আরডুইনো দিয়ে তৈরি করুন ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স ডেনসিটি মিটার

আজকে আমরা একটি Magnetic Flux Density Meter তৈরী করব। মিটারটি তৈরী করতে আমরা ব্যবহার করব একটি Arduino UNO এবং একটি Hall effect sensor module।

চৌম্বক ফ্লাক্স(Magnetic Flux) কী ?

কোনো চৌম্বক ক্ষেত্রের একক ক্ষেত্রফলের মধ্য দিয়ে লম্বভাবে পার হয়ে যাওয়া চৌম্বক বলরেখার মোট সংখ্যাকেই ওই ক্ষেত্রের চৌম্বক ফ্লাক্স বলে।

চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব(Magnetic flux density) কী?

চৌম্বক ক্ষেত্রে কোনো স্থানের একক ক্ষেত্রফলের মধ্যদিয়ে লম্বভাবে যে পরিমাণ চৌম্বক ফ্লাক্স গমন করে তাকে চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব (Magnetic flux density) বলে।

চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্বের এককঃ

চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্বের একক এসআই (SI) ইউনিটে টেসলা ( Tesla) এসআই ইউনিটে একে T দিয়ে প্রকাশ করা হয়। সিসিএস ইউনিটে(CGS) ইউনিটে চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্বের একক Gauss। একে G দিয়ে প্রকাশ করা হয়। আমাদের তৈরী ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স মিটারে ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স ডেনজিটি দেখানো হবে Gauss এককে।

Magnetic flux density meter কী কী কাজে ব্যবহৃত হয়?

• পাওয়ার লাইনে ম্যাগনেটিক ফিল্ডের তীব্রতা নির্ণয়।
• চুম্বকের পোলারিটি নির্ণয়।
• যন্ত্রের বিভিন্ন অংশের Residual magnetic field পরিমাপ করা।
• মোটর এবং অন্যান্য যন্ত্রপাতির ম্যাগনেটিক ফিল্ড পরিমাপ করা।
• স্থায়ী চুম্বকের চৌম্বক ক্ষেত্রের তীব্রতা পরিমাপ করা।

Hall effect কী?

কোনো তড়িৎবাহী পরিবাহীকে চৌম্বকক্ষেত্রে স্থাপন করলে তড়িৎপ্রবাহ ও চৌম্বকক্ষেত্র উভয়ের সমকোণে একটি ভোল্টেজ সৃষ্টি হয়। এই ঘটনাকে হল ইফেক্ট (Hall effect) বলে। Hall effect এর ফলে সৃষ্ট ভোল্টেজকে হল ভোল্টেজ( Hall voltage) বলে।

Hall effect sensor module কিভাবে কাজ করেঃ

Hall effect sensor হচ্ছে এমন একটি সেন্সর যা ম্যাগনেটিক ফিল্ডের উপস্থিতি শনাক্ত করতে পারে। শুধু তা-ই নয়, ম্যাগনেটিক ফিল্ডের তীব্রতা নির্ণয়েও এটি সক্ষম। হল ইফেক্ট সেন্সরকে কোনো চুম্বকক্ষেত্রে (Magnetic field) স্থাপন করা হলে এর আউটপুট পিনে একটি ভোল্টেজ উৎপন্ন হয়।

Hall effect sensor এর আউটপুট ভোল্টেজ ম্যাগনেটিক ফিল্ডের তীব্রতার সমানুপাতিক। Hall effect sensor বিভিন্ন ধরনের হতে পারে। যেমনঃ A1302, 6851 ইত্যাদি। আজকের এক্সপেরিমেন্টে আমরা ব্যবহার করব Hall effect sensor module । এতে চারটি পিন রয়েছে। VCC,GND,A0, D0।

ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স ডেনজিটি মিটার তৈরীতে আমরা হল ইফেক্ট সেন্সরের A0 পিন ব্যবহার করব। A0 পিনকে আমরা আরডুইনোর A0 পিনের সাথে কানেক্ট করব। আমাদের ব্যবহৃত হল সেন্সরের Resolution হল 1.4V/Gauss। অর্থ্যাৎ প্রতি 1 Gauss ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স ডেনজিটির বৃদ্ধির কারণে A0 পিনের আউটপুট ভোল্টেজের বৃদ্ধি হবে 1.4V। আরডুইনোর analogRead() ফাংশনের মাধ্যমে A0 পিনের আউটপুট ভোল্টেজ ক্রমাগত রিড করে আমরা Magnetic flux Density’র হ্রাস-বৃদ্ধি বুঝতে পারব।

প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতিঃ

কানেকশন চার্ট ও সার্কিট ডায়াগ্রামঃ

কোডঃ

// the setup routine runs once when you press reset:
#include <LiquidCrystal.h>
const int rs = 12, en = 11, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
int threshold=0;
int sensorValue;

 long sum=0;

void setup() {
  // initialize serial communication at 9600 bits per second:

  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(16, 2);
for(int i=0;i<500;i++)
 {
 sensorValue=analogRead(A0);
 sum += sensorValue;
 delay(5);

 }
 threshold = sum/500;

}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  // read the input on analog pin 0:
  int sensorValue = analogRead(A0);
  int x=(sensorValue-threshold);
  if(sensorValue>=490 && sensorValue<=522)
  {
    x=0;
  }
  float flux=x/3.48; //resolution=5/1024 = 5mV, we get one increment is count, The sensor provides increment voltage of 1.4V for every 1Gauss increment if field. So we need to divide ADC value by 3.48 for getting the gauss value
  // print out the value you read:
  Serial.println(sensorValue);
  Serial.println(flux);
  lcd.print("Flux=");
  lcd.print(flux);
  lcd.print("G");
  delay(500);        // delay in between reads for stability
  lcd.clear();
}

পরীক্ষাঃ

সার্কিট সেটআপ এবং আরডুইনোতে কোড আপলোড করে পাওয়ার দেবার পর সার্কিটটি ম্যাগনেটিক ফ্লাক্স ডেনজিটি পরিমাপের জন্য প্রস্তুত হবে। কোনোপ্রকার চুম্বকের অনুপস্থিতিতে মিটারের রিডিং হবে শূন্য (০)।

আমরা অন্যরকম বিজ্ঞানবাক্স থেকে একটি রিং ম্যাগনেট নিয়েছিলাম।চুম্বকের উপস্থিতিতে রিডিং পরিবর্তিত হবে। পজিটিভ রিডিং চুম্বকের দক্ষিণ মেরু নির্দেশ করে।

নেগেটিভ রিডিং চুম্বকের উত্তর মেরু নির্দেশ করে।

এই ছিল আমাদের আজকের টিউটোরিয়াল, আশাকরি সবাই নিজে নিজেই এই প্রজেক্টটি সম্পন্ন করতে পারবেন। কোন জিজ্ঞাসা থাকলে কমেন্ট করতে পারে আমরা প্রয়োজনীয় সহযোগিতা করার চেষ্টা করব। এছাড়া এই রকম আরও টিউটোরিয়াল তৈরি করতে আমাদের Arduino Tutorial এর পোস্ট গুলো দেখতে পারেন, ধন্যবাদ।