ST. Otomasyon - 1 Temmuz 2010

Yaz mevsimiyle birlikte insanların da, cihazların da soğutma gereksinimi artış gösterir. Bilinen en gelişmiş sistem olan insan bile zaman içinde artan soğutma gereksinimlerini doğal yetenekleriyle karşılayamaz olmuştur. Öte yandan boyutları küçük tutma isteği de cihazlarda cebri soğutmayı zorunlu kıldığından konu bilim dalı haline geldi. Yüksek performanslı elektronik cihazların soğutması da çok karmaşıklaştı. Bilgisayarlarımızda bile kartların soğutulması, şasinin havalandırılması için birkaç adet fan kullanılmakta. Daha düne kadar fanlar sabit hızda çalışırken bugün yanlarına değişken hızlı olanlar da eklenmiştir. Artık tek hızlı fanlar sadece temel görevi üstlenmekte, değişen sıcaklıklar değişken hızlı fanlarla kontrol altına alınmaktadır. Fan sistemi sıcaklık yükseldiğinde performansın etkilenmesinin önüne geçecek, düştüğünde de tasarrufu yapacak kadar hava göndermektedir.

*                       *                       *

Sürpriz biçimde düşük hızdaki hava akımları daha iyi soğutabilir. Bunun nedeni yüksek hızlı hava akımının cihaz ile fan arasında vakum yaratabilmesidir. Vakum soğutmadan çok termal yalıtım malzemesi işlevini gördüğünden sıcaklık fanlar çalıştığı halde hızla yüksek derecelere çıkar. Bu problemle başa çıkmada etkin yol akıllı fanlar kullanmaktır. Akıllı fanlar kontrol algoritmalarını içeren gömülü mikrokontrolör barındırırlar. Böylelikle fan hızı sıcaklık eğrisine tam olarak uydurulurken vakum da engellenir. Bunun için ortam sıcaklığının ölçümüne gerek bulunur. Fanlarda en yaygın kullanılan sıcaklık sensörü forward-biased diyottur. Bu sensör sabit bir akım kaynağına bağlanır ve gerilim değişimini ileterek sıcaklık verisinin anlaşılmasını sağlar. Diyot gerilimi analog-dijital konverter ile ölçülür. Sensörler birden çok sayıda olabilirler. Yakın geçmişe kadar maliyetler akıllı fanların yaygınlaşmasını engellemekteydi. Düşük maliyetli mikro kontrolörler fiyat bariyerini yıkarak ekonomik değişken hızlı fanların yapımını olanaklı kıldılar.

*                       *                       *

Soğutma fanları fırçasız ve komütatörsüz, iki fazlı- sabit mıknatıslı ve dört sargılı bir DC motordur. Sargılar çift olarak çalışırlar. A ve C sargıları bir fazı, B ve D sargıları da ikinci fazı oluştururlar. Stator sargıları arasına 45 derece açı ile yerleştirilen hall sensörü de rotor pozisyon bilgisini mikro kontrolöre ileterek komütasyonu, hızı ve arızayı anlaşılır kılar. Ölü zamandaki büyük değişiklikler motorun tıkanmasına neden olur. Bunun için algoritma yalnızca küçük ölü zaman değişikliklerine izin verir.
Daha çok konu var bahsedilecek; örneğin DC motorun startta istenen yönde dönme garantisi yok vb… Sıcaklardan bunaldığım için aklıma bu konu gelmişti. Yazı çok teknik ve çok detay olunca kendimi de sizi de bunalttım galiba. Buraya kadar sabırla okuduysanız teşekkürlerimi sunup son cümlemi yazayım. Sistemleri soğuk tutmak için otomasyona sıcak olmak gerekiyor.