Fizikte, osilatör, enerjiyi sürekli olarak bir formdan diğerine dönüştüren herhangi bir cihazdır. Sarkaç basit bir örnektir. En üstteyken tüm enerjisi potansiyel enerji iken, en altta maksimum hızda hareket ederken sadece kinetik enerjiye sahiptir. Potansiyelin kinetik enerjiyle ilişkisini tine üzerinden çizerseniz, tekrar eden bir dalga formu elde edersiniz. Bir sarkacın hareketi süreklidir, bu nedenle dalga saf sinüs dalgası olacaktır. Döngüsel süreci başlatan potansiyel enerji, sarkacı kaldırmak için yaptığınız iş tarafından sağlanır. Serbest bıraktığınızda, hareketine direnen hava sürtünme kuvveti olmasaydı sarkaç sonsuza kadar salınırdı.
Bu, rezonanslı bir elektronik osilatörün arkasındaki ilkedir. Pil gibi bir DC güç kaynağı tarafından sağlanan voltaj, bir pili kaldırdığınızda yaptığınız işe benzer. sarkaç ve güç kaynağından akan serbest bırakılan elektrik akımı, bir kapasitör ve bir endüktif bobin. Bu tip devre, LC osilatörü olarak bilinir; burada L, indükleyici bobini ve C kapasitörü belirtir. Bu tek tip osilatör değildir, ancak elektronik bileşenleri bir devre kartına lehimlemeye gerek kalmadan oluşturabileceğiniz bir DIY osilatördür.
Basit Bir Osilatör Devresi – bir LC Osilatörü
Tipik bir LC osilatörü, paralel olarak bağlanmış ve bir DC güç kaynağına bağlanmış bir kapasitör ve endüktif bobinden oluşur. Güç, dielektrik olarak bilinen yalıtkan bir malzeme ile ayrılmış iki plakadan oluşan elektronik bir cihaz olan kondansatöre akar. Giriş plakası maksimum değerine kadar şarj olur ve tam şarja ulaştığında akım yalıtım üzerinden diğer plakaya akar ve bobine doğru devam eder. Bobinden akan akım daha sonra indüktör çekirdeğinde bir manyetik alan indükler.
Kondansatör tamamen boşaldığında ve akım akışı durduğunda, indüktör çekirdeğindeki manyetik alan çıkış plakasına ters yönde akan endüktif bir akım üreten dağılır. kapasitör. Bu plaka şimdi maksimum değerine şarj olur ve deşarj olur, akımı ters yönde indüktör bobinine geri gönderir. Bu süreç, elektrik direnci ve kapasitörden sızıntı olmasaydı sonsuza kadar devam edecekti. Mevcut akışın grafiğini çizecek olsaydınız, yavaş yavaş x ekseninde yatay bir çizgiye dönüşen bir dalga formu elde edersiniz.
Kendin Yap Osilatörü için Bileşenler Yapmak
Kendin yap osilatör devresi için ihtiyacınız olan bileşenleri evin etrafındaki malzemeleri kullanarak oluşturabilirsiniz. Kondansatör ile başlayın. Yaklaşık 3 fit uzunluğunda bir plastik gıda ambalajı açın ve üzerine o kadar geniş veya uzun olmayan bir alüminyum folyo tabakası koyun. Bunu birincisine benzer başka bir plastik levhayla örtün ve ardından bunun üzerine birinci folyo tabakasına benzer ikinci bir folyo tabakası yerleştirin. Folyo, yükü depolayan iletken malzemedir ve plastik, standart bir kapasitördeki yalıtım plakasına benzer dielektrik malzemedir. Her bir folyo tabakasına 18 gauge bakır tel uzunluğunda bantlayın ve ardından her şeyi bir puro şekline sokun ve bir arada tutmak için etrafına bant sarın.
Endüktif bobin yapmak için, çekirdek için 1/2 veya 3/4 inç taşıyıcı cıvata gibi büyük bir çelik cıvata kullanın. 18 veya 20 gauge teli birkaç yüz kez etrafına sarın - teli ne kadar çok sararsanız, bobin o kadar fazla voltaj üretecektir. Kabloyu katmanlar halinde sarın ve bağlantı yapmak için telin iki ucunu serbest bırakın.
Bir DC güç kaynağına ihtiyacınız olacak. Tek bir 9 voltluk pil kullanabilirsiniz. Ayrıca devreyi test etmek için bir şeye ihtiyacınız var. Bir multimetre kullanabilirsiniz, ancak bir LED ampul daha kolaydır (ve daha dramatik).
Hazır, Ayarla, Salınım
İşleri başlatmak için kondansatörü ve indüktörü paralel bağlamanız gerekir. Bunu, indüktörden gelen bir kabloyu kapasitör kablolarından birine bükerek ve ardından diğer iki kabloyu birlikte bükerek yapın. Polarite önemli değildir, bu nedenle hangi kabloları seçtiğiniz önemli değildir.
Ardından, kapasitörü şarj etmeniz gerekir. Bunu her iki ucunda timsah klipsi olan bir çift kabloyla yapın veya 9 voltluk bir pilin üstüne uyan bir pil klipsi alın. Bir ucu birlikte bükülmüş bir çift kabloya ve diğer ucunu boş pillerden birine kelepçeleyin terminalleri, ardından diğer kablo çiftini diğer aküye bağlamak için diğer kabloyu kullanın. terminal.
Kondansatörün şarj olması ve devrenin salınım yapmaya başlaması 5 veya 10 dakika sürebilir. Bu süre geçtikten sonra, bir ucu aküden ayırın ve LED üzerindeki tellerden birine kenetleyin, ardından diğer ucu çıkarın ve diğer LED ucuna kıstırın. Devreyi tamamlar tamamlamaz LED yanıp sönmeye başlamalıdır. Bu, osilatörün çalıştığının işaretidir. LED'in ne kadar süre yanıp sönmeye devam ettiğini görmek için devreyi bağlı bırakın.
Kapasitör Osilatörü için Kullanım Alanları
Bir folyo sargılı kapasitör ve bir şaryo cıvatası indüktörü ile oluşturabileceğiniz osilatör, bir LC tank devresi veya bir ayar osilatörü örneğidir. Radyo sinyalleri göndermek ve almak, radyo dalgaları oluşturmak ve frekansları karıştırmak için kullanılan osilatör türüdür. Bir diğer önemli kapasitör osilatörü, DC giriş sinyallerini titreşimli AC sinyallerine dönüştürmek için kapasitörler ve dirençler kullanan bir osilatördür. Bu tip osilatör, bir RC (direnç/kapasitör) osilatörü olarak bilinir ve tasarımına genellikle bir veya daha fazla transistör ekler.
RC osilatörlerinin birden fazla kullanımı vardır. DC akımını AC ev akımına çeviren bir makine olan her inverterde bir tane bulunur. Bir invertör, her fotovoltaik elektrik sisteminin önemli bir bileşenidir. Ek olarak, ses ekipmanlarında RC osilatörleri yaygındır. Sentezleyiciler, yaptıkları sesleri üretmek için RC osilatörlerini kullanır.
Bulunan malzemelerle bir RC osilatörü yapmak o kadar kolay değil. Bir tane yapmak için genellikle gerçek devre bileşenleri, devre kartları ve bir havya ile çalışmanız gerekir. Basit bir RC osilatör devresi için diyagramları çevrimiçi olarak kolayca bulabilirsiniz. Bir kapasitör osilatöründen gelen dalga biçimi, kapasitörlerin kapasitansına, devrede kullanılan dirençlerin direncine ve giriş voltajına bağlıdır. İlişki matematiksel olarak biraz karmaşıktır, ancak çeşitli bileşenlerle osilatör devreleri kurarak deneysel olarak test edilmesi kolaydır.