46 KiB

Raw Permalink Blame History Unescape Escape

സെൻസറുകളും ആക്ചുവേറ്ററും ഉപയോഗിച്ചു ഭൗതിക ലോകവുമായി ഇടപഴകുക

സ്കെചനോട്ട് നിത്യ നരസിംഹൻ ചേർത്തതാണ്. ചിത്രത്തോട് ക്ലിക്കു ചെയ്‌താൽ വലിയ പതിപ്പ് കാണാം.

ഈ പാഠം Hello IoT സീരീസ്യുടെ ഭാഗമായാണ് പ്രത്യേകം പഠിപ്പിച്ചത്, ഇത് Microsoft Reactor നിന്നുള്ളതാണ്. പാഠം രണ്ട് വീഡിയോകളായി നല്‍കിയിട്ടുണ്ട് - ഒരു മണിക്കൂർ പാഠവും, ഒരു മണിക്കൂർ ഓഫീസ് ഓരുമായി, പാഠത്തിലെ ഭാഗങ്ങളിൽ കൂടുതൽ വിവരം നൽകുകയും ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുകയും ചെയ്യുന്നതും.

🎥 വീഡിയോകൾ കാണാൻ മുകളിൽ ഉള്ള ചിത്രങ്ങളെ ക്ലിക്കുചെയ്യുക

മുൻപാടക്ക്വിസ്

പരിചയം

ഈ പാഠം നിങ്ങളുടെ IoT ഉപകരണത്തിന്‍റെ രണ്ടു പ്രധാന ആശയങ്ങളെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു - സെൻസറുകളും ആക്ചുവേറ്ററുകളും. നിങ്ങൾക്ക് ഇവ രണ്ടും സ്വയം പരീക്ഷിക്കാം, നിങ്ങളുടെ IoT പ്രോജക്ടിലേക്ക് ലൈറ്റ് സെൻസർ ചേർക്കുക, തുടർന്ന് ലൈറ്റ് നിലകൾ സ്വിച്ച് ചെയ്യുന്ന ഒരു LED ചേർത്താൽ, ഫലമായി ഒരു നോക്കിന്‍റെ ലൈറ്റ് നിർമ്മിക്കാം.

ഈ പാഠത്തിൽ നാം ഉൾക്കൊള്ളുന്നത്:

സെൻസറുകൾ എന്താണ്?

സെൻസറുകൾ ഭൗതിക ലോകത്തെ ഉറ്റുനോക്കുന്ന ഹാർഡ്‌വെയർ ഉപകരണങ്ങളാണ് - അവക്ക് പരിസരത്തെ ഒന്ന് അല്ലെങ്കിൽ കൂടുതൽ ഗുണഭാഗങ്ങൾ അളക്കുകയും ആ വിവരം ഒരു IoT ഉപകരണത്തിന് അയയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സെൻസറുകൾ വളരെ വലുതായിരിക്കും കാരണം അളക്കാനാകുന്ന പല സ്വഭാവവും ഗുണങ്ങളും ഉണ്ട്, പ്രകൃതിദത്ത സ്വഭാവങ്ങൾ പോലെ വായു താപനില മുതലായവ മുതൽ ഭൗതിക ഇടപെടലുകൾ പോലെയുള്ള ചലനം വരെ.

സാധാരണ സെൻസറുകളുടെ ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ:

താപനില സെൻസറുകൾ - വായുവിന്റെ താപനില അളക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ അവ ചേരുന്ന വസ്തുവിന്റെ താപനില അളക്കുന്നു. ഹോബി ഇടപെടലുകാരുടെയും ഡെവലപ്പർമാരുടെയും ഉപയോഗത്തിൽ, ഇവ സാധാരണയായി വായു മർദ്ദവും ഈർപ്പംവുമൊന്നുചേർത്ത സെൻസറുകളിൽ കാണപ്പെടുന്നു.
ബട്ടൺ - അവ അമർത്തിയപ്പോൾ ഉടൻ പ്രവചനമുണ്ടാക്കുന്നു.
ലൈറ്റ് സെൻസറുകൾ - ലൈറ്റ് നിലകൾ കണ്ടെത്തുന്നു, പ്രത്യേക നിറങ്ങൾ, UV ലൈറ്റ്, IR ലൈറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ സാധാരണ ദൃശ്യവൽക്കരണമായ ലൈറ്റ് ഉൾപ്പെടെ.
ക്യാമറകൾ - ലോകത്തെ ദൃശ്യം ഫോട്ടോ എടുക്കുകയും വീഡിയോ സ്ട്രീം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
ആക്സിലറോമീറ്ററുകൾ - വിവിധ ദിശകളിലുള്ള ചലനം അളക്കുന്നു.
മൈക്രോഫോണുകൾ - ശബ്ദം അളക്കുന്നു, സാധാരണ ശബ്ദനില അല്ലെങ്കിൽ ദിശാശ്രിത ശബ്ദം.

✅ ഒരു കുറച്ച് ഗവേഷണം ചെയ്യുക. നിങ്ങളുടെ ഫോണിൽ എന്ത് സെൻസറുകൾ ഉണ്ട്?

എല്ലാ സെൻസറുകൾക്കും ഒരുപോലെ ഉള്ളത് - അവ എന്തിനെ അളക്കുകയാണെങ്കിലും അതിനെ ഒരു വൈദ്യുത സിഗ്നലായി മാറ്റുന്നു, അത് ഒരു IoT ഉപകരണത്തിന് വ്യാഖ്യാനിക്കാം. വൈദ്യുത സിഗ്നൽ എങ്ങനെ വ്യാഖ്യാനിക്കാമെന്നും സെൻസറിന്റെയും IoT ഉപകരണത്തിനും இடയിലുള്ള കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ പ്രോട്ടോക്കോളിന്റെയും സ്വഭാവം അനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടും.

ഒരു സെൻസർ ഉപയോഗിക്കുക

താഴെയുള്ള അനുയോജ്യമായ മാർഗനിർദ്ദേശം അനുസരിച്ചു നിങ്ങളുടെ IoT ഉപകരണത്തിന് സെൻസർ ചേർക്കുക:

സെൻസർ തരംകൾ

സെൻസറുകൾ അനലോഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഡിജിറ്റൽ ആണ്.

അനലോഗ് സെൻസറുകൾ

അതീവളരെ അടിസ്ഥാന സെൻസറുകളുടെ ചിലത് അനലോഗ് സെൻസറുകളാണ്. ഇവ ഒരു വോൾട്ടേജ് IoT ഉപകരണത്തിൽ നിന്ന് സ്വീകരിക്കുന്നു, സെൻസർ ഘടകങ്ങൾ ആ വോൾട്ടേജ് തിരുത്തുകയും, സെൻസർ നിന്ന് തിരിച്ചുകിടക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് അളക്കി സെൻസർ മൂല്യം നൽകുന്നു.

🎓 വോൾട്ടേജ് ഇലക്ട്രിസിറ്റി ഒരു സ്ഥലത്ത് നിന്ന് മറ്റൊരിടത്തേക്ക് നീക്കുന്നതിന് എത്ര ശക്തിയായി തള്ളിവിടുന്നു എന്നത് അടിസ്ഥാനമായ അളവാണ്, ഉദാഹരണത്തിന് ബാറ്ററി പോസിറ്റീവ് ടർമിനലിൽ നിന്നും നെഗറ്റീവ് ടർമിനലിലേക്ക്. ഉദാഹരണത്തിന് സാധാരണ AA ബാറ്ററി 1.5V ആണ് (V എന്നാണ് വോൾട്ടുകളുടെ ചിഹ്നം) കൂടാതെ 1.5V ശക്തിയോടെ ഇലക്ട്രിസിറ്റി പോസിറ്റീവ് ടർമിനലിൽ നിന്ന് നെഗറ്റീവ് ടർമിനലിലേക്ക് കയറ്റി കൊടുക്കാം. വ്യത്യസ്ത ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ വേറിട്ട വോൾട്ടേജ് ആവശ്യപ്പെടും, ഉദാഹരണത്തിന് LED 2-3V ഇടയിൽ പ്രകാശിക്കാം, പക്ഷേ 100W ഫിലമെന്റ് ലൈറ്റ് ബൾബ് 240V വേണം. വോൾട്ടേജ് കുറിച്ച് കൂടുതൽ വായിക്കാൻ വോൾട്ടേജ് പേജ് വിക്കിപീഡിയയിൽ പ്രവേശിക്കാം.

ഒരു ഉദാഹരണം പോട്ടൻഷ്യോമീറ്റർ ആണ്. ഇത് രണ്ട് നിലകളുടെ ഇടയിൽ തിരിയാവുന്ന ഒരു ഡയലാണ്, ഒരു സെൻസർ അത് തിരിയുന്നതിനെ അളക്കുന്നു.

IoT ഉപകരണം പോട്ടൻഷ്യോമീറ്ററിലേക്ക് 5 വോൾട്ടുകൾ (5V) എന്നElectrical signal അയക്കും. പോട്ടൻഷ്യോമീറ്റർ എത്രമാത്രം തിരിവാണ് മാറ്റുന്നുവെന്നത് വോൾട്ടേജ് തിരിച്ചകത്ത് വ്യത്യാസപ്പെടും. ഒരു പോട്ടൻഷ്യോമീറ്റർ 0 മുതൽ 11 വരെ ഡയലിനായി ലേബലുചെയ്തിരിക്കുന്നതായി ചിന്തിക്കുക, ഒരു ആമ്പ്ലിഫിയറിൽ വോള്യം Knob പോലെയാണ്. പോട്ടൻഷ്യോമീറ്റർ പൂര്‍ണ്ണം ഓഫ്(0) ആയാൽ 0V (0 വോൾട്ടുകൾ) പുറത്താകും. ഇത് പൂര്‍ണ്ണം ഓൺ(11) ആയാൽ 5V (5 വോൾട്ടുകൾ) പുറത്തേക്ക് പോവും.

🎓 ഇത് സരളീകരിച്ചു പറഞ്ഞതാണ്, കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾക്ക് പോട്ടൻഷ്യോമീറ്റർ വിക്കിപീഡിയ പേജ് സന്ദർശിക്കുക.

സെൻസർ മടങ്ങിവിടുന്ന വോൾട്ടേജ് IoT ഉപകരണം വായിക്കും, തുടർന്ന് ഉപകരണം അതിനോടനുസരിച്ച് പ്രതികരിക്കും. സെൻസറിന്റെ സ്വഭാവം അനുസരിച്ച്, ഈ വോൾട്ടേജ് ഏതെങ്കിലും അസാധാരണ മൂല്യമോ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു മാനദണ്ഡത്തിലേക്ക് മാറ്റാവുന്ന ഏകകമോ ആകാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു അനലോഗ് താപനില സെൻസർ തെർമിസ്റ്റർ അടിസ്ഥാനമാക്കി വഴുതുന്നു, താപനില അനുസരിച്ച് അതിൻറെ പ്രതിരോധം മാറും. പുറത്തേടുന്ന വോൾട്ടേജ് പിന്നീട് കാൽവിൻ താപനിലയിൽ മാറ്റാവുന്നതാണ്, അതുപോലെ °C അല്ലെങ്കിൽ °F രേഖപ്പെടുത്തിയേക്കും, കോഡ് കണക്കുകൾ വഴി.

✅ സെൻസർ അയച്ച വോൾട്ടേജിനെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് തിരിച്ചുപോവുന്നുവെങ്കിൽ എന്ത് സംഭവിക്കും എന്ന് നിങ്ങൾ կարծում? (ഉദാഹരണത്തിന്, പുറത്തുള്ള പവർ സപ്ലൈ ഉപയോഗിച്ച്). ⛔️ ദയവു ചെയ്തു ഇതു പരീക്ഷിക്കാൻ ശ്രമിക്കരുത്.

അനലോഗിൽ നിന്നും ഡിജിറ്റലിലേക്ക് പരിവർത്തനം

IoT ഉപകരണങ്ങൾ ഡിജിറ്റലാണ് - അവ അനലോഗ് മൂല്യങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, അവയ്ക്ക് 0 കളും 1 കളും മാത്രം സാധ്യമാണ്. അതിനാൽ അനലോഗ് സെൻസർ മൂല്യങ്ങളെ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലാക്കി മാറ്റേണ്ടതുണ്ട്. പല IoT ഉപകരണങ്ങളിലും അതിനായി അനലോഗ്-ടു-ഡിജിറ്റൽ കൺവേർട്ടറുകൾ (ADC) ഉണ്ട്, അനലോഗ് ഇൻപുട്ട് മൂല്യങ്ങളെ ഡിജിറ്റൽ പ്രതിനിധാനങ്ങളാക്കി മാറ്റാൻ. സെൻസറുകൾ ഒരു കണക്റ്റർ ബോർഡ് വഴിയും ADC ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, Seeed Grove പരിതസ്ഥിതിയിൽ റാസ്പ്ബെറി പൈ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അനലോഗ് സെൻസറുകൾ 'ഹാറ്റ്' എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഒരു ബോർഡിലെ പ്രത്യേക പോർട്ടുകളിലൂടെ കണക്റ്റ് ചെയ്യപ്പെടും, ഈ ഹാറ്റിന് ഒരു ADC ഉണ്ട്, അത് വോൾട്ടേജ് ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലാക്ക് മാറ്റി Pi യുടെ GPIO പേൻസുകളിൽ അയക്കുന്നുമാണ്.

3.3V ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു IoT ഉപകരണത്തിലേക്ക് കണക്റ്റ് ചെയ്ത ഒരു അനലോഗ് ലൈറ്റ് സെൻസർ 1V തൽഫലമാണ് തിരികെ നൽകുന്നത് എന്ന് ചിന്തിക്കുക. ഡിജിറ്റൽ ലോകത്ത് 1V യാതൊരു അർത്ഥവുമില്ല, അതിനാൽ ഇത് മാറണം. ഉപകരണത്തിന്റെയും സെൻസറിന്റെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഒരു അളവിൽ ഇത് മാറ്റിവിടും. ഉദാഹരണത്തിന് Seeed Grove ലൈറ്റ് സെൻസർ 0 മുതൽ 1,023 വരെ മൂല്യങ്ങൾ നൽകും. 3.3V പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഈ സെൻസറിനു 1V പുറത്തെഴുതൽ മൂല്യം 300 ആകും. ഒരു IoT ഉപകരണം ഈ 300 എന്ന അനലോഗ് മൂല്യം കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ ഈ മൂല്യം Grove ഹാറ്റ് 2 ബൈറ്റിൽ ബൈനറി ആക്കുന്നു 0000000100101100. ഇത് പിന്നീട് IoT ഉപകരണത്തിൽ പ്രോസസ് ചെയ്യും.

✅ നിങ്ങൾക്ക് ബൈനറി അറിയാമെങ്കിൽ, കുറച്ച് പഠനം ചെയ്ത് 0 കളും 1 കളും കൊണ്ട് സംഖ്യകൾ എങ്ങനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു എന്ന് മനസിലാക്കുക. BBC ബൈറ്റ്സൈസ് ബൈനറി പരിചയപാഠം ഒരു മികച്ച തുടക്കം.

കോഡിംഗ് വീക്ഷണം കൊണ്ട്, ഇത് സാധാരണയായി സെൻസറുകളോടൊപ്പം വരുന്ന ലൈബ്രറികൾ നിർവഹിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഈ പരിവർത്തനം നിങ്ങൾക്ക് സ്വയം ചെയ്യേണ്ടതില്ല. Grove ലൈറ്റ് സെൻസറിന് Python ലൈബ്രറി ഉപയോഗിച്ച് light പ്രോപ്പർട്ടി വിളിച്ച് മൂല്യം ലഭിക്കും, അല്ലെങ്കിൽ Arduino ലൈബ്രറിയിൽ analogRead വിളിച്ച് 300 എന്ന് ലഭിക്കും.

ഡിജിറ്റൽ സെൻസറുകൾ

ഡിജിറ്റൽ സെൻസറുകളും അനലോഗ് സെൻസറുകൾ പോലെ വൈദ്യുത വോൾട്ടേജിലെ മാറ്റങ്ങൾ വിലയിരുത്തിയുള്ളതാണ്. വ്യത്യാസം ഇവ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ മാത്രമേ നൽകുകയുള്ളു, അത് രണ്ട് നിലകൾ മാത്രം അളക്കുവാനോ കൈമാറലുള്ള ADC ഉപയോഗിക്കുവാനോ ആയിരിക്കും. ഡിജിറ്റൽ സെൻസറുകൾ കൂടുതൽ സാധാരണമാകുകയാണ്, ഇതുവഴി ADC യും കണക്റ്റർ ബോർഡിനും ഉപകരണം ഉള്ളിലുമുള്ള ആശയക്കുഴപ്പം ഒഴിവാക്കാം.

ഏറ്റവും ലളിതത്തിലുള്ള ഡിജിറ്റൽ സെൻസർ ബട്ടൺ അല്ലെങ്കിൽ സ്വിച്ച് ആണ്. ഇത് on അല്ലെങ്കിൽ off എന്ന രണ്ടു നിലകളുള്ള സെൻസർ ആണ്.

GPIO പേൻസുകൾ പോലുള്ള IoT ഉപകരണ പേൻസുകൾ ഈ സിഗ്നൽ നേരിട്ട് 0 അല്ലെങ്കിൽ 1 ആയി അളക്കാം. അയച്ച വോൾട്ടേജ് തിരികെ കിട്ടുന്ന വോൾട്ടേജിനൊപ്പം തുല്യമായെങ്കിൽ 1 ലഭിക്കും, അല്ലെങ്കിൽ 0. സിഗ്നൽ മാറ്റേണ്ടതില്ല, അത് 0 അല്ലെങ്കിൽ 1 മാത്രം ആയിരിക്കും.

💁 വോൾട്ടേജുകൾ ഒരുപാടും കൃത്യമല്ല, പ്രത്യേകിച്ച് സെൻസറിലെ ഭാഗങ്ങൾക്ക് പ്രതിരോധം ഉണ്ടാകുന്നത് കൊണ്ടും, അതിനാൽ സാധാരണയായി ഒരു തോലിയുള്ള നിലയിലാകും. ഉദാഹരണത്തിന് Raspberry Pi യിലെ GPIO പേൻസുകൾ 3.3V പ്രവർത്തിക്കുന്നു, 1.8V മുകളിൽ 1 ആയി വായിക്കുന്നു, 1.8V താഴെ 0 ആയി വായിക്കുന്നു.

3.3V ബട്ടണിലേക്ക് കയറ്റുന്നു. ബട്ടൺ ഓഫായതിനാൽ 0V പുറത്തേക്ക്, മൂല്യം 0 ആണ്
3.3V ബട്ടണിലേക്ക് കയറ്റുന്നു. ബട്ടൺ ഓണായതിനാൽ 3.3V പുറത്തേക്ക്, മൂല്യം 1 ആണ്

കൂടുതൽ വര്‍ഗ്ഗത്തിലുള്ള ഡിജിറ്റൽ സെൻസറുകൾ അനലോഗ് മൂല്യങ്ങൾ വായിച്ച് സെൻസറിൽ തന്നെ ഉള്ള ADC വുപയോഗിച്ച് ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലാക്കി മാറ്റുന്നു. ഒരു ഡിജിറ്റൽ താപനില സെൻസർ അനലോഗ് സെൻസറുപോലെ തന്നെ തെർമോകപ്പിൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കും, ഇത്തവണ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം ഉണ്ടാക്കിയ വോൾട്ടേജ് മാറ്റം അനലോഗ് മൂല്യമല്ലാതെ സിഗ്നലായി തിരിച്ച് വായിക്കും. സെൻസർ ഓൺ-ബോർഡ് ADC ചില പർദ്ദമായി ഈ മൂല്യം 0 കളും 1 കളും ഉള്ള സീരീസ് ആയി (ബൈനറി മൂല്യയായി) IoT ഉപകരണത്തിലേക്ക് അയക്കും. ഇവ 0 സർക്കാർ 0 വോൾട്ടും 1 നിർമ്മിച്ച മുഴുവൻ വോൾട്ടേജും പ്രതിനിധാനം ചെയ്യും, ബട്ടൺ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലിനെപ്പോലെ.

ഡിജിറ്റൽ ഡാറ്റ അയയ്ക്കലിലൂടെ സെൻസറുകൾ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണവും വിശദമായവയും ആകുകയും, സുരക്ഷിതമായ സെൻസറുകൾക്ക് എൻക്രിപ്റ്റഡ് ഡാറ്റ അയയ്ക്കാനും കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു ക്യാമറ.ൊരു ചിത്രം പിടിച്ച് അതിനെ JPEG പോലെയുള്ള കംപ്രസ്‌ ചെയ്ത ഡിജിറ്റൽ ഡാറ്റ ആകുന്നു ബൈറ്റ് നിരകൾ ആയി അയയ്ക്കുന്നത്, ഇത് IoT ഉപകരണത്തിലൂടെ വായിക്കപ്പെടുന്നു. കാണിക്കുന്ന വീഡിയൊ നൽകുന്നതിനും ഇതേഘട്ടം ഫോട്ടോകളെ കൈകാര്യം ചെയ്ത് മുഴുവൻ ഫ്രെയിമുകളോ ഒരു കംപ്രസ്‌ ചെയ്ത വീഡിയൊ സ്ട്രീമോ അയക്കുകയും ചെയ്യാം.

ആക്ചുവേറ്ററുകൾ എന്താണ്?

ആക്ചുവേറ്ററുകൾ സെൻസറുകളുടെയും വിരുദ്ധമാണ് - IoT ഉപകരണത്തിൽ നിന്നുള്ള വൈദ്യുത സിഗ്നലിനെ ഭൗതിക ലോകത്തിൽ ഒരു ഇടപെടലായി മാറ്റുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുക, ശബ്ദം പുറപ്പെടുവിക്കുക, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു മോട്ടോർ ചലിപ്പിക്കുക.

സാധാരണ ആക്ചുവേറ്ററുകളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ:

LED - ഓണായാൽ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു
സ്പീക്കർ - അയച്ച സിഗ്നലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ശബ്ദം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, ഒരു അടിസ്ഥാന ബസറിൽ നിന്ന് സംഗീതം പ്ലേ ചെയ്യുന്ന ഓഡിയോ സ്പീക്കർ വരെ ഉൾപ്പെടുന്നു
സ്റ്റെപ്പർ മോട്ടോർ - ഒരു സിഗ്നൽ നിശ്ചിത ദിശയിലോ അളവിലോ തിരിയലിൽ മാറ്റുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് 90° പ്രക്രിയയായി ഡയൽ തിരിയിക്കുന്നത് പോലെ
റിലേ - ഒരുപാട് വോൾട്ടേജുകൾ ഒരു ചെറിയ വോൾട്ടേജ് സിഗ്നലിനാൽ ഓൺ അല്ലെങ്കിൽ ഓഫാക്കാൻ കഴിയുന്ന സ്വിച്ച് ആണ്. ഇത് IoT ഉപകരണത്തിലെ ചെറിയ വോൾട്ടേജ് ഉപയോഗിച്ച് വലിയ വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിക്കാം.
സ്‌ക്രീനുകൾ - കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ആക്ചുവേറ്ററുകൾ, മൾട്ടി-സെഗ്മെന്റ് ഡിസ്പ്ലേയിൽ വിവരം പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു. സ്‌ക്രീനുകൾ ലളിതമായ LED ഡിസ്പ്ലേ മുതൽ ഉയർന്ന റിസല്യൂഷൻ വീഡിയൊ മോണിറ്റർ വരെ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു.

✅ കുറച്ച് ഗവേഷണം ചെയ്യുക. നിങ്ങളുടെ ഫോണിൽ എന്ത് ആക്ചുവേറ്ററുകൾ ഉണ്ട്?

ഒരു ആക്ചുവേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുക

താഴെയുള്ള അനുയോജ്യമായ മാർഗനിർദ്ദേശം അനുസരിച്ചു സെൻസറിന്റെ നിയന്ത്രണത്തിലൂടെ ഒരു ആക്ചുവേറ്റർ നിങ്ങളുടെ IoT ഉപകരണത്തിൽ ചേർക്കുക, ഒരു IoT നൈറ്റ് ലൈറ്റ് നിർമ്മിക്കാൻ. ലൈറ്റ് സെൻസറിൽ നിന്നും ലൈറ്റ് നിലകൾ ശേഖരിക്കുകയും, സര്യമായ പ്രകാശനില കുറവായപ്പോൾ LED രൂപത്തിലുള്ള ആക്ചുവേറ്റർ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുമെന്നും.

ആക്ചുവേറ്റർ തരംകൾ

സെൻസറുകൾ പോലെ, ആക്ചുവേറ്ററുകളും അനലോഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഡിജിറ്റൽ ആകാം.

അനലോഗ് ആക്ചുവേറ്ററുകൾ

അനലോഗ് ആക്ചുവേറ്ററുകൾ അനലോഗ് സിഗ്നൽ സ്വീകരിച്ചു ഏതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള ഇടപെടലാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇവിടെ ഇടപെടലിന്റെ സ്വഭാവം നൽകിയ വോൾട്ടേജ് അനുസരിച്ച് മാറുന്നു. ഒരു ഉദാഹരണമാണ് ഡിമ്മബിൾ ലൈറ്റ്, നിങ്ങൾക്ക് നിങ്ങളുടെ വീടുകളിൽ കാണാമായ ഏതാനും പോലുള്ളതാണ്. ലൈറ്റിന് ലഭിക്കുന്ന വോൾട്ടേജിന്റെ അളവാണ് അതിന്റെ പ്രകാശത്തിന്റെ തീവ്രത നിശ്ചയിക്കുന്നത്.

സെൻസറുകളുമായി ഒത്തിരിക്കുകയാണ്, യാഥാർത്ഥ IoT ഉപകരണവും ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അനലോഗ് അല്ല. അതായത് അനലോഗ് സിഗ്നൽ അയക്കാൻ, IoT ഉപകരണത്തിന് ഡിജിറ്റൽ മുതൽ അനലോഗ് പരിവർത്തകരം (DAC) ആവശ്യമുണ്ട്, ആ ഉപകരണത്തിനോ അതിന്റെ കണക്റ്റർ ബോർഡിലോ സാധാരണ ആണ്. ഇത് IoT ഉപകരണത്തിലെ 0കളെക്കും 1കളെക്കും അപേക്ഷിച്ചുള്ള അനലോഗ് വോൾട്ടേജായി മാറ്റും, ആക്ടുവേറ്റർ ഉപയോഗിക്കാനുള്ളത്.

✅ IoT ഉപകരണം ആക്ടുവേറ്റർ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്നതിൽ കൂടുതലായ വോൾട്ടേജ് അയച്ചാൽ സംഭവിക്കുന്നത് എന്തെന്ന് നിങ്ങൾ കരുതുന്നുവോ? ⛔️ ഇതു പരീക്ഷിക്കരുത്.

പൾസ്-വിഡ്ത്ത് മോഡുലേഷൻ

ഒരു ഇൻറർനറ്റിലെ ഉപകരണത്തിൽ നിന്നും അനലോഗ് സിഗ്നലിലേക്ക് ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലുകൾ പരിവർത്തനം ചെയ്യാനുള്ള മറ്റൊരു മാർഗ്ഗം പൾസ്-വിഡ്ത്ത് മോഡുലേഷൻ ആണ്. ഇത് അനലോഗ് സിഗ്നലായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന, പല ചെറു ഡിജിറ്റൽ പൾസുകൾ അയക്കുകയാണ്.

ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു മോട്ടറിന്റെ വേഗം നിയന്ത്രിക്കാൻ PWM ഉപയോഗിക്കാം.

5V മൂലധനത്തോടെ ഒരു മോട്ടർ നിയന്ത്രിക്കുകയാണെന്ന് കടവുക. നിങ്ങൾ മോട്ടറിലേക്ക് ഒരു ചെറു പൾസ് അയക്കുന്നു, വോൾട്ടേജ് ഉയർത്തി (5V), മുട്ടിയ നൂറ്റാണ്ട് രണ്ടുമായി വർദ്ധിച്ചിരിക്കുന്ന സെക്കന്റ് (0.02s) സമയത്തേക്ക്. ആ സമയത്ത് മോട്ടർ ഒരു പത്തിലൊരു റോട്ടേഷൻ, അല്ലെങ്കിൽ 36° തിരിഞ്ഞേക്കാം. അത് ശേഷം സിഗ്നൽ 0.02 സെക്കന്റ് (0.02s) ഇടവേളയ്ക്ക് നിർത്തുന്നു, താഴ്ന്ന(0V) സിഗ്നൽ അയയ്ക്കുന്നു. ഓൺ പിന്നെയും ഓഫാണ് 0.04 സെക്കന്റ് കാലം. ഈ ചക്രം വീണ്ടും ആവർത്തിക്കുന്നു.

അതായത് ഒരു സെക്കന്റിൽ നിങ്ങൾക്ക് 0.02 സെക്കന്റ് നീളമുള്ള 25 5V പൾസുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു, ഓരോതിലുമുള്ള മോട്ടർ ഒരു പത്തിലൊരു റോട്ടേഷൻ തിരിയുന്നു, ഓരോ പൾസിനും ശേഷം 0.02 സെക്കന്റ് 0V ഇടവേള ഉണ്ട്, മോട്ടർ തിരിയുന്നില്ല. ഓരോ പൾസും മോട്ടറെ 0.1 റോട്ടേഷൻ തിരിക്കുന്നു, അതായത് മോട്ടർ സെക്കന്റിൽ 2.5 റോട്ടേഷൻ പൂർത്തിയാക്കുന്നു. നിങ്ങൾ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ ഉപയോഗിച്ച് മോട്ടറെ 2.5 റോട്ടേഷൻസിന് നിയന്ത്രിച്ചു, അല്ലെങ്കിൽ 150 രിവല്യൂഷനുകൾ പെർ മിനിറ്റ് (ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് അല്ലാത്ത റോട്ടേഷൻ വേഗത അളവ്).

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

🎓 PWM സിഗ്നൽ ഒരു സമയവും ഓണായിരിക്കുമ്പോയും മുപ്പതിനൊന്ന് സമയവും ഓഫ് ആയിരിക്കുമ്പോഴാണ് അത് 50% ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിളുകൾ എന്നത് സിഗ്നൽ ഓൺ ആയിരിക്കുന്ന സമയത്തിന്റെ ശതമാനം ആണ് ഓഫുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുന്നത്.

മോട്ടറിന്റെ വേഗം പൾസ് വലുപ്പം മാറ്റിയാൽ നമുക്കു മാറ്റാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ആ മോട്ടറിനോടൊപ്പം ഓരോ 0.04 സെക്കന്റ് ചക്രവും നിലനിർത്തി, ഓൺ പൾസ് 0.01 സെക്കന്റായി കുറയ്ക്കുകയും, ഓഫ് പൾസ് 0.03 സെക്കന്റായി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുക. നിങ്ങൾക്ക് ഓരോ സെക്കന്റിലും 25 പൾസുകൾ ഉണ്ട്, പക്ഷെ ഓരോ ഓൺ പൾസിന്റെയും നീളം പകുതിയിലാക്കി. പകുതി നീളമുള്ള പൾസ് മോട്ടറെ ഒരു ഇരുപതിലൊന്ന് റോട്ടേഷൻ മാത്രമേ തിരിയ്ക്കുവാൻ അനുവദിക്കുകയുള്ളൂ, 25 പൾസുകൾ സെക്കന്റിൽ ലഭിച്ചാൽ 1.25 റോട്ടേഷൻസ്സ് പൂർത്തിയാകും, അല്ലെങ്കിൽ 75rpm. നിങ്ങൾ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലിന്റെ പൾസ് വേഗം മാറ്റിക്കൊണ്ട് അനലോഗ് മോട്ടറിന്റെ വേഗം പകുതിയാക്കി.

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

✅ പ്രത്യേകിച്ച് താഴ്ന്ന വേഗതകളിൽ മോട്ടറിന്റെ തിരിവ് സുഗമമായി ഉണ്ടാക്കാൻ എന്തു ചെയ്യും?നീണ്ട ഇടവേളകളുമായി കുറഞ്ഞ എണ്ണം നീളമുള്ള പൾസുകൾ ഉപയോഗിക്കുമോ, അല്ലെങ്കിൽ വളരെ ചെറിയ ഇടവേളകളുമായി വളരെ ചെറു പൾസുകൾ ഉപയോഗിക്കുമോ?

💁 ചില സെൻസറുകളും അനലോഗ് സിഗ്നലുകൾ ഡിജിറ്റലാക്കി മാറ്റാൻ PWM ഉപയോഗിക്കുന്നു.

🎓 നിങ്ങൾക്ക് പൾസ്-വിഡ്ത്ത് മോഡുലേഷൻയുടെ വിക്കിപീഡിയ പേജ് വായിക്കാൻ സാധിക്കും.

ഡിജിറ്റൽ ആക്ടുവേറ്ററുകൾ

ഡിജിറ്റൽ ആക്ടുവേറ്ററുകൾ, ഡിജിറ്റൽ സെൻസറുകൾ പോലെ, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജോ താഴ്ന്ന വോൾട്ടേജോ നിയന്ത്രിക്കുന്ന രണ്ട് നിലകളുള്ളവയും, അല്ലെങ്കിൽ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ അനലോഗിലാക്കാൻ ഒരു DAC ഉൾക്കൊള്ളുന്നതുമായവയുമാണ്.

ഒരു ലളിതമായ ഡിജിറ്റൽ ആക്ടുവേറ്റർ ഒരു LED ആണ്. ഉപകരണം 1 എന്ന ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ അയക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് LEDക്ക് പ്രകാശം നൽകുന്നു. 0 എന്ന ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ അയക്കുമ്പോൾ വോൾട്ടേജ് 0V ആയി പൊള്ളുകയും LED ഓഫ് ആകുകയും ചെയ്യും.

✅ മറ്റെന്തെന്തൊക്കെ ലളിതമായ 2-സ്ഥാന ആക്ടുവേറ്ററുകൾ നിങ്ങൾക്ക് ചിന്തിക്കാൻ കഴിയാം? ഉദാഹരണമായി, ഒരു സોલിനോയ്ഡ് ആണെങ്കിൽ, ഇത് ഒരു ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റാണ്, അത് പ്രവർത്തിപ്പിച്ച് ഒരു വാതിൽ ബോൾട്ട് നീട്ടൽ/കെട്ടിക്കൽ പോലുള്ള കാര്യങ്ങൾ ചെയ്യാൻ സാധിക്കും.

കൂടുതൽ പുരോഗതിയായ ഡിജിറ്റൽ ആക്ടുവേറ്ററുകൾ, സ്‌ക്രീനുകൾ പോലുള്ളവ, ഡിജിറ്റൽ ഡാറ്റ ഒരു പ്രത്യേക ഫോർമാറ്റിൽ അയയ്ക്കണം. അവയ്ക്ക് സാധാരണയായി അവ ജില്ലാ ഡാറ്റ അയയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ലൈബ്രറികൾ ഉണ്ടായിരിക്കുന്നു.

🚀 ചാലഞ്ച്

കഴിഞ്ഞ രണ്ടു പാഠങ്ങളിൽ നിങ്ങൾ ചെയ്ത ചാലഞ്ച് നിങ്ങളുടെ വീടിലോ സ്കൂളിലോ തൊഴിലിടത്തിലോ ഉള്ള എത്രയും അധികം IoT ഉപകരണങ്ങൾ പട്ടികപ്പെടുത്തുകയും അവ മൈക്രോകണ്ട്രോളറുകളോ സിംഗിൾ-ബോർഡ് കമ്പ്യൂട്ടറുകളോ അല്ലെങ്കിൽ രണ്ടു നിലകളുടെ മിശ്രിതമോ ആണെന്ന് തീരുമാനിക്കുകയുമായിരുന്നു.

നിങ്ങൾ പട്ടികപ്പെടുത്തിയ ഓരോ ഉപകരണത്തിനും അവ ബന്ധപ്പെട്ടിട്ടുള്ള സെൻസറുകളും ആക്ടുവേറ്ററുകളും എന്താണ്? ആ സെൻസറുകളും ആക്ടുവേറ്ററുകളും എന്തിനു ഉപയോഗിക്കുന്നു?

പാഠശേഷി ക്വിസ്

Post-lecture quiz

അവലോകനവും സ്വയം പഠനവും

ThingLearn ലെ വൈദ്യുതി, സർക്യൂട്ടുകളെക്കുറിച്ചും വായിക്കുക.
Seeed Studios Temperature Sensors guide ൽ താപനില സെൻസറുകളുടെ വ്യത്യസ്ത വർഗ്ഗങ്ങളെക്കുറിച്ച് വായിക്കുക.
Wikipedia LED page ൽ LEDകളെക്കുറിച്ച് വായിക്കുക.

അസൈൻമെന്റ്

Research sensors and actuators

വ്യക്തിഗത പരാമർശം:
ഈ രേഖ Co-op Translator എന്ന AI പരിഭാഷാ സേവനം ഉപയോഗിച്ച് പരിഭാഷപ്പെടുത്തിയതാണ്. ഞങ്ങൾ ശരിയായ വിവർത്തനത്തിനായി പരിശ്രമിച്ചുന്നുവെങ്കിലും, സ്വയമേവ പ്രവർത്തിക്കുന്ന പരിഭാഷകളിൽ പിശകുകളും അസത്യതകളും ഉണ്ടാകാമെന്ന് ദയവായി‌കുറഞ്ഞ മനസ്സിലാക്കുക. യഥാർത്ഥ രേഖെയാണ് അതിന്റെ മാതൃഭാഷയിൽ പ്രമാണമായി കാണേണ്ടത്. നിർണായകമായ വിവരങ്ങൾക്കായി, പ്രൊഫഷണൽ മനുഷ്യ പരിഭാഷ നിർദേശിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ പരിഭാഷ ഉപയോഗിച്ചത് കൊണ്ട് ഉണ്ടാകാവുന്ന തെറ്റിദ്ധാരണകൾക്കോ പാഴ്വിവേചനങ്ങൾക്ക് ഞങ്ങൾ ഉത്തരവാദികളാകുന്നില്ല.

46 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape