හැමදාම අනං මනං ලිය ලිය ඉන්නෙ හිතුනා මහන්සි වෙලා කරපු වැඩක් දාන්න කියලා. හසියගෙ පුංචි පහේ ඉල්ලීමක් සහ ඉලෙක්ට්රොනික් Lab අඩවියේ දුටු ලිපියක් තමයි මේකට නිමිත්ත. කරපු වැඩක් ගෙඩි පිටින් දානවට වැඩිය තවත් සංවර්ධනය කරන්න පුළුවන් දෙයක් බෙදා හදාගන්න හිතුවා. මේක මම මගේ ප්රයෝජනය සඳහා කරපු වැඩක්. නමුත් තව කාටවත් ප්රයොජනයට ගන්න කිසිම තහනමක් නෑ.
ඉතින් මේ ලිපියෙන් ආධුනිකයෙකුට ඉලෙක්ට්රොනික් දැනුම පරිපථ සැලසුමේදි කොහොමද භාවිතා කරන්නේ කියල දැනගන්න ලැබේවි. හැබැයි මූලික දැනුමක් තියෙන්න ඕන. පාසලෙන් ලැබෙන දැනුම ප්රමාණවත් කියල හිතෙනවා. හැබැයි ඒ දැනුම ප්රායෝගිකව භාවිතා කරල තියනව නම් ගොඩක් පහසුවක් වේවි.
ඉස්සෙලාම කියන්නම් ඇයි මම මේකට පෙළඹුනේ කියලා. අපේ ගෙදර තියනවා emergency lamp එකක්. මතක විදිහට රුපියල් 1000 කට විතර වගේ ගත්තේ. වෙළඳපොලේ තියන අනිත්වයේ මිළ ගනන් එක්ක බැලුවම සෑහෙන්න ලාබයි. දන්නවනේ ඉතින් චීන කෑලි බෑලි වල හැටි. ගෙනල්ලා ටික දවසකින් ක්රියා කරන්නෙ නෑ. මේකටත් ඒ සන්තෑසියම වුනා.
ඉතින් මම මේක ගලවලා මොකද වෙලා තියෙන්නෙ කියල බැලුවම බැටරිය සවුත්තු වෙලා. මේක වැඩිය පාවිච්චි කරෙත් නෑ. අලුත් බැටරියක් ගෙනල්ලා දැම්මම වැඩ කරාවි. නමුත් දෝෂය බැටරියේ නෙවෙයි නම්. රෝග ලක්ෂණ වලට ප්රතිකාර කරාට රෝගය සුව වෙන්නෙ නෑනේ. ඉතින් පාවිච්චි නොකර බැටරිය ඉක්මනින් සවුත්තු වෙන්න හේතු හොයල බලන්න තීරණය කරා.
හොඳ වෙලාවට මම ඒ දවස් වල බැටරි සම්බන්ධ වැඩකට අත ගහල හිටියේ. Switched mode battery charger එකකට. (අපි ඒකට කිව්වෙ “පට්ට චාජරේ” කියලා 
) ඒ චාජරේ ටිකක් සංකීරණයි. මේ දවස් වෙනකොට මට බැටරි (Pb-acid) ආරෝපණය ගැන තරමක දැනුමක් ලබාගෙන තිබුනා. බැටරිය දුර්වල වෙන්න හොඳ හේතුවක් තමයි වැරදි ලෙස ආරෝපනය. බැටරිය ආරෝපණය වී අවසන් වූ සැනින් ආරෝපනය නවත්තන්න ඕන. නැත්තනම් බැටරිය දෝශ සහිත වෙනවා. ඒවගේම තමයි ආරොපණය කරන ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාව. ඒකත් නිසි ලෙස පාලනය කරන්න ඕන.
ඉතින් මම මේකෙ බැටරිය ආරොපණය වෙන්නෙ කොහොමද කියල හොයල බැලුවා. පළමුවෙන්ම ට්රාන්ස්ෆෝමරයක් භාවිතයෙන් වෝල්ටීයතාවය පහත හෙලාගෙන bridge rectifier භාවිතයෙන් ඍජුකරණය කරපු ධාරාව බැටරි ආරොපන පරිපථයකට යොමුකරල තියනවා. තව තව ඒව තියනවා අදාල වෙන්නෙ මේ ටික විතරයි. ඉතින් මේකේ චාජරය වුනේ ධාරා පාලනය සඳහා ප්රතිරෝධයක් ඈඳා සකස්කරපු සරළ linear voltage regulator එකක්. පහත තියෙන්නේ ඒකේ සටහනක්.
රූපය 1
වෝල්ටීයතාවය යාමනය කරන්න D1 සහ ධාරාව පාලනය සඳහා R2 යොදාගෙන තියනවා. මට R2ගෙ අගය නම් මතක නෑ. D1 6.8V Zener diode එකක්. ඉතින් output එකේ open-circuit voltage එක 7.4V විතර වෙනවා. 6V Pb-acid බැටරියක් ආරෝපණය කිරීම සඳහා හොඳටම වැඩියි. අනික තමයි මෙහි බැටරිය ආරෝපණය වූ පසුව වෝල්ටීයතාව අඩුකිරීමට (float charge) හෝ ධාරාව නවතා දැමීමට ක්රමයක් නෑ. ඉතින් ඊළඟ මොහොතේ ඉඳන් බැටරිය දුර්වල වෙන්න පටන් ගන්නවා.
එම නිසා තාවකාලික පිළියම විදිහට මම තීරණය කරා අලුත් බැටරියක් දාලා, බැටරිය ආරොපන වීමට ප්රමාණවත් වෙලාවකට පමණක් මෙය විදුලියට සම්බන්ධ කරලා අනිත් අවස්ථාවල විසන්ධි කරන්න. එතකොට ස්වංක්රීයව ක්රියාකරන්නේ නැති වුනත් බැටරිය දිගුකාලයක් භාවිතා කරන්න පුළුවන්නෙ. අනික් විදුලියත් ඉතිරියි. මොකද මෙහි කාර්යක්ෂමතාව ඉතා දුර්වලයි. මම හිතන්නෙ වෙළඳපොලේ තියන බොහෝ අඩුමිල උපකරණ වල තත්ත්වය මේක වෙන්න ඇති.
මේකට විසඳුමක් විදිහට අලුත් බැටරි ආරෝපණ පරිපථයක් නිර්මාණය කරන්න තීරණය කරා. මුලින්ම ඔලුවට ආවේ micro-controller එකක් භාවිතයෙන් පාලනය කරන බැටරි චාජරයක්. අපිටත් අදහස් එන්නෙ වැරදි කොනෙන්මනේ. වැඩිපුර අතපත ගාන දේ සිහියට එන එකත් එක අතකට සාමාන්ය දෙයක්. වියදම, firmware ලිවීමේ කම්මැලිකම, සංවර්ධනය කරන අවස්ථාවේ පරීක්ෂා කිරීමට උපකරණ නිවසේ නොමැතිවීම කාරණා සලකා බලලා මේක discrete component වලින් කරන්න හිතුවා. ටිකක් අභියෝගයක් වුනා මොකද මම මේ වගේ පාලයක් සහිතව කරන්න ඕන දේවල් discrete component වලින් කරල තිබුනෙම නෑ.(controlling නම් ඉතින් micro-controllerම තමා) කොටින්ම සරළ පරිපථයකට එහා ගිය යමක් මම තනිවම සැලසුම් කරල තිබුනෙම නෑ. (විශ්ව විද්යාලයේදීත් ඉලෙක්ට්රොනික් හදාරපු කෙනෙක් හැටියට පැහැදිලිවම ඒ ගැන මම ලැජ්ජා වෙන්න ඕන. නමුත් සහෝදර ශිෂ්යයන්ට බොහෝ දෙනෙකුට වඩා මම ප්රායෝගිකව ඉලෙක්ටොනික් දැනගෙන හිටියා.) කොහොම කොහොම හරි දවස් කිහිපයක් ගතකරල හාෆ්ෂීට් දෙකතුනක ඇඳපු කටු සටහන් සියවාරයක් විතර කපල කොටල අවසානයේ නිර්මාණය කරපු පරිපථය තමයි පහල තියෙන්නේ.
රූපය 2
අගයන් දාලා නැත්තේ හිතාමතාමයි. අගයන් දැම්මනම් ලේසියෙන්ම ලිපිය මෙතනින් අවසන් කරන්නත් තිබුනා. නමුත් අගයන් නොදැමීමට හේතු කිපයක් තියනවා. එකක් මම මේකෙන් දැනුමක් දෙන්න බලාපොරොත්තු වන නිසා. අනෙක අගයන් දැමූවිට අගයන් ගනනය කළ ආකාර නොදන්නා අයට මෙය ඕනැම බැටරියක් සඳහා වෙනස්කරගැනීමට නොහැකි වීම. (වෝල්ටීයතාව එකම වුවත් බැටරිය අනුව ආරෝපණය කළ යුතු තත්ත්ව වෙනස් විය හැක) එසේනම් බලමු කොහොමද මේ පරිපථයේ ක්රියාකාරීත්වය. ඒ ඇසුරින් අගයන් ගනනය කිරීම ඔබට බාරයි.
මුලින්ම කියන්න ඕන මේ පරිපථය general purpose බැටරි චාජරයක් නෙවෙයි. මේක බැටරියට ස්ථිරවම සවි කරලා තියන එකක්. ඉතින් ඒක නිසා දෝෂ සහිත බැටරියක් සම්බන්ධකරොත්, ධන ඍණ මාරු වුනොත් වගේ එකී මෙකී නොකී අත්වැරදීම් වලට ආරක්ෂක පිළියම් යොදල නෑ. සියල්ල නිවැරදියි සම්පූර්ණයි කියල උපකල්පනය කරල තියෙන්නෙ. කෙනෙකුට ඕන නම් මේක ඒ මට්ටමට දියුණු කරන්නත් පුළුවන්.
පළමුවෙන්ම අපි මේකෙ අගයන් ගනනය කරන්න කලින් අපි මේ චාජරය යොදාගන්නේ මොනවගේ තත්ත්ව යටතේද ඒ කියන්නේ,
- බැටරියේ වොල්ටීයතාවය
- උපරිම ආරෝපණ ධාරාව
- උපරිම ආරෝපණ වොල්ටීයතාව
- ආරෝපණය වූ පසු බැටරිය ලබාගන්නා ධාරාව
- float charge වොල්ටීයතාව
- චාජරයට ලබාදෙන බල සැපයුමේ වොල්ටීයතාව
වැනිදේ මුලින්ම තීරණය කරල ඉන්න ඕන. Pb-acid බැටරි ආරොපණය කිරීම ගැන දැනීම අඩුනම් මෙතනින් ඒ ගැන දැනගන්න. ප්රමාණවත් තරම් විස්තර තියනවා.
බැටරි ආරෝපණය කියන දේ පියවර කිහිපයකින් සිද්ධවෙන්න ඕන. ඒකෙ පියවර තුනක් ඉහත චාජරයේ තියනවා. ඉතිරි පියවර අධික ලෙස විසර්ජනය වුන බැටරි වලට ආරක්ෂාකාරී පියවරක්.(එය එසේමම නොවේ. නමුත් එයත් එක අරමුණකි.) ඒක මේකෙ නෑ. General purpose චාජරයක් හදනව නම් ඒ පියවරත් ඇතුල් කරන්න ඕන.
හරි දැන් බලමු කොහොමද අපි මේ චාජරය හදල තියෙන්නේ කියලා. (ගිනි හිවලා සමහර සංස්කරණ සමඟ සමීකරණ වල subscript දිස්වීමේ ගැටලු සහගත බවක් දුටිමි. එසේ වේ නම් page එක save කර local copy එක open කරන්න. නැත්නම් වෙනත් වෙනත් බ්රවුසරයක් භාවිතාකරන්න.)
අපි දන්නවා වෝල්ටීයතා යාමනය සඳහා Zener diode භාවිතා කරනවා කියලා. Linear regulators ගැන අපිට කියනකොට මුලින්ම කියන පරිපථය තමයි ඔය පහත තියෙන්නේ. ඉතින් ඔය පහත තියන පරිපථයේම වැඩි දියුණු කරල තමයි ඉහත චාජරය හදල තියෙන්නෙ.
රූපය 3
VA > VB නම්, VB = VZ,D1 වේ. VZ යනු Zener වොල්ටීයතාව වේ. මේ සැකැස්ම ධාරා විචලනයන්ට හොඳින් ඔරොත්තු නොදෙන නිසා, වැඩි ධාරා පරාසයක ක්රියාකරන ලෙස සැකසූ මෙහි වැඩිදියුනු අවස්ථාවක් තමයි පළමු රූපසටහනේ R2 රහිතව ගත් විට තියෙන්නෙ. 1 රූපයේ R1 හා D1 එකතුව 3 රූපයේ යාමකය සෑදෙන අතර, යාමනය වූ වොල්ටීයතාවය Q1 හි පාදම වෙත ලබා දේ. එවිට VE,Q1 = VB,Q1 + VBE,Q1 වේ. එනම් VE,Q1 = VZ + VBE,Q1 වේ.
එ ප්රවේශය ඔස්සේ චාජරය දියුණු කිරීම අරඹමු. ඉහත ආකරයේ සැකැස්මක් මෙම චාජරයේ ඇති අතර Q1, Q2, D1, හා R6 පමණක් ගත් විට එම පරිපථය සෑදේ. මෙහි වැඩි ධාරාවක් හැසිරවීම සඳහා තනි ට්රාන්සිස්ටර වෙනුවට Darlington transistor යොදා ඇති අතර එය ක්රියාකාරීත්වයෙන් තනි ට්රාන්සිස්ටරයක් ලෙස සැලකිය හැක. එවිට VE,Q1 = VZ,D1 + VBE,Q2 + VBE,Q1 වේ. මෙහිදී අප තෝරාගත් උපරිම ආරොපණ වොල්ටීයතාවය ලැබෙන පරිදි VZ තෝරාගත යුතුය. උපරිම ආරෝපණ ධාරාවට ගැලපෙන ලෙස Q1 තෝරාගත යුතු අතර, Q1 ට වුවමනා පාදම ධාරව ලබාදිය හැකි ට්රාන්සිස්ටරයක් Q2 සඳහා යොදාගන්න. D1 තුලින් ප්රමාණවත් ධාරාවක් ගලාගෙන යන පරිදි R6 තෝරා ගන්න. වැඩි විස්තර සඳහා Linear regulators ගැන සහ Darlington transistor ගැන බලන්න. මේවාට අමතරව ධාරිත්රකය සුමටන ධාරිත්රකයක් ලෙස C2 යොදා ඇත.
ඒවායේ අගයන් නිසි ලෙස තෝරාගත්තේ නම්, බැටරියක් ආරෝපණය කළ යුතු පියවර හතරෙන් තෙවන පියවරක් පමණක් සහිත බැටරි චාජරයක් සැලසුම් කර ඇත. පියවර ගැන වැඩි විස්තර දැන ගැනීමට මීට ප්රථම දුන් සබැඳිය කියවන්න. මතක තබා ගත යුතු කරුණ වන්නේ මෙහි ධාරාව පාලනය නොවන බවය. එම නිසා විසර්ජනය වූ බැටරි අධික ධාරාවකින් ආරෝපණය වේ. එම නිසා එම බැටරි දුර්වල වේ. මෙයට එක පිළියමක් වනුයේ 1 රූපයේ පරිදි ප්රමාණවත් ප්රතිරෝධයක් හරහා ධාරාව යැවීමය. එනමුත් බැටරිය ආරෝපණය වී අවසන් වූ සැනින් බැටරිය විසන්ධි කළ යුතුය. නමුත් ආරොපණය වී අවසන් බව දැනගැනීමට ක්රමයක් නැත.
මෙය නිරන්තරයෙන්ම විදුලියට සම්බන්ධව පවතින චාජරයක් හා බැටරියක් බැවින්, බැටරියට float charge වොල්ටීයතාවය(විස්තර සඳහා) පමණක් ලැබෙන පරිදි D1 තෝරා ගත හැක. නමුත් අවාසිය වන්නේ එවිට බැටරිය ආරෝපණය වීමට ඉතා විශාල කාලයක් (දින කිහිපයක්) ගතවීමයි.
මීළඟට අපි මෙය ධාරාව පාලනය කිරීමට හැකිවන ලෙස වැඩිදියුණු කරමු. ධාරාව පාලනය කිරීම සඳහා Q3, Q6, R1, R3 හා R7 මගින් සෑදෙන පරිපථ කොටස යොදාගෙන ඇත. එහි ක්රියාකාරීත්වය විමසා බලමු. (සමහර විට ඔබ මෙම චාජරය යොදාගන්නා තත්ත්ව අනුව මේ කොටස අනවශ්ය වීමටද පුළුවන. එයට හේතුව මෙම පියවරට පසු පියවරේදී විස්තර කරනු ඇත.)
R1 යොදා ඇත්තේ බැටරිය ආරෝපණය කරනා ධාරාව මුළුමනින්ම R1 හරහා ගමන් කරන පරිදිය. මෙහි ධාරා සංවේදකය(current sensor) ලෙස ක්රියාකරන්නේ R1 වේ. R1 තුලින් ගමන් ගන්නා ධාරාව වැඩිවනවිට R1 හරහා විභව අන්තරය වැඩිවේ. එය Q3 හි E-B සන්ධියේ නැඹුරු වොල්ටීයතාවට(මා මෙයින් අදහස් කරේ ට්රාන්සිස්ටරය නැඹුරුවීමට E-B සන්ධියට ලබා දිය යුතු වොල්ටීයතාවයි.) වඩා වැඩිවූ විට Q3 ක්රියාකාරීවී R3 හරහා ධාරාවක් ගමන් කිරීමට පටන් ගනී. එවිට R3 හරහා වොල්ටීයතාවක් ගොඩ නැගේ. එය Q6 හි B-E සන්ධියේ නැඹුරු වොල්ටීයතාවට වඩා වැඩිවන ලෙස පරිපථය සැලසුම් කළ යුතුය. එවිට Q6 ක්රියාකාරීවී ධාරාව ගමන්කිරීමට පටන් ගනී. එම ධාරාව පැමිණෙන්නේ R6 හරහා බැවින්, R6 හරහා ගමන් ගන්නා අමතර ධාරාව නිසා R6 හි දෙපස විභව අන්තරය වැඩිවේ. එවිට Q2 හි පාදමේ විභවය අඩුවේ. එවිට VB,Q2 + VBE,Q2 + VBE,Q1 = VE,Q1 බැවින් ප්රතිදාන වෝල්ටීයතාව අඩුවේ. එවිට ආරෝපණය වන ධාරාව අඩුවේ. (මෙයට ඕම් නියමය අදාල නොවේ) ඒ ආකාරයට ආරෝපණය වන ධාරාව සීමා වීම සිදුවේ.
උපරිම ආරොපණ ධාරාව ඉක්මවන විට Q3 ක්රියාකාරී වන ලෙස R1 තොරා ගත යුතුය. වැදගත් දෙයක් වන්නේ R1 හි ක්ෂමතාවයි. R1 ගෙන් ශක්ති හානි වන ක්ෂමතාවට වඩා වැඩි අගයක ක්ෂමතාවක් දැරිය හැකි ප්රතිරොධකයක් R1 ලෙස යෙදිය යුතුය. එසේම Q3 ක්රියාකාරී විට R3 හරහා Q6 නැඹුරු කිරීමට ප්රමාණවත් විභවයක් ගොඩනැගෙන ලෙසත් Q3 ක්රියාකාරී නොවන විට Q6 නැඹුරු නොවන ලෙසත් R3 හි අගය තොරා ගන්න. Q6 නැඹුරු කිරීමට ප්රමාණවත් ධාරාවක් ලැබෙන පරිදි R7 තෝරාගන්න.
දැන් පියවර දෙකකින් යුක්ත වූ බැටරි චාජරයක් සකස් කොට අවසන්වේ. මෙහි ඇති අවාසිය වන්නේ බැටරිය ආරෝපනය වී අවසන් වූ පසු බැටරිය විසන්ධි කිරීමට සිදුවීමයි. එසේ නොකළහොත් බැටරිය ආරෝපනයවී අවසන් වූ මොහොතේ සිටම දුර්වල වීමට පටන් ගනී. එසේම බැටරිය ආරෝපණය වී අවසන් බව දැනගැනීමට මාර්ගයක්ද නැත. මීළඟට මෙම අවාසි මඟහරවා ගැනීමට බලමු.
බැටරිය ආරෝපණයවූ පසු ස්වයංව විසර්ජනය වේ. එබැවින් එම ස්වයං විසර්ජනය මඟහරවා දිගටම ආරෝපිත තත්ත්වයේ පවත්වා ගැනීමට පමණක් ප්රමාණවත් ලෙස බැටරිය ආරොපණය කරමින් පවත්වා ගැනීම float charge නම්වේ. මෙම අවස්ථාවේ බැටරිය සීමාරහිත කාලයක් පවත්වා ගත හැක. UPS වැනි උපකරණවලත් බැටරිය දිගටම ආරෝපිත තත්ත්වයේ පවත්වා ගැනීමට මෙම float charge අවස්ථාවට පත් කිරීම සිදුවේ. මේ සඳහා ලබාදිය යුතු වොල්ටීයතාවය ආදිය පිළිබඳ විස්තර සඳහා මෙම සබැඳිය බලන්න.
දැන් ගැටලුවකි. බැටරිය ආරෝපණය වී අවසන් බව දැන ගන්නේ කෙසේද?
බොහෝ සරළ බැටරි ආරෝපණ පරිපථ වල මෙය කරනු ලබන්නේ බැටරියේ අග්රවල වොල්ටීයතාව ඉහල යාම නිරීකෂණය කිරීමෙනි. මෙහි ඇති අවාසිය වන්නේ බැටරිය සම්පූර්ණයෙන්ම ආරෝපණය නොවීමයි. හේතුව මේ බැටරි වල නියත වොල්ටීයතාවයෙන් ආරොපණය කිරීම ඇතුලත් කිරීමට නොහැකි වීමයි. මේ සඳහා පිළියම වන්නේ ආරෝපණය වන ධාරාව මගින් බැටරියේ ආරෝපණ තත්ත්වය ගැන වැටහීමක් ලබාගැනීමයි. මෙම පරිපථයේ කර ඇත්තේ එයයි.
බැටරිය තුන්වන පියවරේ ආරෝපනය විමෙදී බැටරි අග්රවල වොල්ටීයතාව නියතව පවත්වාගන්නා අතර ආරෝපණ ධාරාව අඩුවන ශීග්රතාවයකින් අඩුවේ. එසේ ධාරාව කාලය සමඟ අවමයකට පැමිණ නියත ධාරාවකින් ආරොපණයවේ. මෙසේ ආරොපණ ධාරාව අවමවී නියත වූ විට බැටරිය ආරෝපනය වී අවසන්ය. බැටරිය ආරොපණය වී අවසන් බව දැන ගැනීම සඳහා මෙම ගුණ භාවිතා කළ හැක. (මෙම අවම නියත ධාරාව බැටරිය භාවිතය/කල්ගතවීම සමඟ වැඩි වේ)
ආරෝපණ ධාරාව නියත වීමේ අවස්ථාව සොයාගැනීම අසීරුමුත් යම්කිසි අගයකට වඩා අවම වීම සොයාගත හැක. ධාරාව නියත වූ පසුව හෝ බැටරියේ ධාරිතාවයෙන් 3%කට වඩා ආරෝපණය කරනා ධාරාව පහත වැටුනු විට බැටරිය ආරොපණය වී ඇතැයි සැලකේ.(විස්තර සඳහා) උදාහරණයක් ලෙස 7Ah බැටරියක් නම් 0.21Aට වඩා ආරෝපන ධාරාව පහත වැටුනු විට හෝ ආරෝපණය වෙන ධාරාව නියත වී නම් බැටරිය ආරෝපිතය. එබැවින් මෙහි එම ගුණය යොදා බැටරිය ආරොපනය වී අවසන් බව දැනගැනීමට යොදාගෙන ඇත.
බැටරිය ආරෝපනය වී අවසන් වූ පසු බැටරිය විසන්ධි කිරීම හෝ float charge අවස්ථාවට පත් කළ යුතුය. මෙහිදී මම හතරවන පියවර එනම් float charge අවස්ථාවට බැටරිය පත්කිරීම තෝරාගෙන ඇති අතර, අවශ්ය නම් සුළු වෙනස්කම් කිපයක් කිරීම මඟින් මෙය බැටරිය විසන්ධි වන ලෙස සැකසීමටද පුළුවන.
මට සැලසුම් කිරීමට අසීරුම වූ, වැඩිම කාලයක් ගතවූ සහ වැඩිම කටුසටහන් ගනනක් කටුගෑ කොටස මෙයයි. මෙය සංකීරණ නැතිමුත් තරමක් පැටලිලි සහගතයි. සමහරවිට මෙයට මීට වඩා සරළ විසඳුමක් තිබීමටද පුළුවන. එසේ වේ නම් කරුණාකර දැනුවත් කරන්න.
මේ සඳහා R2, R4, R5, Q4, Q5, D2, D3 යන උපාංගවලින් සැදුම් ලත් පරිපථ කොටස යොදාගෙන ඇත. මෙහි ක්රියාකාරීත්වය සිදු වන්නේ ආරෝපණ ධාරාව මත බව කලින් පැවසීමි. මෙහිදීද පෙර කොටසේ පරිදිම ධාරා සංවේදකය ලෙස ප්රතිරෝධකයක්(R2) යොදාගෙන ඇත.
බැටරිය ආරෝපණය වී අවසන්යයි නිගමනය කරන්නාවූ ධාරාවට(බොහෝවිට බැටරියේ ධාරිතාවයෙන් 3%) වඩා අඩු ධාරාවක් ගමන් නොකරන සෑම විටදීම Q4 හි E-B සන්ධිය නැඹුරු වී Q4 ක්රියාකාරී අවස්ථාවට පත්වන ලෙස R2හි අයග තීරණය කළ යුතුය. එමෙන්ම R2 ලෙස එය හරහා උපරිම ආරෝපන ධාරාව ගමන් කිරීමේදී එමගින් තාපය පිට කරන ක්ෂමතාවට වඩා වැඩි ක්ෂමතාවක් ඇති ප්රතිරෝධකයක් යෙදිය යුතුය.
පෙර කොටසේ ධාරා සංවේදකය(R1) ට්රාන්සිස්ටරයේ(Q3) විමෝචකය හා පාදම සමඟ ඍජුවම ඈඳා තිබුනත් මෙම අවස්ථාවේ පාදම ධාරාව පාලනය සඳහා ප්රතිරෝධකයක්(R4) යොදාගෙන ඇත. එයට හේතු වන්නේ Q3 නැඹුරුවූ සැනින් R1 හරහා ගමන් ගන්නා ධාරාව නියත වේ. නමුත් Q4, float charge අවස්ථාවේ හැර අන් හැම අවස්ථාවේම නැඹුරුවී තිබෙන අතර R2 හරහා වොල්ටීයතාව විචලය වේ. එබැවින් Q4 හි පාදම ධාරාව පාලනය සඳහා R4 යොදාගෙන ඇත. R2 ගණනය R1 ගණනය පරිදිම වන අතර උපරිම ධාරාව වෙනුවට අවම ධාරාව යොදාගන්න.
(උදාහරණයක් ලෙස බැටරියක 7Ah නම් උපරිම ආරෝපණ ධාරාව 2.1A පමණද ආරෝපණය වූ පසු අවම ධාරාව 0.21A පමණද වෙයි. එවිට R2 ≈ 0.6V/0.21A = 2.8Ω පමණවේ. එවිට උපරිම ධාරාව වන 2.1A ගමන් කරන විටදී R2 ගේ ක්ෂමතාව = (2.1A)2 x 2.8 ≈ 12.3W වේ.)
මෙහි ප්රතිරෝධී අගය තරමක් ඉහල අගයක් ගන්නා බැවින් මෙමගින් ධාරා පාලනයක්ද සිදුවේ. එබැවින් ඔබ යොදාගන්නා ට්රාන්සිස්ටරය අනුව බැටරිය විසර්ජනය වූවිට බැටරියේ වෝල්ටීයතාවට වඩා වොල්ට් කිහිපයකින් පමණක්(සිලිකන් ට්රාන්සිස්ටර් යොදාගන්නේ නම් වොල්ට් 3ක් 4ක්. ජර්මේනියම් නම් වොල්ට් 1ක් යනුත් ඉහල අගයකි.) වැඩි බල සැපයුමක් ඔබ යොදාගන්නේ නම් පමණක් පෙර සඳහන් කළ ධාරා පාලන පරිපථ කොටස ඇවැසි නොවේ. ධාරා පාලනය R2 ප්රතිරෝධය මගින් සිදුවේ. කෙසේ නමුත් එම කොටස ඇතුලත් කිරීම කොහොමත් ආරක්ෂාකාරීය.
Q4 නැඹුරු වී ඇති විට සංග්රාහක ධාරව R5 හා D3 LEDය හරහා ගමන් කරයි. මෙහි LEDයක් යොදාගෙන ඇත්තේ ආරෝපණ වෙමින් පවතින බව හඳුනා ගැනීමටය. Q4 නැඹුරුවී ඇති සෑම විටම VC,Q4 > VE,Q5 ලෙසට පවතින ලෙස R5හි අගය තේරීමට වගබලාගන්න. (VC,Q4 = VR5 + VD3 වේ. VD3 යනු LEDය දැල්වී ඇති විට LEDය හරහා ඇති විභව අන්තරයයි.)
බැටරිය ආරෝපණය කර අවසන් ලෙස තීරණය කරනා ධාරාවට වඩා අඩු ධාරාවක් R2 හරහා ගමන් ගනීමට පටන් ගත් විගසම Q4 අක්රිය වී සංග්රහක ධාරාව නවතී. එවිට ධාරාව නවතින බැවින් R5 හරහා ඇති විභව අන්තරය අඩුවේ. එවිට Q5 හි E-B සන්ධිය නැඹුරුවී Q5 හි පාදම ධාරාව R5 හා D3 හරහා ගමන් කරයි. මෙවිට Q5 සංතෘප්ත(saturate) වන ලෙස R5 හි අගය තෝරාගත යුතුය. මෙය ඉතා වැදගත්ය. මීට අමතරව R5 තේරීමෙදී ඉහත ඡේදයේ සඳහන් කරුණද සැලකිල්ලට ගත යුතුය. VZ,D2 + VEC,Q5,Saturated + VBE,Q2 + VBE,Q1 = float charge වෝලටීයතාව වන ලෙස D2 Zener ඩයෝඩයේ අගය තෝරා ගත යුතුය. මේ අවස්ථාවේ VCE,Q5,saturated + VZ,D2 < VZ,D1 බව නිරීක්ෂණය කරන්න. එම නිසා D1 පසු නැඹුරුවී ඇති සාමාන්ය ඩයොඩයක් මෙන් හැසිරේ.
චාජරය float charge අවස්ථාවට පත්වූවිට ආරොපණ ධාරාව තවත් අඩුවන බැවින් R2 හරහා විභව අන්තරය තවත් අඩුවේ. එසේ හෙයින් චාජරය float charge අවස්ථාවට පත්වූ පසු නැවත වෙනත් පියවරකට ගමන් නොකරයි. බැටරියේ ස්වයං විසර්ජනය හානිපූරණය වන ලෙස float charge අවස්ථාව සකසා ඇති බැවින් එසේ කිරීමට වුවමනාවක්ද නැත.
දැන් අපගේ චාජරය බොහෝදුරට සම්පූර්ණය. තවම විස්තර නොකළ එකම එක උපාංගයක් මෙහි ඇත. මට නම් මෙම චාජරයේ වැදගත්ම උපාංගය මෙයයි. එය කුමක්ද කුමකටදැයි දැන් බලමු.
යම් හෙයකින් විදුලිය විසන්ධි වුවහොත් චාජරය නැවත මුල සිටම ක්රියාකාරීත්වය අරඹා බැටරිය ආරෝපණය වීම හෝ ආරෝපණ ධාරාව දෙන ලද අගයකට වඩා අඩුනම් float charge අවස්ථාවට පත්වීම කළ යුතුය. නමුත් ගැටලුවක් ඇත. Pb-acid බැටරියකට විදුලිය සැපයූ සැනින් මුළු ආරෝපන ධාරාවෙන්ම ආරෝපණය වීම පටන් නොගන්නා අතර ඒ සඳහා සුළු කාලයක් ගතවේ. එම නිසා චාජරයට විදුලිය සැපයූ සැනින් Q4 ක්රියාකාරී වී ධාරාව ගමන් කිරීමට ප්රථම, Q5 හි E-B සන්ධිය නැඹුරුවී Q5 සංතෘප්ත වීම නිසා චාජරය float charge අවස්ථාවට පත්වේ. float charge අවස්ථාවට පත්වූ විට චාජරය එම අවස්ථාවේම පවතින බැවින් චාජරයෙන් අපේක්ෂිත ක්රියාකාරීත්වය නොලැබේ. 
මෙය විසඳා ගැනීමට බලමු. මෙයත් බොහෝ ලෙස වෙහෙස මහන්සිවී කාලය කැප කළ සංකීරණ විසඳුම් කිහිපයකට පසු ඉතාමත්ම සරළ විසඳුමක් මගින් නිරාකරණය කරගන්නා ලද්දකි. හේතුව වූයේ මම මෙම දෝෂය නිරීක්ෂය කළේ පසුවය. එම නිසා මෙය නිරාකරණය කිරීමට මූලික සැලැස්ම වෙනස් පවා නැවත වෙනස් කිරීමින් සංකීරණ විසඳුම් කිහිපයකට ගියෙමි. (අත්දැකීම් අඩුකම මෙයට හේතු වූවා විය හැක.) නමුත් සංකීරණ සැලැස්මකට යෙදූ එක්තරා විසඳුමක් සරළවම මෙම පරිපථයට ඍජුවම යෙදිය හැකි බව දුටු නිසා මෙම සැලසුම සඳහා එම විසඳුම ක්රියාත්මක කළෙමි.
අපට Q5 නැඹුරු වීම පමාකරගත හැකි නම් අපිට මෙය සරළවම විසඳාගතහැක. මේයට ඇති සරළම විසඳුම ලෙස Q5 හි විමෝචකයට හා පාදමට C1 ධාරිත්රකයක් ඈඳා ඇත. ධාරිත්රකයක වෝල්ටීයතාව වර්ධනය වීට කාලයක් ගතවේ. එම නිසා සුදුසු ධාරිත්රකයක් යෙදීමෙන් අපට අවශ්ය පමණට Q5 නැඹුරුවීම පමා කරගත හැක. ධාරිත්රකය ආරෝපණය හා කාලය පිළිබඳ සම්බන්ධතාවය RC කාල නියතය(RC time constant) මගින් ලැබේ.
දැන් අපි චාජරය සැලසුම් කර අවසානය. සැලකිය යුතු කරුණක් වන්නේ මෙහි කෝෂ ලුහුවත්වූ/දුර්වල වූ බැටරි සඳහා ආරක්ෂක ක්රියාමාර්ග නොමැති අතර එම නිසා බැටරිය සවිකරන අවස්ථාවේ එහි දෝෂ රහිත බවට තහවුරු කරගන්න.
මෙම චාජරයේ විශේෂත්වය වන්නේ මෙය බැටරියේ terminal voltage මත නොව ආරෝපණ ධාරාව මත බැටරියේ ආරෝපණ තත්ත්වය පිළිබඳ තීරණ ගැනීමයි. එසේම මෙය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කර general purpose චාජරයක් දක්වා වර්ධනය කිරීමටද පුළුවන. මෙහි මිල තරමක් හෝ වැඩි උපකරණ වන්නේ R2 ප්රතිරෝධකය හා Q1 ට්රාන්සිස්ටරයයි. නමුත් එයත් ඉහල මිලක් නොවේ. (R2 ගේ මිළ පිළිබඳව නම් අදහසක් නැත. නමුත් ඉහල නොවන බව දනිමි.) සරළ මිල අඩු උපාංග මගින් ඉතා අනර්ඝ ක්රියාකාරීත්වයෙන් යුතු චාජරයක් මෙහිදී නිර්මාණය වී ඇතැයි සිතමි.
Q1 ගේ ක්ෂමතාවය බල සැපයුම අනුව ප්රමාණවත්දැයි සොයා බලන්න. එසේ නොවේ නම් බල සැපයුම වෙනස්කිරීම හෝ ට්රාන්සිස්ටරය මාරු කිරීම යන දෙකෙන් වඩා සාධනීය පියවර අනුගමනය කරන්න. තවත් සැලකිය යුතු දෙයක් වන්නේ Q1 ගෙන් විශාල ලෙස තාපය පිටකරනා බැවින්, ඒ සඳහා සුදුසු තාප ගිල්වුමක්(heat sink) යොදාගන්න. එසේම මිලදීගත් උපාංග නිසි ක්රියාකාරීත්වයෙන් යුක්ත බවට තහවුරු කරගන්න. පිටකොටුවේ, රත්මලානේ, මොරටුවේ ඇති උපාංග වල නිසි ක්රියාකාරීත්වය නොමැති වීම පිළිබඳ අමිහිරි මතකයන් බොහෝය. විශේෂයෙන්ම float charge අවස්ථාවට අදාල උපකරණ නිසිලෙස ක්රියාකිරීම ඉතා වැදගත්ය. මන්ද බැටරියට ලබාදෙන float charge වෝල්ටීයතාව ඉතා නිවැරදිව ලබා දිය යුතුය. එසේ නොවුනහොත් බැටරිය දුර්වලවේ. ඔබට අවැසි float charge වොල්ටීයතාවට අදාල වන ලෙස Zener ඩයෝඩ නොමැති නම් කලබල නොවන්න. ඉතා සරළ ක්රමවේදයන් මගින් ඒවා නිවැරදි කරගත හැක. එය ඔබට බාරය. යම්කිසිවක් ගැන වැඩිදුර තොරතුරු ලබාගැනීමට අවශ්යනම් දී ඇති සබැඳි භාවිතා කරන්න.
මෙයට බලය සැපයීම සඳහා කැමති ආකාරයක බල සැපයුමක් යොදාගන්න. නිසි ක්රියාකාරීත්වය සඳහා උපරිම ආරෝපණ වෝල්ටීයතාවට වඩා තරමක වැඩි වොල්ටීයතාවයෙන් යුතු බල සැපයුමක් භාවිතා කරන්න. බල සැපයුමේ වෝල්ටීයතාව ඉතා ඉහල වුවහොත් චාජරයෙන් විශාල ශක්ති හානියක් සිදුවේ. එම නිසා කාර්යක්ෂමතාවය ඉහල මට්ටමක පවත්වාගැනීම සඳහා වඩා විශාල වොල්ටීයතාවයකින් යුතු බල සැපයුම් භාවිතා කිරීමෙන් වලකින්න. බල සැපයුමට නිරුපද්රිතව (වොල්ටීයතාව අවශ්ය පමණට තබාගෙන) උපරිම ආරෝපණ ධාරාව සැපයිය හැකිද යන්න පිළිබඳව සැලකිලිමත් වන්න. මගේ උපදෙස නම් අදාල අවශ්යතා වලට ගැලපෙන ලෙස බල සැපයුමක් නිර්මාණය කරගන්න යන්නයි.
මේ පිළිබඳ ඔබගේ අදහස් හා මෙහි දෝෂ ඇත්නම් ඒවා ගැන දැනුවත් කිරීම ඉතා අගේ කොට සලකමි. එසේම මේ ලිපියෙන් යම්කිසි ප්රයෝජනයක් ගත්තේ නම් ඒ පිළිබඳවද දැනුවත් කරන මෙන් කාරුණිකව ඉල්ලා සිටිමි.
දින කිහිපයක් තිස්සේ බොහෝ වෙහෙස මහන්සිවී කපා කොටා සකස් කළ මෙම ලිපියෙන් ඔබ යම්කිසි ප්රයෝජනයක් හො දැනුමක් ලැබුවා නම්, මගේ සතුට එයයි. 
VN:F [1.9.7_1111]
Rating: 3.7/5 (3 votes cast)
VN:F [1.9.7_1111]
Rating: +4 (from 4 votes)
) සින්දුව ඇහෙනකොට මාව මතක් වුනාලු. මමත් ඒක අහපු ගමන් සින්දුව බාගෙන ඇහුවා. ඇත්ත, මගේම කරගෙන අහන්න පුළුවන් ගීතයක්. ඇහෙන ගීතයක් නෙවෙයි. මීට කලින් අහල තිබුණ බවට මතකයකුත් නෑ. හරිම ළයාන්විත ගීතයක්. ඉතින් බෙදාගන්න හිතුවා. හඬ මිහිර විඳින්න ගීතයේ පළවෙනි පේළිය click කරන්න. මේ ගීතය විඳිද්දී මට නම් ආදරය විරහව මිශ්ර වචනෙන් කියන්න බැරි අමුතුම හැඟීමක් හිතට ගතට දැනෙනවා. අහලම විඳලම බලන්න.
