OSİLOSKOP KULLANIMI VE DC/AC GERİLİM ÖLÇÜMÜ

Osiloskoplar herhangi bir elektrik sinyalinin gerilim değerini ölçmenin yanı sıra, sinyalin zaman ekseninde değişimini gösterebilen aygıtlardır.

Sayısal bellekli osiloskoplar, eskiden kullanılan analog osiloskoplara ek olarak, ölçümü yapılan elektrik sinyallerini sayısallaştırarak belleklerinde depolayabilir. Böylece bilgi kalıcı olarak saklanabilir ve daha sonra detaylı olarak incelenebilir.

Elektrik laboratuvarında çalışmaya başlamadan önce, laboratuvardaki görevliler öğrencilere bir tehlike anında laboratuvardaki elektriği kesecek ana elektrik panosunun yerini ve elektrik enerjisinin nasıl kesileceğini öğretmelidirler. Laboratuvar görevlileri öğrencilere herhangi bir kaza anında gerekiyorsa itfaiyeye ve sağlık görevlilerine nasıl ulaşabilecekleri hakkında bilgi vermelidir. İTFAİYE’ye 110, HIZIR ACİL SERVİS’e 112 ve POLİS’e 155 numaralı telefonlardan doğrudan ve herhangi bir ücret ödemeden ulaşılabilir.

Osiloskoplar yardımıyla tekrarlanan elektrik sinyallerinin zamana bağlı değişimi gözlenebilir ve istenen andaki gerilim değeri ölçülebilir. Osiloskoplar elektronik devreler tarafından üretilen elektrik sinyallerinin incelenmesinde en çok kullanılan ölçüm aygıtlarındandır. Bu sinyallerin incelenmesiyle elektronik devrelerin nasıl çalıştığı anlaşılabilir ya da çalışmasındaki sorunlar ortaya çıkartılabilir. Osiloskoplar birden fazla elektrik sinyalini aynı anda ölçebilir. Böylece bir elektrik devresinin farklı noktalarındaki sinyaller kıyaslanabilir ve üzerinde durulan elektrik devresinin çalışması daha sağlıklı olarak incelenebilir.

Osiloskop ekranlarında yatay eksen zamanı, dikey eksen ölçüm yapılan noktalar arasındaki potansiyel farkı gösterir. Kullanıcı ölçüm yapacağı zaman dilimini belirleyebilir. Osiloskoplarda zaman ekranda soldan sağa doğru artacak şekilde gösterilir.

Ekranda gösterilen elektrik sinyalinin her noktacığı için osiloskop sinyalin o andaki değerini ölçer, sayısallaştırır ve seçili ölçeğe göre ekrandaki konumuna çizer. Ekranın sağ kenarına ulaşıldığında aynı işlemler sol baştan yeniden başlar. Eğer ölçülen sinyalin sıklığı ekranda ayarlanan zaman ölçeğinin katı değilse, bir sonraki ekran görüntüsü sinyalin başka bir yerinden başlayabilir. Bu durum ardışık görüntülenen ekran görüntülerinde sinyalin sürekli kaymasına, çoğu zaman çok karışık görüntülerin ortaya çıkmasına neden olur. Bu karmaşıklığı gidermek için en çok kullanılan yöntem tetikleme yöntemidir. Tetikleme kullanıldığında osiloskop ölçüme başlamak ve ekrana çizmek için ölçülen sinyaldeki gerilimin tetikleme gerilimine ulaşmasını bekler. Ölçülen elektrik sinyali tetik düzeyine ulaştığında ölçüm ve ekrana çizim başlar. Ekranın sağ kenarına ulaşıldığında tetikleme için tekrar beklenir. Böylece ardışık ölçümler, elektrik sinyalinin hep aynı noktasından başladığı için kararlı ve incelenebilir bir ekran görüntüsü oluşur.

Her iki kanalı (Kanal 1 ve Kanal 2’yi) birden açar ve kanallar arası hesaplama yapar. Menüden yapılan seçimlerle kanalların toplamı, farkı veya çarpımı hesaplanıp gösterilebilir.

Bir elektrik devresinde ölçüm yapmak için kullanılır.

Osiloskop probları ölçüm yapılacak elektrik devresine kolayca erişebilecek şekilde tasarlanmıştır. Probun yanından çıkan kıskaçlı referans ucu ile devrenin referans ucuna bağlantı yapılır. Probun yaylı kapağına bastırınca ortaya çıkan kanca ile ölçüm noktasından sinyal ölçülür. Ölçüm yapılacak yer bir kablo gibi kancanın takılacağı yapıda değilse, kapak sökülerek prob ucu açığa çıkartılabilir. Böylece sivri prob ucu ölçüm yapılacak noktaya dokundurularak ölçüm yapılabilir.

Sinyal üreteçleri, elektrik devrelerinin sınanmasında gerekli olabilecek elektrik sinyallerini üretir. Çoğu üreteç, değişik frekans ve genliklerde kare, sinüs ve üçgen (bazı türlerine testere dişi de denir) dalgalar üretebilir.

Sinyal üretecini çalıştırmak için açma kapama düğmesine (5) basılır. Dalga düğmesi ile sinyal tipi seçilir. Frekans ayar düğmesi (6) ile veya giriş düğmeleri yardımıyla üretilen sinyalin frekansı belirlenir. Çıkış açma düğmesine (4) basılarak seçilen sinyal çıkış ucuna (11) verilir. (S:148, Şekil 6.4)

Osiloskoba takılı prob varsa hiçbir yerle bağlantısının olmadığından emin olunmalı. Osiloskob güç düğmesine basarak açılır. Ekran aydınlanacak ve osiloskop içindeki bilgisayar çalışmaya başlayacaktır. Bu aşamada osiloskobun öz sınamayı tamamlamasını (S:150, şekil 6.6a) ve kullanılmaya hazır olduğunu gösteren normal ölçüm ekran görüntüsü beklenmelidir (S:150, şekil 6.6b).

Osiloskobun kanal 1 prob bağlantı ucuna (S:145, şekil 6.1, 19 numaralı ok) problardan biri bağlanır. Bunun için prob kanal 1 bağlantı ucuna takılır ve çevirerek kilitlenir. Probun kıskaçlı referans ucu osiloskobun toprak noktasına (S:145, şekil 6.1, 17 numaralı ok), ölçüm ucu ise osiloskobun sınama noktasına (S:145, şekil 6.1, 18 numaralı ok) takılır. Bunun için probun yaylı kapağı bastırılarak prob kancası açığa çıkartılır ve metal halkadan geçirerek bırakılır. (S:150, şekil 6.7)’de bağlantı detayı gösterilmiştir.

Otomatik ayar düğmesine (S:145, şekil 6.1, 5 numaralı ok) basılır. Ekranda osiloskop tarafından üretilen sınama sinyali görüntülenecektir (S:151, şekil 6.8).

Ekranın sol alt köşesinde görülen CH1 5.00 V yazısı, kanal 1 gerilim ölçeğinin 5 V olduğunu gösterir. Bu değer ekranda gri kesikli çizgilerle gösterilen her küçük kareciğin yüksekliğinin 5 V olduğunu belirtir.

Ekranın altında ortada beyaz renkli M 500 μs yazısı, zaman ölçeğinin 500 μs (mikrosaniye, 1 saniyenin milyonda biri), yani her gri kutucuğun genişliğinin 500 μs olarak kabul edilmesi gerektiğini gösterir. Sinyalin bir tam periyodu iki gri kutucuğa sığdığı için periyodun 1 ms yani 0,001 saniye olduğu söylenebilir. 1 sayısını bu değere bölerek sinyalin sıklığını 1000 Hz (ya da 1 kHz ) olarak bulabilirsiniz. Osiloskop otomatik olarak yaptığı frekans ölçümünü sağ alt köşede 1.00000 kHz yazısı ile göstermektedir.

Ekranın sağındaki sarı ok ve üst ortada yer alan siyah ok (ekranda beyaz gözükmektedir), tetiklemenin yapıldığı gerilim değerini ve zamanı göstermektedir. Tetikleme değeri ayrıca ekranın sağ altında CH1 1.00 V yazısı ile gösterilmektedir. Tetikleme zamanı da sağ üst köşede beyaz M Pos: 0.000 s yazısı ile gösterilir.

Sağ alttaki Undo Autoset yazısı ise, yanındaki butona basıldığında otomatik ayar durumundan çıkılacağını gösterir.

Deneyde sayısal bellekli osiloskop, metal ataç ve pil kullanılır. Herhangi bir kalem pil ile çalışılabilir.

Probun yaylı kapağı çekerek çıkarılır ve prob ucu açılır. Probun kıskaçlı referans ucu kullanılan pilin bağlantı ucuna göre çok büyük olduğundan, daha ince bir bağlantı ucu yapmak için ataç kullanılmaktadır. Tek damarlı küçük bir kablo parçası da aynı işi görecektir. Atacın bir kenarı açılır. Probun kıskaçlı referans ucu ataca tutturulur. Ataç pilin eksi ucuna değdirilir. Prob ucu ise pilin artı ucuna değdirilir. (S:154, şekil 6.10)’da bağlantı detayı görülmektedir. Ölçülen sinyal periyodik bir sinyal olmadığı için ekranda düz bir çizgi görünecektir. Ekranın solundaki 1 yazısı ile çizgi arasındaki dikey uzaklık ölçülür ve ölçülen gerilimin ne kadar olduğu hesaplanır. Ekranda görünen şekil Deney Sonuçlarının Değerlendirilmesi bölümünde verilen grafik kağıdı üzerine çizilir.

Deneyde sayısal bellekli osiloskop ve bir AC adaptör (transformatör) kullanılır. 20 V’tan daha küçük çıkış değerine sahip herhangi bir AC adaptörü kullanılabilir.

Osiloskobun kanal 1 prob bağlantı ucuna bir prob bağlanır. Probun hiçbir yerle bağlantısının olmadığından emin olunması gerekir. Osiloskop güç düğmesine basarak açılır. Adaptör bir elektrik prizine takılır.

Deneyde sayısal bellekli osiloskop, sinyal üreteci, devre tahtası (breadboard) ve iki adet direnç (1 kΩ) ile 10 kΩ) arasında herhangi bir direnç). Bu deneyde 6,8 kΩ) luk dirençler kullanılmıştır.

Dirençlerin bacaklarını kıvırarak devre tahtası üzerinde devre kurulur. Devre tahtalarında dikey beş delikten oluşan her küçük sütun kendi içinde kısa devre edilmiştir. İki direncin birer bacağı aynı sütundaki, diğer bacakları da farklı sütunlardaki deliklere takılır (S:160, şekil 6.18b). Böylece şekil (S:160, 6.18a)’da görülen gerilim bölücü devreyi gerçekleştirmiş olacaksınız. Her iki direncin değeri eşit olduğundan birinci kanalda (CH1) sinyal üretecinden elde edilen sinyal, ikinci kanalda (CH2) ise bu sinyalin ikiye bölünmüş hali ölçülecektir.

Daha sonra sinyal üreteci probu (S:160, şekil 6.19) sinyal üretecinin çıkış ucuna (S:145, şekil 6.4, 11 numaralı ok) takılır.

Probun siyah ucundaki kıskac dirençlerden birinin diğer dirençle ortak olmayan bacağına tutturulur. Probun kırmızı kıskacı ise diğer direncin ortak olmayan bacağına tutturulur.

Osiloskobun kanal 1 prob bağlantı ucuna bir prob, kanal 2 prob bağlantı ucuna diğer prob bağlanır. Kanal 1 probunun toprak kıskacı sinyal üreteci probunun siyah kıskacının takılı olduğu direnç bacağına tutturulur (S:161, şekil 6.20).

Kanal 1 prob ucu sinyal üreteci probunun kırmızı kıskacının takılı olduğu direnç bacağına, kanal 2 prob ucu ise iki direncin ortak bacaklarından birine tutturulur.