1. Kendimiz Yapal›m
Yavuz Erol
Pilsiz El Feneri
Elektronik teknolojisinin h›zla geliflmesiy- dellerde ise 15-20 dakika boyunca) parlak nat›slar› birbirinden elle ay›rmak son derece
le birlikte pek çok yeni ürüne tan›k olmakta- bir ›fl›k yaymas› sa¤lanmakta. zordur. Fenerin içinde çap› 2 cm ve kal›nl›¤›
y›z. Bunlardan biri de pilsiz el feneri. Elekt- 1 cm olan 3 adet m›knat›s bulunmakta. Re-
romanyetik teorinin en ilginç uygulamalar›n- simde görülen neodyum m›knat›slar›n man-
dan biri olan bu fener yurtd›fl›nda oldu¤u ka- yetik alan› 1.8 Tesla (18000 gauss) de¤erin-
dar ülkemizde de yo¤un ilgi görmekte. de. Bu m›knat›slar› temin etmek isteyenler
Pilsiz el fenerini normal el fenerinden ay›- www.miknatis.net internet adresinden gerek-
ran en önemli özelli¤i herhangi bir harici K›saca tan›t›m› yap›lan ve çal›flma flekli li bilgiyi alabilirler.
enerji kayna¤›na ihtiyaç duymamas›. Özel ta- anlat›lan pilsiz el fenerini kendi imkanlar›n›z-
sar›m› sayesinde hareket enerjisini elektrik la yapman›z çok da zor de¤il. Gerekli ele-
enerjisine dönüfltüren bu fener, depolad›¤› manlar› edinip afla¤›da anlat›lan ifllemleri
enerji ile belirli bir süre boyunca ›fl›k yay- yapt›¤›n›z takdirde kendi pilsiz el fenerinize
makta. sahip olabilirsiniz. Ancak feneri kendiniz
Pilsiz el fenerinin çal›flmas› ile ilgili teori, yapmaya çal›fl›rsan›z, fenerin maliyetinin ha-
ünlü bilim adam› Michael Faraday (1791- z›r sat›landan daha yüksek olaca¤›n› belirt-
1867) taraf›ndan 1830’lu y›llarda ortaya mekte yarar var.
at›ld›. Faraday indüksiyon yasas› olarak da
bilinen bu yasaya göre, de¤iflken manyetik Elemanlar› tan›yal›m
alan içinde bulunan hareketsiz iletkende bir Pilsiz el fenerinin yap›m›n› mümkün k›lan
gerilim indükleniyor. ‹ndüklenen bu gerili- en önemli eleman, kondansatör. Elektronik Fenerin di¤er önemli eleman› da kondan-
min de¤eri manyetik alan›n birim zamandaki sektöründe çok kullan›lan bir eleman olan satörde depolanan enerjiyi ›fl›¤a dönüfltüren
de¤iflim h›z›na ve iletkenin sar›m say›s›na kondansatörün kapasite de¤eri (C) ne kadar LED. Kullan›lan LED’in rengi iste¤e göre se-
ba¤l›. Faraday yasas› yüzy›llard›r bilindi¤i büyükse depolad›¤› enerji de (E=C.V2/2) o çilebilir. Fenerin yayaca¤› ›fl›¤›n parlak olma-
halde tafl›nabilir boyutta bir pilsiz el feneri kadar fazla olur. Pilsiz el fenerinde kullan›- s› için, ›fl›k fliddeti yüksek bir LED seçmek
yapabilmek günümüz teknolojisi sayesinde lan kondansatörün kapasitesi 1 farad’d›r. As- gerekiyor. Yap›m› anlat›lan fenerde parlak
mümkün olabildi. l›nda farad çok büyük bir birim. Bu nedenle beyaz LED kullan›ld›.
elektronik devrelerde daha çok piko farad
(10-12F), nano farad (10-9F) veya mikro farad
Alttaki resimde piyasada sat›lan bir pilsiz (10-6F) kapasiteli kondansatörlere rastlan›l›r.
el fenerinin flekli görülüyor. ‹lk bak›flta fene- 1F kapasiteli bir kondansatörün fiziksel bo-
rin iç k›sm›nda ince telden sar›lm›fl bir bobin yutu ve depolad›¤› enerji miktar› hakk›nda fi-
ve silindir fleklinde bir m›knat›s göze çarp- kir vermesi aç›s›ndan flu örnek verilebilir.
makta. ‹flte bu iki eleman sayesinde, Faraday 1F’l›k kapasite elde etmek için 100 mF’l›k
yasas›nda belirtildi¤i gibi gerilim indüklemek kondansatörlerden 10.000 tanesini paralel
mümkün oluyor. Bobin ve m›knat›s yard›m›y- ba¤lamak gerekir. Bu da çok fazla yer kap-
la hareket enerjisi elektrik enerjisine dönüfl- layacakt›r. Ancak, birim hacme çok genifl yü- Kendimiz Yapal›m
türüldükten sonra, bu enerji fener içindeki zey alan› s›¤d›rabilen yeni teknoloji ile çok Fenerde kullan›lan elemanlar› tan›tt›ktan
büyük kapasiteli bir kondansatörde depolan›- küçük boyutlu 1 F’l›k kondansatör üretmek sonra fenerin nas›l yap›ld›¤›ndan bahsede-
yor. Fenerin ön taraf›nda bulunan bir “›fl›k mümkün hale gelmifl bulunuyor. fiekilde 1 lim. Fenerin d›fl gövdesi için mutlaka plastik
yayan diyot” (LED) yard›m›yla enerji, ›fl›¤a F’l›k kondansatörün boyutu görülmekte. Pil- bir malzeme kullanmak gerekiyor. Aksi tak-
dönüfltürülüyor. siz el fenerinde kullan›lan 1F kapasiteli kon- tirde m›knat›s›n hareketini frenleyici bir kuv-
dansatör, ‹stanbul’da Karaköy elektronikçi- vet oluflmakta. Plastik bir boru, fenerin göv-
ler pasaj›ndaki elektronikçilerden temin edi- desi için uygun bir seçim olacakt›r. Tesisat
lebilir. malzemesi satan bir yerden d›fl çap› 32 mm,
iç çap› 20 mm olan plastik borudan 16 cm
uzunlu¤unda bir parça kestirmekle ifle baflla-
n›r. 2 cm çap›ndaki neodyum m›knat›slar, bu
ölçüdeki plastik boru içinde rahatça hareket
edebilirler.
Borunun üzerine bak›r telden bobin sara-
Pilsiz el fenerini çal›flt›rmak için feneri bilmek için borunun ortas›ndaki 3 cm genifl-
30 saniye boyunca sallamak gerekli. Bu sa- Fenerde kullan›lan önemli elemanlardan li¤indeki k›sm›n tornada inceltilerek d›fl çap›-
yede kondansatör flarj olmakta ve depolanan biri de neodyum m›knat›slar. Bu m›knat›sla- n›n 23 mm’ye kadar düflürülmesi gerekiyor.
enerji ile LED’in 5 dakika boyunca (baz› mo- r›n manyetik alan› o derece güçlüdür ki m›k-
B‹L‹M ve TEKN‹K 104 A¤ustos 2004

2. Kendimiz Yapal›m
Bu ifllem yap›ld›¤›nda, borunun görünüflü fle- detini ayarlamak için kullan›l›r. Örne¤in sw2 afla¤›daki test sonuçlar›ndan da görüldü¤ü
kildeki gibi oluyor. Borunun bu flekilde haz›r- anahtar› “az” kademesine al›nd›¤›nda gibi fenerin çal›flt›r›lmas›ndan 10 dakika son-
lanmas›n›n nedeni, boru içinde hareket ede- LED’den 5mA’lik sabit bir ak›m geçmekte, ra bile ortam› ayd›nlatacak kadar ›fl›k yayma-
cek m›knat›s›n bobine yak›n olmas›n› sa¤la- bu sayede kondansatör gerilimi zamanla düfl- ya devam ediyor.
mak. se de LED’in parlakl›¤› dakikalarca ayn› sevi-
yede kalmakta. sw2 anahtar› “çok” kademe-
sine al›nd›¤›ndaysa, LED’den bafllang›çta
20mA’lik ak›m geçmekte ve daha k›sa süre
boyunca daha parlak ›fl›k yay›lmakta.
Elektronik devre bak›r plaket üzerine
monte edildikten sonra devrenin girifl uçlar›-
na bobinin boflta kalan 2 ucu lehimlenir. Ar-
d›ndan m›knat›s boru içine yerlefltirilerek bo-
runun alt ve üst k›sm› uygun bir flekilde ka-
pat›l›r. Böylece, fenerin yap›m› tamamlanm›fl ‹lk anda
Plastik boru haz›rland›ktan sonra boru olur. Afla¤›da pilsiz el fenerinin son hali gö-
üzerine 0.25 mm çapl› bak›r telden 1800 sa- rülüyor.
r›m sarmak gerekiyor. Bobini sarmak için
yaklafl›k 160 metre bak›r tel gerekli. Bak›r
tel, bobinaj ifli yapanlardan temin edilebilir.
5 dakika sonra
fiimdi pilsiz el fenerinin nas›l çal›flt›¤›n›
deneyebiliriz. Kondansatörün yeteri kadar
Sar›m ifllemi tamamland›ktan afla¤›da flarj olmas› için feneri en az 30 saniye boyun-
ba¤lant› flemas› verilen elektronik devre uy- ca sallamak gerekiyor. Sallama ifllemi ta-
gun büyüklükteki bir bak›r plaket üzerine mamland›¤›nda sw1 anahtar› A konumuna
monte edilmeli. al›narak fener çal›flt›r›l›r. Resimden de görül- 10 dakika sonra
Elektronik devrenin nas›l çal›flt›¤›ndan bi- dü¤ü gibi, fener parlak bir ›fl›k yaymakta.
raz bahsedelim. M›knat›s›n bobin içerisinde Fenerin ayd›nlatma süresi fenerin tasar›-
yukar› afla¤› hareket etmesiyle, bobinde al- m› aflamas›nda belirlendi¤inden, 30 saniye
ternatif bir gerilim indüklenmekte. Bu geri- sallama ile daha uzun süre ›fl›k yay›lmas›n›
lim, bir köprü do¤rultucu ile do¤rultulduktan sa¤lamak mümkün de¤il. Ancak, ›fl›k fliddeti
sonra 1F’l›k kondansatöre uygulan›r. Böylece zamanla azald›¤›nda feneri birkaç kez daha
plastik boru salland›¤› sürece bobinde indük- sallayarak kondansatörü yeniden flarj edip
lenen gerilim kondansatörü flarj eder. Kon- kesintisiz bir ›fl›k kayna¤›na sahip olmak
dansatör geriliminin belirli bir de¤eri aflmas›- mümkün. Bu nedenle, pilsiz el fenerinin kul-
n› önlemek için, kondansatöre paralel bir ze- lan›m alan› oldukça genifl. Kampta, çad›rda,
ner diyot kullan›l›yor. Devre flemas›ndan da da¤ yürüyüflünde, k›saca karanl›k olan her
görüldü¤ü gibi, devrede sw1 ve sw2 adl› iki ortamda rahatl›kla kullan›labilir. Hatta dep-
anahtar bulunmakta. sw1 anahtar› feneri Fener aç›k kald›¤› sürece LED’in yayd›¤› rem çantas›n›n içine bu fenerden bir tane ko-
aç›p kapatmak için, sw2 anahtar›ysa, ›fl›k flid- ›fl›¤›n fliddeti zamanla azalacakt›r. Ancak, nursa deprem sonras›nda ihtiyaç oldu¤unda
hemen kullan›labilir.
Son bir hat›rlatma da manyetik alan›n
olumsuz etkisiyle ilgili. Fenerde kullan›lan
neodyum m›knat›slar›n oluflturdu¤u güçlü
manyetik alan nedeniyle pilsiz el fenerinin
her türlü elektronik cihazdan (bilgisayar ek-
ran›, televizyon, kredi kart›, disket, kaset
v.s.) en az 1 metre uzakta tutulmas› gereki-
yor. Ayr›ca göz ve bafl bölgesine feneri çok
yaklaflt›rmamakta fayda var.
A¤ustos 2004 105 B‹L‹M ve TEKN‹K