Elektrostatik eyleyicilerin dinamik konum denetimi

Abstract

Teknoloji günlük hayatımızın her aşamasında gün geçtikçe daha fazla yer almaya başlamıştır. Teknolojinin temel amacı insanlığın problemlerine çözüm sunarak hayatını daha kolay hale getirmektir. Son zamanlarda kablosuz iletişimin artmasıyla taşınabilir cihazların kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Taşınabilir sistemlerin üretiminde iki önemli hedef öne çıkmaktadır. Bunlardan birisi cihazlarda tüketilen enerjinin minimum düzeye indirgenmesi, diğeri ise cihazda kullanılan devre elemanları boyutlarının küçültülmesidir. Bu amaca yönelik çalışmalar özellikle MEMS (Mikro Elektromekanik Sistemler) ve MEMS sistemlerin bir dalı olan elektrostatik mikro-eyleyiciler üzerine yoğunlaşmıştır.Bugüne kadar bilim insanları elektrostatik eyleyicilerin matematiksel hesaplamalarını yapmak için genel olarak ?lumped? modelinden elde edilen matematiksel formülü kullandılar. Bu model ve formül eyleyici için basit fakat yeterince hassas olmayan sonuçlar vermektedir. Eyleyici için daha hassas kontrol imkanı ve gerçeğe daha yakın bir model elde etmek amacıyla eyleyici için sonlu eleman metodunu (FEM-Finite Element Method) kullanan ANSYS programı yardımıyla bir benzetim oluşturuldu. Bu benzetim sonuçları ışığında, MATLAB programı yardımıyla matematiksel hesaplamalar yapılarak daha hassas sonuçlar veren ve aynı zamanda ?lumped? modeli formülü ile aynı basitlikte olan yeni bir model ve formül geliştirildi.Anahtar Kelimeler: MEMS, Elektrostatik Eyleyiciler, Çökme Limiti, Çökme Voltajı

Technology has been getting into the every stage of our daily life more and more. The main goal of the technology is to make our life easy by finding solutions to mankind?s problems. Recently, with increasing the wireless communication, mobile devices are being used widely. Two crucial factors are of importance. The first one is to reduce the energy which is consumed in the mobile devices, and the second one is to minimize the size of them. Therefore, studies have been focused especially on MEMs (Micro-electromechanical Systems) and electrostatic micro-actuators that is a branch of MEMS.Scientists have been using the formula derived from Lumped model when they need calculations about electrostatic actuators. This model and formula is very simple but not sensitive enough. In order to have more sensitive formula which gives realistic result, a new approach proposed by the help of ANSYS which is using Finite Element Method (FEM). In the light of simulation outcomes, a new model has been formulated which is as simple as lumped model, by the help of MATLAB for calculations.Keywords: MEMS, Electrostatic actuators, pull-in limit, pull-in voltage