মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর: নকশা, কাজ, প্রকার এবং এর অ্যাপ্লিকেশন

সাধারণত, একটি অ্যাকুয়েটর যান্ত্রিক উপাদানগুলিকে সরানো বা নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি শক্তির উত্স ব্যবহার করে। এগুলি প্রায়শই বিভিন্ন মেশিনে পাওয়া যায় এবং বৈদ্যুতিক মোটর . বহু বছর ধরে, বিভিন্ন ধরণের যান্ত্রিক ডিভাইসগুলিকে ছোট করা হয়েছে, যদিও এই পদ্ধতিতে সাধারণত ব্যক্তির খুব ছোট উপাদানগুলির প্রয়োজন হয়। 21শ শতাব্দীতে, মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর তৈরি করা হয়েছিল যেখানে মাইক্রোমেশিনিং এবং লিথোগ্রাফির মতো শিল্প প্রক্রিয়াগুলি মূলত একটি মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এই নিবন্ধটি একটি ওভারভিউ আলোচনা microactuato r - অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে কাজ করা।

মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর সংজ্ঞা

একটি মাইক্রোস্কোপিক সার্ভমেকানিজম যা সিস্টেমের জন্য পরিমাপিত পরিমাণে শক্তি সরবরাহ এবং প্রেরণ করতে ব্যবহৃত হয় বা অন্য একটি মেকানিজম অপারেশন একটি মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর হিসাবে পরিচিত। একটি সাধারণ অ্যাকচুয়েটরের মতো, একটি মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরকে এই মানগুলি পূরণ করতে হয় যেমন দ্রুত স্যুইচিং, বড় ভ্রমণ, উচ্চ নির্ভুলতা, কম বিদ্যুত খরচ ইত্যাদি পুরো আকার সেন্টিমিটারে,

একবার কঠিন পদার্থের যান্ত্রিক গতি উৎপন্ন হলে, এই অ্যাকচুয়েটরদের সাধারণ স্থানচ্যুতি ন্যানোমিটার থেকে মিলিমিটার পর্যন্ত হয়। একইভাবে, এই অ্যাকচুয়েটরগুলির জন্য উত্পন্ন সাধারণ প্রবাহের হারগুলি পিকোলিটার বা মিনিট থেকে মাইক্রোলিটার বা মিনিটের রেঞ্জ পর্যন্ত। মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর ডায়াগ্রামটি নীচে দেখানো হয়েছে।

মাইক্রো অ্যাকচুয়েটর নির্মাণ

নিম্নলিখিত পরিসংখ্যানগুলি তিনটি থার্মাল মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর ডিজাইন বায়োমেটেরিয়াল অ্যাকচুয়েটর, বেন্ট-বিম অ্যাকচুয়েটর এবং ফ্লেক্সার অ্যাকচুয়েটর দেখায়। তাপ নকশা actuators একটি একক উপাদানের সাথে প্রতিসম হয় যা বেন্ট-বিম বা V-আকৃতির হিসাবে পরিচিত।

বাই-মেটেরিয়াল অ্যাকচুয়েটরে বিভিন্ন তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ সহ উপকরণ অন্তর্ভুক্ত থাকে এবং বাইমেটালিক থার্মোস্ট্যাটের সমানভাবে কাজ করে। যখনই অ্যাকচুয়েটরে এমবেডেড হিটারের কারণে তাপমাত্রার পরিবর্তন হয়, তখন তাপমাত্রার মধ্যে তারতম্যের সাথে সম্পৃক্ত প্রসারণের মধ্যে তারতম্যের কারণে মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর সরতে পারে।

বাঁকানো-বিম অ্যাকচুয়েটরে কোণীয় পা রয়েছে যা একবার উত্তপ্ত হলে প্রসারিত হতে সহায়ক এবং বল ও স্থানচ্যুতি আউটপুট প্রদান করে। ফ্লেক্সার অ্যাকচুয়েটরটি অপ্রতিসম যার মধ্যে একটি গরম বাহু এবং একটি ঠান্ডা হাত রয়েছে। এই অ্যাকচুয়েটরগুলির মধ্যে অপ্রতিসম পা রয়েছে যা একবার উত্তপ্ত হলে ডিফারেনশিয়াল প্রসারণের কারণে পৃষ্ঠের সাথে বাঁকানো হয়।

মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরের কাজ

একটি মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরের কাজের নীতি হল তরল বা কঠিন পদার্থের যান্ত্রিক গতি উৎপন্ন করা যেখানে এই গতি একটি শক্তির একটি রূপকে অন্য শক্তিতে যেমন তাপ, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বা বৈদ্যুতিক থেকে গতিশীল উপাদানের গতিশক্তি (K.E) এ পরিবর্তন করার মাধ্যমে উৎপন্ন হয়। বেশিরভাগ অ্যাকচুয়েটরের জন্য, পাইজো প্রভাব, বাইমেটাল প্রভাব, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ফোর্স এবং আকৃতি মেমরি প্রভাবের মতো বিভিন্ন শক্তি উৎপাদন নীতি ব্যবহার করা হয়। সাধারণ অ্যাকচুয়েটরের মতো, একটি মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরকে এই মানগুলি পূরণ করতে হয় যেমন দ্রুত স্যুইচিং, বড় ভ্রমণ, উচ্চ নির্ভুলতা, কম শক্তি খরচ ইত্যাদি।

মেকানিক্যাল অ্যাকচুয়েটর একটি পাওয়ার সাপ্লাই, ট্রান্সডাকশন ইউনিট, অ্যাকচুয়েটিং এলিমেন্ট এবং আউটপুট অ্যাকশন অন্তর্ভুক্ত করে।

• বিদ্যুৎ সরবরাহ হল বৈদ্যুতিক বর্তমান/ভোল্টেজ।
• ট্রান্সডাকশন ইউনিট পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সঠিক ফর্মটিকে অ্যাকচুয়েটিং এলিমেন্টের পছন্দের ফর্মে রূপান্তর করে।
• অ্যাকচুয়েটিং এলিমেন্ট হল একটি উপাদান বা উপাদান যা পাওয়ার সাপ্লাইয়ের মধ্য দিয়ে চলে।
• আউটপুট ক্রিয়া সাধারণত একটি নির্ধারিত গতিতে হয়।

মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর প্রকার

মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর বিভিন্ন ধরণের পাওয়া যায় যা নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

• থার্মাল মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর
• এমইএমএস মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর
• ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মাইক্রো অ্যাকচুয়েটর
• পাইজোইলেকট্রিক

থার্মাল মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর

একটি তাপীয় মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর একটি মানক উপাদান যা মাইক্রোসিস্টেমে ব্যবহৃত হয়। এই উপাদানগুলি জুল গরম করার মাধ্যমে বৈদ্যুতিকভাবে চালিত হয় অন্যথায় লেজার ব্যবহার করে অপটিক্যালি সক্রিয় করা হয়। এই অ্যাকচুয়েটরগুলি এমইএমএস ডিজাইনে ব্যবহৃত হয় যার মধ্যে ন্যানোপজিশনার এবং অপটিক্যাল সুইচ রয়েছে। তাপীয় মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলির প্রধান সুবিধাগুলির মধ্যে প্রধানত কম অপারেটিং ভোল্টেজ, উচ্চ শক্তি উত্পাদন এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাকচুয়েটরগুলির তুলনায় আঠালো ব্যর্থতার কম দুর্বলতা অন্তর্ভুক্ত। এই অ্যাকচুয়েটরগুলির আরও শক্তি প্রয়োজন এবং তাদের স্যুইচিং গতি শীতল সময়ের মধ্যে সীমিত।

এই মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর ডিজাইন এবং পরীক্ষা করার জন্য, বিস্তৃত পরিসরের কাজ করতে হবে। তাই এই মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলি সিলিকন-অন-ইনসুলেটর প্রক্রিয়াকরণ এবং পৃষ্ঠের মাইক্রোমেশিনিংয়ের মতো বিভিন্ন মাইক্রোফ্যাব্রিকেশন পদ্ধতি দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে। মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলির অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে প্রধানত টিউনেবল ইম্পিডেন্স আরএফ নেটওয়ার্ক, মাইক্রো-রিলে, অত্যন্ত নির্ভুল মেডিকেল ইন্সট্রুমেন্টেশন এবং আরও অনেক কিছু অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

এমইএমএস মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর

এমইএমএস মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর হল এক ধরণের মাইক্রো ইলেক্ট্রো মেকানিক্যাল সিস্টেম এবং এর প্রধান কাজ হল শক্তিকে গতিতে পরিবর্তন করা। এই অ্যাকুয়েটরগুলি মাইক্রোমিটারের মাত্রার সাথে বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক উপাদানগুলিকে একত্রিত করে। সুতরাং, এই অ্যাকচুয়েটরদের দ্বারা অর্জিত সাধারণ গতিগুলি হল মাইক্রোমিটার। MEMS মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলি প্রধানত বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয় যেমন অতিস্বনক ইমিটার, অপটিক্যাল বিম ডিফ্লেকশন মাইক্রোমিরর এবং ক্যামেরা ফোকাস সিস্টেম। সুতরাং এই ধরণের মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলি প্রধানত একটি নিয়ন্ত্রিত বিচ্যুতি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মাইক্রো অ্যাকচুয়েটর

একটি মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর ড্রাইভিং ইউনিট যা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বলের মাধ্যমে চালিত হয় একটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর হিসাবে পরিচিত। ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরটি কম্পিউটিং সিস্টেম এবং অপটিক্যাল সিগন্যাল প্রসেসিংয়ের মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিল্ডিং ব্লক হয়ে উঠছে কারণ এর উচ্চ ঘনত্ব, ছোট আকার, কম বিদ্যুত খরচ এবং উচ্চ গতি। সাধারণভাবে, এই সিস্টেমগুলির মধ্যে অপারেশন নীতিটিকে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আকর্ষণীয় শক্তি হিসাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যা একটি যান্ত্রিক বিপ্লব, রূপান্তর বা আয়না প্লেটের বিকৃতি ঘটায়, ফেজ, শক্তি, বা হালকা মরীচির দিক নিয়ন্ত্রণ করে যখন এটি কিছু ফাঁকা স্থান বা মাঝারি জুড়ে প্রেরণ করে।

এই ধরনের মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরে, প্রতিটি ড্রাইভিং ইউনিটে তরঙ্গ-সদৃশ ইলেক্ট্রোড থাকে যেখানে এই ইলেক্ট্রোডগুলিকে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বলের মাধ্যমে একে অপরের থেকে টানা ও উত্তাপ করা হয়। এই ধরনের অ্যাকুয়েটর বিকৃতি প্রধানত ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বল, বাহ্যিক বল এবং কাঠামোর স্থিতিস্থাপকতার উপর নির্ভর করে।

এই অ্যাকচুয়েটরের গতিকে কেবল FEM (সীমিত-উপাদান পদ্ধতি) এর মাধ্যমে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল এবং এই অ্যাকুয়েটরের ম্যাক্রো মডেলটি তার গতি যাচাই করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল। সুতরাং, এটি নিশ্চিত করা হয়েছিল যে অ্যাকচুয়েটরের আপাত সম্মতি ক্যাপাসিটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট সেন্সিং এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ড্রাইভিং ব্যবহার করে একটি প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা দ্বারা নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।

পাইজোইলেকট্রিক মাইক্রো অ্যাকচুয়েটর

পাইজোইলেকট্রিক মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলি খুব বিখ্যাত এবং প্রায়শই বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। এগুলি একে অপরের উপরে পিজোইলেক্ট্রিক উপাদানগুলি মাউন্ট করে ডিজাইন করা হয়েছে। একবার এই উপাদানগুলির উভয় পাশে একটি ভোল্টেজ দেওয়া হলে, তারা প্রসারিত হতে পারে। তবে এটির একটি জটিল কাঠামো রয়েছে তাই এটি একত্রিত করা জটিল। পাইজোইলেক্ট্রিক মাইক্রো-অ্যাকচুয়েটর বিভিন্ন সার্ভো কন্ট্রোল সিস্টেমে ব্যবহার করা হয় অতি-নির্ভুল অবস্থান এবং সম্ভাব্যতার সাথে ক্ষতিপূরণ প্রদান করতে।

একটি সম্পর্কে জানতে এই লিঙ্ক পড়ুন অনুগ্রহ করে পাইজোইলেকট্রিক অ্যাকচুয়েটর .

সুবিধাগুলি এবং অসুবিধাগুলি

দ্য মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর এর সুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাকচুয়েটরগুলির তুলনায় তাপীয় মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলির সুবিধাগুলি কম অপারেটিং ভোল্টেজ, শক্তির উত্পাদন বেশি এবং আঠালো ব্যর্থতার জন্য কম সংবেদনশীলতা।
• মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলি একটি ছোট আকারে পাওয়া যায়, কম শক্তি খরচ এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়া সিস্টেম সহ।

দ্য মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলির অসুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• তাপীয় মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরদের আরও শক্তি প্রয়োজন।
• তাপীয় মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলির পরিবর্তনের গতি শীতল সময়ের দ্বারা সীমিত।

মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর অ্যাপ্লিকেশন

মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলির অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

• মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর হল একটি ছোট সক্রিয় যন্ত্র যা তরল/সলিডের যান্ত্রিক গতি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। এখানে শক্তির এক রূপকে অন্য রূপ পরিবর্তন করে গতি উৎপন্ন হয়।
• মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলি ল্যাব-অন-এ-চিপ এবং ইমপ্লান্টেবল ড্রাগ ডেলিভারি সিস্টেমের জন্য মাইক্রোফ্লুইডিক্সে প্রযোজ্য।
• এটি একটি মাইক্রোস্কোপিক সার্ভমেকানিজম যা অন্য সিস্টেম/মেকানিজম অপারেশনের জন্য পরিমাপিত পরিমাণে শক্তি প্রেরণ ও সরবরাহ করে।
• মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলি প্রজেক্টর এবং প্রদর্শনের জন্য ছোট আয়না তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।
• MEMS মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরগুলি মূলত আল্ট্রাসনিক ইমিটার, ক্যামেরা ফোকাস সিস্টেম এবং অপটিক্যাল বিম ডিফ্লেকশন মাইক্রোমিররগুলির মতো বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
• বৈদ্যুতিক মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর দ্বারা উত্পাদিত শক্তি প্রধানত আগ্রহের উপাদানের মধ্যে যান্ত্রিক বিকৃতি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

এইভাবে, এই সব সম্পর্কে মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটরের একটি ওভারভিউ যা ম্যাক্রোওয়ার্ল্ডের মধ্যে প্রচলিত টুলের কাজগুলি সম্পাদন করতে সক্ষম, তবে, সেগুলি আকারে খুব ছোট এবং আরও নির্ভুলতার অনুমতি দেয়। মাইক্রো অ্যাকচুয়েটর উদাহরণগুলির মধ্যে প্রধানত একটি অপটিক্যাল ম্যাট্রিক্স সুইচ রয়েছে যা টরসিয়াল মাইক্রোমিররগুলির সাথে সংগ্রহ করা হয় যা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ফোর্স দ্বারা চালিত হয়, মাইক্রোওয়েভ অ্যান্টেনা স্ক্যানিংয়ের জন্য ব্যবহৃত একটি মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর, পাতলা ফিল্ম মেমরি অ্যালয় সহ একটি মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর এবং স্ক্র্যাচ ড্রাইভ মাইক্রোঅ্যাকচুয়েটর সহ ত্রি-মাত্রিক মাইক্রোস্ট্রাকচার স্ব-অ্যাসেম্বলি। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, MEMS কি?