પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]#
વિવિધ પ્રકારના નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્રોતોની યાદી બનાવો અને કોઈપણ એકને વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્રોતોના પ્રકારો
પ્રકાર | સ્રોત | ઉપયોગ |
---|---|---|
સૌર | સૂર્યનું કિરણોત્સર્ગ | સોલાર પેનલ, હીટિંગ |
પવન | હવાની હલનચલન | વિન્ડ ટર્બાઇન |
જલવિદ્યુત | વહેતું પાણી | ડેમ, ટર્બાઇન |
બાયોમાસ | કાર્બનિક પદાર્થ | બાયોફ્યુઅલ, હીટિંગ |
ભૂઉષ્મીય | પૃથ્વીની ગરમી | પાવર પ્લાન્ટ, હીટિંગ |
સૌર ઉર્જા સમજૂતી:
- ફોટોવોલ્ટેઇક અસર: સિલિકોન સેલ વાપરીને સૂર્યપ્રકાશને સીધો વીજળીમાં ફેરવે છે
- ફાયદાઓ: સ્વચ્છ, વિપુલ, નવીનીકરણીય
- ઉપયોગો: છત પરની સિસ્ટમ, સોલાર ફાર્મ
મેમરી ટ્રીક: “SWHBG - સૂર્ય વિજય હાંસલ કરે ભલાઈથી જઈને”
પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]#
વિવિધ પ્રકારના સોલાર સેલની યાદી બનાવો અને કોઈપણ બેને સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: સોલાર સેલના પ્રકારો
પ્રકાર | કાર્યક્ષમતા | કિંમત | ઉપયોગ |
---|---|---|---|
સિલિકોન | 15-20% | મધ્યમ | રહેણાંક |
મોનોક્રિસ્ટેલાઇન | 18-22% | ઊંચી | પ્રીમિયમ સિસ્ટમ |
પોલીક્રિસ્ટેલાઇન | 15-17% | ઓછી | બજેટ સિસ્ટમ |
થિન ફિલ્મ | 10-12% | ખૂબ ઓછી | મોટા ઇન્સ્ટોલેશન |
એમોર્ફસ સિલિકોન | 6-8% | ઓછી | નાના ઉપકરણો |
મોનોક્રિસ્ટેલાઇન સિલિકોન:
- બંધારણ: એકસાર ક્રિસ્ટલ બંધારણ સાથે એકસમાન દેખાવ
- કાર્યક્ષમતા: સિલિકોન સેલમાં સૌથી વધુ (18-22%)
પોલીક્રિસ્ટેલાઇન સિલિકોન:
- બંધારણ: નીલા ડાઘવાળા દેખાવ સાથે બહુવિધ ક્રિસ્ટલ
- કિંમત: મોનોક્રિસ્ટેલાઇન કરતાં ઓછી ઉત્પાદન કિંમત
મેમરી ટ્રીક: “મારા પોલી થિન એમ્પ - મોસ્ટ પોપ્યુલર ટાઇપ્સ અવેઇલેબલ”
પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]#
હોમ સોલાર રૂફટોપ સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
ઘટકોની સમજૂતી:
- સોલાર પેનલ: ફોટોવોલ્ટેઇક અસર વાપરીને સૂર્યપ્રકાશને DC વીજળીમાં ફેરવે છે
- ઇન્વર્ટર: ઘરના ઉપયોગ માટે DC પાવરને AC પાવરમાં ફેરવે છે
- દ્વિદિશીય મીટર: પાવર વપરાશ અને ગ્રિડમાં ફીડ થતી વધારાની પાવર માપે છે
- ઘરનો લોડ: વિદ્યુત ઉપકરણો અને ડિવાઇસ
- ગ્રિડ કનેક્શન: બેકઅપ અને વધારાની પાવર વેચવા માટે યુટિલિટી ગ્રિડ સાથે જોડાય છે
કાર્ય સિદ્ધાંત:
- દિવસનું ચાલન: સોલાર પેનલ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, ઇન્વર્ટર AC માં ફેરવે છે
- વધારાની પાવર: નેટ મીટરિંગ દ્વારા ગ્રિડમાં પાછી ફીડ કરવામાં આવે છે
- રાત્રિનું ચાલન: જ્યારે સોલાર ઉપલબ્ધ ન હોય ત્યારે ગ્રિડમાંથી પાવર લેવામાં આવે છે
મેમરી ટ્રીક: “સોલાર ઇન્વર્ટર મીટર હોમ ગ્રિડ - સિમ્પલ ઇન્સ્ટોલેશન મેક્સ હેપ્પી જનરેશન”
પ્રશ્ન 1(ક) અથવા [7 ગુણ]#
સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક અસર અને ફોટોવોલ્ટેઇક રૂપાંતરનો સિદ્ધાંત આકૃતિ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
ફોટોવોલ્ટેઇક અસર પ્રક્રિયા:
- ફોટોન શોષણ: સૌર ફોટોન સિલિકોન અણુઓ સાથે ટકરાય છે
- ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજના: ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા મેળવે છે અને કન્ડક્શન બેન્ડમાં જાય છે
- ચાર્જ વિભાજન: P-N જંકશન વિદ્યુત ક્ષેત્ર બનાવે છે
- કરંટ પ્રવાહ: ઇલેક્ટ્રોન બાહ્ય સર્કિટ દ્વારા વહે છે
મુખ્ય પેરામીટર:
- બેન્ડ ગેપ: વેલેન્સ અને કન્ડક્શન બેન્ડ વચ્ચેનો ઊર્જા તફાવત
- ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ: જ્યારે કોઈ કરંટ વહેતો ન હોય ત્યારે મહત્તમ વોલ્ટેજ
- શોર્ટ સર્કિટ કરંટ: જ્યારે ટર્મિનલ શોર્ટ હોય ત્યારે મહત્તમ કરંટ
રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા:
- સૈદ્ધાંતિક મહત્તમ: સિંગલ જંકશન સેલ માટે ~33%
- વ્યવહારિક કાર્યક્ષમતા: વાણિજ્યિક સેલ માટે 15-22%
મેમરી ટ્રીક: “ફોટોન્સ પુશ ઇલેક્ટ્રોન્સ પાસ્ટ જંકશન - પાવર પ્રોડક્શન પરફેક્ટલી પ્લાન્ડ”
પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]#
નેનો ટેકનોલોજી શું છે? તેની એપ્લિકેશનોની સૂચિ બનાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: નેનો ટેકનોલોજી એ પરમાણુ અને આણવિક સ્તરે (1-100 નેનોમીટર) પદાર્થની હેરફેર છે.
કોષ્ટક: નેનો ટેકનોલોજીના ઉપયોગો
ક્ષેત્ર | ઉપયોગ | ફાયદો |
---|---|---|
ઇલેક્ટ્રોનિક્સ | ટ્રાન્ઝિસ્ટર, મેમોરી | લઘુકરણ |
દવા | ડ્રગ ડિલિવરી, ઇમેજિંગ | લક્ષિત સારવાર |
ઊર્જા | સોલાર સેલ, બેટરી | ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા |
સામગ્રી | કોમ્પોઝિટ, કોટિંગ | વધારેલા ગુણધર્મો |
પર્યાવરણ | પાણીની શુદ્ધિકરણ | સ્વચ્છ તકનીક |
મુખ્ય લક્ષણો:
- સ્કેલ: 1 નેનોમીટર = 10⁻⁹ મીટર
- ગુણધર્મો: નેનોસ્કેલ પર અલગ ગુણધર્મો
- ઉપયોગો: આંતરશાખીય તકનીક
મેમરી ટ્રીક: “નેનો મેક્સ એવરીથિંગ મોર એફિશિયન્ટ”
પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]#
વિવિધ પ્રકારની EV ટેકનોલોજીની યાદી બનાવો અને કોઈપણ બેને સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: EV ટેકનોલોજીના પ્રકારો
પ્રકાર | પૂરું નામ | પાવર સ્રોત | રેન્જ |
---|---|---|---|
BEV | બેટરી ઇલેક્ટ્રિક વ્હિકલ | માત્ર બેટરી | 150-400 કિમી |
HEV | હાઇબ્રિડ ઇલેક્ટ્રિક વ્હિકલ | એન્જિન + બેટરી | 600+ કિમી |
PHEV | પ્લગ-ઇન હાઇબ્રિડ ઇલેક્ટ્રિક | એન્જિન + બેટરી | 50-80 કિમી ઇલેક્ટ્રિક |
FCEV | ફ્યુઅલ સેલ ઇલેક્ટ્રિક વ્હિકલ | હાઇડ્રોજન ફ્યુઅલ સેલ | 400-600 કિમી |
બેટરી ઇલેક્ટ્રિક વ્હિકલ (BEV):
- પાવર સ્રોત: માત્ર રિચાર્જેબલ બેટરી પેક
- ચાલન: શૂન્ય ઉત્સર્જન સાથે સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ
- ચાર્જિંગ: ગ્રિડમાંથી બાહ્ય ચાર્જિંગ જરૂરી
હાઇબ્રિડ ઇલેક્ટ્રિક વ્હિકલ (HEV):
- પાવર સ્રોત: આંતરિક કમ્બશન એન્જિન + ઇલેક્ટ્રિક મોટર
- ચાલન: પાવર સ્રોતો વચ્ચે ઓટોમેટિક સ્વિચિંગ
- કાર્યક્ષમતા: રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે
મેમરી ટ્રીક: “બિગ હાઇબ્રિડ પ્લગ ફ્યુઅલ - બેટર ટ્રાન્સપોર્ટેશન ઓપ્શન્સ”
પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]#
ડ્રોન અને તેના મુખ્ય ઘટકોના બ્લોક ડાયાગ્રામનું વર્ણન કરો.
જવાબ:
મુખ્ય ઘટકો:
ફ્લાઇટ કંટ્રોલર:
- કાર્ય: તમામ ઓપરેશન્સ નિયંત્રિત કરતું કેન્દ્રીય પ્રોસેસિંગ યુનિટ
- લક્ષણો: સ્થિરતા, નેવિગેશન, ઓટોપાઇલટ ફંક્શન્સ
મોટર અને પ્રોપેલર:
- બ્રશલેસ મોટર: ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, ચોક્કસ સ્પીડ કંટ્રોલ
- પ્રોપેલર: લિફ્ટ અને મૂવમેન્ટ માટે થ્રસ્ટ જનરેટ કરે છે
સેન્સર પેકેજ:
- જાયરોસ્કોપ: સ્થિરતા માટે કોણીય વેગ માપે છે
- એક્સેલેરોમીટર: પ્રવેગ અને ઝુકાવ શોધે છે
- બેરોમીટર: ઊંચાઈ માપણ
પાવર સિસ્ટમ:
- બેટરી: ઉચ્ચ પાવર ડેન્સિટી માટે લિથિયમ પોલિમર (LiPo)
- ESC: મોટર કંટ્રોલ માટે ઇલેક્ટ્રોનિક સ્પીડ કંટ્રોલર
કમ્યુનિકેશન:
- ટ્રાન્સમિટર/રિસીવર: રિમોટ કંટ્રોલર સાથે રેડિયો કમ્યુનિકેશન
- GPS: પોઝિશન ટ્રેકિંગ અને નેવિગેશન
મેમરી ટ્રીક: “ફ્લાઇંગ કંટ્રોલર્સ મોટર સેન્સર્સ પાવર કમ્યુનિકેશન - ડ્રોન્સ ફ્લાઇ પરફેક્ટલી”
પ્રશ્ન 2(અ) અથવા [3 ગુણ]#
UAV શું છે? તેની એપ્લિકેશનોની યાદી બનાવો.
જવાબ:
વ્યાખ્યા: UAV (અનમેન્ડ એરિયલ વ્હિકલ) એ એવું વિમાન છે જે બોર્ડ પર માનવ પાઇલટ વિના ચલાવવામાં આવે છે.
કોષ્ટક: UAV ઉપયોગો
ક્ષેત્ર | ઉપયોગ | ફાયદો |
---|---|---|
કૃષિ | પાક મોનિટરિંગ, છંટકાવ | ચોક્કસ ખેતી |
સુરક્ષા | દેખરેખ, બોર્ડર પેટ્રોલ | વધારેલી નિરીક્ષણ |
ડિલિવરી | પેકેજ ડિલિવરી | ઝડપી પરિવહન |
ફોટોગ્રાફી | હવાઈ ફોટોગ્રાફી | નવા દ્રષ્ટિકોણ |
નિરીક્ષણ | ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર નિરીક્ષણ | સલામત પહોંચ |
મુખ્ય લક્ષણો:
- સ્વચાલિત: સ્વ-નિયંત્રિત ફ્લાઇટ ક્ષમતાઓ
- રિમોટ કંટ્રોલ: ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશનમાંથી સંચાલિત
- બહુમુખી: બહુવિધ પેલોડ વિકલ્પો
મેમરી ટ્રીક: “અનમેન્ડ એરક્રાફ્ટ વર્સેટાઇલ - એપ્લિકેશન્સ આર વાસ્ટ”
પ્રશ્ન 2(બ) અથવા [4 ગુણ]#
વિવિધ પ્રકારના EV ઊર્જા સ્રોતોની યાદી બનાવો અને કોઈપણ બેને સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: EV ઊર્જા સ્રોતો
પ્રકાર | ટેકનોલોજી | સંગ્રહ | કાર્યક્ષમતા |
---|---|---|---|
બેટરી | લિથિયમ-આયન | રાસાયણિક | 90-95% |
ફ્યુઅલ સેલ | હાઇડ્રોજન | રાસાયણિક | 50-60% |
અલ્ટ્રાકેપેસિટર | ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ | વિદ્યુત | 95%+ |
ફ્લાયવ્હીલ | ગતિ ઊર્જા | યાંત્રિક | 85-90% |
રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ | મોટર જનરેટર | ગતિશીલથી વિદ્યુત | 70-80% |
બેટરી સિસ્ટમ:
- ટેકનોલોજી: ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા સાથે લિથિયમ-આયન સેલ
- ફાયદાઓ: પરિપક્વ તકનીક, સારો ઊર્જા સંગ્રહ
- ચાર્જિંગ: બાહ્ય ચાર્જિંગ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર જરૂરી
ફ્યુઅલ સેલ સિસ્ટમ:
- ટેકનોલોજી: હાઇડ્રોજન ઓક્સિજન સાથે જોડાઈને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે
- ફાયદાઓ: ઝડપી રિફ્યુઅલિંગ, લાંબી રેન્જ
- પડકારો: હાઇડ્રોજન ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર મર્યાદિત
મેમરી ટ્રીક: “બેટરી ફ્યુઅલ અલ્ટ્રા ફ્લાઇ રિજન - એનર્જી સોર્સીસ ઇનેબલ વ્હિકલ્સ”
પ્રશ્ન 2(ક) અથવા [7 ગુણ]#
વિવિધ પ્રકારની સ્માર્ટ સિસ્ટમ્સની યાદી બનાવો. કોઈપણ 2 સ્માર્ટ સિસ્ટમોને આકૃતિ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: સ્માર્ટ સિસ્ટમના પ્રકારો
સિસ્ટમ | કાર્ય | ટેકનોલોજી |
---|---|---|
સ્માર્ટ હોમ્સ | હોમ ઓટોમેશન | IoT, સેન્સર્સ |
સ્માર્ટ કાર્સ | સેલ્ફ-ડ્રાઇવિંગ | AI, સેન્સર્સ |
સ્માર્ટ સિટી | શહેરી વ્યવસ્થાપન | IoT, બિગ ડેટા |
સ્માર્ટ ગ્રિડ | પાવર મેનેજમેન્ટ | કમ્યુનિકેશન |
સ્માર્ટ હેલ્થ | આરોગ્ય નિરીક્ષણ | વેરેબલ્સ, AI |
સ્માર્ટ સ્ટ્રીટ લાઇટ સિસ્ટમ:
સ્માર્ટ વોટર પોલ્યુશન મોનિટરિંગ:
લક્ષણો:
- ઓટોમેશન: પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ માટે બુદ્ધિશાળી પ્રતિભાવ
- ઊર્જા કાર્યક્ષમતા: ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ પાવર વપરાશ
- રિમોટ મોનિટરિંગ: રિયલ-ટાઇમ ડેટા સંગ્રહ અને વિશ્લેષણ
મેમરી ટ્રીક: “સ્માર્ટ સિસ્ટમ્સ સેવ એનર્જી એફિશિયન્ટલી”
પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]#
સ્માર્ટ સ્ટ્રીટ લાઇટ કંટ્રોલ અને મોનિટરિંગ સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો.
જવાબ:
ઘટકો:
- PIR સેન્સર: ઑટોમેટિક સ્વિચિંગ માટે ગતિ શોધ
- LDR સેન્સર: પ્રકાશની તીવ્રતા માપણ
- માઇક્રોકંટ્રોલર: કંટ્રોલ લોજિક અને નિર્ણય લેવા
મેમરી ટ્રીક: “સ્માર્ટ સ્ટ્રીટ્સ સેવ પાવર પરફેક્ટલી”
પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]#
પહેરી શકાય તેવી આરોગ્ય નિરીક્ષણ સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
સમજૂતી:
- સેન્સર્સ: જરૂરી સંકેતોનું સતત નિરીક્ષણ કરે છે
- પ્રોસેસિંગ: ડેટાનું વિશ્લેષણ કરે છે અને અસાધારણતા શોધે છે
- કમ્યુનિકેશન: બ્લૂટૂથ દ્વારા સ્માર્ટફોનમાં ડેટા મોકલે છે
- એલર્ટ: જરૂર પડ્યે વપરાશકર્તા અને ઇમર્જન્સી કોન્ટેક્ટને સૂચના આપે છે
ઉપયોગો:
- ફિટનેસ ટ્રેકિંગ: પગલાંની ગણતરી, કેલરી બર્ન
- આરોગ્ય નિરીક્ષણ: હાર્ટ રેટ, બ્લડ પ્રેશર
- ઇમર્જન્સી એલર્ટ: ગંભીર સ્થિતિમાં ઑટોમેટિક SOS
મેમરી ટ્રીક: “વેરેબલ હેલ્થ વોચીસ મોનિટર કન્ટિન્યુઅસલી”
પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]#
બાયોમેટ્રિક સિસ્ટમ્સ અને તેમના મૂળભૂત બ્લોક ડાયાગ્રામને સમજાવો.
જવાબ:
ઘટકોની સમજૂતી:
સેન્સર મોડ્યુલ:
- કાર્ય: બાયોમેટ્રિક ડેટા કેપ્ચર કરે છે (ફિંગરપ્રિન્ટ, ચહેરો, આઈરિસ)
- ટેકનોલોજી: ઓપ્ટિકલ, કેપેસિટિવ, અથવા થર્મલ સેન્સર્સ
પ્રી-પ્રોસેસિંગ:
- કાર્ય: નોઈઝ દૂર કરવું અને ઇમેજ સુધારો
- ઓપરેશન્સ: ફિલ્ટરિંગ, નોર્મલાઈઝેશન, ગુણવત્તા મૂલ્યાંકન
ફીચર એક્સટ્રેક્શન:
- કાર્ય: અનોખી લાક્ષણિકતાઓ કાઢે છે
- આઉટપુટ: બાયોમેટ્રિકનું પ્રતિનિધિત્વ કરતું ગાણિતિક ટેમ્પ્લેટ
મેચિંગ મોડ્યુલ:
- કાર્ય: કેપ્ચર કરેલા ટેમ્પ્લેટને ડેટાબેઝ સાથે સરખાવે છે
- અલ્ગોરિધમ: પેટર્ન મેચિંગ અલ્ગોરિધમ્સ
ડેટાબેઝ:
- કાર્ય: નોંધાયેલા બાયોમેટ્રિક ટેમ્પ્લેટ્સ સંગ્રહિત કરે છે
- સુરક્ષા: ગોપનીયતા માટે એન્ક્રિપ્ટેડ સંગ્રહ
નિર્ણય મોડ્યુલ:
- કાર્ય: થ્રેશોલ્ડના આધારે સ્વીકાર અથવા નકાર
- પેરામીટર્સ: False Accept Rate (FAR), False Reject Rate (FRR)
બાયોમેટ્રિક્સના પ્રકારો:
- શારીરિક: ફિંગરપ્રિન્ટ, ચહેરો, આઈરિસ, રેટિના
- વર્તણૂકલક્ષી: અવાજ, હસ્તાક્ષર, ચાલ
ઉપયોગો:
- એક્સેસ કંટ્રોલ: બિલ્ડિંગ સુરક્ષા, ડિવાઇસ અનલોકિંગ
- ઓળખ: બોર્ડર કંટ્રોલ, ફોરેન્સિક્સ
- પ્રમાણીકરણ: બેન્કિંગ, હાજરી સિસ્ટમ્સ
મેમરી ટ્રીક: “સેન્સર્સ પ્રોસેસ ફીચર્સ મેચ ડેટાબેઝ ડિસાઈડ - બાયોમેટ્રિક સિક્યુરિટી બેટર ડન”
પ્રશ્ન 3(અ) અથવા [3 ગુણ]#
જળ પ્રદૂષણ મોનિટરિંગ સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો.
જવાબ:
સેન્સર્સ:
- pH સેન્સર: પાણીની અમ્લતા/ક્ષારતા માપે છે
- DO સેન્સર: ઓગળેલા ઓક્સિજનનું માપણ
- તાપમાન: પાણીના તાપમાનનું નિરીક્ષણ
મેમરી ટ્રીક: “વોટર ક્વોલિટી મોનિટરિંગ પ્રિવેન્ટ્સ પોલ્યુશન”
પ્રશ્ન 3(બ) અથવા [4 ગુણ]#
સ્માર્ટ વૉચનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
સમજૂતી:
- ડિસ્પ્લે: યુઝર ઇન્ટરફેસ માટે OLED ટચસ્ક્રીન
- સેન્સર્સ: મોશન ટ્રેકિંગ અને આરોગ્ય નિરીક્ષણ
- પ્રોસેસર: લો-પાવર ARM-આધારિત SoC
- કનેક્ટિવિટી: સ્માર્ટફોન પેરિંગ માટે બ્લૂટૂથ
લક્ષણો:
- આરોગ્ય ટ્રેકિંગ: હાર્ટ રેટ, પગલાં, ઊંઘ
- નોટિફિકેશન્સ: કૉલ્સ, મેસેજ, એપ્સ
- એપ્સ: હવામાન, સંગીત, પેમેન્ટ્સ
મેમરી ટ્રીક: “સ્માર્ટ વૉચીસ શો હેલ્થ ઇન્ફર્મેશન”
પ્રશ્ન 3(ક) અથવા [7 ગુણ]#
AR/VR કોર ટેકનોલોજીને સમજાવો અને તેની એપ્લિકેશનોની ચર્ચા કરો.
જવાબ:
AR/VR કોર ટેકનોલોજીઓ:
કોષ્ટક: AR વિરુદ્ધ VR ટેકનોલોજી
પાસું | Augmented Reality (AR) | Virtual Reality (VR) |
---|---|---|
વાતાવરણ | વાસ્તવિક + ડિજિટલ ઓવરલે | સંપૂર્ણ વર્ચ્યુઅલ |
હાર્ડવેર | સ્માર્ટફોન, AR ચશ્મા | VR હેડસેટ, કંટ્રોલર્સ |
નિમજ્જન | આંશિક | સંપૂર્ણ |
ઇન્ટરેક્શન | ટચ, જેસ્ચર | કંટ્રોલર્સ, હેન્ડ ટ્રેકિંગ |
કોર ઘટકો:
ડિસ્પ્લે ટેકનોલોજી:
- AR: સી-થ્રુ ડિસ્પ્લે, પ્રોજેક્શન
- VR: હાઇ-રિઝોલ્યુશન OLED/LCD સ્ક્રીન્સ
ટ્રેકિંગ સિસ્ટમ્સ:
- મોશન ટ્રેકિંગ: 6-DOF (ડિગ્રીઝ ઓફ ફ્રીડમ) ટ્રેકિંગ
- આઈ ટ્રેકિંગ: ઇન્ટરેક્શન માટે નજર શોધ
- હેન્ડ ટ્રેકિંગ: જેસ્ચર રેકગ્નિશન
પ્રોસેસિંગ પાવર:
- ગ્રાફિક્સ પ્રોસેસિંગ: રિયલ-ટાઇમ 3D રેન્ડરિંગ
- કમ્પ્યુટર વિઝન: ઓબ્જેક્ટ રેકગ્નિશન અને ટ્રેકિંગ
- AI/ML: સીન અંડરસ્ટેન્ડિંગ અને ઓપ્ટિમાઈઝેશન
ઉપયોગો:
શિક્ષણ:
- AR: ઇન્ટરેક્ટિવ પાઠ્યપુસ્તકો, 3D મોડલ ઓવરલે
- VR: વર્ચ્યુઅલ ક્લાસરૂમ, ઐતિહાસિક સિમ્યુલેશન
આરોગ્યસંભાળ:
- AR: સર્જરી સહાયતા, તબીબી તાલીમ
- VR: થેરાપી, પીડા વ્યવસ્થાપન, તાલીમ
મનોરંજન:
- AR: પોકેમોન ગો, સ્નેપચેટ ફિલ્ટર્સ
- VR: ગેમિંગ, વર્ચ્યુઅલ કોન્સર્ટ, મૂવીઝ
ઉદ્યોગ:
- AR: મેઇન્ટેનન્સ સૂચનાઓ, ગુણવત્તા નિરીક્ષણ
- VR: તાલીમ સિમ્યુલેશન, ડિઝાઇન રિવ્યુ
રિટેઇલ:
- AR: વર્ચ્યુઅલ ટ્રાઇ-ઓન, પ્રોડક્ટ વિઝ્યુઅલાઇઝેશન
- VR: વર્ચ્યુઅલ શોરૂમ, નિમજ્જનકારી શોપિંગ
ભવિષ્યના ટ્રેન્ડ્સ:
- મિક્સ્ડ રિયાલિટી: AR અને VR નું સંયોજન
- હેપ્ટિક ફીડબેક: સ્પર્શ સંવેદના
- ક્લાઉડ રેન્ડરિંગ: રિમોટ પ્રોસેસિંગ પાવર
મેમરી ટ્રીક: “AR VR ડિસ્પ્લે ટ્રેક પ્રોસેસ એપ્લાઇ - ટેકનોલોજી ટ્રાન્સફોર્મ્સ રિયાલિટી”
પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]#
ઇનઓર્ગેનિક અને ઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ વચ્ચે તફાવત કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ઇનઓર્ગેનિક વિરુદ્ધ ઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ
પેરામીટર | ઇનઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ | ઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ |
---|---|---|
સામગ્રી | સિલિકોન, જર્મેનિયમ | કાર્બન-આધારિત સંયોજનો |
પ્રોસેસિંગ | ઉચ્ચ તાપમાન | નીચા તાપમાન |
લવચીકતા | સખત | લવચીક |
કિંમત | ઊંચી | ઓછી |
પ્રદર્શન | હાઇ સ્પીડ, સ્થિર | લોઅર સ્પીડ, સુધારાતું |
મુખ્ય તફાવતો:
- બંધારણ: ઇનઓર્ગેનિક ક્રિસ્ટલાઇન મટીરિયલ વાપરે છે, ઓર્ગેનિક પોલિમર ચેઇન વાપરે છે
- ઉત્પાદન: ઇનઓર્ગેનિકને ક્લીન રૂમ જોઈએ છે, ઓર્ગેનિક પ્રિન્ટિંગ મેથડ વાપરે છે
- ઉપયોગો: ઇનઓર્ગેનિક હાઇ-પરફોર્મન્સ માટે, ઓર્ગેનિક લાર્જ-એરિયા ડિવાઇસ માટે
મેમરી ટ્રીક: “ઇનઓર્ગેનિક ઇઝ રિજિડ, ઓર્ગેનિક ઓફર્સ ફ્લેક્સિબિલિટી”
પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]#
વિવિધ પ્રકારના ઓર્ગેનિક ઘટકોની યાદી બનાવો અને કોઈપણ બેને સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ઓર્ગેનિક ઘટકોના પ્રકારો
ઘટક | પૂરું નામ | ઉપયોગ |
---|---|---|
OLED | ઓર્ગેનિક લાઇટ એમિટિંગ ડાયોડ | ડિસ્પ્લે |
OFET | ઓર્ગેનિક ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર | સ્વિચિંગ |
OPVD | ઓર્ગેનિક ફોટોવોલ્ટેઇક ડિવાઇસ | સોલાર સેલ |
OECT | ઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ટ્રાન્ઝિસ્ટર | બાયોસેન્સર્સ |
ઓર્ગેનિક LED (OLED):
- બંધારણ: ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે ઓર્ગેનિક લેયર્સ
- કાર્ય: જ્યારે કરંટ વહે ત્યારે ઇલેક્ટ્રોલ્યુમિનેસન્સ
- ફાયદાઓ: સેલ્ફ-ઇલ્યુમિનેટિંગ, લવચીક, વાઇડ વ્યુઇંગ એન્ગલ
ઓર્ગેનિક FET (OFET):
- બંધારણ: ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટર ચેનલ
- કાર્ય: ગેટ વોલ્ટેજ દ્વારા કરંટ નિયંત્રિત
- ઉપયોગો: લવચીક સર્કિટ, સેન્સર્સ
મેમરી ટ્રીક: “ઓર્ગેનિક ઓન્લી ઓફર્સ આઉટસ્ટેન્ડિંગ ઓપ્શન્સ”
પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]#
ઇલેક્ટ્રિક વ્હિકલનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
ઘટકોની સમજૂતી:
બેટરી પેક:
- ટેકનોલોજી: સિરીઝ/પેરેલલમાં લિથિયમ-આયન સેલ
- કાર્ય: વ્હિકલ પ્રોપલ્શન માટે ઊર્જા સંગ્રહ
- વ્યવસ્થાપન: સુરક્ષા માટે બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ (BMS)
પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ:
- ઇન્વર્ટર: મોટર ડ્રાઇવ માટે DC ને AC માં ફેરવે છે
- કન્વર્ટર: સહાયક સિસ્ટમ્સ માટે DC-DC કન્વર્ઝન
- કંટ્રોલ: ચોક્કસ મોટર સ્પીડ અને ટોર્ક કંટ્રોલ
ઇલેક્ટ્રિક મોટર:
- પ્રકાર: પર્મેનન્ટ મેગ્નેટ સિંક્રોનસ અથવા ઇન્ડક્શન મોટર
- ફાયદાઓ: ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા (90-95%), તાત્કાલિક ટોર્ક
- કંટ્રોલ: સ્પીડ કંટ્રોલ માટે વેરિએબલ ફ્રીક્વન્સી ડ્રાઇવ
વ્હિકલ કંટ્રોલર:
- કાર્ય: તમામ સિસ્ટમ્સનું વ્યવસ્થાપન કરતું કેન્દ્રીય કંટ્રોલ યુનિટ
- લક્ષણો: એક્સેલેરેટર ઇનપુટ, મોટર કંટ્રોલ, સુરક્ષા નિરીક્ષણ
- કમ્યુનિકેશન: સિસ્ટમ ઇન્ટિગ્રેશન માટે CAN બસ
ચાર્જિંગ સિસ્ટમ:
- AC ચાર્જિંગ: લેવલ 1 (120V) અને લેવલ 2 (240V)
- DC ફાસ્ટ ચાર્જિંગ: ઝડપી ટોપ-અપ માટે હાઇ-પાવર ચાર્જિંગ
- ઓનબોર્ડ ચાર્જર: AC ગ્રિડ પાવરને DC માં ફેરવે છે
રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ:
- કાર્ય: ગતિશીલ ઊર્જાને પાછી વિદ્યુત ઊર્જામાં ફેરવે છે
- કાર્યક્ષમતા: બ્રેકિંગ દરમિયાન 15-25% ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે
- ઇન્ટિગ્રેશન: યાંત્રિક બ્રેક્સ સાથે કામ કરે છે
ફાયદાઓ:
- કાર્યક્ષમતા: ICE વ્હિકલ્સ કરતાં 3-4 ગણી વધુ કાર્યક્ષમ
- ઉત્સર્જન: શૂન્ય સ્થાનિક ઉત્સર્જન
- જાળવણી: ઓછા હલનચલન ભાગો, ઓછી જાળવણી
મેમરી ટ્રીક: “બેટરી પાવર્સ મોટર થ્રુ કંટ્રોલર - ઇલેક્ટ્રિક વ્હિકલ્સ વેરી એફિશિયન્ટ”
પ્રશ્ન 4(અ) અથવા [3 ગુણ]#
ઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સના ફાયદા લખો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સના ફાયદા
ફાયદો | વર્ણન | ઉપયોગ |
---|---|---|
લવચીકતા | વાંકી શકાય, વાળી શકાય | લવચીક ડિસ્પ્લે |
ઓછી કિંમત | સસ્તી સામગ્રી, પ્રિન્ટિંગ | કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ |
મોટો વિસ્તાર | સરળ સ્કેલિંગ | મોટા ડિસ્પ્લે |
હલકું વજન | પાતળું, હલકું | વેરેબલ્સ |
પારદર્શકતા | પારદર્શી ડિવાઇસ | સ્માર્ટ વિન્ડો |
મુખ્ય ફાયદા:
- પ્રોસેસિંગ: લો-ટેમ્પરેચર મેન્યુફેક્ચરિંગ
- ઊર્જા: લો-પાવર ઓપરેશન
- કસ્ટમાઇઝેશન: ટ્યુનેબલ પ્રોપર્ટીઝ
- ઇન્ટિગ્રેશન: પ્લાસ્ટિક સાથે કોમ્પેટિબલ
મેમરી ટ્રીક: “ઓર્ગેનિક એડવાન્ટેજીસ આર ઓબવિયસલી આઉટસ્ટેન્ડિંગ”
પ્રશ્ન 4(બ) અથવા [4 ગુણ]#
AR/VR ઉદ્યોગના પરિપ્રેક્ષ્યો અને તકો વિશે લખો.
જવાબ:
બજારના પરિપ્રેક્ષ્યો:
કોષ્ટક: AR/VR બજાર સેગમેન્ટ્સ
સેગમેન્ટ | બજારનું કદ | વૃદ્ધિ દર | મુખ્ય ખેલાડીઓ |
---|---|---|---|
ગેમિંગ | $12B | 25% | Meta, Sony |
એન્ટરપ્રાઇઝ | $8B | 35% | Microsoft, Magic Leap |
આરોગ્યસંભાળ | $3B | 40% | વિવિધ સ્ટાર્ટઅપ |
શિક્ષણ | $2B | 30% | Google, Apple |
તકો:
- 5G નેટવર્ક્સ: ક્લાઉડ-આધારિત VR/AR ને સક્ષમ બનાવે છે
- AI ઇન્ટિગ્રેશન: બુદ્ધિશાળી કન્ટેન્ટ એડેપ્ટેશન
- હાર્ડવેર મિનિયેચરાઇઝેશન: હલકા, વધુ આરામદાયક ડિવાઇસ
પડકારો:
- મોશન સિકનેસ: VR કમ્ફર્ટ ઇશ્યુઝ
- બેટરી લાઇફ: પાવર કન્ઝમ્પશન ઓપ્ટિમાઇઝેશન
- કન્ટેન્ટ ક્રિએશન: ક્વોલિટી ઇમર્સિવ કન્ટેન્ટની જરૂર
ભવિષ્યનો દૃષ્ટિકોણ:
- મેટાવર્સ: વર્ચ્યુઅલ વર્લ્ડ અને સોશિયલ ઇન્ટરેક્શન
- રિમોટ વર્ક: વર્ચ્યુઅલ કોલેબોરેશન પ્લેટફોર્મ
- ડિજિટલ ટ્વિન્સ: ઇન્ડસ્ટ્રિયલ એપ્લિકેશન્સ
મેમરી ટ્રીક: “AR VR માર્કેટ ગ્રોઇંગ રેપિડલી”
પ્રશ્ન 4(ક) અથવા [7 ગુણ]#
EV આર્કિટેક્ચર દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
EV આર્કિટેક્ચર ઘટકો:
હાઇ વોલ્ટેજ બેટરી પેક:
- વોલ્ટેજ: આધુનિક EVs માટે 300-800V
- કેપેસિટી: 40-100+ kWh ઊર્જા સંગ્રહ
- વ્યવસ્થાપન: સુરક્ષા અને ઓપ્ટિમાઇઝેશન માટે બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ (BMS)
ટ્રેક્શન ઇન્વર્ટર:
- કાર્ય: મોટર માટે DC બેટરી પાવરને 3-ફેઝ AC માં ફેરવે છે
- કંટ્રોલ: વેરિએબલ ફ્રીક્વન્સી અને વોલ્ટેજ કંટ્રોલ
- કાર્યક્ષમતા: 95-98% પાવર કન્વર્ઝન એફિશિયન્સી
AC ટ્રેક્શન મોટર:
- પ્રકાર: પર્મેનન્ટ મેગ્નેટ સિંક્રોનસ મોટર (PMSM) અથવા ઇન્ડક્શન મોટર
- પાવર: વ્હિકલ ક્લાસ પર આધાર રાખીને 100-400+ kW
- ટોર્ક: ઝીરો RPM થી તાત્કાલિક ટોર્ક ડિલિવરી
DC-DC કન્વર્ટર:
- કાર્ય: ઓક્ઝિલરી માટે HV બેટરી વોલ્ટેજને 12V માં સ્ટેપ ડાઉન કરે છે
- પાવર: 2-5 kW ટિપિકલ કેપેસિટી
- આઇસોલેશન: HV અને LV સિસ્ટમ્સ વચ્ચે ગેલ્વેનિક આઇસોલેશન
ઓનબોર્ડ ચાર્જર:
- કાર્ય: બેટરી ચાર્જિંગ માટે AC ગ્રિડ પાવરને DC માં ફેરવે છે
- પાવર: AC ચાર્જિંગ માટે 3-22 kW
- સ્ટાન્ડર્ડ: SAE J1772, CCS, CHAdeMO કોમ્પેટિબિલિટી
12V ઓક્ઝિલરી બેટરી:
- કાર્ય: વ્હિકલ બંધ હોય ત્યારે લાઇટ્સ, ઇન્ફોટેનમેન્ટ, HVAC પાવર કરે છે
- પ્રકાર: લીડ-એસિડ અથવા Li-ion ઓક્ઝિલરી બેટરી
- બેકઅપ: સુરક્ષા સિસ્ટમ્સ માટે ઇમર્જન્સી પાવર
વ્હિકલ કંટ્રોલ યુનિટ:
- કાર્ય: તમામ સિસ્ટમ્સનો સમન્વય કરનારું કેન્દ્રીય કંટ્રોલર
- કમ્યુનિકેશન: CAN બસ નેટવર્ક ઇન્ટિગ્રેશન
- સુરક્ષા: ફંક્શનલ સેફ્ટી (ISO 26262) કોમ્પ્લાયન્સ
થર્મલ મેનેજમેન્ટ:
- બેટરી કૂલિંગ: તાપમાન નિયંત્રણ માટે લિક્વિડ કૂલિંગ
- મોટર કૂલિંગ: હાઇ પાવર ઓપરેશન દરમિયાન ઓવરહીટિંગ અટકાવે છે
- ઇન્ટિગ્રેશન: કેબિન હીટિંગ માટે હીટ પંપ સિસ્ટમ્સ
સુરક્ષા સિસ્ટમ્સ:
- HV આઇસોલેશન: ઇન્સ્યુલેશન મોનિટરિંગ અને કોન્ટેક્ટર કંટ્રોલ
- ક્રેશ સેફ્ટી: અકસ્માતમાં ઓટોમેટિક HV ડિસ્કનેક્ટ
- ગ્રાઉન્ડ ફોલ્ટ: ડિટેક્શન અને પ્રોટેક્શન સિસ્ટમ્સ
મેમરી ટ્રીક: “હાઇ વોલ્ટેજ બેટરી પાવર્સ ટ્રેક્શન થ્રુ કંટ્રોલ - EV આર્કિટેક્ચર એફિશિયન્ટલી એરેન્જ્ડ”
પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]#
મોનોક્રિસ્ટેલાઇન સિલિકોન સોલાર સેલ વિશે ટૂંકમાં લખો.
જવાબ:
મોનોક્રિસ્ટેલાઇન સિલિકોન સોલાર સેલ:
કોષ્ટક: મોનોક્રિસ્ટેલાઇન સિલિકોન લક્ષણો
પેરામીટર | મૂલ્ય | વર્ણન |
---|---|---|
કાર્યક્ષમતા | 18-22% | સિલિકોન સેલ્સમાં સર્વોચ્ચ |
બંધારણ | સિંગલ ક્રિસ્ટલ | એકસમાન ક્રિસ્ટલ લેટિસ |
રંગ | ડાર્ક બ્લુ/બ્લેક | એકસમાન દેખાવ |
આયુષ્ય | 25+ વર્ષ | લાંબગાળાની વિશ્વસનીયતા |
કિંમત | ઊંચી | પ્રીમિયમ પ્રાઇસિંગ |
ઉત્પાદન પ્રક્રિયા:
- ઝોક્રાલસ્કી મેથડ: પીગળેલા સિલિકોનમાંથી સિંગલ ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ
- વેફર કટિંગ: ક્રિસ્ટલ ઇન્ગોટમાંથી પાતળા સ્લાઇસ કાપવા
- ડોપિંગ: P-type અને N-type પ્રદેશો બનાવવા
ફાયદાઓ:
- ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા: વિસ્તાર દીઠ શ્રેષ્ઠ પાવર આઉટપુટ
- સ્પેસ એફિશિયન્ટ: સમાન પાવર માટે ઓછા વિસ્તારની જરૂર
- ટકાઉપણું: લાંબું ઓપરેશનલ જીવન
ઉપયોગો:
- રહેણાંક સિસ્ટમ્સ: પ્રીમિયમ રૂફટોપ ઇન્સ્ટોલેશન
- કોમર્શિયલ: ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાની જરૂરિયાતો
- સ્પેસ એપ્લિકેશન્સ: જ્યાં કાર્યક્ષમતા મહત્વપૂર્ણ છે
મેમરી ટ્રીક: “મોનો મીન્સ સિંગલ ક્રિસ્ટલ - મેક્સિમમ એફિશિયન્સી”
પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]#
ડ્રોનના કાર્યસિદ્ધાંતનું વર્ણન કરો.
જવાબ:
ડ્રોન કાર્યસિદ્ધાંત:
મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્ર:
- લિફ્ટ જનરેશન: પ્રોપેલર્સ ડાઉનવર્ડ એરફ્લો બનાવે છે (ન્યૂટનનો ત્રીજો કાયદો)
- થ્રસ્ટ કંટ્રોલ: વેરિએબલ પ્રોપેલર સ્પીડ વર્ટિકલ મૂવમેન્ટ કંટ્રોલ કરે છે
- સ્ટેબિલિટી: જાયરોસ્કોપિક ઇફેક્ટ અને એક્ટિવ કંટ્રોલ બેલેન્સ જાળવે છે
ફ્લાઇટ કંટ્રોલ મેકેનિઝમ:
કોષ્ટક: ડ્રોન મૂવમેન્ટ કંટ્રોલ
હલનચલન | કંટ્રોલ મેથડ | મોટર એક્શન |
---|---|---|
ઉપર જવું | બધી મોટર સ્પીડ વધારવી | બધા પ્રોપ્સ ઝડપી |
નીચે આવવું | બધી મોટર સ્પીડ ઓછી કરવી | બધા પ્રોપ્સ ધીમા |
આગળ | આગળ ઝુકાવવું | પાછળની મોટર્સ ઝડપી |
પાછળ | પાછળ ઝુકાવવું | આગળની મોટર્સ ઝડપી |
ડાબે/જમણે | ડાબે/જમણે બેંક કરવું | વિરુદ્ધ બાજુ ઝડપી |
ફેરવવું | ટોર્ક ડિફરન્શિયલ | ડાયાગોનલ પેર્સ |
કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ:
- જાયરોસ્કોપ: સ્ટેબિલિટી માટે કોણીય વેગ માપે છે
- એક્સેલેરોમીટર: પ્રવેગ અને ટિલ્ટ એન્ગલ શોધે છે
- મેગ્નેટોમીટર: કમ્પાસ હેડિંગ રેફરન્સ
- બેરોમીટર: એલ્ટિટ્યુડ મેઝરમેન્ટ અને હોલ્ડ
ફ્લાઇટ મોડ્સ:
- મેન્યુઅલ: ડાયરેક્ટ પાઇલટ કંટ્રોલ
- સ્ટેબિલાઇઝ્ડ: ઓટો-લેવલિંગ સહાયતા
- GPS હોલ્ડ: GPS વાપરીને પોઝિશન હોલ્ડિંગ
- ઓટોનોમસ: પ્રી-પ્રોગ્રામ્ડ ફ્લાઇટ પાથ
મેમરી ટ્રીક: “પ્રોપેલર્સ પુશ એર ડાઉન - ડ્રોન ફ્લાઇઝ અપ”
પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]#
Raspberry Pi નો બ્લોક ડાયાગ્રામ સમજાવો.
જવાબ:
કોર ઘટકો:
ARM પ્રોસેસર:
- પ્રકાર: બ્રોડકોમ SoC (સિસ્ટમ ઓન ચિપ)
- આર્કિટેક્ચર: ARM Cortex-A સિરીઝ (32/64-બિટ)
- સ્પીડ: મોડલ પર આધાર રાખીને 1.2-1.8 GHz
- લક્ષણો: ગ્રાફિક્સ પ્રોસેસિંગ માટે બિલ્ટ-ઇન GPU
મેમોરી (RAM):
- પ્રકાર: LPDDR4 SDRAM
- કેપેસિટી: Pi મોડલ પર આધાર રાખીને 1GB થી 8GB
- શેર્ડ: GPU સિસ્ટમ મેમોરી શેર કરે છે
- પરફોર્મન્સ: હાઇ-સ્પીડ મેમોરી ઇન્ટરફેસ
GPIO (જનરલ પર્પઝ ઇનપુટ/આઉટપુટ):
- પિન્સ: બાહ્ય ડિવાઇસ માટે 40-પિન કનેક્ટર
- ફંક્શન્સ: ડિજિટલ I/O, PWM, SPI, I2C, UART
- વોલ્ટેજ: 3.3V લોજિક લેવલ્સ
- કરંટ: સુરક્ષા માટે પિન દીઠ મર્યાદિત કરંટ
કનેક્ટિવિટી વિકલ્પો:
- USB પોર્ટ્સ: પેરિફેરલ્સ માટે 2-4 USB 2.0/3.0 પોર્ટ્સ
- HDMI: ડિજિટલ વીડિયો અને ઓડિયો આઉટપુટ
- ઇથરનેટ: વાયર્ડ નેટવર્ક કનેક્ટિવિટી (નવા મોડલ્સ પર ગીગાબિટ)
- WiFi/બ્લૂટૂથ: નવા મોડલ્સ પર બિલ્ટ-ઇન વાયરલેસ
સ્ટોરેજ:
- microSD: OS અને ડેટા માટે પ્રાથમિક સ્ટોરેજ
- બૂટ: microSD કાર્ડથી બૂટ કરે છે
- કેપેસિટી: 8GB મિનિમમ, 32GB+ રેકમેન્ડેડ
પાવર મેનેજમેન્ટ:
- સપ્લાય: USB-C અથવા micro-USB દ્વારા 5V DC
- કરંટ: 2.5-3A ટિપિકલ રિક્વાયરમેન્ટ
- રેગ્યુલેશન: 3.3V અને 1.8V રેઇલ્સ માટે ઓન-બોર્ડ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર્સ
વધારાના લક્ષણો:
- કેમેરા ઇન્ટરફેસ: Pi કેમેરા માટે CSI કનેક્ટર
- ડિસ્પ્લે ઇન્ટરફેસ: ઓફિશિયલ ટચસ્ક્રીન માટે DSI કનેક્ટર
- ઓડિયો: 3.5mm એનાલોગ ઓડિયો આઉટપુટ
- રિયલ-ટાઇમ ક્લોક: ટાઇમકીપિંગ માટે વૈકલ્પિક RTC
સોફ્ટવેર સપોર્ટ:
- ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ: Raspberry Pi OS (Debian-આધારિત)
- પ્રોગ્રામિંગ: Python, C++, Scratch, Java સપોર્ટ
- GPIO કંટ્રોલ: હાર્ડવેર ઇન્ટરફેસિંગ માટે લાઇબ્રેરીઓ
ઉપયોગો:
- શિક્ષણ: પ્રોગ્રામિંગ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ શીખવું
- IoT પ્રોજેક્ટ્સ: સેન્સર મોનિટરિંગ, હોમ ઓટોમેશન
- મીડિયા સેન્ટર: વીડિયો સ્ટ્રીમિંગ અને પ્લેબેક
- ઇન્ડસ્ટ્રિયલ: પ્રોટોટાઇપિંગ અને સ્મોલ-સ્કેલ ઓટોમેશન
ફાયદાઓ:
- કોસ્ટ-ઇફેક્ટિવ: લો-કોસ્ટ કમ્પ્યુટિંગ પ્લેટફોર્મ
- કમ્યુનિટી: મોટો કમ્યુનિટી સપોર્ટ અને રિસોર્સીસ
- ફ્લેક્સિબિલિટી: I/O ક્ષમતાઓ સાથે જનરલ-પર્પઝ કમ્પ્યુટિંગ
- એજ્યુકેશન: શીખવા અને પ્રયોગ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું
મેમરી ટ્રીક: “Raspberry Pi પ્રોસેસીસ એવરીથિંગ થ્રુ GPIO - પરફેક્ટ પ્લેટફોર્મ ફોર પ્રોજેક્ટ્સ”
પ્રશ્ન 5(અ) અથવા [3 ગુણ]#
પોલીક્રિસ્ટેલાઇન સિલિકોન સોલાર સેલ વિશે ટૂંકમાં લખો.
જવાબ:
પોલીક્રિસ્ટેલાઇન સિલિકોન સોલાર સેલ:
કોષ્ટક: પોલીક્રિસ્ટેલાઇન સિલિકોન લક્ષણો
પેરામીટર | મૂલ્ય | વર્ણન |
---|---|---|
કાર્યક્ષમતા | 15-17% | સારી કાર્યક્ષમતા, મોનો કરતાં ઓછી |
બંધારણ | બહુવિધ ક્રિસ્ટલ | ગ્રેઇન બાઉન્ડરીઝ દેખાય છે |
રંગ | બ્લુ સ્પેકલ્ડ | બિન-એકસમાન દેખાવ |
આયુષ્ય | 25+ વર્ષ | વિશ્વસનીય પરફોર્મન્સ |
કિંમત | મધ્યમ | કોસ્ટ-ઇફેક્ટિવ વિકલ્પ |
ઉત્પાદન પ્રક્રિયા:
- કાસ્ટિંગ મેથડ: પીગળેલા સિલિકોનને ચોરસ મોલ્ડમાં ઠંડું કરવામાં આવે છે
- મલ્ટિપલ ક્રિસ્ટલ્સ: રેન્ડમ ક્રિસ્ટલ ઓરિએન્ટેશન ગ્રેઇન્સ બનાવે છે
- વેફર પ્રોડક્શન: ઓછા વેસ્ટ સાથે ચોરસ વેફર્સ
ફાયદાઓ:
- કોસ્ટ-ઇફેક્ટિવ: મોનોક્રિસ્ટેલાઇન કરતાં ઓછી ઉત્પાદન કિંમત
- ઓછો વેસ્ટ: ચોરસ આકાર સામગ્રીનો વેસ્ટ ઘટાડે છે
- સારું પરફોર્મન્સ: મોટાભાગના ઉપયોગો માટે વાજબી કાર્યક્ષમતા
ઉપયોગો:
- રહેણાંક: બજેટ-ફ્રેન્ડલી સોલાર ઇન્સ્ટોલેશન્સ
- યુટિલિટી સ્કેલ: મોટા સોલાર ફાર્મ જ્યાં કિંમત મહત્વની છે
- કોમર્શિયલ: મધ્યમ-સ્કેલ ઇન્સ્ટોલેશન્સ
મેમરી ટ્રીક: “પોલી મીન્સ મેની ક્રિસ્ટલ્સ - મોર એફોર્ડેબલ ચોઇસ”
પ્રશ્ન 5(બ) અથવા [4 ગુણ]#
મશીન લર્નિંગ ટેકનિકના પ્રકારોની સરખામણી કરો: સુપરવાઇઝ્ડ અને અનસુપરવાઇઝ્ડ.
જવાબ:
કોષ્ટક: સુપરવાઇઝ્ડ વિરુદ્ધ અનસુપરવાઇઝ્ડ લર્નિંગ
પાસું | સુપરવાઇઝ્ડ લર્નિંગ | અનસુપરવાઇઝ્ડ લર્નિંગ |
---|---|---|
ડેટા ટાઇપ | લેબલ્ડ ડેટા | અનલેબલ્ડ ડેટા |
લક્ષ્ય | પ્રિડિક્શન | પેટર્ન ડિસ્કવરી |
ઉદાહરણો | ક્લાસિફિકેશન, રિગ્રેશન | ક્લસ્ટરિંગ, એસોસિએશન |
અલ્ગોરિધમ | SVM, ડિસિઝન ટ્રીઝ | K-means, PCA |
મૂલ્યાંકન | એક્યુરેસી, પ્રિસિઝન | સિલ્હૌએટ સ્કોર |
સુપરવાઇઝ્ડ લર્નિંગ:
- ટ્રેનિંગ: શીખવા માટે ઇનપુટ-આઉટપુટ પેર્સ વાપરે છે
- પ્રકારો: ક્લાસિફિકેશન (કેટેગરીઝ) અને રિગ્રેશન (કન્ટિન્યુઅસ વેલ્યુઝ)
- ઉપયોગો: ઇમેઇલ સ્પામ ડિટેક્શન, પ્રાઇસ પ્રિડિક્શન
અનસુપરવાઇઝ્ડ લર્નિંગ:
- ટ્રેનિંગ: લેબલ્સ વગર ડેટામાં છુપાયેલા પેટર્ન્સ શોધે છે
- પ્રકારો: ક્લસ્ટરિંગ (ગ્રુપિંગ) અને ડાઇમેન્શનેલિટી રિડક્શન
- ઉપયોગો: કસ્ટમર સેગમેન્ટેશન, એનોમલી ડિટેક્શન
મુખ્ય તફાવતો:
- ગાઇડન્સ: સુપરવાઇઝ્ડને શિક્ષક છે, અનસુપરવાઇઝ્ડ સ્વતંત્ર રીતે શીખે છે
- કોમ્પ્લેક્સિટી: સુપરવાઇઝ્ડ વધુ સીધુ, અનસુપરવાઇઝ્ડ વધુ એક્સપ્લોરેટરી
- વેલિડેશન: સુપરવાઇઝ્ડ વેલિડેટ કરવું સરળ, અનસુપરવાઇઝ્ડને ડોમેઇન એક્સપર્ટાઇઝ જોઈએ
મેમરી ટ્રીક: “સુપરવાઇઝ્ડ સીઝ સોલ્યુશન્સ, અનસુપરવાઇઝ્ડ અનકવર્સ સીક્રેટ્સ”
પ્રશ્ન 5(ક) અથવા [7 ગુણ]#
સ્માર્ટ હોમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
સ્માર્ટ હોમ સિસ્ટમ ઘટકો:
સ્માર્ટ કંટ્રોલર (હબ):
- કાર્ય: તમામ ડિવાઇસનું સમન્વય કરતું કેન્દ્રીય કંટ્રોલ યુનિટ
- પ્રોટોકોલ્સ: ZigBee, Z-Wave, WiFi, બ્લૂટૂથ કમ્યુનિકેશન
- પ્રોસેસિંગ: લોકલ ઓટોમેશન રૂલ્સ અને રિમોટ કનેક્ટિવિટી
- ઇન્ટિગ્રેશન: વોઇસ આસિસ્ટન્ટ (Alexa, Google) સાથે કામ કરે છે
લાઇટિંગ કંટ્રોલ સિસ્ટમ:
- સ્માર્ટ બલ્બ્સ: વાયરલેસ કનેક્ટિવિટી સાથે LED બલ્બ્સ
- સ્માર્ટ સ્વિચીસ: હાલની લાઇટિંગને સ્માર્ટ કંટ્રોલ સાથે રેટ્રોફિટ
- લક્ષણો: ડિમિંગ, કલર ચેન્જિંગ, શેડ્યુલિંગ, મોશન સેન્સિંગ
- એનર્જી સેવિંગ: ઓક્યુપન્સી આધારિત ઓટોમેટિક ઓન/ઓફ
HVAC કંટ્રોલ સિસ્ટમ:
- સ્માર્ટ થર્મોસ્ટેટ: પ્રોગ્રામેબલ ટેમ્પરેચર કંટ્રોલ
- સેન્સર્સ: તાપમાન, ભેજ, ઓક્યુપન્સી ડિટેક્શન
- લર્નિંગ: ઉપયોગ પેટર્ન આધારિત એડેપ્ટિવ શેડ્યુલિંગ
- એફિશિયન્સી: એનર્જી ઓપ્ટિમાઇઝેશન અને રિમોટ કંટ્રોલ
સિક્યુરિટી સિસ્ટમ:
- સ્માર્ટ લોક્સ: સ્માર્ટફોન કંટ્રોલ સાથે કીલેસ એન્ટ્રી
- કેમેરાઝ: રેકોર્ડિંગ સાથે ઇન્ડોર/આઉટડોર સર્વેલન્સ
- સેન્સર્સ: ડોર/વિન્ડો, મોશન, ગ્લાસ બ્રેક ડિટેક્શન
- એલર્ટ્સ: સ્માર્ટફોનને રિયલ-ટાઇમ નોટિફિકેશન્સ
ઇન્ટરનેટ ગેટવે:
- કનેક્ટિવિટી: ક્લાઉડ સર્વિસીસ માટે હાઇ-સ્પીડ ઇન્ટરનેટ
- રાઉટર: ડિવાઇસ કનેક્ટિવિટી માટે WiFi નેટવર્ક
- સિક્યુરિટી: નેટવર્ક ફાયરવોલ અને ડિવાઇસ ઓથેન્ટિકેશન
- બેકઅપ: ક્રિટિકલ ફંક્શન્સ માટે સેલ્યુલર બેકઅપ
સ્માર્ટફોન ઇન્ટિગ્રેશન:
- મોબાઇલ એપ: રિમોટ કંટ્રોલ અને મોનિટરિંગ ઇન્ટરફેસ
- વોઇસ કંટ્રોલ: વોઇસ આસિસ્ટન્ટ્સ સાથે ઇન્ટિગ્રેશન
- ઓટોમેશન: સીન ક્રિએશન અને શેડ્યુલિંગ
- નોટિફિકેશન્સ: સિક્યુરિટી એલર્ટ્સ અને સિસ્ટમ સ્ટેટસ
સ્માર્ટ હોમ લક્ષણો:
ઓટોમેશન સિનેરિયોઝ:
- ગુડ મોર્નિંગ: લાઇટ્સ ઓન, કોફી મેકર સ્ટાર્ટ, થર્મોસ્ટેટ એડજસ્ટ
- અવે મોડ: બધી લાઇટ્સ ઓફ, સિક્યુરિટી આર્મ્ડ, થર્મોસ્ટેટ સેટબેક
- ગુડ નાઇટ: ડોર્સ લોક, લાઇટ્સ ડિમ, સિક્યુરિટી સેન્સર્સ એક્ટિવ
- મૂવી મોડ: લાઇટ્સ ડિમ, બ્લાઇન્ડ્સ ક્લોઝ, એન્ટરટેનમેન્ટ સિસ્ટમ ઓન
એનર્જી મેનેજમેન્ટ:
- લોડ મોનિટરિંગ: ડિવાઇસ દ્વારા એનર્જી ઉપયોગ ટ્રેક કરવું
- પીક શેવિંગ: ઊંચા ઇલેક્ટ્રિસિટી રેટ પીરિયડ્સ ટાળવા
- સોલાર ઇન્ટિગ્રેશન: સોલાર પેનલ્સ અને બેટરીઝ સાથે સમન્વય
- સ્માર્ટ એપ્લાયન્સીસ: ડિશવોશર, વોશર લો-કોસ્ટ અવર્સ દરમિયાન ચલાવવા
સિક્યુરિટી લક્ષણો:
- પેરિમીટર પ્રોટેક્શન: ડોર/વિન્ડો સેન્સર્સ, કેમેરાઝ
- ઇન્ટીરિયર પ્રોટેક્શન: મોશન સેન્સર્સ, ગ્લાસ બ્રેક ડિટેક્ટર્સ
- એક્સેસ કંટ્રોલ: સ્માર્ટ લોક્સ, કીપેડ એન્ટ્રી, વિઝિટર મેનેજમેન્ટ
- ઇમર્જન્સી રિસ્પોન્સ: સિક્યુરિટી કંપનીને ઓટોમેટિક એલર્ટ્સ
ફાયદા:
- કન્વીનિયન્સ: રિમોટ કંટ્રોલ અને ઓટોમેશન
- એનર્જી એફિશિયન્સી: ઓપ્ટિમાઇઝ્ડ ઉપયોગ પેટર્ન્સ
- સિક્યુરિટી: વધારેલા ઘર સુરક્ષા
- કમ્ફર્ટ: પર્સનલાઇઝ્ડ એનવાયરનમેન્ટ કંટ્રોલ
- પ્રોપર્ટી વેલ્યુ: વધારેલું ઘર મૂલ્ય
કમ્યુનિકેશન પ્રોટોકોલ્સ:
- WiFi: કેમેરાઝ અને સ્ટ્રીમિંગ માટે હાઇ બેન્ડવિડ્થ
- ZigBee: સેન્સર્સ માટે લો પાવર મેશ નેટવર્ક
- Z-Wave: ક્રિટિકલ ડિવાઇસ માટે વિશ્વસનીય મેશ
- બ્લૂટૂથ: શોર્ટ-રેન્જ ડાયરેક્ટ ડિવાઇસ કનેક્શન
ભવિષ્યના ટ્રેન્ડ્સ:
- AI ઇન્ટિગ્રેશન: બેટર ઓટોમેશન માટે મશીન લર્નિંગ
- એજ કમ્પ્યુટિંગ: ઝડપી રિસ્પોન્સ માટે લોકલ પ્રોસેસિંગ
- એનર્જી સ્ટોરેજ: બેટરી બેકઅપ અને ગ્રિડ સર્વિસીસ
- હેલ્થ મોનિટરિંગ: એર ક્વોલિટી, સ્લીપ ટ્રેકિંગ ઇન્ટિગ્રેશન
મેમરી ટ્રીક: “સ્માર્ટ હોમ્સ કંટ્રોલ એવરીથિંગ થ્રુ ઇન્ટરનેટ - કન્વીનિયન્સ કમ્ફર્ટ સિક્યુરિટી એફિશિયન્સી”