এইচ-ব্রিজ সাইন ওয়েভ ইনভার্টার সার্কিট আরডুইনো ব্যবহার করে

সার্কিট ডিজাইন বোঝা

আপনি যদি পুরো ব্যাখ্যাটি পড়তে না চান তবে আপনি পরিবর্তে এই ভিডিওটি দেখতে পারেন:

এখন আসুন আমরা নীচের সার্কিট ডায়াগ্রামটি দেখুন এবং শিখি যে এই জিনিসটি আসলে কীভাবে কাজ করছে। আমরা সার্কিটের নিম্নলিখিত প্রধান অংশগুলি দেখতে পাই:

আরডুইনো বোর্ড - এটি আমাদের মস্তিষ্ক। এটি এসপিডাব্লুএম ডাল দেয় যা আমাদের সার্কিট কীভাবে চলবে তা স্থির করে।

আইআর 2110 মোসফেট ড্রাইভার আইসিএস (আইসি 1 এবং আইসি 2) -এই ডিভাইসগুলি আরডুইনো থেকে স্ট্যান্ডার্ড এসপিডাব্লুএম সংকেতগুলি গ্রহণ করে এবং বুটস্ট্র্যাপিং পদ্ধতি ব্যবহার করে 4 এন-চ্যানেল এইচ-ব্রিজ মোসফেটগুলি সঠিকভাবে স্যুইচ করতে তাদের সামঞ্জস্যপূর্ণ করে তোলে।

মোসফেটস (কিউ 1, কিউ 2, কিউ 3, কিউ 4) - এগুলি পাওয়ার সুইচগুলি। তারা আউটপুটে এসি তৈরি করার জন্য একটি নির্দিষ্ট উপায়ে ডিসি পাওয়ারটি চালু এবং বন্ধ করে দেয়।

ডায়োডস (1N4007) এবং ক্যাপাসিটারগুলি - এগুলি 4 টি মোসফেটগুলির নিখুঁত স্যুইচিংয়ের জন্য আইসিএসের বুটস্ট্র্যাপিং নেটওয়ার্কের সঠিক কাজ সক্ষম করার জন্য।

অন্যান্য ক্যাপাসিটার এবং প্রতিরোধক - এগুলি ছোট তবে খুব গুরুত্বপূর্ণ কারণ তারা সবকিছু সুচারুভাবে চালিয়ে যায়।

বিদ্যুৎ সরবরাহ - আমাদের আরডুইনো এবং আইআর 2110 আইসিগুলির জন্য +12 ভি এবং +5 ভি এবং লোড স্পেসিফিকেশন অনুসারে মোসফেটগুলির জন্য একটি উচ্চ ডিসি ভোল্টেজ প্রয়োজন।

সার্কিটে কী হচ্ছে?

এখন আসুন আমরা দেখুন কীভাবে এটি ধাপে ধাপে কাজ করে:

আরডুইনো দুটি আউটপুট পিনগুলিতে এসপিডাব্লুএম সংকেত তৈরি করে (পিন 8 এবং পিন 9)। এই সংকেতগুলি একটি এসি সাইন তরঙ্গের সমতুল্য আকার তৈরি করতে প্রস্থ পরিবর্তন করে।

আইআর 2110 আইসিএস এই পিডব্লিউএম সিগন্যালগুলি গ্রহণ করে এবং এগুলি খুব নির্দিষ্ট উপায়ে মোসফেটগুলি চালু এবং বন্ধ করতে ব্যবহার করে।

চারটি এমওএসএফইটি ব্যবহার করে তৈরি এইচ-ব্রিজটি এসপিডাব্লুএম স্যুইচিং ব্যবহার করে লোডের মাধ্যমে বর্তমান দিকটি স্যুইচ করে ডিসি বাস সরবরাহকে এসি-এর মতো আউটপুটে রূপান্তর করে।

আউটপুটে আমরা একটি সাইন ওয়েভের আনুমানিক পাই যার অর্থ এটি সাইন ওয়েভের মতো দেখাচ্ছে তবে এটি আসলে দ্রুত-স্যুইচিং ডাল দিয়ে তৈরি।

যদি আমরা আউটপুটে একটি ফিল্টার সার্কিট যুক্ত করি তবে আমরা এই ডালগুলি মসৃণ করতে পারি এবং আরও নিখুঁত সাইন তরঙ্গ পেতে পারি।

সাইন ওয়েভ পিডব্লিউএম এর জন্য আমাদের আরডুইনো কোড

সুতরাং এখন আসুন আমরা কোডটি দেখতে দিন। এসপিডাব্লুএম সিগন্যাল তৈরি করতে আরডুইনো এটি চালাবে।

এই কোডটিতে কী চলছে?

প্রথমে আমরা দুটি আউটপুট পিন সেট আপ করি (পিন 8 এবং পিন 9)। এগুলি আমাদের পিডব্লিউএম সংকেত প্রেরণ করবে।

তারপরে লুপে আমরা একটি বিশেষ প্যাটার্নে পিনটি চালু এবং বন্ধ করি।

আমরা সরু ডাল দিয়ে শুরু করি এবং ধীরে ধীরে নাড়ির প্রস্থকে বাড়িয়ে তোলে এবং তারপরে আমরা এটিকে আবার কমিয়ে দিই। এটি একটি স্টেপড সাইন ওয়েভ পিডব্লিউএম প্যাটার্ন তৈরি করে।

প্রথমার্ধ চক্রটি শেষ হওয়ার পরে আমরা পরবর্তী চক্রের জন্য অন্যান্য পিন (পিন 9) এ একই জিনিসটি পুনরাবৃত্তি করি।

এইভাবে আমাদের এইচ-ব্রিজ ফ্যাশনের মতো যথাযথ সাইনোসয়েডাল তরঙ্গে মোসফেটগুলি স্যুইচ করে।

এই নকশা সম্পর্কে কি ভাল

নকশা আসলে খুব সহজ। আমরা কেবল একটি আরডুইনো এবং কিছু সাধারণ উপাদান ব্যবহার করছি।

আমাদের এখানে সাইন ওয়েভ জেনারেটরের দরকার নেই। আরডুইনো নিজেই এসপিডাব্লুএম ব্যবহার করে সাইন আকার তৈরি করছে।

এইচ-ব্রিজটি অতিরিক্ত গরম না করে মোসফেটগুলি সঠিকভাবে স্যুইচ করে তা নিশ্চিত করার জন্য আইআর 2110 আইসিএস ব্যবহার করে দক্ষতার সাথে কাজ করে।

আমরা সহজেই এসপিডাব্লুএম টিউন করতে পারি, যদি আমরা আলাদা সাইন ওয়েভ ফ্রিকোয়েন্সি চাই, তারপরে আমরা কেবল কোডটি কিছুটা সংশোধন করি।

আমাদের কীভাবে আরডুইনো বুটিং বিলম্ব পরিচালনা করা উচিত

এখন একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ বিষয় যা আমাদের বুঝতে হবে তা হ'ল আরডুইনো শক্তিটি স্যুইচ করার পরে শুরু করতে কিছুটা সময় নেয়।

এটি ঘটে কারণ আমরা যখন আরডুইনোর উপর শক্তি প্রয়োগ করি তখন এটি প্রথমে তার অভ্যন্তরীণ বুটলোডারটি চালায় যা কয়েক সেকেন্ড সময় নেয়।

সুতরাং এই সময়ে আইআর 2110 গেট ড্রাইভার আইসিএস এবং মোসফেটগুলি আরডুইনো থেকে কোনও সঠিক সংকেত পেতে পারে না।

যদি এটি ঘটে থাকে তবে মোসফেটগুলি এলোমেলোভাবে চালু হতে পারে যা আইসিগুলিকে তাত্ক্ষণিকভাবে ক্ষতি করতে পারে বা একটি শর্ট সার্কিট বা বিস্ফোরণ ঘটায়।

প্রাথমিক শক্তি চালু করার সময় উপরের বুটিংয়ের বিলম্ব আইসিএস এবং মোসফেটগুলি পোড়ায় না তা নিশ্চিত করার জন্য, আমাদের নীচের দেখানো হিসাবে উপরের কোডটি সংশোধন করতে হবে:

// By Swagatam - Full Bridge Sine Wave Inverter Code with Delay
void setup() {
    pinMode(8, OUTPUT);
    pinMode(9, OUTPUT);
    
    delay(3000); // Booting delay (wait for 3 seconds before starting)
}
void loop() {
    // First pin (8) switching pattern
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(750);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(1250);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(1250);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(750);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, LOW);
    // Second pin (9) switching pattern
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(750);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(1250);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(1250);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(750);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, LOW);
}

অংশ তালিকা

নির্মাণ টিপস

এখন যখন আমরা আসলে এই জিনিসটি তৈরি করি তখন আমাদের কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় সম্পর্কে খুব সতর্ক থাকতে হবে। অন্যথায় এটি কাজ করতে পারে না বা খারাপ হতে পারে, কিছু ঠিক জ্বলতে পারে? সুতরাং এখানে কিছু সুপার গুরুত্বপূর্ণ নির্মাণ টিপস যা আমাদের অবশ্যই অনুসরণ করতে হবে:

আমাদের কীভাবে বোর্ডের অংশগুলি সাজানো উচিত

যদি আমরা একটি ব্রেডবোর্ড ব্যবহার করি তবে এই সার্কিটটি ভাল কাজ করতে পারে না কারণ উচ্চ-শক্তি মোসফেট এবং ড্রাইভারদের শক্তিশালী, শক্ত সংযোগ প্রয়োজন।

সুতরাং আমাদের একটি পিসিবি (মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড) বা কমপক্ষে একটি পারফোর বোর্ড ব্যবহার করা উচিত এবং অংশগুলি সঠিকভাবে সোল্ডার করা উচিত।

যদি আমরা একটি পিসিবি তৈরি করি তবে আমাদের অবশ্যই মোসফেটস এবং আইআর 2110 আইসিগুলিকে একসাথে রাখতে হবে যাতে সংকেতগুলি দুর্বল বা বিলম্বিত না হয়।

ঘন তারগুলি উচ্চতর বর্তমান পাথের মতো বিদ্যুৎ সরবরাহ থেকে শুরু করে মোসফেট এবং মোসফেটগুলি থেকে বোঝা পর্যন্ত যেতে হবে।

পাতলা তারগুলি কেবল আরডুইনো থেকে আইআর 2110 আইসিএস পর্যন্ত সংকেত সংযোগের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

কীভাবে আমাদের মোসফেটগুলি রাখা উচিত

চারটি মোসফেটগুলি একটি সঠিক এইচ-ব্রিজ আকারে স্থাপন করা উচিত যাতে তারগুলি অগোছালো না হয়।

প্রতিটি মোসফেটের আইআর 2110 আইসির সাথে সংক্ষিপ্ত এবং ঘন সংযোগ থাকা উচিত।

যদি আমরা আইআর 2110 থেকে মোসফেটগুলি খুব দূরে রাখি তবে সংকেতগুলি দুর্বল হয়ে যেতে পারে এবং মোসফেটগুলি সঠিকভাবে স্যুইচ করতে পারে না।

যদি এটি ঘটে থাকে তবে মোসফেটগুলি গরম হতে পারে এবং এমনকি জ্বলতে পারে।

আমাদের কীভাবে তাপের সমস্যাটি ঠিক করা উচিত

যদি আমরা আইআরএফ 3205 মোসফেট বা অনুরূপগুলি ব্যবহার করি তবে আমরা যদি তাদের হিটসিংক না দিই তবে তারা উত্তপ্ত হয়ে উঠবে।

সুতরাং আমাদের অবশ্যই মোসফেটগুলিতে শীতল রাখতে একটি বড় অ্যালুমিনিয়াম হিটসিংক ঠিক করতে হবে।

যদি আমরা একটি উচ্চ-শক্তি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করে (100W এর বেশি) তৈরি করি তবে আমাদের হিটসিংকটিতে একটি শীতল ফ্যানও সংযুক্ত করা উচিত।

যদি মোসফেটগুলি স্পর্শ করতে খুব গরম হয়ে যায় তবে এর অর্থ কিছু সমস্যা আছে এবং আমাদের আবার সার্কিটটি পরীক্ষা করা দরকার।

আমাদের কীভাবে সার্কিটকে শক্তি দেওয়া উচিত

আরডুইনো অংশটি 5V এ চলে এবং মোসফেটগুলির কাজ করতে 12V বা আরও বেশি প্রয়োজন।

সুতরাং আমাদের কখনই আরডুইনোর সাথে 12 ভি সংযোগ করতে হবে না, বা এটি তাত্ক্ষণিকভাবে জ্বলবে!

আইআর 2110 আইসিগুলির দুটি বিদ্যুৎ সরবরাহের প্রয়োজন:

উচ্চ-পাশের মোসফেটগুলির জন্য 12 ভি

যুক্তি বিভাগের জন্য 5 ভি

যদি আমরা এই পাওয়ার লাইনগুলি মিশ্রিত করি তবে সার্কিটটি সঠিকভাবে কাজ করবে না এবং মোসফেটগুলি সঠিকভাবে স্যুইচ করবে না।

কীভাবে আমাদের তারগুলি সংযুক্ত করা উচিত

গ্রাউন্ড (জিএনডি) সংযোগটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যদি গ্রাউন্ড ওয়্যারিং দুর্বল বা দীর্ঘ হয় তবে সার্কিটটি অদ্ভুতভাবে আচরণ করতে পারে।

আমাদের সমস্ত অংশের জন্য একটি সাধারণ স্থল ব্যবহার করা উচিত, যার অর্থ আরডুইনো গ্রাউন্ড, আইআর 2110 গ্রাউন্ড এবং মোসফেট উত্স স্থলটি অবশ্যই একসাথে সংযুক্ত থাকতে হবে।

যদি আমরা সার্কিটটি অদ্ভুতভাবে আচরণ করতে দেখি (আউটপুট ফ্লিকারিং বা মোসফেটগুলি কোনও লোড ছাড়াই গরম হচ্ছে), তবে আমাদের প্রথমে গ্রাউন্ড সংযোগগুলি পরীক্ষা করা উচিত।

সার্কিটটি পাওয়ার করার আগে আমাদের কীভাবে পরীক্ষা করা উচিত

আমরা পাওয়ারটি স্যুইচ করার আগে আমাদের অবশ্যই সমস্ত সংযোগগুলি ডাবল-চেক করতে হবে তা দেখতে সমস্ত কিছু সঠিক কিনা।

আমাদের যদি মাল্টিমিটার থাকে তবে আমাদের এটি মোসফেটগুলি সন্নিবেশ করার আগে বিভিন্ন পয়েন্টে ভোল্টেজগুলি পরীক্ষা করতে ব্যবহার করা উচিত।

আমাদের কঠোরভাবে একটি অসিলোস্কোপের প্রয়োজন হবে যাতে আমরা আরডুইনো থেকে আসা এসপিডাব্লুএম সিগন্যালগুলি পরীক্ষা করতে পারি যাতে তারা সঠিক দেখাচ্ছে কিনা তা দেখতে।

কীভাবে আমাদের সাবধানে সার্কিট পরীক্ষা করা উচিত

নিরাপদে এই সার্কিটটি পরীক্ষা করার সর্বোত্তম উপায় হ'ল কম ভোল্টেজ দিয়ে শুরু করে।

12V এর পরিবর্তে আমরা প্রথমে 6V বা 9V দিয়ে চেষ্টা করতে পারি মোসফেটগুলি সঠিকভাবে স্যুইচ করছে কিনা তা দেখতে।

যদি সার্কিট কম ভোল্টেজে ভাল কাজ করে তবে আমরা আস্তে আস্তে 12V এবং শেষ পর্যন্ত পুরো ভোল্টেজে বাড়তে পারি।

যদি আমরা হঠাৎ পুরো ভোল্টেজ প্রয়োগ করি এবং কিছু ভুল হয় তবে তাত্ক্ষণিকভাবে কিছু জ্বলতে পারে!

সুতরাং আমাদের অবশ্যই ধাপে ধাপে পরীক্ষা করতে হবে এবং অতিরিক্ত উত্তাপ বা ভুল আচরণের জন্য পরীক্ষা করতে হবে।

আমরা কীভাবে একটি মসৃণ আউটপুট জন্য একটি ফিল্টার যুক্ত করতে পারি

এই সার্কিটটি পিডব্লিউএম ব্যবহার করে একটি এসি আউটপুট তৈরি করে তবে এটি এখনও দ্রুত ডাল দিয়ে তৈরি।

আমরা যদি একটি পরিষ্কার সাইন ওয়েভ চাই তবে আমাদের অবশ্যই আউটপুটে একটি এলসি ফিল্টার যুক্ত করতে হবে।

এই এলসি ফিল্টারটি কেবল একটি বড় ইন্ডাক্টর এবং আউটপুটের সাথে সংযুক্ত একটি ক্যাপাসিটার।

ইন্ডাক্টর দ্রুত স্যুইচিং ডালগুলি সরিয়ে দেয় এবং ক্যাপাসিটার তরঙ্গরূপটি মসৃণ করে।

যদি আমরা এটি সঠিকভাবে করি তবে আমরা একটি খাঁটি সাইন ওয়েভ পেতে পারি যা সরঞ্জামগুলির জন্য নিরাপদ।

কীভাবে আমাদের সার্কিটকে ক্ষতি থেকে রক্ষা করা উচিত

আমাদের সর্বদা বিদ্যুৎ সরবরাহের সাথে সিরিজে একটি ফিউজ যুক্ত করা উচিত।

যদি কোনও শর্টস বা মোসফেট ব্যর্থ হয় তবে ফিউজটি প্রথমে ভেঙে যাবে এবং সার্কিটটিকে জ্বলন্ত থেকে সংরক্ষণ করবে।

যদি মোসফেটগুলি ব্যর্থ হয় তবে কখনও কখনও তারা সংক্ষিপ্ত করতে ব্যর্থ হয় (যার অর্থ তারা সর্বদা থাকে)।

যদি এটি ঘটে তবে বিশাল কারেন্ট প্রবাহিত হতে পারে এবং ট্রান্সফর্মার বা অন্যান্য অংশগুলিকে ক্ষতি করতে পারে।

সুতরাং উচ্চ শক্তি প্রয়োগের আগে মাল্টিমিটার ব্যবহার করে মোসফেটগুলি পরীক্ষা করা সর্বদা ভাল।

উপসংহার

সুতরাং এখানে আমরা দেখেছি কীভাবে আমরা কেবল আরডুইনো এবং একটি এইচ-ব্রিজ মোসফেট সার্কিট ব্যবহার করে একটি সাইন ওয়েভ ইনভার্টার তৈরি করতে পারি। আমরা আমাদের সাইন-মডুলেটেড এসি তৈরি করতে আরডুইনো থেকে মোসফেটস এবং পিডব্লিউএম নিয়ন্ত্রণ সঠিকভাবে স্যুইচ করতে আইআর 2110 মোসফেট ড্রাইভার ব্যবহার করেছি।

এখন একটি বিষয় মনে রাখতে হবে যে এই আউটপুটটি এখনও দ্রুত-স্যুইচিং ডাল দিয়ে তৈরি তাই যদি আমাদের যদি খাঁটি সাইন ওয়েভের প্রয়োজন হয় তবে আমাদের অবশ্যই এটি মসৃণ করতে আউটপুটে একটি এলসি ফিল্টার যুক্ত করতে হবে।

তবে সামগ্রিকভাবে এটি বাড়িতে সাইন ওয়েভ বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার একটি খুব ব্যবহারিক এবং সহজ উপায়!