আল্ট্রাসাউন্ড দ্বারা পরিমাপ দূরত্ব জন্য বৈদ্যুতিন সার্কিট বিস্তারিত নকশা

- Mar 22, 2019-

স্বতঃস্ফূর্ত হাঁটা রোবট সিস্টেমের মধ্যে, অজানা এবং অনিশ্চিত পরিবেশে হাঁটার জন্য, রোবটটি বাধা এবং নেভিগেট এড়ানোর জন্য বাস্তব সময় পরিবেশগত তথ্য সংগ্রহ করতে হবে, যা পরিবেশগত তথ্য উপলব্ধি বুঝতে পারে এমন সেন্সর সিস্টেমে নির্ভর করতে হবে। দৃষ্টি, ইনফ্রারেড, লেজার এবং অতিস্বনক হিসাবে সেন্সর ব্যাপকভাবে হাঁটা রোবট ব্যবহার করা হয়। তার সহজ সরঞ্জাম, সস্তা মূল্য, ছোট আকার, সহজ নকশা, রিয়েল-টাইম কন্ট্রোল অর্জন করা সহজ, এবং দূরত্ব পরিমাপ এবং পরিমাপ সঠিকতার জন্য শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে, অতিস্বনক ব্যাপ্তি পদ্ধতি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। এই কাগজে উপস্থাপিত রোবটটি একটি ত্রিভুজযুক্ত অতিস্বনক ব্যাপ্তি ব্যবস্থা গ্রহণ করে যা রোবটের দূরত্ব সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করতে পারে এবং এর গতির সামনে, বাম এবং ডান পরিবেশগুলি সনাক্ত করতে পারে।




অতিস্বনক ব্যাপ্তি নীতি




অতিস্বনক জেনারেটর অভ্যন্তরীণ অংশ দুটি পাইজাইলেট্রিক প্লেট এবং একটি অনুরণন প্লেট গঠিত হয়। বহিরাগত পালস সংকেতটি তার দুটি মেরুতে প্রয়োগ করা হয় এবং এর ফ্রিকোয়েন্সি পাইজাইলেট্রিক ওয়েফারের স্বাভাবিক শোষণ ফ্রিকোয়েন্সি সমান হয়, পাইজোলেকট্রিক ওয়েফার অনুরণন এবং অনুরণন প্লেটটিকে কম্পন করতে চালিত করে এবং তারপর অতিস্বনক তরঙ্গ তৈরি করা হবে। বিপরীতভাবে, দুটি মেরুতে কোন বহিরাগত ভোল্টেজ নেই, যখন রেজোনেন্ট প্লেট অতিস্বনক তরঙ্গ পায়, এটি অতিস্বনক রিসিভার হয়ে যায়। আল্ট্রাসাউন্ডের সাধারণত দুটি পদ্ধতি রয়েছে: 1. আউটপুট পালস গড় ভোল্টেজ, যা দূরত্বের আনুপাতিক, এবং ভোল্টেজ পরিমাপ করে দূরত্ব পরিমাপ করুন; 2. আউটপুট পালস প্রস্থ, অর্থাৎ, ট্রান্সমটিং এবং আল্ট্রাসাউন্ড গ্রহণের মধ্যে সময় অন্তর টি, এবং দূরত্ব S = V টি পরিমাপ করে দূরত্ব পেতে? 2. কারণ তাপমাত্রা ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হলে, আল্ট্রাসাউন্ডের বেগ V তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত। এটা তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ মাধ্যমে সংশোধন করা উচিত।




দ্বিতীয় পদ্ধতি এই পরিমাপ সিস্টেম ব্যবহার করা হয়। কারণ পরিমাপ সঠিকতা বিশেষত উচ্চ নয়, এটি বিবেচনা করা যেতে পারে যে তাপমাত্রা মূলত অপরিবর্তিত। এই সিস্টেমটি তার কোর হিসাবে PIC16F877 নেয়, সফটওয়্যার প্রোগ্রামিং এর মাধ্যমে পেরিফেরাল সার্কিটের রিয়েল-টাইম কন্ট্রোল বুঝতে পারে এবং ফ্রিকোয়েন্সি কম্পন এবং ডাটা প্রসেসিং সিগন্যাল সহ পেরিফেরাল সার্কিট দ্বারা প্রয়োজনীয় সংকেত সরবরাহ করে, যাতে পেরিফেরাল সার্কিটকে সরল করে এবং ভাল ট্রান্সপ্লান্টেশন থাকে। সিস্টেম হার্ডওয়্যার বর্তনী ব্লক অঙ্কন দেখানো হয়।






সিস্টেম হার্ডওয়্যার সার্কিট ব্লক অঙ্কন




কারণ কেবল সিস্টেমটিকে জানতে হবে যে রোবটের সামনে, বাম এবং ডানদিকে বাধা আছে কিনা এবং বাধা এবং রোবটের মধ্যে নির্দিষ্ট দূরত্ব নয়, তাই এটি সার্কিট প্রদর্শনের প্রয়োজন নেই, কেবল একটি দূরত্ব থ্রেশহোল্ড সেট করতে হবে, যাতে বাধা এবং রোবটের মধ্যে দূরত্ব নির্দিষ্ট কিছু পৌঁছায়, তখন একক চিপ কম্পিউটার রোবটের মোটরটিকে থামাতে নিয়ন্ত্রণ করে, যা সফ্টওয়্যার প্রোগ্রামিং দ্বারা উপলব্ধ করা যেতে পারে।





আল্ট্রাসাউন্ড ট্রান্সমটিং সার্কিট




PIC16F877 অতিস্বনক ট্রান্সটিং সার্কিট কোর। এমসিইউ ক্ষমতায় থাকলে, এমসিইউ RA0 পোর্ট থেকে 40 কেজিএজ অতিস্বনক সংকেত তৈরি করে। কিন্তু এই সময়ে, সংকেত অতিস্বনক emitter আল্ট্রাসাউন্ড নির্গত করতে অ গেট মাধ্যমে amplifying সার্কিট প্রবেশ করতে পারবেন না। শুধুমাত্র সুইচ S1 বন্ধ থাকলে, একটি গেট-নিয়ন্ত্রিত সংকেত RA1 পোর্ট থেকে নির্গত হয়। সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি 4 কিলোজাইট এবং এমসিইউর টাইমার টিএম সক্রিয় হয়। R1, গণনা শুরু। গেটিং সংকেত প্রত্যেক সময় তরঙ্গাকৃতির সময়কে প্রেরণ করে, আল্ট্রাসাউন্ড 10 সম্পূর্ণ তরঙ্গাকৃতি নির্গমন করবে, যা তাদের ফ্রিকোয়েন্সি থেকে উদ্ভূত হতে পারে। আল্ট্রাসাউন্ডের সময় 1 (40 কিলোজাইট) = 01025 মিঃ, গেটিং সিগন্যালের সময় 1 (4 কিলোজাইট) = 0125 মি। অবশেষে, বাধা এবং মোবাইল রোবটের মধ্যে দূরত্ব s = vt2 অনুসারে গণনা করা হয়। যখন অতিস্বনক রিসিভার প্রতিফলিত অতিস্বনক তরঙ্গ পায়, কাউন্টার গণনা বন্ধ করে দেয় এবং সময় টি কাউন্টারের গণনা এবং গেট সংকেতের সময় অনুসারে গণনা করা যেতে পারে। RA2 পোর্ট আরএস ট্রিগার দিয়ে সংযুক্ত, আরএস ট্রিগার স্বয়ংক্রিয়ভাবে নির্গমন নিয়ন্ত্রণ এবং আল্ট্রাসাউন্ড বন্ধ করতে পারেন। এই সিস্টেমের সার্কিটটিতে ম্যানুয়াল রিসেট সার্কিট রয়েছে, যা MCL পিন-টু-পিন S2 দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় এবং অতিস্বনক সংক্রমণের সার্কিট চিত্রটি দেখানো হয়।






আল্ট্রাসাউন্ড নির্গমন সার্কিট চিত্র




গেটেড সার্কিট (আরএস ট্রিগার)




অতিস্বনক তরঙ্গ সংক্রমণ এবং অভ্যর্থনা স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ বুঝতে, একটি নিয়ন্ত্রণ সার্কিট সার্কিট যোগ করা আবশ্যক। গেট কন্ট্রোল সংকেত ফ্রিকোয়েন্সি 4 kHz হয়। যদি আউটপুট পালসটি গেট সিগন্যাল হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং পরিচিত ফ্রিকোয়েন্সি Fc এর পাল্টা গেটের মধ্য দিয়ে যায় তবে টি = এনটিসি, যেখানে টিসি হল পরিচিত পালসের সময় এবং এন ডালের সংখ্যা। গেটিং সার্কিটটি আরএস ফ্লিপ-ফ্লপস গঠিত, যা ইনপুট R = 1 (S = 0), অর্থাৎ আউটপুট Q = 0, এবং যখন R = 0 (S = 1) সেট হয়, সেটিকে Q = 1. RS flip-flop একক চিপ কম্পিউটারের RA2 পোর্টের সাথে সংযুক্ত।





আল্ট্রাসাউন্ড পরিবর্ধক বর্তনী




আল্ট্রাসাউন্ড পরিবর্ধন বর্তনী তাই triodes গঠিত হয়। কারণ সিঙ্গল-চিপ কম্পিউটার আরএ পোর্টটি কেবলমাত্র ২0 মিঃ থেকে ২5 মিঃ পর্যন্ত আপ-পুলের বর্তমান থাকে এবং অতিস্বনক ট্রান্সমিটারটি কমপক্ষে 60 মিটার বর্তমানের প্রয়োজন হয়, একটি প্রথম ক্রম সংযোজন সার্কিটটি নন-ডোরের পিছনে যুক্ত করা হয় আল্ট্রাসাউন্ড সংক্রমণ সম্পূর্ণ বর্তমান। অতিস্বনক পরিবর্ধনের সংক্রমণ বর্তনী দেখুন।






আল্ট্রাসাউন্ড গ্রহণ এবং পরিবর্ধন সার্কিট




অতিস্বনক রিসিভার দ্বারা প্রাপ্ত অতিস্বনক সংকেত খুব দুর্বল, একটি অতিস্বনক প্রাপ্তি পরিবর্ধক বর্তনী যে পরে প্রয়োজন হয়। সার্কিট দুটি সংহত কর্মক্ষম amplifiers গ্রহণ, যা দুটি পর্যায়ে এবং দুই পর্যায়ে ডিজাইন করা হয় ফেজ ইনপুট। ইন-ফেজ ইনপুট এর ভোল্টেজ এম্প্লিফিকেশন ফ্যাক্টর 1 + আরএফআর হয়, প্রতিটি পর্যায়ে এম্প্লিফিকেশন ফ্যাক্টর 10 হয় এবং দুই পর্যায়গুলির এম্প্লিফিকেশন ফ্যাক্টর 100 গুণের কাছাকাছি। সুতরাং, ইনপুট সংকেত পরবর্তী সার্কিট দ্বারা সহজে সনাক্ত করা যেতে পারে। সমন্বিত অপারেশন পরিবর্ধক দ্বৈত শক্তি সরবরাহ দ্বারা চালিত হয়। অতিস্বনক প্রাপ্তি পরিবর্ধক বর্তনী চিত্র 4 দেখানো হয়।






চিত্র 4. অতিস্বনক গ্রহণ এবং পরিবর্ধনের সার্কিট চিত্র




সংকেত ফিল্টার সার্কিট




সংকেত পরিবর্ধন সার্কিট থেকে শব্দ তরঙ্গ কিছু হস্তক্ষেপ আছে। হস্তক্ষেপ সংকেত অপসারণ করার জন্য, একটি ফিল্টার সার্কিট প্রয়োজন বোধ করা হয়। সিগন্যাল ফিল্টার সার্কিট একটি ব্যান্ড-পাস ফিল্টার সার্কিট ব্যবহার করে, যা 40 কেজিএজের একটি কেন্দ্র ফ্রিকোয়েন্সি, 2 কেজিএজের ব্যান্ডউইথ এবং একটি শূন্য-ক্রসিং তুলনাকারীকে একটি বর্গক্ষেত্র তরঙ্গ সংকেততে রূপান্তর করার জন্য একটি শূন্য-ক্রসিং তুলনাকারী ব্যবহার করে। সিগন্যাল ফিল্টারিং বর্তনী চিত্র 5 দেখানো হয়।






চিত্র 5 সংকেত ফিল্টার সার্কিট চিত্র




সংকেত সার্কিট সার্কিট




সংকেত ফিল্টার বর্তনী আউট উপায়