Işık Kapatmada Geciktirme Devresi IRF830, MOSFET Lamba

Işığı kapattıktan sonra geciktirme devresi, duvar anahtarı kapatıldıktan sonra LED lambayı kısa süre daha açık tutan 230V AC uyumlu bir MOSFET zamanlayıcıdır. Koridor, antre ve geçiş alanlarında yaklaşık 50-90 saniyelik gecikmeli aydınlatma isteyen deneyimli uygulayıcılar için uygundur.

Devrenin Temel Amacı

Klasik duvar anahtarında kontak açıldığı anda lamba tamamen söner. Bu durum özellikle koridor, merdiven başı, antre veya dış kapı çevresinde birkaç saniyelik ek aydınlatma ihtiyacı doğurabilir.

Zamanlayıcı devre, mevcut anahtar bağlantısına paralel bağlanarak lamba kapatıldıktan sonra belirli süre daha akım geçmesini sağlar.

Bu sistem bir merdiven otomatiği gibi sürekli zaman ayarlı röle kullanmaz. Anahtar kapalıyken devre neredeyse sistem dışıdır.

Anahtar açıldığında modül devreye girer, lambayı bir süre daha besler ve gecikme tamamlandığında voltajı keser.

Bağlantı Mantığı

Devre, duvar anahtarının iki kontağına paralel bağlanır. Bu nedenle faz ve nötr hattının tamamını modüle taşımak gerekmez; modül, anahtarın iki ucu arasındaki gerilimden yararlanır.

Anahtar kapalıyken iki uç kısa devre halindedir ve modül üzerinde anlamlı bir gerilim oluşmaz.

Anahtar açıldığında ise lamba üzerinden gelen hat nedeniyle modül uçlarında şebeke gerilimi oluşur.

Geciktirme devresi bu anda çalışmaya başlar ve IRF830 MOSFET üzerinden lambaya akım geçirmeye devam eder.

Devre Şeması ve Blok Yapısı

Şemada mikrodenetleyici veya zamanlayıcı entegre kullanılmamıştır. Gecikme süresi yüksek değerli dirençler, C2 kondansatörü ve T2 transistörüyle oluşturulur.

Lambayı taşıyan ana akım ise D1-D4 diyotları ve T1 IRF830 MOSFET üzerinden geçer.

D1-D4 Köprü Doğrultucu Bölümü

D1, D2, D3 ve D4 diyotları, MOSFET’in AC hatta kullanılabilmesi için köprü doğrultucu gibi çalışır.

IRF830 tek yönde kontrol edilen bir N-kanal MOSFET’tir. Şebeke gerilimi ise alternatif akımdır.

Diyot köprüsü, MOSFET tarafındaki akım yönünü tek yönlü hale getirerek T1’in AC yükü kontrol edebilmesini sağlar.

Bu yöntem triak kullanmadan düşük güçlü LED lambaların gecikmeli kapatılması için pratik bir çözümdür.

Triaklarda görülebilen tutma akımı problemi burada daha az belirgindir; düşük güçlü LED yüklerde MOSFET daha esnek davranır.

T1 IRF830 Güç Anahtarı

T1 IRF830, devrenin anahtarlama elemanıdır. Anahtar açıldıktan sonra lamba akımı T1 üzerinden akmaya devam eder.

IRF830 yüksek gerilimli N-kanal MOSFET olduğu için 230V AC uygulamada kullanılabilecek sınıftadır.

MOSFET iletimdeyken lambaya giden gerilim şebeke geriliminden biraz düşük olur. Devrede D6, D7 ve D8 zener diyotları üzerinde yaklaşık 10V civarında bir gerilim bırakılır.

LED lambaların çoğu dahili sürücü devresine sahip olduğu için bu küçük düşüm genellikle çalışmayı bozmaz.

D6-D8 Zener Zinciri

D6, D7 ve D8 üç adet 3.3V zener diyottan oluşan seri bir zincirdir. Bu bölüm, MOSFET’in gate kontrolü için gerekli gerilimin oluşmasına yardım eder. Devre aktifken bu zener zinciri üzerinde toplamda yaklaşık 10V civarında gerilim oluşur.

Bu gerilim, T1’in açık kalmasını sağlayan kontrol enerjisini oluşturur. Aynı zamanda yük tarafına giden gerilimin bir miktar düşmesine neden olur.

Bu yüzden devre özellikle elektronik sürücülü LED lambalarla daha uyumlu çalışır.

Gate Koruma ve Filtreleme

D9 18V zener diyot, T1 MOSFET’in gate-source gerilimini sınırlar.

MOSFET gate uçları yüksek gerilim darbelerine hassastır; izin verilen değerin aşılması elemanı kolayca bozabilir. D9 bu nedenle kritik koruma elemanıdır.

R2, R3, R4 ve R5 dirençleri gate kontrol hattındaki akımı sınırlar.

Bu dirençlerin seri kullanılması yalnızca toplam direnç değerini artırmak için değildir; 230V hattında her direnç üzerine düşen gerilimi bölerek tek bir elemanın aşırı zorlanmasını da engeller.

C1 10nF kondansatörü, doğrultulmuş gerilim üzerindeki dalgalanmaları yumuşatır.

R1 4.7M direnç ise C1 ve MOSFET gate-source kapasitesinin boşalmasına yardımcı olur.

T2 BC546 ile Gecikme Sonunda Kapatma

Devrenin gecikmeli kapatma bölümü T2 BC546 transistörü etrafında kuruludur. C2 kondansatörü, R8, R9, R10 ve R11 dirençleri üzerinden yavaşça şarj olur.

C2 gerilimi yükseldikçe T2’nin bazına ulaşan gerilim artar.

Belirli bir eşik aşıldığında T2 iletime geçer ve T1 MOSFET’in gate-source arasını düşük empedansla boşaltır.

Gate gerilimi kaybolduğu için T1 kapanır. Böylece lamba artık akım alamaz ve söner.

C2 Zamanlama Kondansatörü

C2 47uF/25V kondansatör, gecikme süresini belirleyen en önemli elemandır.

Kondansatör büyük değerli dirençler üzerinden yavaş şarj edildiği için saniyeler mertebesinde gecikme elde edilir.

Gecikme süresi sabit bir laboratuvar zamanlayıcısı gibi düşünülmemelidir.

LED lambanın gücü, zener diyotlardan geçen akım, ortam sıcaklığı ve komponent toleransları süreyi etkiler.

Aynı devre 2W LED lamba ile daha uzun, 20W lamba ile daha kısa gecikme verebilir.

D10 ve D11’in Görevi

D11 18V zener diyot, C2 kondansatörünün aşırı gerilimle şarj olmasını engeller. C2’nin çalışma gerilimi 25V olduğundan bu sınırlama önemlidir.

D10 1N4007 diyodu, anahtar tekrar kapatıldığında C2’nin daha hızlı boşalmasına yardım eder.

C2 tam boşalmadan anahtar tekrar açılırsa gecikme süresi normalden kısa olabilir. Bu yüzden arka arkaya hızlı aç-kapa denemelerinde süre değişebilir.

Teknik Özellikler

Parça Listesi

Devre Nasıl Çalışır?

Anahtar Kapalıyken

Duvar anahtarı kapalı olduğunda lamba normal şekilde yanar. Modül anahtar uçlarına paralel bağlı olduğu için bu iki uç neredeyse kısa devredir.

Devre üzerinde yeterli gerilim oluşmadığından zamanlama bölümü aktif çalışmaz.

Bu aşamada C2 kondansatörünün boşalması gerekir. Anahtar çok kısa süre kapalı tutulup tekrar açılırsa C2 tamamen boşalmayabilir ve sonraki gecikme süresi beklenenden kısa çıkabilir.

Anahtar Açıldığında

Anahtar açıldığı anda lamba normalde sönmelidir. Ancak modül, anahtar kontaklarını elektronik olarak bir süre daha köprüler.

D1-D4 diyot köprüsü üzerinden doğrultulan akım T1 MOSFET tarafından geçirilir ve LED lamba yanmaya devam eder.

Aynı anda C2 kondansatörü yavaşça şarj olmaya başlar. Bu şarj süreci gecikmenin zaman tabanını oluşturur.

Süre Dolduğunda

C2 gerilimi T2 transistörünü iletime sokacak seviyeye ulaştığında T2, T1’in gate-source hattını boşaltır.

T1 kapanır, lamba akımı kesilir. Kaynak metindeki uygulama notuna göre LED lambanın sönmesi gecikme sonunda yaklaşık 2 saniyelik yumuşak bir geçişle gerçekleşebilir.

Yük Seçimi Neden Önemli?

Devre özellikle 2W ile 30W arası LED lambalar için uygundur. Düşük güçlü LED lambalarda gecikme süresi daha uzun olabilir.

Daha yüksek güçlü LED lambalarda ise zener zincirinden geçen akım arttığı için C2 daha hızlı şarj olur ve süre kısalabilir.

Akkor flamanlı lambalar teorik olarak çalışabilir; ancak devrenin amacı düşük güçlü modern LED aydınlatmalardır.

Elektronik trafolu spotlar, akıllı ampuller, hareket sensörlü lambalar veya çok düşük bekleme akımıyla çalışan özel sürücülerde davranış önceden kesin kabul edilmemelidir.

Montaj Sırasında Dikkat Edilecek Noktalar

• Devre doğrudan 230V AC şebeke hattıyla çalışır; açıkta denenmemelidir.
• Montaj yalnızca şebeke elektriği konusunda yetkin kişiler tarafından yapılmalıdır.
• R2-R5 ve R8-R11 gibi seri direnç zincirleri tek dirençle rastgele değiştirilmemelidir.
• C2 elektrolitik kondansatörünün polaritesi doğru bağlanmalıdır.
• D6-D8, D9 ve D11 zener diyotlarının yönleri dikkatle kontrol edilmelidir.
• PCB, iletken yüzeylere temas etmeyecek şekilde yalıtılmış bir kutu veya buat içinde kullanılmalıdır.
• Klemens bağlantıları gevşek bırakılmamalı, kablo uçları açıkta kalmamalıdır.

MOSFET Seçimi

Şemada T1 için IRF830 kullanılmıştır. Muadil seçilecekse N-kanal, yüksek gerilimli ve TO-220 kılıfta bir MOSFET tercih edilmelidir.

Drain-source gerilim dayanımı en az 500V seviyesinde olmalı, açık kanal direnci birkaç ohm değerini aşmamalıdır.

Bu devrede anahtarlanan güç düşük olduğu için çok düşük RDS(on) değerli modern MOSFET şart değildir.

Buna rağmen düşük kaliteli veya gerilim dayanımı yetersiz MOSFET kullanmak, şebeke darbelerinde arızaya yol açabilir.

Güvenlik Uyarıları

Bu devre izole düşük gerilim devresi değildir. Kartın tamamı şebeke potansiyelinde kabul edilmelidir.

Ölçüm yapılacaksa izolasyon trafosu, uygun prob, yalıtkan çalışma zemini ve tecrübeli ölçüm yöntemi gerekir.

Devre çalışırken karta, lambaya, anahtar uçlarına veya klemenslere dokunulmaz.

Enerji kesildikten sonra kondansatörlerin boşalması için beklenmeli, ardından ölçümle doğrulama yapılmalıdır.

Yeni başlayanlar için uygun bir uygulama değildir.

Sık Görülen Sorunlar

Nerelerde Kullanılabilir?

• Koridor lambasını kapattıktan sonra kısa süre daha aydınlık bırakma
• Dış kapı veya garaj girişinde anahtarı kapattıktan sonra anahtar deliğini görebilme
• Merdiven başında diğer anahtara ulaşana kadar geçici aydınlatma sağlama
• Depo, kiler veya antre gibi kısa süreli geçiş alanlarında gecikmeli sönme elde etme

Devrenin Sınırları

Zamanlama değeri hassas değildir. Yaklaşık 50-90 saniyelik gecikme aralığı uygulamaya göre değişebilir.

Bu devre, saniyesi kesin ayarlanmış bir zaman rölesi yerine pratik bir gecikmeli kapatma çözümü olarak düşünülmelidir.

Ayrıca devre yük üzerinden beslendiği için tüm LED lambalarla aynı sonucu vermeyebilir.

Çok düşük güçlü, akıllı kontrollü veya karmaşık sürücülü lambalarda deneme gerekebilir.

Güvenlik açısından modül mutlaka kapalı ve yalıtılmış bir muhafaza içinde kullanılmalıdır.

Kaynak: ep.com.pl/projekty/projekty-ep/16598-opozniacz-wylaczenia-swiatla