পাঠ ৯৭-১: রোটারি এনকোডারের ঘূর্ণন এবং সুইচ চাপা শনাক্ত করা

পাঠ ৯৭-১: রোটারি এনকোডারের ঘূর্ণন এবং সুইচ চাপা শনাক্ত করা

এই গাইডটি দেখায় কিভাবে একটি রোটারি এনকোডার ব্যবহার করে আপনার Arduino প্রজেক্টের জন্য একটি নির্ভুল এবং টেকসই নিয়ন্ত্রণ ইন্টারফেস তৈরি করতে হয়। একটি পটেনশিওমিটারের বিপরীতে, যার গতির একটি নির্দিষ্ট সীমা থাকে, একটি রোটারি এনকোডার যেকোনো দিকে অবিরাম ঘুরতে পারে, যা ক্রমবর্ধমান সমন্বয় বা অসীম ঘূর্ণন প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এটি একটি চমৎকার পছন্দ করে তোলে। এই প্রজেক্টটি এনকোডারের ঘূর্ণনের দিক এবং অবস্থান সনাক্ত করার মৌলিক কাজের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, সেইসাথে এর অন্তর্নির্মিত পুশ-বাটন সুইচটি চাপা হলে তা নিবন্ধন করে। এটি অনেক উন্নত প্রজেক্টের মূল লজিক গঠন করে, যেমন একটি মেনু নেভিগেশন সিস্টেম তৈরি করা, একটি ডিজিটাল ভলিউম নিয়ন্ত্রণ সামঞ্জস্য করা, বা একটি ফ্রিকোয়েন্সি সুনির্দিষ্টভাবে টিউন করা। রোটারি এনকোডারের যান্ত্রিক পরিচিতিগুলিও একটি পটেনশিওমিটারের কার্বন ট্র্যাকের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি টেকসই, যা আপনার প্রজেক্টগুলির জন্য দীর্ঘ আয়ু নিশ্চিত করে।

এই মৌলিক সেটআপ দিয়ে আপনি কী তৈরি করতে পারেন তার কয়েকটি ব্যবহারিক ধারণা এখানে দেওয়া হল:

• মেনু নেভিগেশন সিস্টেম: একটি LCD-তে বিকল্পগুলির মাধ্যমে স্ক্রল করতে এনকোডারটি ঘোরান এবং একটি আইটেম নির্বাচন করতে সুইচটি চাপুন।
• নির্ভুলতা সমন্বয় টুল: এটি একটি প্যারামিটার সূক্ষ্ম-টিউন করতে ব্যবহার করুন, যেমন একটি টাইমার সেট করা বা ছোট, নির্দিষ্ট বৃদ্ধিতে একটি মোটরের গতি সামঞ্জস্য করা।
• রোবোটিক আর্ম কন্ট্রোলার: একটি সার্ভো মোটরের অবস্থানের সুনির্দিষ্ট, ধাপে ধাপে নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি জয়স্টিকের পরিবর্তে একটি এনকোডার ব্যবহার করুন।

প্রয়োজনীয় হার্ডওয়্যার

এই পাঠটি অনুসরণ করতে, আপনার নিম্নলিখিত উপাদানগুলির প্রয়োজন হবে:

• Arduino Uno (বা একটি অনুরূপ সামঞ্জস্যপূর্ণ বোর্ড)
• রোটারি এনকোডার মডিউল (PCB সহ) অথবা তিনটি 10kΩ রোধ সহ একটি খালি রোটারি এনকোডার
• ব্রেডবোর্ড এবং জাম্পার তার
• Arduino প্রোগ্রামিংয়ের জন্য USB কেবল

ওয়্যারিং গাইড

রোটারি এনকোডার ঘূর্ণন ট্র্যাক করার প্রক্রিয়াটি সহজ করে। এটিতে দুটি আউটপুট পিন (প্রায়শই A এবং B লেবেলযুক্ত) রয়েছে যা নব ঘোরানোর সাথে সাথে সংকেতের একটি নির্দিষ্ট ক্রম তৈরি করে। এই সংকেতগুলি পড়ার মাধ্যমে, Arduino ঘূর্ণনের দিক এবং পরিমাণ নির্ধারণ করতে পারে। এনকোডারটিতে একটি অন্তর্নির্মিত পুশ-বাটন সুইচও রয়েছে, যা নবের উপর চাপ দিয়ে সক্রিয় হয়, যা ব্যবহারকারীর মিথস্ক্রিয়ার জন্য একটি অতিরিক্ত ইনপুট প্রদান করে।

এই প্রজেক্টের ওয়্যারিং সহজবোধ্য। প্রদত্ত ডায়াগ্রামটি দেখায় কিভাবে এনকোডার মডিউলটি Arduino-এর সাথে সংযোগ করতে হয়। CLK (বা A) পিনটি ডিজিটাল পিন 2-এর সাথে সংযুক্ত, DT (বা B) পিনটি ডিজিটাল পিন 3-এর সাথে সংযুক্ত, এবং SW (সুইচ) পিনটি ডিজিটাল পিন 4-এর সাথে সংযুক্ত। এনকোডারের + (VCC) পিনটি 3.3V সরবরাহের সাথে সংযুক্ত, এবং এর GND পিনটি সাধারণ গ্রাউন্ডের সাথে সংযুক্ত।

আপনি যদি PCB ছাড়া একটি খালি রোটারি এনকোডার ব্যবহার করেন, তাহলে আপনাকে এর আউটপুট পিনগুলিতে তিনটি পুল-আপ রোধ (1kΩ এবং 100kΩ-এর মধ্যে) যোগ করতে হবে যাতে Arduino-তে একটি পরিষ্কার সংকেত নিশ্চিত করা যায়।

কোড ব্যাখ্যা

এই প্রজেক্টের কোডটি সহজ এবং শিক্ষামূলক হওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি স্কেচের শীর্ষে ব্যবহারকারী-কনফিগারযোগ্য অংশগুলিতে ফোকাস করে, যা আপনাকে বিভিন্ন পিন বা প্রজেক্টের জন্য সহজেই এটি মানিয়ে নিতে দেয়।

প্রথম বিভাগটি সেই পিনগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে যার সাথে এনকোডারটি সংযুক্ত। আপনার হার্ডওয়্যার ভিন্নভাবে সংযুক্ত থাকলে এগুলি হল প্রাথমিক মান যা আপনাকে পরিবর্তন করতে হবে।

const int SW_PIN = 4;
const int PIN_A =2;
const int PIN_B =3;

• SW_PIN: এই ধ্রুবকটি এনকোডারের পুশ-বাটন সুইচের সাথে সংযুক্ত Arduino পিনকে সংজ্ঞায়িত করে।
• PIN_A এবং PIN_B: এই ধ্রুবকগুলি এনকোডারের দুটি আউটপুট চ্যানেল, A এবং B-এর সাথে সংযুক্ত Arduino পিনগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে। এই পিনগুলি Encoder লাইব্রেরি দ্বারা নবের ঘূর্ণন ট্র্যাক করতে ব্যবহৃত হয়।

এরপর, কোডটি প্রয়োজনীয় লাইব্রেরি অন্তর্ভুক্ত করে এবং এনকোডার অবজেক্টের একটি ইনস্ট্যান্স তৈরি করে, এটিকে আমরা এইমাত্র সংজ্ঞায়িত পিনগুলির সাথে যুক্ত করে।

#include <Encoder.h>
Encoder myEnc(PIN_A, PIN_B);

setup() ফাংশনে, যোগাযোগের জন্য সিরিয়াল মনিটরটি আরম্ভ করা হয়, এবং সুইচ পিনটি একটি ইনপুট হিসাবে কনফিগার করা হয়।

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(SW_PIN, INPUT);
  Serial.println("Basic Encoder Test:");
}

loop() ফাংশনের প্রধান লজিক দুটি মূল কাজ সম্পাদন করে। প্রথমত, এটি ক্রমাগত এনকোডারের বর্তমান অবস্থান পড়ে। যদি এই অবস্থানটি শেষ রেকর্ড করা মান থেকে পরিবর্তিত হয়, তাহলে এর অর্থ নবটি ঘোরানো হয়েছে, এবং নতুন অবস্থানটি সিরিয়াল মনিটরে মুদ্রিত হয়। দ্বিতীয়ত, এটি সুইচের অবস্থা পরীক্ষা করে। যখন সুইচটি চাপা হয়, তখন এর পিনটি নিচে টানা হয়, এবং কোডটি চাপ নির্দেশ করার জন্য একটি বার্তা মুদ্রণ করে।

long oldPosition  = -999;

void loop() {
  long newPosition = myEnc.read();
  if (newPosition != oldPosition) {
    oldPosition = newPosition;
    Serial.println(newPosition);
  }

  if( digitalRead(SW_PIN) == LOW)
  {
   Serial.println("Switch Pressed");
  }

  delay(200);
}

myEnc.read() ফাংশনটি Encoder লাইব্রেরির একটি কাস্টম ফাংশন। এটি এনকোডারের অবস্থানের বর্তমান গণনা ফেরত দেয়। বর্তমান এবং পূর্ববর্তী রিডিংগুলির তুলনা করে, আপনি চলাচল সনাক্ত করতে পারেন। digitalRead(SW_PIN) ফাংশনটি একটি স্ট্যান্ডার্ড Arduino ফাংশন যা সুইচ পিনের অবস্থা পড়ে।

লাইভ প্রজেক্ট ডেমোনস্ট্রেশন

একবার আপনি আপনার কোডটি Arduino-তে আপলোড করলে, ফলাফল দেখতে আপনি Serial Monitor (9600 baud-এ সেট করা) খুলতে পারেন। যখন আপনি এনকোডার নবটি ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘোরান, তখন আপনি সংখ্যাগুলি বৃদ্ধি পেতে দেখবেন। এটি ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘোরালে সংখ্যাগুলি হ্রাস পাবে। যদি আপনি নবটির উপর চাপ দেন, তাহলে "Switch Pressed" বার্তাটি প্রদর্শিত হবে। এটি নিশ্চিত করে যে ঘূর্ণন এবং বোতাম চাপা উভয়ই সিস্টেম দ্বারা সঠিকভাবে শনাক্ত করা হচ্ছে।

এই ভিডিও থেকে সম্পর্কিত প্রকল্প

• পাঠ 97-2: রোটারি এনকোডার ব্যবহার করে একটি সার্ভো মোটর নিয়ন্ত্রণ করা
• পাঠ 97-3: রোটারি এনকোডার ব্যবহার করে একটি সার্ভো মোটর নিয়ন্ত্রণ এবং LCD-তে কোণ প্রদর্শন

অধ্যায়

• [00:01] রোটারি এনকোডার দিয়ে সার্ভো নিয়ন্ত্রণের ভূমিকা
• [01:41] পটেনশিওমিটারের পরিবর্তে রোটারি এনকোডার কেন ব্যবহার করবেন
• [04:18] রোটারি এনকোডার মডিউল এবং ওয়্যারিংয়ের ওভারভিউ
• [13:28] প্রয়োজনীয় লাইব্রেরিগুলি ইনস্টল করা
• [14:54] মৌলিক এনকোডার উদাহরণ কোড ব্যাখ্যা করা
• [16:43] মৌলিক এনকোডার কোড প্রদর্শন
• [17:52] পুশ-বোতাম সুইচ সহ পরিবর্তিত কোড
• [20:20] সার্ভো এবং LCD নিয়ন্ত্রণের জন্য সম্পূর্ণ কোড ব্যাখ্যা
• [23:47] LCD I2C ঠিকানা খুঁজে বের করা
• [30:01] সম্পূর্ণ প্রকল্পের প্রদর্শন

ছবি

Rotary encoder breadboard

Rotary encoder schematic breadboard

Rotary encoder breadboard

Rotary encoder schematic breadboard

/* 
 *  Lesson 97-1: Rotary Encoder with switch 
 *  This code detects rotation of the encoder knob
 *  and also detects when it is pushed
 *  Download and resource page https://robojax.com/RJT453

 *  Watch full details video: https://youtu.be/6xVLbNlmK-g
  This video is part of the Arduino Step by Step Course, which starts here: https://youtu.be/-6qSrDUA5a8
 

If you found this tutorial helpful, please support me so I can continue creating 
content like this. Make a donation using PayPal by credit card: https://bit.ly/donate-robojax
  
 * This code is "AS IS" without warranty or liability. Free to be used as long as you keep this note intact. * 
 * This code has been downloaded from Robojax.com
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
 *  Updated by Ahmad Shamshiri on Jan 23, 2022
 *  Encoder Library - Basic Example
 * http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_Encoder.html
 *
 * This example code is in the public domain.
 */
const int SW_PIN = 4;
const int PIN_A =2;
const int PIN_B =3;

#include <Encoder.h>

// Change these two numbers to the pins connected to your encoder.
//   Best Performance: both pins have interrupt capability
//   Good Performance: only the first pin has interrupt capability
//   Low Performance:  neither pin has interrupt capability
Encoder myEnc(PIN_A, PIN_B);
//   avoid using pins with LEDs attached

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(SW_PIN, INPUT);
  Serial.println("Basic Encoder Test:");
}

long oldPosition  = -999;

void loop() {
  long newPosition = myEnc.read();
  if (newPosition != oldPosition) {
    oldPosition = newPosition;
    Serial.println(newPosition);
  }

  if( digitalRead(SW_PIN) == LOW)
  {
   Serial.println("Switch Pressed");
  }

  delay(200);
  //Watch video details: https://youtu.be/6xVLbNlmK-g
}