माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए कार्यक्रमों का एक पेशेवर डेवलपर बनने और कौशल के एक स्तर तक पहुंचने के लिए क्या करना पड़ता है जो उच्च वेतन के साथ नौकरी ढूंढना और प्राप्त करना आसान बनाता है (2017 की शुरुआत में रूस में एक माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्रामर का औसत वेतन है 80,000 रूबल)। ...

हम एक शक्तिशाली भार को माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ने के बारे में कहानी जारी रखते हैं। हम पहले से ही जानते हैं कि माइक्रोकंट्रोलर से कैसे जुड़ना है और। अब विद्युत चुम्बकीय रिले से निपटने की बारी है।

पहली नज़र में, रिले को जोड़ना सबसे सरल है। हालाँकि, यह एक भ्रामक सादगी है। क्योंकि, सबसे पहले, अधिकांश रिले आउटपुट पर माइक्रोकंट्रोलर प्रदान कर सकते हैं, उससे कहीं अधिक वर्तमान का उपभोग करते हैं। और दूसरी बात, एक विद्युत चुम्बकीय रिले एक आगमनात्मक भार है, जिसकी अपनी विशेषताएं हैं (उस पर बाद में अधिक)। यही कारण है कि शुरुआती अक्सर रिले को कनेक्ट करने का प्रयास करके माइक्रोकंट्रोलर आउटपुट को अक्षम कर देते हैं।

एक रिले को माइक्रोकंट्रोलर से कैसे कनेक्ट करें और एक ही समय में परेशानी से बचें - थोड़ी देर बाद। इस बीच, बहुत ही शुरुआती लोगों के लिए, मैं आपको बहुत संक्षेप में बताऊंगा

एक विद्युत चुम्बकीय रिले एक विशेष उपकरण है जिसमें कम से कम चार मुख्य तत्व होते हैं (आंकड़ा देखें):

1. तार
2. सार
3. लंगर
4. संपर्क समूह

कॉइल (रिले के प्रकार के आधार पर) को वैकल्पिक वोल्टेज या प्रत्यक्ष वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।

जब कॉइल पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो इसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है, जो कोर को चुंबकित करता है। फिर आर्मेचर कोर की ओर आकर्षित होता है और संपर्कों के समूह को स्थानांतरित करता है। डिज़ाइन के आधार पर, संपर्क या तो खुलते हैं, बंद होते हैं या स्विच होते हैं। एक संपर्क समूह में सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुले संपर्क दोनों हो सकते हैं। और दो संपर्क, या तीन या अधिक हो सकते हैं।

जब कॉइल से वोल्टेज हटा दिया जाता है, तो संपर्क अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाते हैं।

एक सामान्य रूप से बंद (सामान्य रूप से बंद) संपर्क एक संपर्क है जो कॉइल पर कोई वोल्टेज नहीं होने पर बंद हो जाता है। सामान्य रूप से खुला (सामान्य रूप से खुला), क्रमशः, जब कुंडल पर कोई वोल्टेज नहीं होता है, और कुंडल पर वोल्टेज लागू होने पर बंद होता है। यह आंकड़ा सामान्य रूप से खुला संपर्क दिखाता है।

आरेखों पर और रिले के विवरण में, संक्षेप में आमतौर पर उपयोग किया जाता है: नहीं - सामान्य रूप से खुला (सामान्य रूप से खुला), एनसी - सामान्य रूप से बंद (सामान्य रूप से बंद)।

रिले की मुख्य विशेषताएं

अपने उपकरणों में रिले का उपयोग करने के लिए (जरूरी नहीं कि माइक्रोकंट्रोलर पर), आपको यह जानना होगा कि यह आपके उद्देश्यों के लिए उपयुक्त है या नहीं। ऐसा करने के लिए, आपको रिले की विशेषताओं को जानना होगा। मुख्य विशेषताएं:

1. कॉइल वोल्टेज का प्रकार (एसी या डीसी)। माइक्रोकंट्रोलर या ट्रांजिस्टर के माध्यम से सीधे कनेक्ट करने के लिए, केवल एक डीसी रिले का उपयोग किया जा सकता है (रिले संपर्क, निश्चित रूप से, एसी और डीसी दोनों को नियंत्रित कर सकते हैं)।
2. कॉइल वोल्टेज (अर्थात, कॉइल पर कौन सा वोल्टेज लगाया जाना चाहिए ताकि आर्मेचर को कोर पर मज़बूती से चुम्बकित किया जा सके)।
3. कुंडल वर्तमान खपत।
4. संपर्कों का रेटेड वर्तमान (यानी, रिले संपर्कों के माध्यम से वर्तमान जिस पर वे लंबे समय तक क्षति के बिना काम करेंगे)।
5. रिले ऑपरेशन का समय। यानी लंगर को चुम्बकित करने में कितना समय लगता है।
6. रिले रिलीज का समय। यानी आर्मेचर को डीमैग्नेटाइज (रिलीज) करने में कितना समय लगता है।

अंतिम दो मापदंडों को आमतौर पर ध्यान में नहीं रखा जाता है। हालांकि, ऐसे मामलों में जहां एक निश्चित गति की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, कुछ सुरक्षा उपकरणों का संचालन), तो इन मूल्यों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

खैर, आखिरकार हमें एक रिले के माध्यम से लोड को माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ना पड़ा। मेरा सुझाव है कि आप याद रखें। यदि आपको याद है, तो आप लोड को माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट से दो तरह से जोड़ सकते हैं: एक सामान्य प्लस के साथ और एक सामान्य माइनस के साथ।

यदि हम रिले को सीधे माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ना चाहते हैं, तो एक सामान्य माइनस वाली विधि को समाप्त करने की सबसे अधिक संभावना है, क्योंकि इस पद्धति से माइक्रोकंट्रोलर बहुत कमजोर भार को नियंत्रित करने में सक्षम है। और लगभग सभी रिले कई दसियों या सैकड़ों एमए की खपत करते हैं।

और एक सामान्य माइनस के साथ विधि भी ज्यादातर मामलों में आपको उसी कारण से रिले को सीधे माइक्रोकंट्रोलर से कनेक्ट करने की अनुमति नहीं देगी (इस विधि के साथ, माइक्रोकंट्रोलर आमतौर पर आउटपुट पर 15-20 एमए प्रदान कर सकता है, जो पर्याप्त नहीं होगा अधिकांश रिले के लिए)।

रीड रिले में आमतौर पर कम वर्तमान खपत होती है। हालांकि, वे केवल छोटी धाराओं को स्विच कर सकते हैं।

लेकिन यहां एक तरकीब है। तथ्य यह है कि रिले कॉइल का वोल्टेज जितना अधिक होगा, वर्तमान खपत उतनी ही कम होगी। इसलिए, यदि आपके डिवाइस में एक शक्ति स्रोत है, उदाहरण के लिए, 24 वी या उच्चतर, तो आप आसानी से स्वीकार्य वर्तमान खपत के साथ रिले का चयन कर सकते हैं।

उदाहरण के लिए, एक रिले खोजक 32वीं श्रृंखला 24V के कुंडल वोल्टेज पर केवल 8.3 mA की खपत करती है।

इस मामले में (जब आपके पास दो वोल्टेज स्रोत हों), आप रिले को इस तरह कनेक्ट कर सकते हैं:

रिले को ट्रांजिस्टर से कैसे कनेक्ट करें

हालांकि, ज्यादातर मामलों में डिवाइस में अतिरिक्त पावर स्रोत का उपयोग करना संभव नहीं है। इसलिए, आमतौर पर रिले माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट से जुड़ा होता है। यह कैसे करना है, मैं पहले ही बता चुका हूं। इसलिए, मैं खुद को नहीं दोहराऊंगा।

सुरक्षा उपाय

रिले का उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब एक बड़े भार और/या उच्च वोल्टेज को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।

इसलिए, यहां सुरक्षा उपायों को याद रखना आवश्यक है। उच्च वोल्टेज सर्किट से कम वर्तमान कम वोल्टेज सर्किट को अलग करना वांछनीय है। उदाहरण के लिए, रिले को एक अलग आवास में या आवास के एक अलग अछूता डिब्बे में स्थापित करें ताकि डिवाइस को स्थापित करते समय, आप गलती से उच्च वोल्टेज वाले संपर्कों को न छूएं।

इसके अलावा, माइक्रोकंट्रोलर या एक अतिरिक्त ट्रांजिस्टर के आउटपुट को नुकसान पहुंचाने का खतरा है।

तथ्य यह है कि रिले कॉइल सभी आगामी परिणामों के साथ एक आगमनात्मक भार है।

और यहाँ दो जोखिम हैं:

1. फिलहाल कॉइल पर वोल्टेज लगाया जाता है, कॉइल का इंडक्टिव रिएक्शन शून्य होता है, इसलिए शॉर्ट-टर्म करंट सर्ज होगा, जो रेटेड करंट से काफी अधिक होगा। लेकिन अधिकांश आउटपुट ट्रांजिस्टर इस उछाल का सामना करते हैं, इसलिए आपको इसके बारे में सोचने की जरूरत नहीं है, लेकिन आपको इसे जानने और समझने की जरूरत है।
2. वोल्टेज हटाने के समय (कुंडल आपूर्ति सर्किट को तोड़ने के समय), स्व-प्रेरण ईएमएफ होता है, जो माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट ट्रांजिस्टर और / या एक अतिरिक्त ट्रांजिस्टर को अक्षम कर सकता है जिससे रिले कॉइल जुड़ा हुआ है। इससे बचने के लिए, हमेशा एक सुरक्षात्मक डायोड को कॉइल के समानांतर जोड़ना आवश्यक है (चित्र देखें)। ऐसा क्यों होता है, मैं नहीं बताऊंगा। कौन परवाह करता है, याद रखता है या इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का अध्ययन करता है।

जरूरी!
डायोड को शामिल करने पर ध्यान दें। इसे वैसे ही चालू करना चाहिए, न कि इसके विपरीत, जैसा कि कुछ लोग सोचते हैं।

कई नौसिखिए रेडियो शौकिया साधारण सर्किट वाले इलेक्ट्रॉनिक्स से परिचित होने लगते हैं, जो इंटरनेट पर भरे हुए हैं। लेकिन अगर यह एक नियंत्रण उपकरण है जिसमें किसी प्रकार का एक्चुएटर सर्किट से जुड़ा होता है, और सर्किट में कनेक्शन विधि का संकेत नहीं दिया जाता है, तो शुरुआती के लिए कठिन समय होता है। यह लेख नौसिखिए रेडियो शौकीनों को इस समस्या से निपटने में मदद करने के लिए लिखा गया था।

डीसी लोड।

पहला तरीका एक रोकनेवाला के माध्यम से जुड़ना है

सबसे आसान तरीका - कम-वर्तमान भार के लिए उपयुक्त - एलईडी।

रागा \u003d (यू / आई) - आरएन

जहां यू आपूर्ति वोल्टेज (वोल्ट में) है, मैं सर्किट के माध्यम से स्वीकार्य वर्तमान है (एम्पीयर में), आरएन लोड प्रतिरोध है (ओम में)

दूसरा तरीका - बाइपोलर ट्रांजिस्टर

यदि खपत लोड करंट आपके डिवाइस के अधिकतम आउटपुट करंट से अधिक है, तो रेसिस्टर यहां मदद नहीं करेगा। आपको करंट बढ़ाने की जरूरत है। इसके लिए आमतौर पर ट्रांजिस्टर का इस्तेमाल किया जाता है।

इस सर्किट में, एक n-p-n ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, जो OE सर्किट के अनुसार जुड़ा होता है। इस पद्धति से, आप अपने डिवाइस की शक्ति से अधिक आपूर्ति वोल्टेज के साथ लोड को कनेक्ट कर सकते हैं। ट्रांजिस्टर के माध्यम से बहने वाली धारा को सीमित करने के लिए रेसिस्टर R1 की आवश्यकता होती है, आमतौर पर 1-10 kOhm पर सेट किया जाता है।

तीसरा तरीका है फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर

भार को नियंत्रित करने के लिए, जिसकी धारा दसियों एम्पीयर (विशेष रूप से शक्तिशाली इलेक्ट्रिक मोटर्स, लैंप, आदि) है, एक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है।

रेसिस्टर R1 गेट के माध्यम से करंट को सीमित करता है। चूंकि फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर को छोटी धाराओं द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और यदि आपके डिवाइस का आउटपुट जिससे गेट जुड़ा हुआ है, उच्च-प्रतिबाधा जेड-स्टेट में है, तो फील्ड डिवाइस अप्रत्याशित रूप से खुल जाएगा और हस्तक्षेप को पकड़ लेगा। इस व्यवहार को खत्म करने के लिए, डिवाइस के आउटपुट को 10kΩ रेसिस्टर के साथ जमीन पर "दबाया" जाता है।
क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर की एक विशेषता है - इसकी सुस्ती। यदि अनुमेय आवृत्ति पार हो जाती है, तो यह ज़्यादा गरम हो जाएगा।

प्रत्यावर्ती धारा।

पहला तरीका एक रिले है।

एसी लोड को नियंत्रित करने का सबसे आसान तरीका एक रिले है। रिले अपने आप में एक उच्च-वर्तमान भार है - आपको इसे द्विध्रुवी या क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के माध्यम से चालू करने की आवश्यकता है।

रिले के नुकसान इसकी धीमी गति और भागों के यांत्रिक पहनने हैं।

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प्रोजेक्ट 12: एक ट्रांजिस्टर के माध्यम से रिले को नियंत्रित करना

इस प्रयोग में, हम एक रिले से परिचित होंगे जिसके साथ आप न केवल प्रत्यक्ष, बल्कि Arduino के साथ एक शक्तिशाली भार को भी नियंत्रित कर सकते हैं।

आवश्यक घटक:

रिले एक विद्युत नियंत्रित, यांत्रिक स्विच है जिसमें दो अलग-अलग सर्किट होते हैं: एक नियंत्रण सर्किट, जो संपर्कों (ए 1, ए 2) द्वारा दर्शाया जाता है, और एक नियंत्रित सर्किट, संपर्क 1, 2, 3 (चित्र 12.1) देखें।

जंजीरें किसी भी तरह से जुड़ी नहीं हैं। संपर्कों A1 और A2 के बीच एक धातु कोर स्थापित किया जाता है, जब इसके माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, तो एक जंगम आर्मेचर (2) इसकी ओर आकर्षित होता है। संपर्क 1 और 3 तय हो गए हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि आर्मेचर स्प्रिंग-लोडेड है, और जब तक हम कोर के माध्यम से करंट पास नहीं करते हैं, आर्मेचर को पिन 3 के खिलाफ दबाया जाएगा। जब करंट लगाया जाता है, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कोर एक इलेक्ट्रोमैग्नेट में बदल जाता है और पिन की ओर आकर्षित होता है। 1. जब डी-एनर्जेट किया जाता है, तो स्प्रिंग आर्मेचर को फिर से 3 पिन करने के लिए लौटाता है।

रिले को Arduino से कनेक्ट करते समय, माइक्रोकंट्रोलर पिन कॉइल को ठीक से काम करने के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान नहीं कर सकता है। इसलिए, वर्तमान को बढ़ाना आवश्यक है - एक ट्रांजिस्टर लगाएं। प्रवर्धन के लिए, OE सर्किट के अनुसार जुड़े n-p-n-ट्रांजिस्टर का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है (चित्र 12.2) देखें। इस पद्धति के साथ, आप माइक्रोकंट्रोलर की बिजली आपूर्ति की तुलना में एक उच्च आपूर्ति वोल्टेज के साथ लोड को जोड़ सकते हैं।
आधार रोकनेवाला एक सीमित अवरोधक है। यह व्यापक रूप से (1-10 kOhm) भिन्न हो सकता है, किसी भी स्थिति में, ट्रांजिस्टर संतृप्ति मोड में काम करेगा। किसी भी n-p-n-ट्रांजिस्टर का उपयोग ट्रांजिस्टर के रूप में किया जा सकता है। लाभ व्यावहारिक रूप से अप्रासंगिक है। ट्रांजिस्टर को कलेक्टर करंट (वर्तमान में हमें चाहिए) और कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (वोल्टेज जो लोड को पावर देता है) के अनुसार चुना जाता है।

OE के साथ योजना के अनुसार जुड़े रिले को चालू करने के लिए, आपको इसे बंद करने के लिए Arduino पिन पर 1 लगाने की आवश्यकता है - 0. आइए अंजीर में आरेख के अनुसार रिले को Arduino बोर्ड से कनेक्ट करें। 12.3 और एक रिले नियंत्रण रेखाचित्र लिखिए। हर 5 सेकंड में रिले स्विच (चालू/बंद) होगा। रिले स्विच करते समय, एक विशेषता क्लिक सुनाई देती है।
स्केच की सामग्री को लिस्टिंग 12.1 में दिखाया गया है।

इंट रिलेपिन = 10; // Arduino के पिन D10 से कनेक्ट करें व्यर्थ व्यवस्था()(पिनमोड (रिलेपिन, आउटपुट); // आउटपुट को आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर करें (OUTPUT) } // फ़ंक्शन को चक्रीय रूप से अनंत बार निष्पादित किया जाता है शून्य लूप ()(डिजिटलवाइट (रिलेपिन, हाई); // रिले देरी को सक्षम करें (5000); digitalWrite (रिलेपिन, कम); // रिले बंद करेंदेरी (5000); )

कनेक्शन आदेश:

1. हम अंजीर में आरेख के अनुसार तत्वों को Arduino बोर्ड से जोड़ते हैं। 12.3.
2. स्केच को लिस्टिंग 12.1 से Arduino बोर्ड में लोड करें।
3. हर 5 सेकंड में एक रिले स्विचिंग क्लिक होता है यदि आप रिले संपर्कों को जोड़ते हैं, उदाहरण के लिए, 220 वी नेटवर्क से जुड़े गरमागरम दीपक के साथ एक कारतूस के अंतराल में, हम गरमागरम चालू / बंद करने की प्रक्रिया देखेंगे हर 5 सेकंड में दीपक (चित्र 12.3)।

यह आलेख महत्वपूर्ण ड्राइवरों और उचित सर्किटरी पर चर्चा करता है जो बाहरी उपकरणों को एमसीयू (माइक्रोकंट्रोलर यूनिट, एमसीयू) के I/O से सुरक्षित रूप से कनेक्ट करने के लिए आवश्यक है।

परिचय

एक बार जब आपके पास एक परियोजना के लिए एक विचार होता है, तो सीधे Arduino को सर्किट और एलईडी, रिले और स्पीकर जैसे उपकरणों से जोड़ने के लिए कूदना बहुत लुभावना होता है। हालांकि, सही सर्किटरी के बिना ऐसा करना आपके माइक्रोकंट्रोलर के लिए घातक हो सकता है।

कई I/O डिवाइस बहुत अधिक करंट (> 100 mA) खींचते हैं जो कि अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर सुरक्षित मोड में आपूर्ति नहीं कर सकते हैं, और जब वे इस मात्रा में करंट प्रदान करने का प्रयास करते हैं, तो वे अक्सर टूट जाते हैं। यहां हम "ड्राइवर" (अंग्रेजी - ड्राइवर) नामक विशेष योजनाओं की सहायता के लिए आते हैं। ड्राइवर सर्किट होते हैं जो एक माइक्रोकंट्रोलर से एक छोटा, कमजोर सिग्नल ले सकते हैं और फिर उस सिग्नल का उपयोग किसी प्रकार की बिजली की खपत करने वाले डिवाइस को चलाने के लिए कर सकते हैं।

माइक्रोकंट्रोलर बाहरी उपकरणों के साथ ठीक से काम करने के लिए, कभी-कभी विशेष सर्किट की आवश्यकता होती है। इन बाहरी उपकरणों में शामिल हैं:

• चालक सर्किट
• इनपुट सुरक्षा योजनाएं
• आउटपुट सुरक्षा सर्किट
• अलगाव सर्किट

तो आइए इनमें से कुछ योजनाओं पर एक नज़र डालें और देखें कि वे कैसे काम करती हैं!

सरल प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) चालक

यह सरल सर्किट माइक्रोकंट्रोलर के साथ उच्च शक्ति एल ई डी चलाने के लिए सुविधाजनक है जहां माइक्रोकंट्रोलर का आउटपुट "आईएन" से जुड़ा हुआ है।

जब माइक्रोकंट्रोलर 0 आउटपुट करता है, तो ट्रांजिस्टर Q1 बंद हो जाता है और इसी तरह LED D1 भी बंद हो जाता है। जब माइक्रोकंट्रोलर 1 आउटपुट करता है, तो ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है और इसलिए D1 भी चालू हो जाता है। R1 का मान आपके माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट वोल्टेज पर निर्भर करता है, लेकिन 1KΩ ~ 10KΩ के बीच का मान अक्सर अच्छा काम करता है। R2 का मान आपके द्वारा लोड किए जा रहे लोड के आकार पर निर्भर करता है, और यह सर्किट 1A तक के उपकरणों को पावर देने के लिए उपयुक्त है और इससे अधिक नहीं।

सरल रिले चालक

ऐसे उपकरण जो 1A से अधिक करंट खींचते हैं और हर कुछ सेकंड में चालू और बंद होते हैं, रिले के लिए बेहतर अनुकूल होते हैं।

हालांकि रिले काफी सरल हैं (एक छोटा विद्युत चुंबक जो सर्किट को बंद करने के लिए धातु लीवर को आकर्षित करता है), उन्हें सीधे माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित नहीं किया जा सकता है।

सामान्य रिले को लगभग 60mA ~ 100mA धाराओं की आवश्यकता होती है, जो कि अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर के लिए बहुत अधिक है, इसलिए रिले को ट्रांजिस्टर नियंत्रण (जैसा कि ऊपर दिखाया गया है) का उपयोग करके एक सर्किट की आवश्यकता होती है। हालांकि, करंट को सीमित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले रेसिस्टर के बजाय, रिवर्स प्रोटेक्शन डायोड (D1) की आवश्यकता होती है।

जब माइक्रोकंट्रोलर ("IN" से जुड़ा) 1 आउटपुट करता है, तो ट्रांजिस्टर Q1 चालू होता है। यह रिले RL1 को चालू करता है और परिणामस्वरूप दीपक (R2) रोशनी करता है। यदि माइक्रोकंट्रोलर 0 आउटपुट करता है, तो ट्रांजिस्टर Q1 बंद हो जाता है, जो रिले को बंद कर देता है, और इसलिए दीपक बंद हो जाता है।

सर्किट में रिले बहुत आम हैं जिन्हें एसी पावर सर्किट स्विच करने की आवश्यकता होती है और 230V और 13A स्विच करने के लिए उपलब्ध हैं (टोस्टर, केटल्स, कंप्यूटर और वैक्यूम क्लीनर के लिए उपयुक्त)।

बटन

एक बटन को माइक्रोकंट्रोलर से कनेक्ट करते समय, कभी-कभी साधारण समस्याएं हो सकती हैं। पहली (और सबसे ज्यादा परेशान करने वाली) समस्या बाउंस के रूप में आती है, जहां बटन दबाने और छोड़ने पर बहुत सारे सिग्नल भेजता है।

बटन आमतौर पर धातु का एक टुकड़ा होता है जो किसी अन्य धातु के संपर्क में आता है, लेकिन जब बटन संपर्क करते हैं तो वे अक्सर उछलते हैं (हालांकि वे अक्सर छोटे होते हैं)। इस बाउंस का मतलब है कि बटन लॉक करने से पहले कुछ बार कनेक्ट और डिस्कनेक्ट हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कुछ समय के लिए यादृच्छिक दिखता है। चूंकि माइक्रोकंट्रोलर बहुत तेज होते हैं, वे इस उछाल को पकड़ सकते हैं और कई बार बटन दबाने की घटनाओं को अंजाम दे सकते हैं। उछाल से छुटकारा पाने के लिए, आप नीचे दिए गए आरेख का उपयोग कर सकते हैं। यहां दिखाया गया सर्किट एक बहुत ही तुच्छ सर्किट है जो अच्छा प्रदर्शन करता है और इसे बनाना आसान है।

इनपुट सुरक्षा: वोल्टेज

सभी इनपुट डिवाइस आपके माइक्रोकंट्रोलर के अनुकूल नहीं होंगे, और कुछ स्रोत हानिकारक भी हो सकते हैं। यदि आपके पास पर्यावरण से आने वाले इनपुट स्रोत हैं (जैसे वोल्टेज सेंसर, रेन सेंसर, मानव संपर्क) या इनपुट स्रोत जो माइक्रोकंट्रोलर (जैसे प्रारंभ करनेवाला सर्किट) को संभाल सकते हैं, उससे अधिक वोल्टेज आउटपुट कर सकते हैं, तो आपको कुछ इनपुट सक्षम करने की आवश्यकता होगी वोल्टेज संरक्षण। नीचे दिखाया गया सर्किट इनपुट वोल्टेज को सीमित करने के लिए 5V जेनर डायोड का उपयोग करता है ताकि इनपुट वोल्टेज 5V से ऊपर और 0V से नीचे न जा सके। जब जेनर डायोड इनपुट वोल्टेज उठाता है तो बहुत अधिक करंट को रोकने के लिए 100R रेसिस्टर का उपयोग किया जाता है।

आई / ओ सुरक्षा: वर्तमान

माइक्रोकंट्रोलर के इनपुट और आउटपुट को कभी-कभी बहुत अधिक करंट से बचाया जा सकता है। यदि एलईडी जैसा कोई उपकरण माइक्रोकंट्रोलर से अधिकतम आउटपुट करंट से कम करंट खींचता है, तो एलईडी को सीधे माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ा जा सकता है। हालांकि, एक श्रृंखला प्रतिरोधी की अभी भी आवश्यकता होगी, जैसा कि नीचे दिखाया गया है, और एल ई डी के लिए सामान्य श्रृंखला प्रतिरोधी मूल्यों में 470 ओम, 1 के ओम, और यहां तक ​​​​कि 2.2 के ओम भी शामिल हैं। रेसिस्टर श्रृंखला इनपुट पिन के लिए दुर्लभ मामलों में भी उपयोगी होती है जहां माइक्रोकंट्रोलर पिन खराब होते हैं या इनपुट डिवाइस आउटपुट करंट उछाल का अनुभव कर रहा होता है।

स्तर ट्रांसड्यूसर

अतीत में, एक सर्किट में अधिकांश सिग्नल एक ही वोल्टेज पर काम करते थे, और यह वोल्टेज आमतौर पर 5V था। हालांकि, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स की बढ़ती तकनीकी क्षमताओं के साथ, नए उपकरणों पर वोल्टेज कम हो रहा है। इस वजह से, कई सर्किट में मिश्रित सिग्नल शामिल होते हैं जहां पुराने हिस्से 5V पर काम कर सकते हैं जबकि नए हिस्से 3.3V पर काम करते हैं।

हालांकि कई हैम एकल वोल्टेज स्तर का उपयोग करना पसंद करेंगे, सच्चाई यह है कि पुराने 5 वोल्ट के पुर्जे 3.3 वोल्ट पर काम नहीं कर सकते हैं जबकि नए 3.3 वोल्ट यूनिट उच्च वोल्टेज 5 क्यू पर काम नहीं कर सकते हैं। यदि 5 वी डिवाइस और 3.3 वी डिवाइस चाहते हैं संवाद करने के लिए, फिर स्तर स्थानांतरण की आवश्यकता होती है, जो एक वोल्टेज सिग्नल को दूसरे में परिवर्तित करता है। कुछ 3.3V उपकरणों में 5V "सहिष्णुता" होती है, जिसका अर्थ है कि 5V सिग्नल सीधे 3.3V सिग्नल से जुड़ सकता है, लेकिन अधिकांश 5V डिवाइस 3.3V नहीं ले जा सकते हैं। दोनों विकल्पों को कवर करने के लिए, योजनाबद्ध के नीचे 5V से 3.3V में रूपांतरण दिखाते हैं और विपरीतता से।

अलगाव: ऑप्टोइसोलेटर

कभी-कभी जिस सर्किट के साथ माइक्रोकंट्रोलर को संचार करने की आवश्यकता होती है, वह इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी), व्यापक वोल्टेज उतार-चढ़ाव और अप्रत्याशितता जैसी कई समस्याएं पेश कर सकता है। ऐसी स्थितियों में, हम एक ऑप्टो-आइसोलेटर नामक उपकरण का उपयोग कर सकते हैं, जो दो सर्किटों को तारों द्वारा एक-दूसरे से भौतिक रूप से जुड़े बिना संचार करने की अनुमति देता है।

ऑप्टोइसोलेटर प्रकाश का उपयोग करके संचार करते हैं, जहां एक सर्किट प्रकाश का उत्सर्जन करता है जिसे बाद में दूसरे सर्किट द्वारा पता लगाया जाता है। इसका मतलब यह है कि ऑप्टो-आइसोलेटर्स का उपयोग एनालॉग संचार (जैसे वोल्टेज स्तर) के लिए नहीं किया जाता है, बल्कि डिजिटल संचार के लिए किया जाता है, जहां आउटपुट चालू या बंद होता है। Optoisolators का उपयोग इनपुट और आउटपुट दोनों के लिए माइक्रोकंट्रोलर के लिए किया जा सकता है जहां इनपुट या आउटपुट माइक्रोकंट्रोलर के लिए संभावित रूप से खतरनाक हो सकते हैं। दिलचस्प बात यह है कि ऑप्टो-आइसोलेटर्स का इस्तेमाल लेवल शिफ्टिंग के लिए भी किया जा सकता है!

गुंथर क्राउट, जर्मनी

तर्क "1", तर्क "0" और उच्च प्रतिबाधा। तीन आउटपुट स्टेट्स तीन मोटर स्टेट्स के अनुरूप हैं: "फॉरवर्ड", "रिवर्स" और "स्टॉप"

दो स्वतंत्र भारों को नियंत्रित करने के लिए, जैसे कि रिले, दो माइक्रोकंट्रोलर I/O पोर्ट की आमतौर पर आवश्यकता होती है। इस मामले में, आपके पास दो रिले चालू करने, एक को चालू करने और दूसरे को बंद करने या दोनों को बंद करने का अवसर है। यदि आपको एक ही समय में दो रिले चालू करने की आवश्यकता नहीं है, तो आप माइक्रोकंट्रोलर के एक आउटपुट का उपयोग करके शेष तीन राज्यों को नियंत्रित कर सकते हैं। यह उच्च-प्रतिबाधा आउटपुट स्थिति का उपयोग करता है।

इस सर्किट का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक मोटर्स के नियंत्रण में। मोटर के घूमने की दिशा इस बात पर निर्भर करती है कि इसके दो चरणों में से किसका चयन किया गया है। चरण स्विचिंग के लिए, क्लासिक इलेक्ट्रोमैकेनिकल और सॉलिड-स्टेट एमओएस रिले दोनों का उपयोग किया जा सकता है। किसी भी तरह, दोनों रिले खोलने से इंजन बंद हो जाएगा।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले को नियंत्रित करने के लिए, चित्र 1 में दिखाए गए सर्किट का उपयोग किया जाता है। जब माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट पर तर्क "1", ट्रांजिस्टर क्यू 1 रिले आरईएल 1 को चालू करता है, जो मोटर को आगे की दिशा में घुमाने की अनुमति देता है। जब आउटपुट "0" पर स्विच होता है, तो ट्रांजिस्टर Q 3 खुलता है। इससे आरईएल 2 संपर्क बंद हो जाते हैं और मोटर विपरीत दिशा में घूमने लगती है। यदि माइक्रोकंट्रोलर पोर्ट उच्च-प्रतिबाधा स्थिति में है, तो ट्रांजिस्टर Q 1, Q 2 और Q 3 बंद हो जाते हैं, क्योंकि Q 2 के आधार पर 1 V वोल्टेज बेस-एमिटर जंक्शनों के थ्रेशोल्ड वोल्टेज के योग से कम है। क्यू 1 और क्यू 2 की और डायोड डी 1 में वोल्टेज ड्रॉप। दोनों रिले बंद हो जाती हैं और मोटर रुक जाती है। वोल्टेज डिवाइडर या एमिटर फॉलोअर का उपयोग करके 1 वी का वोल्टेज प्राप्त किया जा सकता है। डायोड डी 2 और डी 3 रिले बंद होने पर होने वाले वोल्टेज सर्ज से कलेक्टरों क्यू 1 और क्यू 2 को बचाने के लिए काम करते हैं। सर्किट में लगभग किसी भी कम-शक्ति वाले एनपीएन और पीएनपी ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जा सकता है। डी 1 का चुनाव भी सैद्धांतिक नहीं है।

एमओएस रिले चलाने के लिए सर्किट सरल है, क्योंकि एल ई डी को लगभग किसी भी माइक्रोकंट्रोलर (चित्रा 2) के आउटपुट से सीधे जोड़ा जा सकता है। लॉजिक "1" रिले एलईडी एस 1, और तार्किक "0" - एस 2 को चालू करता है, जो संबंधित आउटपुट ट्राइक को खोलता है। जब पोर्ट उच्च प्रतिबाधा स्थिति में प्रवेश करता है, तो दोनों एल ई डी बंद हो जाते हैं क्योंकि 1.2 वी डीसी वोल्टेज दो एल ई डी के दहलीज वोल्टेज के योग से कम है। MOS रिले की सुरक्षा के लिए Varistors R 3 , R 5 और स्नबर सर्किट C 1 , R 4 , C 2 , R 6 काम करते हैं। इन तत्वों के मापदंडों को लोड के अनुसार चुना जाता है।