ওভারওয়েট ইন্ডিকেটর কীভাবে তৈরি করবেন: 6 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:59

এই অ্যাপ্লিকেশনের প্রধান লক্ষ্য হল একটি বস্তুর ওজন পরিমাপ করা এবং তারপর অতিরিক্ত ওজনের ক্ষেত্রে একটি অ্যালার্ম শব্দ দিয়ে নির্দেশ করা। সিস্টেমের ইনপুট একটি লোড সেল থেকে আসে। ইনপুট একটি এনালগ সংকেত যা একটি ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার দ্বারা পরিবর্ধিত হয়েছে। এনালগ সিগন্যাল একটি এডিসি ব্যবহার করে ডিজিটাল সিগন্যালে রূপান্তরিত হয়। ADC পড়ার ফলাফলের মান তারপর একটি নির্দিষ্ট মানের সাথে তুলনা করা হয় যা সেট করা হয় যাতে এটি পছন্দসই লোড সীমা উপস্থাপন করে। যদি অতিরিক্ত ওজন হয়, তাহলে সতর্কতা 1 Hz এর ফ্রিকোয়েন্সি দিয়ে চালু হয়। এই অ্যাপ নোটে, আমরা ওজন সেন্সর হিসাবে একটি স্ট্রেন গেজ, ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার হিসাবে SLG88104 এবং ADL এবং SLG46140V হিসাবে SLG46140V ব্যবহার করব। কাঙ্ক্ষিত লোড সীমা (60 কেজি) অতিক্রম করে একটি লোড প্রয়োগ করে সিস্টেমটি প্রমাণিত হতে পারে। সিস্টেমের কার্যকারিতা সঠিক যদি সেই অবস্থায় অ্যালার্মটি 1 Hz এর ফ্রিকোয়েন্সি সহ চালু থাকে। GreenPAK with এর সাথে ডিজাইনের মূল সুবিধা হল যে পণ্যটি ছোট, কম খরচে, সহজ এবং বিকাশে সহজ। গ্রীনপাকের গ্রিনপ্যাক ডিজাইনারে একটি সহজ জিইউআই ইন্টারফেস রয়েছে, যা ইঞ্জিনিয়ারদের দ্রুত এবং সহজেই নতুন ডিজাইন বাস্তবায়ন করতে এবং পরিবর্তিত ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তার প্রতি সাড়া দেয়। যদি আমরা এটিকে আরও বিকাশ করতে চাই, এই সমাধানটি একটি চমৎকার পছন্দ। গ্রীনপ্যাক ব্যবহার করে এই নকশাটি খুব সহজ, হালকা ওজনের এবং বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনে এটি বাস্তবায়নের জন্য শুধুমাত্র একটি ছোট এলাকা দখল করে। গ্রীনপাকের অভ্যন্তরীণ সার্কিট সম্পদের কারণে, এই নকশাটি অতিরিক্ত অতিরিক্ত আইসি যুক্ত না করে আরও বৈশিষ্ট্য সহ উন্নত করা যেতে পারে। এই সিস্টেমের কার্যকারিতা যাচাই করার জন্য, আমরা শুধু GreenPAK সিমুলেশন টুল দিয়ে পরিকল্পিত সার্কিট বাস্তবায়ন করতে হবে।

ওভারওয়েট ইন্ডিকেটর নিয়ন্ত্রণের জন্য গ্রীনপাক চিপ কীভাবে প্রোগ্রাম করা হয়েছে তা বুঝতে প্রয়োজনীয় সমস্ত পদক্ষেপ আবিষ্কার করুন। যাইহোক, যদি আপনি শুধু প্রোগ্রামিং এর ফলাফল পেতে চান, ইতিমধ্যে সম্পন্ন GreenPAK ডিজাইন ফাইল দেখতে GreenPAK সফটওয়্যারটি ডাউনলোড করুন। আপনার কম্পিউটারে গ্রিনপ্যাক ডেভেলপমেন্ট কিট লাগান এবং আপনার ওভারওয়েট ইন্ডিকেটর নিয়ন্ত্রণ করতে কাস্টম আইসি তৈরি করতে প্রোগ্রামটি চাপুন। সার্কিট কিভাবে কাজ করে তা বুঝতে আগ্রহী হলে নিচে বর্ণিত ধাপগুলো অনুসরণ করুন।

ধাপ 1: নকশা পদ্ধতি

এই ডিজাইনের একটি মূল ধারণা হল ডিজিটাল স্কেলে ওজনের ক্রমাঙ্কন সহজতর করা, যেমনটি নীচের চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে। ধরুন এই সিস্টেম কিভাবে কাজ করে তা বর্ণনা করার জন্য চারটি রাজ্য আছে। সিস্টেমের একটি সাধারণ ওজন সেন্সর বিভাগ (A) আছে, এবং তারপর এনালগকে ডিজিটাল ডেটাতে রূপান্তর করে। সেন্সরগুলি সাধারণত খুব নিম্ন-স্তরের এনালগ মান তৈরি করে এবং ডিজিটাল সিগন্যালে রূপান্তরের পরে আরও সহজে প্রক্রিয়া করা যায়। যে সংকেত ব্যবহার করা হবে তাতে পাঠযোগ্য ডিজিটাল ডেটা থাকবে। ডিজিটাল আকারে প্রাপ্ত ডেটা কাঙ্ক্ষিত ডিজিটাল মান (ভারী বা হালকা বস্তুর জন্য) পুনরায় প্রসেস করা যায়। চূড়ান্ত মানের অবস্থা নির্দেশ করার জন্য, আমরা একটি বজার ব্যবহার করি, কিন্তু এটি সহজেই পরিবর্তন করা যায়। ভয়েস ইন্ডিকেটরের জন্য, কেউ সুপরিচিত ব্লিঙ্ক (বিলম্ব সাউন্ড ইন্ডিকেটর (B)) ব্যবহার করতে পারে। এই পরীক্ষায় আমরা একটি বিদ্যমান স্কেল ব্যবহার করেছি যেখানে চারটি লোড সেল সেন্সর সংযুক্ত ছিল যা হুইটস্টোন ব্রিজ নীতি ব্যবহার করে সংযুক্ত ছিল। ডিজিটাল স্কেলে ইতিমধ্যেই এলসিডি -র জন্য, এটি শুধুমাত্র বিদ্যমান স্কেল দিয়ে উৎপন্ন মান যাচাই করার জন্য বাকি আছে।

পদক্ষেপ 2: প্রতিক্রিয়া ইনপুট

এই সিস্টেমের জন্য ইনপুট প্রতিক্রিয়া একটি খুব কম ভোল্টেজ আকারে একটি এনালগ সংকেত প্রদান করার জন্য সেন্সর দ্বারা প্রাপ্ত চাপ থেকে আসে কিন্তু এখনও ওজন স্কেল তথ্য প্রক্রিয়াকরণ করা যেতে পারে। ডিজিটাল স্ক্যানিং সেন্সরের সহজ সার্কিটটি একটি সাধারণ প্রতিরোধক থেকে তৈরি করা হয় যা প্রয়োগ করা ওজন / চাপ অনুযায়ী এর প্রতিরোধের মান পরিবর্তন করতে পারে। সেন্সর সার্কিট চিত্র 2 এ দেখা যায়।

স্কেলের প্রতিটি কোণে রাখা সেন্সরগুলি মোট ইনপুটের জন্য সঠিক মান প্রদান করবে। সেন্সর প্রতিরোধকগুলির প্রধান উপাদানগুলি সেতুগুলিতে একত্রিত করা যেতে পারে যা প্রতিটি সেন্সর পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই সার্কিটটি সাধারণত ডিজিটাল সার্কিটে ব্যবহৃত হয় যা পরস্পর নির্ভরশীল চারটি উৎস ব্যবহার করে। আমরা শুধুমাত্র আমাদের পরীক্ষার জন্য স্কেলে চারটি সেন্সর ব্যবহার করি এবং এই স্কেলে প্রাক-এমবেডেড সিস্টেম যেমন LCD এবং কন্ট্রোলার শুধুমাত্র আমাদের নকশা যাচাই করার জন্য রাখা হয়। আমরা যে সার্কিটগুলি ব্যবহার করেছি তা চিত্র 3 এ দেখা যায়।

একটি হুইটস্টোন সেতু সাধারণত পরিমাপ যন্ত্রগুলি ক্যালিব্রেট করার জন্য ব্যবহৃত হয়। হুইটস্টোন ব্রিজের সুবিধা হল যে এটি মিলি-ওহম পরিসরে খুব কম মান পরিমাপ করতে পারে। এই কারণে, মোটামুটি কম প্রতিরোধের সেন্সর সহ ডিজিটাল স্কেল খুব নির্ভরযোগ্য হতে পারে। আমরা চিত্র 4 এ সূত্র এবং হুইটস্টোন ব্রিজ সার্কিট দেখতে পাচ্ছি।

কারণ ভোল্টেজটি এত ছোট যে আমাদের একটি ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার দরকার যাতে ভোল্টেজটি একটি কন্ট্রোলার দ্বারা পড়ার জন্য যথেষ্ট পরিবর্ধিত হয়। ইনপুট ইন্সট্রুমেন্টেশন এম্প্লিফায়ার থেকে প্রাপ্ত ফিডব্যাক ভোল্টেজকে একটি ভোল্টেজে প্রসেস করা হয় যা নিয়ামক (এই ডিজাইনে 0 থেকে 5 ভোল্ট) পড়তে পারে। আমরা SLG88104 সার্কিটে লাভ রোধকারী সেট করে যথাযথভাবে লাভ সমন্বয় করতে পারি। চিত্র 5 ব্যবহৃত SLG88104 সার্কিটের আউটপুট ভোল্টেজ নির্ধারণের সূত্র দেখায়।

এই সূত্র থেকে, লাভের সম্পর্ক বর্ণনা করা হয়েছে। যদি লাভ প্রতিরোধকের মান বৃদ্ধি করা হয়, তাহলে প্রাপ্ত লাভ কম হবে, এবং বিপরীতভাবে যদি লাভ প্রতিরোধকের মান হ্রাস পায়। মূল্য বৃদ্ধি বা হ্রাস ছোট হলেও আউটপুট প্রতিক্রিয়া বেশ জোরালো হবে। ডিজিটাল স্কেলগুলি ইনপুটের প্রতি আরও সংবেদনশীল হয়ে উঠতে পারে (শুধুমাত্র সামান্য ওজন সহ, মান নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়), অথবা উল্টো যদি সংবেদনশীলতা হ্রাস পায়। এটি ফলাফল বিভাগে দেখা যাবে।

ধাপ 3: নিয়ন্ত্রণ লাভ

এটি এমন একটি নকশা যা হার্ডওয়্যার লাভ ক্রমাঙ্কন প্রক্রিয়া (লাভ প্রতিরোধক ক্রমাঙ্কন) দিয়ে যাওয়ার পরে আবার লাভ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। ওয়েট সেন্সর সেকশন (এ) ডিজাইন থেকে, যখন ইন্সট্রুমেন্ট এম্প্লিফায়ার থেকে প্রাপ্ত ডেটা, ডাটা আবার প্রসেস করা যায় যাতে লাভ আরো সহজে সেট করা যায়। সুবিধা হল যে আমরা একটি হার্ডওয়্যার লাভ প্রতিরোধক পরিবর্তন এড়াতে পারি।

চিত্র 5 এ, এডিসি মডিউলের সাথে একটি পিজিএ রয়েছে যা এনালগ মান ডিজিটালে পরিবর্তিত হওয়ার আগে লাভ সামঞ্জস্য করতে পারে। আমরা SLG88104 সার্কিটের Vout আউটপুট থেকে ইনপুট রেফারেন্স প্রদান করি। আমাদের প্রয়োজনীয় পরিমাপ অনুযায়ী PGA লাভ এমনভাবে সেট করা হবে। আমরা একক-সমাপ্ত ADC মোডের সাথে x0.25 লাভ ব্যবহার করি। X0.25 এর সাথে লাভ এত বড় নয় যে ADC কনভার্টার দ্বারা প্রাপ্ত ইনপুট যথেষ্ট পরিমাণে বা সর্বাধিক ওজন পরিমাপ করতে পারে যা আমরা Arduino ব্যবহার করে চেষ্টা করেছি যা 70 কেজি। এর পরে, আমরা ADC তুলনাকারী হিসাবে CNT2 কাউন্টারের সাথে ডেটার তুলনা করি, তাই আমরা সাউন্ড ইন্ডিকেটর দিয়ে পরিবর্তন জানতে পারি। কৌতুক হল CNT2 ভ্যালুর ক্রমাঙ্কন পরিবর্তনের মাধ্যমে আমরা যে তুলনাকারী তৈরি করি যাতে যখন ওজন> 60 কেজি হয়, তখন DCMP0 এর আউটপুট "1" হয়। সাউন্ড ইন্ডিকেটর ব্লক বিলম্ব সাউন্ড ইন্ডিকেটর ব্যবহার করে একটি পূর্বনির্ধারিত ফ্রিকোয়েন্সি দিয়ে আলোকিত করবে যাতে সময়টি 0.5 সেকেন্ড হলে ব্লকটি "1" যুক্তিযুক্ত হবে। বিলম্ব আমরা CNT0 কাউন্টার ডেটা সেট করতে পারি 500 ms এর আউটপুট পিরিয়ড।

ধাপ 4: নিম্ন পাস ফিল্টার

ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার আউটপুট সিগন্যাল ফিল্টার করা বাঞ্ছনীয়। এটি হস্তক্ষেপ প্রত্যাখ্যান করতে সাহায্য করে এবং ওয়াইডব্যান্ড শব্দ কমায়। প্রয়োগ করা কম পাস ফিল্টার (এলপিএফ) অপ্রয়োজনীয় শব্দ কমায়। এই সাধারণ লো-পাস ফিল্টার সার্কিটটিতে একটি লোড সহ সিরিজের একটি প্রতিরোধক এবং লোডের সাথে সমান্তরালে একটি ক্যাপাসিটর থাকে। কিছু পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ফ্রিকোয়েন্সি স্পেকট্রাম বিশ্লেষণের সময় 32.5- 37.5 Hz পাসব্যান্ড থাকা ব্যান্ড-পাস ফিল্টারে শব্দ উপাদান সনাক্ত করা যায়। 1.75f ??, = fpeak সূত্র ব্যবহার করে LPF- এর cutoff ফ্রিকোয়েন্সি, fco, 20 Hz- এ সেট করা হয়েছিল। সাধারণত, ক্যাপাসিটারগুলি খুব ছোট হওয়া উচিত, উদাহরণস্বরূপ 100 μF।

f ?? = 1/2 ???

R = 80 প্রাপ্ত।

ধাপ 5: GreenPAK ডিজাইন কম্পোনেন্ট

আমরা চিত্র 8 থেকে দেখতে পাচ্ছি গ্রীনপাকের উপাদানগুলি আমাদের ADC মডিউল এবং অপেক্ষার সময়ের জন্য কাউন্টার রয়েছে।

এডিসি মডিউল বিভাগে, পিজিএ লাভ প্রয়োজন অনুযায়ী লাভ হ্রাস বা বৃদ্ধি করতে পারে। PGA লাভ SLG88104 সার্কিটে লাভ রোধক হিসাবে একই কাজ করে।

এডিসি দ্বারা প্রাপ্ত আউটপুট ডেটা, কাউন্টার ডেটা মান যোগ করে বা হ্রাস করে কাউন্টার ক্রমাঙ্কন ডেটা দ্বারা এমনভাবে সাজানো। আমরা আমাদের তৈরি করা হার্ডওয়্যার এবং আউটপুট হতে উপযুক্ত ওজন অনুযায়ী এটি সেট করতে পারি। এই ডেমোর জন্য আমরা 60 কেজির জন্য 250 এর কাউন্টার ডেটা মান পাই এবং সেট করি।

অপেক্ষার সময়ের কাউন্টার CNT0। CNT0 এর কাউন্টার ডেটা নির্ধারণ করবে কতক্ষণ সাউন্ড ইন্ডিকেটর চালু থাকবে। আমরা প্রয়োজন হিসাবে এই মান সেট করতে পারেন। এই ডেমোর জন্য আমরা 0.5 সেকেন্ডের জন্য ডেটা কাউন্টার 3125 ব্যবহার করি।

আমরা স্ট্যান্ডার্ড এবং গেটের সাথে তুলনা করার জন্য LUT0 ব্যবহার করি যাতে যদি 0.5 সেকেন্ডের সঠিক সময় এবং ওজন 60 কেজি বেশি হয়, তাহলে সাউন্ড ইন্ডিকেটর শব্দ করবে।

ধাপ 6: ফলাফল

এই সিমুলেশনের জন্য আমরা দুটি পরীক্ষা করেছি। প্রথমত, আমরা পরবর্তীতে প্রাপ্ত ইনপুটে রেসিস্টার লাভের প্রভাব জানার চেষ্টা করি এবং লাভ প্রতিরোধকের ক্রমাঙ্কন মান পাই যা ডিজিটাল স্কেলের সাথে সর্বোত্তমভাবে মেলে। দ্বিতীয়টি হল SLG46140 ব্যবহার করে নকশা তৈরি করা যাতে আপনি যে লাভ পেতে চান তা নিখুঁত করতে সক্ষম হন। পরীক্ষার পরে, আমরা ডিজিটাল স্কেলের জন্য প্রতিরোধক মানের সর্বোচ্চ বিন্দু অনুসন্ধান করেছি যাতে তৈরি পরিবর্ধক সার্কিটের ক্ষমতা এবং উন্নত ডিজিটাল স্কেলের ক্ষমতা সর্বাধিক করা যায়। এই নকশার সাহায্যে আমরা gain 6.8 ওহমের সর্বোচ্চ লাভ প্রতিরোধক মান পাই এবং সর্বাধিক পরিমাপ করা ওজন ± 60 কেজি। লাভ প্রতিরোধকের মান সামঞ্জস্য করা বেশ জটিল কারণ ডিজাইনটি প্রয়োজনীয় লাভ প্রতিরোধককেও ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে। এই উদাহরণে ব্যবহৃত ডিজিটাল স্কেলের জন্য, উচ্চ ওজন অর্জনের প্রচেষ্টায় 6.8 ওহম অতিক্রম করা কঠিন হয়ে পড়েছে।

তদ্ব্যতীত, দ্বিতীয় পরীক্ষা থেকে (SLG46140 এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে), আপনি যে সর্বোচ্চ ওজন পরিমাপ করতে চান তা PGA মডিউল ব্যবহার করে সেট করা যেতে পারে যা লাভ নির্ধারণ করে। আমরা একটি লাভ সেটিং x 0.25 দিয়ে পরীক্ষা করি এবং সাউন্ড ইন্ডিকেটর ওজন> 60 কেজি দিয়ে ট্রিগার হয়। উপরের ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, কার্যকরীভাবে, ডিজিটাল স্কেল ক্রমাঙ্কন ভালভাবে চলে। এটি ম্যানুয়াল হার্ডওয়্যার পরিবর্তনের তুলনায় পরিবর্ধক সেট করতে খুব সহায়ক। আমরা একটি নিয়ামকের সাথে আকারে অনুকূলভাবে তুলনা করি যা পরিবর্ধক লাভের ক্রমাঙ্কন সামঞ্জস্য করতে পারে এবং ADC বৈশিষ্ট্যও রয়েছে। এখানে উপস্থাপিত নকশা সুবিধার মধ্যে রয়েছে ছোট শারীরিক আকার, সরলতা, বিদ্যুৎ খরচ, মূল্য এবং সহজেই কাস্টমাইজযোগ্য।

উপসংহার

SLG46140 ব্যবহার করে এই ওভারওয়েট সূচকটি একটি প্রিসেট ওয়েট ইন্ডিকেটরের জন্য একটি আদর্শ সমাধান। উপরের ডায়ালগ সেমিকন্ডাক্টর গ্রিনপাক ডিজাইন SLG88104 ব্যবহার করে সম্পন্ন হয়েছে। কম তুলনামূলক খরচ, ক্ষুদ্র ক্ষেত্র, কম বিদ্যুৎ সহ গ্রীনপাক প্রোগ্রামিং এর সহজতা একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার ডিজাইনের তুলনায় এটিকে আলাদা করে তোলে। হুইটস্টোন ব্রিজ, ডিফারেনশিয়াল এম্প্লিফায়ার এবং অ্যাডজাস্টেবল লাভ নীতিগুলি প্রদর্শিত হয়েছিল। এই নকশার উদাহরণটি অন্যান্য হুইটস্টোন ব্রিজ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতেও বাড়ানো যেতে পারে, কারণ এটি খুব কম প্রতিরোধের যন্ত্রের উপর অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য।