એમ્બેડેડ સિસ્ટમ (4343204) - ઉનાળો 2025 ઉકેલ

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

રીઅલ ટાઇમ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમની લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: RTOS લાક્ષણિકતાઓ

• નિર્ધારિત વર્તન: સિસ્ટમ ગેરંટીવાળા સમય મર્યાદામાં પ્રતિસાદ આપે છે
• મલ્ટિટાસ્કિંગ સપોર્ટ: બહુવિધ કાર્યો પ્રાથમિકતા સાથે સમાંતર ચાલે છે
• ઇન્ટરપ્ટ હેન્ડલિંગ: બાહ્ય ઘટનાઓને ઝડપી પ્રતિસાદ

સ્મરણ સહાયક: “RTOS કાર્યો યોગ્ય રીતે વિતરિત કરે છે”

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

AVR I/O પોર્ટ રજિસ્ટરનું વર્ણન કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: AVR I/O પોર્ટ રજિસ્ટર

• DDRx રજિસ્ટર: પિન દિશા નિયંત્રિત કરે છે (0=ઇનપુટ, 1=આઉટપુટ)
• PORTx રજિસ્ટર: આઉટપુટ મૂલ્યો સેટ કરે છે અથવા pull-up રેઝિસ્ટર સક્રિય કરે છે
• PINx રજિસ્ટર: ઇનપુટ ઓપરેશન માટે વર્તમાન પિન સ્થિતિ વાંચે છે

સ્મરણ સહાયક: “દિશા, પોર્ટ, પિન - DPP”

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

વિવિધ AVR માઇક્રોકન્ટ્રોલરની સરખામણી કરો અને એમ્બેડેડ સિસ્ટમ માટે માઇક્રોકન્ટ્રોલર પસંદ કરવા માટે કયા પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ?

જવાબ:

કોષ્ટક: AVR માઇક્રોકન્ટ્રોલર સરખામણી

પસંદગીના પરિબળો:

• પ્રોસેસિંગ સ્પીડ: એપ્લિકેશન માટે ક્લોક ફ્રીક્વન્સી જરૂરિયાત
• મેમરી જરૂરિયાત: પ્રોગ્રામ અને ડેટા સ્ટોરેજની જરૂર
• I/O જરૂરિયાત: ઇન્ટરફેસિંગ માટે જરૂરી પિનોની સંખ્યા
• પાવર વપરાશ: પોર્ટેબલ ઉપકરણો માટે બેટરી જીવનની વિચારણા
• કિંમત પરિબળ: બજેટ મર્યાદા અને વોલ્યુમ જરૂરિયાત
• ડેવલપમેન્ટ ટૂલ્સ: કમ્પાઇલર અને ડીબગરની ઉપલબ્ધતા

સ્મરણ સહાયક: “સ્પીડ, મેમરી, I/O, પાવર, કિંમત, ટૂલ્સ - SMIPCT”

પ્રશ્ન 1(ક અથવા) [7 ગુણ]

#

એમ્બેડેડ સિસ્ટમનો સામાન્ય બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ:

ઘટકો:

• ઇનપુટ વિભાગ: સેન્સર અને સ્વિચ સિસ્ટમને ડેટા પ્રદાન કરે છે
• પ્રોસેસિંગ યુનિટ: માઇક્રોકન્ટ્રોલર પ્રોગ્રામ ચલાવે છે અને ઓપરેશન કંટ્રોલ કરે છે
• આઉટપુટ વિભાગ: પરિણામો દર્શાવે છે અને બાહ્ય ઉપકરણો કંટ્રોલ કરે છે
• પાવર સપ્લાય: બધા ઘટકોને નિયંત્રિત પાવર પ્રદાન કરે છે
• મેમરી: પ્રોગ્રામ કોડ અને ડેટાને કાયમી ધોરણે સંગ્રહિત કરે છે
• કમ્યુનિકેશન: સીરીયલ/વાયરલેસ દ્વારા બાહ્ય સિસ્ટમ સાથે ઇન્ટરફેસ

સ્મરણ સહાયક: “ઇનપુટ, પ્રોસેસ, આઉટપુટ, પાવર, મેમરી, કમ્યુનિકેશન - IPOPMC”

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

ATMega32 ના EEPROM સાથે SRAM ની સરખામણી કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: SRAM વિ EEPROM સરખામણી

• ડેટા રીટેન્શન: SRAM પાવર-ઓફ પર ડેટા ખોવાય છે, EEPROM ડેટા જાળવે છે
• ઉપયોગ હેતુ: SRAM વેરિએબલ માટે, EEPROM કૉન્ફિગરેશન ડેટા માટે

સ્મરણ સહાયક: “SRAM ઝડપી પણ ભૂલી જાય, EEPROM ટકી રહે”

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

ટાઈમર/કાઉન્ટર 0 ઑપરેશન મોડની સૂચિ બનાવો અને કોઈપણને સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: Timer0 ઑપરેશન મોડ

સામાન્ય મોડ સમજૂતી:

• કાઉન્ટર ઑપરેશન: સતત 0x00 થી 0xFF સુધી ગણતરી કરે છે
• ઓવરફ્લો ફ્લેગ: કાઉન્ટર 0x00 પર ઓવરફ્લો થાય છે ત્યારે TOV0 ફ્લેગ સેટ થાય છે
• ઇન્ટરપ્ટ જનરેશન: ઓવરફ્લો કન્ડિશન પર ઇન્ટરપ્ટ જનરેટ કરી શકે છે

સ્મરણ સહાયક: “સામાન્ય ગણે, PWM પલ્સ કરે, CTC ક્લિયર કરે”

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

સ્કેચ સાથે, ATmega32 ની દરેક પિનનું કાર્ય ઓળખો અને લખો.

જવાબ:

આકૃતિ: ATmega32 પિન કૉન્ફિગરેશન

પિન કાર્યો:

• પોર્ટ A: 8-બિટ ADC ઇનપુટ પિન (PA0-PA7)
• પોર્ટ B: SPI કમ્યુનિકેશન અને ટાઇમર કાર્યો
• પોર્ટ C: JTAG ઇન્ટરફેસ અને I2C કમ્યુનિકેશન
• પોર્ટ D: UART કમ્યુનિકેશન અને બાહ્ય ઇન્ટરપ્ટ
• પાવર પિન: VCC, GND, AVCC એનાલોગ સપ્લાય માટે
• ક્રિસ્ટલ પિન: XTAL1, XTAL2 બાહ્ય ઓસિલેટર માટે

સ્મરણ સહાયક: “એનાલોગ-A, બસ-B, કમ્યુનિકેશન-C, ડેટા-D”

પ્રશ્ન 2(અ અથવા) [3 ગુણ]

#

ATmega32 ની ડેટા મેમરીની રચના સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: ATmega32 મેમરી ઓર્ગેનાઈઝેશન

• સામાન્ય હેતુ રજિસ્ટર: અંકગણિત ઓપરેશન માટે R0-R31
• I/O મેમરી જગ્યા: પેરિફેરલ માટે કંટ્રોલ રજિસ્ટર
• આંતરિક SRAM: પ્રોગ્રામ એક્ઝિક્યુશન દરમિયાન વેરિએબલ સ્ટોરેજ

સ્મરણ સહાયક: “રજિસ્ટર, I/O, SRAM - RIS”

પ્રશ્ન 2(બ અથવા) [4 ગુણ]

#

ટાઈમર/કાઉન્ટર 0 ના TIFR અને TCCR રજિસ્ટર દોરો.

જવાબ:

આકૃતિ: Timer0 રજિસ્ટર

બિટ કાર્યો:

• TOV0: Timer0 ઓવરફ્લો ફ્લેગ બિટ
• OCF0: Timer0 આઉટપુટ કંપેર મેચ ફ્લેગ
• CS02:CS00: પ્રીસ્કેલર માટે ક્લોક સિલેક્ટ બિટ
• WGM01:WGM00: વેવફોર્મ જનરેશન મોડ બિટ

સ્મરણ સહાયક: “TIFR ફ્લેગ બતાવે, TCCR ક્લોક કંટ્રોલ કરે”

પ્રશ્ન 2(ક અથવા) [7 ગુણ]

#

AVR માઇક્રોકન્ટ્રોલરનો સામાન્ય બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: AVR આર્કિટેક્ચર

ઘટકો:

• CPU કોર: ઇન્સ્ટ્રક્શન એક્ઝિક્યુટ કરે છે અને સિસ્ટમ ઓપરેશન કંટ્રોલ કરે છે
• પ્રોગ્રામ મેમરી: બિન-અસ્થિર flash માં એપ્લિકેશન કોડ સ્ટોર કરે છે
• ડેટા મેમરી: વેરિએબલ અને સ્ટેક માટે અસ્થાયી સ્ટોરેજ
• ALU: અંકગણિત અને તાર્કિક ઓપરેશન કરે છે
• રજિસ્ટર ફાઇલ: 32 સામાન્ય-હેતુ વર્કિંગ રજિસ્ટર
• I/O સિસ્ટમ: બાહ્ય હાર્ડવેર ઘટકો સાથે ઇન્ટરફેસ
• પેરિફેરલ: બિલ્ટ-ઇન મોડ્યુલ જેમ કે ટાઇમર, UART, ADC

સ્મરણ સહાયક: “CPU પ્રોગ્રામ, ડેટા, I/O, પેરિફેરલ કંટ્રોલ કરે - CPDIP”

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

10 ms વિલંબ સાથે સતત પોર્ટ B ના તમામ બિટ્સને ટૉગલ કરવા માટે AVR C પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

int main()
{
    DDRB = 0xFF;        // પોર્ટ B ને આઉટપુટ તરીકે સેટ કરો
    
    while(1)
    {
        PORTB = 0xFF;    // બધા બિટ હાઇ સેટ કરો
        _delay_ms(10);   // 10ms વિલંબ
        PORTB = 0x00;    // બધા બિટ લો સેટ કરો
        _delay_ms(10);   // 10ms વિલંબ
    }
}

મુખ્ય મુદ્દાઓ:

• DDRB = 0xFF: પોર્ટ B ના બધા પિનને આઉટપુટ તરીકે કૉન્ફિગર કરે છે
• PORTB ટૉગલ: 0xFF અને 0x00 વચ્ચે બદલાય છે

સ્મરણ સહાયક: “DDR દિશા, PORT આઉટપુટ”

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

MAX232 નું કાર્ય સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: MAX232 કાર્યો

• વોલ્ટેજ કન્વર્ઝન: 0-5V TTL ને ±12V RS232 લેવલમાં કન્વર્ટ કરે છે
• સીરીયલ કમ્યુનિકેશન: માઇક્રોકન્ટ્રોલરને PC સાથે કમ્યુનિકેટ કરવા સક્ષમ બનાવે છે
• ડ્યુઅલ ચેનલ: બે-દિશાવાળી કમ્યુનિકેશનને સમાંતર સપોર્ટ કરે છે

સ્મરણ સહાયક: “MAX232 માઇક્રોકન્ટ્રોલરને PC સાથે મળાવે છે”

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

કેટલાક વિલંબ સાથે સતત PORTC ના તમામ બિટ્સને ટૉગલ કરવા માટે AVR C પ્રોગ્રામ લખો. વિલંબ જનરેટ કરવા માટે પ્રીસ્કેલર વિકલ્પ વગર અને ટાઈમર 0, મોડ 0 નો ઉપયોગ કરવો.

જવાબ:

#include <avr/io.h>

void timer0_delay()
{
    TCNT0 = 0;          // કાઉન્ટર ઇનિશિયલાઇઝ કરો
    TCCR0 = 0x01;       // કોઈ પ્રીસ્કેલર નહીં, સામાન્ય મોડ
    while(!(TIFR & (1<<TOV0))); // ઓવરફ્લો માટે રાહ જુઓ
    TIFR |= (1<<TOV0);  // ઓવરફ્લો ફ્લેગ ક્લિયર કરો
    TCCR0 = 0;          // ટાઇમર સ્ટોપ કરો
}

int main()
{
    DDRC = 0xFF;        // પોર્ટ C આઉટપુટ તરીકે
    
    while(1)
    {
        PORTC = 0xFF;    // બધા બિટ હાઇ
        for(int i=0; i<100; i++)
            timer0_delay(); // બહુવિધ વિલંબ
            
        PORTC = 0x00;    // બધા બિટ લો
        for(int i=0; i<100; i++)
            timer0_delay(); // બહુવિધ વિલંબ
    }
}

મુખ્ય લક્ષણો:

• Timer0 સામાન્ય મોડ: 0 થી 255 સુધી ગણે છે પછી ઓવરફ્લો
• કોઈ પ્રીસ્કેલર નહીં: ટાઇમર સિસ્ટમ ક્લોક સ્પીડે ચાલે છે
• ઓવરફ્લો ડિટેક્શન: TOV0 ફ્લેગ ટાઇમર ઓવરફ્લો દર્શાવે છે
• વિલંબ જનરેશન: બહુવિધ ટાઇમર ચક્ર દૃશ્યમાન વિલંબ બનાવે છે

સ્મરણ સહાયક: “ટાઇમર ગણે, ઓવરફ્લો ફ્લેગ, વિલંબ જનરેટ કરે”

પ્રશ્ન 3(અ અથવા) [3 ગુણ]

#

EEPROM ના સ્થાન 0X011F માં #30h સ્ટોર કરવા માટે AVR C પ્રોગ્રામ લખો.

જવાબ:

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

int main()
{
    eeprom_write_byte((uint8_t*)0x011F, 0x30);
    return 0;
}

વૈકલ્પિક પદ્ધતિ:

#include <avr/io.h>

int main()
{
    while(EECR & (1<<EEWE));    // અગાઉના લેખન માટે રાહ જુઓ
    EEAR = 0x011F;              // એડ્રેસ સેટ કરો
    EEDR = 0x30;                // ડેટા સેટ કરો
    EECR |= (1<<EEMWE);         // માસ્ટર લેખન સક્ષમ
    EECR |= (1<<EEWE);          // લેખન સક્ષમ
}

સ્મરણ સહાયક: “એડ્રેસ, ડેટા, માસ્ટર, લેખન - ADMW”

પ્રશ્ન 3(બ અથવા) [4 ગુણ]

#

C માં AVR પ્રોગ્રામિંગ માટે વિવિધ ડેટા પ્રકારોની ચર્ચા કરો.

જવાબ:

કોષ્ટક: AVR C ડેટા પ્રકાર

• મેમરી કાર્યક્ષમતા: સૌથી નાના યોગ્ય ડેટા પ્રકારની પસંદગી કરો
• Unsigned પ્રકાર: જ્યારે નેગેટિવ મૂલ્યોની જરૂર ન હોય ત્યારે ઉપયોગ કરો
• Integer અંકગણિત: ફ્લોટિંગ-પોઇન્ટ ઓપરેશન કરતાં ઝડપી

સ્મરણ સહાયક: “મેમરી કાર્યક્ષમતા માટે યોગ્ય કદ પસંદ કરો”

પ્રશ્ન 3(ક અથવા) [7 ગુણ]

#

સીરીયલ ડેટા ટ્રાન્સમિશન માટે AVR C પ્રોગ્રામ્સ લખો.

જવાબ:

#include <avr/io.h>

void uart_init(unsigned int baud)
{
    UBRRH = (unsigned char)(baud>>8);
    UBRRL = (unsigned char)baud;
    UCSRB = (1<<TXEN);          // ટ્રાન્સમિટર સક્ષમ કરો
    UCSRC = (1<<URSEL)|(3<<UCSZ0); // 8-બિટ ડેટા
}

void uart_transmit(unsigned char data)
{
    while(!(UCSRA & (1<<UDRE))); // ખાલી બફર માટે રાહ જુઓ
    UDR = data;                  // ડેટા મોકલો
}

void uart_send_string(char *str)
{
    while(*str)
    {
        uart_transmit(*str++);
    }
}

int main()
{
    uart_init(51);              // 8MHz પર 9600 baud
    
    while(1)
    {
        uart_send_string("Hello World\r\n");
        for(long i=0; i<100000; i++); // વિલંબ
    }
}

મુખ્ય ઘટકો:

• બોડ રેટ સેટિંગ: UBRR રજિસ્ટર કમ્યુનિકેશન સ્પીડ સેટ કરે છે
• ટ્રાન્સમિટ સક્ષમ: TXEN બિટ UART ટ્રાન્સમિટર સક્ષમ કરે છે
• ડેટા ટ્રાન્સમિશન: UDR રજિસ્ટર ટ્રાન્સમિટ કરવાનો ડેટા હોલ્ડ કરે છે
• બફર ચેક: UDRE ફ્લેગ ટ્રાન્સમિટ બફર ખાલી દર્શાવે છે

સ્મરણ સહાયક: “ઇનિટ, સક્ષમ, ચેક, ટ્રાન્સમિટ - IECT”

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

ADMUX રજિસ્ટર સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: ADMUX રજિસ્ટર બિટ્સ

• રેફરન્સ વોલ્ટેજ: આંતરિક/બાહ્ય વોલ્ટેજ રેફરન્સ પસંદ કરે છે
• પરિણામ ફોર્મેટ: ADLAR બિટ 10-બિટ પરિણામ એલાઇનમેન્ટ એડજસ્ટ કરે છે
• ચેનલ પસંદગી: MUX બિટ્સ કયા ADC પિનને વાંચવો તે પસંદ કરે છે

સ્મરણ સહાયક: “રેફરન્સ, એડજસ્ટ, ચેનલ - RAC”

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

ATmega32 સાથે ઇન્ટરફેસિંગ રિલે દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: રિલે ઇન્ટરફેસિંગ

ઘટકો:

• ટ્રાન્ઝિસ્ટર સ્વિચ: BC547 NPN ટ્રાન્ઝિસ્ટર ઇલેક્ટ્રોનિક સ્વિચ તરીકે કામ કરે છે
• બેઝ રેઝિસ્ટર: 1KΩ માઇક્રોકન્ટ્રોલરથી બેઝ કરન્ટ મર્યાદિત કરે છે
• રિલે કોઇલ: 12V રિલે બાહ્ય હાઇ-પાવર ઉપકરણો ઓપરેટ કરે છે
• પ્રોટેક્શન ડાયોડ: બેક EMF થી બચાવવા માટે ફ્રીવ્હીલિંગ ડાયોડ

સ્મરણ સહાયક: “માઇક્રો ટ્રાન્ઝિસ્ટર કંટ્રોલ કરે, ટ્રાન્ઝિસ્ટર રિલે કંટ્રોલ કરે”

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

AVR માં TWI રજિસ્ટર દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: TWI રજિસ્ટર સ્ટ્રક્ચર

રજિસ્ટર કાર્યો:

• TWCR: TWI ઓપરેશન અને ઇન્ટરપ્ટ હેન્ડલિંગ કંટ્રોલ કરે છે
• TWSR: સ્ટેટસ માહિતી અને પ્રીસ્કેલર સેટિંગ પ્રદાન કરે છે
• TWDR: ટ્રાન્સમિશન/રિસેપ્શન માટે ડેટા હોલ્ડ કરે છે
• TWAR: સ્લેવ તરીકે ઓપરેટ કરતી વખતે સ્લેવ એડ્રેસ સેટ કરે છે
• TWBR: TWI કમ્યુનિકેશન માટે બિટ રેટ સેટ કરે છે
• TWINT: ઇન્ટરપ્ટ ફ્લેગ 1 લખીને ક્લિયર થાય છે
• Start/Stop: TWSTA અને TWSTO I2C કન્ડિશન કંટ્રોલ કરે છે

સ્મરણ સહાયક: “કંટ્રોલ, સ્ટેટસ, ડેટા, એડ્રેસ, બિટ રેટ - CSDAB”

પ્રશ્ન 4(અ અથવા) [3 ગુણ]

#

ADCSRA રજિસ્ટર સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: ADCSRA રજિસ્ટર બિટ્સ

• ADC કંટ્રોલ: ADEN ADC સક્ષમ કરે છે, ADSC કન્વર્ઝન શરૂ કરે છે
• ઇન્ટરપ્ટ સિસ્ટમ: કન્વર્ઝન પૂર્ણ થાય ત્યારે ADIF ફ્લેગ સેટ થાય છે

સ્મરણ સહાયક: “સક્ષમ, શરૂ, ટ્રિગર, ઇન્ટરપ્ટ, પ્રીસ્કેલ - ESTIP”

પ્રશ્ન 4(બ અથવા) [4 ગુણ]

#

ATmega32 સાથે LM35 નું ઇન્ટરફેસિંગ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: LM35 ઇન્ટરફેસિંગ

કનેક્શન વિગતો:

• પાવર સપ્લાય: LM35 ને +5V અને ગ્રાઉન્ડ કનેક્શનની જરૂર છે
• આઉટપુટ વોલ્ટેજ: પ્રતિ ડિગ્રી સેલ્સિયસ 10mV ઉત્પન્ન કરે છે
• ADC ઇનપુટ: LM35 આઉટપુટને ADC ચેનલ (PA0) સાથે કનેક્ટ કરો
• ટેમ્પરેચર ગણતરી: °C = (ADC_Value × 5000mV) / (1024 × 10mV)

કોડ ઉદાહરણ:

float temp = (adc_read() * 5.0 * 100.0) / 1024.0;

સ્મરણ સહાયક: “LM35 પ્રતિ ડિગ્રી 10mV આપે છે”

પ્રશ્ન 4(ક અથવા) [7 ગુણ]

#

ATmega32 સાથે MAX7221 નો ઉપયોગ કરીને બહુવિધ 7-સેગમેન્ટ ડિસ્પ્લેના ઇન્ટરફેસિંગ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: MAX7221 ઇન્ટરફેસિંગ

લક્ષણો:

• SPI કમ્યુનિકેશન: કંટ્રોલ માટે સીરીયલ પેરિફેરલ ઇન્ટરફેસ ઉપયોગ કરે છે
• બહુવિધ ડિસ્પ્લે: 8 સુધી સેવન-સેગમેન્ટ ડિસ્પ્લે કંટ્રોલ કરે છે
• ઓટોમેટિક સ્કેનિંગ: MAX7221 મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ઓટોમેટિક હેન્ડલ કરે છે
• બ્રાઇટનેસ કંટ્રોલ: સોફ્ટવેર-કંટ્રોલ્ડ બ્રાઇટનેસ લેવલ
• ડીકોડ મોડ: બિલ્ટ-ઇન BCD થી 7-સેગમેન્ટ ડીકોડર
• ઓછા ઘટકો: જરૂરી બાહ્ય ઘટકો ઘટાડે છે

મુખ્ય રજિસ્ટર:

• ડીકોડ મોડ રજિસ્ટર: BCD ડીકોડિંગ સક્ષમ/અક્ષમ કરે છે
• ઇન્ટેન્સિટી રજિસ્ટર: ડિસ્પ્લે બ્રાઇટનેસ કંટ્રોલ કરે છે
• સ્કેન લિમિટ રજિસ્ટર: સક્રિય ડિસ્પ્લેની સંખ્યા સેટ કરે છે
• શટડાઉન રજિસ્ટર: સામાન્ય ઓપરેશન અથવા શટડાઉન મોડ

સ્મરણ સહાયક: “SPI બહુવિધ ડિસ્પ્લે માટે સીરીયલ ડેટા મોકલે છે”

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

SPCR રજિસ્ટર સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: SPCR રજિસ્ટર બિટ્સ

• SPI સક્ષમ: SPI કાર્યક્ષમતા સક્ષમ કરવા માટે SPE બિટ સેટ કરવું જરૂરી છે
• માસ્ટર મોડ: MSTR બિટ નક્કી કરે છે કે ઉપકરણ માસ્ટર છે કે સ્લેવ

સ્મરણ સહાયક: “ઇન્ટરપ્ટ, સક્ષમ, ડેટા, માસ્ટર, ક્લોક સેટિંગ્સ - IEDMC”

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

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

જવાબ:

આકૃતિ: DC મોટર ઇન્ટરફેસિંગ

ઘટકો:

• L293D ડ્રાઇવર: મોટર કંટ્રોલ માટે કરન્ટ એમ્પ્લિફિકેશન પ્રદાન કરે છે
• પાવર સપ્લાય: લૉજિક માટે +5V, મોટર પાવર માટે +12V
• કંટ્રોલ સિગ્નલ: IN1, IN2 મોટરની દિશા નક્કી કરે છે
• સક્ષમ પિન: EN1 મોટર ઓન/ઓફ અને સ્પીડ (PWM) કંટ્રોલ કરે છે

સ્મરણ સહાયક: “લૉજિક દિશા કંટ્રોલ કરે, સક્ષમ સ્પીડ કંટ્રોલ કરે”

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

IoT આધારિત હોમ ઓટોમેશન સિસ્ટમ સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: IoT હોમ ઓટોમેશન સિસ્ટમ

સિસ્ટમ ઘટકો:

• ઇન્ટરનેટ કનેક્ટિવિટી: WiFi મોડ્યુલ સિસ્ટમને ઇન્ટરનેટ સાથે કનેક્ટ કરે છે
• મોબાઇલ એપ્લિકેશન: રિમોટ કંટ્રોલ અને મોનિટરિંગ માટે યુઝર ઇન્ટરફેસ
• સેન્સર નેટવર્ક: ઓટોમેશન માટે ટેમ્પરેચર, મોશન, લાઇટ સેન્સર
• કંટ્રોલ ઉપકરણો: રિલે ઘરના ઉપકરણો અને લાઇટ કંટ્રોલ કરે છે
• સેન્ટ્રલ કંટ્રોલર: માઇક્રોકન્ટ્રોલર કમાન્ડ અને સેન્સર ડેટા પ્રોસેસ કરે છે
• ક્લાઉડ સેવાઓ: ડેટા સ્ટોર કરે છે અને રિમોટ એક્સેસ સક્ષમ કરે છે

લક્ષણો:

• રિમોટ કંટ્રોલ: ઇન્ટરનેટ દ્વારા ગમે ત્યાંથી ઉપકરણો કંટ્રોલ કરો
• ઓટોમેશન: સેન્સર રીડિંગ આધારે ઓટોમેટિક કંટ્રોલ
• એનર્જી સેવિંગ: સ્માર્ટ શેડ્યુલિંગ પાવર વપરાશ ઘટાડે છે
• સુરક્ષા મોનિટરિંગ: સુરક્ષા માટે મોશન સેન્સર અને કેમેરા
• ડેટા લૉગિંગ: વિશ્લેષણ માટે ઐતિહાસિક ડેટા સ્ટોરેજ

સ્મરણ સહાયક: “ઇન્ટરનેટ ફોનને ઘરના ઉપકરણો સાથે જોડે છે - IPHD”

પ્રશ્ન 5(અ અથવા) [3 ગુણ]

#

SPSR રજિસ્ટર સમજાવો.

જવાબ:

કોષ્ટક: SPSR રજિસ્ટર બિટ્સ

• ટ્રાન્સફર પૂર્ણ: SPIF ફ્લેગ SPI ટ્રાન્સમિશન સમાપ્ત થયું દર્શાવે છે
• કોલિશન ડિટેક્શન: WCOL ફ્લેગ રાઇટ કોલિશન થયું બતાવે છે
• સ્પીડ કંટ્રોલ: SPI2X સેટ કરવાથી કમ્યુનિકેશન સ્પીડ બમણી થાય છે

સ્મરણ સહાયક: “ફ્લેગ, કોલિશન, સ્પીડ - FCS”

પ્રશ્ન 5(બ અથવા) [4 ગુણ]

#

L293D મોટર ડ્રાઇવર IC નો પિન ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: L293D પિન કૉન્ફિગરેશન

પિન કાર્યો:

• સક્ષમ પિન (EN1, EN2): PWM દ્વારા મોટર ઓન/ઓફ અને સ્પીડ કંટ્રોલ કરે છે
• ઇનપુટ પિન (IN1-IN4): માઇક્રોકન્ટ્રોલરથી લૉજિક ઇનપુટ
• આઉટપુટ પિન (OUT1-OUT4): મોટર માટે હાઇ કરન્ટ આઉટપુટ
• પાવર સપ્લાય (VCC1): IC ઓપરેશન માટે +5V લૉજિક સપ્લાય
• મોટર સપ્લાય (VCC2): મોટર પાવર માટે +12V સપ્લાય
• ગ્રાઉન્ડ પિન: હીટ ડિસિપેશન માટે બહુવિધ ગ્રાઉન્ડ કનેક્શન

લક્ષણો:

• ડ્યુઅલ H-બ્રિજ: બે DC મોટર સમાંતર કંટ્રોલ કરી શકે છે
• કરન્ટ કેપેસિટી: પ્રતિ ચેનલ 600mA, 1.2A પીક
• પ્રોટેક્શન: મોટર પ્રોટેક્શન માટે બિલ્ટ-ઇન ફ્લાયબેક ડાયોડ

સ્મરણ સહાયક: “સક્ષમ, ઇનપુટ, આઉટપુટ, પાવર - EIOP”

પ્રશ્ન 5(ક અથવા) [7 ગુણ]

#

મોટરાઇઝ્ડ કંટ્રોલ રોબોટિક્સ સિસ્ટમ સમજાવો.

જવાબ:

આકૃતિ: રોબોટિક્સ કંટ્રોલ સિસ્ટમ

સિસ્ટમ ઘટકો:

કોષ્ટક: રોબોટિક્સ સિસ્ટમ એલિમેન્ટ્સ

કંટ્રોલ અલ્ગોરિધમ:

• સેન્સ: સેન્સર ઉપયોગ કરીને પર્યાવરણથી ડેટા એકત્રિત કરો
• પ્રોસેસ: સેન્સર ડેટાનું વિશ્લેષણ કરો અને નિર્ણયો લો
• એક્ટ: નિર્ણયો આધારે મોટર અને એક્ચ્યુએટર કંટ્રોલ કરો
• ફીડબેક: વાસ્તવિક હલનચલન મોનિટર કરો અને કંટ્રોલ એડજસ્ટ કરો
• કમ્યુનિકેટ: સ્ટેટસ મોકલો અને વાયરલેસ કમાન્ડ રિસીવ કરો

એપ્લિકેશન:

• સ્વાયત્ત નેવિગેશન: રોબોટ સેન્સર ઉપયોગ કરીને સ્વતંત્ર રીતે મૂવ કરે છે
• ઓબ્જેક્ટ મેનિપ્યુલેશન: પિક અને પ્લેસ કાર્યો માટે ગ્રિપર કંટ્રોલ
• રિમોટ ઓપરેશન: વાયરલેસ કમ્યુનિકેશન દ્વારા મેન્યુઅલ કંટ્રોલ
• પાથ ફોલોવિંગ: લાઇન ફોલોવિંગ અથવા પૂર્વનિર્ધારિત રૂટ નેવિગેશન
• ઓબ્સ્ટેકલ એવોઇડન્સ: અવરોધોની આસપાસ ડાયનેમિક પાથ પ્લાનિંગ

પ્રોગ્રામિંગ સ્ટ્રક્ચર:

while(1) {
    read_sensors();
    process_data();
    make_decision();
    control_motors();
    check_feedback();
    communicate_status();
}

સ્મરણ સહાયક: “સેન્સ, પ્રોસેસ, એક્ટ, ફીડબેક, કમ્યુનિકેટ - SPACF”