তাপমাত্রা পরিমাপ করতে ক্যাপাসিটার ব্যবহার করুন: 9 টি ধাপ

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

এই প্রকল্পটি এসেছিল কারণ আমি প্রধানত X7R (ভাল মানের) ক্যাপাসিটরের সাথে একটি ক্যাপাসিটর কিট কিনেছিলাম, কিন্তু 100nF এবং তার চেয়ে বেশি কিছু মান সস্তা এবং কম স্থিতিশীল Y5V ডাইলেক্ট্রিক ছিল, যা তাপমাত্রা এবং অপারেটিং ভোল্টেজের উপর ব্যাপক পরিবর্তন প্রদর্শন করে। আমি সাধারণত আমার ডিজাইন করা পণ্যে Y5V ব্যবহার করবো না, তাই আমি তাদের চিরতরে শেলফে বসার পরিবর্তে তাদের জন্য বিকল্প ব্যবহার খুঁজে বের করার চেষ্টা করেছি।

আমি দেখতে চেয়েছিলাম যে তাপমাত্রার পরিবর্তন একটি দরকারী এবং খুব কম খরচে সেন্সর তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং আপনি পরবর্তী কয়েক পৃষ্ঠায় দেখতে পাবেন যে এটি বেশ সহজ ছিল, শুধুমাত্র একটি অন্য উপাদান প্রয়োজন।

ধাপ 1: তত্ত্ব

প্রথমে এটি ক্যাপাসিটরগুলি কীভাবে তৈরি করা হয় এবং উপলব্ধ প্রকারগুলি সম্পর্কে কিছুটা জানতে সহায়তা করে। সিরামিক ক্যাপাসিটরগুলি একটি সংখ্যক ধাতব শীট, বা 'প্লেট' একটি অন্তরক দ্বারা পৃথক হয়ে থাকে, যা একটি ডাইলেক্ট্রিক নামে পরিচিত। এই উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি (বেধ, সিরামিকের ধরণ, স্তরের সংখ্যা) ক্যাপাসিটরকে এর বৈশিষ্ট্যগুলি দেয় যেমন অপারেটিং ভোল্টেজ, ক্যাপাসিট্যান্স, তাপমাত্রা সহগ (তাপমাত্রার সাথে ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন) এবং অপারেটিং তাপমাত্রার পরিসীমা। বেশ কয়েকটি ডাইলেক্ট্রিক্স পাওয়া যায়, কিন্তু সবচেয়ে জনপ্রিয় গ্রাফে দেখানো হয়।

NP0 (যা C0G নামেও পরিচিত) - এগুলি সর্বোত্তম, তাপমাত্রার উপর কার্যত কোন পরিবর্তন না হলেও তারা শুধুমাত্র পিকোফারাড এবং কম ন্যানোফারাড রেঞ্জে কম ক্যাপাসিট্যান্স মানগুলির জন্য উপলব্ধ থাকে।

X7R - এগুলি যুক্তিসঙ্গত, অপারেটিং পরিসরের উপর শুধুমাত্র একটি ছোট শতাংশ পরিবর্তন।

Y5V - যেমন আপনি দেখতে পাচ্ছেন এগুলি গ্রাফের সবচেয়ে খাড়া বক্ররেখা, প্রায় 10C এর শিখর সহ। এটি প্রভাবের উপযোগিতা কিছুটা সীমাবদ্ধ করে, কারণ যদি সেন্সরের 10 ডিগ্রির নিচে যাওয়ার সম্ভাবনা থাকে তবে এটি শিখার কোন দিকটি নির্ধারণ করা অসম্ভব।

গ্রাফে দেখানো অন্যান্য ডাইলেক্ট্রিক্স হল উপরে বর্ণিত তিনটি সর্বাধিক জনপ্রিয় মধ্যবর্তী পদক্ষেপ।

তাহলে আমরা কিভাবে এটি পরিমাপ করতে পারি? একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের একটি লজিক লেভেল থাকে যেখানে এর ইনপুটগুলি উচ্চ বলে বিবেচিত হয়। যদি আমরা ক্যাপাসিটরকে একটি রোধকের মাধ্যমে চার্জ করি (চার্জ সময় নিয়ন্ত্রণ করতে), উচ্চ স্তরে পৌঁছানোর সময়টি ক্যাপাসিট্যান্স ভ্যালুর সমানুপাতিক হবে।

ধাপ 2: আপনার উপকরণ সংগ্রহ করুন

আপনার প্রয়োজন হবে:

• Y5V ক্যাপাসিটার, আমি 100nF 0805 সাইজ ব্যবহার করেছি।
• ক্যাপাসিটর মাউন্ট করার জন্য প্রোটোটাইপিং বোর্ডের ছোট টুকরা।
• সেন্সরগুলিকে অন্তরক করার জন্য হিটশ্রিঙ্ক। বিকল্পভাবে আপনি এগুলিকে ইপক্সিতে ডুবিয়ে রাখতে পারেন, বা ইনসুলেশন টেপ ব্যবহার করতে পারেন।
• নেটওয়ার্ক তারের যা 4 টুইস্টেড জোড়ার জন্য নামানো যায়। বাঁকা জোড়া ব্যবহার করা বাধ্যতামূলক নয়, কিন্তু বাঁকানো বৈদ্যুতিক শব্দ কমাতে সাহায্য করে।
• মাইক্রোকন্ট্রোলার - আমি একটি Arduino ব্যবহার করেছি কিন্তু যে কোনটি করবে
• প্রতিরোধক - আমি 68k ব্যবহার করেছি কিন্তু এটি আপনার ক্যাপাসিটরের আকার এবং আপনি পরিমাপ কতটা সঠিক হতে চান তার উপর নির্ভর করে।

সরঞ্জাম:

• তাতাল.
• মাইক্রোকন্ট্রোলার/আরডুইনো মাউন্ট করার জন্য প্রোটোটাইপিং বোর্ড।
• হিটশ্রিঙ্কের জন্য তাপ বন্দুক। সামান্য দরিদ্র ফলাফল সহ একটি সিগারেট লাইটার ব্যবহার করা যেতে পারে।
• ইনফ্রারেড থার্মোমিটার বা থার্মোকল, সেন্সরগুলিকে ক্যালিব্রেট করতে।
• টুইজার।

ধাপ 3: আপনার ক্যাপাসিটরগুলি বিক্রি করুন

এখানে কোন ব্যাখ্যার প্রয়োজন নেই - শুধু আপনার পছন্দের সোল্ডারিং পদ্ধতি ব্যবহার করে সেগুলি আপনার বোর্ডের সাথে মানানসই করুন এবং দুটি তার সংযুক্ত করুন।

ধাপ 4: সেন্সরগুলিকে অন্তরক করুন

সেন্সরগুলির উপর যথাযথ আকারের হিটশ্রিঙ্ক টিউব লাগান যাতে নিশ্চিত হয় যে কোন প্রান্ত উন্মুক্ত নয় এবং গরম বাতাস ব্যবহার করে এটি সঙ্কুচিত করুন।

পদক্ষেপ 5: আপনার প্রতিরোধককে ফিট করুন এবং সেন্সরটি সংযুক্ত করুন

আমি নিম্নলিখিত পিনআউট নির্বাচন করেছি।

PIN3: আউটপুট

PIN2: ইনপুট

ধাপ 6: সফ্টওয়্যার লিখুন

মৌলিক পরিমাপ কৌশল উপরে দেখানো হয়েছে। এটি কীভাবে কাজ করে তা ব্যাখ্যা করার জন্য, মিলিস () কমান্ডটি ব্যবহার করে মিলিসেকেন্ডের সংখ্যা ফিরে আসে যেহেতু আরডুইনো চালিত হয়েছিল। যদি আপনি পরিমাপের শুরু এবং শেষে একটি রিডিং নেন এবং প্রারম্ভিক মানটি শেষ থেকে বিয়োগ করেন তাহলে আপনি ক্যাপাসিটরের চার্জ করার জন্য মিলিসেকেন্ডে সময় পাবেন।

পরিমাপের পরে, এটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ যে আপনি ক্যাপাসিটরের স্রাবের জন্য আউটপুট পিন কম সেট করুন এবং পরিমাপ পুনরাবৃত্তি করার আগে একটি উপযুক্ত সময় অপেক্ষা করুন যাতে ক্যাপাসিটর সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশিত হয়। আমার ক্ষেত্রে একটি সেকেন্ড যথেষ্ট ছিল।

আমি তখন সিরিয়াল পোর্ট থেকে ফলাফল বের করেছিলাম যাতে আমি তাদের পর্যবেক্ষণ করতে পারি। প্রাথমিকভাবে আমি দেখেছি যে মিলিসেকেন্ড যথেষ্ট সঠিক ছিল না (শুধুমাত্র একটি একক চিত্রের মান দেওয়া), তাই আমি মাইক্রোসেকেন্ডে ফলাফল পেতে মাইক্রোস () কমান্ড ব্যবহার করার জন্য এটি পরিবর্তন করেছি, যা আপনি আশা করেছিলেন আগের মান প্রায় 1000x। প্রায় 5000 এর আশেপাশের মান উল্লেখযোগ্যভাবে ওঠানামা করে, তাই পড়তে সহজ করার জন্য আমি 10 দ্বারা বিভক্ত।

ধাপ 7: ক্রমাঙ্কন সম্পাদন করুন

আমি 27.5 ডিগ্রি সেলসিয়াসে (রুমের তাপমাত্রা - যুক্তরাজ্যের জন্য গরম!) রিডিং নিলাম, তারপর ফ্রিজে সেন্সর বান্ডেল রাখলাম এবং ইনফ্রারেড থার্মোমিটার দিয়ে পরীক্ষা করে প্রায় 10 ডিগ্রি সেলসিয়াস ঠান্ডা হতে দিলাম। আমি দ্বিতীয় সেট রিডিং নিয়েছিলাম, তারপর ওভেনে ডিফ্রস্ট সেটিংয়ে রাখলাম, থার্মোমিটার দিয়ে ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করছি যতক্ষণ না তারা 50C এ রেকর্ড করার জন্য প্রস্তুত ছিল।

আপনি উপরের প্লটগুলি থেকে দেখতে পারেন, ফলাফলগুলি বেশ 4 টি সেন্সর জুড়ে বেশ রৈখিক এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল।

ধাপ 8: সফটওয়্যার রাউন্ড 2

আমি এখন আরডুইনো ম্যাপ ফাংশন ব্যবহার করে আমার সফ্টওয়্যারটি সংশোধন করেছি, প্লট থেকে উপরের এবং নিম্ন গড় রিডিংগুলিকে যথাক্রমে 10C এবং 50C এ পুনpনির্মাণ করতে।

সবকিছু পরিকল্পনা অনুযায়ী কাজ করছে, আমি তাপমাত্রা পরিসীমা জুড়ে কয়েকটি চেক করেছি।

ধাপ 9: প্রকল্পের সারাংশ - সুবিধা এবং অসুবিধা

সুতরাং আপনার কাছে এটি আছে, উপাদানগুলিতে £ 0.01 এরও কম তাপমাত্রা সেন্সর।

সুতরাং, কেন আপনি আপনার প্রকল্পে এটি করতে চান না?

• ক্যাপাসিট্যান্স সাপ্লাই ভোল্টেজের সাথে ওঠানামা করে, তাই অবশ্যই একটি নিয়ন্ত্রিত সাপ্লাই ব্যবহার করতে হবে (সরাসরি ব্যাটারি থেকে বিদ্যুৎ চালানো যাবে না) এবং যদি আপনি সাপ্লাই পরিবর্তন করার সিদ্ধান্ত নেন তাহলে আপনাকে অবশ্যই আবার সেন্সর ক্যালিব্রেট করতে হবে।
• ক্যাপাসিট্যান্স একমাত্র জিনিস নয় যা তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয় - বিবেচনা করুন যে আপনার মাইক্রোকন্ট্রোলারে আপনার ইনপুট উচ্চ থ্রেশহোল্ড তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হতে পারে, এবং এটি সাধারণত কোন নির্ভুলতার সাথে ডেটশীটে সংজ্ঞায়িত করা হয় না।
• যদিও আমার 4 টি ক্যাপাসিটর সবই বেশ সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল, তারা একই ব্যাচ এবং একই কম্পোনেন্ট রিল থেকে ছিল এবং আমি সৎভাবে ব্যাচ-টু-ব্যাচের বৈচিত্র্য কতটা খারাপ তা সম্পর্কে কোন ধারণা নেই।
• যদি আপনি কেবলমাত্র কম তাপমাত্রা (10C এর নিচে) বা উচ্চ তাপমাত্রা (10C এর উপরে) পরিমাপ করতে চান তবে এটি ঠিক আছে, তবে যদি আপনি উভয় পরিমাপ করতে চান তবে তুলনামূলকভাবে অকেজো।
• পরিমাপ ধীর! আপনি আবার পরিমাপ করার আগে আপনাকে ক্যাপাসিটরের পুরোপুরি স্রাব করতে হবে।

আমি আশা করি এই প্রকল্পটি আপনাকে কিছু ধারণা দিয়েছে, এবং হয়তো আপনাকে অন্যান্য উপাদানগুলি তাদের উদ্দেশ্য ছাড়া অন্য উদ্দেশ্যে ব্যবহার করতে অনুপ্রাণিত করবে।