Arduino ব্যবহার করে প্রধান ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপ করুন: 7 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:57

3rd রা এপ্রিল, ভারতের প্রধানমন্ত্রী শ্রী। করোনা ভাইরাসের বিরুদ্ধে ভারতের লড়াই উপলক্ষে ৫ এপ্রিল রাত:00 টায় নরেন্দ্র মোদি ভারতীয়দের কাছে তাদের বাতি নিভিয়ে প্রদীপ (দিয়া) জ্বালানোর আবেদন করেছিলেন। ঘোষণার ঠিক পরেই, সোশ্যাল মিডিয়ায় বিরাট বিশৃঙ্খলা দেখাচ্ছিল যে ইলেকট্রিক গ্রিডের ব্যর্থতার কারণে এটি সম্পূর্ণভাবে বন্ধ হয়ে যাবে।

আমি, ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং এর ছাত্র, ইলেকট্রিক গ্রিডে হঠাৎ লোড কমানোর প্রভাব দেখতে চেয়েছিলাম। প্যারামিটারগুলির মধ্যে একটি যা প্রভাবিত হয় তা হল ফ্রিকোয়েন্সি। সুতরাং, আমি আমার বাড়ির পাওয়ার আউটলেট থেকে ভোল্টেজের ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপ করার জন্য একটি ডিভাইস তৈরি করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। অনুগ্রহ করে মনে রাখবেন যে এই সামান্য পরীক্ষার জন্য পরিমাপকৃত মান স্পষ্টতা গুরুত্বপূর্ণ নয় কারণ আমি শুধু ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনগুলি পর্যবেক্ষণ করতে চেয়েছিলাম।

এই নির্দেশনায়, আমি দ্রুত ব্যাখ্যা করব কিভাবে একটি গ্রিড ব্যর্থ হতে পারে এবং তারপর আমি দেখাব কিভাবে আমি ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপ করেছি।

ধাপ 1: কেন চিন্তিত?

একটি বৈদ্যুতিক গ্রিড অনেক কারণের কারণে ব্যর্থ হতে পারে যার মধ্যে একটি হল হঠাৎ লোড হ্রাস করা। আমি এটিকে সহজতম উপায়ে ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করবো যাতে কোন বৈদ্যুতিক পটভূমি না থাকা ব্যক্তি এটি বুঝতে পারে।

ফ্রিকোয়েন্সি কি? এটি একটি এসি তরঙ্গ এক সেকেন্ডে পুনরাবৃত্তি হওয়ার সংখ্যা। ভারতে ফ্রিকোয়েন্সি 50Hz যার মানে হল যে একটি AC তরঙ্গ এক সেকেন্ডে 50 বার পুনরাবৃত্তি হয়।

যে কোনো বিদ্যুৎকেন্দ্রে একটি টারবাইন থাকে যা একটি ঘূর্ণমান যান্ত্রিক যন্ত্র যা তরল প্রবাহ (বাষ্প, পানি, গ্যাস ইত্যাদি) থেকে শক্তি আহরণ করে এবং এটিকে কাজে লাগায় (যান্ত্রিক শক্তি)। এই টারবাইন একটি জেনারেটরের সাথে সংযুক্ত (সংযুক্ত)। একটি জেনারেটর তখন এই যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে যা আমরা আমাদের বাড়িতে পাই।

আসুন এই ব্যাখ্যার জন্য একটি বাষ্প বিদ্যুৎ কেন্দ্র বিবেচনা করি। এখানে, উচ্চ চাপের বাষ্প একটি টারবাইন ঘোরানোর জন্য ব্যবহৃত হয় যা পালাক্রমে জেনারেটরকে ঘোরায় এবং বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়। জেনারেটর কিভাবে কাজ করে তা নিয়ে আমি আলোচনা করবো না কিন্তু শুধু মনে রাখবেন যে জেনারেটর ঘুরছে তার সাথে জেনারেটর ভোল্টেজের ফ্রিকোয়েন্সি সরাসরি সম্পর্কিত। যদি গতি বৃদ্ধি পায়, ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি পায়, এবং তদ্বিপরীত। অনুমান করুন যে জেনারেটর কোন লোডের সাথে সংযুক্ত নয়। ফ্রিকোয়েন্সি 50Hz না হওয়া পর্যন্ত টার্বাইনে বাষ্প ইনপুট বাড়িয়ে জেনারেটরকে গতিতে আনা হয়। জেনারেটর এখন বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য প্রস্তুত। জেনারেটরটি লোড (বা গ্রিড) এর সাথে সংযুক্ত হওয়ার সাথে সাথে, তার ঘূর্ণায়মানের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হতে শুরু করে এবং এর গতি হ্রাস পায় এবং তাই ফ্রিকোয়েন্সি। কিন্তু প্রবিধান মান অনুযায়ী, ফ্রিকোয়েন্সি একটি নির্দিষ্ট ব্যান্ডের মধ্যে থাকা উচিত। ভারতে এটি +/- 3% অর্থাৎ 48.5Hz থেকে 51.5Hz। এখন, গতি হ্রাসের কারণে হ্রাসকৃত ফ্রিকোয়েন্সিটির ক্ষতিপূরণ দিতে, ফ্রিকোয়েন্সি আবার 50Hz না হওয়া পর্যন্ত বাষ্প ইনপুট বৃদ্ধি করা হয়। এই প্রক্রিয়া চলতে থাকে। লোড বৃদ্ধি, গতি হ্রাস, ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস, বাষ্প ইনপুট বৃদ্ধি এবং জেনারেটর গতিতে আনা হয়। গভর্নর নামক একটি ডিভাইস ব্যবহার করে এই সব স্বয়ংক্রিয়ভাবে সম্পন্ন হয়। এটি জেনারেটরের গতি (বা ফ্রিকোয়েন্সি) পর্যবেক্ষণ করে এবং সেই অনুযায়ী বাষ্প ইনপুট সামঞ্জস্য করে। যেহেতু বেশিরভাগ অংশ যান্ত্রিক তাই পরিবর্তনগুলি কার্যকর হতে কয়েক সেকেন্ড (যেমন উচ্চ সময় ধ্রুবক) লাগে।

এখন, আসুন আমরা বিবেচনা করি যে জেনারেটরের পুরো লোড হঠাৎ করে সরানো হয়েছে। জেনারেটরটি তার স্বাভাবিক গতির উপরে গতি বাড়ায় কারণ আমরা আগে বাড়তি লোডের ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য বাষ্প ইনপুট বাড়িয়েছিলাম। গভর্নর বাষ্প ইনপুট বুঝতে এবং পরিবর্তন করার আগে, জেনারেটরটি এত দ্রুত গতি বাড়ায় যে ফ্রিকোয়েন্সি তার উপরের সীমা অতিক্রম করে। যেহেতু নিয়ন্ত্রক মান অনুযায়ী এটি অনুমোদিত নয়, অতিরিক্ত ফ্রিকোয়েন্সি কারণে জেনারেটর ট্রিপ (বা সংযোগ বিচ্ছিন্ন) গ্রিড থেকে।

ভারতে, আমাদের একটি জাতি - এক গ্রিড রয়েছে যার অর্থ হল যে ভারতের সমস্ত জেনারেটর একটি একক গ্রিডের সাথে সংযুক্ত। এটি দেশের যে কোন প্রান্তে বিদ্যুৎ পাঠাতে সাহায্য করে। কিন্তু একটা অসুবিধা আছে। দেশের যেকোনো একটি অংশে একটি বড় ত্রুটি দ্রুত অন্যান্য অংশে ছড়িয়ে পড়তে পারে যার ফলে পুরো গ্রিডটি ট্রিপিং হয়ে যায়। সুতরাং, একটি সম্পূর্ণ দেশ কোন শক্তি ছাড়া বাকি আছে!

পদক্ষেপ 2: পরিকল্পনা

পরিকল্পনাটি নির্দিষ্ট বিরতিতে ভোল্টেজের ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপ করা।

একটি সেন্টার-ট্যাপ করা ট্রান্সফরমার 230V এসি থেকে 15V এসি নামানোর জন্য ব্যবহৃত হয়।

আরটিসি মডিউল প্রকৃত সময় প্রদান করে।

উভয় ডেটা (সময় এবং ফ্রিকোয়েন্সি) তারপর মাইক্রো এসডি কার্ডে দুটি পৃথক ফাইলে সংরক্ষণ করা হয়। পরীক্ষা শেষ হওয়ার পরে, গ্রাফ তৈরি করতে একটি এক্সেল শীটে ডেটা আমদানি করা যেতে পারে।

একটি এলসিডি ডিসপ্লে ফ্রিকোয়েন্সি দেখানোর জন্য ব্যবহার করা হবে।

সাবধান! আপনি মারাত্মক এসি মেইন ভোল্টেজ নিয়ে কাজ করবেন। আপনি কি করছেন তা যদি আপনি জানেন তবেই এগিয়ে যান। বিদ্যুৎ দ্বিতীয় সুযোগ দেয় না

ধাপ 3: আপনার যা প্রয়োজন হবে

1x আরডুইনো ন্যানো

1x 16x2 LCD ডিসপ্লে

1x DS3231 রিয়েল টাইম ক্লক মডিউল

1x মাইক্রো এসডি কার্ড মডিউল

1x সেন্টার ট্যাপ ট্রান্সফরমার (15V-0-15V)

2x 10k রোধকারী

1x 1k রোধকারী

1x 39k রোধকারী

1x 2N2222A NPN ট্রানজিস্টর

1x 1N4007 ডায়োড

ধাপ 4: একসাথে জিনিস রাখা

নির্মাণের জন্য পরিকল্পিত এখানে সংযুক্ত করা হয়। আমি এটি একটি ব্রেডবোর্ডে তৈরি করব কিন্তু আপনি এটিকে পারফবোর্ড ব্যবহার করে বা একটি কাস্টম পিসিবি তৈরি করে আরও স্থায়ী করতে পারেন।

আপনার ট্রান্সফরমারের জন্য 'R3' এর সঠিক মান নির্বাচন করা:

R3 এবং R4 একটি ভোল্টেজ বিভাজক গঠন করে এবং মানগুলি এমনভাবে নির্বাচিত হয় যে এসি ভোল্টেজের শিখর 5V অতিক্রম করে না। সুতরাং, যদি আপনি বিভিন্ন রেটিং সহ অন্য ট্রান্সফরমার ব্যবহার করার পরিকল্পনা করছেন, তাহলে আপনাকে অবশ্যই R3 পরিবর্তন করতে হবে। মনে রাখবেন যে একটি ট্রান্সফরমারে দেওয়া ভোল্টেজ রেটিংগুলি RMS- এ রয়েছে। আমার ক্ষেত্রে, এটি 15-0-15।

এটি যাচাই করার জন্য একটি মাল্টিমিটার ব্যবহার করুন। পরিমাপ করা ভোল্টেজ বেশিরভাগ 15V এর চেয়ে বেশি হবে। আমার ক্ষেত্রে, এটি প্রায় 17.5V ছিল। সর্বোচ্চ মান 17.5 x sqrt (2) = 24.74V হবে। এই ভোল্টেজটি 2N2222A ট্রানজিস্টরের সর্বোচ্চ গেট-এমিটার ভোল্টেজ (6V) এর চেয়ে অনেক বেশি। আমরা উপরের ছবিতে দেখানো ভোল্টেজ ডিভাইডার সূত্র ব্যবহার করে R3 এর মান গণনা করতে পারি।

এসডি কার্ড মডিউলের জন্য সংযোগ:

মডিউল যোগাযোগের জন্য SPI ব্যবহার করে।

• MISO থেকে D12
• MOSI থেকে D11
• SCK থেকে D13
• CS/SS থেকে D10 (চিপ সিলেক্টের জন্য আপনি যে কোন পিন ব্যবহার করতে পারেন)

নিশ্চিত করুন যে এসডি কার্ডটি প্রথমে ফ্যাট হিসাবে ফরম্যাট করা হয়েছে।

আরটিসি মডিউলের জন্য সংযোগ

এই মডিউল যোগাযোগের জন্য I2C ব্যবহার করে।

• এসডিএ থেকে এ 4
• এসসিএল থেকে এ 5

এলসিডি ডিসপ্লের জন্য সংযোগ

• RST থেকে D9
• EN থেকে D8
• D4 থেকে D7
• D5 থেকে D6
• D6 থেকে D5
• D7 থেকে D4
• R/W থেকে GND

ধাপ 5: কোডিং করার সময়

কোডটি এখানে সংযুক্ত করা হয়েছে। Arduino IDE ব্যবহার করে এটি ডাউনলোড করুন এবং খুলুন। আপলোড করার আগে, নিশ্চিত করুন যে আপনি DS3231 লাইব্রেরি ইনস্টল করেছেন। আমি এই ওয়েবসাইটে কিছু দরকারী তথ্য পেয়েছি।

RTC সেট আপ করা হচ্ছে:

1. একটি 2032-টাইপ কয়েন সেল ব্যাটারি োকান।
2. দেখানো হিসাবে উদাহরণ থেকে DS3231_Serial_Easy খুলুন।
3. 3 টি লাইন আনকমেন্ট করুন এবং ছবিতে দেখানো সময় এবং তারিখ লিখুন।
4. Arduino এ স্কেচ আপলোড করুন এবং সিরিয়াল মনিটর খুলুন। বাউড রেট 115200 এ সেট করুন। আপনি প্রতি 1 সেকেন্ডে রিফ্রেশ হওয়া সময় দেখতে সক্ষম হবেন।
5. এখন, আরডুইনো আনপ্লাগ করুন এবং কয়েক সেকেন্ড পরে আবার প্লাগ ইন করুন। সিরিয়াল মনিটর দেখুন। এটি রিয়েল-টাইম দেখানো উচিত।

সম্পন্ন! আরটিসি স্থাপন করা হয়েছে। তারিখ এবং সময় নির্ধারণের জন্য এই পদক্ষেপটি শুধুমাত্র একবার করতে হবে।

ধাপ 6: ডেটা প্রসেস করা

পরীক্ষা শেষ হয়ে গেলে, মডিউল থেকে মাইক্রো এসডি কার্ডটি সরান এবং কার্ড রিডার ব্যবহার করে এটি আপনার কম্পিউটারে সংযুক্ত করুন। FREQ.txt এবং TIME.txt নামে দুটি টেক্সট ফাইল থাকবে।

এই ফাইলগুলি থেকে বিষয়বস্তু অনুলিপি করুন এবং এটি একটি এক্সেল শীটে দুটি পৃথক কলামে (সময় এবং ফ্রিক) পেস্ট করুন।

সন্নিবেশ> চার্টে ক্লিক করুন। এক্সেলের স্বয়ংক্রিয়ভাবে শীটের ডেটা পরীক্ষা করা এবং গ্রাফটি প্লট করা উচিত।

উল্লম্ব অক্ষের রেজোলিউশন বাড়ান যাতে ওঠানামা স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান হয়। গুগল শীটে কাস্টমাইজ করুন> উল্লম্ব অক্ষ> ন্যূনতম। = 49.5 এবং সর্বোচ্চ। = 50.5

ধাপ 7: ফলাফল

আমরা স্পষ্টভাবে ফ্রিকোয়েন্সি সামান্য বৃদ্ধি দেখতে পাচ্ছি কারণ লোডগুলি রাত 9:00 (21:00) এর কাছাকাছি বন্ধ হয়ে যায় এবং রাত 9:10 (21:10) এর দিকে ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস পায় কারণ লোডগুলি আবার চালু হয়। গ্রিডের কোন ক্ষতি নেই কারণ ফ্রিকোয়েন্সি সহনশীলতা ব্যান্ডের মধ্যে (+/- 3%) অর্থাৎ 48.5Hz থেকে 51.5Hz।

ভারত সরকারের প্রতিমন্ত্রীর একটি টুইট, মি Mr. আর কে সিং নিশ্চিত করেছেন যে আমি যে ফলাফল পেয়েছি তা বেশ সঠিক ছিল।

শেষ পর্যন্ত লেগে থাকার জন্য ধন্যবাদ। আশা করি আপনারা সবাই এই প্রকল্পটি পছন্দ করবেন এবং আজ নতুন কিছু শিখেছেন। আপনি যদি নিজের জন্য এটি তৈরি করেন তবে আমাকে জানান। এরকম আরও প্রকল্পের জন্য আমার ইউটিউব চ্যানেলটি সাবস্ক্রাইব করুন।