কিভাবে একটি জল প্রবাহ মিটার তৈরি করতে: 7 ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:57

একটি সঠিক, ছোট এবং কম খরচে তরল প্রবাহ মিটার সহজেই GreenPAK ™ উপাদান ব্যবহার করে তৈরি করা যায়। এই নির্দেশে আমরা একটি জল প্রবাহ মিটার উপস্থাপন করি যা ক্রমাগত জল প্রবাহ পরিমাপ করে এবং এটি তিনটি 7-সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে প্রদর্শন করে। প্রবাহ সেন্সর পরিমাপ পরিসীমা প্রতি মিনিটে 1 থেকে 30 লিটার পর্যন্ত। সেন্সরের আউটপুট হল একটি ডিজিটাল PWM সিগন্যাল যার ফ্রিকোয়েন্সি জল প্রবাহ হারের সমানুপাতিক।

তিনটি GreenPAK প্রোগ্রামেবল মিক্সড-সিগন্যাল ম্যাট্রিক্স SLG46533 ICs একটি বেস টাইম T এর মধ্যে ডালের সংখ্যা গণনা করে। -বিভাগ প্রদর্শন। রেজোলিউশন 0.1 লিটার/মিনিট

সেন্সরের আউটপুট একটি প্রথম মিশ্র-সংকেত ম্যাট্রিক্সের শ্মিট ট্রিগারের সাথে একটি ডিজিটাল ইনপুটের সাথে সংযুক্ত থাকে যা ভগ্নাংশ সংখ্যা গণনা করে। একটি ডিজিটাল আউটপুটের মাধ্যমে চিপগুলি একসঙ্গে ক্যাসকেড করা হয়, যা একটি চলমান মিশ্র-সংকেত ম্যাট্রিক্সের একটি ডিজিটাল ইনপুটের সাথে সংযুক্ত থাকে। প্রতিটি ডিভাইস 7 আউটপুটের মাধ্যমে 7 সেগমেন্ট সাধারণ ক্যাথোড ডিসপ্লেতে সংযুক্ত থাকে।

গ্রিনপ্যাক প্রোগ্রামেবল মিক্সড-সিগন্যাল ম্যাট্রিক্স ব্যবহার করা মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং বিচ্ছিন্ন উপাদানগুলির মতো অন্যান্য অনেক সমাধানের চেয়ে অগ্রাধিকারযোগ্য। একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের তুলনায়, একটি GreenPAK কম খরচে, ছোট এবং প্রোগ্রাম করা সহজ। একটি আলাদা লজিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট ডিজাইনের তুলনায়, এটি কম খরচে, নির্মাণে সহজ এবং ছোট।

এই সমাধানটিকে বাণিজ্যিকভাবে টেকসই করার জন্য, সিস্টেমটি যথাসম্ভব ছোট হতে হবে এবং জল, ধুলো, বাষ্প এবং অন্যান্য কারণের জন্য প্রতিরোধী হতে একটি জলরোধী, শক্ত ঘেরের মধ্যে আবদ্ধ থাকতে হবে যাতে এটি বিভিন্ন পরিস্থিতিতে কাজ করতে পারে।

নকশা পরীক্ষা করার জন্য একটি সহজ PCB নির্মিত হয়েছিল। গ্রীনপ্যাক ডিভাইসগুলি এই পিসিবিতে 20 পিনের ডাবল সারি মহিলা হেডার সংযোগকারী ব্যবহার করে প্লাগ করা আছে।

একটি Arduino দ্বারা উত্পাদিত ডাল ব্যবহার করে প্রথমবার পরীক্ষা করা হয় এবং দ্বিতীয়বার বাড়ির পানির উৎসের পানির প্রবাহ হার পরিমাপ করা হয়। সিস্টেম 99%এর নির্ভুলতা দেখিয়েছে।

গ্রিনপাক চিপ কীভাবে জল প্রবাহ মিটার নিয়ন্ত্রণ করার জন্য প্রোগ্রাম করা হয়েছে তা বুঝতে প্রয়োজনীয় সমস্ত পদক্ষেপ আবিষ্কার করুন। যাইহোক, যদি আপনি শুধু প্রোগ্রামিং এর ফলাফল পেতে চান, ইতিমধ্যে সম্পন্ন GreenPAK ডিজাইন ফাইল দেখতে GreenPAK সফটওয়্যারটি ডাউনলোড করুন। আপনার কম্পিউটারে গ্রীনপ্যাক ডেভেলপমেন্ট কিট লাগান এবং আপনার ওয়াটার ফ্লো মিটার নিয়ন্ত্রণ করতে কাস্টম আইসি তৈরি করতে প্রোগ্রামটি চাপুন। সার্কিট কিভাবে কাজ করে তা বুঝতে আগ্রহী হলে নিচে বর্ণিত ধাপগুলো অনুসরণ করুন।

ধাপ 1: সিস্টেমের সামগ্রিক বর্ণনা

তরল প্রবাহ হার পরিমাপ করার সবচেয়ে সাধারণ উপায়গুলির মধ্যে একটি হ'ল অ্যানিমোমিটার দ্বারা বাতাসের গতি পরিমাপের নীতির মতো: বাতাসের গতি অ্যানিমোমিটারের ঘূর্ণন গতির সমানুপাতিক। এই ধরণের ফ্লো সেন্সরের প্রধান অংশ হল এক ধরণের পিনহুইল, যার গতি তরল প্রবাহের হারের সমানুপাতিক।

আমরা চিত্র 1-এ দেখানো ফার্ম URUK থেকে জলপ্রবাহ সেন্সর YF-S201 ব্যবহার করেছি। আউটপুট সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সি সূত্র 1 এ উপস্থাপিত হয়, যেখানে Q হল লিটার/মিনিটে পানির প্রবাহ হার।

উদাহরণস্বরূপ, যদি পরিমাপ করা প্রবাহ হার 1 লিটার/মিনিট হয় আউটপুট সংকেত ফ্রিকোয়েন্সি 7.5 Hz হয়। 1.0 লিটার/মিনিট বিন্যাসে প্রবাহের প্রকৃত মান প্রদর্শন করার জন্য, আমাদের 1.333 সেকেন্ডের জন্য ডাল গণনা করতে হবে। 1.0 লিটার/মিনিটের উদাহরণে, গণনা করা ফলাফল 10 হবে, যা সাত-সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে 01.0 হিসাবে প্রদর্শিত হবে। এই অ্যাপ্লিকেশনটিতে দুটি কাজ সম্বোধন করা হয়েছে: প্রথমটি হল ডাল গণনা করা এবং দ্বিতীয়টি গণনা কাজ শেষ হলে সংখ্যা প্রদর্শন করা। প্রতিটি কাজ 1.333 সেকেন্ড স্থায়ী হয়।

ধাপ 2: GreenPAK ডিজাইনার বাস্তবায়ন

SLG46533 এর অনেক বহুমুখী কম্বিনেশন ফাংশন ম্যাক্রোসেল রয়েছে এবং সেগুলি লুক আপ টেবিল, কাউন্টার বা ডি-ফ্লিপ-ফ্লপ হিসাবে কনফিগার করা যায়। এই মডুলারিটিই গ্রিনপাককে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

প্রোগ্রামের 3 টি ধাপ রয়েছে: পর্যায় (1) সিস্টেমের 2 টি কাজের মধ্যে স্যুইচ করার জন্য একটি পর্যায়ক্রমিক ডিজিটাল সংকেত তৈরি করে, পর্যায় (2) প্রবাহ সেন্সর ডাল গণনা করে এবং পর্যায় (3) ভগ্নাংশ সংখ্যা প্রদর্শন করে।

ধাপ 3: প্রথম পর্যায়: গণনা/প্রদর্শন সুইচিং

একটি ডিজিটাল আউটপুট "COUNT/DISP-OUT" যা প্রতি 1.333 সেকেন্ডে উচ্চ এবং নিম্নের মধ্যে অবস্থা পরিবর্তন করে। যখন উচ্চ, সিস্টেম ডাল গণনা করে এবং যখন এটি কম গণনা ফলাফল প্রদর্শন করে। এটি DFF0, CNT1 এবং OSC0 তারের ব্যবহার করে অর্জন করা যেতে পারে যেমন চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে।

OSC0 এর ফ্রিকোয়েন্সি হল 25 kHz। CNT1/DLY1/FSM1 একটি কাউন্টার হিসাবে কনফিগার করা হয় এবং এর ঘড়ির ইনপুট CLK/4 এর সাথে সংযুক্ত থাকে যাতে CNT1 এর ইনপুট ঘড়ির ফ্রিকোয়েন্সি 6.25 kHz হয়। সমীকরণ 1 -এ দেখানো প্রথম ঘড়ির সময়কালের জন্য, CNT1 আউটপুট বেশি এবং পরবর্তী ঘড়ির সংকেত বাড়ার প্রান্ত থেকে, কাউন্টার আউটপুট কম এবং CNT1 8332 থেকে কমতে শুরু করে। উৎপন্ন CNT1 আউটপুটের প্রতিটি ক্রমবর্ধমান প্রান্তে, DFF0 আউটপুট অবস্থা পরিবর্তন করে, যদি কম হয় তবে এটি উচ্চ এবং তদ্বিপরীত হয়।

DFF0 এর আউটপুট পোলারিটি উল্টানো হিসাবে কনফিগার করা উচিত। CNT1 8332 এ সেট করা হয়েছে কারণ কাউন্ট/ডিসপ্লে টাইম T সমান সমীকরণ 2 এ দেখানো হয়েছে।

ধাপ 4: দ্বিতীয় পর্যায়: ইনপুট ডাল গণনা

DFF3/4/5/6 ব্যবহার করে একটি 4-বিট কাউন্টার তৈরি করা হয়, যেমন চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে। এই পাল্টা প্রতিটি পালসে শুধুমাত্র তখনই বৃদ্ধি পায় যখন "COUNT/DISP-IN", যা পিন 9, উচ্চ হয়। AND গেট 2-L2 ইনপুট হল "COUNT/DISP-IN" এবং PWM ইনপুট। কাউন্টারটি পুনরায় সেট করা হয় যখন এটি 10 এ পৌঁছায় বা গণনা পর্ব শুরু হয়। 4-বিট কাউন্টারটি পুনরায় সেট করা হয় যখন একই নেটওয়ার্ক "RESET" এর সাথে সংযুক্ত DFFs RESET পিনগুলি কম থাকে।

কাউন্টার রিসেট করার জন্য 4-বিট LUT2 ব্যবহার করা হয় যখন এটি 10 এ পৌঁছে যায়। এই উপস্থাপনাকে বলা হয় 1 এর বাইনারি সংখ্যার পরিপূরক। 4-বিট LUT2 ইনপুট IN0, IN1, IN2 এবং IN3 যথাক্রমে a0, a1, a2, a3 এবং a3 এর সাথে সংযুক্ত। 4-LUT2 এর সত্য সারণী সারণি 1 এ দেখানো হয়েছে।

যখন 10 ডাল নিবন্ধিত হয়, 4-LUT0 আউটপুট উচ্চ থেকে নিম্ন সুইচ করে। এই মুহুর্তে CNT6/DLY6 এর আউটপুট, একটি শট মোডে কাজ করার জন্য কনফিগার করা, 90 ns এর সময়ের জন্য কমতে স্যুইচ করে তারপর আবার চালু হয়। একইভাবে, যখন "COUNT/DISP-IN" নিম্ন থেকে উঁচুতে স্যুইচ করে, অর্থাৎ। সিস্টেম ডাল গণনা শুরু করে। CNT5/DLY5 এর আউটপুট, একটি শট মোডে কাজ করার জন্য কনফিগার করা, 90 ns সময়ের জন্য খুব কম সুইচ করে তারপর আবার চালু হয়। কিছুক্ষণের জন্য নিম্ন স্তরে রিসেট বোতামটি বজায় রাখা এবং সমস্ত ডিএফএফকে পুনরায় সেট করার সময় দেওয়ার জন্য এটি আবার চালু করুন CNT5 এবং CNT6 ব্যবহার করে। PWM সংকেতের সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি 225 Hz হওয়ায় 90 ns এর বিলম্ব সিস্টেমের নির্ভুলতার উপর কোন প্রভাব ফেলে না। CNT5 এবং CNT6 আউটপুটগুলি AND গেটের ইনপুটগুলির সাথে সংযুক্ত থাকে যা RESET সিগন্যাল আউটপুট করে।

4-LUT2 এর আউটপুট পিন 4 এর সাথে সংযুক্ত, "F/10-OUT" লেবেলযুক্ত, যা পরবর্তী চিপের গণনা পর্যায়ের PWM ইনপুটের সাথে সংযুক্ত থাকবে। উদাহরণস্বরূপ, যদি ভগ্নাংশ গণনা যন্ত্রের "PWM-IN" সেন্সরের PWM আউটপুটের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং এর "F/10-OUT" ইউনিট গণনা যন্ত্রের "PWM-IN" এবং " পরেরটি F/10-OUT "দশম গণনা যন্ত্রের" PWM-IN "এর সাথে সংযুক্ত এবং তাই। এই সমস্ত পর্যায়ের "COUNT/DISP-IN" ভগ্নাংশ গণনা ডিভাইসের জন্য 3 টি ডিভাইসের যেকোন একটি "COUNT/DISP-OUT" এর সাথে সংযুক্ত হওয়া উচিত।

চিত্র 5 বিস্তারিতভাবে ব্যাখ্যা করে কিভাবে এই পর্যায়টি 1.5 লিটার/মিনিটের প্রবাহ হার পরিমাপ করে দেখায়।

ধাপ 5: তৃতীয় পর্যায়: পরিমাপ করা মান প্রদর্শন করা

এই পর্যায়ে ইনপুট হিসাবে রয়েছে: a0, a1, a2 এবং a3 (বিপরীত), এবং 7-সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে সংযুক্ত পিনগুলিতে আউটপুট হবে। প্রতিটি সেগমেন্টের লজিক্যাল ফাংশন পাওয়া যায় LUT গুলি দ্বারা। 4-বিট LUTs খুব সহজেই কাজটি করতে পারে কিন্তু দুর্ভাগ্যবশত শুধুমাত্র 1 টি পাওয়া যায়। সেগমেন্ট G- এর জন্য 4-বিট LUT0 ব্যবহার করা হয়, কিন্তু অন্যান্য সেগমেন্টের জন্য আমরা চিত্র 6-এ দেখানো 3-বিট LUTs এর একটি জোড়া ব্যবহার করেছি। বামদিকের 3-বিট LUTs এর ইনপুটগুলির সাথে a2/a1/a0 সংযুক্ত আছে, যখন ডানদিকের 3-বিট LUTs এর ইনপুটগুলির সাথে a3 সংযুক্ত থাকে।

টেবিল 2-এ দেখানো 7-সেগমেন্ট ডিকোডার ট্রুথ টেবিল থেকে সমস্ত সন্ধানের টেবিলগুলি বের করা যেতে পারে।

7-সেগমেন্ট ডিসপ্লে নিয়ন্ত্রণকারী GPIO- এর কন্ট্রোল পিনগুলি ইনভার্টারের মাধ্যমে "COUNT/DISP-IN" এর সাথে সংযুক্ত থাকে যখন "COUNT/DISP-IN" কম থাকে, যার মানে ডিসপ্লে শুধুমাত্র ডিসপ্লে টাস্কের সময় পরিবর্তিত হয়। অতএব, গণনা কাজের সময়, প্রদর্শনগুলি বন্ধ থাকে এবং প্রদর্শন করার সময় তারা গণনা করা ডালগুলি প্রদর্শন করে।

7-সেগমেন্ট ডিসপ্লেতে কোথাও দশমিক বিন্দু নির্দেশকের প্রয়োজন হতে পারে। এই কারণে, "DP-OUT" লেবেলযুক্ত PIN5, বিপরীত "COUNT/DISP" নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত এবং আমরা এটিকে সংশ্লিষ্ট প্রদর্শনীর DP- এর সাথে সংযুক্ত করি। আমাদের অ্যাপ্লিকেশনে আমাদের "xx.x" বিন্যাসে সংখ্যা দেখানোর জন্য ইউনিট গণনা যন্ত্রের দশমিক বিন্দু প্রদর্শন করতে হবে, তারপর আমরা ইউনিট গণনা ডিভাইসের "DP-OUT" কে ইউনিটের 7- এর DP ইনপুটের সাথে সংযুক্ত করব। সেগমেন্ট ডিসপ্লে এবং আমরা অন্যদেরকে সংযোগহীন রেখেছি।

ধাপ 6: হার্ডওয়্যার বাস্তবায়ন

চিত্র Green টি গ্রিনপ্যাক চিপের মধ্যে আন্তconসংযোগ দেখায় এবং প্রতিটি চিপ এর সংশ্লিষ্ট প্রদর্শনের সাথে সংযোগ স্থাপন করে। গ্রীনপাকের দশমিক বিন্দু আউটপুট 0.1-লিটার / মিনিটের রেজোলিউশনের সাথে 7-সেগমেন্ট ডিসপ্লের ডিপি ইনপুটটিকে তার সঠিক বিন্যাসে প্রবাহ হার দেখানোর জন্য সংযুক্ত করা হয়। LSB চিপের PWM ইনপুট ওয়াটারফ্লো সেন্সরের PWM আউটপুটের সাথে সংযুক্ত। সার্কিটগুলির F/10 আউটপুট নিম্নলিখিত চিপের PWM ইনপুটগুলির সাথে সংযুক্ত। উচ্চ প্রবাহ হার এবং/অথবা অধিক নির্ভুলতা সহ সেন্সরগুলির জন্য, আরো সংখ্যা যোগ করার জন্য আরো চিপ ক্যাসকেড করা যেতে পারে।

ধাপ 7: ফলাফল

সিস্টেমটি পরীক্ষা করার জন্য, আমরা একটি সাধারণ পিসিবি তৈরি করেছি যার গ্রিনপ্যাক সকেটে 20 পিন ডাবল-সারি মহিলা হেডার ব্যবহার করে সংযোগকারী রয়েছে। এই পিসিবির পরিকল্পিত এবং বিন্যাসের পাশাপাশি ছবিগুলি পরিশিষ্টে উপস্থাপন করা হয়েছে।

সিস্টেমটি প্রথমে একটি Arduino দিয়ে পরীক্ষা করা হয়েছিল যা একটি প্রবাহ হার সেন্সর এবং একটি জলের উৎসকে ধ্রুবক, পরিচিত প্রবাহ হারের সাথে 225 Hz এ ডাল উৎপন্ন করে যা যথাক্রমে 30 লিটার/মিনিটের প্রবাহ হারের সাথে মিলে যায়। পরিমাপের ফলাফল ছিল 29.7 লিটার/মিনিট সমান, ত্রুটি প্রায় 1 %।

দ্বিতীয় পরীক্ষাটি জল প্রবাহ হার সেন্সর এবং একটি হোম জলের উত্স দিয়ে তৈরি করা হয়েছিল। বিভিন্ন প্রবাহ হারে পরিমাপ ছিল 4.5 এবং 12.4।

উপসংহার

এই নির্দেশযোগ্য একটি ডায়ালগ SLG46533 ব্যবহার করে কিভাবে একটি ছোট, কম খরচে এবং সঠিক প্রবাহ মিটার তৈরি করতে হয় তা প্রদর্শন করে। গ্রিনপাককে ধন্যবাদ, এই নকশাটি তুলনামূলক সমাধানের চেয়ে ছোট, সহজ এবং তৈরি করা সহজ।

আমাদের সিস্টেম 0.1 লিটারের রেজোলিউশনের সাথে 30 লিটার / মিনিট পর্যন্ত একটি প্রবাহ হার পরিমাপ করতে পারে, কিন্তু প্রবাহ সেন্সরের উপর নির্ভর করে উচ্চতর নির্ভুলতার সাথে উচ্চতর প্রবাহ হার পরিমাপ করার জন্য আমরা আরো গ্রীনপাক ব্যবহার করতে পারি। একটি ডায়ালগ গ্রিনপ্যাক-ভিত্তিক সিস্টেম টারবাইন ফ্লো মিটারের বিস্তৃত পরিসরের সাথে কাজ করতে পারে।

প্রস্তাবিত সমাধানটি পানির প্রবাহ হার পরিমাপের জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল, তবে এটি গ্যাস প্রবাহ হার সেন্সরের মতো PWM সংকেত আউটপুট করে এমন কোনও সেন্সরের সাথে ব্যবহার করার জন্য অভিযোজিত হতে পারে।