3-অক্ষ চৌম্বক ক্ষেত্র সেন্সর: 10 ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার সিস্টেমগুলি প্রচলিত তারযুক্ত চার্জিং প্রতিস্থাপনের পথে রয়েছে। ক্ষুদ্র বায়োমেডিক্যাল ইমপ্লান্ট থেকে শুরু করে বেতারভাবে বিশাল বৈদ্যুতিক যানবাহন রিচার্জ করা। বেতার শক্তি গবেষণার একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ হল চৌম্বক ক্ষেত্রের ঘনত্ব কমিয়ে আনা। ইন্টারন্যাশনাল কমিশন অন নন-আয়নাইজিং রেডিয়েশন প্রোটেকশন (আইসিএনআইআরপি) মানুষের এবং পরিবেশকে ক্ষতিকারক এনআইআর এক্সপোজার থেকে রক্ষা করতে নন-আয়নাইজিং রেডিয়েশনের (এনআইআর) স্বাস্থ্য এবং পরিবেশগত প্রভাব সম্পর্কে বৈজ্ঞানিক পরামর্শ এবং নির্দেশনা প্রদান করে। NIR বলতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন যেমন আল্ট্রাভায়োলেট, লাইট, ইনফ্রারেড, এবং রেডিওওয়েভ, এবং যান্ত্রিক তরঙ্গ যেমন ইনফ্রা- এবং আল্ট্রাসাউন্ডকে বোঝায়। ওয়্যারলেস চার্জিং সিস্টেম চকচকে ক্ষেত্র তৈরি করে যা আশেপাশের মানুষ এবং প্রাণীদের জন্য ক্ষতিকর হতে পারে। এই ক্ষেত্রগুলি সনাক্ত করতে এবং একটি বাস্তব-বিশ্বের পরীক্ষা সেট-আপে এগুলি হ্রাস করতে সক্ষম হওয়ার জন্য, অ্যারোনিয়া স্পেকট্রান এনএফ -5035 বর্ণালী বিশ্লেষকের মতো একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্র পরিমাপক যন্ত্র প্রয়োজন। এই ডিভাইসগুলির দাম সাধারণত $ 2000 এর উপরে হয় এবং ভারী হয় এবং ক্ষেত্রটি পরিমাপ করার প্রয়োজন যেখানে সংকীর্ণ স্থানে পৌঁছাতে পারে না। উপরন্তু, এই ডিভাইসগুলিতে সাধারণত ওয়্যারলেস পাওয়ার ট্রান্সফার সিস্টেমে সাধারণ ক্ষেত্র পরিমাপের প্রয়োজনের চেয়ে বেশি বৈশিষ্ট্য থাকে। অতএব, ক্ষেত্র পরিমাপের যন্ত্রগুলির একটি ছোট, সস্তা সংস্করণ বিকাশ করা খুব মূল্যবান হবে।

বর্তমান প্রকল্পে চুম্বকীয় ক্ষেত্র সেন্সিংয়ের জন্য একটি পিসিবির নকশা এবং একটি অতিরিক্ত ডিভাইসের নকশা জড়িত যা অনুভূত চৌম্বক ক্ষেত্রের মানগুলি প্রক্রিয়া করতে পারে এবং সেগুলি একটি OLED বা LCD ডিসপ্লেতে প্রদর্শন করতে পারে।

ধাপ 1: প্রয়োজনীয়তা

ডিভাইসের নিম্নলিখিত প্রয়োজনীয়তা রয়েছে:

1. 10 - 300 kHz এর পরিসরে বিকল্প চুম্বক ক্ষেত্র পরিমাপ করুন
2. ক্ষেত্রগুলি সঠিকভাবে 50 uT পর্যন্ত পরিমাপ করুন (ICNIRP দ্বারা নির্ধারিত নিরাপত্তা সীমা 27 uT)
3. তিনটি অক্ষের মধ্যে ক্ষেত্রগুলি পরিমাপ করুন এবং একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে প্রকৃত ক্ষেত্রটি খুঁজে পেতে তাদের ফলাফল পান
4. একটি হ্যান্ডহেল্ড মিটারে চৌম্বক ক্ষেত্র প্রদর্শন করুন
5. ক্ষেত্রটি ICNIRP- এর দ্বারা নির্ধারিত মানদণ্ডের উপরে গেলে একটি সতর্কতা নির্দেশক প্রদর্শন করুন
6. ব্যাটারি অপারেশন অন্তর্ভুক্ত করুন যাতে ডিভাইসটি সত্যিই বহনযোগ্য হয়

ধাপ 2: সিস্টেম ওভারভিউ

ধাপ 3: উপাদান নির্বাচন

এই পদক্ষেপটি সম্ভবত সবচেয়ে বেশি সময় নেওয়া পদক্ষেপ, এই প্রকল্পের জন্য সঠিক উপাদানগুলি বেছে নেওয়ার জন্য যথেষ্ট ধৈর্যের প্রয়োজন। অন্যান্য ইলেকট্রনিক্স প্রকল্পের মতো, উপাদানগুলি নির্বাচন করার জন্য ডেটশীটগুলির সাবধানে পরীক্ষা করা প্রয়োজন যাতে সমস্ত উপাদান একে অপরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয় এবং সমস্ত অপারেটিং পরামিতিগুলির পছন্দসই পরিসরে কাজ করে - এই বিশেষ ক্ষেত্রে, চৌম্বক ক্ষেত্র, ফ্রিকোয়েন্সি, ভোল্টেজ ইত্যাদি

ম্যাগনেটিক ফিল্ড সেন্সর PCB- এর জন্য নির্বাচিত প্রধান উপাদান সংযুক্ত এক্সেল শীটে পাওয়া যায়। হ্যান্ডহেল্ড ডিভাইসের জন্য ব্যবহৃত উপাদানগুলি নিম্নরূপ:

1. টিভা সি TM4C123GXL মাইক্রোকন্ট্রোলার
2. সানফাউন্ডার I2C সিরিয়াল 20x4 LCD ডিসপ্লে
3. Cyclewet 3.3V-5V 4 চ্যানেল লজিক লেভেল কনভার্টার দ্বি-নির্দেশক শিফটার মডিউল
4. পুশ বাটন সুইচ
5. 2 অবস্থান টগল সুইচ
6. 18650 লি-আয়ন 3.7V সেল
7. Adafruit PowerBoost 500 চার্জার
8. মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড (স্পার্কফান স্ন্যাপযোগ্য)
9. স্থবিরতা
10. তারের সংযোগ
11. হেডার পিন

এই প্রকল্পের জন্য প্রয়োজনীয় সরঞ্জামগুলি নিম্নরূপ:

1. সোল্ডারিং ডিভাইস এবং কিছু সোল্ডার তার
2. ড্রিল
3. তার কর্তনকারী

ধাপ 4: সার্কিট ডিজাইন এবং সিমুলেশন

ধাপ 5: পিসিবি ডিজাইন করা

LTSpice এ সার্কিট অপারেশন যাচাই হয়ে গেলে, একটি PCB ডিজাইন করা হয়। কপার প্লেনগুলি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যে তারা চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের সেন্সরের কাজে হস্তক্ষেপ করে না। পিসিবি লেআউট ডায়াগ্রামে হাইলাইট করা ধূসর অঞ্চলটি পিসিবিতে তামার প্লেনগুলি দেখায়। ডানদিকে, ডিজাইন করা PCB- এর 3D ভিউও দেখানো হয়েছে।

ধাপ 6: মাইক্রোকন্ট্রোলার সেট আপ করা

এই প্রকল্পের জন্য নির্বাচিত মাইক্রোকন্ট্রোলার হল টিভা সি TM4C123GXL। মাইক্রোকন্ট্রোলারদের Arduino পরিবারের জন্য বিদ্যমান LCD লাইব্রেরি ব্যবহার করার জন্য কোডটি এনার্জিয়াতে লেখা হয়েছে। ফলস্বরূপ, এই প্রকল্পের জন্য তৈরি কোড টিভা সি এর পরিবর্তে একটি Arduino মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে (যদি আপনি সঠিক পিন অ্যাসাইনমেন্ট ব্যবহার করেন এবং সেই অনুযায়ী কোডটি সংশোধন করেন)।

ধাপ 7: ডিসপ্লেকে কাজে লাগানো

ডিসপ্লে এবং মাইক্রো-কন্ট্রোলার I2C যোগাযোগের মাধ্যমে ইন্টারফেস করা হয় যার জন্য শুধুমাত্র একটি +5V সরবরাহ এবং স্থল ছাড়া দুটি তারের প্রয়োজন। মাইক্রোকন্ট্রোলারদের Arduino পরিবারের জন্য উপলব্ধ LCD কোড স্নিপেটগুলি (লিকুইডক্রিস্টাল লাইব্রেরি) এনার্জিয়াতে পোর্ট এবং ব্যবহার করা হয়েছে। কোড সংযুক্ত LCDTest1.ino ফাইলে দেওয়া আছে।

প্রদর্শনের জন্য কিছু সহায়ক টিপস নিম্নলিখিত ভিডিওতে পাওয়া যাবে:

www.youtube.com/watch?v=qI4ubkWI_f4

ধাপ 8: 3D মুদ্রণ

হ্যান্ডহেল্ড ডিভাইসের জন্য একটি ঘের বাক্স উপরের ছবিতে দেখানো হয়েছে। বাক্সটি বোর্ডগুলিকে জায়গায় এবং তারগুলি অচল রাখতে সাহায্য করে। বক্সটি তারের মধ্য দিয়ে যাওয়ার জন্য দুটি কাটআউট, ব্যাটারি নির্দেশক LEDs এর জন্য একটি কাটআউট এবং টগল সুইচ এবং পুশ বোতাম সুইচের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। প্রয়োজনীয় ফাইল সংযুক্ত করা হয়েছে।

ধাপ 9: সমস্ত উপাদান ইন্টারফেসিং

সমস্ত উপলব্ধ উপাদানগুলির মাত্রা পরিমাপ করুন এবং গ্রাফিকাল টুল যেমন মাইক্রোসফট ভিসিও ব্যবহার করে সেগুলি রাখুন। একবার সমস্ত উপাদানগুলির বিন্যাস পরিকল্পনা করা হলে, চূড়ান্ত পণ্যের অনুভূতি পেতে তাদের অবস্থানে তাদের চেষ্টা করা একটি ভাল ধারণা। ডিভাইসে প্রতিটি নতুন উপাদান যুক্ত হওয়ার পরে সংযোগগুলি পরীক্ষা করার পরামর্শ দেওয়া হয়। ইন্টারফেসিং প্রক্রিয়ার একটি ওভারভিউ উপরের ছবিতে দেখানো হয়েছে। থ্রিডি প্রিন্টেড বক্সটি ডিভাইসটিকে পরিষ্কার চেহারা দেয় এবং ভেতরের ইলেকট্রনিক্সকেও সুরক্ষা দেয়।

ধাপ 10: ডিভাইস পরীক্ষা এবং প্রদর্শন

এমবেডেড ভিডিওটি ডিভাইসের ক্রিয়াকলাপ দেখায়। টগল সুইচটি ডিভাইসটি চালু করে এবং পুশ বোতামটি দুটি ডিসপ্লে মোডের মাধ্যমে বদলাতে ব্যবহার করা যেতে পারে।