Kusimamia Kituo cha Kupunguza Namba kwa Kutumia Mikrokontrola

Mara nyingi tunapopata hali ambayo tunataka kusakinisha mizigo ya umeme kwa kubofya vitufe vya kompyuta. Tumaini mtano, unaweza kuwa ukikaa katika chenjela ya umeme na unataka kusakinisha sakani kutoka mbali. Kukontrolia sakani kutoka mbali inaweza kutimizwa kwa kutumia Mikrokontrola. Tutadiskutia jinsi ya kutengeneza Sakani Kutoka Mbali Kwa Kutumia Mikrokontrola.

Kwa ajili ya sakani hii kutoka mbali tutahitaji:

1. Mikrokontrola (kama vile Arduino)

2. Transistor

3. Diode

4. Resistors

5. Relay

6. LED

7. PC (Personal Computer)

Mikrokontrola

Mikrokontrola ni IC ambayo ina uwezo wa kuelewa amri zinazopewa kutoka PC kwa njia ya mawasiliano. Mikrokontrola ina tofauti za mawasiliano kama Serial, Ethernet na CAN (Controller Area Network).

Mikrokontrola ina vipimo vingine kama GPIO (general purpose Input Output) pins, ADC (Analog to Digital Converter), timer, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) na Ethernet na vipimo vingine vilivyotumika kwa mawasiliano na ulimwengu wa nje.
Matumizi ya mikrokontrola yanayotoka ni signal ya amperage ndogo.

Wakati unatumia pin HIGH, voltage iliyokuja kwenye pin hiyo ni +3.3V au +5V na amperes ambazo zinaweza kutokana na au kutumika ni karibu 30mA. Hii ni vizuri ikiwa unacontrol LED ambayo inahitaji kiwango ndogo.

Ikiwa tunataka kukontrolia sakani na mikrokontrola pin basi tunahitaji driver ambaye anaweza kutumia kiwango cha current kinachohitajika kwa load ili kusakinisha. Unahitaji kitu kati ya mikrokontrola na kifaa kinachokontroliwa na voltage na current ndogo. Relays na transistors hutumiwa sana kwa hii.

Transistor

Transistor huchukua kazi ya driver katika utaratibu huu ambao unatoa current yenye hitaji relay ili kusakinisha wakati unaonekana saturation Mode.

Resistor

Resistors huchukuliwa kutumika kufungua current kwenye LED, transistors.

LED

Light emitting diode huchukuliwa kutumika kutoa ishara ya kuwa sakani imefungwa au imefungwa.

Relay

Relay ni switch ambayo huchukuliwa kutumika kufungua mizigo ya umeme ya nguvu kali (kama Circuit Breaker, Motor, na Solenoid). Switch rasmi haawezi kukabiliana na mizigo ya nguvu kali kwa hivyo relay huchukuliwa kutumika kufungua mizigo ya umeme ya nguvu kali.

Serikali ya Kutumia Sakani Kutoka Mbali Kwa Kutumia Mikrokontrola

Wakati amri yenukua mikrokontrola ili kusakinisha mizigo, pin ya mikrokontrola inastawishwa 3.3V (katika mkurugenzi hapo juu) ambayo husakinisha NPN transistor. Wakati transistor anafungwa, current inaenda kutoka collector hadi emitter ya transistor ambayo huchukua relay na relay huchanganya AC voltage kwenye sakani ili kusakinisha sakani.

LED inatumika kutoa ishara ya kuwa sakani imefungwa au imefungwa. Wakati pin ya mikrokontrola ina high LED inafungwa (Sakani ON) wakati pin ya mikrokontrola ina low transistor anafungwa na hakuna current inaenda kwenye coil ya relay na sakani imefungwa, LED pia inafungwa.

Diode ya Msaada

Wakati relay inafungwa e.m.f ya nyuma inategenezwa ambayo inaweza kuharibu transistor ikiwa magnitude ya e.m.f ya nyuma ni zaidi ya VCEO voltage ya transistor. Ili kupambana na transistor na digital output ya mikrokontrola, diode inatumika ambayo inafungwa wakati relay inafungwa. Hii inatafsiriwa kama freewheeling diode.

Uundaji

Mikrokontrola inatumiwa 3.3V wakati pin ina high na 0V wakati pin ina low. Chagua relay ya 12 V na resistance ya 360-ohm coil basi current inayotumika kwa relay ili kusakinisha

Hii ni rated current ya relay.

LED (forward voltage = 1.2 V) inatumia karibu 20mA current basi resistance RLED

RLED value inaweza chaguliwa 500 Ω.

RB inaweza chaguliwa 4K ili kutumia zaidi base current transistor GUI (Graphical User Interface): GUI inaweza kutengenezwa kwa lugha ya kiwango cha juu (kama C#) ambayo hutumia UDP (User Datagram Protocol) kumawasiliana na mikrokontrola kwenye PC. Chini ni GUI ambayo inakontrolia digital output ya mikrokontrola kwa UDP protocol.