Bekleme Modu Kapatma Standby Killer Devresi

Standby killer devresi, cihazın düşük güç tüketimli bekleme moduna geçtiğini algılayarak 230V beslemeyi röleyle tamamen kesen akım algılamalı bir kontrol devresidir. TV, uydu alıcı, ses sistemi ve benzeri cihazlarda standby tüketimini azaltmak isteyen deneyimli elektronikçiler için uygundur.

Standby Killer Devresinin Amacı

Modern cihazların çoğu ön panelden veya uzaktan kumandadan kapatıldığında tamamen kapanmaz; yalnızca standby moduna geçer.

Bu durumda ekran kapanır, çıkış katları devreden çıkar, fakat cihazın besleme bölümü şebekeden enerji çekmeye devam eder.

Standby killer devresi, bağlı cihazın çektiği akımı izler. Cihaz normal çalışırken röle kontağı kapalı kalır ve besleme devam eder.

Akım belirlenen eşiğin altına düştüğünde devre bunu bekleme modu olarak yorumlar, kısa bir gecikmeden sonra röleyi bırakır ve cihazı şebekeden tamamen ayırır.

Bekleme modu tüketimi, elektrikli cihazların uzun süreli enerji kaybında önemli bir konudur.

Konuya genel açıdan bakmak için bekleme modu güç tüketimi üzerine hazırlanan notlar da faydalı olabilir.

Bekleme Modu Kapatma Devre Şeması

LM393 komparatörlü standby killer akım algılamalı röle kontrol devresi şeması

Şema üç ana bölümden oluşur: 230V giriş ve röle kontak bölümü, akım algılama bölümü ve LM393 komparatörlü kontrol katı.

Devrede mikrodenetleyici yoktur. Karar verme işlemi analog olarak yapılır; yük akımından elde edilen bilgi, ayarlanabilir referans gerilimiyle karşılaştırılır.

J1 şebeke girişidir. J2 çıkışa, yani kontrol edilecek cihaza gider. PK1 rölesinin kontağı bu iki bağlantı arasında yer alır.

J3 ise monostabil başlatma butonu içindir. Cihaz tamamen kapalı durumdayken devrenin çalışabilmesi için önce bu butona basılır, röle çektikten sonra buton bırakılır.

Çalışma Mantığı

Devre ilk anda enerjisizdir. PK1 kontağı açık olduğu için bağlı cihaz da şebekeden ayrılmış durumdadır.

Kullanıcı J3’e bağlı monostabil butona bastığında röle kontağı geçici olarak köprülenir ve hem yük hem de kontrol devresi enerji alır.

Yaklaşık birkaç saniye sonra röle çekili hale gelir. Artık butona basılı tutmak gerekmez.

Yük normal çalışma modundaysa çektiği akım algılama direnci üzerinde yeterli gerilim oluşturur.

US1A komparatörü bu gerilimi eşik değerinin üzerinde görür ve röle tutma devresini beslemeye devam eder.

Cihaz kapatılıp standby moduna geçtiğinde çekilen akım düşer. Akım algılama sinyali artık eşik değerinin altında kalır.

Bu durumda C3 kondansatörü yavaşça boşalır. C3 gerilimi belirli seviyenin altına indiğinde US1B komparatörü röle sürücüsünü kapatır, PK1 bırakır ve cihazın şebeke bağlantısı tamamen kesilir.

Devrenin Ana Blokları

Giriş, Çıkış ve Röle Kontağı

J1, 230V AC giriş bağlantısıdır. J2, kontrol edilecek cihazın beslendiği çıkıştır. PK1 rölesinin kontağı bu hat üzerinde seri anahtar gibi çalışır.

Röle bırakmış durumdayken cihaz tamamen enerjisiz kalır. Röle çektiğinde J1’den gelen şebeke gerilimi J2 çıkışına aktarılır.

Bu nedenle röle kontağının akım ve gerilim kapasitesi kullanılacak yükle uyumlu olmalıdır.

Devre dokümanında maksimum yük gücü yaklaşık 1000W olarak verilmiştir.

Bu değer, yalnızca röle kontağına değil; PCB yollarına, klemenslere, kablo kesitine ve monostabil butonun kontak kapasitesine de bağlıdır.

Monostabil Başlatma Butonu

J3 bağlantısı, devreyi ilk kez başlatmak için kullanılan monostabil butona gider. Bu buton, PK1 kontağını kısa süreliğine bypass eder.

Böylece normalde enerjisiz olan kontrol devresi beslenir ve röle çekebilecek hale gelir.

Buton seçimi önemlidir. Çünkü ilk çalışma anında bağlı cihazın akımı bu buton kontaklarından geçer.

Düşük akımlı küçük butonlar yüksek güçlü cihazlarda kullanılmamalıdır.

Kontak akımı yetersiz seçilirse ısınma, ark oluşumu veya kontak yapışması meydana gelebilir.

Kapasitif Besleme Bölümü

R1, C1, D1, D2 ve C2 çevresi devrenin düşük akımlı besleme bölümünü oluşturur.

Şemada C1 470nF/630V MKT kondansatör, şebeke geriliminden seri kapasitif düşürme için kullanılmıştır.

R1 akımı sınırlar, R2 ve R3 ise C1 üzerindeki yükün boşalmasına yardımcı olur.

D1 24V zener diyot, besleme gerilimini sınırlar. D2 doğrultma diyodu olarak çalışır.

C2 220uF/35V kondansatör, doğrultulmuş gerilimi filtreleyerek devrenin VCC hattını oluşturur.

Bu yapı klasik trafosuz kapasitif beslemedir. Küçük akım gerektiren kontrol devreleri için ekonomik olabilir; fakat şebekeden galvanik izolasyon sağlamaz.

Devrenin GND hattı güvenli dokunulabilir toprak değildir, şebeke potansiyelinde kabul edilmelidir.

Akım Algılama Direnci ve Koruma Diyotları

R4 2.2Ω/3W direnç, yük akımını algılamak için kullanılır. Bağlı cihaz akım çektiğinde R4 üzerinde küçük bir gerilim düşümü oluşur.

Bu gerilim, cihazın normal çalışmada mı yoksa düşük tüketimli standby modunda mı olduğunu anlamak için değerlendirilir.

D3 ve D4 diyotları, R4 üzerine ters paralel bağlanmış koruma elemanları gibi çalışır.

Yük anlık yüksek akım çektiğinde R4 üzerindeki gerilim diyotların iletim gerilimi civarında sınırlanır.

Böylece ölçüm direnci aşırı gerilim ve güç altında daha az zorlanır.

Akım algılama devreleri hakkında temel bilgi gerekiyorsa akım ve gerilim sensörleri başlığı bu bölümün mantığını destekler.

US1A LM393 Akım Karşılaştırıcı

US1A, LM393 entegresinin birinci komparatörüdür. R4 üzerinden gelen akım bilgisi R5 üzerinden komparatör girişine ulaşır.

D5 BAT85, girişin negatif yönde aşırı zorlanmasını önlemek için kullanılır.

US1A’nın diğer girişinde P1 ile ayarlanabilen referans gerilimi bulunur.

Bu referans, cihazın hangi güç seviyesinin üzerinde “çalışıyor” kabul edileceğini belirler.

Kaynak devrede eşik aralığı yaklaşık 0.7W ile 40W arasında ayarlanabilir.

Cihazın normal çalışma akımı yeterince yüksekse US1A çıkışı uygun şekilde anahtarlanır ve C3 kondansatörü düzenli olarak desteklenir.

Standby modunda akım düşük kaldığı için bu destek kesilir.

P1 ile Standby Eşiği Ayarı

P1, devrenin en önemli ayar elemanıdır. P1 MIN tarafına yaklaştırıldığında devre daha hassas olur; daha düşük güç tüketimi bile rölenin çekili kalması için yeterli kabul edilir.

MAX yönüne çevrildiğinde eşik yükselir; cihazın röleyi tutabilmesi için daha fazla akım çekmesi gerekir.

Ayar pratik olarak şöyle yapılabilir: P1 orta konuma alınır, cihaz monostabil butonla çalıştırılır ve normal kullanımda rölenin bırakıp bırakmadığı izlenir.

Cihaz normal çalışırken röle yaklaşık 30 saniye sonra bırakıyorsa eşik fazla yüksektir, P1 MIN yönüne alınmalıdır.

Cihaz standby moduna geçtiği halde röle bırakmıyorsa eşik düşük kalmıştır, P1 MAX yönüne çevrilmelidir.

T1 ve T2 ile C3 Hafıza Kondansatörünün Şarjı

T1 ve T2 BC556 PNP transistörleri, C3 kondansatörünü şarj eden yardımcı katlardır. C3 burada bir tür analog hafıza elemanı gibi çalışır.

Yük normal akım çektiği sürece US1A çıkışından gelen bilgi T1 üzerinden C3’ün şarjlı kalmasını sağlar.

T2 ise ilk çalıştırma anında devreye girer. C4 başlangıçta boş olduğundan, enerji verildiği anda T2 kısa süre iletime geçer ve C3’ü şarj eder.

Bu sayede kullanıcı monostabil butona uzun süre basmak zorunda kalmaz. Devre kendi rölesini devralacak kadar enerji depolayabilir.

R12, R13 ve C4 bu ilk kalkış davranışını belirler. C4 daha hızlı veya daha yavaş dolarsa rölenin ilk tutma karakteri de değişir.

Bu değerlerin rastgele değiştirilmesi önerilmez.

C3, P2 ve Gecikmeli Kapatma

C3 220uF/35V kondansatör, rölenin düşük akım algılandıktan sonra hemen bırakmamasını sağlar.

Cihaz anlık olarak düşük akım çekerse devre hemen kapanmaz; C3 üzerinde biriken enerji kısa süreli geçişleri tolere eder.

R15 ve P2, C3’ün boşalma süresini belirleyen yoldur. Kaynak devrede röle tutma süresi yaklaşık 30 saniye olarak verilmiştir.

P2 kullanılarak bu süre uygulamaya göre ayarlanabilir.

Bu yapı basit bir analog gecikme devresidir. Daha fazla zamanlayıcı örneği için gecikmeli çalışan zamanlayıcı devreleri benzer RC mantığını anlamaya yardımcı olur.

US1B Röle Karar Katı

US1B, C3 üzerindeki gerilimi izler. C3 yeterince doluysa çıkış katı röleyi aktif tutar.

C3 gerilimi eşik altına düştüğünde US1B’nin çıkışı durum değiştirir ve T3 üzerinden sürülen röle bobini enerjisiz kalır.

R16, R17 ve R18 çevresi US1B için referans ve histerezis davranışını belirleyen direnç ağıdır.

Histerezis, rölenin eşik noktasında titremesini önlemek açısından önemlidir. C3 gerilimi sınırda gezinirken rölenin hızlı hızlı çekip bırakması istenmez.

T3 Röle Sürücü Katı

T3 BC556, PK1 röle bobinini süren PNP transistördür. LM393 açık kollektör çıkış yapısına sahip olduğu için röleyi doğrudan sürmek yerine transistörlü sürücü katı kullanılmıştır.

R19, T3 baz akımını sınırlar. R20 transistörü kapalı durumda tutan çekme direncidir. D6 1N4148 diyodu, röle bobini enerjisi kesildiğinde oluşan ters gerilim darbesini bastırır.

Bu diyot olmazsa T3 ve komparatör çıkışı gereksiz yere zorlanabilir.

Teknik Özellikler

Parça Listesi ve Görevleri

Devreyi İlk Çalıştırma

İlk denemede yüksek güçlü cihaz yerine daha düşük güçlü ve kontrolü kolay bir yük kullanmak daha güvenlidir.

Bağlantılar tamamlandıktan sonra P1 orta konuma alınır. J3 butonuna basılarak cihaz çalıştırılır. Röle çektiğinde buton bırakılır.

Bağlı cihaz normal çalışma moduna alınır. Röle çekili kalıyorsa akım algılama bölümü çalışıyor demektir.

Daha sonra cihaz standby moduna geçirilir. Yaklaşık 30 saniye içinde rölenin bırakması beklenir.

Röle normal çalışmada da bırakıyorsa eşik fazla yüksektir. P1 MIN tarafına alınır. Röle standby modunda bırakmıyorsa eşik fazla düşüktür. P1 MAX tarafına alınır.

Hangi Cihazlarla Kullanılabilir?

Bu devre, normal çalışma ve standby tüketimi arasında belirgin fark olan cihazlarda daha doğru sonuç verir.

Örneğin televizyon, monitör, uydu alıcı, ses sistemi ve bazı bilgisayar çevre birimleri için uygundur.

Normal çalışma gücü düşük olan cihazlarda eşik ayarı daha dikkatli yapılmalıdır.

Cihaz normal kullanımda çok az akım çekiyorsa devre bunu standby olarak algılayıp erken kapatabilir.

Tersine, standby tüketimi yüksek olan cihazlarda röle kapanmayabilir; bu durumda P1 eşiği yükseltilmelidir.

Güvenlik Uyarıları

Bu devre doğrudan 230V AC şebeke ile çalışır. Kapasitif besleme kullanıldığı için kontrol devresinde galvanik izolasyon yoktur.

Kart üzerindeki GND noktası güvenli toprak anlamına gelmez. Çalışan devreye dokunmak ölümcül elektrik çarpmasına yol açabilir.

Montaj ve test işlemleri yalnızca şebeke elektriği konusunda yetkin kişiler tarafından yapılmalıdır.

Devre mutlaka yalıtkan ve kapalı bir kutu içinde kullanılmalıdır. Klemensler, röle kontakları, buton bağlantıları ve PCB yolları yük akımına uygun seçilmelidir.

Monostabil butonun kontak akımı ihmal edilmemelidir. İlk çalıştırma anında cihaz akımı bu butondan geçer.

Yüksek güçlü cihazlarda küçük sinyal butonu kullanmak güvenli değildir.

Sorun Çözümleri

Tasarımın Avantajları ve Sınırları

En önemli avantaj, devrenin kapattıktan sonra yükü gerçekten şebekeden ayırmasıdır.

Bu durumda cihazın standby tüketimi de ortadan kalkar. Röleli çıkış sayesinde yük tarafı pratik şekilde anahtarlanır.

Sınır tarafında ise trafosuz besleme ve şebeke güvenliği öne çıkar. Devre yeni başlayanlar için uygun değildir.

Ayrıca akım algılama yöntemi, cihazın normal çalışma ve bekleme tüketimi arasındaki farka bağlıdır. Her cihazda aynı ayar sonucu beklenmemelidir.

Kısa Değerlendirme

LM393 komparatör, akım algılama direnci ve röle çıkışıyla kurulan standby killer devresi, bekleme moduna geçen cihazları şebekeden tamamen ayırmak için pratik bir analog çözümdür.

Doğru eşik ayarı yapıldığında cihaz normal çalışırken beslemeyi korur, standby tüketimi düştüğünde ise yaklaşık yarım dakika sonra enerjiyi keser.

Şebeke gerilimiyle çalıştığı için güvenli kutulama, uygun kontak seçimi ve dikkatli montaj devrenin en kritik noktalarıdır.

Kaynak: ep.com.pl/projekty/miniprojekty/15820-standby-killer