32 KiB

Raw Permalink Blame History Unescape Escape

সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটরের মাধ্যমে বাস্তব জগতের সাথে যোগাযোগ করুন

স্কেচনোট: নিত্য নারাসিমহান। বড় সংস্করণের জন্য ছবিতে ক্লিক করুন।

এই পাঠটি মাইক্রোসফট রিঅ্যাক্টর থেকে হ্যালো IoT সিরিজ এর অংশ হিসেবে শেখানো হয়েছিল। এটি দুটি ভিডিওতে শেখানো হয়েছিল - একটি ১ ঘণ্টার পাঠ এবং একটি ১ ঘণ্টার অফিস আওয়ার যেখানে পাঠের বিভিন্ন অংশ বিশদে আলোচনা করা হয় এবং প্রশ্নের উত্তর দেওয়া হয়।

🎥 উপরের ছবিগুলিতে ক্লিক করে ভিডিও দেখুন

প্রাক-পাঠ কুইজ

ভূমিকা

এই পাঠে IoT ডিভাইসের জন্য দুটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা - সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটর - পরিচয় করানো হয়েছে। আপনি এগুলোর ব্যবহার শিখবেন এবং হাতে-কলমে কাজ করবেন। একটি লাইট সেন্সর আপনার IoT প্রজেক্টে যোগ করবেন এবং তারপর লাইট লেভেলের উপর ভিত্তি করে একটি LED নিয়ন্ত্রণ করবেন, কার্যত একটি নাইটলাইট তৈরি করবেন।

এই পাঠে আমরা আলোচনা করব:

সেন্সর কী?

সেন্সর হলো হার্ডওয়্যার ডিভাইস যা বাস্তব জগতের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করে এবং IoT ডিভাইসে তথ্য পাঠায়। সেন্সর বিভিন্ন ধরণের হতে পারে কারণ অনেক কিছু পরিমাপ করা সম্ভব, যেমন প্রাকৃতিক বৈশিষ্ট্য (বায়ুর তাপমাত্রা) থেকে শারীরিক ক্রিয়া (আন্দোলন) পর্যন্ত।

কিছু সাধারণ সেন্সর হলো:

তাপমাত্রা সেন্সর - এগুলো বায়ুর তাপমাত্রা বা যেখানে রাখা হয়েছে তার তাপমাত্রা পরিমাপ করে। শখের প্রকল্প বা ডেভেলপমেন্টের জন্য এগুলো প্রায়ই বায়ুর চাপ এবং আর্দ্রতার সাথে একত্রিত থাকে।
বোতাম - এগুলো বোঝে কখন চাপ দেওয়া হয়েছে।
লাইট সেন্সর - এগুলো আলোর মাত্রা শনাক্ত করে এবং নির্দিষ্ট রঙ, UV আলো, IR আলো বা সাধারণ দৃশ্যমান আলো শনাক্ত করতে পারে।
ক্যামেরা - এগুলো ছবি তোলা বা ভিডিও স্ট্রিমিংয়ের মাধ্যমে বাস্তব জগতের ভিজ্যুয়াল উপস্থাপনা শনাক্ত করে।
অ্যাক্সিলরোমিটার - এগুলো বিভিন্ন দিকের আন্দোলন শনাক্ত করে।
মাইক্রোফোন - এগুলো শব্দ শনাক্ত করে, হয় সাধারণ শব্দের মাত্রা বা নির্দিষ্ট দিকের শব্দ।

✅ গবেষণা করুন। আপনার ফোনে কী কী সেন্সর রয়েছে?

সব সেন্সরের একটি সাধারণ বৈশিষ্ট্য হলো - এগুলো যা শনাক্ত করে তা একটি বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে যা IoT ডিভাইস দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায়। এই বৈদ্যুতিক সংকেত কীভাবে ব্যাখ্যা করা হয় তা সেন্সর এবং IoT ডিভাইসের সাথে যোগাযোগের প্রোটোকলের উপর নির্ভর করে।

সেন্সর ব্যবহার

নিচের গাইড অনুসরণ করে আপনার IoT ডিভাইসে একটি সেন্সর যোগ করুন:

সেন্সরের প্রকারভেদ

সেন্সর হয় অ্যানালগ বা ডিজিটাল।

অ্যানালগ সেন্সর

সবচেয়ে সাধারণ সেন্সরগুলোর মধ্যে কিছু হলো অ্যানালগ সেন্সর। এগুলো IoT ডিভাইস থেকে একটি ভোল্টেজ পায়, সেন্সরের উপাদানগুলো এই ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করে, এবং সেন্সর থেকে যে ভোল্টেজ ফেরত আসে তা পরিমাপ করে সেন্সরের মান নির্ধারণ করা হয়।

🎓 ভোল্টেজ হলো বিদ্যুৎ প্রবাহিত করার জন্য কতটা চাপ প্রয়োগ করা হচ্ছে তার একটি পরিমাপ। উদাহরণস্বরূপ, একটি স্ট্যান্ডার্ড AA ব্যাটারি ১.৫V (V হলো ভোল্টের প্রতীক) এবং এটি ১.৫V চাপ দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করতে পারে। বিভিন্ন বৈদ্যুতিক হার্ডওয়্যারের কাজ করার জন্য বিভিন্ন ভোল্টেজ প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, একটি LED ২-৩V এ জ্বলে উঠতে পারে, কিন্তু একটি ১০০W ফিলামেন্ট লাইটবাল্বের জন্য ২৪০V প্রয়োজন। ভোল্টেজ সম্পর্কে আরও জানতে ভোল্টেজ পৃষ্ঠাটি উইকিপিডিয়ায় পড়ুন।

একটি উদাহরণ হলো পোটেনশিওমিটার। এটি একটি ডায়াল যা দুটি অবস্থানের মধ্যে ঘোরানো যায় এবং সেন্সর ঘূর্ণনের পরিমাণ পরিমাপ করে।

IoT ডিভাইস পোটেনশিওমিটারে একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ (যেমন ৫ ভোল্ট) পাঠায়। পোটেনশিওমিটার সামঞ্জস্য করার সময় এটি যে ভোল্টেজ ফেরত দেয় তা পরিবর্তিত হয়। ধরুন আপনার কাছে একটি পোটেনশিওমিটার রয়েছে যা ০ থেকে ১১ পর্যন্ত লেবেল করা, যেমন একটি অ্যাম্প্লিফায়ারের ভলিউম নোব। যখন পোটেনশিওমিটার সম্পূর্ণ বন্ধ অবস্থানে থাকে (০), তখন ০V (০ ভোল্ট) ফেরত আসে। যখন এটি সম্পূর্ণ চালু অবস্থানে থাকে (১১), তখন ৫V (৫ ভোল্ট) ফেরত আসে।

🎓 এটি একটি সরলীকরণ, এবং আপনি পোটেনশিওমিটার এবং ভেরিয়েবল রেজিস্টর সম্পর্কে আরও পড়তে পারেন পোটেনশিওমিটার উইকিপিডিয়া পৃষ্ঠায়।

সেন্সর থেকে যে ভোল্টেজ ফেরত আসে তা IoT ডিভাইস দ্বারা পড়া হয় এবং ডিভাইসটি এর উপর ভিত্তি করে প্রতিক্রিয়া জানায়। সেন্সরের উপর নির্ভর করে, এই ভোল্টেজ একটি স্বতঃসিদ্ধ মান হতে পারে বা একটি স্ট্যান্ডার্ড ইউনিটে রূপান্তরিত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি অ্যানালগ তাপমাত্রা সেন্সর যা একটি থার্মিস্টর ভিত্তিক, এটি তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে এর রেজিস্ট্যান্স পরিবর্তন করে। আউটপুট ভোল্টেজ কোডে গণনার মাধ্যমে কেলভিন, সেলসিয়াস বা ফারেনহাইটে রূপান্তরিত হতে পারে।

✅ আপনার কী মনে হয় যদি সেন্সর প্রেরিত ভোল্টেজের চেয়ে বেশি ভোল্টেজ ফেরত দেয় (যেমন একটি বাহ্যিক পাওয়ার সাপ্লাই থেকে)? ⛔️ এটি পরীক্ষা করবেন না।

অ্যানালগ থেকে ডিজিটাল রূপান্তর

IoT ডিভাইসগুলো ডিজিটাল - এগুলো অ্যানালগ মান নিয়ে কাজ করতে পারে না, শুধুমাত্র ০ এবং ১ নিয়ে কাজ করতে পারে। এজন্য অ্যানালগ সেন্সরের মান ডিজিটাল সংকেতে রূপান্তরিত করতে হয়। অনেক IoT ডিভাইসে অ্যানালগ-টু-ডিজিটাল কনভার্টার (ADC) থাকে যা অ্যানালগ ইনপুটকে ডিজিটাল মানে রূপান্তর করে। সেন্সরগুলো একটি সংযোগ বোর্ডের মাধ্যমে ADC এর সাথে কাজ করতে পারে।

ডিজিটাল সেন্সর

ডিজিটাল সেন্সরগুলো অ্যানালগ সেন্সরের মতোই কাজ করে, তবে এগুলো সরাসরি ডিজিটাল সংকেত আউটপুট করে। এগুলো হয় দুটি অবস্থা পরিমাপ করে বা একটি বিল্ট-ইন ADC ব্যবহার করে।

সবচেয়ে সহজ ডিজিটাল সেন্সর হলো একটি বোতাম বা সুইচ। এটি একটি সেন্সর যার দুটি অবস্থা রয়েছে - চালু বা বন্ধ।

অ্যাকচুয়েটর কী?

অ্যাকচুয়েটর হলো সেন্সরের বিপরীত - এগুলো IoT ডিভাইস থেকে একটি বৈদ্যুতিক সংকেত গ্রহণ করে এবং বাস্তব জগতের সাথে একটি মিথস্ক্রিয়া তৈরি করে, যেমন আলো বা শব্দ নির্গমন করা বা একটি মোটর চালানো।

কিছু সাধারণ অ্যাকচুয়েটর হলো:

LED - এগুলো চালু হলে আলো নির্গমন করে
স্পিকার - এগুলো সংকেতের উপর ভিত্তি করে শব্দ নির্গমন করে
স্টেপার মোটর - এগুলো একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ ঘূর্ণন তৈরি করে
রিলে - এগুলো একটি বৈদ্যুতিক সংকেত দ্বারা চালু বা বন্ধ করা যায়
স্ক্রিন - এগুলো আরও জটিল অ্যাকচুয়েটর এবং তথ্য প্রদর্শন করে

✅ গবেষণা করুন। আপনার ফোনে কী কী অ্যাকচুয়েটর রয়েছে?

অ্যাকচুয়েটর ব্যবহার

নিচের গাইড অনুসরণ করে একটি অ্যাকচুয়েটর যোগ করুন এবং সেন্সরের মাধ্যমে এটি নিয়ন্ত্রণ করুন। এটি লাইট সেন্সর থেকে লাইট লেভেল সংগ্রহ করবে এবং একটি LED ব্যবহার করে আলো নির্গমন করবে যখন লাইট লেভেল খুব কম হবে।

অ্যাকচুয়েটরের প্রকারভেদ

সেন্সরের মতো, অ্যাকচুয়েটরও অ্যানালগ বা ডিজিটাল হতে পারে।

অ্যানালগ অ্যাকচুয়েটর

অ্যানালগ অ্যাকচুয়েটর একটি অ্যানালগ সংকেত গ্রহণ করে এবং এটি একটি মিথস্ক্রিয়ায় রূপান্তরিত করে, যেখানে মিথস্ক্রিয়াটি সরবরাহকৃত ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়।

একটি উদাহরণ হলো একটি ডিমেবল লাইট, যেমন আপনার বাড়িতে থাকতে পারে। আলো কতটা উজ্জ্বল হবে তা নির্ধারণ করে সরবরাহকৃত ভোল্টেজ।

সেন্সরের মতো, আসল IoT ডিভাইস ডিজিটাল সিগনালে কাজ করে, অ্যানালগে নয়। এর মানে, অ্যানালগ সিগনাল পাঠাতে হলে IoT ডিভাইসের একটি ডিজিটাল টু অ্যানালগ কনভার্টার (DAC) প্রয়োজন, যা হয় সরাসরি IoT ডিভাইসে থাকে, অথবা একটি সংযোগ বোর্ডে। এটি IoT ডিভাইসের 0 এবং 1-কে একটি অ্যানালগ ভোল্টেজে রূপান্তর করবে যা অ্যাকচুয়েটর ব্যবহার করতে পারে।

✅ আপনার কী মনে হয়, যদি IoT ডিভাইস এমন একটি ভোল্টেজ পাঠায় যা অ্যাকচুয়েটর সামলাতে পারে না, তাহলে কী হবে?
⛔️ এটি পরীক্ষা করবেন না।

পালস-উইথ মড্যুলেশন

IoT ডিভাইস থেকে ডিজিটাল সিগনালকে অ্যানালগ সিগনালে রূপান্তর করার আরেকটি পদ্ধতি হলো পালস-উইথ মড্যুলেশন (PWM)। এটি অনেক ছোট ছোট ডিজিটাল পালস পাঠানোর মাধ্যমে কাজ করে, যা অ্যানালগ সিগনালের মতো আচরণ করে।

উদাহরণস্বরূপ, আপনি PWM ব্যবহার করে একটি মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন।

ধরুন আপনি একটি 5V সরবরাহ দিয়ে একটি মোটর নিয়ন্ত্রণ করছেন। আপনি আপনার মোটরে একটি ছোট পালস পাঠান, ভোল্টেজকে 0.02 সেকেন্ডের জন্য (0.02s) উচ্চ (5V) অবস্থায় নিয়ে যান। এই সময়ে আপনার মোটর এক দশমাংশ ঘূর্ণন বা 36° ঘুরতে পারে। তারপর সিগনাল 0.02 সেকেন্ডের জন্য বিরতি দেয়, একটি নিম্ন সিগনাল (0V) পাঠায়। অন এবং অফ-এর প্রতিটি চক্র 0.04 সেকেন্ড স্থায়ী হয়। এই চক্রটি পুনরাবৃত্তি হয়।

এর মানে এক সেকেন্ডে আপনি 25টি 5V পালস পাঠান, প্রতিটি 0.02 সেকেন্ড স্থায়ী হয়, যা মোটরকে ঘোরায়, এবং প্রতিটি পালসের পরে 0.02 সেকেন্ডের বিরতি থাকে যেখানে মোটর ঘোরে না। প্রতিটি পালস মোটরকে এক দশমাংশ ঘোরায়, যার ফলে মোটর প্রতি সেকেন্ডে 2.5 বার ঘোরে। আপনি একটি ডিজিটাল সিগনাল ব্যবহার করে মোটরকে প্রতি সেকেন্ডে 2.5 বার বা 150 রেভলিউশন পার মিনিট (RPM) গতিতে ঘোরাতে সক্ষম হয়েছেন।

25 pulses per second x 0.1 rotations per pulse = 2.5 rotations per second
2.5 rotations per second x 60 seconds in a minute = 150rpm

🎓 যখন একটি PWM সিগনাল অর্ধেক সময় অন এবং অর্ধেক সময় অফ থাকে, তখন এটিকে 50% ডিউটি সাইকেল বলা হয়। ডিউটি সাইকেলকে সিগনাল অন অবস্থায় থাকা সময়ের শতাংশ হিসেবে মাপা হয়।

আপনি পালসের আকার পরিবর্তন করে মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন। উদাহরণস্বরূপ, একই মোটরের ক্ষেত্রে আপনি চক্রের সময় 0.04 সেকেন্ডই রাখতে পারেন, তবে অন পালসকে অর্ধেক করে 0.01 সেকেন্ড করতে পারেন এবং অফ পালসকে 0.03 সেকেন্ডে বাড়াতে পারেন। প্রতি সেকেন্ডে পালসের সংখ্যা একই থাকে (25), তবে প্রতিটি অন পালসের দৈর্ঘ্য অর্ধেক হয়। একটি অর্ধেক দৈর্ঘ্যের পালস মোটরকে এক বিশমাংশ ঘোরায়, এবং প্রতি সেকেন্ডে 25টি পালস মোটরকে 1.25 বার ঘোরায় বা 75 RPM। একটি ডিজিটাল সিগনালের পালসের গতি পরিবর্তন করে আপনি একটি অ্যানালগ মোটরের গতি অর্ধেক করে ফেলেছেন।

25 pulses per second x 0.05 rotations per pulse = 1.25 rotations per second
1.25 rotations per second x 60 seconds in a minute = 75rpm

✅ আপনি কীভাবে মোটরের ঘূর্ণন মসৃণ রাখবেন, বিশেষ করে কম গতিতে? আপনি কি দীর্ঘ বিরতির সাথে কয়েকটি দীর্ঘ পালস ব্যবহার করবেন, নাকি খুব ছোট বিরতির সাথে অনেক ছোট পালস ব্যবহার করবেন?

💁 কিছু সেন্সরও অ্যানালগ সিগনালকে ডিজিটালে রূপান্তর করতে PWM ব্যবহার করে।

🎓 আপনি PWM সম্পর্কে আরও পড়তে পারেন উইকিপিডিয়ার পালস-উইথ মড্যুলেশন পৃষ্ঠায়।

ডিজিটাল অ্যাকচুয়েটর

ডিজিটাল অ্যাকচুয়েটর, ডিজিটাল সেন্সরের মতো, হয় উচ্চ বা নিম্ন ভোল্টেজ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত দুটি অবস্থায় থাকে, অথবা একটি DAC অন্তর্ভুক্ত থাকে যা ডিজিটাল সিগনালকে অ্যানালগে রূপান্তর করতে পারে।

একটি সাধারণ ডিজিটাল অ্যাকচুয়েটর হলো LED। যখন একটি ডিভাইস 1-এর ডিজিটাল সিগনাল পাঠায়, তখন একটি উচ্চ ভোল্টেজ পাঠানো হয় যা LED-কে জ্বালায়। যখন 0-এর ডিজিটাল সিগনাল পাঠানো হয়, তখন ভোল্টেজ 0V-এ নেমে যায় এবং LED বন্ধ হয়ে যায়।

✅ আপনি আর কী কী সাধারণ ২-অবস্থার অ্যাকচুয়েটরের কথা ভাবতে পারেন? একটি উদাহরণ হলো সোলেনয়েড, যা একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেট যা দরজার বোল্ট লক/আনলক করার মতো কাজ করতে সক্রিয় করা যায়।

আরও উন্নত ডিজিটাল অ্যাকচুয়েটর, যেমন স্ক্রিন, নির্দিষ্ট ফরম্যাটে ডিজিটাল ডেটা পাঠানোর প্রয়োজন হয়। এগুলো সাধারণত এমন লাইব্রেরি নিয়ে আসে যা সেগুলো নিয়ন্ত্রণের জন্য সঠিক ডেটা পাঠানো সহজ করে তোলে।

🚀 চ্যালেঞ্জ

শেষ দুটি পাঠে চ্যালেঞ্জ ছিল আপনার বাড়ি, স্কুল বা কর্মক্ষেত্রে যত বেশি IoT ডিভাইস সম্ভব তালিকাভুক্ত করা এবং সেগুলো মাইক্রোকন্ট্রোলার বা সিঙ্গেল-বোর্ড কম্পিউটার, অথবা উভয়ের মিশ্রণে তৈরি কিনা তা নির্ধারণ করা।

আপনার তালিকাভুক্ত প্রতিটি ডিভাইসের জন্য, সেগুলো কোন সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটরের সাথে সংযুক্ত? এই ডিভাইসগুলোর সাথে সংযুক্ত প্রতিটি সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটরের উদ্দেশ্য কী?

পোস্ট-লেকচার কুইজ

পুনরায় পর্যালোচনা এবং স্ব-অধ্যয়ন

থিংলার্ন থেকে বিদ্যুৎ এবং সার্কিট সম্পর্কে পড়ুন।
সিড স্টুডিওস টেম্পারেচার সেন্সর গাইড থেকে বিভিন্ন ধরনের তাপমাত্রা সেন্সর সম্পর্কে পড়ুন।
উইকিপিডিয়ার LED পৃষ্ঠা থেকে LED সম্পর্কে পড়ুন।

অ্যাসাইনমেন্ট

সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটর নিয়ে গবেষণা করুন

অস্বীকৃতি:
এই নথিটি AI অনুবাদ পরিষেবা Co-op Translator ব্যবহার করে অনুবাদ করা হয়েছে। আমরা যথাসম্ভব সঠিক অনুবাদ প্রদানের চেষ্টা করি, তবে অনুগ্রহ করে মনে রাখবেন যে স্বয়ংক্রিয় অনুবাদে ত্রুটি বা অসঙ্গতি থাকতে পারে। মূল ভাষায় থাকা নথিটিকে প্রামাণিক উৎস হিসেবে বিবেচনা করা উচিত। গুরুত্বপূর্ণ তথ্যের জন্য, পেশাদার মানব অনুবাদ সুপারিশ করা হয়। এই অনুবাদ ব্যবহারের ফলে কোনো ভুল বোঝাবুঝি বা ভুল ব্যাখ্যা হলে আমরা দায়বদ্ধ থাকব না।

32 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape