ডিলে সার্কিট (প্রজেক্ট ৮)

 ধারনা ও সরল ডিলে সার্কিট

ডিলে কি এবং কেন?

আমরা হয়তো আই পি এস / ইউ পি এস সিস্টেমে দেখেছি যে, ঐগুলাকে সংযোগ দেবার সাথে সাথেই তারা লোডে বিদ্যুৎ সরবরাহ করেনা বরংচ কিছু দেরীতে পরে তাতে বিদ্যুৎ সরবরাহ করে। এই দেরীটাকেই ইংরেজীতে ডিলে বলে। ডিলে ইচ্ছাকৃত আবার অনিচ্ছাকৃত হতে পারে। যেমন পাওয়ার সুইচ বন্ধ করার কিছু দেরীতে পাওয়ার লেডটি অফ হয়। এটি অনিচ্ছাকৃত ডিলে।

কিছু ডিলে অন টাইম ডিলে যেমন এলার্ম বাজার জন্য একটা পুশ সুইচ টিপলাম এবং ছেড়ে দিলাম এলার্ম চালু থেকে কিছুক্ষন পর তা বন্ধ হয়ে গেল।

কিছু ডিলে অফ টাইম ডিলে যেমন ফ্রীজের ডিলে সুইচ। সুইচ দেয়ার কিছু পরও কিছুক্ষন অফ থেকে চালু হয়।

কিছু ডিলে আছে শর্ট বা ছোট। যেমন সুইচ দেবার ১০ সেকেন্ড পরে একটি লোড চালু হয়। আবার লং বা দির্ঘ ডিলে যেমন এলার্ম টাইমার যা সেকেন্ড, মিনিট, ঘন্টা কিংবা সপ্তাহ, মাস বছর পর্যন্ত দেরী করে একশনে যাবার জন্য।

ডিলে ম্যাকানিকালি (বালু ঘড়ি, স্প্রিং ঘড়ি ইত্যাদি) বা ইলেক্ট্রিকালি/ইলেক্ট্রনিকালি বানানো যায়।

কিছু কিছু ডিলে আমরা সরাসরি এনালগ সার্কিট দিয়ে করি (শর্ট ডিলে) আবার কিছু ডিলে হয় ডিজিটাল (শর্ট বা লং)। আবার কিছু ডিলে করি প্রোগ্রামিটিকালি ( শর্ট বা লং)।

আমরা বর্তমান প্রজেক্টে শুধু ইলেক্ট্রনিক ও এনালগ শর্ট ডিলে নিয়ে কাজ করব। আমরা পূর্ববর্তি প্রজেক্টে RC টাইমিং নিয়ে আলোচনা করেছি। আমরা সেই RC টাইমিং এর ধর্ম ব্যাবহার করে এই ডিলে সার্কিট তৈরী করব। RC ছাড়াও RL কিংবা ক্রিষ্টাল এমনকি পরমানুর কম্পন ব্যাবহার করে ডিলে/ভাইব্রেটর/অসিলেটর তৈরী করা যায়। ডিলে আর ভাইব্রেটর বা অসিলেটর এর পার্থক্য শুধু ওয়ান শট আর মাল্টিপল কনটিনিউয়াস শট। ডিলেতে একবারই টাইমিং প্লে করে পর আর টাইমিং ফাংশন শেষ হয়ে যায় (লেড একবার জ্বলে উঠে কিছুক্ষন পর নিভে যায়, নিজে থেকে আর জ্বলেনা)। কিন্তু ভাইব্রেটর বা অসিলেটরে ( যেমন লেড ফ্লাশার-এ) টাইমিং চলতেই থাকে।

নিচে সরলতম একটা ক্যাপাসিটিভ অন টাইম ডিলে সার্কিট দেখানো হলো । এই সার্কিটের প্রান একটা ক্যাপাসিটর। পুশ বাটনে পুশ করার পর ট্রাঞ্জিষ্টরের বেসে পজেটিভ বায়াস পাওয়ায় লেডটি ততক্ষনাত জ্বলে উঠে আবার ক্যাপাসিটরটিও চার্জড হতে থাকে। পুশ বাটন ছেড়ে দিলে লেডটি বন্ধ হয়ে যাবার কথা থাকলেউ তা জ্বলতে থাকে। কারন ক্যাপাসিটর থেকে পজেটিভ চার্জ বেস হয়ে ডিসচার্জ হতে থাকায় ট্রাঞ্জিষ্টারটি অন থাকে ততক্ষন পর্যন্ত যতক্ষন ক্যাপাসিটরের পজেটিভ চার্জ তার ফরওয়ার্ড বায়াস ধরে রাখে। ক্যাপাসিটরের চার্জ ক্ষয়ে আসলে লেড বন্ধ হয়ে যায়।

কিন্তু এই সার্কিটে একটি সমস্যা হলো যে লেডটি একবারে ঠাস করে বন্ধ না হয়ে ধীরে ধীরে ডিম হয়ে বন্ধ হয়ে যায়। আবার লেডের যায়গায় এলার্ম হলে এলার্ম একবারে বন্ধ হয়ে যায় না বরং দুর্বল হয়ে তারপর বন্ধ হয়ে যায়। এটা সবার কাম্য নাও হতে পারে। আরেকটা দুর্বলতা হলো এই সার্কিটটির টাইমিং প্রায় সম্পুর্ন ভাবে ক্যাপাসিটর নির্ভর (ব্যাটারির আভ্যন্তরিন রেসিষ্ট্যান্স RC টাইংমিং এর R এর ভূমিকা পালন করে কিন্ত এই R খুব দুর্বল)। পরবর্তিতে আমরা এই দুর্বলতা কিভাবে দূর করা যায় সেটি আলোকপাত করবে।

সরল ডিলে সার্কিটের উন্নয়ন

বর্তমান এই সার্কিটে আমরা একটি বাহ্যিক রেজিষ্ট্যন্স যুক্ত করেছি এতে নিম্নাক্তো সুবিধা পাওয়া যায়ঃ

• RC টাইমিং এ রেসিস্ট্যান্সের এক বিশাল প্রভাব থাকে তাই শুধু ক্যাপাসিটরের উপর নির্ভরশীলতা কমে। ভ্যারিয়েবল রেসিষ্ট্যান্স ব্যাবহার করে টাইমিং পরিবর্তন করা যায়।
•  ছোট ক্যাপাসিটর ব্যাবহার করা চলে এতে ক্যাপাসিটর দ্রুত চার্জ-ডিসচার্জ হতে পারে।
• এছাড়া বেস রেসিষ্ট্যান্স ছোট করা যায়। যা দিয়ে ক্যাপাসিটর খুব দ্রুত ডিসচার্জ হতে পারে,
• বড় ক্যাপাসিটরে যে লিকেজ কারেন্ট সার্কিটকে ত্রুটিযুক্ত করে তা থেকেও রেহাই পাওয়া যায়।

ফলে ফেড অফ টার্নিং অন অফ বা ঢিমে তালে অন অফ দূর হবে। আরো শার্প অন অফের জন্য ট্রাঞ্জিষ্টরের গেইন বাড়ানো যেতে পারে। ৩য় ছবিতে দেখানো হল যে দুইটি ট্রাঞ্জিষ্টর দিয়ে গেইন বাড়িয়ে আমরা কিভাবে আরো শার্প অন অফ করতে পারি।

এভাবে অন বা অফ টাইম নির্ভর করে RC কনস্ট্যান্টের উপর। এখন যদি R সাধারন রেসিষ্টর না হয়ে লোড হয় তবে লোডের উপর নির্ভর করে টাইমিং। কিন্তু এটা খুব আশার কথা নয়। কারন লোড রেসিষ্ট্যান্স ক্যালকুলেশন সহজ ব্যাপার নয়। ফলে টাইমিং ক্যালকুলেশনও ত্রুটি পূর্ন হয়।
এই সমস্যার সমাধানে আই সি বেসড ডিলে সার্কিট বেশ কার্যকর। আইসি বেসড সার্কিটে লোড, ডিলে তৈরীতে ভূমিকা না রাখায় ডিলে ক্যালকুলেশন সহজ হয়।

৫৫৫ আইসি দিয়ে প্রাক্টিক্যাল ডিলে সার্কিট

555 আইসি দিয়ে সহজেই আর নির্ভূল ভাবে ডিলে সার্কিট তৈরী করা যায় বলে ডিলে সার্কিটে আইসিটি ব্যাপক জনপ্রিয়। নিচে দুই ধরনের ডিলে সার্কিট দেখানো হল।

অন টাইম ডিলে (দেরী করে অন)ঃ

ষ্ট্যাবিলাইজারে এই ধরনের ডিলে ব্যাবহার করা হয়। এতে বিদ্যুৎ সংযোগ দেবার কিছু পরে লোডে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। এই সার্কিটের সংযোগ নিচে (প্রথম ছবিতে) দেয়া হল। বিদ্যুৎ সংযোগ দেয়ার পরপর সার্কিটটি অফ অবস্থায় থাকে কারন ২ নং পিন (ট্রিগার) প্রথমবস্থায় হাই অবস্থায় থাকে (ক্যাপাসিটর ডিসচার্জ অবস্থায় শর্ট সার্কিটের মতো আচরন করে)। কিন্তু ক্যপাসিটর চার্জড হতে থাকলে সাপ্লাইয়ের সাথে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয় এবং ২ নংপিন গ্রাউন্ডে এভাবে সংযুক্ত হয় যে তার ভোল্টেজ সাপ্লাইয়ের এক তৃতিয়াংশের নীচে চলে আসে। এতে সার্কিট সেট হয়ে পরে বা ৩ নং পিনে ভোল্টেজ দেখা দেয়। ফলে সার্কিট চালু হয়ে লেড জ্বলে উঠে।

অফ টাইম ডিলে (দেরী করে অফ)ঃ

ধরাযাক একটা কলিং বেলে পুশ করা হলো। পুশ ছেড়ে দেবার সাথে সাথে বন্ধ হলে পুশ ধরেই রাখতে হয়। আবার পুশ করলে যদি চিরকাল বাজতেই থাকে তবে বিব্রতকর অবস্থার সৃষ্টি হয়। সেজন্য অফ টাইম ডিলে সার্কিট। মানে পুশ করলে কিছুক্ষন চলে একাই বন্ধ হয়ে যাবে। নীচে এমন একটা সার্কিট দেখানো হলো। লক্ষ্যনীয় যে আগের সার্কিটে রেজিষ্ট্যান্স ও ক্যাপাসিটরের স্থান পরিবর্তিত হয়েছে।

এই সার্কিটের মূল চালিকা শক্তি ৬ নং পিন (থ্রেশহোল্ড)। পাওয়ার চালুর সাথে সাথে লেডটি জ্বলে উঠে। কারন ক্যাপাসিটর ডিসচার্জ এমতাবস্থায় এ দিয়ে ২ নং পিন গ্রাউন্ডে যুক্ত হয় (কারন ডিসচার্জড অবস্থায় ক্যাপাসিটর শর্ট সার্কিটের ন্যায় আচরন করে)। কিন্তু ক্যাপাসিটর চার্জ হবার সাথে সাথে ২ নং পিন গ্রাউন্ড থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে পরে এবং ৬ নং পিনে ভোল্টেজ দেখা দেয়। ক্যাপাসিটর যখন প্রায় ফুল চার্জ সে অবস্থায় ৬ নং পিনে ভোল্টেজ সাপ্লাইয়ের ২/৩ অতিক্রম করার সাথে সাথে সার্কিট রিসেট হয়ে পড়ে মানে ৩ নং পিনে ভোল্টেজ বন্ধ হয়ে যায়। ফলে লেড বন্ধ হয়ে যায়।

ডিলে ইকুয়েশনঃ

৫৫৫ আইসি ব্যাবহৃত হলে টাইমিং ইকুয়েশন হয়, T = 1.1 R C
প্রদর্শিত সার্কিটদুটিতে R= 47 k Ohm, C = 100 uF হলে
টাইমিং (সেকেন্ড) = 1.1 x 47 000 x 100 x 10^-6 = 1.1 x 4.7 = 5.17 sec
অর্থাৎ ডিলের সময় ৫ সেকেন্ড (প্রায়)

প্রাক্টিক্যাল লোডঃ

তবে প্রাকটিক্যাল লোড জ্বালানোর জন্য লেড এর যায়গায় ট্রাঞ্জিষ্টার ও রিলে ব্যাবহার করা যায়। নিচে জি.এম খলিল ভাইয়ের ব্যাবহৃত ফ্রিজের ডিলে সার্কিট দেখানো হলো। এখানে R =1 M Ohm, C = 100 uF. সুতরাং T = 1.1 x 1 x 10^6 x 100 x 10^-6= 1.1 x 100 = 110 sec = ২ মিনিট (প্রায়)

                               << প্রজেক্ট ৭ এখানেঃ