মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার করে দূর নিয়ন্ত্রণ সার্কিট ব্রেকার

আমরা অনেক সময় এমন পরিস্থিতিতে পড়ি যেখানে কম্পিউটার প্রোগ্রামের বাটন চাপলে ইলেকট্রিক লোডটি চালু করতে চাই। একটি উদাহরণ বিবেচনা করুন, আপনি একটি পাওয়ার প্ল্যান্টে বসে আছেন এবং আপনি দূর থেকে একটি সার্কিট ব্রেকার চালু করতে চান। মাইক্রোকনট্রোলার ব্যবহার করে দূর থেকে সার্কিট ব্রেকার নিয়ন্ত্রণ করা যায়। আমরা একটি মাইক্রোকনট্রোলার ব্যবহার করে দূর থেকে নিয়ন্ত্রণযোগ্য সার্কিট ব্রেকার তৈরির প্রক্রিয়া নিয়ে আলোচনা করব।

এই দূর থেকে নিয়ন্ত্রণযোগ্য সার্কিট ব্রেকারের জন্য আমাদের প্রয়োজন:

1. মাইক্রোকনট্রোলার (যেমন একটি Arduino)

2. ট্রানজিস্টর

3. ডায়োড

4. রেসিস্টর

5. রিলে

6. LED

7. PC (ব্যক্তিগত কম্পিউটার)

মাইক্রোকনট্রোলার

মাইক্রোকনট্রোলার একটি IC যা পিসি থেকে প্রাপ্ত কমান্ড বুঝতে পারে এবং একটি যোগাযোগ প্রোটোকল ব্যবহার করে তা বোঝায়। মাইক্রোকনট্রোলার পিসি সাথে যোগাযোগ করতে বিভিন্ন যোগাযোগ প্রোটোকল ব্যবহার করে, যেমন সিরিয়াল, এথারনেট এবং CAN (Controller Area Network) যোগাযোগ প্রোটোকল।

মাইক্রোকনট্রোলারে বিভিন্ন পেরিফেরাল রয়েছে, যেমন GPIO (জেনারেল পার্পোজ ইনপুট আউটপুট) পিন, ADC (অ্যানালগ টু ডিজিটাল কনভার্টার), টাইমার, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) এবং এথারনেট এবং আরও অনেক পেরিফেরাল বহিরাগত বিশ্বের সাথে যোগাযোগ করতে ব্যবহার করা হয়।
মাইক্রোকনট্রোলার থেকে ডিজিটাল আউটপুট একটি কম আম্পিয়ারেজ সিগন্যাল।

যখন আপনি একটি পিনকে HIGH সেট করেন, তখন সেই পিনে আসা ভোল্টেজ সাধারণত +3.3V বা +5V এবং যে আম্পিয়ার সর্বসাধারণত 30mA পর্যন্ত সোর্স বা সিঙ্ক করা যায়। এটি ঠিক থাকে যদি আপনি একটি LED নিয়ন্ত্রণ করেন যার প্রয়োজন খুব ছোট।

যদি আমরা মাইক্রোকনট্রোলার পিন দিয়ে সার্কিট ব্রেকার নিয়ন্ত্রণ করতে চাই, তাহলে আমাদের একটি ড্রাইভার প্রয়োজন যা লোড চালু করতে প্রয়োজনীয় পরিমাণের বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে পারে। আপনার মাইক্রোকনট্রোলার এবং যে ডিভাইসটি নিয়ন্ত্রণ করা হবে তার মধ্যে একটি কম্পোনেন্ট প্রয়োজন যা ছোট ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎ দিয়ে নিয়ন্ত্রণ করবে। রিলে এবং ট্রানজিস্টর এই উদ্দেশ্যে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়।

ট্রানজিস্টর

ট্রানজিস্টর এই প্রয়োগে একটি ড্রাইভার হিসেবে কাজ করে যা রিলেকে চালু করতে প্রয়োজনীয় বিদ্যুৎ দেয় যখন এটি স্যাচুরেশন মোডে থাকে।

রেসিস্টর

রেসিস্টর ব্যবহার করা হয় LED, ট্রানজিস্টরের বিদ্যুৎ সীমাবদ্ধ করার জন্য।

LED

লাইট এমিটিং ডায়োড ব্যবহার করা হয় সার্কিট ব্রেকার চালু বা বন্ধ কি না তা নির্দেশ করার জন্য।

রিলে

রিলে একটি সুইচ যা উচ্চ শক্তির ইলেকট্রিক্যাল লোড (যেমন সার্কিট ব্রেকার, মোটর, এবং সোলেনয়েড) নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করা হয়। একটি সাধারণ সুইচ উচ্চ শক্তির লোড নিয়ন্ত্রণ করতে পারে না, তাই রিলে উচ্চ শক্তির ইলেকট্রিক্যাল লোড নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করা হয়।

মাইক্রোকনট্রোলার দ্বারা সার্কিট ব্রেকারের দূর থেকে নিয়ন্ত্রণের কাজের নীতি

যখন মাইক্রোকনট্রোলারকে লোড চালু করার জন্য একটি কমান্ড দেওয়া হয়, তখন মাইক্রোকনট্রোলার পিনটি 3.3V (উপরের সার্কিটে) সেট করা হয়, যা NPN ট্রানজিস্টর চালু করে। ট্রানজিস্টর চালু হলে কালেক্টর থেকে এমিটারে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, যা রিলে চালু করে এবং রিলে এসি ভোল্টেজ সার্কিট ব্রেকারের সাথে সংযুক্ত করে, যা সার্কিট ব্রেকার চালু করে।

একটি LED ব্যবহার করা হয় সার্কিট ব্রেকার চালু বা বন্ধ কি না তা নির্দেশ করার জন্য। যখন মাইক্রোকনট্রোলার পিনটি HIGH হয়, LED চালু হয় (সার্কিট ব্রেকার ON) এবং যখন মাইক্রোকনট্রোলার পিনটি LOW হয়, ট্রানজিস্টর OFF অবস্থায় থাকে এবং কোনো বিদ্যুৎ রিলের কয়েলে প্রবাহিত হয় না, সার্কিট ব্রেকার বন্ধ হয়, LED ও বন্ধ হয়।

প্রোটেকশন ডায়োড

যখন রিলে বন্ধ হয়, তখন একটি ব্যাক e.m.f উत্পন্ন হয় যা ট্রানজিস্টরকে ক্ষতি করতে পারে যদি ব্যাক e.m.f এর মাত্রা VCEO ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হয়। ট্রানজিস্টর এবং মাইক্রোকনট্রোলারের ডিজিটাল আউটপুট রক্ষা করার জন্য একটি ডায়োড ব্যবহার করা হয় যা রিলে বন্ধ হলে প্রবাহিত হয়। এটি ফ্রিহুইলিং ডায়োড নামেও পরিচিত।

ডিজাইনিং

মনে করা হচ্ছে মাইক্রোকনট্রোলার পিনটি HIGH হলে 3.3V এবং LOW হলে 0V দেয়। 12V এবং 360-ওহম কয়েল রেসিস্টেন্সের একটি রিলে বেছে নিন, তাহলে রিলে চালু হতে প্রয়োজনীয় বিদ্যুৎ হবে