विषयसूची:
- चरण 1: चिंता क्यों करें?
- चरण 2: योजना
- चरण 3: चीजें जिनकी आपको आवश्यकता होगी
- चरण 4: चीजों को एक साथ रखना
- चरण 5: कोडिंग का समय
- चरण 6: डेटा को संसाधित करना
- चरण 7: परिणाम
वीडियो: Arduino का उपयोग करके मेन्स फ़्रीक्वेंसी को मापें: 7 चरण (चित्रों के साथ)
2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19
3 अप्रैल को भारत के प्रधानमंत्री श्री. नरेंद्र मोदी ने भारतीयों से अपील की थी कि वे कोरोना वायरस के खिलाफ भारत की लड़ाई को चिह्नित करने के लिए 5 अप्रैल को रात 9:00 बजे अपनी लाइट बंद कर दीया (दीया) जलाएं। घोषणा के ठीक बाद, सोशल मीडिया पर यह कहते हुए बड़ी अफरा-तफरी मच गई कि इससे इलेक्ट्रिक ग्रिड की विफलता के कारण पूरी तरह से ब्लैकआउट हो जाएगा।
मैं इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का छात्र होने के नाते इलेक्ट्रिक ग्रिड पर लोड में अचानक कमी का असर देखना चाहता था। प्रभावित होने वाले मापदंडों में से एक आवृत्ति है। इसलिए, मैंने अपने घर में बिजली के आउटलेट से वोल्टेज की आवृत्ति को मापने के लिए एक उपकरण बनाने का फैसला किया। कृपया ध्यान दें कि इस छोटे से प्रयोग के लिए मापा मूल्य की सटीकता महत्वपूर्ण नहीं है क्योंकि मैं केवल आवृत्ति में परिवर्तन देखना चाहता था।
इस निर्देशयोग्य में, मैं जल्दी से समझाऊंगा कि एक ग्रिड कैसे विफल हो सकता है और फिर आपको दिखा सकता है कि मैंने आवृत्ति कैसे मापी।
चरण 1: चिंता क्यों करें?
एक इलेक्ट्रिक ग्रिड कई कारकों के कारण विफल हो सकता है जिनमें से एक लोड में अचानक कमी है। मैं इसे यथासंभव सरलतम तरीके से समझाने की कोशिश करूंगा ताकि बिना विद्युत पृष्ठभूमि वाला व्यक्ति इसे समझ सके।
आवृत्ति क्या है? यह एक सेकंड में एसी तरंग के दोहराव की संख्या है। भारत में फ्रीक्वेंसी 50Hz है जिसका मतलब है कि एक सेकंड में एक एसी वेव 50 बार रिपीट होती है।
किसी भी बिजली संयंत्र में, एक टरबाइन होता है जो एक रोटरी यांत्रिक उपकरण होता है जो द्रव प्रवाह (भाप, पानी, गैस, आदि) से ऊर्जा निकालता है और इसे उपयोगी कार्य (यांत्रिक ऊर्जा) में परिवर्तित करता है। यह टर्बाइन एक जनरेटर से जुड़ा (युग्मित) है। एक जनरेटर तब इस यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है जो हमें अपने घर पर मिलती है।
आइए इस स्पष्टीकरण के लिए एक भाप बिजली संयंत्र पर विचार करें। यहां, टरबाइन को घुमाने के लिए उच्च दबाव वाली भाप का उपयोग किया जाता है जो बदले में जनरेटर को घुमाती है और बिजली उत्पन्न होती है। मैं इस बात पर चर्चा नहीं करूंगा कि एक जनरेटर कैसे काम करता है, लेकिन बस याद रखें कि उत्पन्न वोल्टेज की आवृत्ति सीधे उस गति से संबंधित होती है जिस पर जनरेटर घूमता है। यदि गति बढ़ती है, तो आवृत्ति बढ़ती है, और इसके विपरीत। मान लें कि जनरेटर किसी लोड से जुड़ा नहीं है। जब तक आवृत्ति 50 हर्ट्ज नहीं हो जाती तब तक टरबाइन में भाप इनपुट बढ़ाकर जनरेटर को गति में लाया जाता है। जनरेटर अब बिजली देने के लिए तैयार है। जैसे ही जनरेटर लोड (या ग्रिड) से जुड़ा होता है, उसकी वाइंडिंग से करंट प्रवाहित होने लगता है और उसकी गति कम हो जाती है और इसलिए आवृत्ति। लेकिन विनियमन मानकों के अनुसार, आवृत्ति एक विशिष्ट बैंड के भीतर होनी चाहिए। भारत में यह +/- 3% यानी 48.5Hz से 51.5Hz है। अब, गति में कमी के कारण कम आवृत्ति की भरपाई करने के लिए, भाप इनपुट को तब तक बढ़ाया जाता है जब तक कि आवृत्ति फिर से 50Hz न हो जाए। यह प्रक्रिया चलती रहती है। लोड बढ़ता है, गति घटती है, आवृत्ति घटती है, भाप इनपुट बढ़ जाता है और जनरेटर को गति में लाया जाता है। यह सब गवर्नर नामक उपकरण का उपयोग करके स्वचालित रूप से किया जाता है। यह जनरेटर की गति (या आवृत्ति) की निगरानी करता है और उसके अनुसार भाप इनपुट को समायोजित करता है। चूंकि अधिकांश भाग यांत्रिक है इसलिए परिवर्तनों को प्रभावी होने में कुछ सेकंड (अर्थात उच्च समय स्थिर) लगते हैं।
अब, मान लें कि जनरेटर पर पूरा भार अचानक हटा दिया गया है। जनरेटर अपनी सामान्य गति से ऊपर गति करता है क्योंकि हमने पहले बढ़े हुए भार की भरपाई के लिए भाप इनपुट में वृद्धि की थी। इससे पहले कि राज्यपाल भाप इनपुट को समझ सके और बदल सके, जनरेटर इतनी तेजी से गति करता है कि आवृत्ति अपनी ऊपरी सीमा को पार कर जाती है। चूंकि नियामक मानकों के अनुसार इसकी अनुमति नहीं है, अधिक आवृत्ति के कारण जनरेटर ट्रिप (या डिस्कनेक्ट हो जाता है) ग्रिड से।
भारत में, हमारे पास वन नेशन - वन ग्रिड है जिसका अर्थ है कि भारत में सभी जनरेटर एक सिंगल ग्रिड से जुड़े हुए हैं। इससे देश के किसी भी हिस्से में बिजली भेजने में मदद मिलती है। लेकिन एक नुकसान है। देश के किसी एक हिस्से में एक बड़ा फाल्ट जल्दी से दूसरे हिस्सों में फैल सकता है जिसके परिणामस्वरूप पूरा ग्रिड ट्रिपिंग हो जाता है। इस प्रकार, एक पूरे देश के पास कोई शक्ति नहीं बची है!
चरण 2: योजना
योजना निर्दिष्ट अंतराल पर वोल्टेज की आवृत्ति को मापने के लिए है।
एक केंद्र-टैप किए गए ट्रांसफार्मर का उपयोग 230V AC को 15V AC तक ले जाने के लिए किया जाता है।
आरटीसी मॉड्यूल वास्तविक समय प्रदान करता है।
फिर दोनों डेटा (समय और आवृत्ति) को माइक्रो एसडी कार्ड में दो अलग-अलग फाइलों में संग्रहीत किया जाता है। परीक्षण समाप्त होने के बाद, ग्राफ़ उत्पन्न करने के लिए डेटा को एक्सेल शीट में आयात किया जा सकता है।
आवृत्ति दिखाने के लिए एक एलसीडी डिस्प्ले का उपयोग किया जाएगा।
खबरदार! आप घातक एसी मेन्स वोल्टेज से निपटेंगे। केवल तभी आगे बढ़ें जब आप जानते हों कि आप क्या कर रहे हैं। बिजली दूसरा मौका नहीं देती
चरण 3: चीजें जिनकी आपको आवश्यकता होगी
1x अरुडिनो नैनो
1x 16x2 एलसीडी डिस्प्ले
1x DS3231 रीयल टाइम क्लॉक मॉड्यूल
1x माइक्रो एसडी कार्ड मॉड्यूल
1x केंद्र टेप ट्रांसफार्मर (15V-0-15V)
2x 10k रोकनेवाला
1x 1k रोकनेवाला
1x 39k रोकनेवाला
1x 2N2222A NPN ट्रांजिस्टर
1x 1N4007 डायोड
चरण 4: चीजों को एक साथ रखना
निर्माण के लिए योजनाबद्ध यहाँ संलग्न है। मैं इसे एक ब्रेडबोर्ड पर बनाऊंगा लेकिन आप इसे एक परफ़ॉर्मर का उपयोग करके या एक कस्टम पीसीबी बनाकर इसे और अधिक स्थायी बना सकते हैं।
अपने ट्रांसफॉर्मर के लिए 'R3' का सही मान चुनना:
R3 और R4 एक वोल्टेज विभक्त बनाते हैं और मानों को इस तरह चुना जाता है कि AC वोल्टेज का शिखर 5V से अधिक न हो। इसलिए, यदि आप अलग-अलग रेटिंग वाले दूसरे ट्रांसफार्मर का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं, तो आपको R3 को भी बदलना होगा। याद रखें कि ट्रांसफॉर्मर पर दी गई वोल्टेज रेटिंग RMS में होती है। मेरे मामले में, यह 15-0-15 है।
इसे सत्यापित करने के लिए एक मल्टीमीटर का उपयोग करें। मापा वोल्टेज ज्यादातर 15V से अधिक होगा। मेरे मामले में, यह लगभग 17.5V था। शिखर मूल्य 17.5 x sqrt(2) = 24.74V होगा। यह वोल्टेज 2N2222A ट्रांजिस्टर के अधिकतम गेट-एमिटर वोल्टेज (6V) से अधिक है। हम ऊपर चित्र में दिखाए गए वोल्टेज विभक्त सूत्र का उपयोग करके R3 के मान की गणना कर सकते हैं।
एसडी कार्ड मॉड्यूल के लिए कनेक्शन:
मॉड्यूल संचार के लिए एसपीआई का उपयोग करता है।
- MISO से D12
- MOSI से D11
- एससीके से डी13
- CS/SS से D10 (आप चिप चयन के लिए किसी भी पिन का उपयोग कर सकते हैं)
सुनिश्चित करें कि एसडी कार्ड को पहले एफएटी के रूप में स्वरूपित किया गया है।
आरटीसी मॉड्यूल के लिए कनेक्शन
यह मॉड्यूल संचार के लिए I2C का उपयोग करता है।
- एसडीए से ए4
- एससीएल से ए5
एलसीडी डिस्प्ले के लिए कनेक्शन
- आरएसटी से डी9
- EN से D8
- D4 से D7
- D5 से D6
- D6 से D5
- D7 से D4
- आर/डब्ल्यू से जीएनडी
चरण 5: कोडिंग का समय
कोड यहां संलग्न किया गया है। Arduino IDE का उपयोग करके इसे डाउनलोड करें और खोलें। अपलोड करने से पहले, सुनिश्चित करें कि आपने DS3231 लाइब्रेरी स्थापित की है। मुझे इस वेबसाइट पर कुछ उपयोगी जानकारी मिली।
आरटीसी की स्थापना:
- 2032-प्रकार की कॉइन सेल बैटरी डालें।
- दिखाए गए उदाहरणों से DS3231_Serial_Easy खोलें।
- 3 पंक्तियों को हटा दें और चित्र में दिखाए अनुसार समय और तारीख दर्ज करें।
- Arduino पर स्केच अपलोड करें और सीरियल मॉनिटर खोलें। बॉड दर को 115200 पर सेट करें। आपको उस समय को देखने में सक्षम होना चाहिए जो हर 1 सेकंड में ताज़ा होता रहता है।
- अब, Arduino को अनप्लग करें और कुछ सेकंड के बाद इसे फिर से प्लग इन करें। सीरियल मॉनिटर को देखें। यह वास्तविक समय दिखाना चाहिए।
किया हुआ! आरटीसी की स्थापना की गई है। तारीख और समय निर्धारित करने के लिए यह चरण केवल एक बार करना है।
चरण 6: डेटा को संसाधित करना
एक बार परीक्षण समाप्त हो जाने के बाद, माइक्रो एसडी कार्ड को मॉड्यूल से हटा दें और कार्ड रीडर का उपयोग करके इसे अपने कंप्यूटर से कनेक्ट करें। FREQ.txt और TIME.txt नाम की दो टेक्स्ट फाइलें होंगी।
इन फाइलों की सामग्री को कॉपी करें और इसे एक्सेल शीट में दो अलग-अलग कॉलम (समय और फ्रीक) में पेस्ट करें।
सम्मिलित करें> चार्ट पर क्लिक करें। एक्सेल को स्वचालित रूप से शीट पर डेटा की जांच करनी चाहिए और ग्राफ को प्लॉट करना चाहिए।
ऊर्ध्वाधर अक्ष का रिज़ॉल्यूशन बढ़ाएँ ताकि उतार-चढ़ाव स्पष्ट रूप से दिखाई दे। Google पत्रक में, अनुकूलित करें>ऊर्ध्वाधर अक्ष> न्यूनतम। = 49.5 और मैक्स। = 50.5
चरण 7: परिणाम
हम स्पष्ट रूप से आवृत्ति में थोड़ी वृद्धि देख सकते हैं क्योंकि लोड लगभग 9:00 बजे (21:00) कट जाता है और आवृत्ति में कमी लगभग 9:10 बजे (21:10) होती है क्योंकि लोड वापस चालू होता है। ग्रिड को कोई नुकसान नहीं है क्योंकि आवृत्ति सहिष्णुता बैंड (+/- 3%) यानी 48.5 हर्ट्ज से 51.5 हर्ट्ज के भीतर अच्छी तरह से है।
भारत सरकार में राज्य मंत्री श्री आर के सिंह के एक ट्वीट ने पुष्टि की कि मुझे जो परिणाम मिले वे काफी सटीक थे।
अंत तक बने रहने के लिए धन्यवाद। आशा है कि आप सभी को यह प्रोजेक्ट पसंद आया होगा और आज आपने कुछ नया सीखा। मुझे बताएं कि क्या आप अपने लिए एक बनाते हैं। इस तरह के और प्रोजेक्ट्स के लिए मेरे YouTube चैनल को सब्सक्राइब करें।
सिफारिश की:
Arduino के साथ फ़्रीक्वेंसी काउंटर: 8 चरण (चित्रों के साथ)
Arduino के साथ फ़्रीक्वेंसी काउंटर: यह एक सरल और सस्ता arduino आधारित फ़्रीक्वेंसी काउंटर है जिसकी कीमत 4 $ से कम है यह छोटे सर्किट को मापने के लिए बहुत उपयोगी है
Arduino UNO का उपयोग करके ड्रोन कैसे बनाएं - माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके क्वाडकॉप्टर बनाएं: 8 कदम (चित्रों के साथ)
Arduino UNO का उपयोग करके ड्रोन कैसे बनाएं | माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके क्वाडकॉप्टर बनाएं: परिचय मेरे यूट्यूब चैनल पर जाएंएक ड्रोन खरीदने के लिए एक बहुत महंगा गैजेट (उत्पाद) है। इस पोस्ट में मैं चर्चा करने जा रहा हूँ कि मैं इसे सस्ते में कैसे बना सकता हूँ ?? और आप इसे सस्ते दाम पर कैसे बना सकते हैं … वैसे भारत में सभी सामग्री (मोटर, ईएससी
Neopixel Ws2812 M5stick-C के साथ इंद्रधनुष एलईडी चमक - Arduino IDE का उपयोग करके M5stack M5stick C का उपयोग करके Neopixel Ws2812 पर इंद्रधनुष चलाना: 5 चरण
Neopixel Ws2812 M5stick-C के साथ इंद्रधनुष एलईडी चमक | Arduino IDE का उपयोग करके M5stack M5stick C का उपयोग करके Neopixel Ws2812 पर इंद्रधनुष चलाना: हाय दोस्तों इस निर्देश में हम सीखेंगे कि कैसे Arduino IDE के साथ m5stack m5stick-C डेवलपमेंट बोर्ड के साथ neopixel ws2812 LED या एलईडी स्ट्रिप या एलईडी मैट्रिक्स या एलईडी रिंग का उपयोग करना है और हम करेंगे इसके साथ एक इंद्रधनुष पैटर्न
माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके, साथ ही साथ उच्च आवृत्ति और कर्तव्य चक्र को कैसे मापें: 4 कदम
एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके, साथ ही साथ उच्च आवृत्ति और कर्तव्य चक्र को कैसे मापें: मुझे पता है कि आप क्या सोचते हैं: "हुह? सिग्नल आवृत्ति को मापने के लिए माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करने के तरीके पर बहुत सारे निर्देश हैं। जम्हाई." लेकिन रुकिए, इसमें एक नवीनता है: मैं एक सूक्ष्म की तुलना में बहुत अधिक आवृत्तियों को मापने की एक विधि का वर्णन करता हूं
एसी मेन्स से सटीक 1 हर्ट्ज फ़्रीक्वेंसी: 9 चरण
एसी मेन्स से सटीक 1 हर्ट्ज फ़्रीक्वेंसी: लाइन फ़्रीक्वेंसी, देश के आधार पर 50 हर्ट्ज या 60 हर्ट्ज़ है। इस आवृत्ति में अल्पावधि में छोटे उतार-चढ़ाव होते हैं, लेकिन बिजली स्टेशन द्वारा प्रतिदिन इसकी भरपाई की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप कई समय के अनुप्रयोगों के लिए काफी सटीक आवृत्ति स्रोत होता है।