दूर से नियंत्रित सर्किट ब्रेकर माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके

हम अक्सर एक स्थिति में पहुंचते हैं जहाँ हम कंप्यूटर प्रोग्राम पर कुछ बटन दबाकर विद्युत लोड को चालू करना चाहते हैं। एक उदाहरण के रूप में, आप एक विद्युत संयंत्र में बैठे हैं और आप एक सर्किट ब्रेकर को दूर से चालू करना चाहते हैं। सर्किट ब्रेकर को दूर से नियंत्रित करना माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके संभव है। हम यह चर्चा करेंगे कि एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके दूर से नियंत्रित सर्किट ब्रेकर कैसे बनाया जा सकता है।

इस दूर से नियंत्रित सर्किट ब्रेकर के लिए हमें निम्नलिखित की आवश्यकता होगी:

1. माइक्रोकंट्रोलर (जैसे कि Arduino)

2. ट्रांजिस्टर

3. डायोड

4. प्रतिरोधक

5. रिले

6. LED

7. PC (व्यक्तिगत कंप्यूटर)

माइक्रोकंट्रोलर

माइक्रोकंट्रोलर एक IC है जो PC से एक संचार प्रोटोकॉल द्वारा प्राप्त आदेशों को समझने की बुद्धिमत्ता रखता है। माइक्रोकंट्रोलर के पास PC से संचार करने के लिए विभिन्न संचार प्रोटोकॉल होते हैं जैसे सीरियल, इथरनेट और CAN (कंट्रोलर एरिया नेटवर्क) संचार प्रोटोकॉल।

माइक्रोकंट्रोलर के पास GPIO (जनरल पर्पोज इनपुट आउटपुट) पिन, ADC (एनालॉग टू डिजिटल कन्वर्टर), टाइमर, UART (यूनिवर्सल एसिंक्रोनस रिसीवर ट्रांसमिटर) और इथरनेट और बाहरी दुनिया से संचार करने के लिए कई अन्य परिधियाँ होती हैं।
माइक्रोकंट्रोलर से डिजिटल आउटपुट एक कम एम्पियरेज सिग्नल है।

जब आप एक पिन को HIGH सेट करते हैं, तो उस पिन पर आने वाला वोल्टेज आमतौर पर +3.3V या +5V होता है और यह जितना एम्पियर सोर्स या सिंक कर सकता है वह लगभग 30mA होता है। यह ठीक है अगर आप एक LED को नियंत्रित कर रहे हैं जिसकी आवश्यकता छोटी है।

अगर हम एक माइक्रोकंट्रोलर पिन द्वारा सर्किट ब्रेकर को नियंत्रित करना चाहते हैं तो हमें एक ड्राइवर की आवश्यकता होती है जो लोड को चालू करने के लिए आवश्यक मात्रा में करंट सोर्स कर सके। आपको अपने माइक्रोकंट्रोलर और उस डिवाइस के बीच एक कंपोनेंट चाहिए जो छोटे वोल्टेज और करंट से नियंत्रित होगा। रिले और ट्रांजिस्टर इस उद्देश्य के लिए अक्सर उपयोग किए जाते हैं।

ट्रांजिस्टर

ट्रांजिस्टर इस अनुप्रयोग में एक ड्राइवर के रूप में काम करता है जो रिले को चालू करने के लिए आवश्यक करंट देता है जब यह संतुलन मोड में होता है।

प्रतिरोधक

प्रतिरोधक LED, ट्रांजिस्टर में करंट को सीमित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

LED

प्रकाश उत्सर्जित करने वाला डायोड सर्किट ब्रेकर के चालू या बंद होने को दर्शाने के लिए उपयोग किया जाता है।

रिले

रिले एक स्विच है जो उच्च शक्ति वाले विद्युत लोड (जैसे सर्किट ब्रेकर, मोटर, और सोलेनॉइड) को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है। एक सामान्य स्विच उच्च शक्ति वाले लोड को संभाल नहीं सकता, इसलिए रिले उच्च शक्ति वाले विद्युत लोड को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

माइक्रोकंट्रोलर द्वारा सर्किट ब्रेकर के दूर से नियंत्रण का कार्य-प्रिंसिपल

जब माइक्रोकंट्रोलर को लोड को चालू करने का आदेश दिया जाता है, तो माइक्रोकंट्रोलर पिन 3.3V (ऊपर दिए गए सर्किट में) पर सेट होता है जो NPN ट्रांजिस्टर को चालू करता है। जब ट्रांजिस्टर चालू होता है, तो ट्रांजिस्टर के कलेक्टर से इमिटर तक करंट बहता है जो रिले को चालू करता है और रिले AC वोल्टेज को सर्किट ब्रेकर से जोड़ता है जिससे सर्किट ब्रेकर चालू हो जाता है।

LED का उपयोग सर्किट ब्रेकर के चालू या बंद होने को दर्शाने के लिए किया जाता है। जब माइक्रोकंट्रोलर पिन हाई होता है, LED चालू होता है (सर्किट ब्रेकर चालू) जब माइक्रोकंट्रोलर पिन लो होता है, ट्रांजिस्टर ऑफ कंडिशन में होता है और रिले के कोइल में कोई करंट नहीं बहता और सर्किट ब्रेकर बंद होता है, LED भी बंद होता है।

संरक्षण डायोड

जब रिले बंद होता है, तो एक वापसी e.m.f उत्पन्न होता है जो ट्रांजिस्टर को नुकसान पहुंचा सकता है अगर वापसी e.m.f का परिमाण ट्रांजिस्टर के VCEO वोल्टेज से अधिक हो। ट्रांजिस्टर और माइक्रोकंट्रोलर के डिजिटल आउटपुट की सुरक्षा के लिए एक डायोड का उपयोग किया जाता है जो रिले बंद होने पर चालू होता है। यह फ्रीव्हीलिंग डायोड के रूप में भी जाना जाता है।

डिजाइनिंग

माना गया है कि माइक्रोकंट्रोलर पिन हाई होने पर 3.3V और लो होने पर 0V देता है। 12 V और 360-ओम कोइल प्रतिरोध का रिले चुनें तो रिले को चालू होने के लिए लिया गया करंट

यह रिले का रेटेड करंट है।

LED (फॉरवर्ड वोल्टेज = 1.2 V) लगभग 20mA करंट लेता है तो प्रतिरोध RLED