SPWM জেনারেটর মডিউল (মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার না করে): 14 টি ধাপ

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

হ্যালো সবাই, আমার নির্দেশে স্বাগতম! আশা করি আপনারা সবাই দারুণ করছেন। সম্প্রতি, আমি PWM সিগন্যাল নিয়ে পরীক্ষা করতে আগ্রহী হয়েছি এবং SPWM (বা Sinusoidal Pulse Width Modulation) ধারণাটি পেয়েছি যেখানে একটি সাইন ওয়েভ দ্বারা ডালের একটি ট্রেনের ডিউটি চক্রকে মড্যুলেট করা হচ্ছে। আমি কয়েকটি ফলাফল পেয়েছি যেখানে এই ধরনের SPWM সিগন্যাল সহজেই একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার করে তৈরি করা যায় যেখানে সাইন ওয়েভ বাস্তবায়নের জন্য প্রয়োজনীয় মান সম্বলিত একটি লুকআপ টেবিল ব্যবহার করে ডিউটি চক্র তৈরি করা হচ্ছে।

আমি মাইক্রোকন্ট্রোলার ছাড়া এই ধরনের SPWM সিগন্যাল তৈরি করতে চেয়েছিলাম এবং এইভাবে আমি সিস্টেমের হৃদয় হিসাবে অপারেশনাল এম্প্লিফায়ার ব্যবহার করেছি।

চল শুরু করি!

সরবরাহ

1. LM324 Quad OpAmp IC
2. LM358 দ্বৈত তুলনাকারী আইসি
3. 14 পিন আইসি বেস/সকেট
4. 10K প্রতিরোধক -2
5. 1K প্রতিরোধক -2
6. 4.7K প্রতিরোধক -2
7. 2.2K প্রতিরোধক -2
8. 2K পরিবর্তনশীল প্রতিরোধক (প্রিসেট) -2
9. 0.1uF সিরামিক ক্যাপাসিটর -1
10. 0.01uF সিরামিক ক্যাপাসিটর -1
11. 5 পিন পুরুষ হেডার
12. ভেরোবোর্ড বা পারফোর্ড
13. গরম আঠা বন্দুক
14. সোল্ডারিং সরঞ্জাম

ধাপ 1: তত্ত্ব: SPWM এর জন্য সিগন্যাল জেনারেশনের ব্যাখ্যা

মাইক্রোকন্ট্রোলার ছাড়াই SPWM সংকেত উৎপন্ন করার জন্য, আমাদের বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলির দুটি ত্রিভুজাকার তরঙ্গের প্রয়োজন (তবে একটিকে অন্যের একাধিক হতে হবে)। যখন এই দুটি ত্রিভুজাকার তরঙ্গকে LM358 এর মত তুলনাকারী IC ব্যবহার করে একে অপরের সাথে তুলনা করা হয় তখন আমরা আমাদের প্রয়োজনীয় SPWM সংকেত পাই। তুলনাকারী একটি উচ্চ সংকেত দেয় যখন OpAmp এর নন -ইনভার্টিং টার্মিনালে সংকেত ইনভার্টিং টার্মিনালে সিগন্যালের চেয়ে বেশি হয়। তুলনাকারীর ইনভার্টিং পিনে, আমরা একাধিক উদাহরণ পাই যেখানে নন -ইনভার্টিং টার্মিনালে সিগন্যাল ইনভার্টিং টার্মিনালে সিগন্যালের আগে কয়েকবার প্রশস্ততা পরিবর্তন করে। এটি এমন একটি অবস্থার জন্য অনুমতি দেয় যেখানে OpAmp আউটপুট হল ডালের একটি ট্রেন যার ডিউটি চক্র দুটি তরঙ্গ কিভাবে মিথস্ক্রিয়া করছে তা দ্বারা পরিচালিত হয়।

ধাপ 2: সার্কিট ডায়াগ্রাম: ব্যাখ্যা এবং তত্ত্ব

এটি সমগ্র SPWM প্রকল্পের সার্কিট ডায়াগ্রাম যা দুটি তরঙ্গাকৃতি জেনারেটর এবং একটি তুলনাকারী নিয়ে গঠিত।

2 টি অপারেশনাল এম্প্লিফায়ার ব্যবহার করে একটি ত্রিভুজাকার তরঙ্গ তৈরি করা যেতে পারে এবং এইভাবে দুটি তরঙ্গের জন্য মোট 4 টি OpApms প্রয়োজন হবে। এই উদ্দেশ্যে আমি LM324 চতুর্ভুজ OpAmp প্যাকেজ ব্যবহার করেছি।

আসুন দেখি ত্রিভুজাকার তরঙ্গ আসলে কিভাবে উৎপন্ন হয়।

প্রাথমিকভাবে প্রথম OpAmp একটি ইন্টিগ্রেটর হিসেবে কাজ করে যার নন ইনভার্টিং পিন একটি সম্ভাব্য (Vcc/2) বা অর্ধেক সাপ্লাই ভোল্টেজের সাথে 2 10kiloOhm রেজিস্টরের একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে কাজ করে। আমি সরবরাহ হিসাবে 5V ব্যবহার করছি তাই নন ইনভার্টিং পিনের 2.5 ভোল্টের সম্ভাবনা রয়েছে। ইনভার্টিং এবং নন ইনভার্টিং পিনের একটি ভার্চুয়াল সংযোগ আমাদেরকে ইনভার্টিং পিনে 2.5v সম্ভাব্যতা অনুমান করতে দেয় যা ধীরে ধীরে ক্যাপাসিটরের চার্জ করে। যত তাড়াতাড়ি ক্যাপাসিটরের সরবরাহ ভোল্টেজের 75 শতাংশ চার্জ করা হয়, অন্য অপারেশনাল এম্প্লিফায়ারের আউটপুট যা তুলনাকারী হিসাবে কনফিগার করা হয় নিম্ন থেকে উচ্চ পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। এটি পরিবর্তে ক্যাপাসিটরের (বা ডি-ইন্টিগ্রেটেড) স্রাব শুরু করে এবং যত তাড়াতাড়ি ক্যাপাসিটর জুড়ে ভোল্টেজ সরবরাহ ভোল্টেজের 25 শতাংশের নিচে নেমে আসে, তুলনাকারীর আউটপুট আবার কম টান পড়ে, যা আবার ক্যাপাসিটরের চার্জ করা শুরু করে। এই চক্র আবার শুরু হয় এবং আমাদের একটি ত্রিভুজাকার তরঙ্গ ট্রেন আছে। ত্রিভুজাকার তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহৃত প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরের মান দ্বারা নির্ধারিত হয়। ফ্রিকোয়েন্সি গণনার সূত্র পেতে আপনি এই ধাপে ছবিটি উল্লেখ করতে পারেন।

ঠিক আছে তাই তত্ত্ব অংশ সম্পন্ন করা যাক।

ধাপ 3: সমস্ত প্রয়োজনীয় অংশ সংগ্রহ করা

ছবিগুলি SPWM মডিউল তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত অংশ দেখায়। আমি আইসিগুলিকে সংশ্লিষ্ট আইসি বেসে মাউন্ট করেছি যাতে প্রয়োজনে সেগুলি সহজেই প্রতিস্থাপন করা যায়। আপনি ত্রিভুজাকার এবং SPWM তরঙ্গের আউটপুটে 0.01uF ক্যাপাসিটর যোগ করতে পারেন যাতে কোনো সংকেত ওঠানামা না হয় এবং SPWM প্যাটার্ন স্থিতিশীল থাকে।

উপাদানগুলিকে সঠিকভাবে ফিট করার জন্য আমি ভেরোবোর্ডের প্রয়োজনীয় টুকরোটি কেটে ফেললাম।

ধাপ 4: টেস্ট সার্কিট তৈরি করা

এখন আমরা অংশগুলি সোল্ডারিং শুরু করার আগে, এটি প্রয়োজনীয় যে আমরা নিশ্চিত করি যে আমাদের সার্কিটটি ইচ্ছামত কাজ করে এবং এইভাবে এটি অপরিহার্য যে আমরা আমাদের সার্কিটটি ব্রেডবোর্ডে পরীক্ষা করি এবং প্রয়োজনে পরিবর্তন করি। উপরের ছবিটি ব্রেডবোর্ডে আমার সার্কিটের প্রোটোটাইপ দেখায়।

ধাপ 5: আউটপুট সংকেত পর্যবেক্ষণ

আমাদের আউটপুট ওয়েভফর্ম সঠিক কিনা তা নিশ্চিত করার জন্য ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজ করার জন্য অসিলোস্কোপ ব্যবহার করা অপরিহার্য হয়ে ওঠে। যেহেতু আমার কোন পেশাদার ডিএসও বা কোন ধরনের অসিলোস্কোপ নেই, তাই আমি ব্যাঙ্গগুড থেকে এই সস্তা অসিলোস্কোপ- DSO138 পেয়েছি। এটি নিম্ন থেকে মাঝারি ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত বিশ্লেষণের জন্য ঠিক কাজ করে। আউট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আমরা ফ্রিকোয়েন্সি 1KHz এবং 10KHz এর ত্রিভুজাকার তরঙ্গ তৈরি করব যা এই সুযোগে সহজেই দৃশ্যমান হতে পারে। অবশ্যই আপনি একটি পেশাদার অসিলোস্কোপে সংকেতগুলির অনেক নির্ভরযোগ্য তথ্য পেতে পারেন, কিন্তু দ্রুত বিশ্লেষণের জন্য, এই মডেলটি ঠিক কাজ করে!

ধাপ 6: ত্রিভুজাকার সংকেত পর্যবেক্ষণ

উপরের ছবি দুটি সিগন্যাল জেনারেশন সার্কিট থেকে উৎপন্ন দুটি ত্রিভুজাকার তরঙ্গ দেখায়।

ধাপ 7: SPWM সংকেত পর্যবেক্ষণ

ত্রিভুজাকার তরঙ্গ সফলভাবে উৎপন্ন এবং পর্যবেক্ষণ করার পর, এখন আমরা তুলনামূলক আউটপুটে উৎপন্ন এসপিডব্লিউএম তরঙ্গাকৃতির দিকে তাকাই। সেই অনুযায়ী স্কোপের টাই বেস সামঞ্জস্য করা আমাদের সঠিকভাবে সংকেত বিশ্লেষণ করতে সক্ষম করে।

ধাপ 8: পারফোর্ডে সোল্ডারিং পার্টস

এখন যেহেতু আমরা আমাদের সার্কিটটি চেষ্টা করেছি এবং পরীক্ষা করেছি, আমরা অবশেষে এটিকে আরও স্থায়ী করার জন্য ভেরোবোর্ডে উপাদানগুলি সোল্ডার করা শুরু করি। আমরা পরিকল্পিত অনুযায়ী প্রতিরোধক, ক্যাপাসিটার এবং পরিবর্তনশীল প্রতিরোধকগুলির সাথে আইসি বেসকে সোল্ডার করি। এটা গুরুত্বপূর্ণ যে বসানো উপাদানগুলি এমন যে আমাদের ন্যূনতম তারগুলি ব্যবহার করতে হবে এবং বেশিরভাগ সংযোগগুলি সোল্ডার ট্রেস দ্বারা তৈরি করা যেতে পারে।

ধাপ 9: সোল্ডারিং প্রক্রিয়া শেষ করা

সোল্ডারিংয়ের প্রায় 1 ঘন্টা পরে আমি সমস্ত সংযোগের সাথে সম্পূর্ণ ছিলাম এবং মডিউলটি শেষ পর্যন্ত এটির মতো দেখাচ্ছে। এটি বেশ ছোট এবং কম্প্যাক্ট।

ধাপ 10: শর্টস প্রতিরোধের জন্য গরম আঠা যুক্ত করা

ঝাল ঝিল্লি কোন শর্টস বা দুর্ঘটনাজনিত ধাতব যোগাযোগ কম করার জন্য আমি গরম আঠালো একটি স্তর দিয়ে এটি রক্ষা করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে। এটি সংযোগগুলিকে অক্ষত রাখে এবং দুর্ঘটনাজনিত যোগাযোগ থেকে বিচ্ছিন্ন রাখে। কেউ এমনকি একই কাজ করতে অন্তরক টেপ ব্যবহার করতে পারেন।

ধাপ 11: মডিউলের পিন-আউট

উপরের ছবিটি আমার তৈরি করা মডিউলের পিনআউট দেখায়। আমার মোট 5 টি পুরুষ হেডার পিন আছে যার মধ্যে দুটি পাওয়ার সাপ্লাই (Vcc এবং Gnd) এর জন্য, একটি পিন দ্রুত ত্রিভুজাকার তরঙ্গ পর্যবেক্ষণ করা, অন্য পিনটি ধীর ত্রিভুজাকার তরঙ্গ পর্যবেক্ষণ করা এবং সবশেষে শেষ পিন SPWM আউটপুট যদি আমরা তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সি সূক্ষ্ম করতে চাই তবে ত্রিভুজাকার তরঙ্গ পিনগুলি গুরুত্বপূর্ণ।

ধাপ 12: সংকেতগুলির ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য করা

প্রতিটি ত্রিভুজাকার তরঙ্গ সংকেতের ফ্রিকোয়েন্সি সূক্ষ্ম করার জন্য পোটেন্টিওমিটার ব্যবহার করা হয়। এটি এই কারণে যে সমস্ত উপাদান আদর্শ নয় এবং এইভাবে তাত্ত্বিক এবং ব্যবহারিক মান ভিন্ন হতে পারে। প্রিসেটগুলি সামঞ্জস্য করে এবং অনুরূপভাবে অসিলোস্কোপ আউটপুট দেখে এটি ক্ষতিপূরণ করা যেতে পারে।

ধাপ 13: স্কিম্যাটিক ফাইল

আমি এই প্রকল্পের জন্য পরিকল্পিত বিন্যাস সংযুক্ত করেছি। আপনার প্রয়োজন অনুযায়ী এটি পরিবর্তন করতে বিনা দ্বিধায়।

আমি আশা করি আপনি এই টিউটোরিয়ালটি পছন্দ করবেন।

অনুগ্রহ করে নীচের মন্তব্যগুলিতে আপনার প্রতিক্রিয়া, পরামর্শ এবং প্রশ্নগুলি ভাগ করুন।

পরবর্তী সময় পর্যন্ত:)