सभी को नमस्कार, मैं एक अन्य प्रोजेक्ट से ताहिर उल हक हूं।
इस बार MC करने का समय 2017-11-407 था।
यह मध्यावधि कार्यक्रम का अंत है.
आशा है कि ये आपको पसंद हैं।
इसके लिए बहुत सारी अवधारणाओं और सिद्धांतों की आवश्यकता होती है, तो आइए पहले इसे देखें।
कंप्यूटर के उद्भव और औद्योगिकीकृत प्रक्रिया के साथ, मानव इतिहास में प्रक्रिया को फिर से परिभाषित करने के तरीके विकसित करने और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रक्रिया को स्वायत्त रूप से नियंत्रित करने के लिए मशीनों का उपयोग करने के लिए अनुसंधान किया गया है।
इसका उद्देश्य इन प्रक्रियाओं में मानवीय भागीदारी को कम करना है, इस प्रकार इन प्रक्रियाओं में त्रुटियों को कम करना है।
इसलिए, \'कंट्रोल सिस्टम इंजीनियरिंग\' का क्षेत्र अस्तित्व में आया।
नियंत्रण प्रणाली इंजीनियरिंग को प्रक्रिया के काम को नियंत्रित करने या निरंतर और पसंदीदा वातावरण के रखरखाव के लिए विभिन्न तरीकों के उपयोग के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, चाहे वह मैनुअल हो या स्वचालित।
एक सरल उदाहरण कमरे के तापमान को नियंत्रित करना है।
मैन्युअल नियंत्रण से तात्पर्य उस व्यक्ति की उपस्थिति से है जो साइट (सेंसर) पर वर्तमान स्थितियों की जांच करता है
, अपेक्षाओं (प्रसंस्करण) के साथ
और वांछित मूल्य (एक्चुएटर) प्राप्त करने के लिए उचित कार्रवाई करता है।
इस दृष्टिकोण के साथ समस्या यह है कि यह बहुत विश्वसनीय नहीं है क्योंकि काम में गलती या लापरवाही की संभावना बनी रहती है।
इसके अलावा, एक और समस्या यह है कि एक्चुएटर द्वारा शुरू की जाने वाली प्रक्रिया की दर हमेशा एक समान नहीं होती है, जिसका अर्थ है कि कभी-कभी यह आवश्यक गति से तेज़ हो सकती है, और कभी-कभी यह धीमी हो सकती है।
इस समस्या का समाधान सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए एक माइक्रो-नियंत्रक का उपयोग करना है।
दिए गए विनिर्देश के अनुसार, माइक्रो-कंट्रोलर को सर्किट में कनेक्ट करने की प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है (
बाद में चर्चा करें)
मूल्य या स्थिति, जिससे वांछित मूल्य बनाए रखने के लिए प्रक्रिया को नियंत्रित किया जाता है।
इस प्रक्रिया का लाभ यह है कि इस प्रक्रिया में मानवीय हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं होती है।
इसके अलावा, इस प्रक्रिया की गति लगातार बनी रहती है।
आगे बढ़ने से पहले, इस बिंदु पर विभिन्न शर्तों को निर्धारित करना महत्वपूर्ण है: फीडबैक नियंत्रण: इस प्रणाली में, एक निश्चित समय पर इनपुट सिस्टम के आउटपुट सहित एक या अधिक चर पर निर्भर करता है।
नकारात्मक प्रतिक्रिया: इस प्रणाली में, संदर्भ (इनपुट)
प्रतिक्रिया के रूप में, त्रुटि घटा दी जाती है और इनपुट का चरण 180 डिग्री होता है।
सकारात्मक फीडबैक: इस प्रणाली में,
फीडबैक और इनपुट चरण में होने पर संदर्भ (इनपुट) त्रुटियां जोड़ी जाती हैं।
त्रुटि संकेत: वांछित आउटपुट और वास्तविक आउटपुट के बीच का अंतर।
सेंसर: एक उपकरण जिसका उपयोग सर्किट में एक निश्चित संख्या में उपकरणों का पता लगाने के लिए किया जाता है।
इसे आम तौर पर आउटपुट में या कहीं भी रखा जाता है जहां हम कुछ माप करना चाहते हैं।
प्रोसेसर: नियंत्रण प्रणाली का हिस्सा जिसे प्रोग्रामिंग एल्गोरिदम के आधार पर संसाधित किया जाता है।
यह कुछ इनपुट लेता है और कुछ आउटपुट उत्पन्न करता है।
एक्चुएटर: नियंत्रण प्रणाली में, आउटपुट को प्रभावित करने के लिए माइक्रो-नियंत्रक द्वारा उत्पन्न सिग्नल के आधार पर घटनाओं को निष्पादित करने के लिए एक्चुएटर का उपयोग किया जाता है।
क्लोज्ड-लूप सिस्टम: एक या अधिक फीडबैक लूप वाला सिस्टम।
ओपन लूप सिस्टम: फीडबैक लूप के लिए कोई सिस्टम नहीं है।
उदय समय: आउटपुट को सिग्नल के अधिकतम आयाम के 10% से 90% तक बढ़ाने के लिए आवश्यक समय।
ड्रॉप टाइम: आउटपुट को 90% से 10% तक कम करने के लिए आवश्यक समय।
पीक ओवरशूटिंग: पीक ओवरशूटिंग आउटपुट की वह मात्रा है जो इसके स्थिर स्थिति मान (
सिस्टम क्षणिक प्रतिक्रिया के दौरान सामान्य) से अधिक है।
स्थिर समय: आउटपुट को स्थिर स्थिति तक पहुंचने के लिए आवश्यक समय।
स्थिर-अवस्था त्रुटि: सिस्टम के स्थिर-स्थिति में पहुंचने पर वास्तविक आउटपुट और अपेक्षित आउटपुट के बीच का अंतर। ऊपर दी गई तस्वीर नियंत्रण प्रणाली का एक बहुत ही सरलीकृत संस्करण दिखाती है।
माइक्रो-नियंत्रक किसी भी नियंत्रण प्रणाली का मूल है।
यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण घटक है, इसलिए इसे सिस्टम की आवश्यकताओं के अनुसार सावधानीपूर्वक चुना जाना चाहिए।
माइक्रो-नियंत्रक उपयोगकर्ता से इनपुट प्राप्त करता है।
यह इनपुट सिस्टम के लिए आवश्यक शर्तों को परिभाषित करता है।
माइक्रो-नियंत्रक सेंसर से भी इनपुट प्राप्त करता है।
सेंसर आउटपुट से जुड़ा होता है और इसकी जानकारी वापस इनपुट में फीड की जाती है।
इस इनपुट को नकारात्मक फीडबैक भी कहा जा सकता है।
नकारात्मक प्रतिक्रिया को पहले समझाया गया था।
अपनी प्रोग्रामिंग के आधार पर, माइक्रोप्रोसेसर एक्चुएटर को विभिन्न गणना और आउटपुट करता है।
आउटपुट-आधारित एक्चुएटर नियंत्रण संयंत्र इन स्थितियों को बनाए रखने का प्रयास करता है।
एक उदाहरण मोटर चालक द्वारा मोटर चलाना हो सकता है, जहां मोटर चालक चालक है और मोटर कारखाना है।
इसलिए, मोटर एक निश्चित गति से घूमती है।
कनेक्टेड सेंसर वर्तमान फैक्ट्री की स्थिति को पढ़ता है और इसे माइक्रो कंट्रोलर को वापस फीड करता है।
माइक्रो-नियंत्रक की फिर से तुलना की जाती है और गणना की जाती है, इसलिए लूप दोहराया जाता है।
प्रक्रिया दोहरावदार और अंतहीन है, और माइक्रो-नियंत्रक वांछित स्थितियों को बनाए रख सकता है।
डीसी मोटर की गति को नियंत्रित करने के दो मुख्य तरीके यहां दिए गए हैं)
मैनुअल वोल्टेज नियंत्रण: औद्योगिक अनुप्रयोगों में, डीसी मोटर की गति नियंत्रण तंत्र महत्वपूर्ण है।
कभी-कभी हमें सामान्य से अधिक या कम गति की आवश्यकता हो सकती है।
इसलिए, हमें एक प्रभावी गति नियंत्रण विधि की आवश्यकता है।
आपूर्ति वोल्टेज को नियंत्रित करना गति नियंत्रण के सबसे सरल तरीकों में से एक है।
हम गति बदलने के लिए वोल्टेज बदल सकते हैं। बी)
पीआईडी का उपयोग करके पीडब्लूएम को नियंत्रित करें: एक और अधिक कुशल तरीका माइक्रो-कंट्रोलर का उपयोग करना है।
डीसी मोटर मोटर ड्राइवर के माध्यम से माइक्रो कंट्रोलर से जुड़ा होता है।
मोटर ड्राइवर एक आईसी है जो माइक्रो कंट्रोलर से पीडब्लूएम (
पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन)
इनपुट प्राप्त करता है और इनपुट के अनुसार डीसी मोटर को आउटपुट देता है। चित्र
1.2: पीडब्लूएम सिग्नल का अध्याय 1।
परिचय 3 पीडब्लूएम सिग्नल पर विचार करते हुए, पीडब्लूएम के संचालन को पहले समझाया जा सकता है।
इसमें एक निश्चित अवधि के लिए निरंतर स्पंदन शामिल होते हैं।
समयावधि एक बिंदु द्वारा तरंग दैर्ध्य के बराबर दूरी पर घूमने में बिताया गया समय है।
इन दालों में केवल द्विआधारी मान (उच्च या निम्न) हो सकते हैं।
हमारे पास दो अन्य मात्राएँ भी हैं, पल्स चौड़ाई और कर्तव्य चक्र।
पल्स चौड़ाई वह समय है जब पीडब्लूएम आउटपुट अधिक होता है।
कर्तव्य चक्र समय अवधि के लिए पल्स चौड़ाई का प्रतिशत है।
शेष समय अवधि के लिए, आउटपुट कम है।
कर्तव्य चक्र सीधे मोटर की गति को नियंत्रित करता है।
यदि डीसी मोटर एक निश्चित अवधि के भीतर सकारात्मक वोल्टेज प्रदान करती है, तो यह एक निश्चित गति से चलेगी।
यदि लंबे समय तक सकारात्मक वोल्टेज प्रदान किया जाता है, तो गति अधिक होगी।
इसलिए, पल्स चौड़ाई को बदलकर पीडब्लूएम के कर्तव्य चक्र को बदला जा सकता है।
डीसी मोटर के कर्तव्य चक्र को बदलकर मोटर की गति को बदला जा सकता है।
डीसी मोटर समस्याओं के लिए गति नियंत्रण: पहली गति नियंत्रण विधि के साथ समस्या यह है कि वोल्टेज समय के साथ बदल सकता है।
इन परिवर्तनों का अर्थ है असमान गति।
इसलिए, पहली विधि अवांछनीय है.
समाधान: गति को नियंत्रित करने के लिए हम दूसरी विधि का उपयोग करते हैं।
हम दूसरी विधि के पूरक के लिए पीआईडी एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं।
पीआईडी आनुपातिक अभिन्न व्युत्पन्न का प्रतिनिधित्व करता है।
पीआईडी एल्गोरिदम में, मोटर की वर्तमान गति को मापा जाता है और वांछित गति के साथ तुलना की जाती है।
इस त्रुटि का उपयोग समय के अनुसार मोटर के कर्तव्य चक्र को बदलने के लिए जटिल गणनाओं के लिए किया जाता है।
प्रत्येक चक्र में यह प्रक्रिया होती है।
यदि गति वांछित गति से अधिक है, तो कर्तव्य चक्र कम हो जाता है और यदि गति वांछित गति से कम है, तो कर्तव्य चक्र बढ़ जाता है।
यह समायोजन तब तक नहीं किया जाता जब तक सर्वोत्तम गति प्राप्त न हो जाए।
इस गति को लगातार जांचें और नियंत्रित करें।
यहां इस परियोजना में उपयोग किए गए सिस्टम घटक और प्रत्येक घटक के विवरण का संक्षिप्त परिचय दिया गया है।
एसटीएम 32एफ407: एसटी माइक्रो-सेक्शन द्वारा डिज़ाइन किया गया माइक्रो-कंट्रोलर।
यह एआरएम कॉर्टेक्स पर काम करता है। एम वास्तुकला.
यह 168 मेगाहर्ट्ज की उच्च क्लॉक आवृत्ति के साथ अपने परिवार का नेतृत्व करता है।
मोटर ड्राइवर L298N: इस IC का उपयोग मोटर चलाने के लिए किया जाता है।
इसमें दो बाहरी इनपुट हैं.
एक माइक्रो कंट्रोलर से.
माइक्रो-नियंत्रक इसके लिए एक PWM सिग्नल प्रदान करता है।
पल्स चौड़ाई को समायोजित करके मोटर की गति को समायोजित किया जा सकता है।
इसका दूसरा इनपुट मोटर चलाने के लिए आवश्यक वोल्टेज स्रोत है।
डीसी मोटर: डीसी मोटर डीसी बिजली आपूर्ति पर चलती है।
इस प्रयोग में, डीसी मोटर को मोटर चालक से जुड़े एक फोटोइलेक्ट्रिक कपलिंग का उपयोग करके संचालित किया जाता है।
इन्फ्रारेड सेंसर: इन्फ्रारेड सेंसर वास्तव में एक इन्फ्रारेड ट्रांसीवर है।
यह अवरक्त तरंगें भेजता और प्राप्त करता है जिनका उपयोग विभिन्न कार्यों को करने के लिए किया जा सकता है।
आईआर एनकोडर ऑप्टिकल कपलर 4N35: ऑप्टिकल कपलर एक उपकरण है जिसका उपयोग सर्किट के कम वोल्टेज वाले हिस्से और उच्च वोल्टेज वाले हिस्से को अलग करने के लिए किया जाता है।
जैसा कि नाम से पता चलता है, यह प्रकाश के आधार पर काम करता है।
जब कम वोल्टेज वाले हिस्से को सिग्नल मिलता है, तो उच्च वोल्टेज वाले हिस्से में करंट प्रवाहित होता है।
यह प्रणाली एक गति नियंत्रण प्रणाली है।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, सिस्टम आनुपातिक अभिन्न और व्युत्पन्न के पीआईडी का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है।
गति नियंत्रण प्रणाली में उपरोक्त घटक होते हैं।
पहला भाग स्पीड सेंसर है।
स्पीड सेंसर एक इन्फ्रारेड ट्रांसमीटर और रिसीवर सर्किट है।
जब ठोस यू-आकार के स्लिट से गुजरता है, तो सेंसर निम्न स्थिति में प्रवेश करता है।
सामान्यतः यह उच्च अवस्था में होता है।
सेंसर की स्थिति बदलने पर उत्पन्न क्षणिक के कारण होने वाले क्षीणन को खत्म करने के लिए सेंसर आउटपुट एक कम-पास फिल्टर से जुड़ा होता है।
लो-पास फ़िल्टर में प्रतिरोधक और कैपेसिटर होते हैं।
आवश्यकतानुसार मानों का चयन किया गया।
प्रयुक्त संधारित्र 1100nf है और प्रयुक्त प्रतिरोध लगभग 25 ओम है।
कम-पास फ़िल्टर अनावश्यक क्षणिक स्थितियों को समाप्त करता है जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त रीडिंग और कचरा मान हो सकते हैं।
फिर लो-पास फिल्टर को कैपेसिटर के माध्यम से एसटीएम माइक्रो-कंट्रोलर के इनपुट डिजिटल पिन पर आउटपुट किया जाता है।
दूसरा भाग एसटीएम माइक्रो-कंट्रोलर द्वारा प्रदान की गई पीडब्लूएम द्वारा नियंत्रित मोटर है।
इस सेटिंग को ऑप्टिकल कपलर आईसी का उपयोग करके विद्युत अलगाव प्रदान किया गया है।
ऑप्टिकल कपलर में एक एलईडी शामिल है जो आईसी पैकेज के भीतर प्रकाश उत्सर्जित करता है, और जब इनपुट टर्मिनल पर एक उच्च पल्स दिया जाता है, तो यह आउटपुट टर्मिनल को शॉर्ट-सर्किट कर देता है।
इनपुट टर्मिनल एक अवरोधक के माध्यम से पीडब्लूएम देता है जो ऑप्टिकल कपलर से जुड़े एलईडी के वर्तमान को सीमित करता है।
आउटपुट पर एक ड्रॉप-डाउन रेसिस्टर जुड़ा होता है ताकि जब टर्मिनल शॉर्ट-सर्किट हो, तो ड्रॉप-डाउन रेसिस्टर पर वोल्टेज उत्पन्न हो और रेसिस्टर पर टर्मिनल से जुड़ा पिन एक उच्च स्थिति प्राप्त करे।
फोटोइलेक्ट्रिक कपलर का आउटपुट मोटर ड्राइवर आईसी के IN1 से जुड़ा होता है जो सक्षम पिन की ऊंचाई को बनाए रखता है।
जब ऑप्टिकल कपलर इनपुट पर पीडब्लूएम कर्तव्य चक्र बदलता है, तो मोटर चालक पिन मोटर को स्विच करता है और मोटर की गति को नियंत्रित करता है।
मोटर को पीडब्लूएम प्रदान करने के बाद, मोटर चालक आमतौर पर 12 वोल्ट का वोल्टेज प्रदान करता है।
इसके बाद मोटर चालक मोटर को संचालित करने में सक्षम बनाता है।
आइए इस मोटर गति विनियमन परियोजना के कार्यान्वयन में उपयोग किए गए एल्गोरिदम का परिचय दें।
मोटर का पीडब्लूएम एकल टाइमर द्वारा प्रदान किया जाता है।
टाइमर का कॉन्फ़िगरेशन बनाया गया है और पीडब्लूएम प्रदान करने के लिए सेट किया गया है।
जब मोटर चालू होती है, तो यह मोटर शाफ्ट से जुड़े स्लिट को घुमाती है।
स्लिट सेंसर गुहा से होकर गुजरता है और कम पल्स उत्पन्न करता है।
कम पल्स पर, कोड शुरू होता है और स्लिट के हिलने का इंतजार करता है।
एक बार जब स्लिट गायब हो जाता है, तो सेंसर एक उच्च स्थिति प्रदान करता है और टाइमर गिनती शुरू कर देता है।
टाइमर हमें दो स्लिट के बीच का समय देता है।
अब, जब एक और कम पल्स दिखाई देती है, तो IF स्टेटमेंट फिर से निष्पादित होता है, अगले बढ़ते किनारे की प्रतीक्षा करता है और काउंटर को रोकता है।
गति की गणना करने के बाद, गति और वास्तविक संदर्भ मान के बीच अंतर की गणना करें और पिड दें।
पीआईडी कर्तव्य चक्र मान की गणना करता है जो किसी निश्चित समय पर संदर्भ मान तक पहुंचता है।
यह मान CCR (
तुलना रजिस्टर) को प्रदान किया जाता है
। त्रुटि के आधार पर, टाइमर की गति कम या बढ़ जाती है।
एटोलिक ट्रूस्टूडियो कोड लागू किया गया है।
डिबगिंग के लिए एसटीएम स्टूडियो स्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है।
एसटीएम स्टूडियो में प्रोजेक्ट आयात करें और वे वेरिएबल आयात करें जिन्हें आप देखना चाहते हैं।
थोड़ा बदलाव 2017-11-4xx पर है।
घड़ी की आवृत्ति को सटीक रूप से 168 मेगाहर्ट्ज पर एक एच फ़ाइल में बदलें।
कोड स्निपेट ऊपर प्रदान किया गया है।
निष्कर्ष यह है कि मोटर की गति को पीआईडी का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है।
हालाँकि, वक्र बिल्कुल चिकनी रेखा नहीं है।
इसके कई कारण हैं: हालाँकि लो-पास फ़िल्टर से जुड़ा सेंसर अभी भी कुछ दोष प्रदान करता है, ये नॉनलाइनियर रेसिस्टर्स और एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए कुछ अपरिहार्य कारणों से होते हैं, मोटर छोटे वोल्टेज या पीडब्लूएम पर सुचारू रूप से नहीं घूम सकता है।
यह गड़बड़ियाँ प्रदान करता है जिसके कारण सिस्टम कुछ गलत मान दर्ज कर सकता है।
घबराहट के कारण, सेंसर कुछ स्लिट को मिस कर सकता है जो उच्च मूल्य प्रदान करता है, और एक अन्य त्रुटि का मुख्य कारण एसटीएम की कोर क्लॉक फ्रीक्वेंसी हो सकती है।
एसटीएम की मुख्य घड़ी 168 मेगाहर्ट्ज है।
हालाँकि इस समस्या को इस परियोजना में संबोधित किया गया था, इस मॉडल की एक समग्र अवधारणा है जो इतनी उच्च आवृत्ति प्रदान नहीं करती है।
खुली लूप गति केवल कुछ अप्रत्याशित मानों के साथ एक बहुत ही सहज रेखा प्रदान करती है।
पीआईडी भी काम कर रही है और बहुत कम मोटर स्थिरता समय प्रदान करती है।
मोटर पीआईडी का परीक्षण विभिन्न वोल्टेज पर किया गया जिससे संदर्भ गति स्थिर बनी रही।
वोल्टेज परिवर्तन से मोटर की गति नहीं बदलती, यह दर्शाता है कि पीआईडी काम कर रहा है।
यहां पीआईडी के अंतिम आउटपुट के कुछ खंड दिए गए हैं। ए)
बंद लूप @ 110 आरपीएम)
बंद लूप @ 120 आरपीएम यह प्रोजेक्ट मेरे समूह के सदस्यों की मदद के बिना पूरा नहीं किया जा सका।
मैं उन्हें धन्यवाद देना चाहता हूं.
इस प्रोजेक्ट को देखने के लिए धन्यवाद.
आशा है आपकी मदद करेंगे.
कृपया और अधिक की प्रतीक्षा करें।
उससे पहले आशीर्वाद देते रहें :)
