CPU bu kartlara bilgileri “internal bus’’ hattı üzerinden çeşitli komutalarla gönderir. Dos ortamı komutlarını çalıştırabilir ve örnek olarak database içerisinde bilgi saklayabilir. PLC ye takılabilen bu tip kart modeli PC’ler ayrıca flopy drive üzerinden bilgilerin backup olarak yedeklenmesini de sağlarlar. Burada saklanan değerlere ulaşılabilmesi için CPU içerisinde ilgili data blokların açılmış olması gerekmektedir. CPU içindeki STEP5 data blokları herhangi bir ara işlem gerektirmeden excel yada lotus dosyaları içine entegre edilebilir.
Kominikasyon modülleri PLC’lerle giriş-çıkış birimleri arasındaki yada başka PC’ler arasındaki data alışverişini sağlarlar. Bu modüller direkt bağlantı (point to poinı) ile işletilebileceği gibi bir network üzerinden de işletilebilir. Bire bir bağlantıda bağlantı yapılan CPU çift interface içerir. Bir porta programlama cihazı ile ulaşılırken diğeri üzerinden haberleşme sağlanır. Böylece sisteme daha fazla sayıda I/Q dahil edilmesi mümkün olur. Ayrıca LAN (local area network) üzerinden de data alışverişi sağlanır. Bu networklar içinde PLC’ler PC’ler saha elemanları ve Workstationlar bulunabilir . Prosesin monitör üzerinden izlenmesi printer raporlamaları da bu tip haberleşme modülleri üzerinden yapılır.
8. KARTLARIN TAKILDIĞI RAFLAR (Rack’s)
PLC kartlarının takıldığı bu raflar PLC sınıflarına göre farklılıklar göstermektedir. PLC grubu içinde S5-90 ve S5-95 direkt olarak raylı montaj olup herhangi bir rafa monte edilmemektedir. S5-100 kartları submodüle olarak tabir edilen elemanlar üzerine monte edilmektedir. Bu elemanlar üzerinde bulunan bus hattı ile haberleşme sağlanmaktadır.Ayrıca modüler yapıda olan bu elemanlar montaj kolaylığı sağlamaktadır. Submodüler ray üzerine takılırlar. S5-100 tipi PLC’ye ait kartlarda submodüller üzerine vidalanmak suretiyle monte edilir. S5-115 sistemlerinde submodüllerin görevlerini subrack’ler yerine getirir. Subrack’ler ray sistemine uyumlu olmayıp vida montajı ile sabitlenirler. Bu elemanların ihtiyaca göre değişik tipleri bulunmaktadır. Bazı modellere sadece giriş-çıkış kartları takılabildiği gibi bazılarına da çeşitli özel modüller takılabilmektedir. S5-115 sistemi subrack’lerin de ayrıca bazı yüksek akım çekebilen kartların soğutulabilmesi için fan ünitesi montajı da yapılabilmektedir. S5-135 ve S5-155 sistemlerinde kartların takıldığı raflar daha özellikli olup PLC de kullanılan kartların beslemelerini sağlayan güç kaynağı da barındırmaktadır. Ayrıca bu güç kaynağı içinde soğutucu fanlar bulunmaktadır.
a) PLC Büyüklüğü ve Uygulaması
PLC lerin birçok ölçüde fark ve çeşitleri vardır. Sembolik olarak 3 ayrı kategori büyüklüğü içerisinde: Küçük (small), Orta (medium) ve Large (büyük) sınıflandırılır.
Küçük (small) grubundaki kategoride PLC 128 I/O’un üzeri giriş/çıkış ve 2Kbyte ın üzerindeki memory’e sahiptir.
Orta (medium) grubundaki kategoride PLC ler 2048 I/O ve 32 Kbyte’in üzerinde memory’e sahiptir. Özel I/O modülleri bu kategoride analog fonksiyonları, işlem kontrol uygulamaları içerisinde örneğin, ısı,baskı, sıkma, akış, ağırlık, pozisyon (durum) gibi kolaylıkla adaptasyonu sağlamaktadır.
Geniş (large) girişindeki kategoride PLC’ ler 8192 I/O ve üzeri giriş/çıkış modüllü ve 750 Kbytes memory ve üzerine sahiptir. Bu tür grup, PLC’ye kuvvet veren limitsiz uygulamalar içindir.
PLC’ler günümüzde endüstrinin her dalına yayılmış durumdadırlar. Kimya ve otomotiv sanayiinde kağıt ve çelik üretimine ve otomasyon gerektiren imalathanelerde yaygın olarak kullanılır.
b) I/O Giriş/Çıkış Birimi
PLC’nin giriş bilgileri kontrol edilen ortamdan veya makineden gelir. Gelen bu bilgiler içimde PLC var yada yok şeklinde değerlendirilmeye tabi tutulan sinyaller sisteminin dijital girişlerini oluşturur. Dijital girişler PLC ‘ye çeşitli saha ölçüm cihazlarından gelir. Bu cihazlar fark etmeleri gereken olay gerçekleştiğinde PLC’nin ilgili giriş bitimini ‘0’ sinyal seviyesinden ‘1’ sinyal seviyesine çıkarırlar. Böylece sistemin sahada olan hadiselerden haberdar olmasını sağlar. Dolayısıyla sistem içindeki fiziksel değişimleri PLC’nin anlayabileceği 0-1 sinyallerine dönüştürürler. PLC’nin girişine gelen sinyaller basınç şalterlerinden ,sınır şalterlerinden , yaklaşım şalterlerinden veya herhangi bir röle, kontaktör yada otomatın yardımcı kontağından gelebilir. Sinyal PLC dışı binary sinyaldir ve giriş modüllerinde PLC’nin iç sinyal seviyesine indirirler. Tek bir giriş modüllerinde 8, 16 yada 32 bit dijital saha bilgisi okunabilir. Modüller üzerinde her girişe ait bir LED bulunur ve gelen sinyalin seviyesi buradan anlaşılabilir. PLC’nin giriş sinyallerini okuyabilmesi için bu sinyallerin kartın tipine göre ilgili aralıkta olması gerekmektedir. Örnek olarak SIMATIC S5 –115U PLC’nin giriş modüllerinde 24V DC bir giriş için 0 sinyal seviyesi –30V ile +5V arasındadır aynı girişin bir sinyal seviyesi için olması gereken gerilim seviyesi ise, +13V ile +30V aralığında olmalıdır. Alternatif gerilimli girişler için gerilim seviyesinin yanı sıra gelen sinyalin frekansında önem taşımaktadır. Bu sinyallerin izin verilen frekans aralığı 47Hz ile 63Hz’dir. Bazı giriş modüllerinde girişlerin okunması yine başka bir girişin tetiklenmesi ile engellenebilir. Bu şekilde istenilen sinyaller için PLC kör olarak çalıştırılabilir. Yarıca giriş modülleri kesmeli çalışma (interrupt) modunda çalışabilir.
PLC’nin sahadaki yada prosesdeki bir şeye binary olarak müdahale edeceği zaman kullanıldığı birimler dijital çıkış birimleridir. Dijital çıkış modülleri PLC iç sinyal seviyeleri prosesin ihtiyaç duyduğu binary sinyal seviyeleri çeviren elemanlardır. Bu modüller üzerinden bir çıkışın set edilmesi ile sahadaki yada kumanda panosu içimdeki herhangi bir eleman kumanda edilebilir. Bu eleman bir lamba, bir röle yada bir kontaktör olabilir. Dijital çıkış modülleri röle, triyak yada transistör çıkışlı olabilir. Sahaya yapılan kumandanın hızlı olması gerektiği durumlarda doğru gerilimle çalışıyorsa transistör, alternatif gerilimle ile çalışıyorsa triyak kullanımlı yüzden de kart üzerine çekilecek max. Çıkış akımlarına dikkat etmek gerekir. SIMATIC S5-115U sistemlerinde kullanılan 24V çıkış modüllerinde max. Çıkış akımı 0,5A olabilir. Alternatif akım çıkışlarında ise çıkış akımı 2A’e kadar çıkabilir. Dijital çıkış kartları da, giriş kartları gibi 8, 16 yada 32 bit olabilir. Bu modüllerde de her bite ait sinyal durumunu gösteren bir LED bulunur. Ayrıca kartın özelliğine göre kısa devre dedektörü de bulunabilir.
Sadece giriş sinyalleri okutan ve sadece çıkış sinyallerini gösteren kartlar yanında hem giriş hem de çıkış birimleri içeren kombine giriş çıkış kartlarıda vardır. Bu kartlar sınırlı sayıda giriş çıkışı için yer tasarrufu sağlar. Nasıl ki bir PLC’nin beyni CPU ise Input/Output modüllerinde PLC’nin gözü kulağı ve dilidir. I/O birimi bir giriş/çıkış rafından ibarettir. I/O birimleri makine veya işlem cihazlarında sinyali kabul eder ve denetleyicinin kullanılabileceği sinyal formuna dönüştürür. Output biriminde denetleyici sinyalleri makine veya işlem kontrolünde kullanılır. Bu çıkış sinyalleri optik izolatörler veya güç elektroniği elemanları kullanılarak yüksek akım kontrolü sağlanır.
PLC bünyesindeki input/output birimleri merkezi işlem birimi (CPU) ile aynı yapı içinde veya CPU’dan uzakta yerleştirilebilir. Bu standart giriş çıkış birimi de görülen yapıyı ve girişler mantığını sağlayan bir düzeyi kapsar. I/O modülü monte edilebilen raflardan (rack) olmuştur. İşlemci ile I/O rafları arasındaki iletişimde ayrı kabloları müsaade edilir. I/O birimlerinde her bir giriş ve çıkış özel bir adrese sahiptir.Bu adresler işlemci tarafından bilinmektedir. I/O birimlerine giriş/çıkış elemanlarını irtibatlandırmak veya ayırmak (takmak ve çıkarmak) çok kolay ve pratiktir. Ayrıca diğer bir modül ile değiştirmek son derece basittir. I/O devresinin ON/OFF durumunu her bir modül, lambaları ile göstermektedir. Birçok çıkış modülü aynı zamanda atık sigorta göstergesine sahiptir.
PLC’lerin normal lojik fonksiyonları dışında birtakım özel fonksiyonları da bulunmaktadır. Bu fonksiyonlarla çıkış gözetimli, diğer bir deyişle kapalı çevrim geri besleme kontrol uygulamaları gerçekleştirilebilir. Bu tip modüller yüksek hızda ve çok ileri derecede hassas kontrol imkanları sağlamak için tasarlanmışlardır.Akıllı giriş-çıkış kartları kapalı çevrim kontrolünde, pozisyonlamada, sayma ve oranlamada ve analog değer işlemede kullanılır . Akıllı I/Q modüllerin sağladığı avantaj, bu modüllerin zaman açısından kritik olan görevlerini tamamıyla kendilerinin görmesidir. Birçok durumda bu kontrolleri kendi özerk işlemçileri gerçekleştirirler. Böylece CPU’nun kendi görevlerine konsantre olması sağlanarak sistemin kontrol hızı büyük oranda arttırılmış olur. Bu akıllı giriş-çıkış modülleri, saha ile birebir giriş-çıkış kanalları üzerinden bağlantılıdırlar.
c) Ayrı Giriş/ Çıkış (I/O) Birimleri:
Birçok I/O birimi bu türdendir; ve en çok kullanılan arabirim modülüdür. Bu tip arabirim, ON/OFF kontrol sağlayan seçici anahtarlar (sellector switches) push buttons (Basmalı butonlar) ve sınır anahtarları (limit switches) gibi girişlerin bağlanmasını sağlar. Aynı şekilde çıkış kontrollü lambalar (lights), küçük motorlar (small motors), solenoid’ler (Solenoids), röle ve motor statörleri gibi ON/OFF anahtarlama kontrolüne sahip cihazlarla sınırlandırılmıştır. Her bir ayrık I/O modülü gücünü ortak voltaj kaynağından almaktadır. Bu voltajlar farklı büyüklük ve tipte olabilirler. Bunlar mevcut çeşitli AC ve DC voltaj değerlerinde olup aşağıda verilmiştir.
Giriş Arabirimi
Çıkış Arabirimi
24 Vac/dc
12-48 Vac
48 Vac/dc
120 Vac
120 Vac/dc
230 Vac
230 Vac/dc
120 Vdc
5 Vdc (TTL seviyesi)
230 Vdc
5 Vdc (TTL seviyesi)
d) Analog Giriş/Çıkış Birimi (I/O modules)
İlk üretilen PLC’ler sadece ON/OFF kontrollü cihazlara bağlamaya izin veren ayrık I/O arabirimleri ile sınırlandırılmıştı. Bu sınırlandırmadan dolayı birçok işlem uygulamalarının çoğu kısmi olarak PLC tarafından kontrol edilebilmekteydi. Günümüz PLC ‘leri ise kontrol işlemlerinin çoğunu pratik olarak yerine getiren, analog arabirimleri ve ayrık (I/O) Giriş/Çıkış arabirimlerini içermektedir. Analog giriş modülleri, analog girişlerden alınan analog akım ve gerilimleri alarak, bir Analog Digital Komvertör (ADC) aracılığıyla digital data formuna dönüştürür. Burada dönüşüm seviyeleri analog sinyal ile orantılı olarak 12 bit binary veya 3 digit BCD kodlu değer olarak ifade edilir. Analog sensör elemanları, ısı, ışık, hız, basınç, nem sensörleri gibi transdüserlerdir. Bütün bu algılayıcılar analog girişe bağlanabilir.
Kontrol edilen sistemdeki bütün sinyallerin varlıklarına yada yokluklarına göre sorulan sinyaller beklenemez. Örnek olarak bir sıcaklık yada basınç değeri dijital olarak sorgulanabilir ancak bu değerin net bir şekilde belirlenmesi dijital giriş modülleri ile mümkün olmaz. İşte burada devreye analog olarak yapılan kontrol devreye girer. Analog değer kullanımında alt sınır ve üst sınır değerlerin arasında kalan bölgeye kontrol yapılır. Bu kontrollerin yapılması analog giriş çıkış kartları ile mümkün olmaktadır. Analog çıkış arabirim modülü, işlemciden dijital dataları alarak, voltaj ve akımla orantılı olarak dönüştürür ve bir cihazı analog olarak kontrol eder. Digital data bir bütün olarak Digital/Analog çeviriciden (DAC) geçirilerek, analog formda sinyal elde edilir. Analog çıkış cihazları ; küçük motorlar, valfler, analog ölçü aletleridir. Analog giriş modülleri prosesten gelen analog değerleri dijital değerlere dönüştürür. Yalnız öncelikle ölçümü yapılan fiziksel büyüklüğün PLC’nin anlayacağı dile çevrilmesi gerekir. Bu işlemi gerçekleştiren cihazlara transmitter adı verilir. Transmitterler problarından ölçtükleri büyülüğü değerlendirerek 0-20mA, 4-20mA yada 0-10V gibi belli aralıkta ifade edilen sinyallere çevirirler. Bu sinyaller de PLC’nin analog giriş kartları ile intern bus hattı üzerinden CPU’ya okutulur. Böylece PLC belli aralıklarda değişen değerleri işleyebilir duruma gelir.
SIMATIC analog giriş kartlarında ölçüm yapıla aralığı belirleyen ‘ölçüm aralık modülleri’ bulunur. Bu modülün takılması ile beraber analog kart üzerindeki switch ayarı da yapılarak analog değer okuma için gerekli şartlar yerine getirilmiş olur. Analog değer kartları mümkün olduğu kadar gürültüye karşı korumalı üretilirler. Bütün modüller değer aralığı aşımını belirleyebilir ve kablo kopma durumunu ihbar edebilir. SIMATIC S5-115U kartları 50mV, 500mV, Pt100, 1V, 5V, 10V, 20mA +4-20mA aralıklarında ölçüm yapabilirler.
Analog çıkış modülleri sisteme analog olarak müdahale edilmesi gereken durumlarda kullanılır. Bu modüllerle sahadaki bir eleman 0-10V, 0-20mA yada 4-20mA çıkışları ile oransal olarak kontrol edilebilir. PLC’nin analog çıkışları ile bir actuator yönetilebilir. CPU tarafından karar verilen çıkış değerleri dijital formda analog çıkış kartının işlemcisine iletilir. Bu değerler bir dijital-analog çevirici ile analog voltaj değerlerine çevrilir. Ayrıca bir voltaj-akım çevirici ile çıkış akımları oluşturulur. Bir programlanabilir lojik kontrolör CPU’sunun performansı o CPU’nun analog değer işlemesi ile orantılıdır.
e) Merkezi İşlem Birimi (CPU, Central Processing Unit)
Merkezi işlem birimi güç kaynağı (power supply) ve işlemci-bellek (processor-memory) modülleri arasında haberleşmeyi sağlar. Şekil 1.2.12a’ da basitleştirilmiş blok şemada görülmektedir. Güç kaynağı birimi işlemci ve bellek ile birlikte şekil 1.2.12b de görüldüğü gibi bu iki birimi çevrelemiş olarakta bulunabilir.
CPU deyimi sıksık işlemci (processor) deyimi ile birlikte kullanılmaktadır. Programlanabilir denetleyicilerin beyni olan CPU ünitenin büyük bir bölümünü işlemci-bellek birimi oluşturmaktadır.Bu birimde; mikroişlemci, bellek çipleri, bilgi okuma ve bellekten bilgi isteme ve programlama cihazıyla işlemcinin gereksinim duyduğu haberleşme devreleri bulunmaktadır. PLC’nin gelişimi CPU’nun özelliklerinin artmasıyla paraleldir. Günümüz PLC sistemleri lojik işlemleri yerine getirmenin dışında zamanlama, sayma, veri saklama, temel toplama, çıkarma, çarpma bölme işlemleri , karşılaştırma işlemleri, kod çevirme işlemleri gibi bir çok özelliklere sahiptirler.
f) İşlemci-Bellek Modülü
Programlanabilir Denetleyicilerin beyni olan CPU ailesinin büyük bölümünü işlemcibellek (Processor Memory) birimi teşkil etmektedir. Bu modül; mikroişlemci, bellek çipleri, programlama cihazları ile işlemci arabirimi için gerekli iletişim devrelerini, kapsamaktadır. Daha küçük sistemlerde mikroişlemci bellek ve iletişim bir bütün olarak tek bir modül içerisinde bulunabilir. Son dönemdeki PLC’ler temel lojik işlemleri çok hızlı yerine getirecek karar verme kapasitesine sahiptir. Ayrıca işlemci diğer fonksiyonları da yerine getirir. Örneğin zamanlama, kıyaslama, tutma ve dört temel matematik fonksiyon olan toplama, çıkarma, çarpma ve bölme fonksiyonlarını yerine getirir. Bu ilave işlemci fonksiyonları daha büyük PLC sistemlerinde kurulmuştur.
BELLEK DİZAYNI (MEMORY DESIGN)
Memory, denetleyicideki kontrol plan veya programını saklamak için kullanılır. Memoryde saklanan bilgi, hangi girişe göre hangi çıkış işaretinin saklanacağı ile ilgilidir ve gerekli hafıza miktarını programın yapısı belirler. Memory bit olarak isimlendirilen özel bilgi parçacıklarını depolar. 1 Byte = 8 bit ve 1024 Byte = 1 Kbyte olup memory kapasitesinin miktarı bu birimlerde ifade edilir. Bellek tipleri saklanan bilginin kaybolup kaybolmamasına bağlı olarak 2 grupta incelenebilir.
I. Grup; Belleği besleyen güç kaynağının enerjisinin kesilmesiyle birlikte “bilginin kaybolması durumunda” hafıza silinmiş demektir. II. Grupta ise enerji kesilmekle birlikte saklanan bilgiler kaybedilmez. Ancak bu tip belleklerin içeriğinin değiştirilmesi için özel bir sisteme gereksinim vardır.
a) I. Grup Bellekler
Ram (Random Access Memory) ve RIW (Read-Write) adı verilen rasgele erişimli belleklerdir. Bu tip belleklerde enerjinin kesilmesi ile birlikte eldeki bilgi kaybolur. Programlama esnasında yazma ve okuma işlemlerinin yerine getirilmesinde kullanılır. PLC cihazı bünyesinde mevcut olan pil ile ram beslenerek program saklanabilir. Tabii ki batarya enerjisi bittiği anda program silinecektir. RAM memory özellikle programların test çalışma durumlarında büyük kolaylık sağlar.
b) II. Grup Bellekler
ROM (Read Only Memory) adı verilen salt okunur belleklerdir .Bu bellek tipi silinebilir ve programlanabilir olmasına göre alt gruplara ayrılır.
1) PROM (Programmable Read-Only Memory)
Programlanabilir salt okunur bellek (PROM); ROM (Read Only Memory) salt okunur belleğin özel bir tipidir. PROM bellek başlangıçta bulunan ve/veya ilave edilen bilgilerin chip içine yazılmasına müsaade eder. PROM içine yalnız bir defa bilgi yazılabilir.
PROM un ana dezavantajı silinebilir ve programlanabilir olmamasıdır. PROM’da programlama, “eritme” veya “koparma” mantığına göre yapıldığından, eriyebilir bağlantıların eritilmesi geri dönüşü olmayan (bir defaya mahsus) bir işlemdir. Bu sebeple PROM’a bir program kodu yazılmadan önce tüm hata kontrol işlemlerinin bitirilmiş olması gerekmektedir.
2) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
EPROM olarak isimlendirilen, “silinebilir, programlanabilir salt okunur bellek”, PLC cihazlarında sıkça kullanılan bellek tipidir. Yazılmış olan programlar (gerek deyim ve gerekse Ladder diyagramlar) önce EPROM belleğinde saklanır ve buradan (CPU) merkezi işlem birimine gönderilir.
3) EAROM (Electrically Alterable Read-Only Memory)
Elektrikle değişebilir Salt okunur Bellekler Eprom belleğe benzer fakat silmek için bir ultraviole ışık kaynağı gerekmez. EAROM chip’i silerek temizlemek için bir silici voltaj uygun pin’e tatbik edilir. Bir defa silindikten sonra chip tekrar programlanabilir.
4) EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)
EEPROM hafıza tipi ise Eprom hafızada olduğu gibi enerjinin kesilmesi durumunda bile eldeki bilgiler kaybolmaz. Yazma ve silme işlemlerinde özel araçlar gerekmez. PLC’ye monte edilen EEPROM veya EPROM hafızalar kaset içinde depolanmış bulunan programa göre çalışacaktır. Buna göre ROM kaset değiştirilerek istenilen program çalıştırılabilir.
Veri Tablosu; giriş ve çıkış durumları, zamanlayıcı ve sayıcı değerleri ve veri depoları gibi bilgileri içeren, programı dışa taşımak için gerekli bilgileri depolar. Tablonun içeriği durum verisi ve sayılar (ya da kodlar) olmak üzere 2 gruba ayrılır. 0 ve 1 durumları bit yerlerine kaydedilen bilginin ON/OFF durumudur. Veri Tablosu 3 bölüme ayrılır. Giriş Görüntü Tablosu ; Bu birim giriş arabirim devrelerine irtibatlanan dijital girişlerin durumunu saklar. Girişin ON/OFF durumuna göre girişin bu birimdeki değeri 0 veya 1 olarak saklanır.
Çıkış Görüntü Belleği; Output arabirimine bağlı olan cihazların dijital olarak konumunu kontrol eden bitlerin bir dizisidir. Çıkış birimlerinin lojik durumları bu bellekte saklanır ve bu lojik seviyeli bellekten alınarak çıkış birimine transfer edilir.
PROGRAMLAMA CİHAZLARI (Programming Devices)
Programlanabilir denetleyicilerin en önemli niteliklerinden birisi; kullanımı kolay programlama elemanlarına sahip olmasıdır. Programlama cihazı operatör ile denetleyicinin devreleri arasında iletişimi sağlar. Programlama cihazı ile PLC kontrol programı kullanıcı tarafından cihaza gönderilir. Endüstriyel CRT terminalleri genellikle birçok cihazla programlanabilir denetleyiciler iğçin kullanılır. Bu terminaller kendi içinde gösterge birimi,klavye ve merkezi işlem birimi ile haberleşmeyi sağlayacak olan gerekli düzenekleri içerir. CRT (Ekran)’nın sunduğu avantaj programların ekranda kolaylıkla izlenmesini sağlamaktır.
Küçük PLC’lerin programlanmasında kullanılan ucuz,taşınabilir ve küçük,mini programlayıcı cihazlarda bulunmaktadır. Bu tür programlama cihazlarının ekranı CRT tüp yerine LCD (liquid – crystal display) adı verilen likid kristal ekrandır. Mini programlayıcılar üzerinde LCD ekran,program anahtarlama takımı ve özel fonksiyon tuşları beraberce bulunmaktadır.
--------------------------------------------------------------------------------
PLC SİSTEMLERİNİN AVANTAJLARI
PLC'lerin, daha önce kullanılan konvansiyonel sistemler ile karşılaştırıldığında bir çok avantajı vardır. Eski sistemlerin getirdiği birtakım zorluklar bugün PLC'lerin yaygınlaşması ile aşı1mıştır. PLC sistemleri önceki sistemlere göre daha az yer kaplamaktadır. Dolayısıyla kontrol sisteminin yer aldığı dolap yada pano boyutları oldukça küçülmektedir. Sınırlı alanlarda kontrol mekanizmasının kurulması imkanı ortaya çıkmıştır. Sistem için sarf edilen kablo maliyetleri nispeten daha azalmıştır. Ayrıca PLC sisteminin kurulmasının kolay olması ve kullanıcıya, kurulu hazır bir sistemin üzerinde değişiklik ve ilaveleri kolayca yapabilme esnekliğinin sağlanması, PLC'lerin giderek yaygınlaşmasına ve endüstride her geçen gün daha fazla kullanılmalarına neden olmuştur. Bu avantajlar ile proje maliyetleri de azaltılarak, proje mühendislerine de ticari açıdan büyük faydalar sağlamıştır.
Bir makinanın, bir fabrikanın yada her hangi bir prosesin gerçekleştirilmesi sırasında aynı anda bir çok olay meydana gelir ve bunların bir sıra halinde olması gerekmez. Dolayısıyla normal bilgisayar programlarıyla bu gibi bir prosesi kontrol edemezsiniz. Fakat bir PLC için aynı anda gerçekleşen bir çok olayı kumanda etmek hiç sorun değildir. Bu arada sırf kumanda işlemlerine yönelik bir çok komutu da fazladan ihtiva etmesi sebebiyle, PLC ile bu tip programları yazmak ve çalıştırmak kolaydır. CPU ‘yu programlayabilmek için LAD (merdiven diyagramı) ve STL (program listesi) gibi çeşitli diller kullanılabilir.
PLC İLE RÖLELİ SİSTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI
PLC ile daha üst seviyede otomasyon sağlanır.
Az sayıda denetim yapılan durumlarda tesis yatırımı PLC’ de daha fazladır.
PLC’li sistem daha uzun süre bakımsız çalışır ve ortalama bakım onarım süresi (MTTR-Meal Time To Repair) daha azdır. Arızalar arası ortalama süre (MTBF-Mean Time Between Feilures) PLC’li sistem için 8000 saatten daha fazladır.
Teknik gereksinimler değişip arttıkça PLC’li sistem az bir değişiklikle ya da hiçbir değişikliğe gereksinim duyulmadan yeniliğe adapte edilebilirken röleli sistemde bu oldukça zordur.
PLC’ler daha az bir yer kaplar ve az enerji harcarlar.
PLC’LER İLE BİLGİSAYARLI KONTROL SİSTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI
Endüstriyel kontroldeki yeni trendler, software tabanlı kontrol sistemlerini gündeme getirdi. PC tabanlı kontrol sistemi seçimiyle sürecin sadece ilk adımı atılmaktadır. Kontrol sistemleri için PC tabanlı ya da PLC’ ye dayalı kontrol yapısında karar vermeden önce, dikkate alınması gereken tüm noktaların titizlikle analiz edildiğinden emin olunmalıdır.
Yazılım
PC tabanlı kontrol sistemleri, uygulama için gerekli operasyonları gerçekleştirecek şekilde geliştirilen bir yazılım programıdır. Bu nedenle, bu tip sistemler, aynı zamanda yazılım motoru (soft control engine) olarak da adlandırılmaktadır. Unutulmamalıdır ki, PC tabanlı kontrol sistemi sipariş edildiğinde, özel bir işletim sistemi için geliştirilmektedir. Bu noktada asıl mesele bu işletim sisteminin seçimidir.
Windows NT, gerçek zamanlı (real time) veya bir başka gerçek zamanlı işletim sisteminin seçimi yapılmalıdır. Bu sistemler için en yaygın olarak kullanılanı Windows NT’dir. Bu işletim sisteminin zorlu endüstriyel ortamlarda gerçek zamanlı kontrol amaçlı dizayn edilmemiş olması nedeniyle, üzerinde yoğunlaşan tartışmalara rağmen, PC tabanlı kontrol sistemlerinde, % 90 civarında bu işletim sisteminin kullanıldığı tahmin edilmektedir.
Konuya genel olarak bakıldığında, Windows NT, kabul edilebilir bir işletim sistemi olarak düşünülebilir.
Donanım
Sistem seçiminin en kritik etkenlerinden birisi de donanımdır. Yazılım üzerinde koşacağı donanım için genellikle şu seçenekler söz konusudur;
Endüstriyel PC
Ticari bir PC
Açık kontrolörler (open controller)
Her hangi bir bilgisayar satıcısından kolayca temin edilebilen ticari PC’ler, ekonomik fiyat ve temin kolaylığı avantajlarına sahiptir. Buna karşılık endüstriyel koşullarda çalışma performansı yeterli düzeyde değildir. Diğer taraftan endüstriyel PLC’ler sanayideki ağır çalışma koşulları için gelişmiş özelliklere sahip cihazlardır. (sarsıntılı, nemli, tozlu, gürültülü ortamlar için önleyici donanımlara sahiptirler). 0- 60 C ortam ısılarında ve %0 ve %95 arası nem oranı olan ortamlarda çalışabilir. Bununla birlikte farklı programlama dili, arıza bulma ve bakım kolaylıklarının olması gibi özelliklerden dolayı bilgisayarlardan farklıdırlar. Bilgisayarların arıza ve bakım servisi ile programlama dillerinin öğrenilmesi için özel bir eğitime gerek vardır. PLC programlama dili klasik kumanda devrelerinde uygunluk sağlayacak şekildedir. Bütün PLC’lerde hemen hemen aynı olan AND, OR, NOT (VE, VEYA, DEĞİL) gibi boolean ifadeleri kullanılır. Programlama klasik kumanda sistemini bilen birisi tarafından kolayca yapılabilir. Büyük çaplı kontrol sistemleri için bilgisayarların mikroişlemcilerin kullanılması, 10 adet röle kontaktör elemanlarından daha az eleman gerektiren kontrol devrelerinde de klasik kumamda devrelerinin kullanılması daha avantajlı ve gereklidir. Diğer seçenek olan açık kontrolörler ise, PLC yapısının içine, PC tabanlı kontrol yapısının entegre edilmesiyle ortaya çıkmaktadır.
Hafıza
MByte ve GByte düzeyinde hafıza gereksinimi olan uygulamalarda PLC’ler genelde yardımcı işlemci (coprocessor) desteğine ihtiyaç duyulmaktadır PC tabanlı sistemlerin , sabit disklerinin GByte düzeyine erişmesi, yüksek hafıza gereksinimi olan uygulamalarda avantaj sağlamaktadır. Özet olarak PLC ile PC hakkında şunlar söylenebilir;
PLC’li sistem endüstriyel ortamdaki yüksek düzeydeki elektriksel gürültü elektromanyetik parazitler, mekanik titreşimler, yüksek sıcaklıklar gibi olumsuz koşullar altında çalışabilir.
PLC’lerin yazılım ve donanımları o tesisin elemanlarınca kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
Teşhis yazılarıyla hatalar kolayca bulunabilir.
Yazılım, alışagelmiş röle sistemleri ile yapılabilir.
Bilgisayarlar birden fazla programı değişik sıralarla esnek bir şekilde gerçekleştirirken, PLC’ler tek bir programı sıralı bir şekilde baştan sona gerçekleştirir.
Ayrıca PC tabanlı sistemin, güncel teknolojideki yeniliklere adapte olabilmesi açısından kullanım süresi daha kısadır.
BİLGİSAYAR PROGRAMLARIYLA PLC PROGRAMLARININ FARKI
Bilgisayar programları yaptıkları işleri, sırasıyla ve birbiri ardınca test edebilen belli mantık işlemlerine göre yerine getirirler. Fakat PLC ‘ler için durum biraz daha farklıdır. PLC programı devamlı bir cevrim halindedir. Bütün komutlar sırasıyla işletilir ve yine başa dönülür. PLC programının tamamı bilgisayar dillerinde döngü adı verilen kısımlar gibidir. PLC programı yüksek seviyeli programlama dillerinde While/Wend komutları arasında yazılmış program parçalarına benzer şekilde çalıştırılır. Fakat PLC programının işlem tarzı itibariyle, biraz farkı vardır. PLC ‘de program aynı anda birkaç olayı gerçekleştirir. Dolayısıyla birbirinden bağımsız olayların ve dolayısıyla komutların aynı anda işletilmesi, yani bir olay bitmeden diğerine başlanılması gerekir. Bu iş için en ideal işleyiş tarzı, bir döngü içine bütün komutları yazmak ve döngüyü de bütün olayların en iyi şekilde kontrolü için döngüyü mümkün olan en yüksek hızda çalıştırmaktır.
PLC ‘lerde, bilgisayarlarda olduğu gibi bir işlemi bitirip başka bir işleme geçmek mantıklı değildir. Mesela bir motora kapıyı kapaması için çıkışlardan voltaj veriyorsunuz. Bu işi bir bilgisayar programı yazarak yapıyorsanız, kapanma komutunu verirsiniz ve kapı kapanana kadar dolayısıyla işlem bitene kadar Program alt satıra geçmez, yani bu sırada başka hiçbir işlemi yapamazsınız. PLC sistemlerinde ise işlemin tamamlanması önemli değildir, program baştan sona saniyede binlerce kez iletilir. Programda komutlar, yapılması gerekiyorsa, yani önlerindeki mantıksal işlemin sonucu izin veriyorsa işletilir. Böylelikle aynı anda birbirinden bağımsız olarak hem A kapısı açılıyor hem de B vanası kapatılıyor ve bu sırada yazıcıya bilgi yollanıyor olabilir.
--------------------------------------------------------------------------------
12 Haziran 2007 Salı
Standard or Extendable Millenium II++, available in starter kit,
special or hardened versions are possible.
8 or 12 inputs (PNP or NPN)
4 or 8 outputs (relays or solid-state)
Transparent communication between Millenium II units.
Wide selection of accessories, modems, converter modules.
IP67-compliant when panel-mounted with waterproof face-plate kit
8 Haziran 2007 Cuma
6 Haziran 2007 Çarşamba
2 Haziran 2007 Cumartesi
BASKI DEVRE ÇIKARTMA
Elektronik cihazlar, bakır plaket üzerine monte edilen elektronik elemanlardan meydana gelirler. Elektronik devre şemaları, baskı devre şemalarına dönüştürülecek bakır plakaya aktarılır. Bu işleme baskı devre çıkarma tekniği denir.
Yani devreyi oluşturan devre elemanlarının bir araya getirilerek belirli bir düzene getirilmesidir. Bu üretimi hızlandırır, maliyeti düşürür ve cihazların daha küçük olmasına ( az yer kaplaması ) sebep olur. Bu işlem yapılırken devrenin şeması yani hangi devre elemanının hangi pin ( bacak ) 'in nere bağlanacağı planlanır. Daha sonra board tabir edilen baskı görünüşü çizilir ve bu baskı görünüşünden yararlanılarak baskı devre çıkarılır. Günümüzde baskı devre çıkartma yöntemi üç şekildedir. Basit bir işlem için kalem tekniği, orta düzey için pozitif 20 tekniği, gelişmiş ve seri üretimler, fabrikasyonlar için serigrafi tekniği kullanılır.
KALEMLE ÇİZME:
Baskı devrelerde kalem ile baskı devre yapılacağı zaman aşağıdaki malzemeler kullanılır;
* Bakır plaket
* Baskı devre kalemi
* Perhidrol
* Tuz ruhu
* Testere
* Yüksel devirli küçük matkap
Baskı devre çıkartılacağı zaman aşağıdaki yollar incelenir;
1- Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları önemlidir. Bu kağıt üzerindeki ölçümlendirmelidir. Çünkü çıkartılacak baskı devrede bir devre elemanın gerçek boyutundan küçük veya büyük olarak çıkartılırsa kullanılacak devre elemanı büyük yada küçük gelecektir. Ve baskı devreye monte edilemeyecektir.
2- Kağıda hatlar birbirini kesmeyecek şekilde baskı devre şeması çizilmelidir. Aksi takdirde saçma sapan bir tasarım çizmiş olursunuz devrede çizilen yanlış bağlantılar kısa devrelere sebebiyet vererek çalışmayan bir devre tasarlayıp ve baskı devresini çıkarmış olacaksınız. Böyle bir durumda emekleriniz boşa gidecektir. Çalışan bir şeyler yapmak istiyorsanız çizimlerinize dikkat etmelisiniz.
3- Baskı devre şeması kullanılacak elemanların ayak ölçülerine göre en küçük hale getirilip elemanlar baskı devresinin üzerine yerleştirilip malzemeler plaket üzerine yerleştirilir.Baskı devrenin alt görünüşü ve üst görünüşü olmak üzere iki durum söz konusudur. Bu durumda çizimlerde de dikkat edilmelidir. Örneğin bir entegrenin önden görünüşü 1 nolu pinine karşılık gelirken arka görünüşünde son numaralı pini olur ve entegreyi doğru monte etmeniz söz konusu değildir. Yine yanlış bir devre tasarlamış olursunuz. Sanırım bu durumda gene çalışan bir tasarım söz konusu değildir.
4- Üçüncü maddedeki bir durumla karşılamamak için , yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir.Çizimin tersi aynen kopya edilir ve tersi elde edilmiş olunur.
5- Tasarlanacak devrede istenilen plaka boyutu ölçülerek testere ile kesilerek istenilen board ( plaka ) elde edilir.
6- Bakır plaka temizleyici madde ile çok iyi bir şekilde temizlenir. Bol su ile yıkandıktan sonra durulayıp kurutulur. Buradaki temizleme işleminin yararı bakır yolar üzerindeki oksitlenmeyi önlemektir.
7- Kağıtta çizili olan baskı devre şemasını karbon kağıt ile bakır plakete aktarılır. Bakır plaket üzerine çizilen baskı devre şemasını baskı devre kalemiyle düzgünce çizilir. Bu aşamasa tasarlanan devre bakır plaka üzerine kopya edilmiş olunur.
8- Bakır plaketin girebileceği büyüklükte bir kaba bir perhidrol kapağı ölçekte perhidrol, dört perhidrol kapağı ölçekte de tuz ruhu karıştırınız. Böylece bize lazım olan bakırı eritecek ama baskı devre kaleminin mürekkebini eritmeyecek eriğik asit elde edilmiş olunur. Daha açıkçası tuzruhunun asidik özelliği yüksektir eğer sade tuzruhuna atarsak plaka üzerinde hiç bir bakır kalmayacaktır yani bize gerekli yollarda erimiş olacaktır. Perhidrol kullanarak tuzruhunun asidik özelliğini indirgemektir ( düşürmek ) . Bu karışımı deneme yanılma yöntemiyle de ne kadar tuzruhuna ne kadar perhidrol kullanılacağını bulabilirsiniz.
9- Plaketi, hazırladığınız eriğin içerisine atınız. Çizilen hatların dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar bekleyin. Ve size lazım olan hatlardan başka hiç bakır kalmayınca çıkartınız.
10- Bakır plaket üzerine baskı devre çıktıktan sonra bol suyla yıkayarak kurutulur. Kimyada asitlerle deney yaparken su kullanılır su bütün maddelerin çözücüsüdür. Bu nedenle her zaman yanınızda su bulunsun.
11- Kullanılan elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir ve markalı yerler delinir.
12- Bakır hattın ters yüzüne elektronik elemanlar nereye yerleştirilecekse, yerleştirilir.
13- Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır. Ve böylece sizde tasarladığınız yada tasarlanan bir elektronik devreyi çalışır hale sokmuş oldunuz. Çalışmalarınızda size başarılar...
UYARI :Baskı devre çıkarırken asit bölümünde ( tuzruhu perhidrol karışımında) çok dikkatli olunmalıdır. Baskı devre çıkartırken karşılaşılacak tehlikelerden verdiğim bilgilerden dolayı mesul deyilim.
POZİTİF 20 İLE:
Pozitif 20 ile baskı devre çıkartırken gerekli malzemeler ;
* Bakır plaka
* Aydınger veya naylon
* Letraset, çini mürekkep
* Temizlik malzemesi
* Kıl testere
* NaOH
* FeCl3
* Ilık su
* Kurutma fırını
* Bozlandırma sistemi
* Matkap
* Karanlık oda
Devrede kullanılan elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları çizimde ve montajda önemlidir. Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir Yerleşme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devre şemasıdır.
Baskı devre şeması ölçeğinde bakır pertinaksı ( plaket )kıl testere ile kesilir. Bakır plakanın üzerine pozitif 20 sürüleceği için yüzeyin yağdan tamamen arındırılmış olması gerekir. Bakır plakanın temizleyici madde kullanılarak nemli bir bezle kir, pas ve yağı gidene kadar yıkanır. Temizleme işlemi tamamlandıktan sonra musluğun altına tutulur. Kurulandıktan sonra parmak izi kalmamasına dikkat edilir.
Temizlenmiş, kurutulmuş bakır plakaya pozitif 20 atılması için karanlık odada çalışılır. Odanın aşırı karanlık değil de loş bir ışığa sahip olması tercih edilir. Pozitif 20 -10 C'lik bir ortamda saklanmalıdır. Aynı zamanda pozitif 20 ile baskı devreler hem düzgün , hem de kolay bir şekilde çıkar. Bakır plaka yatay fakat hafif eğimli olarak düzgün bir zemine konulur. Sprey 20cm mesafeden püskürtülür. Püskürme işlemi plakanın bir köşesinden başlayarak paralel şeritler halinde yapılmalı, plakanın her yerine aynı miktarda püskürmeye dikkat edilir. Püskürtme ile kaplama işlemi biter bitmez, plaka karanlık bir yere konulur. Plakanın üzerine toz konmaması için dikkat edilmelidir.
Pozitif 20 püskürtüldükten sonra plakanın kurutma işlemi hemen yapılmalıdır. Karanlık bir ortama bırakılan kart kendi imkanlarıyla normal olarak 24 saatte kurur. Fakat işlemlerin çabuk olması için kart ısı ayarlı fırında kurutulur. Fırın ısısının 70 C'ye ayarlanması gerekir. 20 dakikada kurur. 70 C'nin üzerindeki ısı ve 20 dakikanın üzerindeki süre karta zarar verir.
Bundan sonra yapılacak işlem potlandırmadır. Potlandırma işlemi karanlık odada yapılmalıdır. Daha önce aydınger veya naylon üzerine hazırlanan baskı devre cam yüzeyin üzerine şeffaf bir bantla tutturulur. Üzerine bakır plaket yatırılır.
Bundan sonra ışıkta bırakma süresi önemlidir. Işık kaynağını olarak çeşitli lambalar kullanılabilir. Işığa bırakma süresi lambanın cinsine ve plakaya olan uzaklığa bağlıdır. Potlandırmada dikkat edilmesi gereken bir noktada plaka lambanın altına konmadan önce 2-3 dakika beklenerek asıl etkiyi yapan ultraviole tam güçte emisyonu için zaman bırakmak, plakayı ışığın altına daha sonra koymaktır. Lamba cinsine göre potlandırma işlemi gerçekleştirilir
Lambanın plakaya olna uzaklığın ve poz süresinin ayarlanması ;
.
Kart üzerine baskı devre potlandırıldıktan sonra banyo işlemine geçilir. Banyo çözeltisi hassas bir şekilde hazırlandıktan sonra bakır tabakasının çözünmesi daha az hatalı olur. Bir litre suyun içerisine 7gr NaOH konulur. Banyo hazırlandıktan sonra potlandırılmış olan bakırlı plaka çözeltisinin içerisine atılır.500W 20 cm 3 dak 300W 25 cm 30-60 sn 2 yada 3 dakika sonra ışık gören yerlerin eriyerek dağıldığı gözlenir.
Letraset veya çini mürekkeple çizilen kısımların altında kalan kısımların ışık görmediği için olduğu gibi kalır. Şayet yeterli süre seçmesine rağmen hiçbir yer erimiyorsa, poz süresi yeterli olmamış demektir veya bunun aksi erimemesi gereken yerlerde eriyorsa, poz süresi fazla gelmiş demektir. Her iki durumda da çalışmaya devam edilmemeli bakır plaka asetonla temizlenip işe yeniden başlanmalıdır.
Bakır plaka belirlenen süre sonunda banyodan çıkarılmalı, bol su ile yıkanmalıdır. Bundan sonra plakayı artık karanlık odada tutmaya gerek yoktur. Sıra pozitif 20'nin banyoda erimiş olan kısımlarının altından gözüken bölgelerdeki bakırların yedirilmesi işlemine gelinir. Bunun içinde ayrı bir banyo hazırlanır.
En uygun banyo 100gr FeCl3 150gr Su 'dur. Bakır plaka hazırlanan çözeltinin içerisine atılarak 40-50 C'de ısıtılır. Işık almayan letrasetin altındaki bakır kısımların dışındaki tüm bakır tabaka gözükür. Plaka banyodan çıkarılarak bol su ile yıkanır. 9.) Son işlem olarak baskı devresi asetonla silinerek temizlenir. Kart matkapla delinir. Elektronik elemanlar dikkatli şekilde monte edilerek tasarım aşaması gerçekleştirilir.
SERİGRAFİ YÖNTEMİ:
İpek baskı yöntemi seri imalatlarda kullanılır bu yöntem için ;
* Bakır plaka
* Aydınger veya naylon
* Letraset,çini mürekkep
* Temizlik malzemesi
* Kıl testere
* Tahta üzerine iyice gerilmiş ipek
* Serisrol
* Hızlandırıcı
* Plastik veya karıştırıcı çubuk
* Rahle
* Pozlandırma masası
* Isıtıcı
* İpek üzerine konacak ağırlık
* Tazyikli su
* Matbaa mürekkebi
* Selilozik tiner
* Çamaşır suyu
* Baskı devre kabı
* Perhidrol
* Tuzruhu
* Matkap
* Karanlık ve loş oda
Malzemeler ve ortam temin edildikten sonra aşağıdaki elektronik flaşör devresini ipek baskı tekniği ile çıkaralım; Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları yerleştirme planı ve yerleştirmede önemlidir. Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir. Çizilen baskı devre yerleştirme planıdır.
Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devredir. Pozlandırma masasını üzerine asetatta bulunan baskı devre yüzeyini bantla yapıştırırız. Çalışma odası karartılır. Bu ipek üzerine sürülecek karışım hazırlanır. Plastik kabın içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde serisrol koyduğumuz serisrolün 1/10 ölçeğinde hızlandırıcı koyarak, çubukla karıştırırız.
Tahta çerçeve içerisine gerilmiş ipek üzerine hazırlanan karışım dökülür. Karışımı yayacağımız alan asetat üzerine çizilen baskı devre şemasının alanından biraz daha fazla olmalıdır. İpek üzerinde duran karışım rahle ile homojen bir şekilde yayılır. İpek karışımı her alanda eşit miktarda olmalıdır.Tahta çerçeve içerisinde bulunan ipeğe sürülen karışım, yine karanlık ortamda saç kurutma makinasıyla kurutulur.
İpek iyice kuruduktan sonra karışımlı kısım pozlandırma masası üzerine yapıştırılmış baskı devre şemasının üzerine yerleştirilir. Üzerine dışarıdan gelebilecek ışıkları engellemek için kitap, karbon vb. ağırlık konulur.
Pozlandırma işlemini yapabilmek için ultraviole ışık açılır. Poz süresi hazırlamış olduğumuz hızlandırıcı miktarına göre ayarlanır. Hızlandırıcı miktarı az ise poz süresi az, hızlandırıcı miktarı fazla ise poz süresinin fazla olması gerekir. Bu süre 2 dakika ile 5 dakika arasında değişir. Poz süresi aynı anda ışık şiddetinede bağlıdır.
Pozlandırma işleminden sonra ipeği bol tazyikli suyun altına tutarak iyice yıkanır. Bu anda bakır hatların olacağı kısımdaki karışım dökülecek diğer taraflar kalacaktır.
Işığı açarak, ipek kurutulur. Baskı devresi çıkacak şemanın ölçeğinde bakır plaket kıl testere ile kesilir. Temizlik maddeleri ile iyice temizlenir. İpek üzerine çıkardığımız baskı devre şemasını bakır plakete aktarabilmek için yeni bir karışım hazırlanır. Plastik kap içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde matbaa mürekkebi konulur. İnceltmek için selülozik tiner katılır. Karışım homojen olarak iyice karıştırılır.
Bakır plaket ipek üzerindeki şemaya denk gelecek şekilde yerleştirilir. Karışımı yeterli miktarda dökerek rahle ile düzgün şekilde çekilir. Kart düzgün şekilde ipeğin altına alınır. İpek daha sonraki karışımlarda kullanılmak için hemen selilozik tinerle silinir.
Baskı devre çıkarma kabının içerisine bir perhidrol kapağı ölçekle perhidrol, dört ölçekte tuz ruhu atılır. Plaket hazırlanan eriğinin içerisine atılır. Devre şeması hatlarının dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar beklenir. Plaket çıktıktan sonra bol su ile yıkanır. Elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir, markalı yerler delinir. Elemanlar yerleştirilir. Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde dikkatlice yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır.
Baskı Devrelerinin Yapımı ;
Elektronik ile uğraşanlar arasında baskı devre kullanımı giderek zorunlu(!) hale gelmiştir. Çünkü bu durumda mekanik yapı ve elemanların yerleştirilmesi oldukça kolaylaşır. Baskı devreler "plaket" üzerine çizilerek oluşturulur. Plaket, başlangıçta 1-2 mm kalınlığında çıplak bir sert kağıt (pertinaks) veya epoksi plakadır.
Bu plaka üzerine bakır folyo serilir ve daha iyi tutsun diye özel bir reçine ile yapıştırılır. Bakır katın kalınlığı 35-70 µm kadardır. Bu şekilde bir veya iki yüzü bakırla kaplanmış plakalar elektronik malzemesi satıcılarında bulunur. Standart büyüklük Avrupa formatı'dır. (100mm x 160mm) ve plaketler bu büyüklüğün tam katları şeklinde kesilmiş olmalıdır. İşte bu malzeme, baskı devre yapımında esastır ve profesyonel baskı devre imalatçıları tarafından da hazır olarak alınmaktadır.
Baskı devre plaketlerinin hazırlanmasında en zor ve oyalayıcı adım, elde bulunan devre şeması veya deney düzeninden baskı devre planının elde edilmesidir; iletken yollar birbirini kesmelidir. Tabii iki yüzlü (hatta çok katlı) baskı devreler de hazırlanabilir. Karmaşık devrelerde, yolların en iyi durumunu bulmak için kurşun kalemle taslak hazırlamak kaçınılmazdır.
Çok basit devrelerde ise yollar aside dayanıklı bir kalem ile doğrudan bakır üzerine çizilebilir. Hatta, aşırı basit bir devrede plaket hazırlanmadan tamamen vazgeçilerek, delikli plakalar kullanılır.
Baskı devre hazırlamada kullanılan çok çeşitli yöntemler vardır. Bu yöntemlerden biri de başarılı sonuçlar veren pozitif-fotorezist yöntemidir.
Bu yöntemde saydam kağıt (Aydınger) üzerinden çini mürekkebi ile koyu ve tam örtücü olarak çizilmiş pozitif, yani bakır yolların siyah olduğu, bir film kullanılır. 90 g/m2 ağırlığında ve üzerinde 2.54 mm aralıklı çizgiler basılmış kareli Aydınger kağıdı en uygun malzemedir. Bu çizgilerin UV- ışığı geçirmeleri yani açık mavi renkli olmaları gerekir.
Koyu kısımların ışık geçirmezliğini sağlamak için genellikle bir taraftan çizmek yeterli olmamaktadır. Bu nedenle de aydıngerin iki yüzden boyanmasında fayda vardır. Çini mürekkeple çizim için yeterli deneyime sahip bulunmayanlar, Letraset benzeri çıkartmalar ve şeritler kullanabilirler. Bu yaprakların üzerinde çeşitli büyüklük ve kalınlıkta lehim adaları, yollar, köşeler ve semboller vardır.
Yolların ince olmasını gerektiren kalabalık ve karmaşık devrelerde baskı devre filmini tersten yapmak ve ışıklandırma sırasında çıkartmaların bulunduğu yüzün aşağıya gelmesini sağlamak gerekir. Yoksa, ışığın kenarlarda kıvrılması sonucu yollar incelebilir. Şimdi artık eldeki baskı devre planı bakır yüzey üzerine aktarılmalıdır. Yani yolları bırakıp geriye kalan bakırı sıyırmak için bir yol bulunmalıdır.
Bunun için bakır, aside dayanıklı ve ışığa duyarlı bir film ile kapanır. Bu film ışıklandırılıp banyo edildikten sonra açıkta kalan bakır kısımlar uygun aşındırıcı malzeme ile çözülebilir. Bakır yüzey pozitif 20 ile kaplanmadan önce bir mekanik temizleme tozu yardımıyla yağ ve asitlerden arındırılmalıdır. Temizlikten sonra temizleme maddesi su ile akıtılır
Bakır üzerinden yekpare bir su filmi oluşması yüzeyin temizliğinin göstergesidir. Fotorezist-lak ın bakır üzerinde her tarafa eşit dağılması için plaket tamamen kurutulmalıdır. Ya da bez yerine saç kurutma makinesi kullanılması atıklar bırakmadığından daha uygundur. Ancak bakırı fazla ısıtıp bozmamak için arada 20 cm.lik bir uzaklık bırakılmalıdır. Sprey şeklindeki lak'ın sıkılması gün ışığında gerçekleştirilebilir. Ancak lak UV- ışığa duyarlı olduğundan, doğrudan güneş ışığını görmesi engellenmelidir.
Sprey 20 cm kadar uzaklıktan yatay olarak duran plaket üzerinde sanki bir yılanın yolu çiziliyormuş gibi sıkılmalıdır. Bu şekilde oluşan filmin kurutulması karanlıkta yapılacaktır. Kurutma işlemi oda sıcaklığında 24 saat sürer, bu da tabii çok uzun bir süredir. Bir fırın kullanılırsa işlem süresi çok kısalır. Lak ile kaplanmış plaket soğuk fırının içine konur ve sıcaklık yavaş olarak 70 şC' ye çıkarılır, 30 -45 dakika sonra lak kurumuştur ve ışıklandırmaya hazırdır. Kurutma daha yüksek sıcaklıkta ve /veya daha uzun süre yapılırsa , lak pişer ve ışığa duyarlılığı kaybolur.
Işıklandırma için hazırlanmış olan baskı devre filmi plaketin lak'lı yüzüne konur. Filmin tamamen yapışması için de 2 mm kalınlığında bir cam parçası kullanılır. En uygun ışık kaynağı UV- ampulü, örneğin cıva buharlı ampul veya yapay güneş ışığı ampuludur.
Pozitif 20'nin duyarlı olduğu ışığın dalga boyu üretici verilerine göre 360-410 nm arasındadır. Lamba ile ışıklandırılan plaket arasındaki uzaklık 25- 30 cm, ışıklandırma süresi ise lambanın gücü ve lak kalınlığına göre 1-5 dakika arasında olmalıdır.
En iyi değer bir çok deneme sonucu elde edilir ve her zaman aynı kalınlıkta kaplama yapılmasına dikkat edilerek, bulunmuş olan bu değer kullanılır. İlk defa baskı devre yapan birisi için banyo işlemi en heyecanlı adımdır. 7gram NaOH bir litre su içinde tamamen çözülür. Bu orana dikkat edilmesi gerekir. Konsantrasyon fazla olursa ışık görmemiş yerlerde çözülür.
Banyo sıvısı plaketin üstünü tamamen örtmelidir. Çözelti aynen film banyosunda olduğu gibi yavaşça hareket ettirilir, böylece plaketin üzerine her zaman temiz banyo sıvısı gelir ve çözülmüş parçalar uzaklaşır. 2-3 dakika içinde "resim" ortaya çıkmalıdır, eğer hala bir şey gözükmüyorsa ışıklandırma çok kısa olmuş demektir. Her şey yolunda ise bakır yüzey üzerinde koyu renkli yollar ortaya çıkar.
Banyo bitiminde plaket su ile iyice yıkanarak NaOH'tan temizlenmelidir. Banyo sıvısı ile temas ederseniz, temas yerini hemen bol su ile yıkamalısınız. Eğer bu işlemler sırasında yanınızda limon veya sirke bulundurursanız, asit içeren bu madde ile NaOH' ı nötralize ederek etkisini giderebilirsiniz. Şimdi artık sıra açıkta kalan bakırın yedirilmesine gelmiştir. Pozitif 20 kullanıla gelen asitli banyolara dayanıklı olduğundan, demir III klorür,amonyumpersulfat ve krom asidine baş vurulabilir.
Bu banyolar %30-40 konsantrasyonlu olarak hazırlanırlar ve bir ısıtıcı üzerinde 40 -50 ºC sıcaklıkta tutulurlar. Banyo kabı olarak metal kap kullanılmaz, ısıya dayanıklı cam tencereler(pyrex) işinizi görür. Aşındırıcı banyoyu ille de kendileri hazırlamak isteyen şu reçeteyi kullanabilirler:
7 kısım %35 tuz ruhu 1 kısım %30 hidrojenperoksit 25 kısım su Bu karışımın çok keskin bir kokusu vardır. Ve biraz dumanlıdır. Aşındırma etkisi çok kuvvetli olduğundan dikkatle kullanılmalıdır. Acemi olanlar, işlem daha yavaş sürdüğünden, ilk sözü edilen maddelerle çalışmalıdırlar.
Karışımın reçetede verilenden daha konsantre olmamasına dikkat edilmelidir, yoksa banyoda kısa süreli bir köpürmeden sonra elinizde sadece pertinaks plakası kalır. Karışım sırası da yukarıdaki listeye uygun ve sondan başa doğru olmalıdır. Yoksa tersi yapılıp ta su asit içerisine içine boca edilirse, karışım kaynayıp etrafa sıçrar. Yedirme işleminden sonra plaket.
Üzerinde hiç hiçbir artık kalmayacak şekilde akan su altında durulanır. İletken yollar üzerinde hala aside dayanıklı olan lak bulunmaktadır. Bu kat da Aseton veya Nitro Verdünner ile kaldırılabilir.
Artık açıkta kalmış olan ve uzun süre dayanmasını istediğiniz bakır kısımların koruyucu lehim lakı ile kaplanması gerekir. Hazır laklar kullanılabileceği gibi alkol veya tiner içinde eritilmiş reçine de işimizi görür. Baskı devre şimdi deliklerin delinmesi ve elemanların yerleştirilmesine hazırdır.
Elektronik cihazlar, bakır plaket üzerine monte edilen elektronik elemanlardan meydana gelirler. Elektronik devre şemaları, baskı devre şemalarına dönüştürülecek bakır plakaya aktarılır. Bu işleme baskı devre çıkarma tekniği denir.
Yani devreyi oluşturan devre elemanlarının bir araya getirilerek belirli bir düzene getirilmesidir. Bu üretimi hızlandırır, maliyeti düşürür ve cihazların daha küçük olmasına ( az yer kaplaması ) sebep olur. Bu işlem yapılırken devrenin şeması yani hangi devre elemanının hangi pin ( bacak ) 'in nere bağlanacağı planlanır. Daha sonra board tabir edilen baskı görünüşü çizilir ve bu baskı görünüşünden yararlanılarak baskı devre çıkarılır. Günümüzde baskı devre çıkartma yöntemi üç şekildedir. Basit bir işlem için kalem tekniği, orta düzey için pozitif 20 tekniği, gelişmiş ve seri üretimler, fabrikasyonlar için serigrafi tekniği kullanılır.
KALEMLE ÇİZME:
Baskı devrelerde kalem ile baskı devre yapılacağı zaman aşağıdaki malzemeler kullanılır;
* Bakır plaket
* Baskı devre kalemi
* Perhidrol
* Tuz ruhu
* Testere
* Yüksel devirli küçük matkap
Baskı devre çıkartılacağı zaman aşağıdaki yollar incelenir;
1- Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları önemlidir. Bu kağıt üzerindeki ölçümlendirmelidir. Çünkü çıkartılacak baskı devrede bir devre elemanın gerçek boyutundan küçük veya büyük olarak çıkartılırsa kullanılacak devre elemanı büyük yada küçük gelecektir. Ve baskı devreye monte edilemeyecektir.
2- Kağıda hatlar birbirini kesmeyecek şekilde baskı devre şeması çizilmelidir. Aksi takdirde saçma sapan bir tasarım çizmiş olursunuz devrede çizilen yanlış bağlantılar kısa devrelere sebebiyet vererek çalışmayan bir devre tasarlayıp ve baskı devresini çıkarmış olacaksınız. Böyle bir durumda emekleriniz boşa gidecektir. Çalışan bir şeyler yapmak istiyorsanız çizimlerinize dikkat etmelisiniz.
3- Baskı devre şeması kullanılacak elemanların ayak ölçülerine göre en küçük hale getirilip elemanlar baskı devresinin üzerine yerleştirilip malzemeler plaket üzerine yerleştirilir.Baskı devrenin alt görünüşü ve üst görünüşü olmak üzere iki durum söz konusudur. Bu durumda çizimlerde de dikkat edilmelidir. Örneğin bir entegrenin önden görünüşü 1 nolu pinine karşılık gelirken arka görünüşünde son numaralı pini olur ve entegreyi doğru monte etmeniz söz konusu değildir. Yine yanlış bir devre tasarlamış olursunuz. Sanırım bu durumda gene çalışan bir tasarım söz konusu değildir.
4- Üçüncü maddedeki bir durumla karşılamamak için , yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir.Çizimin tersi aynen kopya edilir ve tersi elde edilmiş olunur.
5- Tasarlanacak devrede istenilen plaka boyutu ölçülerek testere ile kesilerek istenilen board ( plaka ) elde edilir.
6- Bakır plaka temizleyici madde ile çok iyi bir şekilde temizlenir. Bol su ile yıkandıktan sonra durulayıp kurutulur. Buradaki temizleme işleminin yararı bakır yolar üzerindeki oksitlenmeyi önlemektir.
7- Kağıtta çizili olan baskı devre şemasını karbon kağıt ile bakır plakete aktarılır. Bakır plaket üzerine çizilen baskı devre şemasını baskı devre kalemiyle düzgünce çizilir. Bu aşamasa tasarlanan devre bakır plaka üzerine kopya edilmiş olunur.
8- Bakır plaketin girebileceği büyüklükte bir kaba bir perhidrol kapağı ölçekte perhidrol, dört perhidrol kapağı ölçekte de tuz ruhu karıştırınız. Böylece bize lazım olan bakırı eritecek ama baskı devre kaleminin mürekkebini eritmeyecek eriğik asit elde edilmiş olunur. Daha açıkçası tuzruhunun asidik özelliği yüksektir eğer sade tuzruhuna atarsak plaka üzerinde hiç bir bakır kalmayacaktır yani bize gerekli yollarda erimiş olacaktır. Perhidrol kullanarak tuzruhunun asidik özelliğini indirgemektir ( düşürmek ) . Bu karışımı deneme yanılma yöntemiyle de ne kadar tuzruhuna ne kadar perhidrol kullanılacağını bulabilirsiniz.
9- Plaketi, hazırladığınız eriğin içerisine atınız. Çizilen hatların dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar bekleyin. Ve size lazım olan hatlardan başka hiç bakır kalmayınca çıkartınız.
10- Bakır plaket üzerine baskı devre çıktıktan sonra bol suyla yıkayarak kurutulur. Kimyada asitlerle deney yaparken su kullanılır su bütün maddelerin çözücüsüdür. Bu nedenle her zaman yanınızda su bulunsun.
11- Kullanılan elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir ve markalı yerler delinir.
12- Bakır hattın ters yüzüne elektronik elemanlar nereye yerleştirilecekse, yerleştirilir.
13- Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır. Ve böylece sizde tasarladığınız yada tasarlanan bir elektronik devreyi çalışır hale sokmuş oldunuz. Çalışmalarınızda size başarılar...
UYARI :Baskı devre çıkarırken asit bölümünde ( tuzruhu perhidrol karışımında) çok dikkatli olunmalıdır. Baskı devre çıkartırken karşılaşılacak tehlikelerden verdiğim bilgilerden dolayı mesul deyilim.
POZİTİF 20 İLE:
Pozitif 20 ile baskı devre çıkartırken gerekli malzemeler ;
* Bakır plaka
* Aydınger veya naylon
* Letraset, çini mürekkep
* Temizlik malzemesi
* Kıl testere
* NaOH
* FeCl3
* Ilık su
* Kurutma fırını
* Bozlandırma sistemi
* Matkap
* Karanlık oda
Devrede kullanılan elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları çizimde ve montajda önemlidir. Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir Yerleşme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devre şemasıdır.
Baskı devre şeması ölçeğinde bakır pertinaksı ( plaket )kıl testere ile kesilir. Bakır plakanın üzerine pozitif 20 sürüleceği için yüzeyin yağdan tamamen arındırılmış olması gerekir. Bakır plakanın temizleyici madde kullanılarak nemli bir bezle kir, pas ve yağı gidene kadar yıkanır. Temizleme işlemi tamamlandıktan sonra musluğun altına tutulur. Kurulandıktan sonra parmak izi kalmamasına dikkat edilir.
Temizlenmiş, kurutulmuş bakır plakaya pozitif 20 atılması için karanlık odada çalışılır. Odanın aşırı karanlık değil de loş bir ışığa sahip olması tercih edilir. Pozitif 20 -10 C'lik bir ortamda saklanmalıdır. Aynı zamanda pozitif 20 ile baskı devreler hem düzgün , hem de kolay bir şekilde çıkar. Bakır plaka yatay fakat hafif eğimli olarak düzgün bir zemine konulur. Sprey 20cm mesafeden püskürtülür. Püskürme işlemi plakanın bir köşesinden başlayarak paralel şeritler halinde yapılmalı, plakanın her yerine aynı miktarda püskürmeye dikkat edilir. Püskürtme ile kaplama işlemi biter bitmez, plaka karanlık bir yere konulur. Plakanın üzerine toz konmaması için dikkat edilmelidir.
Pozitif 20 püskürtüldükten sonra plakanın kurutma işlemi hemen yapılmalıdır. Karanlık bir ortama bırakılan kart kendi imkanlarıyla normal olarak 24 saatte kurur. Fakat işlemlerin çabuk olması için kart ısı ayarlı fırında kurutulur. Fırın ısısının 70 C'ye ayarlanması gerekir. 20 dakikada kurur. 70 C'nin üzerindeki ısı ve 20 dakikanın üzerindeki süre karta zarar verir.
Bundan sonra yapılacak işlem potlandırmadır. Potlandırma işlemi karanlık odada yapılmalıdır. Daha önce aydınger veya naylon üzerine hazırlanan baskı devre cam yüzeyin üzerine şeffaf bir bantla tutturulur. Üzerine bakır plaket yatırılır.
Bundan sonra ışıkta bırakma süresi önemlidir. Işık kaynağını olarak çeşitli lambalar kullanılabilir. Işığa bırakma süresi lambanın cinsine ve plakaya olan uzaklığa bağlıdır. Potlandırmada dikkat edilmesi gereken bir noktada plaka lambanın altına konmadan önce 2-3 dakika beklenerek asıl etkiyi yapan ultraviole tam güçte emisyonu için zaman bırakmak, plakayı ışığın altına daha sonra koymaktır. Lamba cinsine göre potlandırma işlemi gerçekleştirilir
Lambanın plakaya olna uzaklığın ve poz süresinin ayarlanması ;
.
Kart üzerine baskı devre potlandırıldıktan sonra banyo işlemine geçilir. Banyo çözeltisi hassas bir şekilde hazırlandıktan sonra bakır tabakasının çözünmesi daha az hatalı olur. Bir litre suyun içerisine 7gr NaOH konulur. Banyo hazırlandıktan sonra potlandırılmış olan bakırlı plaka çözeltisinin içerisine atılır.500W 20 cm 3 dak 300W 25 cm 30-60 sn 2 yada 3 dakika sonra ışık gören yerlerin eriyerek dağıldığı gözlenir.
Letraset veya çini mürekkeple çizilen kısımların altında kalan kısımların ışık görmediği için olduğu gibi kalır. Şayet yeterli süre seçmesine rağmen hiçbir yer erimiyorsa, poz süresi yeterli olmamış demektir veya bunun aksi erimemesi gereken yerlerde eriyorsa, poz süresi fazla gelmiş demektir. Her iki durumda da çalışmaya devam edilmemeli bakır plaka asetonla temizlenip işe yeniden başlanmalıdır.
Bakır plaka belirlenen süre sonunda banyodan çıkarılmalı, bol su ile yıkanmalıdır. Bundan sonra plakayı artık karanlık odada tutmaya gerek yoktur. Sıra pozitif 20'nin banyoda erimiş olan kısımlarının altından gözüken bölgelerdeki bakırların yedirilmesi işlemine gelinir. Bunun içinde ayrı bir banyo hazırlanır.
En uygun banyo 100gr FeCl3 150gr Su 'dur. Bakır plaka hazırlanan çözeltinin içerisine atılarak 40-50 C'de ısıtılır. Işık almayan letrasetin altındaki bakır kısımların dışındaki tüm bakır tabaka gözükür. Plaka banyodan çıkarılarak bol su ile yıkanır. 9.) Son işlem olarak baskı devresi asetonla silinerek temizlenir. Kart matkapla delinir. Elektronik elemanlar dikkatli şekilde monte edilerek tasarım aşaması gerçekleştirilir.
SERİGRAFİ YÖNTEMİ:
İpek baskı yöntemi seri imalatlarda kullanılır bu yöntem için ;
* Bakır plaka
* Aydınger veya naylon
* Letraset,çini mürekkep
* Temizlik malzemesi
* Kıl testere
* Tahta üzerine iyice gerilmiş ipek
* Serisrol
* Hızlandırıcı
* Plastik veya karıştırıcı çubuk
* Rahle
* Pozlandırma masası
* Isıtıcı
* İpek üzerine konacak ağırlık
* Tazyikli su
* Matbaa mürekkebi
* Selilozik tiner
* Çamaşır suyu
* Baskı devre kabı
* Perhidrol
* Tuzruhu
* Matkap
* Karanlık ve loş oda
Malzemeler ve ortam temin edildikten sonra aşağıdaki elektronik flaşör devresini ipek baskı tekniği ile çıkaralım; Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları yerleştirme planı ve yerleştirmede önemlidir. Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir. Çizilen baskı devre yerleştirme planıdır.
Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devredir. Pozlandırma masasını üzerine asetatta bulunan baskı devre yüzeyini bantla yapıştırırız. Çalışma odası karartılır. Bu ipek üzerine sürülecek karışım hazırlanır. Plastik kabın içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde serisrol koyduğumuz serisrolün 1/10 ölçeğinde hızlandırıcı koyarak, çubukla karıştırırız.
Tahta çerçeve içerisine gerilmiş ipek üzerine hazırlanan karışım dökülür. Karışımı yayacağımız alan asetat üzerine çizilen baskı devre şemasının alanından biraz daha fazla olmalıdır. İpek üzerinde duran karışım rahle ile homojen bir şekilde yayılır. İpek karışımı her alanda eşit miktarda olmalıdır.Tahta çerçeve içerisinde bulunan ipeğe sürülen karışım, yine karanlık ortamda saç kurutma makinasıyla kurutulur.
İpek iyice kuruduktan sonra karışımlı kısım pozlandırma masası üzerine yapıştırılmış baskı devre şemasının üzerine yerleştirilir. Üzerine dışarıdan gelebilecek ışıkları engellemek için kitap, karbon vb. ağırlık konulur.
Pozlandırma işlemini yapabilmek için ultraviole ışık açılır. Poz süresi hazırlamış olduğumuz hızlandırıcı miktarına göre ayarlanır. Hızlandırıcı miktarı az ise poz süresi az, hızlandırıcı miktarı fazla ise poz süresinin fazla olması gerekir. Bu süre 2 dakika ile 5 dakika arasında değişir. Poz süresi aynı anda ışık şiddetinede bağlıdır.
Pozlandırma işleminden sonra ipeği bol tazyikli suyun altına tutarak iyice yıkanır. Bu anda bakır hatların olacağı kısımdaki karışım dökülecek diğer taraflar kalacaktır.
Işığı açarak, ipek kurutulur. Baskı devresi çıkacak şemanın ölçeğinde bakır plaket kıl testere ile kesilir. Temizlik maddeleri ile iyice temizlenir. İpek üzerine çıkardığımız baskı devre şemasını bakır plakete aktarabilmek için yeni bir karışım hazırlanır. Plastik kap içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde matbaa mürekkebi konulur. İnceltmek için selülozik tiner katılır. Karışım homojen olarak iyice karıştırılır.
Bakır plaket ipek üzerindeki şemaya denk gelecek şekilde yerleştirilir. Karışımı yeterli miktarda dökerek rahle ile düzgün şekilde çekilir. Kart düzgün şekilde ipeğin altına alınır. İpek daha sonraki karışımlarda kullanılmak için hemen selilozik tinerle silinir.
Baskı devre çıkarma kabının içerisine bir perhidrol kapağı ölçekle perhidrol, dört ölçekte tuz ruhu atılır. Plaket hazırlanan eriğinin içerisine atılır. Devre şeması hatlarının dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar beklenir. Plaket çıktıktan sonra bol su ile yıkanır. Elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir, markalı yerler delinir. Elemanlar yerleştirilir. Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde dikkatlice yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır.
Baskı Devrelerinin Yapımı ;
Elektronik ile uğraşanlar arasında baskı devre kullanımı giderek zorunlu(!) hale gelmiştir. Çünkü bu durumda mekanik yapı ve elemanların yerleştirilmesi oldukça kolaylaşır. Baskı devreler "plaket" üzerine çizilerek oluşturulur. Plaket, başlangıçta 1-2 mm kalınlığında çıplak bir sert kağıt (pertinaks) veya epoksi plakadır.
Bu plaka üzerine bakır folyo serilir ve daha iyi tutsun diye özel bir reçine ile yapıştırılır. Bakır katın kalınlığı 35-70 µm kadardır. Bu şekilde bir veya iki yüzü bakırla kaplanmış plakalar elektronik malzemesi satıcılarında bulunur. Standart büyüklük Avrupa formatı'dır. (100mm x 160mm) ve plaketler bu büyüklüğün tam katları şeklinde kesilmiş olmalıdır. İşte bu malzeme, baskı devre yapımında esastır ve profesyonel baskı devre imalatçıları tarafından da hazır olarak alınmaktadır.
Baskı devre plaketlerinin hazırlanmasında en zor ve oyalayıcı adım, elde bulunan devre şeması veya deney düzeninden baskı devre planının elde edilmesidir; iletken yollar birbirini kesmelidir. Tabii iki yüzlü (hatta çok katlı) baskı devreler de hazırlanabilir. Karmaşık devrelerde, yolların en iyi durumunu bulmak için kurşun kalemle taslak hazırlamak kaçınılmazdır.
Çok basit devrelerde ise yollar aside dayanıklı bir kalem ile doğrudan bakır üzerine çizilebilir. Hatta, aşırı basit bir devrede plaket hazırlanmadan tamamen vazgeçilerek, delikli plakalar kullanılır.
Baskı devre hazırlamada kullanılan çok çeşitli yöntemler vardır. Bu yöntemlerden biri de başarılı sonuçlar veren pozitif-fotorezist yöntemidir.
Bu yöntemde saydam kağıt (Aydınger) üzerinden çini mürekkebi ile koyu ve tam örtücü olarak çizilmiş pozitif, yani bakır yolların siyah olduğu, bir film kullanılır. 90 g/m2 ağırlığında ve üzerinde 2.54 mm aralıklı çizgiler basılmış kareli Aydınger kağıdı en uygun malzemedir. Bu çizgilerin UV- ışığı geçirmeleri yani açık mavi renkli olmaları gerekir.
Koyu kısımların ışık geçirmezliğini sağlamak için genellikle bir taraftan çizmek yeterli olmamaktadır. Bu nedenle de aydıngerin iki yüzden boyanmasında fayda vardır. Çini mürekkeple çizim için yeterli deneyime sahip bulunmayanlar, Letraset benzeri çıkartmalar ve şeritler kullanabilirler. Bu yaprakların üzerinde çeşitli büyüklük ve kalınlıkta lehim adaları, yollar, köşeler ve semboller vardır.
Yolların ince olmasını gerektiren kalabalık ve karmaşık devrelerde baskı devre filmini tersten yapmak ve ışıklandırma sırasında çıkartmaların bulunduğu yüzün aşağıya gelmesini sağlamak gerekir. Yoksa, ışığın kenarlarda kıvrılması sonucu yollar incelebilir. Şimdi artık eldeki baskı devre planı bakır yüzey üzerine aktarılmalıdır. Yani yolları bırakıp geriye kalan bakırı sıyırmak için bir yol bulunmalıdır.
Bunun için bakır, aside dayanıklı ve ışığa duyarlı bir film ile kapanır. Bu film ışıklandırılıp banyo edildikten sonra açıkta kalan bakır kısımlar uygun aşındırıcı malzeme ile çözülebilir. Bakır yüzey pozitif 20 ile kaplanmadan önce bir mekanik temizleme tozu yardımıyla yağ ve asitlerden arındırılmalıdır. Temizlikten sonra temizleme maddesi su ile akıtılır
Bakır üzerinden yekpare bir su filmi oluşması yüzeyin temizliğinin göstergesidir. Fotorezist-lak ın bakır üzerinde her tarafa eşit dağılması için plaket tamamen kurutulmalıdır. Ya da bez yerine saç kurutma makinesi kullanılması atıklar bırakmadığından daha uygundur. Ancak bakırı fazla ısıtıp bozmamak için arada 20 cm.lik bir uzaklık bırakılmalıdır. Sprey şeklindeki lak'ın sıkılması gün ışığında gerçekleştirilebilir. Ancak lak UV- ışığa duyarlı olduğundan, doğrudan güneş ışığını görmesi engellenmelidir.
Sprey 20 cm kadar uzaklıktan yatay olarak duran plaket üzerinde sanki bir yılanın yolu çiziliyormuş gibi sıkılmalıdır. Bu şekilde oluşan filmin kurutulması karanlıkta yapılacaktır. Kurutma işlemi oda sıcaklığında 24 saat sürer, bu da tabii çok uzun bir süredir. Bir fırın kullanılırsa işlem süresi çok kısalır. Lak ile kaplanmış plaket soğuk fırının içine konur ve sıcaklık yavaş olarak 70 şC' ye çıkarılır, 30 -45 dakika sonra lak kurumuştur ve ışıklandırmaya hazırdır. Kurutma daha yüksek sıcaklıkta ve /veya daha uzun süre yapılırsa , lak pişer ve ışığa duyarlılığı kaybolur.
Işıklandırma için hazırlanmış olan baskı devre filmi plaketin lak'lı yüzüne konur. Filmin tamamen yapışması için de 2 mm kalınlığında bir cam parçası kullanılır. En uygun ışık kaynağı UV- ampulü, örneğin cıva buharlı ampul veya yapay güneş ışığı ampuludur.
Pozitif 20'nin duyarlı olduğu ışığın dalga boyu üretici verilerine göre 360-410 nm arasındadır. Lamba ile ışıklandırılan plaket arasındaki uzaklık 25- 30 cm, ışıklandırma süresi ise lambanın gücü ve lak kalınlığına göre 1-5 dakika arasında olmalıdır.
En iyi değer bir çok deneme sonucu elde edilir ve her zaman aynı kalınlıkta kaplama yapılmasına dikkat edilerek, bulunmuş olan bu değer kullanılır. İlk defa baskı devre yapan birisi için banyo işlemi en heyecanlı adımdır. 7gram NaOH bir litre su içinde tamamen çözülür. Bu orana dikkat edilmesi gerekir. Konsantrasyon fazla olursa ışık görmemiş yerlerde çözülür.
Banyo sıvısı plaketin üstünü tamamen örtmelidir. Çözelti aynen film banyosunda olduğu gibi yavaşça hareket ettirilir, böylece plaketin üzerine her zaman temiz banyo sıvısı gelir ve çözülmüş parçalar uzaklaşır. 2-3 dakika içinde "resim" ortaya çıkmalıdır, eğer hala bir şey gözükmüyorsa ışıklandırma çok kısa olmuş demektir. Her şey yolunda ise bakır yüzey üzerinde koyu renkli yollar ortaya çıkar.
Banyo bitiminde plaket su ile iyice yıkanarak NaOH'tan temizlenmelidir. Banyo sıvısı ile temas ederseniz, temas yerini hemen bol su ile yıkamalısınız. Eğer bu işlemler sırasında yanınızda limon veya sirke bulundurursanız, asit içeren bu madde ile NaOH' ı nötralize ederek etkisini giderebilirsiniz. Şimdi artık sıra açıkta kalan bakırın yedirilmesine gelmiştir. Pozitif 20 kullanıla gelen asitli banyolara dayanıklı olduğundan, demir III klorür,amonyumpersulfat ve krom asidine baş vurulabilir.
Bu banyolar %30-40 konsantrasyonlu olarak hazırlanırlar ve bir ısıtıcı üzerinde 40 -50 ºC sıcaklıkta tutulurlar. Banyo kabı olarak metal kap kullanılmaz, ısıya dayanıklı cam tencereler(pyrex) işinizi görür. Aşındırıcı banyoyu ille de kendileri hazırlamak isteyen şu reçeteyi kullanabilirler:
7 kısım %35 tuz ruhu 1 kısım %30 hidrojenperoksit 25 kısım su Bu karışımın çok keskin bir kokusu vardır. Ve biraz dumanlıdır. Aşındırma etkisi çok kuvvetli olduğundan dikkatle kullanılmalıdır. Acemi olanlar, işlem daha yavaş sürdüğünden, ilk sözü edilen maddelerle çalışmalıdırlar.
Karışımın reçetede verilenden daha konsantre olmamasına dikkat edilmelidir, yoksa banyoda kısa süreli bir köpürmeden sonra elinizde sadece pertinaks plakası kalır. Karışım sırası da yukarıdaki listeye uygun ve sondan başa doğru olmalıdır. Yoksa tersi yapılıp ta su asit içerisine içine boca edilirse, karışım kaynayıp etrafa sıçrar. Yedirme işleminden sonra plaket.
Üzerinde hiç hiçbir artık kalmayacak şekilde akan su altında durulanır. İletken yollar üzerinde hala aside dayanıklı olan lak bulunmaktadır. Bu kat da Aseton veya Nitro Verdünner ile kaldırılabilir.
Artık açıkta kalmış olan ve uzun süre dayanmasını istediğiniz bakır kısımların koruyucu lehim lakı ile kaplanması gerekir. Hazır laklar kullanılabileceği gibi alkol veya tiner içinde eritilmiş reçine de işimizi görür. Baskı devre şimdi deliklerin delinmesi ve elemanların yerleştirilmesine hazırdır.
28 Nisan 2007 Cumartesi
24 Nisan 2007 Salı
lnb verici
OPX_LNK_02 VERİCİ LNB ÖZELLİKLERİ
ISM Band : 10000 to 17500 MHZ
RF Output Power : 65 mW
Phase Lock Loop : 140-220 Channels
Power LED : İt has
Maximum transmission range
(With Parabolic Antennas ) : 20 KM (straight line)
Maximum transmission range (Without Parabolic Antennas ) : 10 KM (straight line)
Operating voltage : minimum 10.5V, typical: 12V, maximum: 13V
RF output power : Vcc = 12V, 50 ohms
Load : Typical1000mW, Maximum: 1200mW
Operating current : Vcc = 12V, 1500mA
Operating temperature: : - 20 to 40 degrees ˚C
Operating humidity : 20 to 80%
Video input : İmpedance 75 ohms, 1Vp-p
RF frequency drift : 0 to 40 degees Celsius, +/- 250KHz
Audio input : RCA x 1-L, RCA x 1-R, 2Vp-p
Audio sub carrier : 6.65 Mhz
: 70 MHZ İf
ISM Band : 10000 to 17500 MHZ
RF Output Power : 65 mW
Phase Lock Loop : 140-220 Channels
Power LED : İt has
Maximum transmission range
(With Parabolic Antennas ) : 20 KM (straight line)
Maximum transmission range (Without Parabolic Antennas ) : 10 KM (straight line)
Operating voltage : minimum 10.5V, typical: 12V, maximum: 13V
RF output power : Vcc = 12V, 50 ohms
Load : Typical1000mW, Maximum: 1200mW
Operating current : Vcc = 12V, 1500mA
Operating temperature: : - 20 to 40 degrees ˚C
Operating humidity : 20 to 80%
Video input : İmpedance 75 ohms, 1Vp-p
RF frequency drift : 0 to 40 degees Celsius, +/- 250KHz
Audio input : RCA x 1-L, RCA x 1-R, 2Vp-p
Audio sub carrier : 6.65 Mhz
: 70 MHZ İf
22 Nisan 2007 Pazar
20 Nisan 2007 Cuma
animasyon
Kumanda Devreleri Animasyonları ---------------- Animasyonlardan örnek 2 resim ----------- 1faz.swf anahtar.swf ani.swf animciftbutonu.gif animjogbutonu.gif animkontaktor.swf animmakarali.gif animmanyetik.gif animpimli.gif animstartbutonu.gif animstopbutonu.gif bakirhalkali.swf bakirhalkasiz.swf butonla.swf butonla2.swf butonlakilitleme.swf ciftyollu.swf dinamik.swf dinamik2.swf direk.swf direncle.swf duzzaman.swf elektrikselkilitleme.swf elektrikselpaket.swf endirek.swf ergiyici.swf garaj.swf hareket0.gif hareket2.gif hareket4.gif hareket6.gif hareket8.gif ikikademe.swf kesiksurekli1.swf kesiksurekli3.swf kesiksurekli5.swf kondansatorlu.swf lamba.swf magaza.swf makarali.swf manyetik.swf mekanik.swf motorlu.swf odatermostati.gif odatermostati2.gif odatermostati3.gif odatermostati4.gif ortakuclu.swf ototrafosuyla.swf paket01.swf paket02.swf paket03.swf paket03_01.swf paket04.swf paket05.swf paket06.swf paketkumanda1.swf paketkumanda2.swf paketkumanda3.swf paketorn1.swf paketorn2.swf paketorn3.swf pimli.swf pistonluduz.swf pistonluters.swf role.swf rotorusargili.swf startbutonu.swf stopbutonu.swf su tankı.swf termik.swf termistorlu.swf terszaman.swf uzaktan.swf valf.swf yildizucgen.swf Thumbs.db Kumanda Animasyonları
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)