Diyot Nedir, Nasıl Çalışır? Çeşitleri, Yönü ve Kullanım Alanları

Diyot nedir? En kısa cevabıyla diyot, elektrik akımının yalnızca tek yönde geçmesine izin veren iki bacaklı, yarı iletken bir devre elemanıdır. Onu sudaki tek yönlü bir çek valf gibi düşünebilirsin: akım anottan katoda doğru rahatça akar, ters yönde ise neredeyse tamamen durur. Bu basit özellik sayesinde diyot, prizdeki alternatif akımı doğru akıma çevirir, devreni ters bağlanan pilden korur, röle ve motorların ürettiği tehlikeli gerilim sıçramalarını yutar ve bir gerilimi belirli bir değerde sınırlar.

Farkında olmasan da diyotlarla her gün karşılaşırsın: telefon şarj aletinin içinde, Arduino Uno'nun adaptör girişinde, röle modüllerinde ve masandaki her LED'de. Evet, LED de ışık yayan bir diyottur. Bu yazıda diyodun içinde neler olduğunu, anot ile katodu nasıl ayırt edeceğini, 0,7 V'luk ileri gerilimin nereden geldiğini, 1N4007, 1N4148 ve 1N5819 arasındaki farkı, ters polarite korumasını, flyback diyodunu, köprü doğrultucuyu, zener diyodu ve multimetreyle diyot testini öğreneceksin. Sonunda da Arduino ile diyodun yönünü ve türünü kendisi bulan küçük bir test cihazı yapacaksın.

Diyot nedir, nasıl çalışır?

Diyodun içinde iki farklı yarı iletken katman birleşir: elektron fazlası olan N tipi ve elektron eksiği (delik fazlası) olan P tipi silisyum. İkisinin birleştiği yerde, yük taşıyıcılarının birbirini nötrlediği ince bir tükenme bölgesi oluşur ve bu bölge akıma karşı bir duvar gibi davranır. Anoda (P tarafı) artı, katoda (N tarafı) eksi gerilim uyguladığında, yani diyodu ileri yönde kutupladığında, duvar incelir; gerilim silisyumda yaklaşık 0,6–0,7 V'u geçince akım hızla artmaya başlar. Ters yönde kutupladığında ise duvar kalınlaşır ve yalnızca mikroamper ya da nanoamper düzeyinde küçük bir sızıntı akımı geçer. Ters gerilim diyodun dayanım sınırını aşarsa kırılma (breakdown) olur: sıradan diyotlar bu noktada bozulur, zener diyotlar ise tam bu bölgede çalışmak için üretilir. Bir diyot seçerken veri sayfasında bakman gereken temel değerler aşağıdaki tabloda.

Anot, katot ve çizgi işareti: diyodun yönü nasıl bulunur?

Diyodun iki bacağı vardır: anot (A) ve katot (K). Devre şemalarında diyot, bir üçgen ve önündeki dik çizgiyle gösterilir: üçgen bir ok gibi akımın geçtiği yönü, yani anottan katoda doğru yönü gösterir; dik çizgi katottur. Gerçek diyotta da bu çizgi gövdenin üzerine boyanır: siyah gövdeli 1N4007'de gri ya da beyaz bir bant, cam gövdeli 1N4148'de siyah bir bant katot ucunu işaretler. Kolay bir hatırlatma: şemadaki çizgi ile gövdedeki çizgi aynı uçtur. Bir devrede diyodun çizgili ucu daha artı gerilimdeyse diyot kesimdedir; çizgisiz ucu daha artıysa iletimdedir.

• Eksenel bacaklı diyotlar (1N4007, 1N5819): Gövdedeki tek bant katottur; üzerindeki yazıyı okuyarak modeli de doğrulayabilirsin.
• Cam gövdeli küçük diyotlar (1N4148, zener): Siyah bant katottur; yazı çok küçük olduğu için büyüteçle oku ya da multimetreyle ölç.
• Yüzey montaj (SMD) diyotlar: Kılıfın bir kenarındaki çizgi katodu gösterir; Arduino kartlarındaki M7 kodlu diyot, 1N4007'nin SMD karşılığıdır.
• LED'ler: Uzun bacak anot, kısa bacak katottur; LED'in alt kenarındaki düz kesik de katot tarafını gösterir.
• Köprü diyotlar: Dört bacağın yanında ~ (AC girişleri), + ve − işaretleri yazılıdır.
• İşaret silinmişse: Multimetrenin diyot kademesi yönü saniyeler içinde gösterir; aşağıda adım adım anlattık.

İleri gerilim: silisyumda 0,7 V, Schottky'de 0,3 V

Diyot iletime geçtiğinde üzerinde küçük ama sabite yakın bir gerilim düşer; buna ileri gerilim (VF) denir. Silisyum diyotlar için ezberlenen değer 0,7 V'tur, ancak bu sabit bir sayı değildir: 1N4007 birkaç miliamperde yaklaşık 0,55 V, 1 A'de ise 0,9–1,0 V düşürür. Sıcaklık arttıkça ileri gerilim her °C için yaklaşık 2 mV azalır; bu özellik ileride diyodu sıcaklık sensörü olarak kullanmamızı sağlayacak. İleri gerilim ısı demektir: diyotta harcanan güç P = VF × I formülüyle bulunur. 1N4007 1 A taşırken yaklaşık 1 W ısı üretir ve elle tutulamayacak kadar ısınır; aynı akımda 1N5819 Schottky en fazla 0,6 V düşürdüğü için ısı neredeyse yarıya iner.

Diyot çeşitleri

LED de bir diyottur

LED (Light Emitting Diode), adından da anlaşılacağı gibi ışık yayan bir diyottur. Normal bir diyot gibi akımı yalnızca anottan katoda geçirir; farkı, P-N birleşiminde elektronlar ve delikler birleşirken açığa çıkan enerjinin ısı yerine ışık olarak yayılmasıdır. Işığın rengini yarı iletkenin malzemesi belirler ve renk maviye yaklaştıkça ileri gerilim de yükselir: kırmızı LED yaklaşık 2 V, mavi ve beyaz LED'ler 3 V civarı ister. Renklere göre değerleri LED gerilimleri aracında bulabilirsin.

Diyotla LED arasındaki önemli bir fark ters gerilim dayanımıdır: 1N4007 1000 V'a dayanırken tipik bir LED'in veri sayfasında ters gerilim sınırı yalnızca 5 V civarındadır. Bu yüzden LED'i doğrultucu olarak kullanmamalısın. İkinci kural, LED'in akımını mutlaka bir seri dirençle sınırlamaktır, çünkü ileri gerilimi aştığın anda akım çok hızlı yükselir. 5 V'tan beslenen kırmızı bir LED için direnç (5 − 2) / 0,015 ≈ 200 Ω, yani standart değer olarak 220 Ω çıkar; hesabı LED direnci hesaplayıcı ile yapabilirsin. LED'lerin bağlantısını ve renk seçimini ayrıntılı öğrenmek için LED Nedir? yazısına göz at.

1N4007, 1N4148 ve 1N5819: hangisini ne zaman kullanmalısın?

1N4001'den 1N4007'ye kadar olan aile yalnızca ters gerilim dayanımında ayrılır (1N4001'de 50 V, 1N4007'de 1000 V); fiyatları neredeyse aynı olduğu için çoğu kişi her işte 1N4007 kullanır. 1N4148 küçük akımlı ama çok hızlı bir diyottur; yüzlerce miliamperi sürekli taşıyamaz, ancak sinyal ve mantık devrelerinde rakipsizdir. 1N5819 ise düşük ileri gerilimi sayesinde pil ve USB beslemeli devrelerde değerli voltları korur; tek eksiği 40 V'luk düşük dayanımı ve sıcakta artan sızıntı akımıdır. 3 A'e kadar akımlar için 1N5408 (silisyum) ya da SS34 / 1N5822 (Schottky) ailesine geçebilirsin. PWM ile sürülen motorlarda yavaş 1N4007 yerine hızlı UF4007 (75 ns) ya da bir Schottky daha az ısınır.

Ters polarite koruması: devreni ters bağlanan pilden korumak

Pil yuvasının kablolarını ters bağlamak ya da yanlış adaptörü takmak, devrelerin en sık yanma sebeplerinden biridir. En basit çözüm, besleme girişine seri bir diyot koymaktır: kutuplar doğruysa diyot iletir, ters bağlanırsa akım hiç geçmez ve devre güvende kalır. Arduino Uno R3 bunu zaten yapar: adaptör (DC jak) girişinde, 1N4007'nin SMD karşılığı olan M7 kodlu bir diyot bulunur. Bu yüzden kartı 9 V'luk adaptörle beslediğinde VIN pininde yaklaşık 8,3 V ölçersin. Seri diyodun bedeli bu gerilim kaybıdır: 5 V'luk bir USB beslemesini 1N4007'den geçirirsen 4,3 V civarı, 1N5819'dan geçirirsen yaklaşık 4,7 V kalır.

Diyotlar iki güç kaynağını birleştirmek için de kullanılır; buna diyot-VEYA (diode-OR) denir. İki kaynağın her biri kendi Schottky diyoduyla aynı noktaya bağlanır; hangisinin gerilimi daha yüksekse yükü o besler ve kaynaklar birbirine akım basamaz. Raspberry Pi Pico'da USB'den gelen VBUS, VSYS hattına zaten bir Schottky diyot üzerinden bağlıdır. Pico'yu hem USB'den hem de pilden besleyeceksen pili VSYS'e ikinci bir Schottky diyotla (katodu VSYS'e bakacak şekilde) bağlaman yeterlidir; böylece pil USB portuna geri besleme yapmaz. Orijinal Arduino Nano'da da USB hattında bir Schottky diyot (MBR0520) vardır; USB ile beslenen bir Nano'nun 5V pininde 5 V'tan biraz düşük bir değer görmen bu yüzden normaldir.

Flyback (serbest geçiş) diyodu: röle ve motorları korumak

Röle bobini, motor, solenoid ve fan gibi bobinli yükler akımın aniden kesilmesine direnir. Transistör kapandığı anda bobinde depolanan manyetik enerji boşalacak bir yol arar ve V = L × di/dt formülüne göre ters yönde yüzlerce volta çıkabilen bir gerilim sıçraması üretir. Bu sıçrama transistörü deler, Arduino'yu yeniden başlatır ya da pinleri bozar. Çözüm, bobinin iki ucuna ters yönde bağlanan bir flyback diyodudur (serbest geçiş diyodu): normal çalışmada diyot ters kutuplu olduğu için hiçbir şey yapmaz; akım kesildiğinde ise bobin akımının dolaşabileceği bir yol açar ve sıçramayı besleme geriliminin yaklaşık 0,7 V üzerinde sınırlar.

1. Bobinin hangi ucunun besleme artısına, hangisinin transistörün kollektörüne (ya da MOSFET'in drain ucuna) gittiğini belirle.
2. Diyodun çizgili katot ucunu besleme artısına bağlı bobin ucuna lehimle.
3. Anot ucunu transistöre giden bobin ucuna bağla; diyot bobine paralel ama ters yönde durmalı.
4. Diyodu seç: 5 V ve 12 V röleler için 1N4007 ya da 1N4148 yeterlidir; hızı PWM ile ayarlanan motorlarda hızlı bir Schottky (1N5819) ya da UF4007 kullan. Diyodun akım değeri, bobinin çektiği akımdan büyük olmalı.
5. Diyodu bobine olabildiğince yakın yerleştir; uzun kablolar sıçramanın bir kısmının devreye yayılmasına yol açar.
6. Enerji vermeden önce yönü bir kez daha kontrol et: ters takılmış bir flyback diyodu, transistör açıldığı anda beslemeyi kısa devre eder.

Köprü doğrultucu: AC'yi DC'ye çevirmek

Şebekedeki ve transformatör çıkışındaki gerilim alternatif akımdır (AC): Türkiye'de frekansı 50 Hz'dir, yani saniyede 50 tam periyot tamamlar ve yönünü saniyede 100 kez değiştirir. Arduino ise yön değiştirmeyen doğru akım (DC) ister. Tek bir diyot, sinüsün yalnızca artı yarısını geçirir; buna yarım dalga doğrultma denir. Dört diyodun elmas şeklinde bağlandığı köprü doğrultucu ise her yarım periyotta iki diyodu iletime sokarak eksi yarıyı da artıya çevirir; buna tam dalga doğrultma denir. Çıkışa bağlanan büyük bir elektrolitik kondansatör, bu dalgalı gerilimi tepe değerine yakın, düz bir DC'ye çevirir.

Hesap şöyle yapılır: transformatörün üzerinde yazan değer etkin (RMS) değerdir ve tepe gerilimi bunun √2 katıdır. 9 V AC'lik bir trafonun tepe gerilimi 9 × 1,414 ≈ 12,7 V'tur. Köprüde akım her an iki diyottan geçtiği için yaklaşık 1,6 V kaybolur ve kondansatör 11 V civarına dolar. Yük akım çektikçe kondansatör iki tepe arasında boşalır; bu dalgalanma (ripple) yaklaşık Vr = I / (2 × f × C) ile bulunur. 0,5 A yük ve 2200 µF kondansatörle Vr = 0,5 / (2 × 50 × 0,0022) ≈ 2,3 V olur; yani gerilim yaklaşık 8,8 ile 11 V arasında dalgalanır. Bu gerilim 7805 gibi bir regülatörle düzgün bir 5 V'a çevrilebilir. Kondansatörün nasıl çalıştığını Kondansatör Nedir? yazısında, regülatörü 7805 Voltaj Regülatörü yazısında bulabilirsin.

Zener diyot ile gerilim sınırlama

Zener diyot, ters yönde belirli bir gerilime ulaşınca kontrollü biçimde iletime geçecek şekilde üretilmiş bir diyottur. Bu gerilime zener gerilimi (Vz) denir ve 2,4 V'tan 200 V'a kadar pek çok standart değerde bulunur: 3,3 V, 5,1 V ve 12 V en çok kullanılanlardır. Zener ters bağlanır: katot artıya, anot GND'ye gider. Ters gerilim Vz'nin altındayken neredeyse hiç akım geçmez; Vz'ye ulaşınca diyot fazla akımı GND'ye akıtarak gerilimi o değerde tutar. İleri yönde ise sıradan bir diyot gibi yaklaşık 0,7 V düşürür. Zener tek başına kullanılmaz; akımı sınırlayan bir seri direnç şarttır, yoksa ilk saniyede yanar.

Seri direnç R = (Vgiriş − Vz) / (Iz + Iyük) formülüyle hesaplanır. Örneğin 5 mA çeken bir devre için 12 V'tan sabit 5,1 V elde etmek istiyorsun ve zenerden de 10 mA geçsin: R = (12 − 5,1) / (0,010 + 0,005) = 460 Ω, standart değer olarak 470 Ω seçersin. Yük çıkarıldığında tüm akım zenerden geçer: 6,9 V / 470 Ω ≈ 14,7 mA ve zenerin gücü 5,1 × 0,0147 ≈ 75 mW olur; bu, 0,5 W'lık bir zener için rahat bir değerdir. Direncin harcadığı güç ise 6,9² / 470 ≈ 0,1 W'tır, yani 1/4 W'lık direnç yeter. Gerilim ve direnç hesaplarını Ohm Kanunu aracıyla kontrol edebilirsin.

• Güç sınırı: 1N47xx serisi (ör. 5,1 V'luk 1N4733A) 1 W, BZX55 ve 1N52xx serileri 0,5 W'tır. Zenerin harcadığı güç P = Vz × Iz formülüyle bulunur ve bu değerin sınırın yarısını geçmemesi iyi olur.
• Giriş koruma: 12 V'luk bir sinyali Arduino'nun 5 V girişine bağlamak için 10 kΩ seri direnç ve pinden GND'ye 5,1 V'luk bir zener kullanabilirsin; pindeki gerilim 5,1 V'u geçemez.
• Sızıntıya dikkat: Düşük gerilimli zenerler Vz'nin altında da akım sızdırır; 1N4728A (3,3 V), veri sayfasına göre 1 V'ta bile 100 µA'e kadar sızdırabilir. Yüksek dirençli analog ölçüm devrelerinde bu sızıntı okumayı bozar.
• Regülatör değildir: Zener, birkaç on miliamperlik referans ve koruma işleri içindir. Bir Arduino ya da motor beslemek için 7805 gibi doğrusal bir regülatör ya da LM2596 gibi bir düşürücü modül kullan.
• Hassas referans gerekiyorsa: 5,1 V ve 5,6 V civarındaki zenerler sıcaklıkla en az değişenlerdir; daha kararlı bir referans için TL431 gibi ayarlanabilir referans entegreleri tercih edilir.

Multimetreyle diyot testi

1. Diyodu devreden çıkar ya da en az bir bacağını sök; devredeki diğer parçalar ölçümü yanıltabilir.
2. Multimetrenin kadranını diyot sembolünün olduğu kademeye al. Birçok multimetrede bu kademe süreklilik (bip) testiyle aynı konumdadır.
3. Kırmızı probu anoda, siyah probu çizgili katoda değdir. Sağlam bir silisyum diyotta ekranda 0,5 ile 0,7 arası bir değer görürsün; bu, yaklaşık 1 mA'lik test akımındaki ileri gerilimdir (bazı multimetreler bunu 550 gibi milivolt cinsinden gösterir).
4. Probları ters çevir. Sağlam bir diyot bu yönde akım geçirmez ve ekranda OL ya da en solda tek bir 1 görünür.
5. İki yönde de sıfıra yakın bir değer görür ve bip sesi duyarsan diyot kısa devre olmuştur; iki yönde de OL görürsen diyot açık devre, yani içten kopuktur. Her iki durumda da diyodu değiştir.

Arduino ile diyot test cihazı yapmak

Multimetren yoksa ya da işi bir adım ileri taşımak istiyorsan Arduino Uno'yu basit bir diyot test cihazına çevirebilirsin. Fikir multimetrenin yaptığıyla aynıdır: parçaya sırayla iki yönde küçük bir akım verilir ve üzerinde düşen gerilim ölçülür. İki dijital pin, parçanın iki ucunu 1 kΩ'luk dirençler üzerinden besler; iki analog pin ise uçlardaki gerilimi okur. Akım yaklaşık 2 mA ile sınırlı olduğu için diyotlar, LED'ler ve hatta ters takılan parçalar zarar görmez.

1// Arduino ile diyot test cihazı / Diode tester with Arduino
2// D2 -> 1 kΩ -> A0 -> [test edilen parça / part under test] -> A1 -> 1 kΩ -> D3
3const int PIN_A = 2;        // A0 tarafını besler / drives the A0 side
4const int PIN_B = 3;        // A1 tarafını besler / drives the A1 side
5const float VREF = 5.0;     // 5V pininde ölçtüğün değer / the value you measure on the 5V pin
6
7// highPin'i HIGH, lowPin'i LOW yapar ve parça üzerindeki gerilimi döndürür
8// Drives highPin HIGH, lowPin LOW and returns the voltage across the part
9float measure(int highPin, int lowPin, int highAdc, int lowAdc) {
10  digitalWrite(highPin, HIGH);
11  digitalWrite(lowPin, LOW);
12  delay(5);
13  long sum = 0;
14  for (int i = 0; i < 16; i++) {
15    sum += analogRead(highAdc) - analogRead(lowAdc);
16  }
17  digitalWrite(highPin, LOW);              // ölçüm bitti, akımı kes / done, cut the current
18  return sum / 16.0 * VREF / 1023.0;
19}
20
21// İleri gerilime göre türü tahmin eder / Guesses the type from the forward voltage
22const char* identify(float vf) {
23  if (vf < 0.40) return "Schottky";
24  if (vf < 1.00) return "silisyum diyot / silicon diode";
25  return "LED";
26}
27
28void setup() {
29  pinMode(PIN_A, OUTPUT);
30  pinMode(PIN_B, OUTPUT);
31  digitalWrite(PIN_A, LOW);
32  digitalWrite(PIN_B, LOW);
33  Serial.begin(9600);
34}
35
36void loop() {
37  float vAB = measure(PIN_A, PIN_B, A0, A1);   // A0 tarafı artı / A0 side positive
38  float vBA = measure(PIN_B, PIN_A, A1, A0);   // A1 tarafı artı / A1 side positive
39  bool ab = vAB < 4.0;                         // A0 -> A1 yönünde iletim / conducts from A0 to A1
40  bool ba = vBA < 4.0;                         // A1 -> A0 yönünde iletim / conducts from A1 to A0
41
42  if (ab && ba) {
43    if (vAB < 0.1 && vBA < 0.1) {
44      Serial.println("Kısa devre / short circuit");
45    } else {
46      Serial.println("İki yönde iletim: direnç ya da düşük gerilimli zener / conducts both ways: resistor or low-voltage zener");
47    }
48  } else if (ab || ba) {
49    float vf = ab ? vAB : vBA;
50    Serial.print(ab ? "Anot A0 tarafında / anode on A0 side" : "Anot A1 tarafında / anode on A1 side");
51    Serial.print("  Vf = ");
52    Serial.print(vf, 3);
53    Serial.print(" V  -> ");
54    Serial.println(identify(vf));
55  } else {
56    Serial.println("İletim yok: açık devre ya da parça yok / no conduction: open circuit or no part");
57  }
58  delay(2000);
59}

Kod önce D2'yi HIGH, D3'ü LOW yapar ve A0 ile A1 arasındaki farkı ölçer, sonra aynı işi ters yönde tekrarlar. Yalnızca bir yönde düşük bir gerilim okunuyorsa parça bir diyottur ve o yön anodun yerini gösterir; okunan değer 0,40 V'un altındaysa Schottky, 1 V'a kadar silisyum, daha yüksekse LED olarak sınıflandırılır. İki yönde de sıfıra yakın bir değer kısa devre, iki yönde de yaklaşık 5 V ise iletim olmadığı anlamına gelir. Sonuçları 9600 baud hızında Seri Monitör'de görürsün; daha hassas ölçüm için 5V pinini multimetreyle ölç ve VREF değerini güncelle. Bir 1N4148 taktığında Vf = 0.640 V civarında bir değer ve "silisyum diyot" sonucunu görürsün.

ESP32: analog girişi Schottky diyotlarla korumak

ESP32'nin pinleri yalnızca 3,3 V'a dayanır ve mutlak sınırları 3,6 V civarındadır. 12 V'luk bir aküyü ölçmek için gerilimi önce bir gerilim bölücü ile düşürürsün: akünün artısı 100 kΩ üzerinden GPIO 34'e, GPIO 34 de 22 kΩ ile GND'ye bağlanır. Bu oranla 12,6 V, pinde yaklaşık 2,27 V'a iner. Peki akü şarj olurken ya da bir motor çalışırken oluşan gerilim sıçramaları? Burada iki küçük Schottky diyot bir güvenlik ağı gibi çalışır: biri pinden 3V3'e (katot 3V3'te), diğeri GND'den pine (katot pinde) bağlanır. Pin gerilimi 3,3 V'u yaklaşık 0,3 V'tan fazla aşarsa ya da sıfırın altına inerse fazlası diyotlar üzerinden akar ve 100 kΩ'luk direnç bu akımı küçük tutar.

1// ESP32 ile 12 V akü gerilimi ölçme, diyot korumalı giriş / 12 V battery voltage with ESP32, diode-protected input
2// Akü + -> 100 kΩ -> GPIO 34 -> 22 kΩ -> GND / battery + -> 100 kΩ -> GPIO 34 -> 22 kΩ -> GND
3// Schottky 1: anot GPIO 34, katot 3V3 / anode GPIO 34, cathode 3V3
4// Schottky 2: anot GND, katot GPIO 34 / anode GND, cathode GPIO 34
5const int SENSE_PIN = 34;                     // yalnızca giriş, ADC1 / input only, ADC1
6const float RATIO = (100.0 + 22.0) / 22.0;    // bölücü oranı yaklaşık 5,55 / divider ratio about 5.55
7
8void setup() {
9  Serial.begin(115200);
10}
11
12void loop() {
13  uint32_t sum = 0;
14  for (int i = 0; i < 32; i++) {
15    sum += analogReadMilliVolts(SENSE_PIN);   // kalibre edilmiş mV / calibrated millivolts
16    delay(2);
17  }
18  float pinV = sum / 32.0 / 1000.0;           // pindeki gerilim / voltage on the pin
19  float batteryV = pinV * RATIO;              // akü gerilimi / battery voltage
20  Serial.printf("Pin: %.3f V  Akü / battery: %.2f V\n", pinV, batteryV);
21  if (batteryV < 11.8) {
22    Serial.println("Akü zayıf / battery low");
23  }
24  delay(1000);
25}

Raspberry Pi Pico: diyotla sıcaklık ölçmek (MicroPython)

Diyodun ileri geriliminin her °C'de yaklaşık 2 mV düştüğünü hatırlıyor musun? Raspberry Pi Pico'nun içindeki sıcaklık sensörü tam olarak bu ilkeyle çalışır: RP2040 veri sayfasına göre yonga içindeki sensör, kutuplanmış bir bipolar diyodun gerilimini ölçer; bu gerilim 27 °C'de tipik olarak 0,706 V'tur ve her derece için 1,721 mV azalır. Aynı şeyi dışarıdaki bir 1N4148 ile de yapabilirsin: 3V3 pinini 10 kΩ'luk bir direnç üzerinden GP26'ya ve diyodun anoduna, katodu da GND'ye bağla. Diyottan yaklaşık 0,27 mA akar ve GP26'daki gerilim sıcaklıkla değişir.

1# Pico: diyotla sıcaklık ölçümü / Temperature measurement with a diode
2# 3V3 -> 10 kΩ -> GP26 + 1N4148 anodu / anode, katot / cathode -> GND
3from machine import ADC
4import time
5
6chip = ADC(4)        # yonga içindeki sıcaklık diyodu / on-chip temperature diode
7diode = ADC(26)      # GP26 (ADC0): harici 1N4148 / external 1N4148
8CONV = 3.3 / 65535   # read_u16 değerini volta çevirir / converts read_u16 to volts
9
10# Kalibrasyon: oda sıcaklığındaki değerlerini yaz / Calibration: enter your room-temperature values
11T0 = 22.0            # termometredeki sıcaklık (°C) / thermometer reading (°C)
12V0 = 0.600           # o sıcaklıkta diyot gerilimi (V) / diode voltage at that temperature (V)
13SLOPE = -0.002       # 1N4148 için yaklaşık -2 mV/°C / about -2 mV/°C for a 1N4148
14
15def average_voltage(adc, n=64):
16    total = 0
17    for _ in range(n):
18        total += adc.read_u16()
19    return total / n * CONV
20
21while True:
22    v_chip = average_voltage(chip)
23    t_chip = 27 - (v_chip - 0.706) / 0.001721    # RP2040 veri sayfası formülü / RP2040 datasheet formula
24    v_diode = average_voltage(diode)
25    t_diode = T0 + (v_diode - V0) / SLOPE
26    print("Yonga / chip: {:.1f} °C   Diyot / diode: {:.3f} V -> {:.1f} °C".format(t_chip, v_diode, t_diode))
27    time.sleep(1)

Kodu ilk çalıştırdığında oda sıcaklığını bir termometreden oku; ekranda gördüğün diyot gerilimini V0'a, termometredeki değeri T0'a yaz. Her diyodun gerilimi biraz farklı olduğu için bu tek noktalı kalibrasyon şarttır. Sonra diyodu parmaklarının arasında tut: birkaç saniye içinde gerilimin düştüğünü ve sıcaklığın yükseldiğini görürsün. Yonga içindeki sensör kartın kendi ısısından da etkilenir; bu yüzden ikisi de hassas bir termometre değil, ilkeyi gösteren eğitici birer deneydir. Gerçek ölçümler için DS18B20 gibi dijital bir sensör kullan.

Diyotla yapabileceğin proje fikirleri

• LCD'li diyot test cihazı: Yukarıdaki kodu bir I2C LCD ekranla birleştir; parçayı taktığın anda türü ve ileri gerilimi ekranda görünsün.
• Pil yedekli besleme: USB'yi ve pil paketini iki Schottky diyotla birleştir; USB çekildiğinde Arduino kesintisiz olarak pilden çalışmaya devam etsin.
• Hayalet tuşları engelleyen tuş takımı: Kendi yaptığın buton matrisinde her tuşa bir 1N4148 ekle; aynı anda birden fazla tuşa basıldığında yanlış tuş okunmaz. Matris taramanın mantığını Keypad Kullanımı yazısında bulabilirsin.
• Charlieplexing ile LED'ler: LED'lerin tek yönde iletmesinden yararlanarak yalnızca 3 pinle 6 LED'i, 4 pinle 12 LED'i kontrol et.
• Otomatik sulama: Pompayı bir röleyle sür ve flyback diyoduyla koru; nem ölçümü için Toprak Nem Sensörü yazısına bak.
• Güneş panelli şarj: Panel ile akü arasına bir Schottky engelleme diyodu koy; böylece akü gece panele geri boşalmaz.

Sık yapılan hatalar ve çözümleri

Diyot, elektroniğin en basit görünen ama en çok iş gören parçalarından biridir: akımı tek yöne çevirir, devreni korur, AC'yi DC'ye dönüştürür ve LED olarak ışık saçar. Yönünü çizgisinden okumayı, ileri gerilim kaybını hesaba katmayı ve bobinli yüklere flyback diyodu eklemeyi alışkanlık haline getirdiğinde projelerinde çok daha az parça yakarsın. BlueGrays uygulamasında LED, röle, motor ve sulama projelerini adım adım devre şemaları ve hazır kodlarıyla bulabilir, diyotların gerçek devrelerde nereye konduğunu kendi gözünle görebilirsin.