AVR মাইক্রোকন্ট্রোলার। নাড়ি প্রস্থ মড্যুলেশন. ডিসি মোটর এবং LED আলোর তীব্রতার নিয়ন্ত্রক।: 6 টি ধাপ

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

সবাইকে অভিবাদন!

পালস প্রস্থ মডুলেশন (PWM) টেলিযোগাযোগ এবং বিদ্যুৎ নিয়ন্ত্রণের একটি খুব সাধারণ কৌশল। এটি সাধারণত একটি বৈদ্যুতিক যন্ত্রকে খাওয়ানো বিদ্যুৎ নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়, এটি একটি মোটর, একটি LED, স্পিকার ইত্যাদি। ।

আমরা হালকা তীব্রতা নির্ভর ডিসি মোটরের ঘূর্ণন গতি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য সাধারণ বৈদ্যুতিক সার্কিট তৈরি করি। আমরা আলোর তীব্রতা পরিমাপের জন্য হালকা নির্ভরশীল প্রতিরোধক এবং AVR মাইক্রোকন্ট্রোলার বৈশিষ্ট্য যেমন অ্যানালগ থেকে ডিজিটাল রূপান্তর ব্যবহার করতে যাচ্ছি। এছাড়াও আমরা ডুয়াল এইচ-ব্রিজ মোটর ড্রাইভার মডিউল- L298N ব্যবহার করতে যাচ্ছি। এটি সাধারণত মোটর গতি এবং দিক নিয়ন্ত্রণে ব্যবহৃত হয়, কিন্তু অন্যান্য প্রকল্পের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে যেমন নির্দিষ্ট আলো প্রকল্পের উজ্জ্বলতা চালানো। এছাড়াও, ইঞ্জিনের ঘূর্ণনের দিক পরিবর্তন করতে আমাদের সার্কিটে একটি বোতাম যুক্ত করা হয়েছে।

ধাপ 1: বর্ণনা

এই পৃথিবীর প্রতিটি দেহের কিছু না কিছু জড়তা আছে। মোটরটি যখনই চালিত হয় তখনই ঘোরে। যত তাড়াতাড়ি এটি চালিত হয়, এটি বন্ধ করার প্রবণতা থাকবে। কিন্তু তা অবিলম্বে বন্ধ হয় না, কিছু সময় লাগে। কিন্তু এটি সম্পূর্ণরূপে বন্ধ হওয়ার আগে, এটি আবার চালিত হয়! এভাবে এটি নড়াচড়া শুরু করে। কিন্তু এখনও, এর পূর্ণ গতিতে পৌঁছাতে কিছুটা সময় লাগে। কিন্তু এটি হওয়ার আগে, এটি চালিত হয়, এবং তাই। এইভাবে, এই ক্রিয়ার সামগ্রিক প্রভাব হল যে মোটরটি ক্রমাগত ঘুরছে, কিন্তু কম গতিতে।

পালস প্রস্থ মডুলেশন (পিডব্লিউএম) একটি তুলনামূলকভাবে সাম্প্রতিক পাওয়ার সুইচিং কৌশল যা সম্পূর্ণরূপে এবং সম্পূর্ণ বন্ধ স্তরের মধ্যে মধ্যবর্তী পরিমাণ বৈদ্যুতিক শক্তি সরবরাহের জন্য। সাধারনত, ডিজিটাল ডাল সমান এবং বন্ধ থাকে, কিন্তু কিছু পরিস্থিতিতে আমাদের সময়/অফটাইমে বেশি/কম থাকার জন্য ডিজিটাল পালস প্রয়োজন। পিডব্লিউএম কৌশলে, আমরা প্রয়োজনীয় মধ্যবর্তী ভোল্টেজ মান পেতে অসম পরিমাণ চালু এবং বন্ধ অবস্থায় ডিজিটাল ডাল তৈরি করি।

ডিউটি চক্র একটি সম্পূর্ণ ডিজিটাল পালসে উচ্চ ভোল্টেজ সময়কালের শতাংশ দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়। এটি দ্বারা গণনা করা যেতে পারে:

ডিউটি চক্রের % = T অন /T (সময়কাল) x 100

আসুন একটি সমস্যা বিবৃতি নেওয়া যাক। আমাদের একটি 50 Hz PWM সংকেত তৈরি করতে হবে যার 45% ডিউটি চক্র রয়েছে।

ফ্রিকোয়েন্সি = 50 Hz

সময়কাল, T = T (চালু) + T (বন্ধ) = 1/50 = 0.02 s = 20 ms

ডিউটি সাইকেল = 45%

সুতরাং, উপরে দেওয়া সমীকরণ অনুযায়ী সমাধান, আমরা পাই

টি (অন) = 9 এমএস

টি (বন্ধ) = 11 ms

ধাপ 2: AVR টাইমার - PWM মোড

PWM তৈরির জন্য, AVR- এ আলাদা হার্ডওয়্যার রয়েছে! এটি ব্যবহার করে, সিপিইউ একটি নির্দিষ্ট ডিউটি চক্রের PWM উৎপাদনের জন্য হার্ডওয়্যারকে নির্দেশ দেয়। ATmega328 এর 6 PWM আউটপুট রয়েছে, 2 টি টাইমার/কাউন্টার 0 (8 বিট), 2 টি টাইমার/কাউন্টার 1 (16 বিট) এবং 2 টি টাইমার/কাউন্টার 2 (8 বিট) এ অবস্থিত। টাইমার/কাউন্টার 0 হল ATmega328 এর সবচেয়ে সহজ PWM ডিভাইস। টাইমার/কাউন্টার 0 3 টি মোডে চলতে সক্ষম:

• দ্রুত PWM
• ফেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি PWM সংশোধন করা হয়েছে
• পর্যায় সংশোধন PWM

এই মোডগুলির প্রত্যেকটি উল্টানো বা অ-উল্টানো হতে পারে।

PWM মোডে টাইমার 0 শুরু করুন:

TCCR0A | = (1 << WGM00) | (1 << WGM01) - WGM সেট আপ করুন: দ্রুত PWM

TCCR0A | = (1 << COM0A1) | (1 << COM0B1) - তুলনা আউটপুট মোড A, B সেট আপ করুন

TCCR0B | = (1 << CS02) - prescaler = 256 দিয়ে টাইমার সেট আপ করুন

ধাপ 3: হালকা তীব্রতা পরিমাপ - এডিসি এবং এলডিআর।

লাইট ডিপেন্ডেন্ট রেসিস্টর (এলডিআর) হল একটি ট্রান্সডুসার যা তার পৃষ্ঠের উপর আলো পড়লে তার প্রতিরোধের পরিবর্তন করে।

এলডিআরগুলি সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ থেকে তৈরি করা হয় যাতে তারা তাদের হালকা সংবেদনশীল বৈশিষ্ট্য পেতে সক্ষম হয়। এই এলডিআর বা ফটো রেসিস্টররা "ফটো কন্ডাক্টিভিটি" নীতির উপর কাজ করে। এখন এই নীতিটি যা বলে তা হল যখনই LDR এর পৃষ্ঠে আলো পড়ে (এই ক্ষেত্রে) উপাদানটির পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় বা অন্য কথায় LDR এর পৃষ্ঠে আলো পড়লে LDR এর প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। এলডিআর -এর প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাসের এই সম্পত্তি অর্জন করা হয় কারণ এটি পৃষ্ঠে ব্যবহৃত অর্ধপরিবাহী উপাদানের সম্পত্তি। এলডিআর আলোর উপস্থিতি সনাক্ত করতে বা আলোর তীব্রতা পরিমাপের জন্য বেশিরভাগ সময় ব্যবহার করা হয়।

বাহ্যিক ক্রমাগত তথ্য (এনালগ তথ্য) একটি ডিজিটাল/কম্পিউটিং সিস্টেমে স্থানান্তরের জন্য, আমাদের অবশ্যই তাদের পূর্ণসংখ্যা (ডিজিটাল) মানগুলিতে রূপান্তর করতে হবে। এই ধরণের রূপান্তর এনালগ থেকে ডিজিটাল রূপান্তরকারী (এডিসি) দ্বারা পরিচালিত হয়। একটি এনালগ মানকে ডিজিটাল ভ্যালুতে রূপান্তর করার প্রক্রিয়াটি এনালগ থেকে ডিজিটাল রূপান্তর হিসাবে পরিচিত। সংক্ষেপে, এনালগ সিগন্যাল হলো আমাদের চারপাশে শব্দ এবং আলোর মতো বাস্তব জগতের সংকেত।

ডিজিটাল সংকেত ডিজিটাল বা সংখ্যাসূচক বিন্যাসে এনালগ সমতুল্য যা মাইক্রোকন্ট্রোলারের মতো ডিজিটাল সিস্টেম দ্বারা ভালভাবে বোঝা যায়। এডিসি এমনই একটি হার্ডওয়্যার যা এনালগ সিগন্যাল পরিমাপ করে এবং একই সিগন্যালের ডিজিটাল সমতুল্য উৎপাদন করে। AVR মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলিতে এনালগ ভোল্টেজকে পূর্ণসংখ্যায় রূপান্তর করার জন্য ADC সুবিধা রয়েছে। AVR এটি 0 থেকে 1023 পরিসরের 10-বিট সংখ্যায় রূপান্তর করে।

আলোর তীব্রতা পরিমাপের জন্য আমরা এলডিআর দিয়ে ডিভাইডার সার্কিট থেকে ভোল্টেজ লেভেলের ডিজিটাল কনভার্টে এনালগ ব্যবহার করি।

এডিসি শুরু করুন:

TADCSRA | = (1 << ADEN) - ADC সক্ষম করুন

ADCSRA | = (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1ADPS0) - ADC prescaler = 128 সেট আপ করুন

ADMUX = (1 << REFS0) - ভোল্টেজ রেফারেন্স = AVCC সেট আপ করুন; - ইনপুট চ্যানেল = ADC0 সেট আপ করুন

এডিসি এভিআর মাইক্রোকন্ট্রোলারের বিস্তারিত বিবরণ সহ ভিডিওটি দেখুন: এভিআর মাইক্রোকন্ট্রোলার। হালকা তীব্রতা পরিমাপ। এডিসি ও এলডিআর

ধাপ 4: কন্ট্রোলার ডিসি মোটর এবং ডুয়াল এইচ-ব্রিজ মোটর ড্রাইভার মডিউল- L298N

আমরা ডিসি মোটর ড্রাইভার ব্যবহার করি কারণ মাইক্রোকন্ট্রোলার সাধারণভাবে 100 মিলিয়্যাম্পের বেশি বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে সক্ষম নয়। মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি স্মার্ট কিন্তু শক্তিশালী নয়; এই মডিউলটি মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলিতে কিছু পেশী যুক্ত করবে উচ্চ শক্তি ডিসি মোটর চালানোর জন্য। এটি 2 ডিসি মোটরগুলিকে একসাথে 2 এমপি প্রতিটি বা একটি স্টেপার মোটর নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। আমরা PWM ব্যবহার করে গতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারি এবং মোটরের ঘূর্ণন দিকও নিয়ন্ত্রণ করতে পারি। এছাড়াও, এটি LED টেপের উজ্জ্বলতা চালানোর জন্য ব্যবহৃত হয়।

পিন বর্ণনা:

OUT1 এবং OUT2 পোর্ট, যা ডিসি মোটর সংযোগের জন্য। LED টেপ সংযোগের জন্য OUT3 এবং OUT4।

ENA এবং ENB পিন সক্ষম করে: ENA কে উচ্চ (+5V) এর সাথে সংযুক্ত করে এটি পোর্ট OUT1 এবং OUT2 সক্ষম করে।

যদি আপনি ENA পিনকে কম (GND) এর সাথে সংযুক্ত করেন, এটি OUT1 এবং OUT2 নিষ্ক্রিয় করে। একইভাবে, ENB এবং OUT3 এবং OUT4 এর জন্য।

IN1 থেকে IN4 হল ইনপুট পিন যা AVR এর সাথে সংযুক্ত হবে।

যদি IN1-high (+5V), IN2-low (GND), OUT1 বেশি হয়ে যায় এবং OUT2 কম হয়, এইভাবে আমরা মোটর চালাতে পারি।

যদি IN3-high (+5V), IN4-low (GND), OUT4 বেশি হয়ে যায় এবং OUT3 কম হয়ে যায়, এইভাবে LED টেপ লাইট চালু থাকে।

আপনি যদি মোটরের ঘূর্ণন দিকটি উল্টাতে চান তবে IN1 এবং IN2 মেরু বিপরীত করুন, একইভাবে IN3 এবং IN4 এর জন্য।

ENA এবং ENB- এ PWM সংকেত প্রয়োগ করে আপনি দুটি ভিন্ন আউটপুট পোর্টে মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন।

বোর্ড 7V থেকে 12V নামমাত্র গ্রহণ করতে পারে।

জাম্পার: তিনটি জাম্পার পিন আছে; জাম্পার 1: যদি আপনার মোটর 12V এর বেশি সরবরাহের প্রয়োজন হয় তবে আপনাকে জাম্পার 1 সংযোগ বিচ্ছিন্ন করতে হবে এবং 12V টার্মিনালে পছন্দসই ভোল্টেজ (সর্বোচ্চ 35V) প্রয়োগ করতে হবে। 5V টার্মিনালে আরেকটি 5V সরবরাহ এবং ইনপুট আনুন। হ্যাঁ, আপনাকে 5V ইনপুট করতে হবে যদি আপনার 12V এর বেশি প্রয়োগ করতে হয় (যখন জাম্পার 1 সরানো হয়)।

5V ইনপুটটি IC এর সঠিক কার্যকারিতার জন্য, যেহেতু জাম্পার অপসারণের ফলে অন্তর্নির্মিত 5V নিয়ন্ত্রক অক্ষম হবে এবং 12V টার্মিনাল থেকে উচ্চতর ইনপুট ভোল্টেজ থেকে রক্ষা পাবে।

আপনার সরবরাহ 7V থেকে 12V এর মধ্যে হলে 5V টার্মিনাল আউটপুট হিসেবে কাজ করে এবং 12V এর বেশি প্রয়োগ করলে ইনপুট হিসেবে কাজ করে এবং জাম্পার সরিয়ে দেওয়া হয়।

জাম্পার 2 এবং জাম্পার 3: আপনি যদি এই দুটি জাম্পার অপসারণ করেন তবে আপনাকে মাইক্রোকন্ট্রোলার থেকে সক্ষম এবং অক্ষম সংকেত ইনপুট করতে হবে, বেশিরভাগ ব্যবহারকারী দুটি জাম্পার অপসারণ এবং মাইক্রোকন্ট্রোলার থেকে সংকেত প্রয়োগ করতে পছন্দ করেন।

যদি আপনি দুটি জাম্পার রাখেন তাহলে OUT1 থেকে OUT4 সবসময় সক্রিয় থাকবে। OUT1 এবং OUT2 এর জন্য ENA জাম্পার মনে রাখবেন। OUT3 এবং OUT4 এর জন্য ENB জাম্পার।

ধাপ 5: সি -তে একটি প্রোগ্রামের জন্য কোড লেখা

ইটিগ্রেটেড ডেভেলপমেন্ট প্ল্যাটফর্ম - এটমেল স্টুডিও ব্যবহার করে সি কোডে AVR মাইক্রোকন্ট্রোলার অ্যাপ্লিকেশন লেখা এবং নির্মাণ করা।

#ifndef F_CPU #F_CPU 16000000UL সংজ্ঞায়িত করুন // নিয়ন্ত্রক ক্রিস্টাল ফ্রিকোয়েন্সি বলছে (16 MHz AVR ATMega328P) #endif

#অন্তর্ভুক্ত // হেডার পিনের উপর তথ্য প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করতে। পিন, পোর্ট ইত্যাদি সংজ্ঞায়িত করে

#ডিফাইন BUTTON1 2 // বোতাম সুইচ পোর্ট B পিন 2 এর সাথে সংযুক্ত করা হয়েছে

// টাইমার 0, পিডব্লিউএম ইনিশিয়ালাইজেশন অকার্যকর timer0_init () {// সেট আপ টাইমার OC0A, OC0B পিন টগল মোডে এবং CTC মোড TCCR0A | = (1 << COM0A1) | (1 << COM0B1) | (1 << WGM00) | (1 << WGM01); // prescaler = 256 TCCR0B | = (1 << CS02) দিয়ে টাইমার সেট করুন; // কাউন্টার TCNT0 = 0 আরম্ভ করুন; // প্রাথমিক মান তুলনা করুন OCR0A = 0; }

// ADC ইনিশিয়ালাইজেশন অকার্যকর ADC_init () {// ADC সক্ষম করুন, freq = osc_freq/128 সেট prescaler সর্বোচ্চ মান, 128 ADCSRA | = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);

ADMUX = (1 << REFS0); // ভোল্টেজ রেফারেন্স নির্বাচন করুন (AVCC)

// বোতাম সুইচ অবস্থা স্বাক্ষরবিহীন চর button_state () {

/ * বাটন চাপলে বাটন 1 বিট পরিষ্কার হয় */

যদি (! (PINB এবং (1 <

{

_delay_ms (DEBOUNCE_TIME);

যদি (! (PINB এবং (1 <

}

রিটার্ন 0;

}

// পোর্টস ইনিশিয়ালাইজেশন অকার্যকর port_init () {DDRB = 0b00011011; // PB0-IN1, PB1-IN2, PB3-IN3, PB4-IN4, PB2-বাটন সুইচ ডাইরেক্ট পোর্টবি = 0b00010110;

DDRD = 0b01100000; // PD5-ENB (OC0B), PD6-ENA (OC0A) PORTD = 0b00000000;

DDRC = 0b00000000; // PC0-ADC PORTC = 0b00000000; // PORTC এর সমস্ত পিন কম সেট করুন যা এটি বন্ধ করে দেয়। }

// এই ফাংশনটি এনালগ থেকে ডিজিটাল রূপান্তরের মান পড়ে। uint16_t get_LightLevel () {_delay_ms (10); // চ্যানেলের নির্বাচিত ADCSRA পেতে কিছু সময় অপেক্ষা করুন | = (1 << ADSC); // ADSC বিট সেট করে ADC রূপান্তর শুরু করুন। ADSC এ 1 লিখুন

যখন (ADCSRA & (1 << ADSC)); // রূপান্তর সম্পূর্ণ হওয়ার জন্য অপেক্ষা করুন

// ADSC আবার 0 হয়ে যায়, ততক্ষণ পর্যন্ত লুপ চালান _delay_ms (10); রিটার্ন (এডিসি); // 10-বিট ফলাফল ফেরত দিন

}

// এই ফাংশনটি একটি পরিসীমা (0-1023) থেকে অন্য (0-100) থেকে একটি সংখ্যা পুনরায় ম্যাপ করে। uint32_t ম্যাপ (uint32_t x, uint32_t in_min, uint32_t in_max, uint32_t out_min, uint32_t out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }

int প্রধান (শূন্য)

{uint16_t i1 = 0;

port_init ();

timer0_init (); ADC_init (); // আরম্ভ ADC

যখন (1)

{i1 = মানচিত্র (get_LightLevel (), 0, 1023, 0, 100);

OCR0A = i1; // সেট আউটপুট তুলনা করুন রেজিস্টার চ্যানেল A OCR0B = 100-i1; // সেট আউটপুট তুলনা রেজিস্টার চ্যানেল বি (উল্টানো)

যদি (button_state) // পিন IN1 এর বর্তমান অবস্থা টগল করা। PORTB ^= (1 << 1); // পিন IN2 এর বর্তমান অবস্থা টগল করা। মোটরের ঘূর্ণন দিক উল্টো

PORTB ^= (1 << 3); // পিন IN3 এর বর্তমান অবস্থা টগল করা। PORTB ^= (1 << 4); // পিন IN4 এর বর্তমান অবস্থা টগল করা। LED টেপ বন্ধ/চালু আছে। _delay_ms (LOCK_INPUT_TIME); }}; ফেরত (0); }

প্রোগ্রামিং সম্পূর্ণ। পরবর্তী, হেক্স ফাইলে প্রকল্প কোড তৈরি এবং সংকলন।

মাইক্রোকন্ট্রোলার ফ্ল্যাশ মেমরিতে HEX ফাইল আপলোড করা হচ্ছে: ডস প্রম্পট উইন্ডোতে কমান্ডটি টাইপ করুন:

avrdude –c [প্রোগ্রামারের নাম] mp m328p –u –U ফ্ল্যাশ: w: [আপনার হেক্স ফাইলের নাম]

আমার ক্ষেত্রে এটি হল:

avrdude –c ISPProgv1 –p m328p –u –U ফ্ল্যাশ: w: PWM.hex

এই কমান্ডটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের স্মৃতিতে হেক্স ফাইল লিখে। মাইক্রোকন্ট্রোলার ফ্ল্যাশ মেমরি বার্নের বিস্তারিত বিবরণ সহ ভিডিওটি দেখুন: মাইক্রোকন্ট্রোলার ফ্ল্যাশ মেমরি বার্ন হচ্ছে …

ঠিক আছে! এখন, মাইক্রোকন্ট্রোলার আমাদের প্রোগ্রামের নির্দেশনা অনুযায়ী কাজ করে। আসুন এটি পরীক্ষা করে দেখি!

ধাপ 6: বৈদ্যুতিক সার্কিট

পরিকল্পিত ডায়াগ্রাম অনুসারে উপাদানগুলি সংযুক্ত করুন।