NPN Sensörler Hakkında Her Şey

NPN sensörler sinyalleri yükseltme veya daha büyük akımları açma ve kapatma yeteneğine sahiptirler. Taban voltajına orantılı olarak daha büyük bir akımın kollektörden cihazın yayıcı pimlerine akmasına izin vererek tabana uygulanan pozitif bir sinyali yükseltir. Bu oransal akım akışı aktif bir aralıkta gerçekleşir, ancak belirli bir kesme voltajının altında akım akmaz. Belli bir noktanın üstünde, bir transistör doygunluğa ulaşarak elektronların serbestçe akmasına izin verir. Bu yazımızda NPN sensörlerin yapısını, çalışmasını ve bağlantı şemasını ele alacağız.

A- A+

28.03.2020 tarihli yazı 11921 kez okunmuştur.

Npn sensörler sinyalleri yükseltme veya daha büyük akımları açma ve kapatma yeteneğine sahiptirler. Taban voltajına orantılı olarak daha büyük bir akımın kollektörden cihazın yayıcı pimlerine akmasına izin vererek tabana uygulanan pozitif bir sinyali yükseltir. Bu oransal akım akışı aktif bir aralıkta gerçekleşir, ancak belirli bir kesme voltajının altında akım akmaz. Belli bir noktanın üstünde, bir transistör doygunluğa ulaşarak elektronların serbestçe akmasına izin verir.

PNP ve NPN sensörleri 3 kablolu DC cihazlardır. Fark, sensörde kullanılan transistör tipindedir.

PNP sensörleri NPN sensörler ile aynı işi yapar, ancak akımın yayıcıdan toplayıcı kablosuna akmasını sağlamak için taban pimine negatif bir voltaj uygulanacak şekilde ayarlanır. Ayrıca, kontrol ettiğiniz yük bir NPN konfigürasyonunda pozitif bir voltaj ile kontrol transistörünün toplayıcısı arasına bağlanır. Bir PNP konfigürasyonunda yük, toplayıcı ile toprak arasında bağlanır.

PNP ve NPN sensörleri temel olarak aynı işi yapar. Ancak bazı farklılıklar vardır ve çoğu devre tasarım uygulamasında NPN transistörleri tercih edilir. Bunun nedeni, “N” substratının elektronları “P” tipi substratlardan pozitif elektron delikleri taşıyabileceğinden çok daha hızlı aktarım yapabilmesidir. Bu, yüksek hızlı anahtarlama ve amplifikatör devresi uygulamalarında büyük avantaj sağlar. Bu avantaja ilave olarak, NPN transistörlerinin üretimi de PNP transistörlerinden daha kolay ve dolayısıyla daha ucuzdur.

NPN Sensörlerinin Çalışması

Bir NPN sensör enerjisiz olduğunda akım yük telinden akamaz. Fakat herhangi bir yöntem ile enerji verildiğinde mevcut akım yük teli üzerinden akımı toprağa geri döndüren sensöre doğrudur.

Tipik bir NPN sensörü için bağlantı şeması

Devrenin tamamlanması için akımın kontrol modülünden sensöre geri gönderilmesi gerekir. NPN sensörlerin giriş modülünden akım akışı, genel elektrik akış yönlerine karşı gelmelerinin ana nedenidir. Bir denetleyicideki giriş terminali sadece akımın akıp akmadığını inceler, akımın hangi yöne akacağına dair bir kısıtlama getirmez.

Giriş modülünün ortak voltajından bir NPN sensörünün gerekli olup olmayacağına karar verilebilir. Giriş terminalinin ortak kablosu +24V DC’ye bağlanırsa bu voltaj her bir giriş terminalinde mevcut olacaktır. Bu nedenle bu modül ‘kaynaklama’ modülü olarak adlandırılır ve akımın asıl kaynağıdır.

Ayrıca bir sensörün bir kaynak giriş modülüyle uyumlu olması için, bu sensörün akımın yük teli içerisinden akmasına ve akımı toprağa geri vermesine izin vermelidir.

Bir sensörün bir kaynak giriş modülüyle uyumlu olması için, bu sensörün akımın yük teli içerisinden akmasına ve akımı toprağa geri vermesine izin vermelidir. Bu sensörler 'batma' tarzı sensör olarak bilinir ve bir kaynak modülü mevcut olduğunda kullanılır. Bazı cihaz yapılarında, modül batma veya kaynaklama modu olarak sabitlenir ve değiştirilemez.

► İlginizi Çekebilir: BJT ve FET arasındaki Farklar

NPN Sensörlerin Bağlantı Şemaları

Giriş modülünün ortak voltajı, ortak kablo izlenerek veya her bir giriş terminalindeki voltaj ölçülerek tanımlanabilir. Ayrıca , sensörün polaritesini basit bir gözlemle tanımlamak zor bir işlemdir.

PNP sensörlerini tartışan bir makalede , birkaç temsili cihaz diyagramında bir + V, -V ve bir yük teli olduğu gösterilmiştir. Bu yük teli, PLC giriş terminali olan bir yük cihazının dikdörtgen sembolüne bağlanmıştır. Bu yük dikdörtgeninin karşı tarafı güce veya toprağa bağlanmıştır.

NPN sensörünün şemasında, yük cihazının doğrudan + V kaynağına bağlandığı görülmüştür. Bu bağlantı, + V kaynağına da bağlı olan giriş modülünün ortak voltaj telini temsil eder. Sensöre enerji verildiğinde, giriş modülü + V, sensor ise -V bağlantısıdır, ardından devre tamamlanır . Akım tamamlanan devreden akabilir ve giriş modülü sensörün enerjisini algılar.

Hem açık hem de kapalı çıkışlara sahip bir NPN sensörü için bağlantı şeması. + V'ye bağlanan yük cihazı, her iki çıkışın da NPN polaritesinde olduğunu gösterir.

Bir NPN sensörünün polaritesini test etmek için ise öncelikle yük telini giriş modülünden çıkarın. Voltmetre açık yük telini ölçerken, sensöre enerji verildiğinde voltajı gözlemleyin. NPN sensörü, enerjilendirme durumundan bağımsız olarak neredeyse tüm süre boyunca 0 volt gösterecek ve 'açık', toprak arasında sallanacaktır. Buna karşılık, bir PNP sensörü ise 0 ile 24 volt arasında değişecektir.

► İlginizi Çekebilir: Transistörler Nedir? Nasıl Çalışır?

NPN Sensörünün Yapısı

NPN sensörünün yapısına bakacak olursak, yarı iletkenin NPN katman yapısına bağlı olarak aynı ada sahip transistörü kullanır. Bu transistörün içinde, taban pimine gerçek sensör güç dönüştürücüsü gibi küçük bir akım verildiğinde, toplayıcıdan vericiye fazla miktarda akım akar.

PLC'ye giden yük teli tabana bağlanır. Enerji verildiğinde akım PLC'den Kollektöre akar ve sensörden toprağa geri döner.

Bu şekilde, akım sensöre yük telinden girer ve NPN sensörünün karakteristik çalışması olan toprağa geri döner.

Etkileşen giriş modülü kaynak polaritesindeyse, yani giriş terminallerine sürekli olarak voltaj verildiğinde NPN Batan sensörleri gereklidir. Sensöre enerji verildiğinde, akım modülden sensöre akar ve toprağa döner.

Etkileşen giriş modülü kaynak polaritesindeyse, yani giriş terminallerine sürekli olarak voltaj verildiğinde NPN Batan sensörleri kullanmak gerekir. Sensöre enerji verildiğinde, akım modülden sensöre akar ve toprağa döner.

KAYNAK:

► control.com
► automation-insights.blog
► superiorcontrols.com