ක්ෂුද්‍ර පාලක පරිගණක වැඩසටහන්කරණය - Microcontroller Programming 2 කොටස

මගේ කලින් පෝස්ට් එකේ දී ඔයාලට කිව්වා ක්ෂුද්‍ර පාලක පරිගණක වැඩසටහන්කරණය අ.පො.ස උසස්පෙළ අලුත් විෂය නිර්දේශයේ තියෙනවා කියලා. එතකොට ඒ යටතේ අපිට තියෙනවා ක්‍රියාකාරකම් 5 ක් කරන්නත්.

අපිට ඒ ක්‍රියාකාරකම් කරන්නට වෙන්නේ Arduino ක්ෂුද්‍රපාලක පරිපථ පුවරුවක් භාවිතයෙන් බවත් ඒ ගැන කෙටි හැඳින්වීමකුත් මම ඔයාලාට කලා.

අපි දැන් බලමු අපේ පලවෙනි ක්‍රියාකාරකම. අපේ පළවෙනි ක්‍රියාකාරකම තමයි තත්පර 1/2 කට වරක් LED එකක් On/Off කිරීම. අපි මේක පුංචිකාලේ electronic circuits පාස්සන ගමන් කරලා ඇති. නමුත් ඒකම දැන් programming වලින් කරන්නට පුළුවන්. ඇත්තෙන්ම මේ දේවල් කරගෙන ගියොත් ඔයාලට ම ආසාව ඇතිවෙයි.

සේරටම කලින් අපිට බලන්න වෙනවා මේ ක්‍රියාකාරකමට අවශ්‍ය වන මූලික සිද්ධාන්ත සහ උපකරණ ටිකක්.

• ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාව (Current and Voltage)

මේ දෙකම විද්‍යුතයේ ප්‍රමාණාත්මක සාධක දෙකක්. අපි දැන් පහළින් පිහිටි රූපය දෙස බලමු.

මේ රූපයේ හැටියට බැටරියක් තියෙනවා සම්බන්ධ කරලා බල්බයකට. එතකොට මෙතනින් ධාරාව කියලා කියන්නේ විදුලිය බැටරියේ ධන අග්‍රයේ සිට ඍණ අග්‍රයට ගමන් කිරීමයි. නමුත් ඒක ඇත්තටම වෙන දෙයක් නෙමෙයි. ඇත්තටම වෙන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කිරීමක්.

රූපය දිහා හොඳින් බැලුවොත් ඔයාලට පේනවා ඇති, බැටරියේ ඍණ අග්‍රය සිට ධන අග්‍රයට ඉලෙක්ට්‍රෝන ගමන් කරනවා. ඒක තමා නිවැරදිම දේ. නමුත් සම්ප්‍රදායක් හැටියට අපි පිළිගන්නවා ධාරාව ගමන් කරන්නේ, ධන අග්‍රයේ සිට ඍණ අග්‍රයට කියලා.

ඉලෙක්ට්‍රෝන බල්බයේ සූත්‍රිකාව හරහා ගමන් කිරීම මගින් බල්බය දැල්වෙනවා.

වෝල්ටීයතාවය කියන්නේ මොකක්ද ? වෝල්ටීයතාවය කියලා කියන්නේ, “විද්‍යුත් ධාරාවක් ගලායාමට අවශ්‍ය කරන විද්‍යුත් පීඩනයටයි”. ඇත්තටම බැටරියක් ගත්තාම එහි ඍණ අග්‍රයේ වැඩිපුර ඉලෙක්ට්‍රෝන තෙරපෙමින් තිබෙනවා. නමුත් ධන අග්‍රයේ එහෙම නැහැ. අපි දන්නවා පීඩනය ගමන් කරන්නේ, වැඩි තැන සිට අඩු තැන දක්වා කියලා. මේ නිසා තමයි ඉලෙක්ට්‍රෝන පීඩනය මුදා හරින්න ඉලෙක්ට්‍රෝන, ඍණ සිට ධන දක්වා ගමන් කරන්නේ. මෙන්න මේ විද්‍යුත් පීඩනය තමයි වෝල්ටීයතාවය කියලා කියන්නේ.

• ප්‍රතිරෝධක (Resistors)

විද්‍යුත් ධාරාව ගමන් කිරීමට ඇති බාධාව තමයි ප්‍රතිරෝධය කියලා කියන්නේ. ඒ සඳහා පාවිච්චි කරන උපකරණයට අපි කියනවා, ප්‍රතිරෝධක (Resistors) කියලා. මෙමගින් අපේ පරිපථයට අවශ්‍ය පමණට ධාරාව පාලනය කරගන්න පුළුවන්. නැත්නම් අපි ලබා දෙන විදුලියේ වෝල්ටීයතාව සමහර පරිපථ උපාංගවලට ඔරොත්තු නොදෙන්න පුළුවන්. 

ඉතින් මේ පුංචි උපකරණයේ ප්‍රතිරෝධය විශේෂ ආකාරයෙන් සළකුණු කරලා තියෙනවා. විවිධ පාටවලින්, වළලු (Bands) ආකාරයෙන්. මේ එක පාටකින් යම් අගයක් නිරූපණය කරනවා.

අපි ඉස්සෙලාම ඉහලින් ම තියෙන ප්‍රතිරෝධකයේ අගය බලමු. ඔක්කොටම ඉස්සෙල්ලා ප්‍රතිරෝධකයේ වම් පැත්තට බරව වලලු ටික තියාගන්න. පළමු හා දෙවන වර්ණ අසුරෙන් දක්වන අගය පිළිවෙලින් දැක්වෙනවා. තුන්වන වර්ණ තීරුවේ සදහන් වර්ණ අගය ගුණ කිරීමක් සිදුවේ. හතරවන වර්ණ තීරුවෙන් සහන අගය කියැවේ. මතක තියාගන්න ප්‍රතිරෝධය මනින ඒකකය ඕම්. සංකේතය Ω (ඔමෙගා කියන ග්‍රීක අක්ෂරය).
එතකොට,

පලමු තීරුව : කහ --> 4, දෙවන තීරුව : දම් --> 7, තෙවන තීරුව : රතු --> 100

ඒ කියන්නේ ප්‍රතිරෝධකයේ අගය ඕම්වලින් , 47 x 100 Ω = 4700Ω 

4 වන තීරුවෙන් සහන අගය දැක්වෙනවා. ඒ කියන්නේ මේ 4700Ω අගය සමහර විට ඊට වඩා වැඩිවෙන්නත් පුළුවන් අඩුවෙන්නත් පුළුවන්. මේ විදියට අඩුවැඩි වෙන්න පුළුවන් පරාසය තමයි මේ තීරුවෙන් දැක්වෙන්නේ. අපේ උදාහරණයේ හැටියට, රිදී තීරුවක් තියෙන්නේ. ඒ කියන්නේ, 10%ක්.

4700Ω x (10 / 100) = 470Ω  

මේ අනුව, 4700Ω - 470Ω = 4320Ω හෝ 4700Ω + 470Ω = 5170Ω වෙන්නත් පුළුවන්.

• දියෝඩ (Diodes)

දියොඩය යනු අග්‍ර දෙකක් සහිතව නිපදවා ඇති අර්ධ සන්නායක ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගයක්. මෙම උපාංගය මගින් විද්‍යුතය එක් දිශාවකට පමණක් හරවා යවන්න පුළුවන්. අපි බහුලව දකින දියෝඩයක් තමයි, LED කියන්නේ. මතක තියාගන්න මේක බල්බයක් නෙමෙයි. දියෝඩයක්.

Light Emitting Diode - ආලෝක විමෝචක දියෝඩය කියලා තමයි මේක හඳුන්වන්නේ. මේකෙ විශේෂත්වය ධාරාව ගමන් කරන කොට ආලෝකය පිටකරනවා. (විමෝචනය කරනවා).

ඕනෑම දියෝඩයක අග්‍ර දෙකක් තිබෙනවා. ඇනෝඩය (+) සහ කැතෝඩය (-) ලෙසින්. දි‍යෝඩය හරහා විද්‍යුතය ගමන් කරන්නේ, ඇනෝඩයේ සිට කැතෝඩය දක්වා පමණයි.

සාමාන්‍යයෙන් දියෝඩවල කැතෝඩය පැත්තෙන් වළල්ලක් තියෙනවා. ඒකෙන් තමයි හරියට ම හඳුනාගන්න පුළුවන්.

LED වල කොහොම ද මේ දෙකම හොයාගන්නේ? ක්‍රම දෙකක් තියෙනවා.

1. ඇනෝඩය දිගින් වැඩියි. කැතෝඩය දිගින් අඩුයි.
2. කැතෝඩය පැත්තෙන් පැතලි ස්වභාවයක් තියෙනවා.

හොඳයි දැන් තව වැදගත් දෙයක් තියෙනවා. පරිපථයක් සැලසුම් කරන කොට බලන්න ඕන වැදගත්ම දෙයක් තමයි අපි ලබාදෙන වෝල්ටීයතාවය LED එකට ප්‍රමාණවත් ද එහෙම නැත්නම් වැඩි ද කියන එක. LED එකට වෝල්ටීයතාව වැඩියි නම්, පිච්චිලා යන්න ඉඩ තියෙනවා. ඒ නිසා ප්‍රතිරෝධකයක් (Resistor) යොදා ධාරාව පාලනය කල යුතුයි. සාමාන්‍යයෙන් LED එකකට ලබා දෙන වෝල්ටීයතාව 2V ක් වන අතර ධාරාව (2 - 20 mA) අතර විය යුතුයි.

එහෙම නම් ප්‍රතිරෝධකයේ අගය අපිට ඕම් නියමය භාවිතයෙන් හොයන්න පුළුවන්. අපි ධාරාව 0.01 A ලෙස ගනිමු.

R = (V - V LED ) / I LED  ----> R = (5 - 2) V / 0.01 A = 3/0.01 = 300Ω

දැන් එතකොට පරිපථය අපිට ලැබෙනවා මෙන්න මෙහෙම.

අපි ඊළඟ කොටසින් බලමු මේ හරහා LED එකක් Blink වෙන විදියට Arduino වැඩසටහනක් ලියන්නේ කොහොමද කියලා.