Arduino এ পোর্টেবল ফাংশন জেনারেটর: 7 টি ধাপ (ছবি সহ)

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

ফাংশন জেনারেটর একটি খুব দরকারী টুল, বিশেষ করে যখন আমরা একটি নির্দিষ্ট সিগন্যালে আমাদের সার্কিটের প্রতিক্রিয়া পরীক্ষা করার কথা ভাবছি। এই নির্দেশে আমি ছোট, ব্যবহার করা সহজ, বহনযোগ্য ফাংশন জেনারেটরের বিল্ডিং ক্রম বর্ণনা করব।

প্রকল্পের বৈশিষ্ট্য:

• সম্পূর্ণ ডিজিটাল নিয়ন্ত্রণ: প্যাসিভ এনালগ উপাদানগুলির প্রয়োজন নেই।
• মডুলার ডিজাইন: প্রতিটি সাব-সার্কিট একটি পূর্বনির্ধারিত মডিউল ব্যবহার করা সহজ।
• আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি: 0Hz থেকে 10MHz পর্যন্ত উপলব্ধ পরিসীমা।
• সহজ নিয়ন্ত্রণ: অন্তর্নির্মিত পুশ বোতাম সহ একক ঘূর্ণমান এনকোডার।
• বহনযোগ্য ব্যবহারের জন্য লি-আয়ন ব্যাটারি, বাহ্যিক চার্জিং ক্ষমতা সহ।
• আউটপুট ওয়েভফর্মের জন্য এসি এবং ডিসি কাপলিং।
• শক্তি খরচ কমানোর জন্য LCD উজ্জ্বলতা নিয়ন্ত্রণ।
• ব্যাটারি চার্জ সূচক।
• ডিজিটাল প্রশস্ততা নিয়ন্ত্রণ
• তিনটি উপলব্ধ তরঙ্গাকৃতি: সাইন, ত্রিভুজ এবং বর্গক্ষেত্র।

ধাপ 1: আইডিয়া

একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গাকারে সার্কিটের প্রতিক্রিয়া সম্পর্কে তথ্য পেতে অনেকগুলি সার্কিট রয়েছে যার জন্য কিছু পরীক্ষার সরঞ্জাম প্রয়োজন। এই প্রকল্পটি Arduino (এই ক্ষেত্রে Arduino Nano) এর উপর ভিত্তি করে, 3.7V একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি একটি শক্তি উৎস হিসাবে এইভাবে ডিভাইসটিকে বহনযোগ্য করে তোলে। এটা জানা যায় যে আরডুইনো ন্যানো বোর্ডের পাওয়ার সাপ্লাই হিসেবে 5V প্রয়োজন, তাই ইলেকট্রনিক ডিজাইনে রয়েছে DC-DC বুস্ট কনভার্টার যা Arduino কে পাওয়ার করার জন্য প্রয়োজনীয় 3.7V ব্যাটারি ভোল্টেজকে 5V এ রূপান্তর করে। সুতরাং, এই প্রকল্পটি তুলনামূলকভাবে সহজ পরিকল্পিত ডায়াগ্রাম সহ সম্পূর্ণ মডুলার তৈরি করা সহজ।

বোর্ডকে শক্তিশালী করা: ডিভাইসে একটি একক মিনি-ইউএসবি সংযোগকারী রয়েছে যা বাহ্যিক বিদ্যুৎ সরবরাহ থেকে 5V গ্রহণ করে, এটি পিসি বা বহিরাগত ইউএসবি চার্জার হতে পারে। সার্কিটটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যে যখন 5V ডিসি সোর্স সংযুক্ত থাকে, লি-আয়ন ব্যাটারি TP4056 চার্জার মডিউল দ্বারা চার্জ করা হয় যা পাওয়ার সাপ্লাই সার্কিট্রির সাথে সংযুক্ত থাকে (বিষয়টি পরবর্তী ধাপে আরও প্রসারিত করা হবে)।

AD9833: ইন্টিগ্রেটেড ফাংশন জেনারেটর সার্কিট ডিজাইনের একটি কেন্দ্রীয় অংশ, যা ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেশন অপশন সহ স্কয়ার/সাইন/ত্রিভুজ তরঙ্গ উৎপন্ন করার ক্ষমতা দিয়ে SPI ইন্টারফেসের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত হয়। যেহেতু AD9833 এর আউটপুট সিগন্যাল প্রশস্ততা পরিবর্তন করার ক্ষমতা নেই, তাই আমি ডিভাইসের আউটপুট এন্ডপয়েন্টে একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার হিসাবে একটি ডিজিটাল 8-বিট পটেন্টিওমিটার ব্যবহার করেছি (পরবর্তী ধাপে বর্ণনা করা হবে)।

প্রদর্শন: মৌলিক 16x2 LCD, যা সম্ভবত Arduino ব্যবহারকারীদের মধ্যে সবচেয়ে জনপ্রিয় তরল-স্ফটিক প্রদর্শন। শক্তি খরচ কমাতে, আরডুইনো প্রাক-সংজ্ঞায়িত "এনালগ" পিন থেকে PWM সংকেতের মাধ্যমে LCD ব্যাকলাইট সামঞ্জস্য করার একটি বিকল্প রয়েছে।

এই সংক্ষিপ্ত পরিচিতির পরে, আমরা বিল্ডিং প্রক্রিয়াতে এগিয়ে যেতে পারি।

ধাপ 2: যন্ত্রাংশ এবং যন্ত্রপাতি

1: ইলেকট্রনিক যন্ত্রাংশ:

1.1: ইন্টিগ্রেটেড মডিউল:

• আরডুইনো ন্যানো বোর্ড
• 1602A - জেনেরিক তরল স্ফটিক প্রদর্শন
• CJMCU - AD9833 ফাংশন জেনারেটর মডিউল
• TP4056 - লি -আয়ন ব্যাটারি চার্জার মডিউল
• ডিসি-ডিসি স্টেপ-আপ কভার্টার মডিউল: 1.5V-3V থেকে 5V কনভার্টার

1.2: ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট:

• SRD = 05VDC - 5V SPDT রিলে
• X9C104P - 8 -বিট 100KOhm ডিজিটাল পোটেন্টিওমিটার
• EC11 - SPST সুইচ সহ রোটারি এনকোডার
• 2 x 2N2222A - NPN সাধারণ উদ্দেশ্য BJT

1.3: নিষ্ক্রিয় এবং অবিকৃত অংশ:

• 2 x 0.1uF -সিরামিক ক্যাপাসিটার
• 2 x 100uF - ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার
• 2 x 10uF - ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার
• 3 x 10KOhm প্রতিরোধক
• 2 x 1.3KOhm প্রতিরোধক
• 1 x 1N4007 সংশোধনকারী ডায়োড
• 1 x SPDT টগল সুইচ

1.4: সংযোগকারী:

• 3 x 4-pin JST 2.54mm পিচ কানেক্টর
• 3 x 2-pin JST 2.54mm পিচ কানেক্টর
• 1 এক্স আরসিএ রিসেপটকেল সংযোগকারী

2: যান্ত্রিক যন্ত্রাংশ:

• 1 x 12.5cm x 8cm x 3.2cm প্লাস্টিক ঘের
• 6 x KA-2mm টানা স্ক্রু
• 4 x KA-8mm ড্রিলিং স্ক্রু
• 1 এক্স এনকোডার গাঁট (ক্যাপ)
• 1 x 8cm x 5cm প্রোটোটাইপ বোর্ড

3. যন্ত্র এবং সফ্টওয়্যার:

• সোল্ডারিং স্টেশন/লোহা
• বৈদ্যুতিক স্ক্রু ড্রাইভার
• অসংখ্য সাইজের ফাইল গ্রাইন্ড করা
• ধারালো ছুরি
• ড্রিল বিট
• স্ক্রু ড্রাইভার বিট
• গরম আঠা বন্দুক
• মিনি-ইউএসবি কেবল
• Arduino IDE
• ক্যালিপার/শাসক

ধাপ 3: স্কিম্যাটিক্স ব্যাখ্যা

পরিকল্পিত ডায়াগ্রাম বুঝতে সহজ করার জন্য, বর্ণনাটি সাব-সার্কিটে বিভক্ত করা হয় যখন প্রতিটি সাব-সার্কিটের প্রতিটি ডিজাইন ব্লকের দায়িত্ব থাকে:

1. Arduino ন্যানো সার্কিট:

Arduino Nano মডিউল আমাদের ডিভাইসের জন্য "প্রধান মস্তিষ্ক" হিসাবে কাজ করে। এটি ডিভাইসে সমস্ত পেরিফেরাল মডিউল নিয়ন্ত্রণ করে, উভয় ডিজিটাল এবং এনালগ অপারেটিং মোডে। যেহেতু এই মডিউলের নিজস্ব মিনি-ইউএসবি ইনপুট সংযোগকারী রয়েছে, এটি একটি পাওয়ার সাপ্লাই ইনপুট এবং প্রোগ্রামিং ইন্টারফেস ইনপুট উভয় হিসাবে ব্যবহৃত হবে। যে কারণে, J1 - মিনি -ইউএসবি সংযোগকারীটি Arduino Nano (U4) এর পরিকল্পিত প্রতীক থেকে বিচ্ছিন্ন।

সাধারণ উদ্দেশ্য I/O হিসাবে ডেডিকেটেড এনালগ পিন (A0.. A5) ব্যবহারের একটি বিকল্প আছে, তাই কিছু পিন ডিজিটাল আউটপুট হিসাবে ব্যবহৃত হয়, LCD এবং AC/DC সংযোগের সাথে যোগাযোগ করে ডিভাইসের আউটপুট নির্বাচন করে। অ্যানালগ পিন A6 এবং A7 ডেডিকেটেড এনালগ ইনপুট পিন এবং শুধুমাত্র এডিসি ইনপুট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, কারণ Arduino Nano মাইক্রোকন্ট্রোলার ATMEGA328P TQFP প্যাকেজ, কারণ এটি ডেটশীটে সংজ্ঞায়িত ছিল। লক্ষ্য করুন যে ব্যাটারি ভোল্টেজ লাইন VBAT এনালগ ইনপুট পিন A7 এর সাথে সংযুক্ত, কারণ লি-আয়ন ব্যাটারি ভোল্টেজের কম ব্যাটারি অবস্থা নির্ধারণের জন্য আমাদের এর মান পেতে হবে।

2. পাওয়ার সাপ্লাই:

পাওয়ার সাপ্লিট সার্কিটটি লি-আয়ন ব্যাটারি 3.7V এর মাধ্যমে 5V তে রূপান্তরিত হয়ে পুরো ডিভাইসকে পাওয়ার উপর ভিত্তি করে। SW1 হল একটি SPST টগল সুইচ যা পুরো সার্কিটে বিদ্যুৎ প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে। এটি স্কিম্যাটিক্স থেকে দেখা যায়, যখন বাহ্যিক বিদ্যুৎ সরবরাহ Arduino Nano মডিউলের মাইক্রো-ইউএসবি সংযোগকারীর মাধ্যমে সংযুক্ত করা হয়, তখন TP4056 মডিউলের মাধ্যমে ব্যাটারি চার্জ করা হচ্ছে। নিশ্চিত করুন যে সার্কিটে বেশ কয়েকটি মানের বাইপাস ক্যাপাসিটার রয়েছে, যেহেতু একটি ডিসি-ডিসি বুস্ট কনভার্টার স্যুইচিং গোলমাল এবং পুরো সার্কিটের 5V সম্ভাবনা রয়েছে।

3. AD9833 এবং আউটপুট:

এই সাব-সার্কিট AD9833 মডিউল (U1) দ্বারা সংজ্ঞায়িত উপযুক্ত আউটপুট তরঙ্গাকৃতি প্রদান করে। যেহেতু ডিভাইসে শুধুমাত্র একক পাওয়ার সাপ্লাই আছে (5V), আউটপুট ক্যাসকেডের সাথে কাপলিং সিলেক্ট সার্কিট সংযুক্ত করার প্রয়োজন আছে। C1 ক্যাপাসিটরটি প্রশস্ততা নির্বাচনের পর্যায়ে ধারাবাহিকভাবে সংযুক্ত, এবং রিলে ইন্ডাক্টরের উপর বর্তমান ড্রাইভিংয়ের মাধ্যমে নীরব করা যায়, এইভাবে আউটপুট সিগন্যালটিকে সরাসরি আউটপুট পর্যায়ে ট্রেস করা হয়। C1 এর মান 10uF, এটি তরঙ্গাকৃতির জন্য এমনকি কম ফ্রিকোয়েন্সি এমনকি ক্যাপাসিটরের মধ্য দিয়ে অতিক্রম করার জন্য যথেষ্ট, শুধুমাত্র ডিসি অপসারণ দ্বারা প্রভাবিত। Q1 সাধারণ BJT সুইচ হিসাবে ব্যবহৃত হয় যা রিলে এর ইন্ডাক্টরের মাধ্যমে কারেন্ট চালাতে ব্যবহৃত হয়। নিশ্চিত করুন যে ডায়োডটি রিলে ইন্ডাক্টরের বিপরীত বরাদ্দে সংযুক্ত আছে, যাতে ভোল্টেজ স্পাইকগুলি এড়াতে পারে যা ডিভাইসের সার্কিটগুলিকে ক্ষতি করতে পারে।

শেষ কিন্তু কমপক্ষে পর্যায়টি একটি প্রশস্ততা নির্বাচন নয়। U6 হল 8-বিট ডিজিটাল পটেন্টিওমিটার আইসি, যা প্রদত্ত আউটপুট ওয়েভফর্মের জন্য ভোল্টেজ ডিভাইডার হিসেবে কাজ করে। X9C104P হল একটি 100KOhm ডিজিটাল পোটেন্টিওমিটার যা খুব সহজ ওয়াইপার পজিশন অ্যাডজাস্টমেন্ট: ইনক্রিমেন্ট/ডিক্রমেন্ট ওয়াইপার পজিশন অ্যাডজাস্ট করার জন্য 3-পিন ডিজিটাল ইনপুট।

4. এলসিডি:

16x2 তরল স্ফটিক প্রদর্শন ব্যবহারকারী এবং ডিভাইসের সার্কিট্রি এর মধ্যে গ্রাফিক্যাল ইন্টারফেস। শক্তি খরচ কমানোর জন্য, LCD ব্যাকলাইট ক্যাথোড পিনটি Q2 BJT- এর সাথে সুইচ হিসাবে সংযুক্ত, Arduino analogWrite ক্ষমতা দ্বারা চালিত PWM সংকেত দ্বারা নিয়ন্ত্রিত (Arduino কোড ধাপে বর্ণনা করা হবে)।

5. এনকোডার:

এনকোডার সার্কিট একটি নিয়ন্ত্রণ ইন্টারফেস, যা পুরো ডিভাইসের ক্রিয়াকলাপকে সংজ্ঞায়িত করে। U9 এনকোডার এবং একটি SPST সুইচ নিয়ে গঠিত, তাই প্রকল্পে অতিরিক্ত বোতাম যুক্ত করার প্রয়োজন নেই। এনকোডার এবং সুইচ পিন একটি বহিরাগত 10KOhm প্রতিরোধক দ্বারা টানা উচিত, কিন্তু এটি কোডের মাধ্যমেও সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে। এই ইনপুট লাইনে বাউন্সিং এড়ানোর জন্য এনকোডার A এবং B পিনের সমান্তরালে 0.1uF ক্যাপাসিটার যুক্ত করার সুপারিশ করা হয়।

6. জেএসটি সংযোগকারী:

ডিভাইসের সমস্ত বাহ্যিক অংশগুলি জেএসটি সংযোগকারীর মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে, এইভাবে বিল্ডিং প্রক্রিয়ার সময় ভুলের স্থান হ্রাস করার অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য সহ ডিভাইসটি একত্রিত করা আরও সুবিধাজনক। সংযোগকারীদের ম্যাপিং এইভাবে করা হয়:

• জে 3, জে 4: এলসিডি
• J5: এনকোডার
• J6: ব্যাটারি
• J7: SPST টগল সুইচ
• J8: RCA আউটপুট সংযোগকারী

ধাপ 4: সোল্ডারিং

এই প্রকল্পের 'মডুলার ডিজাইনের কারণে, সোল্ডারিং ধাপ সহজ হয়ে যায়:

উ: প্রধান বোর্ড সোল্ডারিং:

1. প্রথমত, প্রোটোটাইপ বোর্ডকে কাঙ্ক্ষিত ঘেরের মাত্রার আকারে কাটতে হবে।

2. Arduino ন্যানো মডিউল সোল্ডারিং এবং এর প্রাথমিক ক্রিয়াকলাপ পরীক্ষা করা।

3. সোল্ডারিং পাওয়ার সাপ্লাই সার্কিট এবং সমস্ত ভোল্টেজের মান পরীক্ষা করা ডিভাইসের প্রয়োজনীয়তা মেনে চলে।

4. সমস্ত পেরিফেরাল সার্কিট সহ AD9833 মডিউল সোল্ডারিং।

5. সমস্ত জেএসটি সংযোগকারীগুলিকে সোল্ডার করা।

B. বাহ্যিক উপাদান:

1. মূল বোর্ডে পরিকল্পনা অনুযায়ী ঠিক LCD পিনগুলিতে JST পুরুষ সংযোগকারী 'তারের সোল্ডারিং।

2. আগের ধাপের অনুরূপ এনকোডারে JST পুরুষ সংযোগকারী 'তারের সোল্ডারিং

3. JST তারের মধ্যে সোল্ডারিং টগল সুইচ।

4. ব্যাটারিতে জেএসটি তারের সোল্ডারিং (যদি এটির প্রয়োজন হয়। ইবেতে পাওয়া কিছু লি-আয়ন ব্যাটারি তাদের নিজস্ব জেএসটি সংযোগকারীর সাথে প্রাক-বিক্রয় করা হয়)।

ধাপ 5: ঘের এবং সমাবেশ

সমস্ত সোল্ডারিং সম্পন্ন হওয়ার পরে, আমরা ডিভাইস সমাবেশ ক্রম এগিয়ে যেতে পারি:

1. ডিভাইসের বাহ্যিক যন্ত্রাংশ বসানোর বিষয়ে চিন্তা করুন: আমার ক্ষেত্রে, আমি এলসিডির নীচে এনকোডার স্থাপন করতে পছন্দ করি, যখন টগল সুইচ এবং আরসিএ সংযোগকারীকে ঘের বাক্সের পৃথক পাশে রাখা হয়।

2. এলসিডি ফ্রেম প্রস্তুত করা: ডিভাইসে এলসিডি কোথায় থাকবে তা ঠিক করুন, নিশ্চিত করুন যে এটি সঠিক দিকে স্থাপন করা হবে, আমার সাথে অনেকবার ঘটেছে যে আমি সমস্ত কাটার প্রক্রিয়া শেষ করার পরে, এলসিডি উল্লম্বভাবে উল্টানো ছিল, যার কথা বলছি দু sadখজনক, কারণ LCD ফ্রেমটি পুনরায় সাজানোর প্রয়োজন আছে।

ফ্রেম নির্বাচন করার পরে, পুরো ফ্রেমের পরিধিতে বেশ কয়েকটি গর্ত ড্রিল করুন। গ্রাইন্ডিং ফাইল সহ সমস্ত অবাঞ্ছিত প্লাস্টিকের কাটা সরান।

ভিতর থেকে এলসিডি andোকান এবং ঘেরের স্ক্রু পয়েন্টগুলি সনাক্ত করুন। একটি উপযুক্ত ব্যাস ড্রিল বিট সঙ্গে গর্ত ড্রিল। সামনের প্যানেলের ভিতরের দিকে টানা স্ক্রু andোকান এবং বাদাম বেঁধে দিন।

3. এনকোডার: প্যাকেজে শুধুমাত্র একটি ঘূর্ণমান অংশ আছে। এনকোডার ঘূর্ণমান সংযুক্তি ব্যাস অনুযায়ী এলাকা ড্রিল। এটি ভিতর থেকে,োকান, এটি একটি গরম আঠালো বন্দুক দিয়ে বেঁধে দিন। ঘূর্ণমান সংযুক্তিতে একটি ক্যাপ রাখুন।

4. টগল সুইচ: টগল সুইচ সুইং এর মাত্রা সম্পর্কে সিদ্ধান্ত নিন, তাই এটি অবাধে নিচে বা উপরে টানতে পারে। যদি আপনার টগল সুইচটিতে স্ক্রু পয়েন্ট থাকে, তাহলে ঘেরের উপযুক্ত জায়গাগুলি ড্রিল করুন, অন্যথায় আপনি এটি একটি গরম আঠালো বন্দুক দিয়ে বেঁধে রাখতে পারেন।

5. আরসিএ আউটপুট সংযোজক: ঘেরের পাশের নিচের দিকে আরসিএ আউটপুট সংযোগকারীর জন্য উপযুক্ত ব্যাসের গর্ত ড্রিল করুন। এটি গরম আঠালো বন্দুক দিয়ে বেঁধে দিন।

6. প্রধান বোর্ড এবং ব্যাটারি: ঘেরের নিচের দিকে লি-আয়ন ব্যাটারি রাখুন। একটি গরম আঠালো বন্দুক দিয়ে ব্যাটারি শক্ত করা যায়। প্রতিটি প্রধান বোর্ডের কোণে 4 টি স্ক্রুর জন্য চারটি জায়গায় প্রধান বোর্ড ড্রিল করা উচিত। নিশ্চিত করুন যে Arduino মিনি-ইউএসবি ইনপুটটি ঘেরের সীমানার যতটা সম্ভব কাছাকাছি (আমাদের এটি চার্জিং এবং প্রোগ্রামিং উদ্দেশ্যে ব্যবহার করতে হবে)।

7. মিনি-ইউএসবি: একটি গ্রাইন্ডিং ফাইলের সাহায্যে আরডুইনো ন্যানো মাইক্রো-ইউএসবি-এর জন্য কাঙ্ক্ষিত এলাকাটি কেটে ফেলুন, এইভাবে এটি সম্পূর্ণরূপে একত্রিত হলে ডিভাইসে বাহ্যিক বিদ্যুৎ সরবরাহ/পিসি সংযোগ করা সম্ভব করে তোলে।

8. চূড়ান্ত: সমস্ত জেএসটি সংযোগকারীগুলিকে সংযুক্ত করুন, ঘেরের প্রতিটি কোণে চারটি 8 মিমি স্ক্রু দিয়ে ঘেরের উভয় অংশ সংযুক্ত করুন।

ধাপ 6: Arduino কোড

সংযুক্ত কোড হল সম্পূর্ণ ডিভাইস কোড যা সম্পূর্ণ ডিভাইস অপারেশনের জন্য প্রয়োজন। সমস্ত প্রয়োজনীয় ব্যাখ্যা কোডের ভিতরে মন্তব্য বিভাগে সংযুক্ত করা হয়েছে।

ধাপ 7: চূড়ান্ত পরীক্ষা

আমাদের ডিভাইসটি ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত। মিনি-ইউএসবি সংযোগকারী উভয়ই প্রোগ্রামার ইনপুট এবং বাহ্যিক চার্জার ইনপুট হিসাবে কাজ করে, তাই ডিভাইসটি সম্পূর্ণরূপে একত্রিত হলে প্রোগ্রাম করাতে সক্ষম।

আশা করি, আপনি এই নির্দেশযোগ্য দরকারী পাবেন, পড়ার জন্য ধন্যবাদ!;)