Bu yazıda elektronik ve Arduino dünyasının en yaygın bileşenlerinden biri olan HW-131 breadboard güç modülünün inceliklerinden bahsedeceğiz.
Breadboard ile çok çalışıyorsak, özellikle de modern elektronik bileşenleri sıkça kullanıyorsak en sık ihtiyacımız olan şey 3,3 Volt ve 5 Volt gerilimlerdir. Geçmişte 12 Volt çok modaydı, ancak gelişen elektronik yapılar ve değişen ihtiyaçlar nedeniyle artık daha düşük gerilimlerle çalışan devrelere sahibiz. Öyle ki 12 Volt’un yerini alan 5 Volt bile tahtını 3,3 Volt’a kaptırmak üzere. Şimdilik iyi direniyor!
Çinli hobi elektroniği devi YwRobot bu ihtiyacı görmüş ve oldukça basit olmasına rağmen bir o kadar kullanışlı olan bu modülü geliştirmiş. Kendileri bu modülü MB102 olarak adlandırmış, ancak diğer üreticiler bu Çin malı ürünü de çabucak kopyalamış ve HW-131 koduyla dünyaya satmaya başlamış.
Genel Bilgiler
HW-131 breadboard güç modülü Arduino Uno’dan alışık olduğumuz barrel jack adı verilen adaptör girişinden veya iki ucu da USB A olan USB kablosundan güç alabiliyor. Basit tasarımı sayesinde adaptör girişinden aldığı gücü 5 Volt’a düşürüp USB çıkışına da verebiliyor. Böylece hem breadboard’a güç sağlarken, hem de Arduino gibi harici USB cihazları besleyebiliyor.
Tam veya yarım boy breadboard’ların güç kanallarına takılan bu modül alt ve üst kanallara isteğimize göre 3,3 Volt, 5 Volt ve toprak (GND) verebiliyor. İstersek iki kanalı da 3,3 veya 5 Volt’a ayarlayabiliyorken, bir kanalı sadece GND olarak bırakabiliyoruz.
Modül üzerinde bulunan anahtar gücü açıp kapatabilmemizi sağlıyor ve gücün gelip gelmediğini hemen yanında yer alan yeşil renkli LED’den anlayabiliyoruz.
Modülün orta kısmında harici kartlara besleme verebilmek için 2×4 pinden oluşan bir çıkış daha yer alıyor ve böylece jumper kablolarla 5 Volt ve 3,3 Volt sağlamak mümkün oluyor.
Breadboard’a Takmak
Modülün breadboard’a takılma şeklini aşağıdaki resimde görebiliriz. Dikkat etmemiz gereken tek bir şey var: Breadboard’un negatif (-) olarak kullandığımız mavi renkteki hattının modülün köşesinde yer alan – bölümüne denk gelmesi. Eğer – bölümü kırmızı hatta denk geldiyse breadboard’u ters çevirerek doğru hale getirebiliriz. Buna dikkat etmek çok önemli, çünkü devremizi kurarken pozitif (+) bağlantıları için kırmızıyı, negatif (-) bağlantılar için ise maviyi kullanmaya alışığız.
Modülün breadboard kanallarına istenen gerilimi verebilmek için sarı renkli iki set jumper yer alıyor. 4 pinli bir alana üst, orta ve alt şeklinde 3 farklı pozisyonda takılabilen bu jumper ilgili kanala hangi gerilimin verileceğini ayarlıyor. Örneğin yukarıdaki resimde üstteki kanala 5 Volt verilirken, alttaki kanala 3,3 Volt veriliyor. Bir kanala gerilim vermek istemiyorsak jumper’ı ortaya takmalıyız. Böylece kanalın negatif hattı yine toprak almaya devam etse de, pozitif hattı boşta kalır.
Kısa Devre Koruması
Elektronik hobi meraklıları olarak zaman zaman bağlantı hataları yapıp devrede bir kısa devre oluşmasına neden olabiliyoruz. Modül üzerinde bulunan AMS1117 kodlu gerilim düzenleyici entegreler dahili kısa devre korumasına sahip ve aşırı ısındığında da kendisini kapatabiliyor. Yani hatalı üretim veya sahte bir entegreye denk gelmezsek bu modülü bozmamız pek de mümkün değil.
Peki devremizde bir kısa devre olduğunu nasıl anlayacağız? Çok basit: anahtarı açtığımızda modül üzerindeki LED yanmıyorsa breadboard devremiz üzerinde bir kısa devre var demektir. Hemen gücü kesmeli ve devremizdeki kısa devreyi aramaya başlamalıyız.
Kısa devre sonucu LED yanmadığı zaman anahtarın kapalı mı, yoksa açık mı olduğunu karıştırabiliriz. En sağlıklı çözüm bir an önce modüle güç verdiğimiz adaptör veya USB kablosunu çekmektir.
Teknik Değerler
Modülü adaptör girişi üzerinden besleyeceksek 6,5 Volt‘tan fazla gerilime sahip bir adaptör, pil veya batarya kullanmamız şart. Çünkü gerilim düzenleyici entegre çalışabilmek için 1-1,5 Volt arası gerilime ihtiyaç duyuyor ve 6,5 Volt’tan daha az gerilim ile çalıştırıldığında çıkış gerilimi 5 Volt’un altına düşmeye başlıyor.
USB girişi üzerinden beslediğimiz durumlarda doğrudan 5 Volt alabildiğimiz için gerilim regülatörü entegrelerden birine gerek kalmıyor ve bu tür bir gerilim sınırlaması da olmuyor.
Modülün adaptör girişi için verilen azami gerilim değeri 12 Volt. AMS1117 entegresi aslında 15 Volt’a kadar giriş gerilimlerini destekliyor, ancak bu kadar yüksek gerilimlerde verebileceği azami akım düşmeye başlıyor. Modülden en fazla 100-200mA kadar akım çekilecekse 14-15 Volt’a kadar besleme kullanılabilir, ancak daha fazlası gerilim düzenleyicimizi üzecektir.
Akım demişken azami akım değerlerine değinelim. AMS1117 entegresi resmi verilere göre 1 Amper’e kadar akım sağlayabiliyor. Ancak kullanılan paket tipi ve modül üzerindeki soğutma alanının darlığı entegreyi biraz zorluyor. Modül üreticisinin tavsiyesi iki kanalda toplam 700mA‘in (miliamper) aşılmaması.
Devre Şeması
İlginç bir noktaya değinmek için devre şemasını inceleyelim. Gözümüze çarpan detaylardan biri USB girişi olarak gördüğümüz bölümün 5 Volt hattının ilk AMS1117 çipinin (soldaki) çıkışına bağlanmış olması. Böylece modül USB kablosu aracılığıyla beslendiğinde bu gerilim düzenleyiciden geçmeden breadboard’u besleyebiliyor.
Aynı şekilde modül adaptör girişi üzerinden beslendiğinde USB bağlantısına 5 Volt gönderilebilmiş oluyor. Yani adaptör girişinden alınan güç üzerinden harici USB cihazları besleyebilmek için gereken 5 Volt üretilmiş ve bağlanmış oluyor.
Dikkatimizi çeken bir diğer şey de 3,3 Volt üretmek için kullanılan ikinci AMS1117 çipinin (sağdaki) giriş gerilimini doğrudan adaptör girişi yerine 5 Volt çıkış veren ilk çipin çıkışına bağlanmış olması. Böylece modül USB üzerinden beslendiğinde 3,3 Volt da bu gerilim üzerinden elde edilebiliyor.
Çok basit ve akıllıca bir tasarım. Ancak bu tasarım fikrinin tek bir kusuru var: 3,3 Volt üreten ikinci çipin kullanacağı akım 5 Volt üreten ilk çipin verebildiği ile sınırlı. Yani 3,3 Volt’tan önerilen 700mA’i kullandığımızda 5 Volt çipinin azami akım sınırına da ulaşmış oluyoruz. Diğer bir deyişle hem 5 Volt, hem de 3,3 Volt’tan ayrı ayrı 700mA akım kullanamıyoruz.
Arduino Uno üzerinde kendi 5 Volt, 3,3 Volt ve VIN (adaptör girişi/çıkışı) pinleri yer alıyor. Yani Arduino ile breadboard kullanımında bu modülü kullanmaya ihtiyacımız yok. Ancak breadboard üzerindeki elektronik devre denemelerimiz için biçilmiş bir kaftan. Bu modülün bir bakıma Arduino’nun güç tedarik bölümünün tek bir kart üzerinde toplanmışı olduğunu söyleyebiliriz.
Özetle HW-131 her elektronik hobi meraklısının kutusunda mutlaka bulunması, dikkatle ve incelikleri bilinerek kullanılması gereken bir modüldür.
Arduino’da iyi olmak için öncelikle elektronikte iyi olmak gerekir. Türkiye’nin en iyi temel elektronik eğitim seti ARDUINO ÖNCESİ TEMEL ELEKTRONİK EĞİTİM VE DENEY SETİ‘ni keşfedin. Gereksiz bilgilerden arındırılmış basit ve eğlenceli anlatımla ELEKTRONİK öğrenin ve Arduino’ya METE HOCA farkıyla güçlü başlayın!
