એમ્બેડેડ સિસ્ટમ (4343204) - સમર 2024 સોલ્યુશન

#

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

AVR સ્ટેટસ રજિસ્ટર દોરો.

જવાબ:

AVR સ્ટેટસ રજિસ્ટર (SREG) એરિથમેટિક ઓપરેશન્સના પરિણામની માહિતી ધરાવે છે અને ઇન્ટરપ્ટ્સને નિયંત્રિત કરે છે.

ડાયાગ્રામ:

• I (બિટ 7): ગ્લોબલ ઇન્ટરપ્ટ એનેબલ
• T (બિટ 6): બિટ કોપી સ્ટોરેજ
• H (બિટ 5): હાફ કેરી ફ્લેગ
• S (બિટ 4): સાઇન ફ્લેગ (S = N⊕V)
• V (બિટ 3): ટુ’સ કોમ્પલિમેન્ટ ઓવરફ્લો
• N (બિટ 2): નેગેટિવ ફ્લેગ
• Z (બિટ 1): ઝીરો ફ્લેગ
• C (બિટ 0): કેરી ફ્લેગ

યાદ રાખવાની ટિપ: “ઈ ટેક હેલ્થ સીરિયસલી, વેરી નાઈસ ઝીરો કેરી”

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

AVR માં હાર્વર્ડ આર્કિટેક્ચર સમજાવો.

જવાબ:

AVR માં હાર્વર્ડ આર્કિટેક્ચર પ્રોગ્રામ અને ડેટા મેમરી અલગ રાખે છે, જેનાથી બંને પર એક સાથે એક્સેસ કરી શકાય છે.

ડાયાગ્રામ:

graph TD
    CPU[CPU]
    PM[Program Memory]
    DM[Data Memory]
    CPU -->|Instruction Bus| PM
    CPU -->|Data Bus| DM

• Program Memory: Flash મેમરીમાં ઇન્સ્ટ્રક્શન્સ સ્ટોર કરે છે
• Data Memory: SRAM, રજિસ્ટર્સ અને I/O રજિસ્ટર્સ ધરાવે છે
• અલગ બસ: પ્રોગ્રામ અને ડેટા માટે અલગ બસ
• પેરેલલ એક્સેસ: એક સાથે ઇન્સ્ટ્રક્શન ફેચ અને ડેટા એક્સેસ કરી શકાય છે

યાદ રાખવાની ટિપ: “ડેટા અને પ્રોગ્રામ માટે અલગ જગ્યા”

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

રીયલ ટાઇમ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ ચર્ચો.

જવાબ:

રીયલ-ટાઇમ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ (RTOS) ચુસ્ત ટાઇમિંગ જરૂરિયાતો ધરાવતા ટાસ્ક્સનું મેનેજમેન્ટ કરે છે, અને નિશ્ચિત રિસ્પોન્સ ટાઇમ સુનિશ્ચિત કરે છે.

કોષ્ટક: RTOS ની મુખ્ય વિશેષતાઓ

• ટાસ્ક-બેઝ્ડ: પ્રોગ્રામને સ્વતંત્ર ટાસ્ક્સમાં વિભાજિત કરે છે
• ઇન્ટરપ્ટ હેન્ડલિંગ: બાહ્ય ઘટનાઓ માટે ઝડપી પ્રતિક્રિયા
• સિંક્રોનાઇઝેશન: ટાસ્ક કોઓર્ડિનેશન માટે સેમાફોર અને મ્યુટેક્સ પૂરા પાડે છે
• રિસોર્સ મેનેજમેન્ટ: રિસોર્સ કોન્ફ્લિક્ટ્સ અટકાવે છે
• નાનો ફૂટપ્રિન્ટ: મર્યાદિત હાર્ડવેર રિસોર્સ માટે ઓપ્ટિમાઇઝ કરેલ છે

યાદ રાખવાની ટિપ: “ટાસ્ક ચલાવે ચુસ્ત સમય પર”

પ્રશ્ન 1(ક OR) [7 ગુણ]

#

એમ્બેડેડ સિસ્ટમ માટે માઇક્રોકન્ટ્રોલર પસંદ કરવા માટેના ક્રાઈટેરીયા ચર્ચો.

જવાબ:

યોગ્ય માઇક્રોકન્ટ્રોલર પસંદ કરવા માટે એપ્લિકેશન જરૂરિયાતોને મેચ કરવા અનેક મુખ્ય પરિબળોનું મૂલ્યાંકન કરવું જરૂરી છે.

કોષ્ટક: માઇક્રોકન્ટ્રોલર પસંદગી માપદંડ

• એપ્લિકેશન નીડ્સ: કન્ટ્રોલરને ટાસ્કની જટિલતા સાથે મેચ કરવો
• રીયલ-ટાઇમ રિક્વાયરમેન્ટ: રિસ્પોન્સ ટાઇમની મર્યાદાઓ
• એન્વાયર્નમેન્ટલ ફેક્ટર્સ: તાપમાન, નોઇઝ, વાઇબ્રેશન
• ફોર્મ ફેક્ટર: ભૌતિક આકાર અને પેકેજિંગ
• ભવિષ્યની એક્સ્પાન્શન: ફીચર ગ્રોથ માટે જગ્યા

યાદ રાખવાની ટિપ: “પાવર, મેમરી, I/O, પેરિફેરલ્સ, કોસ્ટ”

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

એમ્બેડેડ સિસ્ટમ વ્યાખ્યાયીત કરો અને તેનો જનરલ બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ:

એમ્બેડેડ સિસ્ટમ એ એક ડેડિકેટેડ કમ્પ્યુટર સિસ્ટમ છે જે મોટી મિકેનિકલ કે ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમમાં ચોક્કસ કાર્યો માટે ડિઝાઇન કરેલ છે.

ડાયાગ્રામ:

• પ્રોસેસિંગ યુનિટ: માઇક્રોકન્ટ્રોલર/માઇક્રોપ્રોસેસર
• મેમરી: પ્રોગ્રામ અને ડેટા સ્ટોર કરે છે
• ઇનપુટ/આઉટપુટ: બાહ્ય દુનિયા સાથે ઇન્ટરફેસ

યાદ રાખવાની ટિપ: “પ્રોસેસિંગ મેમરી I/O પાવર”

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

દરેક પોર્ટ સાથે સંકળાયેલ I/O રજીસ્ટરની યાદી બનાવો.

જવાબ:

AVR માઇક્રોકન્ટ્રોલર દરેક I/O પોર્ટ કંટ્રોલ કરવા માટે ત્રણ મુખ્ય રજિસ્ટર ધરાવે છે.

કોષ્ટક: I/O પોર્ટ રજિસ્ટર્સ

• x દર્શાવે છે: A, B, C, D (પોર્ટનો અક્ષર)
• વધારાનાં સ્પેશિયલ: કેટલાક પોર્ટ્સ PCMSK (પિન ચેન્જ માસ્ક) રજિસ્ટર ધરાવે છે

યાદ રાખવાની ટિપ: “ડિરેક્શન, ડેટા, પિન રીડિંગ”

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

AVR માટેની ક્લોક અને રીસેટ સકીટ સમજાવો.

જવાબ:

ક્લોક અને રીસેટ સર્કિટ્સ AVR ઓપરેશન્સના યોગ્ય ઇનિશિયલાઇઝેશન અને ટાઇમિંગ સુનિશ્ચિત કરે છે.

ક્લોક સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

રીસેટ સર્કિટ:

• ક્લોક સોર્સ: એક્સટર્નલ ક્રિસ્ટલ, RC ઓસિલેટર, અથવા ઇન્ટરનલ ઓસિલેટર
• ક્રિસ્ટલ: ચોક્કસ ટાઇમિંગ પૂરું પાડે છે (1-16 MHz)
• રીસેટ પિન: સિસ્ટમ રીસ્ટાર્ટ માટે એક્ટિવ-લો ઇનપુટ
• પાવર-ઓન રીસેટ: પાવર આપતી વખતે ઓટોમેટિક રીસેટ
• બ્રાઉન-આઉટ ડિટેક્શન: જો વોલ્ટેજ નિશ્ચિત થ્રેશોલ્ડથી નીચે જાય તો રીસેટ

યાદ રાખવાની ટિપ: “ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટ કરે, રીસેટ શરૂઆત કરાવે”

પ્રશ્ન 2(અ OR) [3 ગુણ]

#

એમ્બેડેડ સિસ્ટમની લાક્ષણિકતાઓ લખો.

જવાબ:

એમ્બેડેડ સિસ્ટમની અનન્ય લાક્ષણિકતાઓ તેને જનરલ-પરપઝ કમ્પ્યુટરથી અલગ પાડે છે.

કોષ્ટક: એમ્બેડેડ સિસ્ટમની લાક્ષણિકતાઓ

• લાંબું આયુષ્ય: ઘણીવાર વર્ષો સુધી હસ્તક્ષેપ વિના કામ કરે છે
• ઘણીવાર છુપાયેલ: મોટી સિસ્ટમમાં એકીકૃત

યાદ રાખવાની ટિપ: “સિંગલ, રીયલ-ટાઇમ, રિસોર્સ-મર્યાદિત, વિશ્વસનીય”

પ્રશ્ન 2(બ OR) [4 ગુણ]

#

ડેટા આઉટપુટ અને ઇનપુટ કરવામાં DDRx રજીસ્ટરની ભૂમિકાની ચર્ચા કરો.

જવાબ:

DDRx (ડેટા ડાઇરેક્શન રજિસ્ટર) પોર્ટ x ના દરેક પિનને ઇનપુટ કે આઉટપુટ તરીકે કન્ફિગર કરે છે.

કોષ્ટક: I/O ઓપરેશન્સમાં DDRx ની ભૂમિકા

• ડિરેક્શન કંટ્રોલ: 1 = આઉટપુટ, 0 = ઇનપુટ
• પિન-સ્પેસિફિક: દરેક બિટ વ્યક્તિગત પિન નિયંત્રિત કરે છે
• ઇનિશિયલ સ્ટેટ: ડિફોલ્ટ ઇનપુટ (બધા 0s) છે

યાદ રાખવાની ટિપ: “ડિરેક્શન નક્કી કરે ડેટા ફ્લો”

પ્રશ્ન 2(ક OR) [7 ગુણ]

#

ATmega32નો પીન ડાયાગ્રામ દોરી સમજાવો.

જવાબ:

ATmega32 એ 40 પિન ધરાવતો લોકપ્રિય 8-બિટ AVR માઇક્રોકન્ટ્રોલર છે જે વિવિધ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરે છે.

ડાયાગ્રામ:

• પોર્ટ A (PA0-PA7): 8-બિટ બાયડાયરેક્શનલ પોર્ટ ADC ઇનપુટ સાથે
• પોર્ટ B (PB0-PB7): 8-બિટ પોર્ટ SPI, ટાઇમર્સ, અને એક્સટર્નલ ઇન્ટરપ્ટ સાથે
• પોર્ટ C (PC0-PC7): 8-બિટ બાયડાયરેક્શનલ પોર્ટ TWI સપોર્ટ સાથે
• પોર્ટ D (PD0-PD7): 8-બિટ પોર્ટ USART, એક્સટર્નલ ઇન્ટરપ્ટ, અને PWM સાથે
• પાવર/ગ્રાઉન્ડ: VCC, GND, AVCC, AREF
• ક્લોક: XTAL1/XTAL2 એક્સટર્નલ ઓસિલેટર માટે
• રીસેટ: એક્ટિવ-લો રીસેટ ઇનપુટ

યાદ રાખવાની ટિપ: “ABCD પોર્ટ્સ, પાવર, ક્લોક, રીસેટની ચારે બાજુ”

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

ATmega32 માટે પ્રોગ્રામ કાઉન્ટર (PC) રજિસ્ટર સમજાવો.

જવાબ:

પ્રોગ્રામ કાઉન્ટર (PC) એ 16-બિટ રજિસ્ટર છે જે એક્ઝિક્યુટ કરવા માટેના આગામી ઇન્સ્ટ્રક્શનના એડ્રેસને ટ્રેક કરે છે.

ડાયાગ્રામ:

• ફંક્શન: પ્રોગ્રામ મેમરીમાં આગામી ઇન્સ્ટ્રક્શન તરફ પોઇન્ટ કરે છે
• સાઇઝ: 16-બિટ (64K શબ્દો સુધી એડ્રેસ કરી શકાય)
• ઓટો-ઇન્ક્રિમેન્ટ: ઇન્સ્ટ્રક્શન ફેચ પછી આપોઆપ વધે છે
• જમ્પ કંટ્રોલ: બ્રાન્ચ અને જમ્પ ઇન્સ્ટ્રક્શન્સ દ્વારા મોડિફાય થાય છે

યાદ રાખવાની ટિપ: “કોડ એક્ઝિક્યુશન તરફ પોઇન્ટ કરે”

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

EEPROM ના 0x005F લોકેશન પરથી ડેટા રીડ કરી PORTB પર મોકલવા માટે AVR C પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

#include <avr/io.h>
#include <avr/eeprom.h>

int main(void)
{
    // PORTB ને આઉટપુટ તરીકે સેટ કરો
    DDRB = 0xFF;
    
    // EEPROM લોકેશન 0x005F પરથી વાંચો અને PORTB પર આઉટપુટ કરો
    PORTB = eeprom_read_byte((uint8_t*)0x005F);
    
    while(1) {
        // મુખ્ય લૂપ
    }
    return 0;
}

• DDRB = 0xFF: બધા PORTB પિન્સને આઉટપુટ તરીકે કન્ફિગર કરે છે
• eeprom_read_byte(): EEPROM વાંચવા માટે AVR લાઇબ્રેરી ફંક્શન
• while(1): આઉટપુટ જાળવવા માટે અનંત લૂપ

યાદ રાખવાની ટિપ: “ડિરેક્શન, EEPROM વાંચો, પોર્ટ પર આઉટપુટ”

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

TCCR0 રજિસ્ટર દોરી વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

ટાઇમર/કાઉન્ટર કંટ્રોલ રજિસ્ટર 0 (TCCR0) ટાઇમર/કાઉન્ટર0ના ઓપરેશનને કંટ્રોલ કરે છે.

ડાયાગ્રામ:

કોષ્ટક: TCCR0 બિટ્સ ફંક્શન

• WGM01:0: નોર્મલ, CTC, અથવા PWM મોડ પસંદ કરે છે
• COM01:0: કમ્પેર મેચ પર OC0 પિન વર્તણૂક વ્યાખ્યાયિત કરે છે
• CS02:0: ક્લોક સોર્સ અને પ્રીસ્કેલર સેટ કરે છે (1, 8, 64, 256, 1024)

યાદ રાખવાની ટિપ: “ફોર્સિંગ વેવફોર્મ્સ, કમ્પેરિંગ, સિલેક્ટિંગ ક્લોક”

પ્રશ્ન 3(અ OR) [3 ગુણ]

#

AVR ડેટા મેમરી સમજાવો.

જવાબ:

AVR ડેટા મેમરીમાં વિવિધ પ્રકારના ડેટા સ્ટોરેજ માટે અનેક સેક્શન્સ હોય છે.

ડાયાગ્રામ:

graph TD
    A[AVR ડેટા મેમરી]
    A --> B[રજિસ્ટર્સ]
    A --> C[I/O રજિસ્ટર્સ]
    A --> D[ઇન્ટરનલ SRAM]
    A --> E[EEPROM]

• રજિસ્ટર્સ: 32 જનરલ-પરપઝ રજિસ્ટર્સ (R0-R31)
• I/O મેમરી: પેરિફેરલ્સ માટે સ્પેશિયલ ફંક્શન રજિસ્ટર્સ
• SRAM: વેરિએબલ્સ માટે ઇન્ટરનલ RAM (વોલેટાઇલ)
• EEPROM: સાતત્યપૂર્ણ ડેટા માટે નોન-વોલેટાઇલ મેમરી

યાદ રાખવાની ટિપ: “રજિસ્ટર્સ I/O SRAM EEPROM”

પ્રશ્ન 3(બ OR) [4 ગુણ]

#

EEPROM ના 0x005F લોકેશન પર ‘G’ સ્ટોર કરવા માટે AVR C પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

#include <avr/io.h>
#include <avr/eeprom.h>

int main(void)
{
    // 'G' કેરેક્ટરને EEPROM લોકેશન 0x005F પર સ્ટોર કરો
    eeprom_write_byte((uint8_t*)0x005F, 'G');
    
    while(1) {
        // મુખ્ય લૂપ
    }
    return 0;
}

• eeprom_write_byte(): EEPROM માં લખવા માટે AVR લાઇબ્રેરી ફંક્શન
• ‘G’: ASCII વેલ્યુ 71 (0x47) EEPROM માં સ્ટોર થાય છે
• 0x005F: ટાર્ગેટ EEPROM એડ્રેસ
• while(1): લખ્યા પછી અનંત લૂપ

યાદ રાખવાની ટિપ: “એક વાર લખો, હંમેશા માટે યાદ રાખો”

પ્રશ્ન 3(ક OR) [7 ગુણ]

#

TIFR રજિસ્ટર દોરી વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

ટાઇમર/કાઉન્ટર ઇન્ટરપ્ટ ફ્લેગ રજિસ્ટર (TIFR) ટાઇમર ઇવેન્ટ્સ સૂચવતા ફ્લેગ ધરાવે છે.

ડાયાગ્રામ:

કોષ્ટક: TIFR બિટ્સ ફંક્શન

• TOV0: ટાઇમર0 ઓવરફ્લો થતાં સેટ થાય છે, ISR એક્ઝિક્યુટ થતાં ક્લિયર થાય છે
• TOV2: ટાઇમર2 ઓવરફ્લો થતાં સેટ થાય છે
• OCF2: ટાઇમર2 કમ્પેર મેચ થતાં સેટ થાય છે
• ફ્લેગ ક્લિયરિંગ: ફ્લેગ ક્લિયર કરવા બિટને ‘1’ લખો

યાદ રાખવાની ટિપ: “ટાઇમર્સ ઓવરફ્લો, કમ્પેરિઝન ફ્લેગ”

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

AVRમાં ટાઇમ ડીલે જનરેટ કરવાની વિવિધ રીતો લખો.

જવાબ:

AVR માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ ટાઇમ ડિલે જનરેટ કરવા માટે અનેક પદ્ધતિઓ ઓફર કરે છે.

કોષ્ટક: ડિલે જનરેશન પદ્ધતિઓ

• સોફ્ટવેર: સરળ પરંતુ ઓપ્ટિમાઇઝેશન્સથી અસર પામે
• હાર્ડવેર: વધુ ચોક્કસ પરંતુ ટાઇમર સેટઅપની જરૂર
• લાઇબ્રેરી: સુવિધાજનક પરંતુ કોન્સ્ટન્ટ વેલ્યુ સુધી મર્યાદિત

યાદ રાખવાની ટિપ: “લૂપ્સ, ઇન્ટરપ્ટ્સ, પોલિંગ, ફંક્શન્સ”

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

LM35નુ ATmega32 સાથે ઇન્ટરફેસિંગ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

LM35 એ તાપમાનના પ્રમાણસર એનાલોગ વોલ્ટેજ આઉટપુટ આપતો તાપમાન સેન્સર છે.

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

• કનેક્શન: LM35 આઉટપુટ ATmega32 ના ADC0 (PA0) પર
• સ્કેલિંગ: 10mV/°C આઉટપુટ (0°C = 0V, 25°C = 250mV)
• ADC સેટઅપ: ADC0 પસંદ કરવા ADMUX કન્ફિગર કરો
• ગણતરી: તાપમાન = (ADC_value * 5 * 100) / 1024

યાદ રાખવાની ટિપ: “એનાલોગ વોલ્ટેજ તાપમાન બદલે”

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

MAX7221નુ ATmega32 સાથે ઇન્ટરફેસિંગ વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

MAX7221 એ SPI કમ્યુનિકેશન દ્વારા AVR સાથે જોડાતી LED ડિસ્પ્લે ડ્રાઇવર IC છે.

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

કોષ્ટક: કનેક્શન્સ અને ફંક્શનાલિટી

• SPI મોડ: માસ્ટર મોડ, MSB ફર્સ્ટ
• ઇનિશિયલાઇઝેશન: ડિકોડ મોડ, ઇન્ટેન્સિટી, સ્કેન લિમિટ સેટ કરે
• ડેટા ટ્રાન્સફર: એડ્રેસ બાય્ટ પછી ડેટા બાય્ટ મોકલે
• મલ્ટિપ્લેક્સિંગ: 8 ડિજિટ્સ સુધી ડ્રાઇવ કરી શકે
• બ્રાઇટનેસ કંટ્રોલ: ઇન્ટેન્સિટી રજિસ્ટર દ્વારા 16 લેવલ

યાદ રાખવાની ટિપ: “ક્લોક ડેટા લોડ ડિસ્પ્લે મોકલો”

પ્રશ્ન 4(અ OR) [3 ગુણ]

#

MAX232 લાઈન ડ્રાઈવર સમજાવો.

જવાબ:

MAX232 એ TTL/CMOS લોજિક લેવલ્સને RS-232 વોલ્ટેજ લેવલ્સમાં સીરિયલ કમ્યુનિકેશન માટે કન્વર્ટ કરતી IC છે.

ડાયાગ્રામ:

• વોલ્ટેજ કન્વર્ઝન: TTL (0/5V) થી RS-232 (±12V)
• ચાર્જ પમ્પ્સ: જરૂરી વોલ્ટેજ જનરેટ કરવા કેપેસિટર્સ વાપરે છે
• એપ્લિકેશન્સ: PC, મોડેમ સાથે સીરિયલ કમ્યુનિકેશન
• બાયડાયરેક્શનલ: ટ્રાન્સમિટ અને રિસીવ બંને સિગ્નલ હેન્ડલ કરે છે

યાદ રાખવાની ટિપ: “TTL થી RS-232 કન્વર્ઝન”

પ્રશ્ન 4(બ OR) [4 ગુણ]

#

ADMUX રજીસ્ટર સમજાવો.

જવાબ:

ADC મલ્ટિપ્લેક્સર સિલેક્શન રજિસ્ટર (ADMUX) એનાલોગ ઇનપુટ ચેનલ સિલેક્શન અને રિઝલ્ટ ફોર્મેટ કંટ્રોલ કરે છે.

ડાયાગ્રામ:

કોષ્ટક: ADMUX બિટ ફંક્શન્સ

• REFS1:0: વોલ્ટેજ રેફરન્સ (AREF, AVCC, ઇન્ટરનલ) પસંદ કરે
• ADLAR: ADC રજિસ્ટર્સમાં રિઝલ્ટ એલાઇનમેન્ટ
• MUX3:0: ઇનપુટ ચેનલ (ADC0-ADC7) પસંદ કરે

યાદ રાખવાની ટિપ: “રેફરન્સ, એલાઇનમેન્ટ, મલ્ટિપ્લેક્સર”

પ્રશ્ન 4(ક OR) [7 ગુણ]

#

AVRની Two Wire serial Interface (TWI)ની ચર્ચા કરો.

જવાબ:

ટુ વાયર ઇન્ટરફેસ (TWI) એ પેરિફેરલ ડિવાઇસ સાથે કમ્યુનિકેશન માટે AVRનો I²C પ્રોટોકોલનો અમલ છે.

ડાયાગ્રામ:

graph LR
    A[માસ્ટર AVR] -- SDA --- B[સ્લેવ 1]
    A -- SCL --- B
    B -- SDA --- C[સ્લેવ 2]
    B -- SCL --- C

કોષ્ટક: TWI લાક્ષણિકતાઓ

• બાયડાયરેક્શનલ: બંને ડિવાઇસ ટ્રાન્સમિટ અને રિસીવ કરી શકે
• રજિસ્ટર્સ: TWBR, TWCR, TWSR, TWDR, TWAR
• ACK/NACK: વિશ્વસનીય ટ્રાન્સફર માટે એક્નોલેજમેન્ટ
• સ્ટાર્ટ/સ્ટોપ: ટ્રાન્સમિશન શરૂ/સમાપ્ત કરવા માટે ખાસ કન્ડિશન્સ
• સામાન્ય ઉપયોગ: EEPROM, RTC, સેન્સર્સ, ડિસ્પ્લે

યાદ રાખવાની ટિપ: “સીરિયલ ક્લોક અને ડેટા ટ્રાન્સફર”

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

L293D મોટર ડ્રાઇવરનો ઉપયોગ કરી DC મોટરને ATmega32 સાથે ઇન્ટરફેસ કરવા માટે સર્કિટ ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ:

L293D માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ સાથે DC મોટર કંટ્રોલ કરવા માટે બાયડાયરેક્શનલ ડ્રાઇવ કરંટ પ્રદાન કરે છે.

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

• કંટ્રોલ પિન્સ: PD0, PD1 મોટર દિશા નિયંત્રિત કરે છે
• ડ્રાઇવર પાવર: લોજિક અને મોટર માટે અલગ
• H-બ્રિજ: ફોરવર્ડ/રિવર્સ ઓપરેશન સક્ષમ કરે છે
• એનેબલ પિન: PWM સ્પીડ કંટ્રોલ માટે વાપરી શકાય

યાદ રાખવાની ટિપ: “બ્રિજ દ્વારા દિશા નિયંત્રણ”

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

ATmega32 માં ઓન ચિપ ADCની લાક્ષણિકતા લખો.

જવાબ:

ATmega32 એનાલોગ સિગ્નલ્સ માપવા માટે વર્સેટાઇલ એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર ધરાવે છે.

કોષ્ટક: ATmega32 ADC ફીચર્સ

• સક્સેસિવ એપ્રોક્સિમેશન: કન્વર્ઝન ટેકનિક
• મલ્ટિપ્લેક્સર: 8 ઇનપુટ ચેનલ્સ વચ્ચે પસંદ કરે છે
• ઇન્ટરપ્ટ: પૂર્ણ થયા પર વૈકલ્પિક ઇન્ટરપ્ટ
• સેમ્પલિંગ રેટ: મહત્તમ રેઝોલ્યુશન પર 15 KSPS સુધી

યાદ રાખવાની ટિપ: “મલ્ટિપલ ચેનલ્સ, ટેન-બિટ રેઝોલ્યુશન”

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

સ્માર્ટ ઇરીગેશન સિસ્ટમ સમજાવો.

જવાબ:

સ્માર્ટ ઇરીગેશન સિસ્ટમ માઇક્રોકન્ટ્રોલર ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓના આધારે વોટરિંગને ઓટોમેટ કરે છે.

ડાયાગ્રામ:

graph TD
    A[ATmega32] --> B[સોઇલ મોઇસ્ચર સેન્સર]
    A --> C[તાપમાન સેન્સર]
    A --> D[ભેજ સેન્સર]
    A --> E[વોટર પમ્પ કંટ્રોલ]
    A --> F[વાલ્વ કંટ્રોલ]
    A --> G[LCD ડિસ્પ્લે]
    H[RTC મોડ્યુલ] --> A

કોષ્ટક: સિસ્ટમ કોમ્પોનન્ટ્સ

• એડેપ્ટિવ કંટ્રોલ: પરિસ્થિતિઓના આધારે વોટરિંગ એડજસ્ટ કરે છે
• વોટર કન્ઝર્વેશન: માત્ર જરૂરી પ્રમાણમાં પાણીનો ઉપયોગ કરે છે
• રિમોટ મોનિટરિંગ: વૈકલ્પિક WiFi/GSM કનેક્ટિવિટી
• ડેટા લોગિંગ: ભેજના સ્તર અને વોટરિંગ ઇવેન્ટ્સની નોંધ રાખે છે
• બેટરી બેકઅપ: પાવર આઉટેજ દરમિયાન ઓપરેશન સુનિશ્ચિત કરે છે

યાદ રાખવાની ટિપ: “ભેજ સેન્સ કરો, પાણી ઓટોમેટિક કંટ્રોલ કરો”

પ્રશ્ન 5(અ OR) [3 ગુણ]

#

L293D મોટર ડ્રાઇવર IC નો પિન ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

L293D એ મોટર્સ અને અન્ય ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સ કંટ્રોલ કરવા માટે વપરાતી ક્વાડ્રુપલ હાફ-H ડ્રાઇવર IC છે.

ડાયાગ્રામ:

• VCC1 (પિન 16): લોજિક સપ્લાય વોલ્ટેજ (5V)
• VCC2 (પિન 8): મોટર સપ્લાય વોલ્ટેજ (4.5V-36V)
• EN1/EN2: એનેબલ ઇનપુટ્સ (સ્પીડ કંટ્રોલ માટે PWM થઈ શકે)
• IN1-IN4: દિશા નિયંત્રિત કરવા માટે લોજિક ઇનપુટ્સ
• OUT1-OUT4: મોટર્સ કનેક્ટ કરવા માટે આઉટપુટ્સ
• GND: ગ્રાઉન્ડ કનેક્શન્સ

યાદ રાખવાની ટિપ: “એનેબલ, ઇનપુટ, આઉટપુટ, પાવર”

પ્રશ્ન 5(બ OR) [4 ગુણ]

#

AVR માં ADC સાથે સંકળાયેલ રજીસ્ટરોની યાદી બનાવો.

જવાબ:

AVRની ADC સિસ્ટમ તેના ઓપરેશન કંટ્રોલ કરવા અને પરિણામો સ્ટોર કરવા માટે અનેક રજિસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરે છે.

કોષ્ટક: ADC રજિસ્ટર્સ

• ADMUX: ચેનલ અને રેફરન્સ સિલેક્શન
• ADCSRA: ADC એનેબલ, કન્વર્ઝન સ્ટાર્ટ, પ્રીસ્કેલર
• ADCH/ADCL: રિઝલ્ટ રજિસ્ટર્સ (10-બિટ વેલ્યુ)
• SFIOR: ઓટો-ટ્રિગર સોર્સ (ટાઇમર, એક્સટર્નલ)

યાદ રાખવાની ટિપ: “મલ્ટિપ્લેક્સર કંટ્રોલ કરે અને રિઝલ્ટ મેળવે”

પ્રશ્ન 5(ક OR) [7 ગુણ]

#

IoT આધારિત હોમ ઓટોમેશન સિસ્ટમ સમજાવો.

જવાબ:

IoT હોમ ઓટોમેશન ઘરના ઉપકરણોને રિમોટ મોનિટરિંગ અને કંટ્રોલ માટે ઇન્ટરનેટ સાથે જોડે છે.

ડાયાગ્રામ:

graph TD
    A[ઇન્ટરનેટ] --- B[WiFi ગેટવે]
    B --- C[AVR કંટ્રોલર]
    C --- D[લાઇટ કંટ્રોલ]
    C --- E[પંખા કંટ્રોલ]
    C --- F[દરવાજા લોક]
    C --- G[તાપમાન સેન્સર્સ]
    C --- H[મોશન સેન્સર્સ]
    B --- I[મોબાઇલ એપ]
    B --- J[ક્લાઉડ સર્વિસીસ]

કોષ્ટક: સિસ્ટમ કોમ્પોનન્ટ્સ

• રિમોટ એક્સેસ: ગમે ત્યાંથી ઘર કંટ્રોલ કરો
• શેડ્યુલિંગ: સમય આધારિત ડિવાઇસ ઓપરેશન ઓટોમેટ કરો
• વોઇસ કંટ્રોલ: ડિજિટલ આસિસ્ટન્ટ સાથે એકીકરણ
• એનર્જી મોનિટરિંગ: પાવર કન્ઝમ્પશન ટ્રેક કરો
• સિક્યુરિટી: અસામાન્ય પ્રવૃત્તિઓ માટે એલર્ટ
• સીન સેટિંગ: અનેક ડિવાઇસનું વન-ટચ કંટ્રોલ

યાદ રાખવાની ટિપ: “કનેક્ટ, કંટ્રોલ, ઓટોમેટ, મોનિટર”