Arduino- এর সাথে প্রকল্পগুলিতে সক্রিয় লো পাস ফিল্টার আরসি প্রয়োগ: 4 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

Tinkercad প্রকল্প

আপনার প্রকল্প থেকে পরজীবী সংকেত ফিল্টার করার জন্য নিম্ন পাস ফিল্টারটি চমৎকার ইলেকট্রনিক সার্কিট। আরডুইনো এবং বিদ্যুৎ সার্কিটের কাছাকাছি কাজ করা সেন্সরগুলির সাথে প্রকল্পগুলির একটি সাধারণ সমস্যা হল "পরজীবী" সংকেতগুলির উপস্থিতি।

সেন্সর হিসাবে একই এলাকায় কম্পন বা চৌম্বক ক্ষেত্রের কারণে এগুলি হতে পারে।

এই সংকেতগুলি, যা বেশিরভাগ উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি, পড়ার সময় ঝামেলা সৃষ্টি করে এবং ফলস্বরূপ, অটোমেশন সিস্টেমে ভুল রিডিং ঘটে। একটি সাধারণ উদাহরণ হল একটি মেশিন শুরু করা যার জন্য একটি উচ্চ প্রাথমিক স্রোত প্রয়োজন।

এটি সেন্সর সহ বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত বেশ কয়েকটি উপাদানগুলিতে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ তৈরি করবে।

এই শব্দগুলিকে সিস্টেমকে প্রভাবিত করা থেকে বিরত রাখতে, সেন্সর উপাদান এবং এটি যে সিস্টেমটি পড়ে তার মধ্যে ফিল্টার ব্যবহার করা হয়।

নিষ্ক্রিয় এবং সক্রিয় ফিল্টার কি?

সরবরাহ

• 2 প্রতিরোধক;
• 2 সিরামিক ক্যাপাসিটার
• 2 ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার;
• অপারেশনাল পরিবর্ধক LM358
• পাওয়ার টার্মিনাল বা 9V ব্যাটারি;

ধাপ 1: প্যাসিভ এবং সক্রিয় ফিল্টার কি?

ফিল্টার হচ্ছে সার্কিট যা একটি সিগন্যালকে "পরিষ্কার" করতে পারে, অবাঞ্ছিত সিগন্যালগুলিকে পৃথক করতে পারে, যাতে বাস্তবতার সাথে মানানসই মান না পড়ে।

ফিল্টার দুটি ধরনের হতে পারে: প্যাসিভ এবং সক্রিয়।

প্যাসিভ ফিল্টার ফিল্টারগুলি প্যাসিভ হতে পারে, যা সবচেয়ে সহজ, কারণ সেগুলোতে শুধু রোধক এবং ক্যাপাসিটর থাকে।

সক্রিয় ফিল্টার

সক্রিয় ফিল্টার, প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটার ছাড়াও, ফিল্টারিং এবং ডিজিটাল ফিল্টার, যা প্রসেসর এবং মাইক্রোকন্ট্রোলারে ব্যবহৃত হয়, উন্নত করতে amp-ops ব্যবহার করে।

অতএব, এই নিবন্ধে, আপনি শিখবেন:

কম পাস ফিল্টার কিভাবে কাজ করে তা বুঝুন;

অপারেশনাল এম্প্লিফায়ার LM358 ব্যবহার করে 100 Hz এর কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি সহ লো পাস ফিল্টারের হার্ডওয়্যার কনফিগার করুন;

সার্কিটের প্যাসিভ উপাদানগুলির মান গণনা করুন;

কম পাস ফিল্টার NextPCB একত্রিত করুন।

নীচে, আমরা আরডুইনো দিয়ে আমাদের সার্কিটগুলির জন্য সক্রিয় কম পাস ফিল্টার বিকাশের প্রক্রিয়াটি উপস্থাপন করি।

পদক্ষেপ 2: সক্রিয় নিম্ন পাস ফিল্টার আরসি সার্কিটের উন্নয়ন

এই প্রকল্পে NEXTPCB - মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের সাহায্যে একটি সক্রিয় কম পাস ফিল্টার তৈরি করা হবে, অর্থাৎ এটি আমাদের কম ফ্রিকোয়েন্সি পাস করতে দেয়। নির্বাচিত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা সার্কিটের ক্রিয়াকলাপের উপর নির্ভর করে।

এই নিবন্ধের জন্য আমরা একটি সক্রিয় কম পাস ফিল্টার ব্যবহার করব, কারণ সেগুলি 1MHz এর নিচে ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য ব্যবহৃত হয় এবং উপরন্তু, সংকেত পরিবর্ধন করা যেতে পারে, কারণ এই সার্কিটে একটি অপারেশনাল পরিবর্ধক ব্যবহার করা হবে।

অতএব, এই প্রকল্পের উপর ভিত্তি করে, কেন্দ্রীয় ফোকাস সক্রিয় কম পাস ফিল্টার সার্কিট এবং এর প্রতিসাম্য সরবরাহ সার্কিটের বিকাশের উপর থাকবে। চিত্র 1 এই সার্কিটের হার্ডওয়্যার ব্যাখ্যা করে।

টিঙ্কারক্যাডে নির্মিত লো পাস ফিল্টার আরসি সার্কিট নিম্নলিখিত লিঙ্কে প্রবেশ করা যাবে:

উল্লিখিত হিসাবে, আমরা একটি সেন্সর থেকে সংকেত অর্জনের জন্য এই প্রকল্পে Arduino ব্যবহার করেছি। সুতরাং, উপরের চিত্রে লো পাস ফিল্টার আরসি সার্কিটের আমাদের 3 টি গুরুত্বপূর্ণ অংশ রয়েছে:

• সিগন্যাল জেনারেটর,
• সক্রিয় ফিল্টার এবং;
• সেন্সর ডেটা সংগ্রহের জন্য Arduino।

সংকেত জেনারেটর একটি সেন্সরের কার্যকারিতা অনুকরণ এবং আরডুইনোতে সংকেত প্রেরণের জন্য দায়ী। এই সিগন্যালটি তারপর লো পাস ফিল্টার আরসির মাধ্যমে ফিল্টার করা হয় এবং পরবর্তীতে ফিল্টার করা সিগন্যালটি আরডুইনো দ্বারা পড়ে এবং প্রক্রিয়া করা হয়।

সুতরাং, কম পাস ফিল্টার আরসি এর সমাবেশ সম্পাদন করতে আমাদের নিম্নলিখিত ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির প্রয়োজন হবে:

• 2 প্রতিরোধক;
• 2 সিরামিক ক্যাপাসিটার
• 2 ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার;
• অপারেশনাল পরিবর্ধক LM358
• পাওয়ার টার্মিনাল বা 9V ব্যাটারি

এরপরে, আমরা সার্কিটের প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরের মানগুলির গণনা উপস্থাপন করি। এই উপাদানগুলির গণনা সক্রিয় ফিল্টারের কম পাস ফিল্টার কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি ভিত্তিক।

প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরের গণনা

প্রস্তাবিত সার্কিটের জন্য, আমরা 100Hz এর কম পাস ফিল্টার কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করব। এইভাবে, সার্কিট ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে 100Hz এর নিচে এবং 100Hz এর উপরে যেতে দেবে, সংকেত দ্রুত হ্রাস পাবে।

অতএব, ক্যাপাসিটরের গণনার জন্য, আমাদের আছে: প্রাথমিকভাবে, এটি C1 এর মান নির্ধারণ করার জন্য যথেষ্ট, এই ক্ষেত্রে 1 থেকে 100nF এর বাণিজ্যিক মূল্য সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে।

পরবর্তী, আমরা নীচের সমীকরণ অনুযায়ী ক্যাপাসিটর C2 এর গণনা করেছি।

তারপর R1 এবং R2 এর মান গণনা করতে নিচের সূত্রটি ব্যবহার করুন। সূত্র দুটি প্রতিরোধকের মান প্রজেক্ট করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। পরবর্তী, সঞ্চালিত গণনা দেখুন।

যেখানে f*C হল কম পাস ফিল্টার কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি, অর্থাৎ সেই ফ্রিকোয়েন্সি এর উপরে, এই সিগন্যালের লাভ কমে যাবে। এই সিস্টেমের জন্য f*C মান হবে 100 Hz।

অতএব, আমাদের R1 এবং R2 এর জন্য নিম্নলিখিত প্রতিরোধক মান আছে।

প্রকল্পের প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরের জন্য প্রাপ্ত মানগুলি থেকে, আমাদের অবশ্যই সক্রিয় ফিল্টারের জন্য পাওয়ার সাপ্লাই সার্কিট বিকাশ করতে হবে। এই ধরনের ফিল্টারের জন্য, আমাদের অসম বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যবহার করতে হবে এবং পরবর্তী, আমরা সরবরাহ সার্কিট উপস্থাপন করব।

ধাপ 3: পাওয়ার সাপ্লাই

এই সার্কিটের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি হল একটি প্রতিসম বিদ্যুৎ সরবরাহ। যদি আপনার একটি প্রতিসম বিদ্যুৎ সরবরাহ না থাকে, তাহলে একটি সাধারণ বিদ্যুৎ সরবরাহ দ্বারা চালিত ক্যাপাসিটার ব্যবহার করে একটি সার্কিট একত্রিত করুন।

যাইহোক, বিদ্যুৎ সরবরাহের ভোল্টেজ মান 10V এর চেয়ে বেশি হতে হবে, কারণ প্রতিসম উৎসের মান 2 দ্বারা ভাগ করা হবে।

উপরের চিত্রটি বিদ্যুৎ সরবরাহের সার্কিট দেখায়।

এই সার্কিটটি ইলেকট্রনিক ডায়াগ্রামে চিত্র 1 এ রয়েছে, যেহেতু একটি সাধারণ অ-প্রতিসম উৎস ব্যবহার করা হয়।

অ্যাক্টিভ ফিল্টার সার্কিট এবং এর সাপ্লাই সার্কিট ডিজাইন করার পর, আমরা আপনার ইলেকট্রনিক ফিল্টার মডিউল তৈরি করেছি যা আপনার প্রকল্পে Arduino অথবা অন্যান্য প্রকল্পে ব্যবহার করা হবে যার জন্য ফিল্টারের প্রয়োজন।

পরবর্তী, আমরা ইলেকট্রনিক স্কিমের কাঠামো এবং উন্নত ইলেকট্রনিক বোর্ডের নকশা উপস্থাপন করব।

অ্যাক্টিভ লো পাস ফিল্টার আরসির প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড

ধাপ 4: অ্যাক্টিভ লো পাস ফিল্টার আরসির প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড

ইলেকট্রনিক প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড - NEXTPCB তৈরির জন্য সার্কিটের ইলেকট্রনিক স্কিম্যাটিক তৈরি করা হয়েছিল। অ্যাক্টিভ লো পাস ফিল্টার আরসির ইলেকট্রনিক স্কিম্যাটিক চিত্র 3 এ দেখানো হয়েছে।

তারপর, স্কিমটি Altium সফটওয়্যারের PCB ডিজাইনে রপ্তানি করা হয়েছিল এবং নিচের বোর্ডটি ডিজাইন করা হয়েছিল, যেমন চিত্র 4 এ দেখানো হয়েছে।

সার্কিট এবং ইনপুট সিগন্যাল এবং আউটপুটে দুটি পিন সরবরাহ করতে তিনটি পিন ব্যবহার করা হয়েছিল। ফিল্টার করা সিগন্যালের আউটপুট এবং সার্কিটের GND- এর জন্য দুটি পিন ব্যবহার করা হয়।

পিসিবির লেআউট ডিজাইন করার পর, প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের থ্রিডি ডিজাইন তৈরি করা হয়েছিল এবং চিত্র 5 এ উপস্থাপন করা হয়েছিল।

পিসিবি প্রকল্প থেকে, আপনি এই মডিউলটি ব্যবহার করতে পারেন এবং এটি আপনার প্রকল্পে আরডুইনো দিয়ে প্রয়োগ করতে পারেন। এইভাবে, কিছু পরজীবী সংকেত বাতিল করা হবে এবং আপনার প্রকল্প সংকেত পড়ার ত্রুটির ঝুঁকি ছাড়াই কাজ করবে।

উপসংহার

এই সক্রিয় কম পাস ফিল্টার আরসি সার্কিটটি ব্যাপকভাবে Arduino এর শক্তি ফিল্টার করার জন্য, সিরিয়াল যোগাযোগের সংকেতগুলিকে ফিল্টার করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি, যা সাধারণত অনেক সংকেত থাকে যা সাধারণত সিরিয়াল যোগাযোগে হস্তক্ষেপের কারণ হয়, তবে এর মান cutoff ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করা হয়।

এই সার্কিটটি একত্রিত করার পরে একটি টিপ হল সংযোগটি আরডুইনো এর কাছাকাছি করা, কারণ হস্তক্ষেপের একটি ভাল অংশ সেন্সর এবং মাইক্রোকন্ট্রোলারের মধ্যে দূরত্ব এবং বেশিরভাগ ক্ষেত্রে মাইক্রোকন্ট্রোলার খুব কাছাকাছি হতে পারে না, কারণ এর অবস্থান সেন্সরটি Arduino এর জন্য ক্ষতিকর হতে পারে।

উপরন্তু, একটি আরো ক্রমাগত সংকেত পেতে, শুধুমাত্র কম পাস ফিল্টার cutoff ফ্রিকোয়েন্সি একটি কম ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করুন, এটি প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরের মান পরিবর্তন করবে। সিগন্যাল কম থাকলে এর সিগন্যালে লাভ সৃষ্টি করার সুবিধাও রয়েছে।

গুরুত্বপূর্ণ তথ্য

সমস্ত ফাইল নিম্নলিখিত লিঙ্কে অ্যাক্সেস করা যেতে পারে: মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের ফাইল

আপনি আপনার নিজের 10 টি PCB সংগ্রহ করতে পারেন এবং NextPCB- এ প্রথম ক্রয়ের ক্ষেত্রে কেবল মালবাহী অর্থ প্রদান করতে পারেন। আপনার Arduino প্রকল্প এবং সেন্সর দিয়ে এই প্রকল্পটি উপভোগ করুন এবং ব্যবহার করুন।