एम्बेडेड क्षेत्र को आसानी से समझने के लिए फूरियर ट्रांसफॉर्म, एनालॉग और डिजिटल सिग्नल, बेसिक सर्किट थ्योरी आदि को कवर करने वाली पुस्तक की सामग्री को संक्षेपित किया गया है।
प्रतिरोधक, संधारित्र, प्रेरक, ट्रांजिस्टर आदि घटकों की विशेषताओं और कार्यप्रणाली की व्याख्या करता है, और पुल-अप, पुल-डाउन, ओपन कलेक्टर जैसी अवधारणाओं का परिचय देता है।
एम्बेडेड सिस्टम डिज़ाइन और समझ के लिए आवश्यक बुनियादी ज्ञान प्राप्त करने और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट घटकों की भूमिका और परस्पर क्रिया को समझने में मदद कर सकता है।
मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग में पढ़ाई की है, लेकिन अपने अंडरग्रेजुएट दिनों में, मैंने कभी भी प्रत्येक विषय को लेने के अर्थ या आवश्यकता पर विचार नहीं किया, बस ग्रेड प्राप्त करने के लिए ही विषय लिए। स्वाभाविक रूप से, सेमेस्टर के अंत और गर्मी की छुट्टियों के बाद, मेरे दिमाग में कुछ भी नहीं बचा... ㅜ_ㅜ
यह पुस्तक एम्बेडेड सिस्टम के क्षेत्र में अध्ययन करने के लिए खोज करते समय मिली, और इसे सरसरी तौर पर देखने पर, यह बहुत अच्छी तरह से संरचित थी। इसमें एम्बेडेड सिस्टम के कठिन विषयों को यथासंभव आसान तरीके से समझाया गया है, लेकिन सामग्री गहन है।
इस बार, मैं अपने दिमाग में कुछ ज्ञान भरना चाहता हूँ, इसलिए मैं इस पुस्तक की सामग्री को अपने ब्लॉग पर व्यवस्थित करने जा रहा हूँ!!!
अब शुरुआत करते हैं!
अध्याय 1 हार्डवेयर कोलाज - सर्किट डायग्राम पढ़ना
1. सिग्नल और आवृत्ति
फूरियर रूपांतरण क्या है?
सभी सिग्नल को कॉस या साइन के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है!! → अंततः, सिग्नल को आवृत्ति के अनुसार अलग किया जाता है।
उदाहरण के लिए, एक आयताकार तरंग लेते हैं,
आयताकार तरंग को आवृत्ति के दृष्टिकोण से देखने पर, यह sinc फलन बन जाता है, जिसका अर्थ है कि आयताकार तरंग अनगिनत साइन तरंगों के संयोजन से बनी होती है। आवृत्ति 0 के आसपास की साइन तरंग का आयाम और आवधिकता अधिक होती है, जबकि दूर की साइन तरंगों का आयाम और आवधिकता कम होती है।
इस तरह, आवृत्ति के दृष्टिकोण से, हम यह देख सकते हैं कि एक सिग्नल कितनी आवृत्तियों से बना है, और हम प्रत्येक सिग्नल के आयाम और आयाम का विश्लेषण कर सकते हैं।
इस साइट पर जाने पर, आप फूरियर रूपांतरण को और आसानी से समझ सकते हैं!!! (आयताकार तरंग को बदलकर देखें!)
2. एनालॉग सिग्नल और डिजिटल सिग्नल और ग्राउंड
एनालॉग सिग्नल आमतौर पर AC और DC (एसी और डीसी) घटकों से बना होता है,ACध्रुवता बदलने वाला सिग्नल है, जबकिDCस्थिर स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है। भाग 1 में, हमने सीखा कि सभी सिग्नल कई आवृत्तियों वाले सिग्नलों को जोड़कर बनाए जा सकते हैं। दूसरे शब्दों में,सभी एनालॉग सिग्नल को कई आवृत्ति घटकों को जोड़कर बनाया जा सकता है।
डिजिटल सिग्नल ज्यादातर DC घटकों से बना होता है। दूसरे शब्दों में, डिजिटल सिग्नल भी एनालॉग सिग्नल का एक प्रकार है। हालांकि, एक निश्चित थ्रेशोल्ड मान निर्धारित किया जाता है, और यदि मान उससे अधिक है, तो इसे उच्च माना जाता है, और यदि मान उससे कम है, तो इसे निम्न माना जाता है।
डिजिटल सिग्नल 0 → 1, 1 → 0 में बदलते समय, उछाल उत्पन्न करता है, और यह डिजिटल सिस्टम में समस्याएं पैदा कर सकता है (वोल्टेज कम हो सकता है या पहचान त्रुटि हो सकती है)। इसलिए, डिजाइन करते समय इन पहलुओं पर विचार किया जाना चाहिए।
GND = ग्राउंड 0V का संदर्भ बिंदु है, और यह बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल का भी प्रतिनिधित्व करता है। GND वह बिंदु है जहाँ सभी धाराएँ एकत्रित होती हैं, और यह 0 और 1 के बीच अंतर करने का संदर्भ बिंदु है।
3. अति सरल सर्किट सिद्धांत
प्रतिरोधक : एक प्रतिरोधक सर्किट में बहने वाली धारा की मात्रा को सीमित कर सकता है! प्रतिरोधक से गुजरने पर, प्रतिरोध × धारा मान के बराबर वोल्टेज गिरता है। सूत्र के रूप में, इसे V=IR के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।
संधारित्र : एक संधारित्र प्रत्यावर्ती धारा घटक (AC) को पारित करता है, लेकिन दिष्ट धारा घटक (DC) को नहीं, अर्थात, यह प्रत्यावर्ती धारा और दिष्ट धारा घटकों की आवृत्ति के आधार पर प्रतिरोध मान को बदलता है। dV/dt = I / C, अर्थात, समय के साथ वोल्टेज में परिवर्तन की दर जितनी अधिक होगी, यह उतना ही आसानी से गुजरेगा और प्रतिरोध कम होगा। यदि C का मान बढ़ता है, तो धारा अधिक बहती है!!
एक अन्य गुण यह है कि यह धारा को संग्रहीत और निर्वहन कर सकता है।
प्रेरक : एक प्रेरक धारा को बदलने से रोकता है। V = L dI/dt, अर्थात, केवल कम आवृत्ति की धारा गुजरती है। इसका मतलब है कि यह तेज सिग्नल के प्रवाह को रोकता है। दूसरे शब्दों में, L का मान जितना अधिक होगा, धारा उतनी ही कम होगी!!
संक्षेप में, एक निश्चित वोल्टेज के लिए, हम धारा की मात्रा को नियंत्रित कर सकते हैं,
R के मामले में, R का मान जितना अधिक होगा, धारा उतनी ही कम बहेगी, C के मामले में, C का मान जितना कम होगा, धारा उतनी ही कम बहेगी, L के मामले में, L का मान जितना अधिक होगा, धारा उतनी ही कम बहेगी।
आवृत्ति के संदर्भ में, दिए गए RLC मानों के लिए, R आवृत्ति से प्रभावित नहीं होता है, C की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, प्रतिरोध उतना ही कम होगा (धारा अधिक बहेगी), L की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा (धारा बहना मुश्किल होगा)।
फ़िल्टर!
लो पास फ़िल्टर (LPF) : यह एक ऐसा फ़िल्टर है जो केवल कम आवृत्ति घटकों को पारित करता है। आम तौर पर, शोर उच्च आवृत्ति घटक होता है, इसलिए LPF का उपयोग अक्सर किया जाता है।
संधारित्र DC को पारित नहीं कर सकता है, इसलिए यह एक खुला सर्किट बन जाता है। दूसरे शब्दों में, VinDC = DoutDC
जब संधारित्र AC को पारित करता है, तो यह शॉर्ट हो जाता है और एक बंद सर्किट बन जाता है। यहां, R के प्रतिरोध मान के आधार पर धारा का मान बदलता है। इसलिए, धारा के प्रवाह, अर्थात, ऊष्मा उत्पादन को कम करने के लिए, R के घटक के मान को बड़ा किया जा सकता है।
ट्रांजिस्टर
ट्रांजिस्टर का उपयोग धारा को मनमाने ढंग से नियंत्रित करने के लिए किया जाता है!
B को बेस, E को एमिटर और C को कलेक्टर कहा जाता है। जब B चालू होता है, तो E-C को जोड़कर धारा प्रवाहित होती है, और जब B बंद होता है, तो धारा अवरुद्ध हो जाती है। यहां, धारा की मात्रा कैसे निर्धारित की जाती है? यह इस बात पर निर्भर करता है कि B-E के बीच कितना वोल्टेज दिया जाता है!!
बेस में दिए जाने वाले वोल्टेज के मान के आधार पर, संतृप्ति क्षेत्र, सक्रिय क्षेत्र और कटऑफ क्षेत्र बनते हैं। सक्रिय क्षेत्र: C-E के बीच की धारा B के इनपुट के अनुसार काफी बदलती है! कटऑफ क्षेत्र: B का वोल्टेज बहुत कम होता है, इसलिए C-E के बीच कोई धारा नहीं बहती है! संतृप्ति क्षेत्र: B का वोल्टेज बहुत अधिक होता है, इसलिए C-E के बीच कोई और धारा नहीं बहती है!
ट्रांजिस्टर के दो मुख्य कार्य यहीं से उत्पन्न होते हैं: प्रवर्धन और स्विचिंग!
स्विचिंग कटऑफ क्षेत्र और संतृप्ति क्षेत्र का उपयोग करके की जाती है,
और प्रवर्धन सक्रिय क्षेत्र का उपयोग करके किया जा सकता है।
4. पुल अप, पुल डाउन और ओपन कलेक्टर
लो एक्टिव को CS(चिप सेलेक्ट)_, / आदि के रूप में दर्शाया जाता है, और इसका अर्थ है कि यह कम वोल्टेज पर काम करता है। इसके विपरीत, 1 पर काम करने वाले को हाई एक्टिव कहा जाता है।
जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, यदि डिजिटल चिप एक बड़ा प्रतिरोधक है, तो लो एक्टिव में, पुल अप स्विच चालू होने पर डिजिटल चिप को 0 मान लागू करता है, और पुल डाउन स्विच बंद होने पर चिप को उच्च मान लागू करता है। हाई एक्टिव के लिए, यह विपरीत होता है!!
पुल अप और पुल डाउन डिफ़ॉल्ट स्तर मान को क्या रखना है, इसके आधार पर काम करते हैं। वास्तविक दुनिया की चिप्स में, यदि यह ऊपर दिए गए उदाहरण जैसा है, तो छोटे स्थिर बिजली के झटके से भी मोटर चालू हो सकती है। अगर वह मोटर तोप है, तो यह बहुत बड़ी समस्या होगी।
पुल अप और पुल डाउन के समान कार्य करने वाला एक ट्रांजिस्टर है।
