રિન્યુએબલ એનર્જી અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં ઉભરતા વલણ (4361106) - ઉનાળો 2025 ઉકેલ

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

રિન્યુએબલ એનર્જીની વ્યાખ્યા આપો અને તેનું મહત્વ સમજાવો.

જવાબ:

રિન્યુએબલ એનર્જી એ કુદરતી સ્ત્રોતોમાંથી મેળવવામાં આવતી ઊર્જા છે જે સતત ભરપાઈ થતી રહે છે, જેમ કે સૌર, પવન, પાણી, બાયોમાસ અને ભૂગર્ભીય ઊર્જા.

કોષ્ટક: રિન્યુએબલ એનર્જી સ્ત્રોતોના પ્રકારો

મહત્વ:

• પર્યાવરણ સુરક્ષા: પ્રદૂષણ અને ગ્રીનહાઉસ ગેસો ઘટાડે છે
• ઊર્જા સુરક્ષા: અશ્મિભૂત ઇંધન પર નિર્ભરતા ઘટાડે છે
• આર્થિક ફાયદા: રોજગાર સર્જન અને ઊર્જા ખર્ચ ઘટાડે છે

યાદશક્તિ સહાય: “SEEB” - સોલર, એન્વાયર્નમેન્ટલ, ઇકોનોમિક, બાયોમાસ

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક અસર અને ફોટોવોલ્ટેઇક રૂપાંતરનો સિદ્ધાંત સમજાવો.

જવાબ:

ફોટોવોલ્ટેઇક અસર એ સેમિકંડક્ટર પદાર્થ પર પ્રકાશ પડવાથી વિદ્યુત વિવાહની ઉત્પત્તિ છે.

કાર્યસિદ્ધાંત:

• ફોટોન શોષણ: પ્રકાશ ફોટોન્સ સોલર સેલની સપાટી પર અથડાય છે
• ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજના: ઇલેક્ટ્રોન્સ ઊર્જા મેળવે છે અને કંડક્શન બેન્ડમાં જાય છે
• ચાર્જ વિભાજન: બિલ્ટ-ઇન ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ પોઝિટિવ અને નેગેટિવ ચાર્જ અલગ કરે છે
• કરંટ ઉત્પાદન: ઇલેક્ટ્રોન્સનો પ્રવાહ DC વીજળી બનાવે છે

આકૃતિ:

યાદશક્તિ સહાય: “PACE” - ફોટોન્સ, શોષણ, ચાર્જ, ઇલેક્ટ્રિસિટી

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

ઇલેક્ટ્રિક વ્હીકલ (EV) ના પ્રકારો અને EV માટે વિવિધ ઊર્જા સ્ત્રોતોનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: ઇલેક્ટ્રિક વ્હીકલના પ્રકારો

EV માટે ઊર્જા સ્ત્રોતો:

• બેટરી: લિથિયમ-આયન બેટરીઓ વિદ્યુત ઊર્જા સંગ્રહ કરે છે
• ફ્યુઅલ સેલ: હાઇડ્રોજનને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે
• અલ્ટ્રાકેપેસિટર: ઝડપી ઊર્જા સંગ્રહ અને છોડવાની પ્રક્રિયા
• ફ્લાયવ્હીલ: યાંત્રિક ઊર્જા સંગ્રહ
• રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ: બ્રેકિંગ દરમિયાન ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે
• હાયબ્રિડ સ્ત્રોતો: બહુવિધ ઊર્જા સ્ત્રોતોનું સંયોજન

આકૃતિ: EV આર્કિટેક્ચર

યાદશક્તિ સહાય: “BHPF-BUFR” - બેટરી, હાયબ્રિડ, પ્લગઇન, ફ્યુઅલસેલ - બેટરી, અલ્ટ્રાકેપ, ફ્લાયવ્હીલ, રિજન

પ્રશ્ન 1(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

વિવિધ પ્રકારના રિન્યુએબલ ઊર્જા સ્ત્રોતોની ચર્ચા કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: રિન્યુએબલ ઊર્જા સ્ત્રોતોની સરખામણી

ઉભરતા વલણો:

• ટાઇડલ વેવ: મહાસાગરની તરંગ ઊર્જા રૂપાંતરણ
• સૌર થર્મલ: કેન્દ્રિત સૌર ઊર્જા સિસ્ટમ
• હાઇડ્રોજન: રિન્યુએબલ સ્ત્રોતોમાંથી સ્વચ્છ ઇંધન

ફાયદા:

• ટકાઉપણું: ક્યારેય ખતમ થતું નથી
• પર્યાવરણીય: ન્યુનતમ પ્રદૂષણ
• આર્થિક: લાંબા ગાળે ઊર્જા ખર્ચ ઘટાડે છે

યાદશક્તિ સહાય: “SWHBG-THS” - સૌર, વિન્ડ, હાઇડ્રો, બાયોમાસ, જીઓથર્મલ - ટાઇડલ, હાઇડ્રોજન, સૌર થર્મલ

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

નેનોટેકનોલોજી વ્યાખ્યાયિત કરો અને નેનોટેકનોલોજીની એપ્લિકેશનોની સૂચિ બનાવો.

જવાબ:

નેનોટેકનોલોજી એ અણુ અને આણવિક સ્તરે (1-100 નેનોમીટર) પદાર્થનું હેરફેર કરવાનું વિજ્ઞાન છે.

એપ્લિકેશનો:

• ઇલેક્ટ્રોનિક્સ: નાના, ઝડપી પ્રોસેસર
• મેડિસિન: દવા પહોંચાડવાની સિસ્ટમ
• ઊર્જા: સૌર સેલ, બેટરીઓ
• સામગ્રી: મજબૂત, હળવા કમ્પોઝિટ

યાદશક્તિ સહાય: “NEMS” - નેનો ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, મેડિસિન, સૌર

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

સંપૂર્ણ સ્વરૂપો આપો: UAV, IOT, AI, M2M

જવાબ:

કોષ્ટક: ટેકનોલોજી સંક્ષેપો

યાદશક્તિ સહાય: “UIAM” - UAV, IOT, AI, M2M

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

ડ્રોનના બ્લોક ડાયાગ્રામ અને તેના મુખ્ય ઘટકોનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

graph TD
    A[ફ્લાઇટ કંટ્રોલર] --> B[મોટર્સ અને પ્રોપેલર્સ]
    A --> C[GPS મોડ્યુલ]
    A --> D[IMU સેન્સર્સ]
    A --> E[કેમેરા]
    F[બેટરી] --> A
    G[રિમોટ કંટ્રોલર] --> H[રિસીવર]
    H --> A
    A --> I[ગિમ્બલ]

મુખ્ય ઘટકો:

• ફ્લાઇટ કંટ્રોલર: ડ્રોનનું મગજ, સેન્સર ડેટાને પ્રોસેસ કરે છે
• મોટર્સ અને પ્રોપેલર્સ: થ્રસ્ટ અને કંટ્રોલ મૂવમેન્ટ પ્રદાન કરે છે
• બેટરી: બધા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોને પાવર આપે છે
• GPS મોડ્યુલ: સ્થાન અને નેવિગેશન ડેટા પ્રદાન કરે છે
• IMU સેન્સર્સ: પ્રવેગ, પરિભ્રમણ, ચુંબકીય ક્ષેત્ર માપે છે
• કેમેરા: છબીઓ અને વીડિયો કેપ્ચર કરે છે
• ગિમ્બલ: સરળ ફૂટેજ માટે કેમેરાને સ્થિર કરે છે

કાર્યસિદ્ધાંત:

• કંટ્રોલ: રિમોટ રિસીવરને કમાન્ડ મોકલે છે
• પ્રોસેસિંગ: ફ્લાઇટ કંટ્રોલર કમાન્ડનું અર્થઘટન કરે છે
• સ્થિરીકરણ: IMU સેન્સર સંતુલન જાળવે છે
• નેવિગેશન: GPS પોઝિશન ફીડબેક પ્રદાન કરે છે

યાદશક્તિ સહાય: “FMBGIC” - ફ્લાઇટ કંટ્રોલર, મોટર્સ, બેટરી, GPS, IMU, કેમેરા

પ્રશ્ન 2(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

IOT અને તેના મહત્વની ચર્ચા કરો.

જવાબ:

ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ (IOT) રોજિંદા ઉપકરણોને ડેટા એક્સચેન્જ અને રિમોટ કંટ્રોલ માટે ઇન્ટરનેટ સાથે જોડે છે.

મહત્વ:

• ઓટોમેશન: સ્માર્ટ હોમ અને શહેરો
• કાર્યક્ષમતા: સંસાધનોનો ઓપ્ટિમાઇઝ્ડ ઉપયોગ
• મોનિટરિંગ: રીઅલ-ટાઇમ ડેટા કલેક્શન

યાદશક્તિ સહાય: “AEM” - ઓટોમેશન, કાર્યક્ષમતા, મોનિટરિંગ

પ્રશ્ન 2(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

વેરેબલ ટેકનોલોજી વ્યાખ્યાયિત કરો. વેરેબલ ટેકનોલોજીની ઓછામાં ઓછી ત્રણ એપ્લિકેશનના નામ આપો.

જવાબ:

વેરેબલ ટેકનોલોજી એ શરીર પર પહેરવામાં આવતા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોનો સંદર્ભ આપે છે જે આરોગ્ય, ફિટનેસ અથવા માહિતી પ્રદાન કરવા માટે મોનિટર કરે છે.

એપ્લિકેશનો:

• સ્માર્ટ વોચ: ફિટનેસ ટ્રેકિંગ, નોટિફિકેશન
• સ્માર્ટ ગ્લાસ: ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી, નેવિગેશન
• હેલ્થ મોનિટર્સ: હાર્ટ રેટ, બ્લડ પ્રેશર મોનિટરિંગ

યાદશક્તિ સહાય: “WSH” - વોચ, સ્માર્ટ ગ્લાસ, હેલ્થ મોનિટર્સ

પ્રશ્ન 2(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

બ્લોક ડાયાગ્રામની મદદથી સ્માર્ટ સ્ટ્રીટ લાઇટ કંટ્રોલ અને મોનિટરિંગ સમજાવો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

graph TD
    A[લાઇટ સેન્સર] --> B[માઇક્રોકંટ્રોલર]
    C[મોશન સેન્સર] --> B
    D[કમ્યુનિકેશન મોડ્યુલ] --> B
    B --> E[LED સ્ટ્રીટ લાઇટ]
    B --> F[ડિમિંગ કંટ્રોલ]
    G[સેન્ટ્રલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ] --> D
    H[પાવર સપ્લાય] --> B

ઘટકો:

• લાઇટ સેન્સર: આસપાસના પ્રકાશના સ્તરને શોધે છે
• મોશન સેન્સર: પદયાત્રી/વાહનની હલનચલન શોધે છે
• માઇક્રોકંટ્રોલર: સેન્સર ડેટાને પ્રોસેસ કરે છે અને લાઇટિંગ કંટ્રોલ કરે છે
• કમ્યુનિકેશન મોડ્યુલ: કંટ્રોલ સેન્ટર સાથે વાયરલેસ કનેક્શન
• LED સ્ટ્રીટ લાઇટ: ઊર્જા-કાર્યક્ષમ લાઇટિંગ
• ડિમિંગ કંટ્રોલ: જરૂરિયાત આધારિત તેજ ગોઠવે છે

કાર્યપ્રણાલી:

• ઓટો ON/OFF: સાંજે લાઇટ ચાલુ, સવારે બંધ
• મોશન ડિટેક્શન: હલનચલન શોધાતાં તેજ વધારે છે
• રિમોટ મોનિટરિંગ: સેન્ટ્રલ સિસ્ટમ બધી લાઇટ મોનિટર કરે છે
• ઊર્જા બચત: કોઈ પ્રવૃત્તિ ન હોય ત્યારે લાઇટ ડિમ કરે છે

યાદશક્તિ સહાય: “LMCL” - લાઇટ સેન્સર, મોશન સેન્સર, કંટ્રોલર, LED

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

ઓર્ગેનિક અને ઇનઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સની સરખામણી કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: ઓર્ગેનિક vs ઇનઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ

યાદશક્તિ સહાય: “MCFP” - મટેરિયલ, કોસ્ટ, ફ્લેક્સિબિલિટી, પ્રોસેસિંગ

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

OPVD પર ટૂંકનોંધ લખો.

જવાબ:

OPVD (ઓર્ગેનિક ફોટોવોલ્ટેઇક ડિવાઇસ) એ ઓર્ગેનિક સેમિકંડક્ટીંગ સામગ્રીમાંથી બનાવેલા સોલર સેલ છે.

લાક્ષણિકતાઓ:

• લવચીક: લવચીક સબસ્ટ્રેટ પર બનાવી શકાય છે
• ઓછી કિંમત: સસ્તી ઉત્પાદન પ્રક્રિયા
• હળવાવજન: પોર્ટેબલ એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય
• અર્ધ-પારદર્શક: વિન્ડોમાં એકીકૃત કરી શકાય છે

એપ્લિકેશનો:

• બિલ્ડિંગ એકીકરણ: સોલર વિન્ડો
• પોર્ટેબલ ડિવાઇસ: લવચીક સોલર ચાર્જર
• વેરેબલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ: સોલર-પાવર્ડ ગેજેટ

યાદશક્તિ સહાય: “FLLW” - ફ્લેક્સિબલ, લો-કોસ્ટ, લાઇટવેઇટ, વિન્ડોઝ

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

બાયોમેટ્રિક સિસ્ટમ અને તેમના મૂળભૂત બ્લોક ડાયાગ્રામ સમજાવો.

જવાબ:

બાયોમેટ્રિક સિસ્ટમ અનન્ય જૈવિક લાક્ષણિકતાઓના આધારે વ્યક્તિઓને ઓળખે છે.

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

graph TD
    A[બાયોમેટ્રિક સેન્સર] --> B[સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ]
    B --> C[ફીચર એક્સટ્રેક્શન]
    C --> D[ટેમ્પલેટ મેચિંગ]
    D --> E[ડિસિઝન મોડ્યુલ]
    F[ડેટાબેઝ] --> D
    E --> G[સ્વીકાર/નકાર]

ઘટકો:

• સેન્સર મોડ્યુલ: બાયોમેટ્રિક ડેટા કેપ્ચર કરે છે (ફિંગરપ્રિન્ટ, આઇરિસ, ચહેરો)
• સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ: કેપ્ચર્ડ સિગ્નલને વધારે છે અને સાફ કરે છે
• ફીચર એક્સટ્રેક્શન: અનન્ય લાક્ષણિકતાઓને ઓળખે છે
• ડેટાબેઝ મોડ્યુલ: બાયોમેટ્રિક ટેમ્પલેટ સ્ટોર કરે છે
• મેચિંગ મોડ્યુલ: કેપ્ચર્ડ ડેટાને સ્ટોર્ડ ટેમ્પલેટ સાથે સરખાવે છે
• ડિસિઝન મોડ્યુલ: અંતિમ સ્વીકાર/નકાર નિર્ણય લે છે

બાયોમેટ્રિક્સના પ્રકારો:

• ફિંગરપ્રિન્ટ: આંગળીઓ પર રિજ પેટર્ન
• આઇરિસ: આંખના આઇરિસ પેટર્ન
• ચહેરાની ઓળખ: ચહેરાની વિશેષતાઓ
• અવાજ: અવાજની પેટર્ન અને લાક્ષણિકતાઓ

એપ્લિકેશન:

• સુરક્ષા: એક્સેસ કંટ્રોલ સિસ્ટમ
• બેંકિંગ: ATM ઓથેન્ટિકેશન
• મોબાઇલ: ફોન અનલોકિંગ
• બોર્ડર કંટ્રોલ: ઇમિગ્રેશન સિસ્ટમ

યાદશક્તિ સહાય: “SFEMD” - સેન્સર, ફીચર એક્સટ્રેક્શન, મેચિંગ, ડેટાબેઝ, ડિસિઝન

પ્રશ્ન 3(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

ઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સના ફાયદા અને એપ્લિકેશનની યાદી બનાવો.

જવાબ:

ફાયદા:

• લવચીક: વાંકી શકાય તેવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો
• ઓછી કિંમત: સસ્તી ઉત્પાદન
• મોટા વિસ્તાર: મોટી સપાટીઓને ઢાંકી શકે છે

એપ્લિકેશન:

• OLED ડિસ્પ્લે: લવચીક સ્ક્રીન
• સોલર સેલ: હળવાવજન પેનલ
• RFID ટેગ: લવચીક ઓળખ

યાદશક્તિ સહાય: “FLL-OSR” - ફ્લેક્સિબલ, લો-કોસ્ટ, લાર્જ-એરિયા - OLED, સોલર, RFID

પ્રશ્ન 3(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

OLED પર ટૂંકનોંધ લખો.

જવાબ:

OLED (ઓર્ગેનિક લાઇટ એમિટિંગ ડાયોડ) એ ડિસ્પ્લે ટેકનોલોજી છે જે ઓર્ગેનિક સંયોજનોનો ઉપયોગ કરે છે જે ઇલેક્ટ્રિક કરંટ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરે છે.

ફાયદા:

• સ્વ-પ્રકાશિત: બેકલાઇટની જરૂર નથી
• હાઇ કોન્ટ્રાસ્ટ: સાચા કાળા રંગો
• લવચીક: વાંકી અને વળાંકવાળું બનાવી શકાય છે
• ઊર્જા કાર્યક્ષમ: ઓછો પાવર વપરાશ

એપ્લિકેશન:

• સ્માર્ટફોન: OLED સ્ક્રીન
• ટીવી: અલ્ટ્રા-થિન ડિસ્પ્લે
• વેરેબલ: સ્માર્ટવોચ ડિસ્પ્લે

યાદશક્તિ સહાય: “SHFE” - સ્વ-પ્રકાશિત, હાઇ કોન્ટ્રાસ્ટ, ફ્લેક્સિબલ, કાર્યક્ષમ

પ્રશ્ન 3(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

AR/VR કોર ટેકનોલોજી સમજાવો અને તેની એપ્લિકેશનોની ચર્ચા કરો.

જવાબ:

AR (ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી) વાસ્તવિક વિશ્વ પર ડિજિટલ માહિતીને ઓવરલે કરે છે, જ્યારે VR (વર્ચ્યુઅલ રિયાલિટી) સંપૂર્ણપણે ઇમર્સિવ ડિજિટલ વાતાવરણ બનાવે છે.

કોર ટેકનોલોજી:

• ડિસ્પ્લે સિસ્ટમ: હેડ-માઉન્ટેડ ડિસ્પ્લે, સ્ક્રીન
• ટ્રેકિંગ સિસ્ટમ: મોશન સેન્સર, કેમેરા
• પ્રોસેસિંગ યુનિટ: GPU, સ્પેશિયલાઇઝ્ડ ચિપ્સ
• ઇનપુટ મેથડ: કંટ્રોલર, જેસ્ચર રેકગ્નિશન

AR એપ્લિકેશન:

• ગેમિંગ: પોકેમોન ગો, મોબાઇલ AR ગેમ્સ
• શિક્ષણ: ઇન્ટરેક્ટિવ લર્નિંગ અનુભવો
• નેવિગેશન: વાસ્તવિક રસ્તાઓ પર GPS ઓવરલે
• શોપિંગ: વર્ચ્યુઅલ ટ્રાય-ઓન અનુભવો

VR એપ્લિકેશન:

• મનોરંજન: ઇમર્સિવ ગેમિંગ, મૂવીઝ
• ટ્રેનિંગ: ફ્લાઇટ સિમ્યુલેટર, મેડિકલ ટ્રેનિંગ
• આર્કિટેક્ચર: વર્ચ્યુઅલ બિલ્ડિંગ વોકથ્રુ
• થેરાપી: ફોબિયા, PTSD ની સારવાર

કોષ્ટક: AR vs VR સરખામણી

યાદશક્તિ સહાય: “DTPI-GENT” - ડિસ્પ્લે, ટ્રેકિંગ, પ્રોસેસિંગ, ઇનપુટ - ગેમિંગ, એજ્યુકેશન, નેવિગેશન, ટ્રેનિંગ

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

હોમ સોલર રૂફટોપ સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

ઘટકો:

• સોલર પેનલ્સ: સૂર્યપ્રકાશને DC વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે
• ઇન્વર્ટર: DC ને AC પાવરમાં રૂપાંતરિત કરે છે
• બેટરી સ્ટોરેજ: વધારાની ઊર્જા સંગ્રહ કરે છે

યાદશક્તિ સહાય: “SIB” - સોલર પેનલ્સ, ઇન્વર્ટર, બેટરી

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

OFET નો કાર્યસિદ્ધાંત સમજાવો.

જવાબ:

OFET (ઓર્ગેનિક ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર) કરંટ ફ્લોને કંટ્રોલ કરવા માટે ઓર્ગેનિક સેમિકંડક્ટરનો ઉપયોગ કરે છે.

કાર્યસિદ્ધાંત:

• ગેટ વોલ્ટેજ: લાગુ વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ બનાવે છે
• ચેનલ ફોર્મેશન: ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ કંડક્ટિવિટી મોડ્યુલેટ કરે છે
• કરંટ કંટ્રોલ: સોર્સ-ડ્રેન કરંટ ગેટ દ્વારા કંટ્રોલ થાય છે
• સ્વિચિંગ: ડિજિટલ એપ્લિકેશન માટે ON/OFF સ્ટેટ

માળખું:

• સોર્સ/ડ્રેન: કરંટ ઇન્જેક્શન પોઇન્ટ
• ગેટ: કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડ
• ઓર્ગેનિક લેયર: એક્ટિવ સેમિકंડક્ટર મટેરિયલ

યાદશક્તિ સહાય: “GCCS” - ગેટ વોલ્ટેજ, ચેનલ, કરંટ, સ્વિચિંગ

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

વિવિધ મશીન લર્નિંગ ટૂલ્સની યાદી બનાવો. કોઈપણ બેની ટૂંકમાં ચર્ચા કરો.

જવાબ:

મશીન લર્નિંગ ટૂલ્સ:

• TensorFlow: ગૂગલનું ML ફ્રેમવર્ક
• PyTorch: ફેસબુકની ડીપ લર્નિંગ લાઇબ્રેરી
• Scikit-learn: પાયથોન ML લાઇબ્રેરી
• Keras: હાઇ-લેવલ ન્યુરલ નેટવર્ક API
• Machine Learning for Kids: શૈક્ષણિક પ્લેટફોર્મ
• Scratch: ML માટે વિઝ્યુઅલ પ્રોગ્રામિંગ

TensorFlow:

• હેતુ: ડીપ લર્નિંગ અને ન્યુરલ નેટવર્ક
• વિશેષતાઓ: મોટા પાયે ML, પ્રોડક્શન ડિપ્લોયમેન્ટ
• એપ્લિકેશન: ઇમેજ રેકગ્નિશન, NLP, રેકમેન્ડેશન સિસ્ટમ
• ફાયદા: સ્કેલેબલ, વ્યાપક ડોક્યુમેન્ટેશન

Scikit-learn:

• હેતુ: સામાન્ય મશીન લર્નિંગ અલગોરિધમ
• વિશેષતાઓ: ક્લાસિફિકેશન, રિગ્રેશન, ક્લસ્ટરિંગ
• એપ્લિકેશન: ડેટા એનાલિસિસ, પ્રિડિક્ટિવ મોડેલિંગ
• ફાયદા: ઉપયોગમાં સરળ, સારી રીતે ડોક્યુમેન્ટેડ

કોષ્ટક: ML ટૂલ્સ સરખામણી

યાદશક્તિ સહાય: “TPSKMS-TF.SL” - TensorFlow, PyTorch, Scikit, Keras, ML4Kids, Scratch - TensorFlow, Scikit-learn

પ્રશ્ન 4(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

રિન્યુએબલ એનર્જીમાં ઇમર્જિંગ ટ્રેન્ડ્સને સંક્ષિપ્તમાં સમજાવો.

જવાબ:

ઉભરતા વલણો:

• ફ્લોટિંગ સોલર: પાણીના શરીર પર સોલર પેનલ
• પેરોવ્સકાઇટ સેલ: આગામી પેઢીની સોલર ટેકનોલોજી
• ગ્રીન હાઇડ્રોજન: રિન્યુએબલ સ્ત્રોતોમાંથી સ્વચ્છ ઇંધન

ફાયદા:

• વધારે કાર્યક્ષમતા: બહેતર ઊર્જા રૂપાંતરણ
• કિંમત ઘટાડો: સસ્તી રિન્યુએબલ એનર્જી

યાદશક્તિ સહાય: “FPG” - ફ્લોટિંગ સોલર, પેરોવ્સકાઇટ, ગ્રીન હાઇડ્રોજન

પ્રશ્ન 4(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

સંપૂર્ણ સ્વરૂપો આપો: AR, OLED, OPVD, OFET

જવાબ:

કોષ્ટક: ટેકનોલોજી સંપૂર્ણ સ્વરૂપો

યાદશક્તિ સહાય: “AOOO” - AR, OLED, OPVD, OFET

પ્રશ્ન 4(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

રાસ્પબેરી પાઈનો બ્લોક ડાયાગ્રામ સમજાવો.

જવાબ:

બ્લોક ડાયાગ્રામ:

graph TD
    A[ARM પ્રોસેસર] --> B[RAM મેમરી]
    A --> C[GPIO પિન્સ]
    A --> D[USB પોર્ટ્સ]
    A --> E[HDMI આઉટપુટ]
    A --> F[ઇથરનેટ પોર્ટ]
    G[માઇક્રો SD કાર્ડ] --> A
    H[પાવર સપ્લાય] --> A
    A --> I[ઓડિયો/વીડિયો]

ઘટકો:

• ARM પ્રોસેસર: સેન્ટ્રલ પ્રોસેસિંગ યુનિટ (ક્વાડ-કોર)
• RAM મેમરી: સિસ્ટમ મેમરી (1GB-8GB)
• GPIO પિન્સ: સેન્સર/ઉપકરણોને ઇન્ટરફેસ કરવા માટે 40 પિન્સ
• USB પોર્ટ્સ: પેરિફેરલ્સ કનેક્ટ કરે છે
• HDMI આઉટપુટ: વીડિયો ડિસ્પ્લે કનેક્શન
• ઇથરનેટ પોર્ટ: નેટવર્ક કનેક્ટિવિટી
• માઇક્રો SD કાર્ડ: OS અને ડેટા માટે સ્ટોરેજ
• પાવર સપ્લાય: 5V માઇક્રો-USB અથવા USB-C

વિશેષતાઓ:

• ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ: રાસ્પબેરી પાઈ OS (લિનક્સ-આધારિત)
• પ્રોગ્રામિંગ: પાયથોન, C++, Scratch સપોર્ટ
• કનેક્ટિવિટી: બિલ્ટ-ઇન Wi-Fi, બ્લુટૂથ
• વિસ્તરણક્ષમતા: કેમેરા, ડિસ્પ્લે કનેક્ટર

એપ્લિકેશન:

• IoT પ્રોજેક્ટ્સ: હોમ ઓટોમેશન
• શિક્ષણ: પ્રોગ્રામિંગ શીખવું
• રોબોટિક્સ: રોબોટ કંટ્રોલ સિસ્ટમ
• મીડિયા સેન્ટર: હોમ એન્ટરટેઇનમેન્ટ

યાદશક્તિ સહાય: “ARGC-EPMS” - ARM, RAM, GPIO, કનેક્ટિવિટી - ઇથરનેટ, પાવર, માઇક્રોSD, સ્ટોરેજ

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

રાસ્પબેરી પાઈ સાથે LED ઇન્ટરફેસ કરો.

જવાબ:

સર્કિટ કનેક્શન:

પાયથોન કોડ:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)

while True:
    GPIO.output(18, GPIO.HIGH)  # LED ON
    time.sleep(1)
    GPIO.output(18, GPIO.LOW)   # LED OFF
    time.sleep(1)

યાદશક્તિ સહાય: “GPIO-RC” - GPIO પિન, રેઝિસ્ટર, કોડ

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

મશીન લર્નિંગ માટે Pandas પાયથોન લાઇબ્રેરી સમજાવો.

જવાબ:

Pandas એ ડેટા મેનિપ્યુલેશન અને એનાલિસિસ માટેની પાયથોન લાઇબ્રેરી છે, જે ML ડેટા પ્રીપ્રોસેસિંગ માટે આવશ્યક છે.

મુખ્ય વિશેષતાઓ:

• DataFrame: ટેબ્યુલર ડેટા સ્ટ્રક્ચર
• ડેટા ક્લીનિંગ: ગુમ થયેલ વેલ્યુ, ડુપ્લિકેટ હેન્ડલ કરે છે
• ડેટા ઇમ્પોર્ટ: CSV, Excel, JSON ફાઇલો વાંચે છે
• ડેટા એનાલિસિસ: આંકડાકીય ઓપરેશન્સ, ગ્રુપિંગ

ML એપ્લિકેશન:

• ડેટા પ્રીપ્રોસેસિંગ: ડેટાસેટ સાફ અને તૈયાર કરે છે
• ફીચર એન્જિનિયરિંગ: ડેટામાંથી નવી વિશેષતાઓ બનાવે છે
• ડેટા એક્સપ્લોરેશન: ડેટા પેટર્ન સમજે છે
• ડેટા ટ્રાન્સફોર્મેશન: ડેટાને નોર્મલાઇઝ, સ્કેલ કરે છે

સામાન્ય ફંક્શન્સ:

import pandas as pd
df = pd.read_csv('data.csv')    # ડેટા લોડ કરો
df.info()                       # ડેટા માહિતી
df.describe()                   # આંકડાકીય માહિતી

યાદશક્તિ સહાય: “DCIF” - DataFrame, ક્લીનિંગ, ઇમ્પોર્ટ, ફંક્શન્સ

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

મશીન લર્નિંગ તકનીકોના પ્રકારો સમજાવો: સુપરવાઇઝ્ડ, અનસુપરવાઇઝ્ડ અને રિઇન્ફોર્સમેન્ટ લર્નિંગ.

જવાબ:

કોષ્ટક: મશીન લર્નિંગ પ્રકારો

સુપરવાઇઝ્ડ લર્નિંગ:

• વ્યાખ્યા: ઇનપુટ-આઉટપુટ જોડીઓમાંથી શીખે છે
• પ્રક્રિયા: જાણીતા જવાબો સાથે ટ્રેનિંગ
• એપ્લિકેશન: ઇમેઇલ સ્પામ ડિટેક્શન, ઇમેજ રેકગ્નિશન
• અલગોરિધમ: લિનિયર રિગ્રેશન, ડિસિઝન ટ્રી, ન્યુરલ નેટવર્ક

અનસુપરવાઇઝ્ડ લર્નિંગ:

• વ્યાખ્યા: ડેટામાં છુપાયેલા પેટર્ન શોધે છે
• પ્રક્રિયા: કોઈ ટાર્ગેટ વેરિએબલ પ્રદાન કરવામાં આવતું નથી
• એપ્લિકેશન: કસ્ટમર સેગમેન્ટેશન, એનોમલી ડિટેક્શન
• અલગોરિધમ: K-means ક્લસ્ટરિંગ, PCA, હાઇરાર્કિકલ ક્લસ્ટરિંગ

રિઇન્ફોર્સમેન્ટ લર્નિંગ:

• વ્યાખ્યા: ટ્રાયલ અને એરર દ્વારા શીખે છે
• પ્રક્રિયા: એજન્ટ વાતાવરણ સાથે ઇન્ટરેક્ટ કરે છે
• એપ્લિકેશન: ગેમ AI, ઓટોનોમસ વ્હીકલ, રોબોટિક્સ
• ઘટકો: એજન્ટ, વાતાવરણ, રિવાર્ડ, ક્રિયાઓ

આકૃતિ: ML લર્નિંગ પ્રક્રિયા

graph TD
    A[ડેટા] --> B{લર્નિંગ પ્રકાર}
    B --> C[સુપરવાઇઝ્ડ]
    B --> D[અનસુપરવાઇઝ્ડ]
    B --> E[રિઇન્ફોર્સમેન્ટ]
    C --> F[પ્રિડિક્શન મોડેલ]
    D --> G[પેટર્ન ડિસ્કવરી]
    E --> H[ડિસિઝન પોલિસી]

યાદશક્તિ સહાય: “SUR-PLR-CPD” - સુપરવાઇઝ્ડ, અનસુપરવાઇઝ્ડ, રિઇન્ફોર્સમેન્ટ - પ્રિડિક્શન, લર્નિંગ, રિવાર્ડ - ક્લાસિફિકેશન, પેટર્ન, ડિસિઝન

પ્રશ્ન 5(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

મશીન લર્નિંગ માટે NumPy પાયથોન લાઇબ્રેરી સમજાવો.

જવાબ:

NumPy એ પાયથોનમાં ન્યુમેરિકલ કમ્પ્યુટિંગ માટેની મૂળભૂત લાઇબ્રેરી છે, જે ML ઓપરેશન્સ માટે આવશ્યક છે.

મુખ્ય વિશેષતાઓ:

• એરે: મલ્ટિ-ડાઇમેન્શનલ એરે ઓબ્જેક્ટ
• મેથેમેટિકલ ફંક્શન્સ: લિનિયર આલ્જેબ્રા ઓપરેશન્સ
• બ્રોડકાસ્ટિંગ: અલગ સાઇઝના એરે પર ઓપરેશન્સ

ML એપ્લિકેશન:

• ડેટા સ્ટોરેજ: કાર્યક્ષમ ન્યુમેરિકલ ડેટા સ્ટોરેજ
• મેટ્રિક્સ ઓપરેશન્સ: ન્યુરલ નેટવર્ક કમ્પ્યુટેશન્સ
• મેથેમેટિકલ કમ્પ્યુટેશન્સ: આંકડાકીય ઓપરેશન્સ

યાદશક્તિ સહાય: “AMB” - એરે, મેથેમેટિકલ ફંક્શન્સ, બ્રોડકાસ્ટિંગ

પ્રશ્ન 5(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

Raspberry Pi Imager નો ઉપયોગ કરીને SD કાર્ડ પર Raspberry Pi OS ઇન્સ્ટોલેશનના સ્ટેપ્સ લખો.

જવાબ:

ઇન્સ્ટોલેશન સ્ટેપ્સ:

1. ડાઉનલોડ: ઓફિશિયલ વેબસાઇટથી Raspberry Pi Imager ઇન્સ્ટોલ કરો
2. SD કાર્ડ ઇન્સર્ટ: કમ્પ્યુટરમાં SD કાર્ડ (16GB+) કનેક્ટ કરો
3. OS સિલેક્ટ: યાદીમાંથી Raspberry Pi OS પસંદ કરો
4. સ્ટોરેજ સિલેક્ટ: ટાર્ગેટ તરીકે SD કાર્ડ પસંદ કરો
5. રાઇટ: OS ને SD કાર્ડમાં ફ્લેશ કરવા માટે “Write” ક્લિક કરો
6. ઇજેક્ટ: પૂર્ણ થયા પછી SD કાર્ડને સુરક્ષિત રીતે કાઢો

પૂર્વ-ગોઠવણી વિકલ્પો:

• SSH એનેબલ: રિમોટ એક્સેસ માટે
• યુઝરનેમ/પાસવર્ડ સેટ: સુરક્ષા ક્રેડેન્શિયલ્સ
• Wi-Fi કોન્ફિગર: નેટવર્ક સેટિંગ્સ

યાદશક્તિ સહાય: “DISWS-ESP” - ડાઉનલોડ, ઇન્સર્ટ, સિલેક્ટ OS, રાઇટ, સ્ટોરેજ - SSH એનેબલ, ક્રેડેન્શિયલ્સ સેટ, પૂર્વ-કોન્ફિગર

પ્રશ્ન 5(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

Raspberry Pi સાથે Temperature અને humidity સેન્સર ઇન્ટરફેસ કરો અને તેના માટે Python પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

સર્કિટ કનેક્શન:

પાયથોન પ્રોગ્રામ:

import Adafruit_DHT
import time

# સેન્સર પ્રકાર અને GPIO પિન
sensor = Adafruit_DHT.DHT22
pin = 4

while True:
    try:
        # સેન્સર ડેટા વાંચો
        humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
        
        if humidity is not None and temperature is not None:
            print(f'તાપમાન: {temperature:.1f}°C')
            print(f'ભેજ: {humidity:.1f}%')
        else:
            print('સેન્સર ડેટા વાંચવામાં નિષ્ફળ')
            
        time.sleep(2)  # 2 સેકંડ રાહ જુઓ
        
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nપ્રોગ્રામ બંધ")
        break

જરૂરી લાઇબ્રેરી:

pip install Adafruit_DHT

ઉપયોગમાં લેવાયેલા ઘટકો:

• DHT22: તાપમાન અને ભેજ સેન્સર
• રાસ્પબેરી પાઈ: પ્રોસેસિંગ યુનિટ
• પાયથોન: પ્રોગ્રામિંગ લેંગ્વેજ
• Adafruit લાઇબ્રેરી: સેન્સર ઇન્ટરફેસ લાઇબ્રેરી

વિશેષતાઓ:

• રીઅલ-ટાઇમ રીડિંગ: સતત મોનિટરિંગ
• એરર હેન્ડલિંગ: સેન્સર રીડ ફેઇલ્યુર હેન્ડલ કરે છે
• ડેટા ડિસ્પ્લે: તાપમાન અને ભેજના મૂલ્યો બતાવે છે
• યુઝર કંટ્રોલ: પ્રોગ્રામ બંધ કરવા માટે કીબોર્ડ ઇન્ટરપ્ટ

એપ્લિકેશન:

• વેધર સ્ટેશન: સ્થાનિક હવામાન મોનિટરિંગ
• હોમ ઓટોમેશન: ક્લાઇમેટ કંટ્રોલ સિસ્ટમ
• કૃષિ: ગ્રીનહાઉસ મોનિટરિંગ
• ઇન્ડસ્ટ્રિયલ: પર્યાવરણીય મોનિટરિંગ

યાદશક્તિ સહાય: “DHT-RPL” - DHT સેન્સર, રાસ્પબેરી પાઈ, પાયથોન, લાઇબ્રેરી