Elektronik Hesaplama Uygulaması: 18 Araç ve Örnek Hesaplar

Evet, telefonda bu hesapları yapabileceğin bir elektronik hesaplama uygulaması var: BlueGrays'in Araçlar ekranında 18 araç dört bölümde toplanmış: Direnç, Hesaplayıcılar, Kondansatör ve bobin ve Referans. Bunların 7'si ücretsiz (Renk kodu, SMD kodu, Ohm kanunu, LED direnci, Kondansatör kodu, Bobin kodu, LED gerilimleri), 11'i Premium. Premium araçların 9'u ücretsiz kullanıcıya da Örnek hesap olarak açılır: aracı hazır değerlerle çalışırken görürsün, kendi değerlerini girmek için Premium gerekir. Kısacası direncin renginden değerini okumak, LED'in önüne kaç ohm koyacağını bulmak ya da Ohm kanunuyla akım hesaplamak için ödeme yapman gerekmez; gerilim bölücü, 555, pil ömrü ve RC gibi tasarım hesapları Premium tarafında.

Ohm kanununun, seri ve paralel bağlamanın ya da kondansatörün teorisini ayrı yazılarda anlattık: Ohm kanunu, seri paralel direnç hesaplama ve kondansatör nedir. Bu yazı teoriyi tekrar etmiyor, araçların kendisini anlatıyor. Önce ekranın nasıl düzenlendiğine ve 18 aracın tam listesine bakacağız, sonra yedi örnek hesabı adım adım, uygulamanın göstereceği sayılarla çözeceğiz: renk kodu, SMD kodu, LED direnci, gerilim bölücü, 555 kare dalga, ESP32 pil ömrü ve RC zaman sabiti. Sonda kayıtlı hesaplar, pinout ve transistör tabloları, derslere göre araç eşleştirmesi ve "elimde şu var, hangi aracı açayım?" listesi var.

Araçlar ekranı nerede ve nasıl düzenlenmiş?

Araçlar ekranı, uygulamanın alt çubuğundaki Araçlar sekmesine dokununca açılır. En üstte Araç ara: direnç, LED, 555… yazan arama kutusu, onun altında daha önce açtığın araçlar için Son kullandıkların şeridi, ardından dört bölüm hâlinde araç kartları gelir. Premium araçların kartında küçük bir Premium etiketi durur, böylece hangisinin ücretsiz olduğunu açmadan görürsün. Listenin en altında Aradığın araç yok mu? kartı ve Öner düğmesi var. Bölümlerin sırası bir elektronikçinin masada sorduğu soruların sırasına benzer: önce elindeki parçayı tanı, sonra devreyi hesapla, en sonda tabloya bak. Bölümlerin içeriği şöyle:

18 elektronik araç: ne hesaplar, hangisi ücretsiz?

Örnek hesap 1: Renk kodu ile 220 Ω direnci okumak

1. Renk kodu aracını aç, Renkten değere sekmesinde kal ve 4 bant seçeneğini seç.
2. Direnci altın bant sağda kalacak şekilde tut ve renkleri soldan sağa gir: 1. bant kırmızı (2), 2. bant kırmızı (2), 3. bant kahverengi (uygulamada "Kahve", çarpan ×10), 4. bant altın (tolerans %5).
3. Araç 22 × 10 = 220 Ω ±%5 sonucunu verir ve tolerans aralığını da yazar: 209–231 Ω.
4. Aynı ekranda değerin hangi standart serilerde bulunduğunu görürsün: 220 Ω, E6, E12 ve E24 serilerinde yer alan çok yaygın bir değerdir.
5. Emin olmak istersen direnci multimetrenin ohm kademesinde ölç; 209 ile 231 Ω arasında bir sonuç, rengi doğru okuduğunu gösterir.

Ters yön de var: Değerden renge sekmesine 220, 4k7, 4,7k ya da 1M2 gibi bir değer yazarsan araç bantları çizer. 4 bantla yazılamayan bir değer girersen, örneğin 4,99 kΩ, en yakın değeri gösterir ve tam değer için 5 bant seçmeni söyler. 5 bantlı dirençlerde üç basamak, bir çarpan ve bir tolerans bandı vardır; 6 bantlı dirençte sona sıcaklık katsayısı bandı eklenir ve araç bunu ppm/K olarak gösterir. Renkler loş ışıkta yanıltabilir; kahverengi ile kırmızı, turuncu ile kırmızı sık karışır. Bu yüzden kritik bir parçada multimetreyle ölçmek en sağlam doğrulamadır.

Örnek hesap 2: SMD kodu 472, 1002 ve 01C

SMD kodu aracına parçanın üzerindeki kodu harf ve rakamlarıyla aynen yazman yeter; araç biçimi kendisi tanır ve Nasıl okunur bölümünde açıklamasını yazar. En sık karışıklık 01C gibi EIA-96 kodlarında olur: buradaki 01 bir değer değil, %1'lik E96 serisindeki sıra numarasıdır. 1 numaralı değer 100, C harfi ×100 demektir, sonuç 10 kΩ. Yani 1002 ile 01C aynı direnci iki farklı biçimde yazar. Kondansatör ve bobin için aynı mantıkta iki ücretsiz araç daha var: Kondansatör kodu 104'ü 10 × 10⁴ pF = 100 nF olarak çözer ve 103K gibi bir koddaki K harfini %10 tolerans olarak okur; Bobin kodu 101'i 100 µH, 4R7'yi 4,7 µH olarak verir.

Örnek hesap 3: 5 V ile kırmızı LED, 15 mA

1. LED direnci aracını aç ve LED rengi olarak kırmızıyı seç. Araç kırmızı LED için tipik ileri gerilimi yaklaşık 1,85 V alır.
2. Besleme olarak 5 V'u (Arduino Uno pini), Akım olarak 15 mA'yı seç. Tek LED kullandığın için Seri LED sayısı 1 kalsın.
3. Araç dirençte kalan gerilimi bulur: 5 − 1,85 = 3,15 V. Hesaplanan direnç 3,15 V / 15 mA = 210 Ω olur.
4. 210 Ω piyasada bulunan bir değer değil; araç bir üstteki standart değeri önerir: 220 Ω. Bu, ilk örnekteki kırmızı-kırmızı-kahve dirençtir ve araç bantlarını da çizer.
5. 220 Ω ile gerçek akım 3,15 / 220 ≈ 14,3 mA olur. LED gerilimi üst sınırdaysa (kırmızı için 2,5 V) akım yaklaşık 11,4 mA'ya düşer; LED yine rahat yanar.
6. Direnç üzerinde harcanan güç yaklaşık 45 mW. Araç gücün iki katı payla en az 1/8 W önerir; elindeki sıradan 1/4 W direnç fazlasıyla yeter.

Örnek hesap 4: 5 V'u 3,3 V'a indiren hazır direnç çifti

Bir 5 V sensörün çıkışını ESP32 ya da Pico'nun 3,3 V'luk girişine bağlamak istediğini düşün. Gerilim bölücü aracında iki mod var: Çıkışı hesapla modunda R1 ve R2'yi girersin, araç çıkışı, akımı, oranı ve toplam gücü verir; Direnç bul modunda giriş ve hedef çıkışı girersin, araç standart dirençlerden Hazır çiftler önerir. Örnek hesapta açılan değerler 5 V giriş, üstte 10 kΩ, altta 20 kΩ: çıkış 5 × 20 / 30 = 3,33 V, bölücüden geçen akım yaklaşık 0,17 mA. Direnç bul modunda hedefe 3,3 yazıp E12, E24 ya da E96 serisini seçtiğinde öneriler değişir; ilk iki serinin sonuçları şöyle:

Bir çifte dokunduğunda değerler hesaba aktarılır ve akımı, gücü görürsün. Aynı oranı veren çiftler arasında seçim yaparken akıma bak: 4,7 kΩ / 9,1 kΩ bölücü 5 V'tan yaklaşık 0,36 mA çeker, 47 kΩ / 91 kΩ ise 0,036 mA. Küçük dirençler boşuna akım harcar, çok büyük dirençler de analog okumayı hassaslaştırır. Uygulamanın notu bu yüzden R1 + R2 toplamını genelde 10–100 kΩ arasında tutmanı söyler ve bölücünün çıkışının güç kaynağı olmadığını hatırlatır: motor, röle ya da LED bağlarsan gerilim düşer. Bölücü ADC girişi ve 5 V'tan 3,3 V'a seviye düşürme içindir. Aynı mantığı sahada görmek için ücretsiz Ldr İle Işık Şiddeti Okuma projesine bakabilirsin: LDR ile sabit direnç orada da bir bölücü kurar ve Arduino ortadaki gerilimi okur.

Örnek hesap 5: 555 ile 1 Hz kare dalga

555 zamanlayıcı aracında Kare dalga ve Tek darbe modları var. Kare dalgada üç değer girersin: R1 (pin 7 ile VCC arası), R2 (pin 6 ile pin 7 arası) ve C (pin 6 ile GND arası). Örnek hesapta açılan değerler R1 = 1 kΩ, R2 = 68 kΩ, C = 10 µF. Frekans f ≈ 1,44 / ((R1 + 2·R2) · C) ile bulunur: 1,44 / (137 kΩ × 10 µF) = 1,44 / 1,37 s ≈ 1,05 Hz. Araç süreleri ayrı ayrı da gösterir: HIGH süresi 0,693 × (R1 + R2) × C ≈ 0,478 s, LOW süresi 0,693 × R2 × C ≈ 0,471 s, periyot ≈ 0,95 s. Görev oranı HIGH süresinin periyoda oranıdır: 0,478 / 0,95 ≈ %50,4. Ekrandaki LED önizlemesi bu hızda gerçekten yanıp söner; frekans yükselince araç, gözün artık yanıp sönmeyi seçemeyeceğini ve LED'in görev oranı kadar parlak görüneceğini yazar. Daha hızlı bir örnek: R1 = 1 kΩ, R2 = 10 kΩ, C = 100 nF ile araç yaklaşık 687 Hz ve %52,4 görev oranı gösterir; bu, bir buzzer'da duyulabilen bir tondur. Tek darbe modunda süre t = 1,1 × R × C formülüyle bulunur: 100 kΩ ve 10 µF ile 1,1 saniye. Entegrenin bacakları ve devre kurulumu için 555 entegresi yazısına bakabilirsin.

Örnek hesap 6: ESP32 deep sleep ile pil ömrü

1. Batarya ömrü aracında pil olarak 18650'yi seç (2600 mAh). Hazır seçenekler arasında CR2032, 9 V, LiPo ve 2 × AA da var; kapasiteyi elle de yazabilirsin.
2. Akım profili olarak ESP32 · deep sleep seçeneğini seç: kart 80 mA çekerek 5 saniye uyanık kalır, uykuda 10 µA çeker ve bu döngü 600 saniyede (10 dakikada) bir tekrarlanır.
3. Ortalama akımı hesapla: (80 mA × 5 s + 0,010 mA × 595 s) / 600 s = (400 + 5,95) / 600 ≈ 0,677 mA.
4. Kullanılabilir kapasiteyi bul: araç pil yaşlanması, soğuk hava ve regülatör kaybı için kapasitenin %85'ini sayar: 2600 × 0,85 = 2210 mAh.
5. Çalışma süresini bul: 2210 / 0,677 ≈ 3266 saat, yani yaklaşık 136 gün (4,5 ay).

Tablonun dersi açık: hazır profilde enerjinin yaklaşık %98,5'i uyanıkken harcanıyor ve araç bunu "Enerjinin büyük kısmı uyanıkken harcanıyor" diye açıkça yazar. Uyku akımını 10 µA'dan 5 µA'ya indirmek sonucu neredeyse hiç değiştirmez, uyanık süreyi 5 saniyeden 1 saniyeye indirmek ise pili beş kata yakın uzatır. Araç akım profilini iki döngülük logaritmik bir grafikte çizer; kısa ama yüksek uyanma tepesini ve uzun ama düşük uyku tabanını aynı anda görürsün. Bir uyarı: Arduino Uno gibi kartların regülatörü ve güç LED'i uykuda da mA düzeyinde akım çeker, bu yüzden Uno'yu uyutmak pil ömrünü ESP32'deki kadar uzatmaz. Uygulamadaki Premium ESP32 Deep Sleep — Pil Tasarrufu (OLED + RTC RAM Sayaç) projesi bu senaryoyu kodla gösterir; kartı pille besleme seçenekleri için Arduino'yu pille çalıştırma yazısına bakabilirsin.

Örnek hesap 7: RC zaman sabiti ve kesim frekansı

RC zaman sabiti aracında direnç ve kondansatörü girersin, Şarj ya da Deşarj eğrisini seçersin. Örnek hesapta açılan 10 kΩ ve 100 µF için τ = R × C = 10 000 Ω × 0,0001 F = 1 saniye. Araç bir tablo çıkarır: 1τ'da (1 s) kondansatör besleme geriliminin %63'üne, 2τ'da %86'sına, 3τ'da %95'ine ulaşır; 5τ'da (5 s) %99,3 ile dolu sayılır. %50'ye varış süresi 0,69 saniyedir. Aynı RC'yi alçak geçiren filtre olarak kullanırsan kesim frekansı fc = 1 / (2π × R × C) ≈ 0,16 Hz olur. Kondansatörü 100 nF yaparsan τ 1 milisaniyeye iner, kesim frekansı yaklaşık 159 Hz olur; bu, PWM çıkışını süzmek ya da bir butonun sıçramasını yumuşatmak için daha anlamlı bir aralıktır. Değerleri 100n, 4u7, 22p gibi yazabilirsin; kondansatörün üzerinde 104 gibi bir kod varsa önce Kondansatör kodu aracıyla çöz. Paralel bağlı birkaç kondansatörü tek değere indirmek için de Seri / paralel C aracını kullanırsın.

Kayıtlı hesaplar, Son kullandıkların, arama ve Araç öner

• Kayıtlı hesaplar (Premium): Araçların altındaki Kaydet düğmesi hesabı girdileriyle birlikte hesabına kaydeder; telefonunu değiştirsen de kaybolmaz ve bütün cihazlarında görünür. Bir kayda dokununca araç aynı değerlerle yeniden açılır, gerekmeyeni Sil ile kaldırırsın. Ücretsiz hesapta Kaydet'e basınca Premium tanıtımı açılır.
• Paylaş: Sonucu kısa bir metin olarak mesajla ya da başka bir uygulamayla gönderir; laboratuvar arkadaşına hesapladığın direnci iletmenin hızlı yolu.
• Son kullandıkların: Açtığın son altı araç ekranın üstünde bir şeritte durur, sık kullandığın araca tek dokunuşla dönersin.
• Arama: Araç ara: direnç, LED, 555… kutusuna yazdığın kelimeye göre araçlar süzülür ve kaç sonuç bulunduğu yazılır. Sonuç yoksa ekran seni öneri kartına yönlendirir.
• Araç öner: Listenin sonundaki Aradığın araç yok mu? kartından Öner'e dokunup hangi hesaplayıcının ya da tablonun işine yarayacağını kısaca yazarsın. Uygulamanın verdiği örnekler "7 segment ekran pinleri" ve "buck dönüştürücü hesabı".

Pinout ve Transistörler: masadaki referans tabloları

Pinout aracı kartın pinlerini kart çiziminin üzerinde gösterir. Arduino Uno, ESP32 ve Raspberry Pi Pico'nun yanında aynı ailelerden Arduino Nano, Mega ve Leonardo, ESP32-S3 ve C3 SuperMini, Raspberry Pi 4 ve Zero 2 W da listede. Üstteki süzgeçlerle Analog, PWM, I2C, SPI, UART, DAC ve Dikkat pinlerini ayrı ayrı vurgularsın. Bir pine dokununca SEÇİLİ PİN kartı açılır: pinin mantık gerilimi, akım sınırı (Uno'da 20 mA önerilen, en fazla 40 mA; Pico'da varsayılan 4 mA, 12 mA'ya kadar) ve o işlevin ne işe yaradığını anlatan bir açıklama yazar; pin için örnek kodu da kopyalayabilirsin. Notlar pratik hataları önler: ESP32'de ADC2 pinleri Wi-Fi açıkken analog okuma yapamaz, Pico'da analog okuma yalnız GP26, GP27 ve GP28'de yapılır, I2C için kullanılan bir pinden aynı anda analog okuma yapılamaz. Uno'nun bütün pinleri için Arduino Uno pinleri yazısı da var.

Transistörler aracı en çok kullanılan NPN ve PNP transistörleri ve MOSFET'leri listeler; arama kutusuna BC547, TIP120 ya da IRLZ44N yazarsın. Her kartta bacak sırası (yazılı yüz sana bakarken, bacaklar aşağıda, soldan sağa), gerilim ve akım sınırı ve Muadili satırı var. Bu satır önemli bir tuzağı gösterir: BC547 ile 2N3904 birbirinin yerine kullanılabilir ama bacak sıraları farklıdır (BC547'de CBE, 2N3904'te EBC); devreye bakmadan parçayı değiştirirsen transistör ters takılmış olur. Referans bölümündeki diğer iki araç da derste işe yarar: Mantık kapıları aracında AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR ve XNOR kapılarını A ve B girişlerine dokunarak denersin, doğruluk tablosunu ve entegre numaralarını görürsün (NAND için 7400 ve 4011 gibi). Ücretsiz LED gerilimleri tablosu ise her rengin tipik ve maksimum gerilimini ve maksimum akımını listeler. Teori için transistör nedir ve mantık kapıları yazılarına bakabilirsin.

Öğrenci ve öğretmen için: hangi derste hangi araç?

Araçlar bir ders kitabının yerini tutmaz ama elle yapılan hesabı kontrol etmek için iyi bir ikinci adımdır. Diyelim ki 24 kişilik bir sınıfta Ohm kanununu işliyorsun: öğrenciler hesabı önce kâğıtta yapar, sonra ücretsiz araçla karşılaştırır, en sonda multimetreyle ölçer. Bu üç adımlı akışı adım adım kurduğumuz bir ders planı için Ohm kanunu etkinliği yazısına bakabilirsin. Tablodaki "örnek hesap" araçlarında ücretsiz hesap yalnız hazır örneği gösterir; farklı değerlerle deneme yapılacaksa ya Premium bir hesapla tahtaya yansıtırsın ya da görevi örnek değerler üzerinden kurarsın.

Araç seçimi rehberi: elimde X var, hangi aracı açayım?

• Renkli bantları olan bir direnç → Renk kodu.
• Üzerinde 3–4 karakterlik kod yazan küçük bir SMD direnç → SMD kodu.
• 104, 473 ya da 2n2 yazan bir kondansatör → Kondansatör kodu; birkaçını birleştireceksen → Seri / paralel C.
• 101 ya da 4R7 yazan bir bobin → Bobin kodu.
• Bir LED ve bir besleme gerilimi → LED direnci; LED'in rengi kaç volt ister diye merak ediyorsan → LED gerilimleri.
• Hesapladığın ama piyasada olmayan bir değer, örneğin 5 kΩ → Standart değer: E12'de 4,7 kΩ + 330 Ω seri (5,03 kΩ) ya da 10 kΩ ∥ 10 kΩ paralel (tam 5 kΩ).
• İki bilinen büyüklük, örneğin gerilim ve direnç → Ohm kanunu; birden çok dirençli bir zincir → Seri / paralel.
• 5 V bir sinyal ve 3,3 V bir kart → Gerilim bölücü.
• Bir 555 entegresi ve birkaç direnç, kondansatör → 555 zamanlayıcı; tek bir kondansatörün dolma süresi → RC zaman sabiti.
• Pille çalışacak bir ESP32 projesi → Batarya ömrü.
• Yükseltilmesi gereken zayıf bir sensör sinyali → Op-amp kazancı (teorisi op-amp nedir yazısında).
• Tanımadığın bir transistör → Transistörler; hangi pine ne bağlayacağını bilmediğin bir kart → Pinout.
• 7400 gibi bir mantık entegresi → Mantık kapıları.

Özetle, renk ve kod okuma, Ohm kanunu ve LED direnci gibi günlük hesaplar ücretsiz araçlarla telefonunda hazır; gerilim bölücü, 555, pil ömrü ve RC gibi tasarım hesaplarını önce örnek hesapta inceleyip ihtiyaç duyarsan Premium ile kendi değerlerinle yaparsın. Hesap tek başına devreyi çalıştırmaz, sonucu breadboard üzerinde denemek gerekir. BlueGrays uygulamasında Araçlar ekranını açıp bu yazıdaki örneklerden birini kendi parçalarınla tekrarla, sonra aynı direnç ve LED'lerle ücretsiz Led Yakma ya da Trafik Lambası projesini kur. Kurduğun devreyi telefondan yönetmek istersen Atölyem › Cihazlarım › Yeni cihaz ekle ile BlueGrays IoT'yi deneyebilirsin. ESP32 ya da Raspberry Pi Pico W için 8 hazır şablondan birini seçersin. Ohmi kodu cihaz anahtarınla hazırlar, sen de kodu Arduino IDE'den BlueGraysIoT kütüphanesiyle bir kez yüklersin. İlk cihazın ücretsizdir: 1 cihaz, 1 değer için grafik ve 24 saatlik geçmiş. Adımlar için ESP32'yi telefondan kontrol etme rehberine bakabilirsin.