अपने हार्डवेयर का परीक्षण और कार्यान्वयन करने के लिए टिंकरकाड का उपयोग कैसे करें: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

सर्किट सिमुलेशन एक ऐसी तकनीक है जहां कंप्यूटर सॉफ्टवेयर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट या सिस्टम के व्यवहार का अनुकरण करता है। वास्तव में सर्किट या सिस्टम के निर्माण के बिना नए डिजाइनों का परीक्षण, मूल्यांकन और निदान किया जा सकता है। सर्किट स्तर समस्या निवारण वास्तव में होने से पहले डेटा एकत्र करने के लिए सिस्टम समस्या निवारण में सर्किट सिमुलेशन एक उपयोगी उपकरण हो सकता है। यह डिज़ाइनर को सिस्टम के वास्तव में निर्माण से पहले डिज़ाइन की शुद्धता और दक्षता निर्धारित करने की अनुमति देता है। नतीजतन, उपयोगकर्ता वास्तव में भौतिक रूप से सिस्टम का निर्माण किए बिना वैकल्पिक डिजाइनों की खूबियों का पता लगा सकता है। निर्माण चरण के बजाय डिजाइन चरण के दौरान विशिष्ट डिजाइन निर्णयों के प्रभावों की जांच करके, सिस्टम के निर्माण की समग्र लागत काफी कम हो जाती है।

तो, सॉफ्टवेयर सिमुलेशन सर्किट को भौतिक रूप से बनाने से पहले प्रयास करने का एक अच्छा तरीका है। टिंकरकाड एक वेब-आधारित सिमुलेशन टूल है जो बिना किसी भौतिक कनेक्शन के या यहां तक कि कोई हार्डवेयर खरीदे बिना आपके हार्डवेयर के साथ-साथ सॉफ़्टवेयर का परीक्षण करने में आपकी सहायता करेगा।

क्या आपने कभी Arduino पर इनपुट-आउटपुट पिन की कमी महसूस की है? यदि आपने टन एलईडी ड्राइव करने के बारे में सोचा है या एलईडी क्यूब बनाना चाहते हैं तो मुझे लगता है कि आपको निश्चित रूप से I/O पिन की आवश्यकता महसूस हुई। क्या आप जानते हैं कि आप Arduino के केवल 3 पिन का उपयोग करके असीमित संख्या में LED चला सकते हैं? जी हां, शिफ्ट रजिस्टर इस जादू को बनाने में आपकी मदद करेंगे। इस निर्देश में, मैं आपको दिखाऊंगा कि कैसे हम 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग करके असीमित इनपुट और आउटपुट को लागू कर सकते हैं। उदाहरण के तौर पर, मैं छह 7 सेगमेंट डिस्प्ले का उपयोग करके थर्मामीटर और लक्स मीटर के साथ एक डिजिटल घड़ी बनाउंगा। अंत में हार्डवेयर सर्किट बनाने से पहले मैंने टिंकरकाड में सर्किट का अनुकरण किया क्योंकि इनके साथ बहुत सारे कनेक्शन शामिल हैं। एक सिमुलेशन आपको अधिक आत्मविश्वासी बना सकता है और आप बिना किसी भौतिक परीक्षण और त्रुटि के अपने सर्किट को अंतिम रूप देने का परीक्षण कर सकते हैं। जाहिर है, यह आपके महंगे हार्डवेयर और मूल्यवान समय को बचाने में आपकी मदद करेगा।

आप यहां से सिमुलेशन का उपयोग कर सकते हैं:

चरण 1: अपने हार्डवेयर को जलने से बचाएं

अन्य इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की तरह, एलईडी सर्किट करंट के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। यदि रेटेड करंट (जैसे 20mA) से अधिक करंट प्रवाहित होता है, तो LED जलती है। सर्किट या एल ई डी को जलाए बिना उचित चमक के लिए एक उपयुक्त अवरोधक का चयन बहुत महत्वपूर्ण है।

टिंकरकाड सर्किट में एक उत्कृष्ट विशेषता है। यह आपको दिखाता है कि सर्किट तत्वों के माध्यम से रेटेड वर्तमान से अधिक प्रवाह होता है या नहीं। निम्नलिखित सर्किट में, मैंने बिना किसी अवरोधक के एक सात खंड के डिस्प्ले को सीधे शिफ्ट रजिस्टर से जोड़ा। यह सात खंड के डिस्प्ले के लिए भी रजिस्टर के लिए सुरक्षित नहीं है और इस कनेक्शन से दोनों को जलाया जा सकता है। टिंकरकाड लाल सितारों द्वारा इस तथ्य को दर्शाता है।

निम्नलिखित सर्किट में, मैंने एलईडी के प्रत्येक खंड में एक 180 ओम अवरोधक जोड़ा। डिस्प्ले के प्रत्येक सेगमेंट से लगभग 14.5mA करंट प्रवाहित होता है जो डिस्प्ले के लिए सेव होता है। लेकिन अनुकरण से, यह देखा जा सकता है कि यह प्रतिरोध मान IC के लिए सुरक्षित नहीं है। शिफ्ट रजिस्टर की अधिकतम वर्तमान क्षमता 50mA है। तो, आईसी डिस्प्ले के सेगमेंट में तीन तक सुरक्षित है (14.5 x 3 = 43.5mA)। यदि आईसी पर तीन से अधिक खंड बन जाते हैं तो बर्न किया जा सकता है (उदा. १४.५ x ४ = ५८mA)। अधिकांश निर्माता इस तथ्य पर ध्यान नहीं देते हैं। वे केवल प्रदर्शन को देखते हुए प्रतिरोधक मान की गणना करते हैं।

लेकिन अगर वे टिंकरकाड में सर्किट का अनुकरण करते हैं तो यह गलती करने की संभावना शून्य हो जाती है। क्योंकि टिंकरकाड आपको लाल तारा दिखाकर सचेत करेगा।

आप नीचे दिखाए गए चित्र की तरह तारे पर माउस कर्सर मँडराते हुए स्थिति का निरीक्षण कर सकते हैं।

निम्नलिखित डिज़ाइन एकदम सही है जहाँ मैं प्रदर्शन के प्रत्येक खंड के लिए 470 ओम अवरोधक चुनता हूँ। सर्किट का अनुकरण करते समय अताशे अरुडिनो स्केच का उपयोग किया गया था।

चरण 2: वोल्टेज, करंट, प्रतिरोध और तरंग आकार को मापें

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के लिए करंट और वोल्टेज को मापना एक बड़ी परेशानी है, विशेष रूप से कई समानांतर मापों की आवश्यकता होती है। Tinkercad सिमुलेशन इस समस्या को बहुत आसानी से हल कर सकता है। आप वर्तमान वोल्टेज और प्रतिरोध को बहुत आसानी से माप सकते हैं। आप इसे एक बार में कई शाखाओं के लिए कर सकते हैं। निम्नलिखित सेटअप सर्किट के कुल करंट और वोल्टेज को दर्शाता है।

आप तरंग के आकार को देखने और आवृत्ति को मापने के लिए एक आस्टसीलस्कप का भी उपयोग कर सकते हैं।

उपरोक्त सेटअप में आस्टसीलस्कप Arduino से घड़ी संकेत दिखा रहा है। आप एक समय में कई शाखाओं के करंट और वोल्टेज को भी माप सकते हैं जो बहुत प्रभावी है। यदि आप एक व्यावहारिक सर्किट से मल्टीमीटर का उपयोग करके एक समय में कई शाखाओं को मापना चाहते हैं तो यह बहुत कठिन होगा। लेकिन टिंकरकाड में आप इसे बहुत आसानी से कर सकते हैं। निम्नलिखित सर्किट में, मैंने विभिन्न शाखाओं से करंट मापने के लिए कई एमीटर का उपयोग किया।

चरण 3: प्रोग्राम लिखना और सीरियल मॉनिटर का उपयोग करना

टिंकरकाड सर्किट की दिलचस्प और उपयोगी विशेषताओं में से एक यह है कि इसमें एक कोड संपादक है और आप सीधे अपने पर्यावरण से Arduino और ESP8266 के लिए एक प्रोग्राम लिख सकते हैं। आप ब्लॉक मोड का चयन करके ग्राफिकल वातावरण का उपयोग करके एक प्रोग्राम भी विकसित कर सकते हैं। यह उन मेकर और हॉबीस्ट के लिए बहुत मददगार है जिनके पास प्रोग्रामिंग का कोई अनुभव नहीं है।

इसमें एक अंतर्निहित डीबगर भी है जहां से आप अपना कोड डीबग कर सकते हैं। डीबगर आपको अपने कोड में बग (त्रुटि) की पहचान करने और उसे सही (डीबग) करने में मदद करेगा।

टिंकरकाड सर्किट में सीरियल मॉनिटर भी होता है और आप सेंसर वैल्यू की निगरानी कर सकते हैं और सर्किट को बहुत आसानी से डिबग कर सकते हैं। निम्नलिखित सर्किट का उपयोग पीआईआर और अल्ट्रासोनिक सेंसर का परीक्षण करने और सीरियल मॉनिटर में डेटा को चालू करने के लिए किया गया था।

आप सर्किट को लिंक से एक्सेस कर सकते हैं:

चरण 4: बड़े और जटिल सर्किट का अनुकरण (थर्मामीटर और लक्स मीटर के साथ घड़ी)

Tinkercad में आप व्यावहारिक रूप से बनाने से पहले किसी भी जटिल सर्किट का अनुकरण कर सकते हैं। यह आपका कीमती समय बचा सकता है। एक जटिल सर्किट में गलती करने की संभावना बहुत बड़ी होती है। यदि आप पहले टिंकरकाड में इसका परीक्षण करते हैं तो यह बहुत प्रभावी हो सकता है क्योंकि आप जान रहे हैं कि आपका सर्किट और प्रोग्राम काम करेगा या नहीं। परिणाम से, आप अपनी आवश्यकता के अनुसार अपने सर्किट को संशोधित और अपडेट भी कर सकते हैं।

मैंने टिंकरकाड में एक जटिल सर्किट का अनुकरण किया है और यह थर्मामीटर और लक्स मीटर के साथ एक घड़ी सर्किट है। सर्किट 5V नियामक के साथ 9V बैटरी से संचालित होता है। घंटे, मिनट और सेकंड के साथ समय प्रदर्शित करने के लिए छह, सात खंड डिस्प्ले का उपयोग किया जाता है। एकल एनालॉग इनपुट का उपयोग करने वाले चार बटन समय को समायोजित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। अलार्म सेट करने के लिए एक बजर जुड़ा हुआ है। LM35 IC का उपयोग पर्यावरण के तापमान को समझने के लिए किया जाता है। लक्स को मापने के लिए एक परिवेश प्रकाश संवेदक का उपयोग किया जाता है।

Arduino पिन #7 के लिए एक डिजिटल बटन स्विच का उपयोग किया जाता है। इस बटन स्विच का उपयोग विकल्प बदलने के लिए किया जाता है। डिफ़ॉल्ट रूप से, यह समय दिखाता है या घड़ी मोड में काम करता है। पहली प्रेस के लिए, यह तापमान दिखाता है और दूसरे प्रेस के लिए लक्स स्तर दिखाता है।

चरण 5: हार्डवेयर के साथ कार्यान्वयन

सर्किट का अनुकरण करने और कार्यक्रम को समायोजित करने और प्रतिरोध को व्यावहारिक रूप से सर्किट को लागू करने के लिए यह सही समय है। यदि आप कहीं प्रदर्शन के लिए एक प्रोटोटाइप बनाना चाहते हैं तो ब्रेडबोर्ड पर एक व्यावहारिक सर्किट लागू किया जा सकता है। ब्रेडबोर्ड सर्किट के कुछ फायदे और नुकसान हैं। ब्रेडबोर्ड सर्किट का मुख्य लाभ यह है कि इसे आसानी से संशोधित किया जा सकता है और इसके लिए किसी सोल्डरिंग की आवश्यकता नहीं होती है। दूसरी ओर, ब्रेडबोर्ड सर्किट का कनेक्शन बहुत आसानी से ढीला हो सकता है और एक जटिल सर्किट की पहचान करना बहुत कठिन है।

यदि आप इसे व्यावहारिक उपयोग के लिए बनाना चाहते हैं तो सोल्डर पीसीबी सर्किट सबसे अच्छा है। आप बहुत आसानी से घर पर अपना खुद का PCB सर्किट बना सकते हैं। इसके लिए किसी विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं है। यदि आप DIY PCB के बारे में जानना चाहते हैं तो आप इन अच्छे इंस्ट्रक्शंस को फॉलो कर सकते हैं।

1. घर-निर्मित-पीसीबी-चरण-दर-चरण पुनर्प्राप्ति द्वारा।

2. पिनोमेलियन द्वारा पीसीबी-मेकिंग-गाइड

आप एक पेशेवर पीसीबी के लिए ऑनलाइन ऑर्डर भी कर सकते हैं। कई निर्माता बहुत कम कीमत पर पीसीबी प्रिंटिंग सेवा प्रदान करते हैं। SeeedStudio Fusion PCB और JLCPCB दो सबसे प्रमुख सेवा प्रदाता हैं। आप इनमें से किसी एक को आजमा सकते हैं।

[नोट: कुछ तस्वीरें इंटरनेट से ली गई हैं।]

इलेक्ट्रॉनिक्स टिप्स एंड ट्रिक्स चैलेंज में दूसरा पुरस्कार