ডিজিটাল নিয়ন্ত্রিত লিনিয়ার পাওয়ার সাপ্লাই: 6 টি ধাপ (ছবি সহ)

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

প্রায় 40০ বছর আগে আমার ষোলো বছরে আমি একটি দ্বৈত রৈখিক বিদ্যুৎ সরবরাহ তৈরি করেছি। আমি 'ইলেকটুর' নামক একটি ম্যাগাজিন থেকে স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম পেয়েছি, যাকে আজকাল নেদারল্যান্ডসের 'ইলেক্টর' বলা হয়। এই পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ অ্যাডজাস্টমেন্টের জন্য একটি এবং বর্তমান সামঞ্জস্যের জন্য একটি পোটেন্টিওমিটার ব্যবহার করেছিল। বহু বছর পর এই পোটেন্টিওমিটারগুলি আর সঠিকভাবে কাজ করেনি যার ফলে স্থিতিশীল আউটপুট ভোল্টেজ পাওয়া কঠিন হয়ে পড়ে। এই বিদ্যুৎ সরবরাহ ছবিতে দেখানো হয়েছে।

মাঝামাঝি সময়ে আমি PIC মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং JAL প্রোগ্রামিং ল্যাঙ্গুয়েজ ব্যবহার করে আমার শখের অংশ হিসেবে এমবেডেড সফটওয়্যার ডেভেলপমেন্ট বেছে নিয়েছি। যেহেতু আমি এখনও আমার পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করতে চাই - হ্যাঁ আপনি আজকাল সস্তা সুইচ মোড বৈকল্পিক কিনতে পারেন - আমি একটি ডিজিটাল সংস্করণ দ্বারা পুরানো পোটেন্টিওমিটার প্রতিস্থাপন করার ধারণা পেয়েছিলাম এবং তাই একটি নতুন পিআইসি প্রকল্পের জন্ম হয়েছিল।

বিদ্যুৎ সরবরাহের ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করার জন্য আমি একটি PIC 16F1823 মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার করছি যা 6 টি পুশ বোতাম ব্যবহার করে:

• আউটপুট ভোল্টেজ চালু বা বন্ধ করার জন্য একটি পুশ বোতাম বিদ্যুৎ সরবরাহ সম্পূর্ণ বা বন্ধ করার প্রয়োজন ছাড়াই
• আউটপুট ভোল্টেজ বাড়ানোর জন্য একটি পুশ বাটন এবং আউটপুট ভোল্টেজ কমানোর জন্য আরেকটি পুশ বাটন
• তিনটি পুশ বাটন প্রিসেট হিসেবে ব্যবহার করতে হবে। একটি নির্দিষ্ট আউটপুট ভোল্টেজ সেট করার পরে, এই সঠিক ভোল্টেজটি এই প্রিসেট পুশ বোতামগুলি ব্যবহার করে সংরক্ষণ এবং পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে

বিদ্যুৎ সরবরাহ 2.4 ভোল্ট এবং 18 ভোল্টের মধ্যে একটি ভোল্টেজ আউটপুট করতে সক্ষম যা সর্বোচ্চ 2 অ্যাম্পিয়ারের বর্তমান।

ধাপ 1: প্রাথমিক নকশা (সংশোধন 0)

ডিজিটাল পোটেন্টিওমিটারের সাহায্যে এটি নিয়ন্ত্রণের জন্য উপযুক্ত করার জন্য আমি মূল স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রামে কিছু পরিবর্তন করেছি। যেহেতু আমি অতীতে বর্তমান সামঞ্জস্যের জন্য আসল পোটেন্টিওমিটার ব্যবহার করিনি, তাই আমি এটিকে সরিয়ে দিয়েছিলাম এবং এটিকে একটি নির্দিষ্ট প্রতিরোধক দ্বারা প্রতিস্থাপিত করেছিলাম, সর্বাধিক বর্তমানকে 2 অ্যাম্পিয়ারে সীমাবদ্ধ করেছিলাম।

পরিকল্পিত চিত্রটি বিদ্যুৎ সরবরাহ দেখায়, যা পুরানো কিন্তু নির্ভরযোগ্য LM723 ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকের চারপাশে নির্মিত। আমি এর জন্য একটি প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডও তৈরি করেছি। LM723 একটি বর্তমান সীমিত বৈশিষ্ট্য এবং একটি বিস্তৃত ভোল্টেজ পরিসীমা সঙ্গে একটি তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ রেফারেন্স ভোল্টেজ আছে। LM723 এর রেফারেন্স ভোল্টেজটি ডিজিটাল পটেন্টিওমিটারে যায় যার মধ্যে ওয়াইপার LM723 এর নন-ইনভার্টিং ইনপুটের সাথে সংযুক্ত থাকে। ডিজিটাল পোটেন্টিওমিটারের মান 10 kOhm এবং এটি 3 ওয়ার সিরিয়াল ইন্টারফেস ব্যবহার করে 100 ধাপে 0 ওহম থেকে 10 kOhm এ পরিবর্তন করা যায়।

এই পাওয়ার সাপ্লাইতে একটি ডিজিটাল ভোল্ট এবং অ্যাম্পিয়ার মিটার রয়েছে যা 15 ভোল্ট ভোল্টেজ রেগুলেটর (IC1) থেকে তার পাওয়ার গ্রহণ করে। এই 15 ভোল্টটি 5 ভোল্ট ভোল্টেজ রেগুলেটর (IC5) এর ইনপুট হিসাবেও ব্যবহৃত হয় যা PIC এবং ডিজিটাল পটেন্টিওমিটারকে ক্ষমতা দেয়।

ট্রানজিস্টর T1 LM723 বন্ধ করতে ব্যবহৃত হয় যা আউটপুট ভোল্টেজকে 0 ভোল্টে নিয়ে আসে। বিদ্যুৎ রোধকারী R9 বর্তমান পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়, যার ফলে বিদ্যুৎ প্রবাহ প্রবাহিত হলে প্রতিরোধকের উপর ভোল্টেজ ড্রপ হয়। এই ভোল্টেজ ড্রপটি LM723 ব্যবহার করে সর্বোচ্চ আউটপুট কারেন্ট 2 এম্পিয়ারে সীমাবদ্ধ করে।

এই প্রাথমিক নকশায় ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর এবং পাওয়ার ট্রানজিস্টর (টাইপ 2N3055) বোর্ডে নেই। অনেক বছর আগে থেকে আমার মূল নকশায় ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর একটি পৃথক বোর্ডে ছিল তাই আমি এটি রেখেছিলাম। আরও ভাল কুলিংয়ের জন্য পাওয়ার ট্রানজিস্টর কেবিনেটের বাইরে একটি কুলিং প্লেটে লাগানো থাকে।

পুশ বোতামগুলি মন্ত্রিসভার সামনের প্যানেলে রয়েছে। প্রতিটি ধাক্কা বোতামটি বোর্ডে 4k7 প্রতিরোধক দ্বারা টানানো হয়। পুশ বোতামগুলি মাটির সাথে সংযুক্ত থাকে যা তাদের সক্রিয় কম করে।

এই প্রকল্পের জন্য আপনার নিম্নলিখিত ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির প্রয়োজন (রিভিশন 2 দেখুন):

• 1 PIC মাইক্রোকন্ট্রোলার 16F1823
• 10k এর 1 ডিজিটাল পোটেন্টিওমিটার, X9C103 টাইপ করুন
• ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক: 1 * LM723, 1 * 78L15, 1 * 78L05
• সেতু সংশোধনকারী: B80C3300/5000
• ট্রানজিস্টর: 1 * 2N3055, 1 * BD137, 1 * BC547
• ডায়োড: 2 * 1N4004
• ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারস: 1 * 4700 uF/40V, 1 * 4.7 uF/16V
• সিরামিক ক্যাপাসিটারস: 1 * 1 এনএফ, 6 * 100 এনএফ
• প্রতিরোধক: 1 * 100 ওহম, 1 * 820 ওহম, 1 * 1 কে, 2 * 2 কে 2, 8 * 4 কে 7
• শক্তি প্রতিরোধক: 0.33 ওহম / 5 ওয়াট

আমি একটি মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডও ডিজাইন করেছি যা সংযুক্ত স্ক্রিনশট এবং ছবিতে দেখানো হয়েছে।

ধাপ 2: সংশোধিত নকশা (সংশোধন 2)

প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডগুলি অর্ডার করার পরে আমি একটি বৈশিষ্ট্য যুক্ত করার ধারণা নিয়ে এসেছিলাম যাকে আমি 'ভোল্টেজ সুরক্ষা' বলি। যেহেতু পিআইসিতে আমার এখনও অনেক প্রোগ্রাম মেমরি পাওয়া যায় তাই আমি আউটপুট ভোল্টেজ পরিমাপের জন্য পিআইসির অন্তর্নির্মিত এনালগ টু ডিজিটাল কনভার্টার (এডিসি) ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। যদি এই আউটপুট ভোল্টেজ - যে কোন কারণে - উপরে বা নিচে যায়, বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ থাকে। এটি সংযুক্ত সার্কিটকে ওভার ভোল্টেজের বিরুদ্ধে রক্ষা করবে বা যেকোন শর্ট সার্কিট বন্ধ করবে। এটি ছিল রিভিশন 1 যা রিভিশন 0 এর একটি এক্সটেনশন, প্রাথমিক ডিজাইন।

যদিও আমি একটি ব্রেডবোর্ড (ছবি দেখুন) ব্যবহার করে নকশাটি পরীক্ষা করেছি, তবুও আমি এতে খুশি ছিলাম না। কখনও কখনও মনে হয়েছিল যে ডিজিটাল পটেন্টিওমিটার সবসময় ঠিক একই অবস্থানে ছিল না, যেমন একটি প্রিসেট মান পুনরুদ্ধার করার সময়। পার্থক্য ছিল ছোট কিন্তু বিরক্তিকর। পোটেন্টিওমিটারের মান পড়া সম্ভব নয়। কিছু চিন্তা করার পর আমি একটি রিভিশন 2 তৈরি করেছি যা রিভিশন 1 এর একটি ছোট্ট পুনর্নির্মাণ। PIC LM723 এর মাধ্যমে আউটপুট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করতে। একমাত্র সমস্যা ছিল PIC16F1823 এর শুধুমাত্র একটি 5-বিট DAC আছে যা পর্যাপ্ত ছিল না কারণ আপ স্টেপ এবং ডাউন স্টেপ অনেক বড় হবে। এই কারণে আমি একটি PIC16F1765 এ স্যুইচ করেছি যার বোর্ডে 10-বিট DAC আছে। DAC এর সাথে এই সংস্করণটি নির্ভরযোগ্য ছিল। আমি এখনও প্রাথমিক মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড ব্যবহার করতে পারতাম যেহেতু আমার কেবল কিছু উপাদান অপসারণ করতে হবে, 1 ক্যাপাসিটর প্রতিস্থাপন করতে হবে এবং 2 টি তার যুক্ত করতে হবে (রিভিশন 1 এর ভোল্টেজ সনাক্তকরণ বৈশিষ্ট্য যুক্ত করার জন্য ইতিমধ্যে 1 টি তারের প্রয়োজন ছিল)। বিদ্যুতের অপচয় সীমাবদ্ধ করার জন্য আমি 15 ভোল্ট রেগুলেটরকে 18 ভোল্ট সংস্করণে পরিবর্তন করেছি। রিভিশন 2 এর পরিকল্পিত চিত্র দেখুন।

সুতরাং আপনি যদি এই ডিজাইনের জন্য যেতে চান তাহলে রিভিশন 0 এর তুলনায় আপনাকে নিম্নলিখিতগুলি করতে হবে:

• PIC16F1823 কে PIC16F1765 দ্বারা প্রতিস্থাপন করুন
• Ptionচ্ছিক: 78L15 কে 78L18 দ্বারা প্রতিস্থাপন করুন
• ডিজিটাল পটেন্টিওমিটার টাইপ X9C103 সরান
• প্রতিরোধক R1 এবং R15 সরান
• ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর C5 কে 100 nF এর সিরামিক ক্যাপাসিটরের দ্বারা প্রতিস্থাপন করুন
• IC4 পিন 13 (PIC) থেকে IC2 পিন 5 (LM723) এর মধ্যে সংযোগ স্থাপন করুন
• IC4 পিন 3 (PIC) থেকে IC2 পিন 4 (LM723) এর মধ্যে সংযোগ স্থাপন করুন

আমি মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডও আপডেট করেছি কিন্তু এই সংস্করণটি অর্ডার করিনি, স্ক্রিনশট দেখুন।

ধাপ 3: (ডিস) সমাবেশ

ছবিতে আপনি আপগ্রেড করার আগে এবং পরে পাওয়ার সাপ্লাই দেখতে পাচ্ছেন। পোটেন্টিওমিটার দ্বারা তৈরি গর্তগুলি coverাকতে আমি মন্ত্রিসভার সামনের প্যানেলের উপরে একটি সামনের প্যানেল যুক্ত করেছি। আপনি দেখতে পাচ্ছেন আমি একটি দ্বৈত বিদ্যুৎ সরবরাহ করেছি যেখানে উভয় বিদ্যুৎ সরবরাহ একে অপরের থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীন। এটি যদি 18 ভোল্টের চেয়ে বেশি আউটপুট ভোল্টেজের প্রয়োজন হয় তবে তাদের সিরিজে রাখা সম্ভব করে তোলে।

মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের কারণে ইলেকট্রনিক্স একত্রিত করা সহজ ছিল। মনে রাখবেন বড় ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর এবং পাওয়ার ট্রানজিস্টার প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডে নেই। ছবিটি দেখায় যে 2 টি পুনর্বিবেচনার জন্য কিছু উপাদানগুলির আর প্রয়োজন নেই এবং 2 টি তারের প্রয়োজন ছিল একটি ভোল্টেজ সনাক্তকরণ বৈশিষ্ট্য যুক্ত করার জন্য এবং অন্যটি PIC মাইক্রোকন্ট্রোলারের ডিজিটাল টু অ্যানালগ কনভার্টার দ্বারা ডিজিটাল পটেন্টিওমিটার প্রতিস্থাপনের কারণে।

অবশ্যই আপনার একটি ট্রান্সফরমার প্রয়োজন যা 18 ভোল্ট এসি, 2 অ্যাম্পিয়ার সরবরাহ করতে সক্ষম। আমার আসল ডিজাইনে আমি একটি রিং কোর ট্রান্সফরমার ব্যবহার করেছি কারণ সেগুলো অধিক দক্ষ (কিন্তু আরো ব্যয়বহুল)।

ধাপ 4: রিভিশন 0 এর জন্য সফটওয়্যার

সফ্টওয়্যার নিম্নলিখিত প্রধান কাজ সম্পাদন করে:

• ডিজিটাল পটেন্টিওমিটারের মাধ্যমে বিদ্যুৎ সরবরাহের আউটপুট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করা

• পুশ বোতামের বৈশিষ্ট্যগুলি পরিচালনা করুন, যা হল:

  • পাওয়ার অন/অফ। এটি একটি টগল ফাংশন যা আউটপুট ভোল্টেজ 0 ভোল্ট বা শেষ নির্বাচিত ভোল্টেজের উপর সেট করে
  • ভোল্টেজ আপ/ভোল্টেজ ডাউন। বোতামে প্রতিটি ধাক্কা দিয়ে ভোল্টেজ সামান্য উপরে বা সামান্য নিচে যায়। যখন এই পুশ বোতামগুলি টিপে থাকে তখন একটি পুনরাবৃত্তি ফাংশন সক্রিয় হয়
  • প্রিসেট স্টোর/প্রিসেট পুনরুদ্ধার। যেকোনো ভোল্টেজ সেটিং কমপক্ষে 2 সেকেন্ডের জন্য প্রিসেট পুশ বোতাম টিপে PIC এর EEPROM- এ সংরক্ষণ করা যায়। এটিকে ছোট করে টিপলে সেই প্রিসেটের জন্য EEPROM মান উদ্ধার হবে এবং সেই অনুযায়ী আউটপুট ভোল্টেজ সেট হবে

পাওয়ার এ, PIC এর সমস্ত পিন ইনপুট হিসাবে সেট করা আছে। পাওয়ার সাপ্লাইয়ের আউটপুটে একটি অনির্ধারিত ভোল্টেজ উপস্থিত না থাকার জন্য আউটপুট 0 ভোল্টে থাকে যতক্ষণ না পিআইসি চালু এবং চলমান থাকে এবং ডিজিটাল পটেন্টিওমিটার আরম্ভ হয়। এই পাওয়ার ডাউনটি পুল-আপ প্রতিরোধক R14 দ্বারা অর্জন করা হয় যা নিশ্চিত করে যে ট্রানজিস্টার T1 LM723 বন্ধ করে রাখে যতক্ষণ না এটি PIC দ্বারা মুক্তি পায়।

বাকি সফটওয়্যারটি স্ট্রেট ফরওয়ার্ড। পুশ বোতাম স্ক্যান করা হয় এবং যদি কিছু পরিবর্তন করার প্রয়োজন হয়, ডিজিটাল পটেন্টিওমিটারের মান তিনটি তারের সিরিয়াল ইন্টারফেস ব্যবহার করে পরিবর্তন করা হয়। লক্ষ্য করুন যে ডিজিটাল পটেন্টিওমিটারেও সেটিং সংরক্ষণ করার একটি বিকল্প রয়েছে কিন্তু এটি ব্যবহার করা হয় না কারণ সমস্ত সেটিংস PIC এর EEPROM- এ সংরক্ষিত থাকে। পোটেন্টিওমিটারের সাথে ইন্টারফেসটি ওয়াইপারের মান পড়ার জন্য একটি বৈশিষ্ট্য সরবরাহ করে না। তাই যখনই ওয়াইপারকে একটি নির্দিষ্ট মূল্যে প্রিসেট করার প্রয়োজন হয়, তখন প্রথম যে কাজটি করা হয় তা হল ওয়াইপারকে শূন্য অবস্থানে ফিরিয়ে আনা এবং সেই বিন্দু থেকে ওয়াইপারকে সঠিক অবস্থানে রাখার জন্য ধাপের সংখ্যা পাঠান।

একটি বোতামের প্রতিটি ধাক্কায় EEPROM লেখা হয়, এবং এইভাবে EEPROM এর আয়ু কমিয়ে আনার জন্য, EEPROM বিষয়বস্তু পুশ বোতামগুলি আর সক্রিয় না হওয়ার 2 সেকেন্ড পরে লেখা হয়। এর মানে হল যে পুশ বোতামগুলির শেষ পরিবর্তনের পরে, পাওয়ার স্যুইচ করার আগে অন্তত 2 সেকেন্ড অপেক্ষা করতে ভুলবেন না যাতে নিশ্চিত করা যায় যে শেষ সেটিংটি সংরক্ষিত আছে। যখন চালু করা হয়, বিদ্যুৎ সরবরাহ সর্বদা EEPROM এ সঞ্চিত শেষ নির্বাচিত ভোল্টেজ দিয়ে শুরু হবে।

JAL সোর্স ফাইল এবং PIC প্রোগ্রামিংয়ের জন্য Intel Hex ফাইলটি রিভিশন 0 এর জন্য সংযুক্ত।

ধাপ 5: রিভিশন 2 এর জন্য সফটওয়্যার

রিভিশন 2 এর জন্য সফটওয়্যারের প্রধান পরিবর্তনগুলি নিম্নরূপ:

• বিদ্যুৎ সরবরাহের আউটপুট ভোল্টেজ সেট করার পর পরিমাপ করে ভোল্টেজ ডিটেকশন ফিচার যুক্ত করা হয়। এর জন্য PIC এর ADC কনভার্টার ব্যবহার করা হয়। এডিসি ব্যবহার করে, সফটওয়্যারটি আউটপুট ভোল্টেজের নমুনা নেয় এবং কিছু নমুনার পরে যদি আউটপুট ভোল্টেজ সেট ভোল্টেজের চেয়ে 0.2 ভোল্ট বেশি বা কম হয়, তবে বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ হয়ে যায়।
• PIC এর DAC ব্যবহার করে ডিজিটাল পটেন্টিওমিটার ব্যবহার না করে বিদ্যুৎ সরবরাহের আউটপুট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করা। এই পরিবর্তনটি সফটওয়্যারটিকে সহজ করে দিয়েছে কারণ ডিজিটাল পটেন্টিওমিটারের জন্য 3-তারের ইন্টারফেস তৈরির প্রয়োজন ছিল না।
• EEPROM- এ স্টোরেজটি উচ্চ সহনশীলতা ফ্ল্যাশে সঞ্চয় করে প্রতিস্থাপন করুন। PIC16F1765 বোর্ডে EEPROM নেই কিন্তু অ-উদ্বায়ী তথ্য সংরক্ষণের জন্য ফ্ল্যাশ প্রোগ্রামের একটি অংশ ব্যবহার করে।

লক্ষ্য করুন যে ভোল্টেজ সনাক্তকরণ প্রাথমিকভাবে সক্রিয় নয়। পাওয়ার আপে নিম্নলিখিত বোতামগুলি ধাক্কা দেওয়ার জন্য পরীক্ষা করা হয়:

• পাওয়ার অন/অফ পুশ বাটন। চাপলে উভয় ভোল্টেজ সনাক্তকরণ বৈশিষ্ট্য বন্ধ করা হয়।
• ডাউন পুশ বাটন। চাপলে কম ভোল্টেজ সনাক্তকরণ সক্রিয় হয়।
• পুশ বোতাম। চাপলে হাই ভোল্টেজ সনাক্তকরণ সক্রিয় হয়।

এই ভোল্টেজ ডিটেকশন সেটিংস হাই এন্ডুরেন্স ফ্ল্যাশে সংরক্ষিত থাকে এবং আবার পাওয়ার সাপ্লাই চালু হলে পুনরায় প্রত্যাহার করা হয়।

JAL সোর্স ফাইল এবং রিভিশন 2 এর জন্য PIC প্রোগ্রামিংয়ের জন্য Intel Hex ফাইলটিও সংযুক্ত করা হয়েছে।

ধাপ 6: চূড়ান্ত ফলাফল

ভিডিওতে আপনি পাওয়ার সাপ্লাই রিভিশন 2 অ্যাকশনে দেখছেন, এটি পাওয়ার অন/পাওয়ার অফ ফিচার, ভোল্টেজ আপ/ভোল্টেজ ডাউন এবং প্রিসেট ব্যবহার দেখায়। এই ডেমোটির জন্য আমি বিদ্যুৎ সরবরাহের সাথে একটি প্রতিরোধককেও সংযুক্ত করেছি যাতে দেখানো হয় যে প্রকৃত কারেন্ট এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হচ্ছে এবং সর্বাধিক কারেন্ট 2 এম্পিয়ারের মধ্যে সীমাবদ্ধ।

আপনি যদি JAL- এর সঙ্গে PIC মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার করতে আগ্রহী হন - একটি Pascal যেমন প্রোগ্রামিং ভাষা - JAL ওয়েবসাইটে যান।

এই নির্দেশযোগ্য করে মজা করুন এবং আপনার প্রতিক্রিয়া এবং ফলাফলগুলির জন্য উন্মুখ।