Elektrikli Kilit Bağlantılarında Neden Diyot Kullanmalıyız?

Elektrikli kilitler gibi indüktif yüklerin kontrol edildiği devrelerde diyotlar, gerilim geri beslemesi (back EMF) tarafından oluşabilecek zararları önlemek için kullanılır.

1. Back EMF’nin Kontrolü: Elektrikli kilitler gibi indüktif yüklerin çalışması sırasında, bobin içindeki manyetik alanın aniden değişmesiyle birlikte bir gerilim artışı oluşur. Bu gerilim artışı, manyetik alanın ani olarak çökmesi sonucu indüktif yükün kendisine geri beslenir. Bu geri besleme gerilimi, devrede bulunan bileşenlere zarar verebilir. Diyotlar, bu geri beslemeyi emerek kontrol altına alır ve devrenin korunmasını sağlar.
2. Devre Stabilitesi: Diyotlar, geri besleme gerilimini emerek devrenin stabilitesini artırır. Geri besleme gerilimi, devrede ani ve yüksek gerilim dalgalanmalarına neden olabilir. Diyotlar bu dalgalanmaları emerek devrenin daha düzgün ve istikrarlı bir şekilde çalışmasını sağlar.
3. Bileşen Koruması: Diyotlar, devrede bulunan diğer bileşenlerin (örneğin, transistörler, entegre devreler) gerilim yüklerini korur. Geri besleme gerilimi, bu bileşenlere zarar verebilir ve devrenin ömrünü kısaltabilir. Diyotlar bu zararı önler ve devrenin daha uzun süre dayanmasını sağlar.

Bu nedenlerden dolayı, elektrikli kilit gibi indüktif yüklerin kontrol edildiği devrelerde diyotlar kullanılması önemlidir. Diyotlar, geri besleme gerilimini emerek devrenin korunmasını sağlar ve istikrarlı bir çalışma ortamı oluşturur.

Neredeyse tüm geçiş kontrol sistemleri çok özel bir yerde amaç için kurulmadıysa, genelde bir elektromanyetik kilidi sürmek, bir selenoitli  kilidi ve ya selenoitli kilit karşılığını çalıştırmak için kullanılırlar.

İşte fiziğin temel konularından birisi olan elektromanyetizmanın kullanıldığı ve gücünü mıknatıstan alan bu cihazlar, çalışma sırasında depoladığı gücü, güç kesildiği anda “Elektromotor Güç Kaynaklı Geri Besleme” veya ingilizce olarak “Back EMF” olarak isimlendirilen bir ani geri besleme ile beslendiği hatta geri verirler.

Birinci resimde gösterildiği üzere, kapalı devre bir sistemde akım elektromıknatısa güç vermektedir. Bu noktada, mıknatıs üzerinde yüksek derecede enerji depolar.

Herhangi bir anda devre açıldığında, iki kutup bağlantısı da gittiğinde, elektromanyetik kilit hızlı bir boşalma sürecine girer. Bu noktada bobin sargılarında “Elektromotor Güç” sebeple “Elektromotor Geri Besleme” oluşacaktır.

Osiloskop ile yapılan gözlem sonuçlarını aşağıda görebilirsiniz.

Eğer bu geri besleme kontrol edilemezse, aynı hattan beslenen cihazlarda ciddi elektronik hasarların oluşmasına, bilgisayar ağlarında paket bozulmaları ve paket kayıplarına, elektromanyetik girişimlere sebep olur.

Ne Yapılması Gerekir?

Aşağıdaki resimde kilidin içerisinde bulunan bobinden kaynaklı güç dalgalanmasını engelleyen diyodun nasıl bağlandığını görebilirsiniz. Burada pozitif uçlu tarafa diyotun negatif yönü, negatif uçlu tarafa diyotun pozitif yönü takılarak ters yüklerin geçişi engellenmiştir. Ayrıca turnike, elektrikli ve manyetik kapı kilitlerinde selenoidinden gelen güç dalgalanmalarına karşı selenoide gelen beslemenin pozitif ucuna diyotun negatif yönü, negatif ucuna diyotun pozitif yönü bağlanır. Bu işlemle beraber anlık güç dalgalanmaları ile oluşabilecek hasarlar engellenmiş olur.

Örnek olarak 12 Volt gerilimle indüklenen bir bobinin mikro saniyeler mertebesinde hatta geri besleyebileceği voltaj uygulanan gerilimin bin katına kadar çıkabilmektedir. Bu voltaj elektronik komponentlere ciddi zararlar verebilir.

Diyot bağlantısı sonrasında osiloskop ile ölçülen güç dalgalanması değerleri neredeyse yok denecek kadar azdır.

Diyot bağlantısı sonrasında osiloskop ölçümüne ait videoyu aşağıdan izleyebilirsiniz

İleri Okuma

https://en.wikipedia.org/wiki/Flyback_diode
https://en.wikipedia.org/wiki/Diode
https://progeny.co.uk/back-emf-suppression/
https://prodatakey.zendesk.com/hc/en-us/articles/360041032593-Diode-Requirements-for-a-Strike