ব্যাটারি চালিত IOT: 7 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:00

যদি আপনার ব্যাটারি চালিত আইওটি প্রজেক্টটি বিরতিহীনভাবে কাজ করে তবে এই সার্কিটটি নিষ্ক্রিয় অবস্থায় শুধুমাত্র 250nA (এটি 0.00000025 amps!) ব্যবহার করে। সাধারণত ক্রিয়াকলাপের মধ্যে বেশিরভাগ ব্যাটারি শক্তি নষ্ট হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রকল্প যা প্রতি 10 মিনিটে 30 সেকেন্ড কাজ করে ব্যাটারির ক্ষমতা 95% নষ্ট করে!

বেশিরভাগ মাইক্রো কন্ট্রোলারগুলির একটি কম পাওয়ার স্ট্যান্ডবাই মোড থাকে তবে প্রসেসরটিকে বাঁচিয়ে রাখতে তাদের এখনও শক্তির প্রয়োজন হয়, এছাড়াও যে কোনও পেরিফেরালও শক্তি খরচ করবে। 20-30mA এর নিচে স্ট্যান্ডবাই কারেন্ট পেতে অনেক প্রচেষ্টা লাগে। এই প্রকল্পটি মৌমাছির মৌমাছির তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার প্রতিবেদন করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল। কারণ দূরবর্তী অবস্থানের ব্যাটারি শক্তি এবং ডেটা রিপোর্ট করার জন্য একটি সেল ieldাল যেখানে একমাত্র পছন্দ।

এই সার্কিট কোন নিয়ামক এবং 12, 5 বা 3V শক্তি দিয়ে কাজ করবে। বেশিরভাগ ইলেকট্রনিক দোকানে উপাদান থাকবে যার দাম মাত্র কয়েক ডলার।

সরবরাহ

প্রতিরোধক: 2x1K, 3x10K, 1x470K, 2x1M, 5x10M

ডায়োড: 2x1N4148, 1xLED

MOSFET: 3x2N7000

ঘড়ি: PCF8563 বা মাইক্রোকন্ট্রোলারের জন্য সমতুল্য

রিলে: 12V সরবরাহের জন্য EC2-12TNU

5V এর জন্য EC2-5TNU

3V এর জন্য EC2-3TNU

পাওয়ার: OKI-78SR-5/1.5-W36-C 12V থেকে 5V কনভার্টার বা মাইক্রোকন্ট্রোলার দ্বারা প্রয়োজন অনুযায়ী

সুইচ: রিসেটের জন্য ক্ষণিকের প্রেস, পরীক্ষার জন্য এসপিডিটি

ধাপ 1: সার্কিট কিভাবে কাজ করে

সার্কিটটি বেশ সহজ:

- একটি ব্যাটারি চালিত অ্যালার্ম বন্ধ হয়ে একটি সুইচ ছুঁড়ে দেয়

- ব্যাটারি থেকে কন্ট্রোলারে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় যা শুরু হয় এবং তার কাজ করে

-কন্ট্রোলার অ্যালার্ম রিসেট করে

- তারপর সুইচটি বিদ্যুৎ বন্ধ করে দেয়।

ধাপ 2: ঘড়ি

বেশিরভাগ রিয়েল টাইম ঘড়িগুলি কাজ করা উচিত যদি তারা আপনার নিয়ামকের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয় এবং একটি বাধা (Int) লাইন থাকে যা অ্যালার্মটি বন্ধ হয়ে গেলে বলে।

নির্দিষ্ট নিয়ামক এবং ঘড়ির উপর নির্ভর করে আপনাকে একটি সফ্টওয়্যার লাইব্রেরি ইনস্টল করতে হবে।

দয়া করে একটি প্রোটোটাইপ বোর্ডে আপনার কন্ট্রোলার এবং ঘড়ি সেট আপ করুন এবং নিশ্চিত করুন যে আপনি সময় সেট করার জন্য এটি প্রোগ্রাম করতে পারেন, যখন পরবর্তী বাধাটি ঘটবে এবং অ্যালার্ম বন্ধ হয়ে যাওয়ার পরে কীভাবে একটি বাধা পরিষ্কার করবেন। চূড়ান্ত বোর্ড তৈরির আগে এই কাজটি করা এখন অনেক সহজ। প্রোগ্রামিং নোটের জন্য শেষ ধাপ দেখুন।

ধাপ 3: সুইচ

সুইচের জন্য আমরা 2 কয়েল সহ একটি ল্যাচিং রিলে ব্যবহার করি।

সেট কয়েলের মধ্য দিয়ে কারেন্ট লাগালে রিলে চালু হয়। স্রোত শুধুমাত্র 12ms জন্য প্রবাহ প্রয়োজন এবং তারপর রিলে চালু বন্ধ করা যেতে পারে।

রিলে বন্ধ করার জন্য রিসেট কয়েলের মাধ্যমে একটি অনুরূপ পালস রাখুন।

আমরা একটি ল্যাচিং রিলে চাই তাই আমরা রিলে বন্ধ রাখতে ব্যাটারি পাওয়ার ব্যবহার করি না। এছাড়াও, আমরা এই সার্কিট থেকে রিলে "চালু" করি এবং এটি শেষ হয়ে গেলে নিয়ামক থেকে "বন্ধ" করি।

প্রকল্পটি 12V SLA ব্যাটারির জন্য নির্মিত হয়েছিল। এগুলি সস্তা (শূন্য হিসাবে আমি ইতিমধ্যে একটি ছিল!) এবং কানাডিয়ান শীতকালে একটি ছোট সৌর চার্জার দিয়ে ভাল করবে।

কয়েকটি AA ব্যাটারি ব্যবহার করে একটি 3V রিলে দিয়ে সার্কিটটি তৈরি করা যেতে পারে। যেহেতু রিলে মূল ভোল্টেজে 2A হ্যান্ডেল করবে এটি প্রধান চালিত যন্ত্রপাতিগুলির জন্য একটি ছোট ওয়াল পাওয়ার ইউনিট (অথবা দ্বিতীয় বৃহৎ ক্ষমতা রিলে) পরিবর্তন করতে পারে। শুধু নিশ্চিত হোন যে 12V এর উপরে সবকিছু সঠিকভাবে গ্রাউন্ডেড বাক্সে এবং ভালভাবে ইনসুলেটেড।

ধাপ 4: 2N7000 MOSFET

এই সার্কিট 3 2N7000 বর্ধিত মোড N চ্যানেল MOSFETs (মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টার) সুইচ হিসাবে ব্যবহার করে।

মাত্র কয়েক ডলার খরচ করে এগুলি বেশ উল্লেখযোগ্য ডিভাইস। ড্রেন (+) এবং উৎস (-) এর মধ্যে বর্তমান প্রবাহ যখন গেটের ভোল্টেজ প্রায় 2V অতিক্রম করে। যখন "অন" সোর্স-ড্রেন প্রতিরোধ একটি ওহম বা তাই। যখন অনেক megohmes বন্ধ। এগুলি ক্যাপাসিটিভ ডিভাইস তাই গেট কারেন্ট ডিভাইসটিকে "চার্জ" করার জন্য যথেষ্ট।

গেট ভোল্টেজ কম হলে গেটকে স্রাব করার অনুমতি দেওয়ার জন্য গেট এবং সোর্সের মধ্যে একটি প্রতিরোধকের প্রয়োজন হয়, অন্যথায় ডিভাইসটি বন্ধ হবে না।

ধাপ 5: সার্কিট

ঘড়ি থেকে বিরতি লাইন (INT) সাধারণত ভাসে এবং অ্যালার্ম বন্ধ হয়ে গেলে (ঘড়ির ভিতরে) মাটিতে সংযুক্ত থাকে। অ্যালার্মের জন্য অপেক্ষা করার সময় 1M রোধকারী এই লাইনটিকে উঁচুতে টেনে নেয়।

U1 একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল হিসাবে কাজ করে কারণ অ্যালার্ম বন্ধ হয়ে গেলে রিলে চালু করার জন্য আমাদের একটি সক্রিয় উচ্চ প্রয়োজন। ঘড়ির আউটপুটের বিপরীত। এর মানে হল U1 সর্বদা স্ট্যান্ডবাই পরিচালনা করে এবং ব্যাটারিতে একটি ধ্রুব ড্রেন রাখে। সৌভাগ্যবশত, আমরা এই স্রোতকে সীমাবদ্ধ করার জন্য একটি খুব বড় প্রতিরোধক R1 ব্যবহার করতে পারি। সিমুলেশন দেখিয়েছে এটি বেশ কয়েকটি গোহম পর্যন্ত হতে পারে! আমার স্থানীয় দোকানে শুধুমাত্র 10M প্রতিরোধক ছিল তাই আমি সিরিজে 5 টি ব্যবহার করেছি। আমার বইতে 250na যথেষ্ট কম।

U2 হল রিলে এর সেট কয়েলকে পাওয়ার জন্য একটি সহজ সুইচ।

রিলে কয়েলে বিদ্যুৎ বন্ধ হয়ে গেলে সার্কিট রক্ষা করার জন্য 2 ডায়োড প্রয়োজন। চৌম্বক ক্ষেত্রটি ভেঙে যাবে এবং একটি বর্তমান স্পাইককে প্ররোচিত করবে যা কিছু ক্ষতি করতে পারে।

ব্যাটারি থেকে কাঁচা 12V একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার R6 এবং R7 এ নিয়ে যাওয়া হয়। সেন্টার পয়েন্ট কন্ট্রোলারের এনালগ পিনের একটিতে যায় যাতে ব্যাটারির ভোল্টেজ পর্যবেক্ষণ করা যায় এবং রিপোর্ট করা যায়।

U4 একটি অত্যন্ত দক্ষ ডিসি থেকে ডিসি কনভার্টার যা নিয়ামকের জন্য 5V তৈরি করে।

যখন কন্ট্রোলার শেষ হয়ে যায় তখন এটি পফ লাইন উঁচু করে যা U3 চালু করে যা রিলে বন্ধ করে দেয়। রোধকারী R4 U3 এর গেটের জন্য একটি স্থল পথ প্রদান করে। MOSFET একটি ক্যাপাসিটিভ ডিভাইস এবং R4 চার্জকে মাটিতে প্রবাহিত করতে দেয় যাতে সুইচ বন্ধ হয়ে যায়।

পরীক্ষার সুইচ মাইক্রো কন্ট্রোলার থেকে এবং একটি এলইডি থেকে বিদ্যুৎকে নির্দেশ করে। এই সার্কিটটি পরীক্ষা করার জন্য এটি দরকারী কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ যখন কন্ট্রোলারটি কম্পিউটারে প্রোগ্রামিং এবং কোড পরীক্ষার জন্য সংযুক্ত থাকে। দু Sorryখিত, কিন্তু আমি 2 টি উৎস থেকে শক্তি দিয়ে পরীক্ষা করিনি!

রিসেট পুশ বোতামটি একটি প্রয়োজনীয় চিন্তাভাবনা ছিল। এটি ছাড়া প্রথমবার সিস্টেম চালিত হলে অ্যালার্ম সেট করার কোন উপায় নেই !!!

ধাপ 6: সার্কিট সিমুলেশন

সিস্টেমটি নিষ্ক্রিয় অবস্থায় বাম দিকে সিমুলেশন মান দেখায়। ডানদিকে একটি সিমুলেশন যখন অ্যালার্ম সক্রিয় থাকে এবং বাধা লাইন কম টানা হয়।

প্রকৃত ভোল্টেজগুলি সিমুলেশনের সাথে যুক্তিসঙ্গতভাবে ভালভাবে সম্মত হয়েছে কিন্তু প্রকৃত বর্তমান ড্র নিশ্চিত করার কোন উপায় আমার কাছে নেই।

ধাপ 7: নির্মাণ এবং প্রোগ্রামিং

সার্কিটটি মোটামুটি সার্কিট ডায়াগ্রাম অনুসরণ করার জন্য একটি সংকীর্ণ ফিতে নির্মিত হয়েছিল। জটিল কিছু না।

যত তাড়াতাড়ি প্রোগ্রাম শুরু হবে এটি অ্যালার্ম পুনরায় সেট করা উচিত। এটি রিলে সেট কুণ্ডলী মাধ্যমে বর্তমান প্রবাহ বন্ধ করবে। প্রোগ্রামটি তার কাজটি করতে পারে এবং সমাপ্তির পরে অ্যালার্ম সেট করে এবং পফকে উচ্চ করে সবকিছু বন্ধ করে দেয়।

নির্দিষ্ট নিয়ামক এবং ঘড়ির উপর নির্ভর করে আপনাকে একটি সফ্টওয়্যার লাইব্রেরি ইনস্টল করতে হবে। এই লাইব্রেরিতে নমুনা কোড অন্তর্ভুক্ত থাকবে।

সার্কিট তারের আগে ঘড়ির ইন্টারফেস এবং প্রোগ্রামিং একটি প্রোটোটাইপ বোর্ডে পরীক্ষা করা উচিত। Arduino এবং H2-8563 ঘড়ির জন্য SCL A5 এবং SDA থেকে A4 তে যায়। ইন্টারাপ্ট সার্কিটে দেখানো INT- এ যায়।

Arduino এর জন্য পরীক্ষার কোড এর মত কিছু থাকবে:

#অন্তর্ভুক্ত

#Rtc_Pcf8563 rtc অন্তর্ভুক্ত করুন;

rtc.initClock ();

// শুরু করার জন্য তারিখ এবং সময় নির্ধারণ করুন। আপনি যদি ঘন্টা বা মিনিটে অ্যালার্ম চান তবে এটি প্রয়োজনীয় নয়। rtc.setDate (দিন, সপ্তাহের দিন, মাস, শতাব্দী, বছর); rtc.setTime (ঘন্টা, মিনিট, সেকেন্ড);

//এলার্ম দো

rtc.set অ্যালার্ম (মিমি, এইচএইচ, 99, 99); // ন্যূনতম, ঘন্টা, দিন, সপ্তাহের দিন, 99 = উপেক্ষা করুন

// পরিষ্কার অ্যালার্ম rtc.clearAlarm (); }