எளிய தமிழில் IoT 4. திறன்மிகு உணரிகளும் இயக்கிகளும் (Smart sensors and actuators)

தான் எடுத்த அளவீடுகளைப் பதப்படுத்தாமல் ஒரு உணரி அப்படியே கச்சாவாக தொலை சாதனத்துக்கு அனுப்பி வைத்தால் அது திறன்மிகு உணரியல்ல. திறன்மிகு உணரி என்றால் சமிக்ஞை வலுவற்றதாக இருந்தால் அதைப் பெருக்கி, எண்ணிம சமிக்ஞையாக மாற்றி, நாம் ஒரு மணி நேரத்திற்கு ஒருமுறை வேண்டுமென்று சொன்னால் அந்த இடைவெளியில் மட்டுமே அனுப்பும். திறன்மிகு உணரிகளில் குறைந்தபட்சம் ஒரு உணரி, ஒரு நுண்செயலி (microprocessor) மற்றும் ஒரு தகவல் தொடர்பு சாதனம் அவசியம் இருக்க வேண்டும். இவற்றுக்கு ஆற்றல் தர ஒரு மின்கலம் (battery) தேவை. அளவீடுகளை சேமித்து வைக்க ஒரு நினைவகம் (memory) தேவைப்படலாம். அளவியல் (analog) சமிக்ஞைகள் மிகவும் வலுவற்றதாக இருக்கலாம். ஆகவே ஒரு பெருக்கி (amplifier), மேலும் அளவியல் எண்ணிம மாற்றி (analog digital converter) ஆகியவையும் தேவைப்படலாம்.  எண்ணிமமாக மாற்றினால்தான் நீண்ட தூரம் பிழையில்லாமல் அனுப்ப முடியும்.

Smart sensor

திறன்மிகு உணரி

அர்டுயினோ நுண்செயலி (Arduino microprocessor)

அர்டுயினோ என்பது திறந்த மூல ஒரு-பலகை நுண்கட்டுப்படுத்தி (single-board microcontroller). அதாவது ஒரே ஒரு மின்சுற்றுப்பலகையில் (Printed Circuit Board – PCB) செய்யப்பட்டது. ஆகவே விலையும் குறைவு, இடத்தையும் அடைக்காது. மேலும் இதன் வன்பொருளின் வடிவமைப்பு திறந்த மூலமாக வெளியிடப்பட்டுள்ளதால் பல நிறுவனங்கள் உற்பத்தி செய்கின்றன. மென்பொருட்களையும், பயன்படுத்தும் விதங்களையும் பயனர்கள் இணையத்தில் தாராளமாகப் பகிர்ந்து கொள்கிறார்கள். ஆகவே சோதனைகள் செய்யவும் முன்மாதிரிகள் தயாரிக்கவும் இது குறைந்த விலையில் மிகச் சிறந்த வன்பொருளாகப் பயன்படுகிறது. இதில் எண்ணிம உணரிகளை (digital sensors) இணைக்க முடியும். மேலும் அளவியல் உணரிகளை (analog sensors) இணைப்பதற்காகத் தனியாக மின்செருகிகளும் (pins) கொடுத்துள்ளார்கள்.

ஆகவே உணரிகளையும் இயக்கிகளையும் திறன்மிகு சாதனங்களாக ஆக்க அர்டுயினோ நுண்செயலியைப் பயன்படுத்தலாம். 

நுண்கட்டுப்படுத்திகளும் உறக்க நிலைகளும் (sleep modes)

நுண்கட்டுப்படுத்திகள் அதிநவீன உறக்க நிலைத் தொழில்நுட்பங்களைக் கொண்டுள்ளன. இவற்றின் மூலம் நாம் மின்கலத்தின் சக்தியை மிகச் சிக்கனமாகப் பயன்படுத்த முடியும்:

  • விழிப்பு (No sleep): இந்த நிலையில் மின்சக்தி தொடர்ந்து முழு அளவு பயன்படுத்தப்படும்.
  • இலேசான உறக்கம் (Light sleep): இந்த நிலையில் ஓரளவு மின்சக்தியை சேமிக்கும். நாம் ஒரு ஆணையை அனுப்பினால் அது எழுந்து தன் வேலையைச் செய்ய முடியும்.
  • ஆழ்ந்த உறக்கம் (Deep-sleep): ஒரு உணரி முன்னரே குறிப்பிட்ட இடைவெளிகளில் மட்டுமே எழுந்து தரவு அனுப்ப வேண்டுமென்றால் இந்த நிலையில் செல்ல முடியும். இதில் மின்சக்தியை வெகுவாக சேமிக்கலாம்.

அர்டுயினோவில் (Arduino) மாற்றம் செய்து மின் சக்தியை சேமித்தல்

அர்டுயினோ உனோ (Arduino Uno) வழக்கமாக 45 மில்லி ஆம்பியர் மின்னோட்டம் பயன்படுத்துகிறது. ஆகவே 9 வோல்ட் மின்கலத்தில் ஒரு நாளைவிடக் குறைவாகத்தான் ஓடும். வேலை செய்யாத நேரங்களில் தூங்கச் செய்யுமாறு ஒரு சிறிய மாற்றம் செய்தால் இதை 54 மைக்ரோ ஆம்பியராகக் குறைக்கலாம். மேலும் மின்னழுத்தம் சீர்படுத்தியை (voltage regulator) நீக்கிவிட்டால் இது 5.4 மைக்ரோ ஆம்பியராகக் குறைந்துவிடும். இம்மாதிரி மாற்றங்கள் செய்து ஒரு பொத்தான் மின்கலத்தில் 5 ஆண்டுகளுக்கு மேல் ஓட வைக்க முடியும்.

மின்சக்தி நுகர்வை (power consumption) அளவிடல்

மேற்கண்ட மாதிரி நாம் பலவித சோதனைகள் செய்யும் பொழுது மிகக் குறைந்த மைக்ரோ ஆம்பியர் மின்சக்தி நுகர்வைத் துல்லியமாக அளவிட நமக்கு ஒரு கருவி தேவை. அம்மீட்டரில் அளவெடுத்தால் நாம் அவ்வப்பொழுது தான் எடுக்க முடியும், தொடர்ச்சியாக எடுக்க முடியாது. இந்த வேலைக்கு நார்டிக் செமிகண்டக்டர் (Nordic Semiconductor) சக்தி வரைபடக் கருவிப் பெட்டி (Power Profiler Kit) மிகத் தோதானது.

நன்றி தெரிவிப்புகள்

  1. ulalaLAB – What is a Smart Sensor?

இத்தொடரில் அடுத்த கட்டுரை: குறைசக்தி கம்பியில்லாத் தொடர்பு (Low power wireless communication)

கண்ணி பிணையம் (Mesh network). ஸிக்பீ (Zigbee). ஸிவேவ் (Z-Wave). கண்ணி ப்ளூடூத் (Bluetooth Mesh).

ashokramach@gmail.com

%d bloggers like this: