مائکرو کنٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے ریموٹ کنٹرول سरکٹ بریکر

ہم اکثر ایسی صورتحال میں رہتے ہیں جہاں ہم کسی کمپیوٹر پروگرام کے بٹن دبانے سے بجلی کی لاڈ کو آن کرنے کی خواہش رکھتے ہیں۔ مثال کے طور پر، تصور کریں کہ آپ کسی بجلی کے نیستہ میں بیٹھے ہیں اور آپ کسی سیرکٹ بریکر کو دور دراز سے آن کرنا چاہتے ہیں۔ سیرکٹ بریکرز کو دور دراز سے کنٹرول کرنے کا مقصد مائیکروکنٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ ہم مائیکروکنٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے دور دراز سے کنٹرول کرنے والا سیرکٹ بریکر بنانے کے بارے میں بات کریں گے۔

اس دور دراز سے کنٹرول کیا جانے والا سیرکٹ بریکر کے لیے ہمیں درج ذیل ضرورت ہوگی:

1. مائیکروکنٹرولر (مثل Arduino)

2. ترانزسٹر

3. دودیود

4. ریزسٹر

5. ریلے

6. LED

7. PC (شخصی کمپیوٹر)

Microcontroller

مائیکروکنٹرولر ایک IC ہے جس کی سمجھ کی قوت ہوتی ہے کہ وہ PC سے کسی کمیونیکیشن پروٹوکول کے ذریعے دریافت کردہ حکم کو سمجھ سکے۔ مائیکروکنٹرولر کے پاس PC کے ساتھ کمیونیکیشن کرنے کے لیے مختلف کمیونیکیشن پروٹوکول ہوتے ہیں جیسے سیریل، ایتھرنیٹ اور CAN (کنٹرولر علاقہ نیٹ ورک) کمیونیکیشن پروٹوکول۔

مائیکروکنٹرولر کے پاس GPIO (جنرل پرپوز ان پٹ آؤٹ پٹ) پین، ADC (انالوج سے ڈیجیٹل کنورٹر)، ٹائمر، UART (یونیورسل ایسنکرونوس ریسیور ٹرانسمیٹر) اور ایتھرنیٹ اور بہت سے مزید پیرافریلز ہوتے ہیں تاکہ باہر کی دنیا سے کمیونیکیشن کی جا سکے۔ مائیکروکنٹرولر سے ڈیجیٹل آؤٹ پٹ ایک کم ایمپیریج سگنل ہوتا ہے۔

جب آپ کسی پین کو HIGH کرتے ہیں تو اس پین پر آنے والے ولٹیج عام طور پر +3.3V یا +5V ہوتا ہے اور جس کی قدر یا تو 30mA ہوتی ہے۔ اگر آپ کسی LED کو کنٹرول کر رہے ہیں جس کی ضرورت بہت کم ہوتی ہے تو یہ مناسب ہے۔

اگر ہم مائیکروکنٹرولر کے پین کے ذریعے سیرکٹ بریکر کو کنٹرول کرنا چاہتے ہیں تو ہمیں ایک ڈرائیور کی ضرورت ہوتی ہے جو لاڈ کو آن کرنے کے لیے مطلوبہ مقدار کا کرنٹ فراہم کر سکے۔ آپ کو اپنے مائیکروکنٹرولر اور دستیاب ڈیوائس کے درمیان کسی کم ولٹیج اور کرنٹ کے ساتھ کنٹرول کیا جانے والا کمپوننٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ریلے اور ترانزسٹر کو اس مقصد کے لیے زیادہ تر استعمال کیا جاتا ہے۔

ترانزسٹر

ترانزسٹر اس اپلیکیشن میں ڈرائیور کے طور پر کام کرتا ہے جو ریلے کو آن کرنے کے لیے مطلوبہ کرنٹ فراہم کرتا ہے جب وہ سیچریشن میڈ میں ہوتا ہے۔

ریزسٹر

ریزسٹرز LED اور ترانزسٹروں میں کرنٹ کو محدود کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

LED

لائٹ ایمیٹنگ ڈیوڈ کا استعمال سیرکٹ بریکر کو آن یا آف کرنے کی نشان دہی کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

ریلے

ریلے ایک سوئچ ہے جو بالا پاور الیکٹریکل لاڈ (جیسے سیرکٹ بریکر، موٹر، اور سولینوئڈ) کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ عام سوئچ بالا پاور لاڈ کو کنٹرول نہیں کرسکتا اس لیے ریلے کا استعمال بالا پاور الیکٹریکل لاڈ کو کنٹرول کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

مائیکروکنٹرولر کے ذریعے سیرکٹ بریکر کو دور دراز سے کنٹرول کرنے کا عملی طریقہ

جب کوئی حکم مائیکروکنٹرولر کو لاڈ کو آن کرنے کے لیے دیا جاتا ہے تو مائیکروکنٹرولر کا پین 3.3V (بالا کردہ سرکٹ میں) پر رکھا جاتا ہے جس سے NPN ترانزسٹر آن ہو جاتا ہے۔ جب ترانزسٹر آن ہوتا ہے تو ترانزسٹر کے کلکٹر سے ایمیٹر تک کرنٹ بہنے لگتا ہے جس سے ریلے کو آن کیا جاتا ہے اور ریلے سیرکٹ بریکر کو AC ولٹیج سے جوڑ دیتا ہے جس سے سیرکٹ بریکر آن ہو جاتا ہے۔

ایک LED کا استعمال سیرکٹ بریکر کو آن یا آف کرنے کی نشان دہی کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ جب مائیکروکنٹرولر کا پین ہائی ہوتا ہے تو LED آن ہو جاتا ہے (سیرکٹ بریکر آن) جب مائیکروکنٹرولر کا پین لو ہوتا ہے تو ترانزسٹر آف کی حالت میں ہوتا ہے اور ریلے کے کوئل کو کرنٹ نہیں ملتا اور سیرکٹ بریکر آف ہو جاتا ہے، LED بھی آف ہو جاتا ہے۔

پروٹیکشن ڈیوڈ

جب ریلے آف ہو جاتا ہے تو پیچھے کی جانب e.m.f تیار ہوتا ہے جس سے ترانزسٹر کو نقصان پہنچ سکتا ہے اگر پیچھے کی جانب e.m.f کی مقدار ترانزسٹر کی VCEO ولٹیج سے زیادہ ہو۔ ترانزسٹر کو حفاظت کرنے کے لیے اور مائیکروکنٹرولر کے ڈیجیٹل آؤٹ پٹ کو حفاظت کرنے کے لیے ایک ڈیوڈ کا استعمال کیا جاتا ہے جو ریلے آف ہو جانے پر کنڈکٹ کرتا ہے۔ یہ فری ویلنگ ڈیوڈ کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔

ڈیزائن کرنے کا طریقہ

معمولی طور پر مائیکروکنٹرولر پین ہائی ہونے پر 3.3V اور لو ہونے پر 0V دیتا ہے۔ 12 V اور 360-اوہم کوئل ریزسٹنس کے ساتھ ایک ریلے منتخب کریں تو ریلے کو آن کرنے کے لیے کرنٹ ہوگا۔

یہ ریلے کی ریٹڈ کرنٹ ہے۔

LED (فوروارڈ ولٹیج = 1.2 V) 20mA کرنٹ لیتی ہے تو ریزسٹنس RLED

RLED کی قدر 500 Ω منتخب کی جا سکتی ہے۔

RB کو 4K منتخب کیا جا سکتا ہے تاکہ ترانزسٹر کو زیادہ بیس کرنٹ ملا سکے GUI (گرافیکل یوزر انٹرفیس): ایک GUI کو اعلیٰ سطح کی زبان (جیسے C#) میں تیار کیا جا سکتا ہے جو UDP (یوزر ڈیٹاگرام پروٹوکول) کا استعمال کرتے ہوئے مائیکروکنٹرولر کے ساتھ PC پر کمیونیکیشن کرتا ہے۔ نیچے دیا گیا GUI UDP پروٹوکول کے ذریعے مائیکروکنٹرولر کے ڈیجیٹل آؤٹ پٹ کو کنٹرول کرتا ہے۔