पुरानी प्रयोगशाला का पुनर्जीवन माइक्रोकंट्रोलर के साथ खड़ा है

एनएसटीयू में, जहां मैं ऊर्जा संकाय में अध्ययन करता हूं, प्रयोगशाला का काम बहुत पुराने स्टैंड पर होता है। माप उपकरणों, निरंतर विफलताओं और टूटने की गलत रीडिंग, और बस असुविधाजनक नियंत्रण बहुत असुविधा का कारण बनता है और अध्ययन किए गए भौतिक प्रक्रियाओं के अध्ययन में हस्तक्षेप करता है। इस संबंध में, मुझे और मेरे शिक्षक को माइक्रोकंट्रोलर्स का उपयोग करके इस तरह के स्टैंड में सुधार करने का विचार था।

यह विचार प्रयोगशाला के काम के बाद उत्पन्न हुआ जिसमें एक अतुल्यकालिक मशीन की गति को मापना आवश्यक था। ये माप ऑप्टिकल टैकोमीटर का उपयोग करके किए गए थे, जो तीन स्टैंडों पर एक प्रति में उपलब्ध था। अपनी बारी की प्रतीक्षा करने से प्रयोगों की धारणा बहुत खराब हो गई, जिसके संबंध में शिक्षकों में से एक ने स्वतंत्र रूप से उपयोग किए गए डिवाइस का एक एनालॉग बनाने का सुझाव दिया।

Atmega32 माइक्रोकंट्रोलर को एक आधार के रूप में लिया गया था। एक ZX-03 चिंतनशील सेंसर पाया गया जिसके साथ रोटर शाफ्ट पर एक सफेद निशान की उपस्थिति की आवृत्ति को ट्रैक करना संभव था, और जानकारी प्रदर्शित करने के लिए एक छोटा एलसीडी डिस्प्ले। MAX-232 और AVRprog के माध्यम से काम करते हुए, घर-निर्मित प्रोग्रामर का उपयोग करके माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्राम किया गया था। कार्यक्रम AVRStudio का उपयोग करके C में लिखा गया था।

डिवाइस का एल्गोरिथ्म काफी सरल है। सेंसर सतह की प्रतिबिंबितता के आधार पर एक विशिष्ट संकेत उत्पन्न करता है जिस पर इसे निर्देशित किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर सशर्त रूप से प्राप्त संकेतों को विकिरण के स्तर से अंधेरे और प्रकाश में विभाजित करता है। रोटर शाफ्ट पर लगाए गए एक सफेद निशान को उज्ज्वल बैंड के रूप में माना जाता है, जबकि इसकी सतह के बाकी हिस्सों को एक अंधेरे के रूप में देखा जाता है। आंतरिक टाइमर का उपयोग करके काले और सफेद धारियों के पारित होने के समय का पता लगाने से, माइक्रोकंट्रोलर मशीन रोटर की एक क्रांति का समय प्राप्त करता है, और फिर आवृत्ति की गणना करता है और प्रदर्शन पर परिणाम प्रदर्शित करता है। माप की सटीकता बढ़ाने के लिए, क्रांति के समय को पहले कई बार अभिव्यक्त किया जाता है, ताकि आवृत्ति की गणना करते समय, इसका औसत मूल्य उपयोग किया जाए। निम्नलिखित मापों को सीधे करने वाला कोड है:

 TIM16_WriteTCNT1(0); //   while (1) //     { adc = Read_ADC(); //   if(adc>0x280) // ,      break; } while (1) //     { adc = Read_ADC(); //   if(adc<0x280) // ,      break; } //     ,     ,    counter=TIM16_ReadTCNT1(); 
 

TIM16_WriteTCNT1(0); // while (1) // { adc = Read_ADC(); // if(adc>0x280) // , break; } while (1) // { adc = Read_ADC(); // if(adc<0x280) // , break; } // , , counter=TIM16_ReadTCNT1();


डिवाइस आरेख काफी सरल निकला और एक ब्रेडबोर्ड पर इकट्ठा किया गया, और फिर जूता ब्रश से बॉक्स के अंदर रखा गया।

डिवाइस को असेंबल करने और प्रोग्राम लिखने के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि हम अपने माइक्रोकंट्रोलर की अधिकांश क्षमताओं का उपयोग नहीं कर रहे हैं, उदाहरण के लिए EEPROM, इंटरप्ट, आदि। इस संबंध में, यह अधिकतम मापा मूल्य और अतुल्यकालिक मशीन के शॉर्ट सर्किट समय को नियंत्रित करने की क्षमता, जो प्रयोगशाला के काम के लिए आवश्यक था, को जोड़कर डिवाइस की क्षमताओं का विस्तार करने का निर्णय लिया गया था।

माप याद करने के लिए EEPROM का उपयोग करना मुश्किल नहीं था। मानक AVRStudio लाइब्रेरी में इस प्रकार की मेमोरी के प्रबंधन के लिए सरल और सहज कार्य शामिल हैं।
शॉर्ट-सर्किट नियंत्रण को लागू करना थोड़ा कठिन हो गया है। ऐसा करने के लिए, अलग-अलग शक्ति के दो रिले का एक झरना बनाना आवश्यक था, जिनमें से एक टैकोमीटर के अंदर होता है और दूसरे को अधिक शक्तिशाली रिले को नियंत्रित करता है, सीधे शॉर्ट सर्किट का कारण बनता है। इसके अलावा, इंटरप्ट को दोष बनाने के लिए लागू किया गया था, जो टैकोमीटर के संचालन के साथ हस्तक्षेप किए बिना स्विच करने की अनुमति देता था।

यह भी जोड़ने योग्य है कि शॉर्ट सर्किट का स्वचालन व्यावहारिक आवश्यकता के कारण हुआ था, क्योंकि पहले एक छात्र द्वारा एक बटन दबाकर और धारण करके सर्किट को बाहर किया गया था। चूंकि इस शासन की अवधि सीमित नहीं थी, इसलिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण गंभीर जोखिम में थे। एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके इस प्रक्रिया के स्वचालन ने प्रयोगशाला स्थापना की विश्वसनीयता में काफी सुधार किया है।


ZX-03 रिफ्लेक्टर सेंसर


टैकोमीटर एक ब्रेडबोर्ड पर इकट्ठे हुए


वर्किंग टैकोमीटर


जूता ब्रश से बॉक्स में रखा गया एक उपकरण

परिणाम फैक्ट्री टैकोमीटर के साथ सटीकता में तुलनीय एक उपकरण था, लेकिन कार्यक्षमता में यह बहुत आगे निकल गया और निर्माण के लिए अपेक्षाकृत सस्ता था। इसने प्रयोगशाला स्थापना के साथ काम को बहुत सुविधाजनक बनाया, साथ ही साथ इसकी विश्वसनीयता के स्तर में वृद्धि की और सामान्य रूप से, स्टैंड में नए जीवन की सांस ली।