DIY তাপমাত্রা থেকে ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারী: 4 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

তাপমাত্রা সেন্সর হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধরনের শারীরিক সেন্সর, কারণ অনেকগুলি ভিন্ন প্রক্রিয়া (দৈনন্দিন জীবনেও) তাপমাত্রা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এছাড়াও, তাপমাত্রা পরিমাপ অন্যান্য ভৌত পরামিতি, যেমন পদার্থ প্রবাহ হার, তরল স্তর, ইত্যাদি পরোক্ষভাবে নির্ধারণের অনুমতি দেয়। সিপিইউ বা কম্পিউটার দ্বারা প্রক্রিয়াকরণের জন্য, এনালগ তাপমাত্রা সংকেতকে ডিজিটাল আকারে রূপান্তর করতে হবে। এই ধরনের রূপান্তরের জন্য ব্যয়বহুল এনালগ-ডিজিটাল কনভার্টার (এডিসি) সাধারণত ব্যবহৃত হয়।

এই নির্দেশাবলীর উদ্দেশ্য হল গ্রীনপাক using ব্যবহার করে আনুপাতিক ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি তাপমাত্রা সেন্সর থেকে এনালগ সংকেতকে সরাসরি ডিজিটাল সংকেতে রূপান্তর করার জন্য একটি সরলীকৃত কৌশল বিকাশ ও উপস্থাপন করা। পরবর্তীকালে, ডিজিটাল সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি যা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয় তারপরে সহজেই একটি মোটামুটি উচ্চ নির্ভুলতার সাথে পরিমাপ করা যায় এবং তারপর পরিমাপের প্রয়োজনীয় ইউনিটে রূপান্তরিত করা যায়। এই ধরনের সরাসরি রূপান্তরটি প্রথম স্থানে আকর্ষণীয় যে, ব্যয়বহুল এনালগ-টু-ডিজিটাল কনভার্টার ব্যবহারের প্রয়োজন নেই। এছাড়াও, ডিজিটাল সিগন্যাল ট্রান্সমিশন এনালগের চেয়ে বেশি নির্ভরযোগ্য।

নিচে ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারে তাপমাত্রা তৈরির জন্য গ্রীনপাক চিপ কীভাবে প্রোগ্রাম করা হয়েছে তা বোঝার জন্য প্রয়োজনীয় পদক্ষেপগুলি বর্ণনা করেছি। যাইহোক, যদি আপনি শুধু প্রোগ্রামিং এর ফলাফল পেতে চান, ইতিমধ্যে সম্পন্ন GreenPAK ডিজাইন ফাইল দেখতে GreenPAK সফটওয়্যারটি ডাউনলোড করুন। আপনার কম্পিউটারে গ্রীনপ্যাক ডেভেলপমেন্ট কিট লাগান এবং তাপমাত্রা থেকে ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের জন্য কাস্টম আইসি তৈরি করতে প্রোগ্রাম হিট করুন।

ধাপ 1: ডিজাইন বিশ্লেষণ

বিভিন্ন ধরণের তাপমাত্রা সেন্সর এবং তাদের সংকেত প্রক্রিয়াকরণ সার্কিটগুলি নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে ব্যবহার করা যেতে পারে, প্রাথমিকভাবে তাপমাত্রার পরিসীমা এবং নির্ভুলতার উপর নির্ভর করে। সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় এনটিসি থার্মিস্টার, যা বর্ধিত তাপমাত্রার সাথে তাদের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের মান হ্রাস করে (চিত্র 1 দেখুন)। মেটাল রেসিস্টিভ সেন্সর (RTDs) এর তুলনায় তাদের প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি তাপমাত্রা সহগ রয়েছে এবং তাদের খরচ অনেক কম। থার্মিস্টারগুলির প্রধান অসুবিধা হল তাদের "রেসিস্টেন্স বনাম টেম্পারেচার" বৈশিষ্ট্যের অরৈখিক নির্ভরতা। আমাদের ক্ষেত্রে, এটি রূপান্তরের সময় থেকে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে না, থার্মিস্টর প্রতিরোধের সাথে ফ্রিকোয়েন্সিটির সঠিক চিঠিপত্র রয়েছে এবং সেইজন্য তাপমাত্রা।

চিত্র 1 থার্মিস্টার প্রতিরোধের বনাম তাপমাত্রার গ্রাফিকাল নির্ভরতা দেখায় (যা প্রস্তুতকারকের ডেটশীট থেকে নেওয়া হয়েছিল)। আমাদের ডিজাইনের জন্য, আমরা 25 ° C এ 10 kOhm এর একটি সাধারণ প্রতিরোধের সাথে দুটি অনুরূপ NTC থার্মিস্টার ব্যবহার করেছি।

একটি আনুপাতিক ফ্রিকোয়েন্সি আউটপুট ডিজিটাল সিগন্যালে তাপমাত্রা সংকেতের সরাসরি রূপান্তরের মৌলিক ধারণা হল একটি ক্লাসিক্যাল রিংয়ের অংশ হিসাবে জেনারেটরের ফ্রিকোয়েন্সি-সেটিং R1C1- সার্কিটে ক্যাপাসিটর C1 সহ থার্মিস্টার R1 ব্যবহার করা তিনটি "NAND" লজিক উপাদান ব্যবহার করে দোলক। R1C1 এর সময় ধ্রুবক তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে, কারণ যখন তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয়, সেই অনুযায়ী থার্মিস্টরের প্রতিরোধের পরিবর্তন হবে।

আউটপুট ডিজিটাল সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি সূত্র 1 ব্যবহার করে গণনা করা যায়।

ধাপ 2: SLG46108V এর উপর ভিত্তি করে তাপমাত্রা থেকে ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারী

এই ধরণের অসিলেটর সাধারণত ইনপুট ডায়োডের মাধ্যমে বর্তমানকে সীমাবদ্ধ করতে এবং সার্কিটের ইনপুট উপাদানগুলির উপর লোড কমাতে একটি প্রতিরোধক R2 যোগ করে। যদি R2 এর প্রতিরোধের মান R1 এর প্রতিরোধের তুলনায় অনেক ছোট হয়, তাহলে এটি আসলে প্রজন্মের ফ্রিকোয়েন্সি প্রভাবিত করে না।

ফলস্বরূপ, GreenPAK SLG46108V এর উপর ভিত্তি করে, তাপমাত্রা থেকে ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারী দুটি রূপ তৈরি করা হয়েছিল (চিত্র 5 দেখুন)। এই সেন্সরগুলির অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট চিত্র 3 এ উপস্থাপন করা হয়েছে।

নকশা, যেমনটি আমরা আগেই বলেছি, এটি বেশ সহজ, এটি তিনটি NAND উপাদানগুলির একটি চেইন যা একটি ডিজিটাল ইনপুট (PIN#3) এবং দুটি ডিজিটাল আউটপুট (PIN #6 এবং পিন#8) বাহ্যিক বর্তনী সংযোগের জন্য।

চিত্র 5 এ ছবির স্থানগুলি সক্রিয় তাপমাত্রা সেন্সর দেখায় (এক শতাংশ মুদ্রা স্কেলের জন্য)।

ধাপ 3: পরিমাপ

এই সক্রিয় তাপমাত্রা সেন্সরগুলির সঠিক কার্যকারিতা মূল্যায়নের জন্য পরিমাপ করা হয়েছিল। আমাদের তাপমাত্রা সেন্সর একটি নিয়ন্ত্রিত চেম্বারে স্থাপন করা হয়েছিল, যার ভিতরের তাপমাত্রা 0.5 ° an এর নির্ভুলতায় পরিবর্তন করা যেতে পারে। আউটপুট ডিজিটাল সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি রেকর্ড করা হয়েছিল এবং ফলাফল চিত্র 6 এ উপস্থাপন করা হয়েছে।

দেখানো প্লট থেকে দেখা যায়, ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপ (সবুজ এবং নীল ত্রিভুজ) উপরে প্রদত্ত সূত্র 1 অনুসারে প্রায় সম্পূর্ণভাবে তাত্ত্বিক মান (কালো এবং লাল রেখা) এর সাথে মিলে যায়। ফলস্বরূপ, তাপমাত্রাকে ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর করার এই পদ্ধতিটি সঠিকভাবে কাজ করছে।

ধাপ 4: তৃতীয় সক্রিয় তাপমাত্রা সেন্সর SLG46620V এর উপর ভিত্তি করে

এছাড়াও, দৃশ্যমান তাপমাত্রা ইঙ্গিত সহ সহজ প্রক্রিয়াকরণের সম্ভাবনা প্রদর্শনের জন্য তৃতীয় সক্রিয় তাপমাত্রা সেন্সর তৈরি করা হয়েছিল (চিত্র 7 দেখুন)। গ্রিনপ্যাক এসএলজি 46620 ভি ব্যবহার করে, যার মধ্যে 10 বিলম্ব উপাদান রয়েছে, আমরা দশটি ফ্রিকোয়েন্সি ডিটেক্টর তৈরি করেছি (চিত্র 9 দেখুন), যার প্রত্যেকটি একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত সনাক্ত করার জন্য কনফিগার করা হয়েছে। এইভাবে, আমরা দশটি কাস্টমাইজেবল পয়েন্ট ইঙ্গিত সহ একটি সাধারণ থার্মোমিটার তৈরি করেছি।

চিত্র 8 দশটি তাপমাত্রা পয়েন্টের জন্য প্রদর্শন সূচক সহ সক্রিয় সেন্সরের শীর্ষ স্তরের পরিকল্পিত দেখায়। এই অতিরিক্ত ফাংশনটি সুবিধাজনক কারণ উৎপাদিত ডিজিটাল সংকেত আলাদাভাবে বিশ্লেষণ না করে তাপমাত্রার মান দৃশ্যত অনুমান করা সম্ভব।

উপসংহার

এই নির্দেশনায়, আমরা ডায়ালগ থেকে গ্রীনপ্যাক পণ্য ব্যবহার করে একটি তাপমাত্রা সেন্সর এনালগ সংকেতকে ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেটেড ডিজিটাল সিগন্যালে রূপান্তর করার একটি পদ্ধতি প্রস্তাব করেছি। গ্রিনপাকের সাথে থার্মিস্টার ব্যবহার ব্যয়বহুল এনালগ-টু-ডিজিটাল কনভার্টার ব্যবহার না করে অনুমানযোগ্য পরিমাপের অনুমতি দেয় এবং এনালগ সংকেত পরিমাপের প্রয়োজনীয়তা এড়িয়ে যায়। এই ধরণের কাস্টমাইজেবল সেন্সরের বিকাশের জন্য গ্রিনপ্যাক হল আদর্শ সমাধান, যেমন প্রোটোটাইপ উদাহরণে নির্মিত এবং পরীক্ষিত। গ্রিনপাকটিতে বিভিন্ন সার্কিট সমাধান বাস্তবায়নের জন্য প্রয়োজনীয় প্রচুর পরিমাণে কার্যকরী উপাদান এবং সার্কিট ব্লক রয়েছে এবং এটি চূড়ান্ত অ্যাপ্লিকেশন সার্কিটের বহিরাগত উপাদানগুলির সংখ্যা ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। কম বিদ্যুৎ খরচ, ছোট চিপ সাইজ এবং কম খরচে গ্রিনপাককে অনেক সার্কিট ডিজাইনের প্রধান নিয়ামক হিসেবে বেছে নেওয়ার জন্য একটি অতিরিক্ত বোনাস।