বাস্তব জীবনে আমরা “মেশিন” কথাটি অনেকাংশে ব্যবহার করি ঠিকই কিন্তু সবাই জানি না আসলে এই মেশিন শব্দটির সঠিক বৈজ্ঞানিকঅর্থ কি। তাছাড়া জেনারেটর বা মোটর নিয়ে আমরা দিনের অনেকাংশ সময় কাটিয়ে দেই, যা কিনা প্রকৃতপক্ষে মেশিন। কিন্তু জানা নেই কিভাবে এগুলো কাজ করে। এর পিছনে এমন কি আছে যার ফলে কারেন্ট চলে গেলে আমরা ঘরেই কারেন্ট তৈরি করে আবার আগের মত সব কিছু চালাতে পারছি। এই যান্ত্রিক শক্তি ব্যবহার করে মাটির অভ্যন্তর থেকে মুহূর্তের মধ্যে পানি তুলতে পারছি। কিন্তু একবারও কি নিজেকে প্রশ্ন করেছেন এদের কার্যপ্রণালী সম্পর্কে? আজকে ইলেকট্রিক্যাল শর্ট নোট এর মাধ্যমে জেনে নেই এসমস্ত টুকিটাকি বিষয়গুলো। সেই সাথে ডিসি জেনারেটরের আভ্যন্তরীণ বিভিন্ন অংশ ও এর গঠন প্রণালি সম্পর্কে জানবো।
“মেশিন” বলতে আসলে কী বোঝায়?
আমরা প্রতিদিন “মেশিন” শব্দটা ব্যবহার করি।
কিন্তু ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে মেশিনের একটি নির্দিষ্ট অর্থ আছে।
মেশিন মানে শুধু যন্ত্রপাতির সমাহার নয়। মেশিন মানে এমন একটি ব্যবস্থা যা এক ধরনের শক্তিকে অন্য ধরনের শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে।
ইলেকট্রিক্যাল মেশিন বিশেষভাবে দুটি কাজ করে:
বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে — এটা মোটর।
যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে — এটা জেনারেটর।
এই দুটির পিছনে একই পদার্থবিজ্ঞান কাজ করে। শুধু শক্তির দিক উল্টো।
মেশিন বা যন্ত্রের সংজ্ঞা অনেকটা এরকম- “নির্দিষ্ঠ কার্যদ্ধার কল্পে বিভিন্ন যন্ত্রাংশের সমন্বয়ে যে যান্ত্রিক বস্তু তৈরি করাহয় তাকেই মেশিন বা যন্ত্র বলে“। এই সংজ্ঞা থেকে কিছু জিনিস বুঝতে পারলাম, যেমনঃ একটি মেশিনে কিছু যন্ত্রাংশ থাকে। এই যন্ত্রপাতি গুলোই মেশিন টিকে চালায় এবং এটি একটি নির্দিষ্ঠ কাজ করতে সক্ষম। মেশিন যেমন ইলেকট্রিক্যাল হতে পারে তেমনি মেকানিক্যাল ও হতে পারে। নিচে একটি সরল মেকানিক্যাল মেশিনপুলিও এর দ্বারা কিভাবে কাজ করা হয় তা দেখানো হলো-
সরল মেশিন (যন্ত্র) পুলি ব্যবহার করে কোনো ভারোত্তোলন সহজ হয়
সহজ কথায় ইলেকট্রিক্যাল মেশিন হলো এমন একটি যান্ত্রিক পদ্ধতি যা কিনা ইলেকট্রিক্যাল পাওয়ারকে মেকানিক্যাল এনার্জি তে অথবা মেকানিক্যাল পাওয়ার কে ইলেকট্রিক্যাল এনার্জি তে রূপান্তর করতে পারে। এখন ইলেকট্রিক্যাল মেশিন নিয়ে আরেকটু পরিষ্কার হওয়ার জন্য আমরা মোটর নিয়ে আলোচনায় এগিয়ে যাই-
এই শ্যাফটের সাথে পাম্প লাগালে পানি ওঠে। ফ্যান লাগালে বাতাস আসে। কম্প্রেসর লাগালে এসি ঠান্ডা করে।
মূল নীতিটা হলো ফ্লেমিংয়ের বাঁ হাতের নিয়ম। কারেন্ট বহনকারী কোনো পরিবাহী চৌম্বকক্ষেত্রে রাখলে সেটির উপর একটি বল তৈরি হয়। এই বলই ঘূর্ণন তৈরি করে।
বাস্তব উদাহরণ: বাসার পানির পাম্প একটি AC ইন্ডাকশন মোটর। সিলিং ফ্যানও তাই। ব্লেন্ডার বা মিক্সচার গ্রাইন্ডার সাধারণত ইউনিভার্সাল মোটর। ইলেকট্রিক গাড়ি চলে DC ব্রাশলেস মোটরে।
মোটর কত প্রকার?
প্রধানত দুটি শ্রেণি:
AC মোটর — বাসার সাপ্লাই থেকে সরাসরি চলে। সিলিং ফ্যান, পানির পাম্প, ওয়াশিং মেশিন, রেফ্রিজারেটর কম্প্রেসর — সব AC মোটর।
DC মোটর — ব্যাটারি বা DC পাওয়ার সাপ্লাই থেকে চলে। ইলেকট্রিক গাড়ি, ড্রোন, রোবোটিক আর্ম, কর্ডলেস ড্রিল — DC মোটর।
AC বনাম DC মোটর — কোনটা কোথায় ব্যবহার হয়?
AC মোটর সস্তা, টেকসই, রক্ষণাবেক্ষণ কম লাগে। তবে গতি নিয়ন্ত্রণ করতে ভেরিয়েবল ফ্রিকুয়েন্সি ড্রাইভ (VFD) লাগে।
DC মোটর গতি নিয়ন্ত্রণ অনেক সহজ। বেশি শক্তিদক্ষ। তবে ব্রাশযুক্ত DC মোটরে ব্রাশ ক্ষয় হয়, পরিবর্তন করতে হয়।
DC সিলিং ফ্যান AC ফ্যানের তুলনায় প্রায় ৭০% কম বিদ্যুৎ ব্যবহার করে একই বায়ুপ্রবাহে। তবে দাম বেশি। বাংলাদেশে লোডশেডিং প্রবণ এলাকায় সোলার ব্যাটারি সিস্টেমে DC ফ্যান কার্যকর।
মূলনীতি ফ্যারাডের তড়িচ্চৌম্বকীয় আবেশ, যা ১৮৩১ সালে আবিষ্কৃত। কোনো পরিবাহী চৌম্বকক্ষেত্রের মধ্যে গতিশীল হলে সেই পরিবাহীতে বিদ্যুৎ তৈরি হয়।
এই শ্যাফট ঘোরানোর কাজটা করে ইঞ্জিন। ডিজেল জেনারেটরে ডিজেল ইঞ্জিন, বিদ্যুৎকেন্দ্রে স্টিম টারবাইন বা গ্যাস টারবাইন ইঞ্জিন। সৌর শক্তিতে এই ঘূর্ণন নেই বলে ইনভার্টার লাগে আলাদা।
তড়িচ্চৌম্বকীয় আবেশ বা ইন্ডাকশন — মোটর ও জেনারেটর দুটোর ভিত্তি
এই একটি নীতিই সব কিছু চালায়।
চৌম্বকক্ষেত্রের মধ্যে কোনো পরিবাহী নড়লে সেখানে ভোল্টেজ তৈরি হয়।
উল্টোটাও সত্য — পরিবাহীতে কারেন্ট দিলে এবং চৌম্বকক্ষেত্র থাকলে সেই পরিবাহী নড়তে চায়।
প্রথমটা ব্যবহার করা হয় জেনারেটরে। দ্বিতীয়টা ব্যবহার করা হয় মোটরে।
একটি ইলেকট্রিক্যাল মেশিন এই কারণে মোটর এবং জেনারেটর — দুটো হিসেবেই কাজ করতে পারে। শুধু শক্তির দিক বদলে দিতে হয়।
তড়িৎচুম্বক কীভাবে তৈরি হয়?
লোহার দণ্ডের চারপাশে তার পেঁচিয়ে কারেন্ট দিলে চৌম্বকক্ষেত্র তৈরি হয়।
কারেন্ট বন্ধ করলে চৌম্বকত্বও চলে যায়।
এই নিয়ন্ত্রণযোগ্য চৌম্বকত্বই ইলেকট্রিক্যাল মেশিনকে কার্যকর করে। পার্মানেন্ট ম্যাগনেটে এটা সম্ভব নয়।
মোটরের স্টেটরে এই তড়িৎচুম্বকগুলো থাকে। রোটর ঘোরানোর জন্য এগুলো ক্রমান্বয়ে চালু-বন্ধ হয়।
একটি DC জেনারেটরের ভেতরে কী আছে?
একটি ডিসি জেনারেটর মেশিন এর বিভিন্ন আভ্যন্তরীন অংশ
DC জেনারেটরের প্রধান অংশগুলো এক এক করে বোঝা যাক।
ইয়োক হলো বাইরের আবরণ। ছোট জেনারেটরে কাস্ট আয়রন, বড়গুলোতে স্টিল। এটা কাঠামো দেওয়ার পাশাপাশি চৌম্বক পরিবাহক হিসেবেও কাজ করে।
ফিল্ড ম্যাগনেট বা স্ট্যাটর ম্যাগনেট এর দুটো অংশ — পোল কোর ও পোল শ্যু। পোল শ্যুর কাজ হলো ভেতরের জায়গায় চৌম্বকক্ষেত্র সমানভাবে ছড়িয়ে দেওয়া।
ফিল্ড ওয়াইন্ডিং ও পোল কয়েল তামার তার দিয়ে তৈরি। প্রতিটি পোলে পেঁচানো থাকে। এগুলোতে কারেন্ট দিলে স্ট্যাটর ম্যাগনেট তড়িৎচুম্বক হয়ে ওঠে।
আর্মেচার কোর ঘোরার অংশ। সিলিন্ডার আকৃতির, তামার কন্ডাক্টর পেঁচানো। এই কন্ডাক্টরগুলো চৌম্বকক্ষেত্রে ঘুরে বিদ্যুৎ তৈরি করে।
কমিউটেটর গোলাকার, বিয়ারিংয়ের মতো দেখতে। আর্মেচারে তৈরি হওয়া AC কারেন্টকে DC-তে রূপান্তরের মূল কাজটা এখানে হয়।
ব্রাশ কার্বন বা গ্রাফাইটের তৈরি। কমিউটেটরের সাথে সংযুক্ত থেকে বাইরের সার্কিটে কারেন্ট পৌঁছে দেয়। এটি ক্ষয়যোগ্য অংশ — নির্দিষ্ট সময় পর পরিবর্তন করতে হয়।
ব্রাশ ড্রপ হলো ব্রাশের কারণে সামান্য ভোল্টেজ কমে যাওয়া। সাধারণত ১–২ ভোল্টের বেশি হয় না। এটা স্বাভাবিক।
স্লিপ রিং কমিউটেটরের সাথে সংযুক্ত। AC জেনারেটরে (অল্টারনেটর) ব্রাশের পরিবর্তে স্লিপ রিং ব্যবহার হয়।
DC জেনারেটর বনাম AC জেনারেটর (অল্টারনেটর) — পার্থক্য কোথায়?
বাসায় ব্যবহার হওয়া পোর্টেবল জেনারেটর আসলে AC জেনারেটর বা অল্টারনেটর।
DC জেনারেটর ব্যবহার হয় ব্যাটারি চার্জিং, ওয়েল্ডিং, শিল্পক্ষেত্রে নির্দিষ্ট কিছু প্রয়োগে। গাড়ির চার্জিং সিস্টেমে অল্টারনেটর থাকে, এরপর রেকটিফায়ার দিয়ে DC-তে রূপান্তর করা হয়।
বড় বিদ্যুৎকেন্দ্রগুলো সবই AC জেনারেটর ব্যবহার করে। কারণ AC ভোল্টেজট্রান্সফরমার দিয়ে সহজে পরিবর্তন করা যায়। দূরে পাঠানো সহজ হয়।
মোটর কেনার আগে যা জানতে হয়
বাংলাদেশে পানির পাম্প কেনার সময় সবচেয়ে বেশি ভুল হয় ওয়াট রেটিং নিয়ে।
টিউব লাইট বা ফ্লুরোসেন্ট বাতি এখন বহুল জনপ্রিয়। সেই সাথে এনার্জি সেভিং লাইট, স্টার্টার, ব্যালাস্ট ও অহরহই আমাদের চোখে পড়ে। এটি আসলে মারকারি ভ্যাপার ল্যাম্প (Mercury vapor lamp) এর সহোদর ভাই যা গ্যাস ডিসচার্জ প্রযুক্তিতে চালিত হয়। কিন্তু আমরা অনেকেই এর বৈজ্ঞানিক কর্ম পদ্ধতি সম্পর্কে জানিনা। চলুন আলোচনার মাধ্যমে কিছু ধারনা নেয়া যাক। এই আলোচনার মাধ্যমে আমরা বুঝতে পারবো কি করে এই সাদা রঙের বাতিটি এতো উজ্জ্বল আলো প্রদর্শন করে। আরো জানবো এই বাল্ব কেন আমাদের সাধারন ইনক্যান্ডসেনট (incandescent) বাল্বের তুলোনায় বেশি উপযোগী। এছাড়াও এতে আধুনিক প্রযুক্তির প্রয়োগ সম্পর্কেও জানবো। সাথে আরো জানবো টিউবলাইটে ব্যবহৃত স্টার্টার সুইচ, ব্যালাস্ট সম্পর্কে। এদের সুবিধা অসুবিধা সম্পর্কে। অধুনা বহুল ব্যবহৃত এনার্জি বাল্বে টিউবলাইটের ব্যবহার, এলইডি টিউব এবং এদের সুবিধা অসুবিধা নিয়েও টুকটাক আলোচনা করবো। চলুন তাহলে যাত্রা হোক শুরু।
আলোর বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যাঃ
আলো কি?
আলোর উৎস সম্পর্কে জানার আগে চলুন আলোসম্পর্কে কিছু জেনে নেয়া যাক। স্বাভাবিক ভাবে বলা যায় যে আলো এক প্রকার শক্তি। যার মূল উৎস পরমাণুর ভেতরে ইলেকট্রন নামক একটি ক্ষুদ্র কনিকার নড়াচড়া। অবশ্য আলো কেও অতি ক্ষুদ্র এক ধরণের গতিশীল কণিকা ধরা হয় যার শক্তি ও ভরবেগ আছে কিন্তু ভর নেই। একেক বর্ণের বা রং এর আলোর জন্য এই সব আলোর কণিকা এক একটি গুচ্ছ আকারে আসে। এইসব ক্ষুদ্র কণিকা কে ফোটন (photon) নামে ডাকা হয়। মূলত এই ফোটনই আলো তৈরি হবার পেছনে দায়ী।
ইলেকট্রন ও ফোটনঃ
একটি পরমাণু থেকে তখনি ফোটন নির্গত হয় যখন এর ভিতরে ইলেকট্রন গুলো উত্তেজিত হয়। এই ইলেকট্রন গুলো পরমাণুর ভিতরে নিউক্লিয়াস এর চারিদিকে ঘোরে। ইলেকট্রন এর এই ঘুর্ণন একটি নির্দিষ্ট বৃত্তাকার পথে হয়। এই বৃত্তাকার পথ কে orbital বলে। ইলেকট্রন গুলো মূলত negative charge যুক্ত আর কেন্দ্রের নিউক্লিয়াস এ যে প্রোটন আর নিউট্রন আছে তা positive charge যুক্ত হয়। যেহেতু বিপরীত চার্জ পরস্পর কে আকর্ষণ করে তাই ইলেকট্রন, নিউক্লিয়াস কে কেন্দ্র করে ঘোরে। এই আকর্ষন বল কে বলা হয় electrostatic force বা স্থিরতাড়িত শক্তি.
ইলেকট্রনের শক্তি গ্রহণ ও নিষ্ক্রমনঃ
Orbital গুলো যত শক্তি সম্পন্ন হয় এগুলো নিউক্লিয়াস থেকে ততো দূরে থাকে। ইলেকট্রন গুলো যখন বাইরে থেকে শক্তি গ্রহণ করে তখন এটি নিজের orbital ছেড়ে আরো বেশি শক্তি সম্পন্ন অরবিটাল এ যেতে পারে। আবার যখন এটি শক্তি নির্গত করে তখন এটি কম শক্তি সম্পন্ন orbital এ আসে। এই শক্তি মূলত তাড়িতচৌম্বক তরঙ্গ (electromagnetic wave) আকারে নির্গত হয়। এই তরঙ্গের বিভিন্ন ধরনের wavelength এর জন্য আমরা বিভিন্ন ধরনের শক্তি পাই। এই wavelength বা তরঙ্গ দৈর্ঘ্য নির্দিষ্ট একটি সীমার মধ্যে হলে একে আলো বলে। বাকি তরঙ্গ দৈর্ঘ্য এর শক্তি গুলো আমাদের কাছে দৃশ্যমান না। বাকি অদৃশ্যমান শক্তি শুধু আমরা অনুভব করি।
ইলেকট্রনের উত্তেজনাঃ
ফোটন বিচ্ছুরণ পদ্ধতি
কোন পদার্থের মধ্যে পরমাণু যখন সংঘর্ষে লিপ্ত হয় তখন electron গুলো উত্তেজিত হয়ে যায় অর্থাৎ কিনা শক্তি প্রাপ্ত হয়। তখন এগুলো নিজের orbital ছেড়ে বেশি শক্তি সম্পন্ন orbital এ যায় কিন্তু electron এর ঘূর্ণন নির্দিষ্ট ছকে বাঁধা। তাই একে আবার আগের শক্তি স্তরে ফিরে আসতে হয়। এসময় এটি আবার শক্তি বিকিরণ করে। এই শক্তির তরঙ্গ দৈর্ঘ্য (wavelength) এর ওপর নির্ভর আমরা কোন ধরণের শক্তি পাব। এই তরঙ্গ দৈর্ঘ্য নির্দিষ্ঠ সীমার মধ্যে হলে আমরা তাকে দৃশ্যমান আলো বলি। ডানপেশের চিত্রটি দেখলে আশাকরি বুঝতে কিছুটা সুবিধে হবে। প্রয়োজনে ছবিতে ক্লিক করে দেখুন-
আলো কি তরঙ্গ না কণা?
একটা confusion দূর করা দরকার। একটু আগে আমরা জেনেছি আলোএকধরণের কণিকাযার নাম photon. আবার এর পরেই শুনছি আলো আসলে তরঙ্গ। প্রকৃত অর্থে আলো দুইরূপ আচরণই করতে পারে। এ বিষয়ে বিজ্ঞানীদের বিভিন্ন রকম তাত্ত্বিক বিশ্লেষন আছে। সে গভীরতায় না গিয়ে আমাদের আলোচনার সুবিধার জন্য আমরা ধরে নিচ্ছি ফোটন এক ধরনের কণা, যা কিনা তরঙ্গ আকারে প্রবাহিত হয়। তবে সুপ্রিয় পাঠক মনে রাখবেন যে এটি শুধুমাত্র বুঝবার সুবিদার্থে উল্লেখ করা, এর বৈজ্ঞানিক কোন ভিত্তি নেই।
আলোর রং কিভাবে হয়?
নির্গত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে কতটুকু শক্তি বিকির্ণ হয়েছে তার ওপর। আবার বিকির্ণ শক্তির পরিমাণ নির্ভর করে electron এর নির্দিষ্ট অবস্থান এর ওপর। বিভিন্ন পরমাণুর ক্ষেত্রে electron এর অবস্থান বিভিন্ন হয়। তাই একেক রকম পরমাণু একেক ধরনের আলো বা শক্তি ত্যাগ করবে। আলোর রঙ ও এর ওপর নির্ভর করে। অন্য কথায়, আমরা বিভিন্ন মৌলের পরমাণু কে উত্তেজিত করে বিভিন্ন রং এর আলো পেতে পারি। উদাহরণ হিসাবে এলইডি এর কথা ধরা যায়। এই এলইডি এর রং বিভিন্ন রকম হতে পারে এবং প্রতিটি ভিন্ন রং এর এলইডি এর পূর্ণ প্রজ্জ্বলন ভোল্টেজ ও ভিন্ন ভিন্ন।
নিচের চিত্রে আমাদের দৃশ্যমান আলোক বর্ণালীর সারণি তুলে ধরা হলো। এখানে দেখা যাচ্ছে যে আলোক তরঙ্গ দৈর্ঘ্য ছোট হয়ে একদম অতিবেগুনি রশ্মির নিকট ঠেকেছে। একই ভাবে তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বড় হয়ে লাল আলোর উপরে চলে গেছে। এই উভয় সীমার আগে ও পরে আমরা মানুষেরা দেখতে পাই না। কিন্তু এখানে উল্লেখ থাকে যে কিছু কিছু প্রাণী অতিবেগুনি রশ্মি ও অবলোহিত রশ্মি তাদের চোখ দিয়ে দেখতে পায়। যেমন পতঙ্গ অতিবেগুনি রশ্মি দেখতে পায়। আবার যাযাবর গোত্রিয় হাঁস ম্যাগনেটিক নর্থ দেখতে পারে।
দৃশ্যমান আলোক বর্ণালি
এটিই মূলত আলো ও আলোক বর্ণালি উৎপন্ন হবার মূল কৌশল।
টিউব লাইট কে আবিষ্কার করেছিলেন?
একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নের উত্তর না দিয়ে সামনে এগুনো ঠিক হবেনা। সেটি হলো টিউবলাইটের আবিষ্কারক কে?
আসলে টিউবলাইট বা ফ্লুরোসেন্ট লাইট সরাসরি আবিষ্কার হয়নি। প্রথমে আবিষ্কৃত হয় মারকারি ভ্যাপার ল্যাম্প যার জনক পিটার কুপার হিউইট (Peter Cooper Hewitt) ১৯০১ সালে। কিন্তু তার মধ্যে ফ্লুরোসেন্ট পদার্থটি ছিল না। যারফলে তখনকার মারকারি ভ্যাপার ল্যাম্প গুলো সবুজাভ আলো বিকিরণ করতো। সেসময় এই মারকারি ল্যাম্প কে ভিন্নকাজে ব্যবহৃত হতো। তার আগে নিকোলা টেসলা ও টমাস আলভা এডিসন এ নিয়ে কিছু গবেষনা করেছিলেন। কিন্তু তাদের সে গবেষণা বাণিজ্যিক সাফল্য আনতে পারেনি। এছাড়াও আরো অনেক গবেষক লুমিনিসেন্স ও ফ্লুরোসেন্স নিয়ে গবেষণা করেছেন যা ধারাবাহিক ভাবে টিউবলাইট এর উন্নতি সাধনে ব্যাপক ভূমিকা রেখেছিল।
আবিষ্কারক পিটার কুপার হিউইট ও তাঁর আবিষ্কৃত মারকারি ভ্যাপার ল্যাম্প
ফ্লুরোসেন্ট বাল্ব ও সাধারণ বাল্বের মূল পার্থক্য
সাধারণ incandescent বাল্বের সাথে ফ্লুরোসেন্ট বাল্ব (যাকে আমরা টিউবলাইট বলি) এর পার্থক্য হল- পরমানু কে সক্রিয় বা উত্তেজিত করার প্রসেস এর মধ্যে। সাধারন বাল্ব গুলোতে পরমাণু কে সক্রিয় করা হয় উত্তপ্ত করার মাধ্যমে। আর ফ্লুরোসেন্ট বাল্বে এই কাজটি করা হয় তড়িত রাসায়নিক ক্রিয়ার মাধ্যমে। অবশ্য এই প্রক্রিয়া অত্যন্ত জটিল এবং বিস্তৃত যা আমাদের এই আলোচনার মধ্যে কিছুটা ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করবো।
টিউব লাইট সিস্টেম এর উপাদান সমূহ
টিউব লাইট এর গাঠনিক উপাদান হল একটি বায়ুরোধী কাঁচনল যাকে কমন ভাবে বলে সীলড গ্লাস টিউব (SEALED glass tube)। এই টিউব টি বায়ুরোধী। টিউবের মধ্যে থাকে সামান্য পরিমাণ মারকারি (পারদ)। আরো থাকে একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস (সাধারণত Argon). এই টিউব টির ভিতর দিক দিয়ে ফসফরাসএর আবরন দেয়া থাকে। এজন্য একে সাদা দেখায়। টিউবের দুই প্রান্তে থাকে দুইটি ইলেকট্রোড (electrode) যা এর মধ্যে তড়িৎক্ষেত্র সৃষ্টি করতে পারে। এই electrode দুটো আবার একটি electrical circuit এর সাথে সংযুক্ত থাকে। ইলেকট্রিক্যাল এই সার্কিটে সাধারণত থাকে স্টার্টার সুইচ ও ব্যালাস্ট। এই সার্কিট যুক্ত থাকে আমাদের AC সাপ্লাই এর সাথে। নিচের চিত্রটি দেখলে আমরা কিছু ধারণা লাভ করতে পারবো-
টিউবলাইট সিস্টেমের বিভিন্ন অংশ
এটি ম্যাগনেটিক ব্যালাস্ট সম্বলিত পুরানো সিস্টেম। আধুনিক ও উন্নত সিস্টেমে এটি কিছুটা আলাদা তবে মূল অংশ একই। নিচে পর্যায়ক্রমে বর্ণিত হচ্ছে।
চলুন সুইচ অন করি
যখন আমরা টিউবলাইট এর সুইচ on করি তখন শুরুহয় টিউব এর মাঝে electron এর খেলা। টিউব এর দুই পাশের electrode এ একটি এমন একটি মাত্রার voltage দেয়া হয় (আসলে potential difference) যার ফলে টিউবের ইনার্ট গ্যাসের মধ্য দিয়ে electron প্রবাহিত হয়।
আসলে সুইচ on-off কমার্শিয়াল শব্দ। বিজ্ঞান এর ভাষায় এটি হবে switch open এবং switch closed. Switch open থাকার অর্থ circuit টি open বা মুক্ত। অর্থাৎ current flow হবে না। closed switch হল এর উল্টোটি।
Electron গুলো এখানে কোনো মাধ্যম ছাড়াই বিভব পার্থক্যের কারনে মুক্ত ভাবে প্রবাহিত হয়। এর ফলে টিউবের ভিতরে কিছু পারদ বাষ্প হয়ে যায় (electron গুলো পারদ কে আঘাত করে ফলে শক্তি নির্গত হয়, এবং এটি মারকারি কে বাষ্পে পরিনিত করে)। এই প্রক্রিয়ায় যখন electron প্রবাহিত হতে থাকে তখন এগুলো পারদ বাষ্প এর সাথে সংঘর্ষ ঘটায়। এর ফলে পারদ পরমাণু গুলো উত্তেজিত হয়। ফলে এর ভিতরের electron গুলো উচ্চ শক্তি স্তরে যায়। আবার যখন এরা নিজের শক্তিস্তরে ফিরে আসে তখন photon নির্গত করে (প্রকৃতপক্ষে electromagnetic wave এর বিকিরন ঘটায়)।
টিউবলাইট এ বৈদ্যুতিক প্রবাহ
আগের অংশে আমরা জেনেছি, টিউব এর মধ্যে যে তরিৎ প্রবাহের ফলে electron এর ফ্লো হয়। এর কারনে পারদ পরমাণু গুলো electron এর সাথে সংঘর্ষ প্রাপ্ত হয়ে উত্তেজিত হয়। এই ফাঁপা টিউবের মধ্যে এই যে তড়িৎ প্রবাহ সেটা সাধারন বৈদ্যুতিক তার এর প্রবাহের মতই। তবে সেখানে solid (সাধারণত ধাতু) বস্তুর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হয় আর এখানে সেটা হয় গ্যাস এর মধ্যে দিয়ে। দুই ধরনের পরিবাহি (conductor) দুই রকম। তবে gas conductor আর metal conductor (ধাতব পরিবাহী) এর মাঝে আরো কিছু পার্থক্য রয়েছে।
মেটাল conductor এ charge পরিবাহিত হয় মুক্ত electron এর মাধ্যমে। Electron গুলো এক পরমাণু থেকে অন্য পরমানুতে লাফ দিয়ে negatively charged area থেকে positively charged area তে যায়। আমরা জানি যে electron গুলো negatively charged এর অর্থ এরা সবসময় positive charge এর দিকে আকর্ষিত হয়। গ্যাস এর মধ্যেও electrical charge মুক্ত electron দিয়ে পরিবাহিত হয় ইলেকট্রন গুলো এক্ষেত্রে পরমাণু থেকে মুক্ত হয়ে প্রবাহিত হয়। আবার গ্যাস এর মধ্য দিয়ে positive বা negative আয়ন চার্জ পরিবহন করে (আয়ন হল সেই সকল পরমাণু যেগুলো electron ত্যাগ করেছে বা গ্রহন করেছে)।
আয়ন গুলোও বিপরিতধর্মী charge দ্বারা আকর্ষিত হয়। আমরা আগেই জেনেছি, পরমাণু থেকে যে electromagnetic wave বের হয় তার ওয়েভ লেংথ নির্ভর করে পরমাণু তে electron এর সজ্জাবিন্যাস এর ওপর। আর পারদের পরমাণু তে electron এর সজ্জাবিন্যাস এমন যে, এ থেকে নির্গত electromagnetic wave দৃশ্যমান আলো না হয়ে UVR বা আলট্রা ভায়লেট রশ্মি হয়। এখন এই টিউব থেকে আলো পাবার জন্য এই wavelength কে convert করতে হবে যার ফলে তা দৃশ্যমান হবে। এখানেই টিউবলাইটের সাদাপ্রলেপ তথা ফসফরের ভূমিকা আসছে।
নিচের ছবিতে টিউবের মধ্যে কিভাবে ইলেকট্রন ফ্লো হয় তা দেখানো হয়েছে-
টিউব লাইটের মধ্য দিয়ে কিভাবে ইলেকট্রন ফ্লো করে
টিউব লাইটের সাদা প্রলেপ টি কি?
টিউব লাইটে যে সাদা প্রলেপ টি দেখি সেটিই মূলত সাদা আলো উৎপন্ন করবার জন্য দায়ী। তাই বলে ভাববেন না যে হলুদ রঙ করে দিলে সেটি হলুদ আলো দিবে। এটি মূলত ফসফরাস পাউডার যা কিনা আলট্রা ভায়োলেট রশ্মি কে সাদা বর্নের আলোতে পরিণত করে। Phosphorous এর এই ধর্মের কারনে একে অনেক কাজে ব্যবহার করা হয়। যেমন একে TV তেও ব্যবহার করা হয়। Phosphorous ছাড়াও এরকম আরো কিছু বস্তু আছে যারা এই রকম কাজ করে। এদের প্রতিপ্রভবা ফ্লুরোসেন্ট – fluorescentবলে। ফসফরোসেন্ট(phosphorescent – অনুপ্রভ) পদার্থও আছে। জিংকসালফাইড, কুইনাইন প্রভৃতি একধরনের Fluorescence পদার্থ। ফ্লুরোসেন্ট পদার্থ দিয়ে এটি তৈরী হয় বিধায় টিউব লাইটের অপর নাম ফ্লুরোসেন্ট বাতি বা ফ্লুরোসেন্টল্যাম্প।
নিচের ছবিতে দেখতে পাচ্ছি টিউবলাইটের আভ্যন্তরীণ দৃশ্য-
একটি টিউবলাইটের আভ্যন্তরীণ চিত্র(আংশিক)
সাধারণ বাতি ও ফ্লুরোসেন্ট বাতির মূল পার্থক্য
আমরা সাধারণভাবে যে বাল্ব ব্যবহার করি (incandescent বাল্ব) সেগুলোতেও এরকম UVR উৎপন্ন হয়। কিন্তু সেগুলো দৃশ্যমান আলো তে transform করা হয় না বলে এইসব বাতিতে অনেক energy loss হয়। আবার এইসব বাতিতে যে আলো তৈরি হয় সেগুলো লালচে হয়। এর অর্থ হলো এর থেকে অনেক infrared ও তৈরি হয়। এজন্য এইসব বাতির আলো গরম হয়। সেই তুলনায় fluorescentবাতি গুলো অনেক উন্নত। এখানে energy loss অত্যন্ত কম, আলো ততোটা গরম না (এই আলো থেকে infrared রশ্মি কম বের হয়, সেই জন্য এই বাতি গুলোর আলো তে লালচে ভাব না থেকে কিছুটা নীলাভ হয়) ।
আমরা এতক্ষণ জানলাম কি করে এই টিউব এর মধ্যে বৈদ্যুতিক শক্তি থেকে আলোক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এখন আমরা জানবো কিভাবে এর মধ্যে current flow হয়।
কিভাবে টিউব লাইটের মধ্যে কারেন্ট ফ্লো হয়?
এই গ্যাস টিউব এর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত করার জন্য ফ্লুরোসেন্ট লাইট এর দুটি ব্যাপার নিশ্চিত করতে হয়, তাহলো-
১. মুক্ত electron এবং আয়ন।
২. টিউব এর দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য (চার্জ এর ঘনত্বের পার্থক্য – voltage)
সাধারনভাবে গ্যাস এর মধ্যে মুক্ত electron এবং আয়ন থাকেনা। কারন সব পরমানুই চার্জ নিরপেক্ষ ধর্ম প্রদর্শন করে থাকে। যখন আমরা কোন ফ্লুরোসেন্ট বাতির সুইচ অন করি তখন এটি কাজ করার জন্য প্রয়োজন অনেক পরিমাণ মুক্ত electron যা টিউব এর দুই পাশের electrode থেকে বের করে আনতে হয়।
এর পেছনে বেশকিছু পদ্ধতি ও কৌশল আছে যেগুলো নিচে আলোচনা করা হয়েছে-
টিউব লাইটে স্টার্টার এর ভূমিকা
সাধারন fluorescent lamp design এ এটিকে জ্বালানোর জন্য starter switch (light এর এক পাশে ছোট্ট একটি যন্ত্র) ব্যাবহার করা হয় (আজকালের ইলেকট্রনিক ব্যবস্থায় অবশ্য এটা দেখা যায় না)। নিচের ছবির মাধ্যমে এটার mechanism দেখান হল।
স্টার্টার কিভাবে কাজ করে?
বাইপাস সার্কিট তৈরি
যখন আমরা বাতির সুইচ অন করি তখন starter এর মধ্য দিয়ে একটি bypass circuit সম্পূর্ণ হয়। (তখনো গ্যাস টিউব এর মধ্যে কোন circuit সম্পূর্ণ হয় না)। এই bypass circuit টিউব এর দু’পাশের electrode এর মধ্য দিয়ে আলাদা ভাবে সম্পূর্ণ হয়। electrode গুলো সাধারন ফিলামেন্ট এর মত (যেমন টি আমরা incandescent বাল্ব এ দেখি)। যখন এই bypass circuit দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হয় তখন বিদ্যুত এই ফিলামেন্ট কে উত্তপ্ত করে। এই তাপে আবার ধাতব পৃষ্ঠের electron মুক্ত হয়ে গ্যাস এ প্রবেশ করে এবং গ্যাস কে আয়নিত করে।
স্টার্টার এর গঠন ও পর্যায়ক্রমিক কাজ
ঠিক একই সময়ে বৈদ্যুতিক প্রবাহ starter switch এর মধ্যে কয়েকটি মজাদার পর্যায়ক্রমিক কাণ্ড ঘটায়। আমাদের ব্যবহৃত starter switch আসলে একধরনের ছোট্ট discharge bulb. যার মধ্যে থাকে neon gas. এই বাল্ব এর মধ্যে আছে দু’টা electrode যেগুলা পাশাপাশি অবস্থান করে। যখন প্রাথমিক ভাবে বাইপাস সার্কিট এর মাধ্যমে electricity প্রবাহিত হয়, তখন একটা electrical arc এর সৃষ্টি হয় এবং ইলেকট্রোড দুটির মাঝে কানেকশান তৈরি করে এবং বাইপাস সার্কিট টি সক্রিয় হয়। এজন্যই টিউব লাইট জ্বলবার আগে আমরা স্টার্টার কে জ্বলতে নিভতে দেখি। নিচের চিত্রে একটি স্টার্টার সুইচের গঠন দেখতে পাচ্ছি-
স্টার্টার সুইচের আভ্যন্তরীণ গঠন
দ্বীধাতু ও ইলেকট্রিক্যাল আর্ক
ইলেকট্রিক্যাল আর্ক হল বিদ্যুত এর ঝলকানি। এর ফলে আলো ও অল্প তাপ সৃষ্টি হয় ঠিক যেভাবে মূল টিউব এ হয় (এই কারণেই টিউব লাইট জ্বলবার আগে স্টার্টার কে পিটপিট করে জ্বলে যা আগেই বলেছি)। স্টার্টার এর মধ্যে অবস্থিত দুটি ইলেকট্রোড এর একটি নির্মিত হয় দ্বিধাতব পাত দ্বারা, যা উত্তপ্ত হলে বেঁকে যায়। electrical arc এর সৃষ্টি হলে পাত টি গরম হয় এবং দ্বিধাতুর বৈশিষ্ঠ্য অনুযায়ী এটি বেঁকে যায়। এর ফলে দুটি ইলেকট্রোড এর মধ্যে সংযোগ হয়। ফলে electrical arc আর উৎপন্ন হওয়া থেমে যায়। যে কারনে আর তাপও উৎপন্ন হয় না। ফলে পাতটি আবার ঠান্ডা হয়ে সোজা হয়ে যায়। উক্ত পাতটি সোজা হয়ে বাইপাস সার্কিট টি আবার মুক্ত করে দেয়। অর্থাৎ ঐ সার্কিট দিয়ে আর কোন ইলেকট্রিসিটি ফ্লো করেনা।
স্টার্টার এ বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে এমন ইলেকট্রিক্যাল আর্ক উৎপন্ন হয়
মারকারি গ্যাস আয়নিত করণ
এই সময় এর মধ্যেই মূল টিউব এর ফিলামেন্ট গরম হয়ে ভিতরের মারকারি গ্যাস কে আয়নিত করে। আর আমরা সবাই জানি যে- যে কোন ধাতুই বিদ্যুৎ পরিবাহী। এই মারকারি গ্যাস অন্য গ্যাসের তুলনায় অধিক বিদ্যুৎ পরিবাহী। এর ফলে electricity প্রবাহের জন্য টিউব লাইটের মধ্যে একটা মাধ্যম তৈরি হয়। এখন এই টিউব এ প্রয়োজন একটা শক্তিশালি voltage kick যাতে টিউব এর দুই পাশের electrode এর মাঝে electric arc তৈরি হতে পারে। তাহলেই অবিচ্ছিন্ন তড়িৎ প্রবাহিত হতে পারবে টিউব এর মধ্য দিয়ে। এই ভোল্টেজ কিক টি ব্যালাস্ট(ballast) এর মাধ্যমে তৈরি হয়। এইভাবে টিউব এর মধ্যে বিদ্যুৎ প্রবাহ শুরু হলে এটি জ্বলে উঠে।
টিউব এ প্লাজমা উৎপাদন
যখন কারেন্ট বাইপাস সার্কিট দিয়ে যায়, তখন একটি magnetic field সৃষ্টি হয়। এই magnetic field, প্রবাহিত তড়িতের পরিমান দ্বারা নিয়ন্ত্রিত। যখন বাইপাস সার্কিট টি বন্ধ হয়ে যায় তখন ব্যালাস্ট তড়িত প্রবাহ হঠাৎ করেই বৃদ্ধি করে দেয় (একেই ভোল্টেজ কিক বলে)। এই কারেন্ট প্রবাহের হঠাৎ বৃদ্ধি পাওয়ার ফলে গ্যাস এর মধ্য দিয়ে electric arc তৈরি তে সাহায্য করে। স্টার্টার এর মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহের পরিবর্তে সময় electrical current টিউব এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। এর ফলে এর মধ্যে দিয়ে মুক্ত electron প্রবাহিত হয়। এগুলো আবার মারকারি পরমানুর সাথে সংঘর্ষ ঘটায় ফলে আয়ন সৃষ্টি হয়। ফলস্বরূপ plasma অবস্থার সৃষ্টি হয় যা কিনা মুক্ত আয়ন আর ইলেকট্রনে এ পরিপূর্ণ একটি গ্যাস। এভাবে তড়িত প্রবাহের জন্য রাস্তা তৈরি হয়।
Electron এর মুক্তভাবে বিচরনের ফলে এটি ফিলামেন্ট কে গরম রাখে। ফলে আরো মুক্ত electron আসতেই থাকে। ফলে যতক্ষন AC supply থাকবে আর ফিলামেন্ট ঠিক থাকবে ততক্ষন আলো জ্বলতেই থাকবে।
ব্যালাস্ট (ballast) কি
স্টার্টারের পরেই যে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান টি টিউবলাইট কে প্রজ্জ্বলনের জন্য দায়ী তার নাম ব্যালাস্ট। একটি টিউব লাইট সিস্টেমের মধ্যে ব্যালাস্ট এর মূল ভূমিকা কারেন্ট নিয়ন্ত্রক ও প্রজ্জ্বলক হিসাবে। এটি টিউব লাইটে পর্যাপ্ত ভোল্টেজও ওয়েভ ফর্ম সরবরাহ সুনিশ্চিত করে। এখন আমরা ব্যালাস্ট সম্পর্কে কিছু জানবো।
টিউবলাইট এর ব্যালাস্ট কত প্রকার
দৈনন্দিন ব্যবহারিক দিক থেকে চিন্তা করলে টিউব লাইটের ব্যালাস্ট তিন প্রকার-
১। ইলেকট্রিক্যাল বা ম্যাগনেটিক ব্যালাস্ট
২। ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট
৩। হাইব্রিড বা উপরোক্ত দুই পদ্ধতির মিশেল
তবে কর্মপদ্ধতির দিক থেকে ব্যালাস্ট কে নিম্নোক্ত ভাবে বিভক্ত করা হয়ঃ
এখানে উল্লেখ্য যে আমেরিকান ন্যাশনাল স্ট্যান্ডার্ড ইন্সটিটিউট (American National Standard Institute – ANSI) কর্তৃক নির্ধারিত আছে নিম্নোক্ত ব্যালাস্ট পদ্ধতি –
আমরা পুরানো দিনের টিউব লাইট সিস্টেমে যে ধরনের ব্যালাস্ট দেখতাম তা আসলে ইলেকট্রিক্যাল ব্যালাস্ট যা কিনা প্রিহিট পদ্ধতি তে টিউব লাইট কে প্রজ্বলিত করে। নিচে কিছু ব্যালাস্টের চিত্র দেয়া হলো-
ম্যাগনেটিক ব্যালাস্টইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট
টিউব লাইটে ব্যালাস্ট এর ভূমিকাঃ
ব্যালাস্ট (Ballast) শব্দের অর্থ ভারসাম্য রক্ষাকারী। মূলত টিউব লাইট সিস্টেমেও ব্যালাস্ট ভারসাম্য রক্ষাকারীর ভূমিকা পালন করে থাকে। কারেন্ট ও ভোল্টেজের স্থিতাবস্থা আনয়ন করে এটি। এই ব্যালাস্ট ছাড়া কোনো টিউব লাইট কে যদি সরাসরি মেইন লাইনের সাথে সংযুক্ত করাহয় তাহলে টিউব লাইটে মাত্রাতিরিক্ত কারেন্ট প্রবাহিত হবে। এরফলে টিউব লাইট টি প্রায় সাথে সাথেই নষ্ট হয়ে যাবে।
বিভিন্ন প্রকার ব্যালাস্টের কাজ কি কি
আমরা উপরের লেখা থেকে আগেই জেনেছি যে মারকারি গ্যাস কিভাবে আয়নিত হয়ে টিউবের মধ্যে একটি গ্যাসিয় কন্ডাক্টরের মত আচরন করে। এরজন্য প্রয়োজন তাপ ও উপযুক্ত ভোল্টেজ কিক। যা কিনা টিউব কে জ্বলতে সাহায্য করে। কিন্তু কিভাবে? এরজন্য সচারচর ৩টি পদ্ধতি ব্যবহৃত হয়। প্রিহিট, ইন্সটেন্ট স্টার্ট ও র্যাপিড স্টার্ট।
প্রিহিট ব্যালাস্টঃ
প্রিহিট এর ক্ষেত্রে টিউব লাইটের মধ্যস্থিত ইলেকট্রোড বা ফিলামেন্ট গুলোকে স্টার্টারের মাধ্যমে উত্তপ্ত করা হয়। (স্টার্টার কিভাবে কাজ করে তা উপরে জেনেছি)। উত্তপ্ত হবার ফলে টিউবের আভ্যন্তরীণ মারকারি বাষ্পীভূত হয়ে গ্যাসিয় আকার ধারণ করে। যার ফলে টিউব লাইটের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ শুরু হয় এবং যারফলে আমরা আলো দেখতে পাই (এই পদ্ধতির বিস্তারিত উপরে দেয়া হয়েছে)। কিন্তু এই পদ্ধতির বড় অসুবিধা হলো যে টিউব লাইট সুইচ অন করবার সাথে সাথেই না জ্বলে কিছুটা দেরি করে। এই অসুবিধা দূর করবার জন্যই তৈরি হয়েছে ইন্সটেন্ট স্টার্ট ব্যালাস্ট। এক্ষেত্রে টিউব লাইটের ফিলামেন্ট কে আলাদা ভাবে উত্তপ্ত করা হয়না। বরং উচ্চ ভোল্টেজ প্রবাহিত করাহয় টিউব লাইটের ইলেকট্রোডে। এই উচ্চ ভোল্টেজ (সাধারণত ৪০০ ভোল্ট বা তার বেশী) খুব দ্রুত টিউবের মধ্যস্থিত মারকারি কে গ্যাসে পরিণত করে ফেলে। কাজেই সুইচ অন করবার আনুমানিক ৫০ মিলি সেকেন্ডের মধ্যেই টিউব লাইট জ্বলে উঠে। তাই এই পদ্ধতির অপর নাম ইন্সটেন্ট স্টার্ট।
র্যাপিড স্টার্ট ব্যালাস্টঃ
র্যাপিড স্টার্ট ব্যালাস্ট এর ক্ষেত্রে প্রিহিট ও ইন্সটেন্ট স্টার্ট উভয়েরই সাহায্য নেয়া হয়। এরজন্য সার্কিটে টিউব লাইটের ইলেকট্রোড দুটিতে আলাদা ভাবে কানেকশন দেয়া থাকে যা প্রিহিট হতে টিউব কে সাহায্য করে। টিউব টি প্রিহিটেড হলে (অর্থাৎ মারকারি গ্যাসিয় আকার ধারণ করলে) এরপর অপেক্ষাকৃত কম ভোল্টেজে টিউব টি জ্বালানো হয়।
প্রোগ্রামড স্টার্ট ব্যালাস্টঃ
প্রোগ্রামড স্টার্ট ব্যালাস্ট আসলে র্যাপিড স্টার্টেরই আরেকটু ভিন্ন ও আধুনিক রূপ। এই পদ্ধতি প্রয়োগ করে ক্ষেত্র বিশেষে টিউব লাইটের স্থায়ীত্ব সাধারণের চেয়ে প্রায় দ্বিগুণ করা সম্ভব হয়েছে। একই সাথে এটি এনার্জি এফিশিয়েন্টও। এটি টিউবের উপরে গ্লো কারেন্ট (Glow Current) এর নেতিবাচক প্রভাব ও দূর করতে সক্ষম। যে কারেন্ট প্রবাহিত হয়ে টিউব লাইট এর দুই প্রান্ত কালো বর্ণ ধারণ করে এবং ল্যাম্প এর দীর্ঘ স্থায়ীত্বের উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলে তাকেই গ্লো কারেন্ট বলে। তাই অত্যাধুনিক টিউবলাইট এর ব্যালাস্ট গুলোতে এই পদ্ধতি ব্যবহার করাহয়। এছাড়াও ডিমএবল ব্যালাস্ট ও আছে যা কিনা টিউবের উজ্জ্বলতাকে কমাতে ও বাড়াতে সাহায্য করে। সাধারণত ডিমএবল ব্যালাস্ট টিউবলাইট এর ভোল্টেজ কে ঠিক রেখে কারেন্ট প্রবাহ কম বেশী করে উজ্জ্বলতা বাড়ায়-কমায়।
উপরোক্ত বিভিন্নভাবেই একটি টিউব কে প্রজ্বলন করা সম্ভব। মূল বিষয় হচ্ছে টিউব এর মধ্যস্থত মারকারি কে গ্যাসিয় এবং আয়নিত করা এবং এর মধ্যদিয়ে ইলেকট্রন প্রবাহিত করা, যার ফলাফলে টিউবটি জ্বলতে পারে। তবে এক্ষেত্রে আরো একটি বড় বিষয় হচ্ছে কারেন্ট লিমিট করা। যখন মারকারি শীতল থাকে এবং আয়নিত অবস্থার বিপরীতে থাকবার সময় টিউবের আভ্যন্তরীন রোধ(রেজিস্টেন্স – Resistance) অনেক উচ্চ থাকে। কিন্তু যখনি মারকারি বাষ্প তৈরি হয় তখন টিউব এর আভ্যন্তরীণ রোধ অনেক নিচে নেমে আসে। প্রায় শর্ট সার্কিটের মত অবস্থা তৈরি হয়। এমন অবস্থায় সরাসরি এসি লাইনে সংযোগ থাকলে টিউব যেমন ক্ষতিগ্রস্থ হতে পারে তেমনি আগুন লাগাও বিচিত্র কিছু নয়। তাই কারেন্ট লিমিটিং এর ক্ষেত্রেও ব্যালাস্ট এর ভূমিকা অপরিসিম।
ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট কি
আমরা পূর্ববর্তি অনুচ্ছেদে জেনেছি বিভিন্ন রকম ব্যালাস্ট এর কথা এবং সেগুলোর কর্ম পদ্ধতি। এসকল ব্যালাস্ট টিউবলাইট এর আলো কিভাবে উৎপন্ন করে তাও জেনেছি। এখন জানবো ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট সম্পর্কে। প্রিহিট পদ্ধতিতে টিউবলাইট কে জ্বালাতে গেলে কিছু সমস্যার কথা উপরে উল্লেখ করা হয়েছে। মূলত এ সমস্যা দূর করার লক্ষ্যেই প্রস্তুত হয় ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট। এরফলে টিউবলাইট টি সুইচ অনকরা মাত্রই জ্বলে উঠে ঘরবাড়ি প্রজ্বলিত করে। যে ধরনের ব্যালাস্টের মাধ্যমে এই কাজ করা হয় তাকে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট বলে। আরেকটু সংক্ষেপে বললে বলাযায় যে- যে ব্যালাস্টে অর্ধপরিবাহী পদার্থ ব্যবহার করে টিউবলাইট কে প্রজ্জ্বলিত করা হয় তাকে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট বলে। সংজ্ঞা থেকেই বুঝতে পারছি এতে ট্রানজিস্টরডায়োড এমনকি আইসি ও ব্যবহার করা হয়ে থাকে। সেই সাথে প্রয়োজন অনুযায়ী রেজিস্টর, ক্যাপাস্টর ও ব্যবহার করাহয়।
ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট এর সুবিধা কি?
নিচে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট এর কিছু সুবিধা তুলে ধরা হলো-
আকৃতিগত দিক থেকে
আকৃতিগত দিক থেকে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট বিভিন্ন রকম হয়। যদিও এর আকার কে বিভিন্ন রূপ দেয়া সম্ভব তবুও ইলেকট্রিক্যাল ব্যালাস্ট কে সাধারণ ম্যাগনেটিক ব্যালাস্ট এর মত আকার দেয়া হয়। এটি করাহয় মূলত ব্যবহার যোগ্যতা বৃদ্ধি করতে। যার ফলে ব্যবহারকারী খুব দ্রুত তার পুরানো ইলেকট্রিক্যাল ব্যালাস্টের স্থানে এই ইলেকট্রনিক ব্যালাস্টকে প্রতিস্থাপিত করতে পারেন।
ওজনগত দিক থেকে
প্রায় সবধরনের ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট অন্যগুলোর তুলনায় হাল্কা হয়ে থাকে। এর প্রধান কারণ ইলেকট্রনিক ব্যালাস্টে মেটাল বা ধাতুর ব্যবহার অনেক কম। এই ধাতু কম ব্যবহারের ফলে এই ধরনের ব্যালাস্ট হাল্কা হলেও তাপ সুপরিবাহী না হবার কারণে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট অপেক্ষাকৃত বেশী গরম হয়। একটি ইলেকট্রিক্যাল ব্যালাস্ট আনুমানিক ভাবে ১-১.৫ কিলোগ্রাম ওজনের হয়ে থাকে, পক্ষান্তরে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট ২৫০ গ্রাম থেকে ১ কেজি পর্যন্ত ওজন হতে পারে।
শব্দগত দিক থেকে
সাধারণ ব্যালাস্ট গুলোতে আয়রন কোর ব্যবহৃত হয়। যা কিনা এসি লাইনের ফ্রিকুয়েন্সি তে কাঁপতে পারে এবং এক ধরনের হামিং নয়েজ উৎপন্ন করে। এই শব্দ মাত্রা খুব ক্ষীণ থেকে বেশ জোরালো হতে পারে যা কিনা ব্যালাস্টের গুনগত মানের উপর নির্ভরশীল। মজার বিষয় হচ্ছে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্টে এই সমস্যা খুবই সামান্য যা প্রায় ধরাই যায় না।
তাৎক্ষনিক প্রজ্জ্বলন
আগেই বলেছি সাধারণ ব্যালাস্ট দিয়ে টিউব লাইট জ্বলতে কিছুটা সময় লাগে। অনেক ক্ষেত্রেই তা ১ সেকেন্ড থেকে শুরু করে কয়েক সেকেন্ড ও হতে পারে। কিন্তু এ সমস্যা প্রায় নেই বললেই চলে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্টের ক্ষেত্রে। র্যাপিড স্টার্ট প্রযুক্তি ব্যবহার করেই হোক কিংবা ইন্সটেন্ট স্টার্ট প্রযুক্তি ব্যবহার করে হোক, উভয় ক্ষেত্রেই ইলেকট্রনিক পদ্ধতি সুবিধাজনক। সাধারণত ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট গুলো ৫০ মিলি সেকেন্ডের মাঝে পূর্ণ শক্তিতে প্রজ্বলিত হতে পারে।
দীর্ঘ স্থায়ীত্বের দিক থেকে
সাধারণ ব্যালাস্টে গ্লো কারেন্টের এফেক্ট টিউবলাইট কে অত্যন্ত দ্রুত নষ্ট করে ফেলে। যার কারণে টিউবের উভয় প্রান্ত কালো হয়ে যাওয়ার মত সমস্যা তথা টিউবের দীর্ঘস্থায়ীত্ব কমে যায়। এই ব্যাপারটি ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট খুব সুন্দর ভাবে নিয়ন্ত্রন করা সম্ভবপর হয় বিধায় টিউব এর স্থায়ীত্ব ও নিশ্চিত হয়। আরো অন্যান্য টিউব এর অভ্যন্তরিস্থ ইলেকট্রোডের তাপমাত্রা, ভোল্টেজ (Cathode heating voltage) এসব নিয়ন্ত্রন করা সম্ভবপর হয়ছে এই ধরনের ব্যালাস্ট দিয়ে। মূলত ইলেকট্রোডকে উত্তপ্ত করবার ও প্রবাহিত ভোল্টেজ এবং কারেন্ট কে সূক্ষ্ণ সময় নিয়ন্ত্রিত করে এই কাজটি করাহয়।
ইনপুট ভোল্টেজের দিক থেকে
সাধারণ ব্যালাস্ট খুব একটা নিম্ন ভোল্টেজে চলতে সক্ষম নয়। যদিও ক্ষেত্র বিশেষে বিশেষ ডিজাইন করা সম্ভবপর হয়েও থাকে তা অনেক উচ্চমূল্য ও বিভিন্ন অসুবিধা সম্পন্ন। এদিক থেকেও এগিয়ে আছে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট গুলো। এগুলো অনেক কম ভোল্টেজেও চলতে সক্ষম। এমনকি ৭০ ভোল্ট AC তেও এই ব্যালাস্ট গুলো কাজ করতে পারে যারফলে লো-ভোল্টজ প্রবন এলাকাতে এটি যথেষ্ঠ উপযোগী।
নিচে ল্যাবরেটরি তে ব্যালাস্ট ও টিউব কিভাবে পরীক্ষা নিরীক্ষা করে ফলাফল যাচাই করাহয় তার তুলনামূলক ডায়াগ্রাম দেয়া হলো-
ল্যাবরেটরি তে ব্যালাস্ট ও টিউব পরীক্ষা করবার পদ্ধতিগত ডায়াগ্রাম
ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট এ স্টার্টার
আরো একটি বড় সুবিধা হচ্ছে এ ধরনের ইলেকট্রনিক ব্যালাস্টে স্টার্টার ব্যবহার করতে হয়না। এই ব্যালাস্ট সার্কিট থেকে দুটি সংযোগ টিউবের ফিলামেন্ট তথা ইলেকট্রোডে যায়। আর এই ইলেকট্রনিক্সসার্কিট প্রয়োজন মত সুইচিং, ভোল্টেজ, কারেন্ট কে উপযুক্ত ওয়েভ শেপ এর মাধ্যমে টিউবে প্রেরণ করে টিউব কে প্রজ্জ্বলিত করে। তাই ইলেকট্রনিক্স ব্যালাস্টে স্টার্টারের প্রয়োজন হয়না। নিচে ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট কে সংযুক্ত করবার সার্কিটডায়াগ্রাম দেয়া হলো।
লেখার প্রারম্ভেই ম্যাগনেটিক ব্যালাস্ট ও স্টার্টার সুইচের এর সংযোগ পদ্ধতি দেয়া হয়েছি বিধায় তা আর দিলাম না।
ব্যালাস্ট ফ্যাক্টর কি
আমরা সাধারণত টিউবলাইটের উজ্জ্বলতা কে লুমেন (lumen) দিয়ে প্রকাশ করি। ইলেকট্রনিক কিংবা ইলেকট্রিক্যাল যে ধরনের ব্যালাস্ট ই হোক না কেন এই ব্যালাস্ট ফ্যাক্টরের উপরেই নির্ভর করে এই উজ্জ্বলতা। সঠিক ভাবে বললে ব্যালাস্ট ফ্যাক্টরের উপরে। একটা সহজ হিসাব আছে যা কিনা নর্থ আমেরিকান স্ট্যান্ডার্ড কর্তৃক (IES – Illuminating Engineering Society of North America) সারা বিশ্বে গৃহিত। শোবার ঘর, বসবার ঘর এমন সমস্ত স্থানে অর্থাৎ যেখানে বেশী আলো প্রয়োজন হয়না সেখানে ০.৭৭ ব্যালাস্ট ফ্যাক্টর সম্বলিত ব্যালাস্ট ব্যবহার করলেই চলে। অপরদিকে যেখানে বেশী আলো প্রয়োজন হয় যেমন রান্নাঘর, গুদাম প্রভৃতি স্থানে উচ্চ ব্যালাস্ট ফ্যাক্টর সম্বলিত (১.১ বা এর বেশী) ব্যালাস্ট ব্যবহার করা উচিৎ। তাতে আলো অধিক পাওয়া যায়।
নিচের চিত্রটিতে বিভিন্ন ধরনের ব্যালাস্টের ফ্যাক্টর সমূহ দেখানো হয়েছে এবং এর সংক্ষিপ্ত সুবিধা অসুবিধাও দেয়া আছে-
বিভিন্ন ধরণের ব্যালাস্টের ফ্যাক্টর
এনার্জি লাইট এ টিউব এর ব্যবহার
ইদানীং এনার্জি লাইটের প্রচলন অনেক বেড়েছে। এর প্রকৃত নাম সিএফএল (CFL – Compact Fluroscent Lamp). মূলত এর ব্যবহারিক সুবিধাই এর জনপ্রিয়তার জন্য দায়ী। আগে যে বাল্ব হোল্ডারে সাধারণ ইনক্যান্ডেস্যান্ট বাতি ব্যবহার করা হতো সেখানে এনার্জি বাল্ব লাগিয়ে দিলেই এর সুবিধা ভোগ করাযায়। তবে এই এনার্জি বাল্বেও টিউব ব্যবহার করা হয়। এবং এতে ছোট ইলেকট্রনিক্স ব্যালাস্ট ও আছে। এনার্জি বাল্বের ঢাকনা খুলে ফেললে ভেতরে দেখা যায় মূল সার্কিট টি। উপরে প্যাঁচানো কাঁচের নলটির নাম যে টিউব তা এতক্ষণে অভিজ্ঞ পাঠক ঠিকই বুঝেছেন আশাকরি। নিচের চিত্রে একটি এনার্জি বাল্ব তথা সিএফএল এর বিভিন্ন অংশ দেখতে পাচ্ছি-
এনার্জি বাল্ব (সিএফএল) এর বিভিন্ন অংশ
টিউব লাইট বনাম এনার্জি লাইট
আগেই উল্লেখ করেছি যে সিএফএল বা এনার্জি বাতিতে টিউব ব্যবহার হয়। এর সুবিধাও উল্লেখ করেছি। এর ছোট আকৃতির ফলে এটি সহজেই বহন যোগ্য। এতে ব্যবহৃত ইলেকট্রনিক ব্যালাস্ট টি এতই কর্মক্ষম যে অনেক নিম্ন ভোল্টেজেও খুব ভালোভাবেই টিউব কে জ্বালাতে পারে।
তবে একটি ছোট সমস্যা কারো কারো ক্ষেত্রে দেখা যায়। যাদের চোখ উজ্জ্বল আলোর প্রতি সংবেদনশীল তারা এই এনার্জি বাতি তে অস্বস্তি বোধ করেন। তাদের জন্য টিউবলাইট উপযুক্ত পরিগণিত হয়। এটি ঘটে মূলত এনার্জি বাতির আয়তনের জন্য। এটি তুলনা মূলক ভাবে অনেক বেশ ছোট, অপরদিকে টিউবলাইটের আয়তন বড় ও দীর্ঘ। ছোট আলোক উৎস থেকে উজ্জ্বল আলোকচ্ছটা কারো কারো চোখের জন্য অসহনীয় হতেপারে।
সেসমস্ত ক্ষেত্রে এনার্জি বাতি (ছোট আলোক উৎস) এর চাইতে টিউবলাইট (বড় আয়তনের আলোক উৎস) ব্যবহার করা সুবিধা জনক।
এছাড়াও দামে সস্তা করবার লক্ষ্যে অনেক ব্যবসায়ী নিম্ন মানের পার্টস ব্যবহার করে এই সিএফএল উতপাদন করেন, যারফলে নিম্নমানের এই বাতিগুলোর আলো দ্রুত কম্পনশীল হয়। যা উক্ত আলোক সংবেদনশীল ব্যক্তিদের মাইগ্রেন, বমি ভাব সাহ আরো কিছু উপসর্গ তৈরী করে।
এমন অবস্থা এড়াতে উচ্চ গুনগত মানের এনার্জি বাতি ব্যবহার করে দেখা যেতে পারে। এছাড়া নিম্নমানের এসমস্ত বাল্বের উপরে ঘোলা ঢাকনা (Diffuser) জাতীয় কিছু ব্যবহার করা যেতে পারে যেন এর আলো সরাসরি চোখে না লাগে।
টিউব লাইট বনাম এলইডি লাইট
সচারচর আমরা টিউবলাইট কে কাঁচের তৈরি দেখতে পাই। এবং এরমধ্যে ইলেকট্রোড/ফিলামেন্ট থাকে। কিন্তু নতুন এলইডি প্রযুক্তি এসে এর আমূল পরিবর্তন সাধন হয়েছে। এখন এলইডি টিউব লাইট ও পাওয়া যায়। প্রকৃতপক্ষে এই এলইডি টিউবলাইট গুলোতে ছোট ছোট চিপ এলইডি (Chip LED) ব্যবহার করাহয়। এবং সেগুলোকে একটি লম্বা সার্কিট বোর্ডে সংযুক্ত করা থাকে। যার ফলে এটি অল্প ওয়াট-শক্তি খরচ করেও অনেক বেশী উজ্জ্বল আলো দিতে পারে।
সাধারণ ভাবে এলইডি টিউব লাইট গুলো ১৮-২২ ওয়াটের হয়ে থাকে। এবং এলইডি এর গুনগত মানের উপর নির্ভর করে সাধারণ ৪০ ওয়াটের টিউবলাইট (আসলে ৩২-৩৬ ওয়াট) তুলনায় সমান কিংবা দ্বীগুণের ও অধিক আলো দিতে সক্ষম।
সাধারণত এলইডি টিউব লাইট ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই ড্রাইভারদ্বারা চালিত হয় বিধায় এর আলো কাঁপে না। তাই আলোক সংবেদন ব্যক্তিদের জন্য এটি বিশেষ ভাবে উপযোগী। ক্ষেত্র বিশেষে একই ক্ষমতার সাধারণ ক্ষুদ্র আয়তনের এলইডি লাইটের চেয়ে লম্বাটিউব এলইডি ব্যবহার বাঞ্চনীয় কারণ, আলোক উৎস যদি আয়তনে বড় হয় তাহলে আলোক উজ্জ্বলতা বৃদ্ধি পায় (আসলে আমাদের চোখে উজ্জ্বলতা বেশী বলে অনুভূত হয়)। নিচের চিত্রে একটি এলইডি টিউব লাইট দেখতে পাচ্ছি।
এলইডি টিউব লাইট
নিচে একটি অত্যাধুনিক এলইডি টিউবলাইটের বিভিন্ন অংশের চিত্র দেয়া হলো-
অত্যাধুনিক এলইডি টিউব লাইট এর বিভিন্ন অংশ
টিউব লাইটের ব্যবহারিক সমাপ্তি
এখন আমরা জানবো ব্যবহারিক দিক থেকে একটি টিউবলাইট কখন অযোগ্য হয়ে যায়। একটি টিউবলাইটের আয়ুষ্কাল বেশকিছু বিষয়ের উপর নির্ভরশীল। ব্যবহারিক পদ্ধতি, পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা, বায়ুচাপ, ব্যবহারের স্থান প্রভৃতি।
সাধারণ ভাবে টিউব লাইটের উজ্জ্বলতা কমে গিয়ে গোলাপী বর্ণ ধারণ করতে পারে। মূলত আভ্যন্তরীণ মারকারি বা পারদ শেষ হয়ে যাওয়াই এর কারণ। বাল্বটি বারংবার ফ্লিকার বা অন-অফ হতে থাকে। বাল্বের মধ্যস্থ ইলেকট্রোড গুলো ক্ষয়প্রাপ্ত হয়ে নষ্ট হয়ে যাবার ঘটনাও অনেক সময় পরিলক্ষিত হয়।
দীর্ঘদিন ধরে ইলেকট্রোড গুলো ইলেকট্রন নিক্ষেপের ফলে অথবা নিম্নমানের কাঁচামাল দ্বারা প্রস্তুত করলে এই ক্ষয়প্রাপ্ত দ্রুতহয়। এছাড়াও ব্যালাস্ট ও স্টার্টার সুইচ যদি মান সম্পন্ন না হয় তাহলে টিউবলাইটের উপরে চাপ পড়ে তার আয়ু কমিয়ে দেয়।
টিউবের মধ্যস্থ ফসফর প্রলেপ দূর্বল হয়ে গিয়ে এর ব্যবহারকি ঔজ্জ্বল্য নষ্ট করে। সাধারণত উন্নত মানের টিউবলাইটের ফসফরাস প্রলেপ ২৫,০০০ ব্যবহারিক ঘন্টা প্রজ্জ্বলনে সক্ষম। এরপর উক্ত টিউবলাইটের উজ্জ্বলতা অর্ধেকে নেমে আসে; অর্থাৎ অর্ধজীবন চক্র বা হাফ-লাইফ (Half-life) সম্পূর্ন করে। ক্ষেত্রবিশেষে ফিলামেন্ট জ্বলে/কেটে যাবার ঘটনাও পরিলক্ষিত হয়।
টিউব লাইট ব্যবহারের কিছু আবশ্যিক সতর্কতা
যেকোনো কাঁচের বাল্বকে সতর্ক ভাবেই ব্যবহার করা উচিৎ। কিন্তু টিউবলাইটের ক্ষেত্রে এই সতর্কতা আরো বেশী হওয়া বাঞ্চনীয়। এর মধ্যে ব্যবহৃত মারকারি বা পারদ (Mercury,Hg – Hydrargyrum) মানব দেহের নিকট বিষ। এই বিষক্রিয়া অত্যন্ত খারাপ যার ফলে শ্বাসনালী’র রোগ থেকে শুরুকরে আরো অনেক জটিল উপসর্গ ও স্বাস্থ্য জটিলতা দেখাদিতে পারে। এছাড়াও নিম্নমানের ইলেকট্রনিক ব্যালাস্টে এমন সমস্ত উপাদান ব্যবহৃত হয় যার মধ্যে অধিক পরিমাণে সীসা (Plumbum, Pb – Lead) ব্যবহৃত হয় যা স্বাস্থ্য ঝুঁকি বাড়ায়। এবং অবশ্যই বৈদ্যুতিক কাজকর্ম করবার সতর্কতা অবশ্যই নিতে হবে।
শুভ্র উজ্জ্বল আলোয় আলোকিত হোক আমাদের প্রাত্যহিক দিন। তবে সেটি এলইডি নাকি টিউব লাইট দিয়ে তা বিচারের ভার পাঠকের হাতেই ন্যস্ত রইলো।
সম্পাদনা ও পুনঃসংকলনঃ সৈয়দ রাইয়ান
তথ্যসূত্রঃ ইন্টারনেট, বিভিন্ন ব্লগ, উইকি ও গবেষনা পত্র হতে গৃহীত।
আজকে আমরা শিখবো কি করে প্রসেসিং এ বিভিন্ন কন্ডিশন ব্যবহার করতে হয়। আমরা বাস্তব জীবনেই প্রত্যেকদিন বিভিন্ন শর্ত বা কন্ডিশন মেনে চলি। যেমন, চা বানাতে গিয়ে যদি দেখি চিনি শেষ হয়ে গিয়েছে, তখন বাজারে গিয়ে চিনি কিনে আনি। এখানে শর্তটা হচ্ছে, চা বানানোর প্রয়োজনীয় উপকরণ আছে কিনা সেটা চেক করা। যদি থাকে তাহলে চা বানাই, না থাকলে উপকরণটা কিনে আনি। প্রসেসিং এর কন্ডিশন ব্যাপারটাও এরকম। কোডে লেখা থাকে কি চেক করতে হবে। কম্পিউটার সেটি চেক করে যদি পজিটিভ রেজাল্ট পায়, তাহলে একটি সিদ্ধান্ত নেয়। নেগেটিভ রেজাল্ট পেলে আরেকটি সিদ্ধান্ত নেয়। কি সিদ্ধান্ত নিবে সেটাও কোডে লিখে দিতে হবে।
কন্ডিশনাল স্টেটমেন্ট ও এর উদাহরনঃ
কন্ডিশনাল স্টেটমেন্ট অনেক ধরণের আছে, আমরা আজকে খুব বেসিক ২টি স্টেটমেন্ট শিখবো, if-else স্টেটমেন্ট আর for স্টেটমেন্ট। সাথে কিছু অপারেটরের বিষয়েও জানবো।
নিচের কোডটি দেখি –
int variable = 50;
if (variable < 50){
println (“variable is smaller than 50”);
}
else {
println (“variable is greater than 50”);}
এখানে, প্রথমে variable নামে একটি ভ্যারিয়েবল ডিক্লেয়ার করেছি যার মান হচ্ছে ৫০। এরপর if লিখে () ব্র্যাকেটের মধ্যে কন্ডিশনটি লিখেছি, যা হচ্ছে variable এর মান ৫০ অপেক্ষা ছোট কিনা। যদি ছোট হয়, তাহলে {} ব্র্যাকেটের মধ্যে লেখা কোড রান করবে। আর যদি ৫০ অপেক্ষা ছোট না হয়, তাহলে else এর পরে {} এর ভিতর যে কোড লেখা আছে, সেটি রান করবে।
আপনি ইচ্ছা করলে একাধিক if ও ব্যবহার করতে পারেন, উদাহরন-
if (a<123){println (“something”);}
if (a>123){println (“something something”);}
উপরের কোডে নতুন একটি ফাংশন ব্যবহার করা হয়েছে, println নামে। println(); লাইনটি লিখে আপনি ব্র্যাকেটের ভেতর ডাবল ইনভারটেড কমার ভিতরে যা লিখবেন, সেটি Console এ দেখা যাবে। আপনি যদি নিচের কোডটি রান করেন –
তাহলে Console এ বারবার Bangladesh লেখাটি প্রিন্ট হতে থাকবে। তবে প্রত্যেকবার লেখাটা নতুন একটি লাইনে প্রিন্ট হবে। কিন্তু আপনি যদি শুধু print() ফাংশন ব্যবহার করেন, তাহলে লেখা বারবার পাশাপাশি প্রিন্ট হতে থাকবে, অর্থাৎ BangladeshBangladeshBangladesh। আশা করি পার্থক্যটি বুঝতে পেরেছেন।
println() ফাংশন বিভিন্ন কাজে ব্যাবহার করা যায়। যেমন, আপনার একটি ভ্যারিয়েবল এর মান কোড চলাকালে কত বাড়ছে বা কমছে সেটি জানা দরকার, আপনি তখন খালি কোডে একটি লাইন লিখে দিবেন,
println(myvariable);
এখানে myvariable এর জায়গায় আপনার ভ্যারিয়েবল এর নাম বসবে।
এখানে, প্রথমে for লিখে তারপর () এর ভিতর কন্ডিশন লিখবেন। তবে এখানে কন্ডিশনটি একটু অন্যরকম হবে।
ফর স্টেটমেন্ট (For Statement) এর কন্ডিশনে ৩টি পার্ট থাকে। প্রথমেই, int variable= 0; লিখে variable নামে একটি ভ্যারিয়েবল ডিক্লেয়ার করা হল। এরপর variable>100 কন্ডিশনটি লেখা হল। তারপর variable++ লেখা হল। ++ হচ্ছে জাভা ল্যাঙ্গুয়েজের একটি গাণিতিক অপারেটর। যার অর্থ হচ্ছে যেই ভ্যারিয়েবল এর পরে ++ লেখা হবে সেই ভ্যারিয়েবলটির মানের সাথে ১ যোগ হবে। — অপারেটর দিয়ে আবার ভ্যারিয়েবল থেকে ১ বিয়োগ করা যায়। আরও বিভিন্ন অপারেটর সম্পর্কে ভবিষ্যতে আলোচনা করা হবে।
ফর স্টেটমেন্ট হচ্ছে আসলে একটি লুপ। অর্থাৎ ফর লুপের {} ভিতরে যেই কোডটি থাকবে সেই কোডটি বারবার রান করানো হবে। কতবার রান করানো হবে তা নির্ভর করে ফর লুপের কন্ডিশনের উপর। উপরে যেই কন্ডিশন দেয়া হয়েছে, সেই কন্ডিশন অনুযায়ী কম্পিউটার প্রথমে variable নামে একটি ভ্যারিয়েবল এর ইনিশিয়াল ভ্যালু ০ ধরে যতক্ষণ variable এর মান ১০০ অপেক্ষা ছোট থাকে ততক্ষন variable এর মান ১ করে বাড়াতে থাকবে। এবং Bangladesh কথাটি প্রিন্ট করতে থাকবে।
কোড দেখে মনে হতে পারে, Bangladesh কথাটি ১০০ বার প্রিন্ট হবে, তবে গুনে দেখলে আসলে দেখা যাবে, ৯৯ বার Bangladesh কথাটি প্রিন্ট হয়েছে। কারণ, < অথবা > অপারেটর দিয়ে আসলে বোঝানো হয় চিহ্নের ডানদিকের সংখ্যা থেকে ছোট, কিন্তু সমান নয়। তাই আপনি যদি ১০০বার লেখাটি প্রিন্ট করাতে চান, তাহলে আপনাকে লিখতে হবে <=, যেই অপারেটরটির মানে হচ্ছে ১০০ থেকে ছোট অথবা সমান। >= অপারেটরও একই ভাবে কাজ করে।
বিভিন্ন অপারেটরঃ
প্রোসেসিং এ বিভিন্ন ধরণের অপারেটর রয়েছে, আপাতত কাজ করার জন্য বেসিক কয়টি অপারেটর দেখি-
“&&” অপারেটরঃ
এই অপারেটর মাঝখানে দিয়ে বোঝানো হয় যদি এটা হয় “এবং” যদি ওটা হয়। উদাহরন – if (a>34 && b <34){} । ইফ স্টেটমেন্ট এ একাধিক কন্ডিশন দিতে পারেন এই অপারেটরের সাহায্যে।
“||” অপারেটরঃ
কিবোর্ডের এন্টার কি এর পাশে এই কি’টি থাকে।এটা দিয়ে বোঝানো হয় যদি এটা হয় অথবা ওটা হয়। উদাহরন – if (a <24 || b<24){println(“do something”);}
“+=” অপারেটরঃ
এই অপারেটর আপনি কোনও ভ্যারিয়েবল এর পাশে বসিয়ে যে সংখ্যাটি লিখবেন, সেটি ভ্যারিয়েবলটির সাথে যোগ হবে। উদাহরন, –
int myvariable = 50;
myvariable += 50;
এখন ৫০ যোগ করার ফলে ভ্যারিয়েবলটির মান হবে ১০০।
“-=” অপারেটরঃ
এই অপারেটর আপনি কোনও ভ্যারিয়েবল এর পাশে বসিয়ে যে সংখ্যাটি লিখবেন, সেটি ভ্যারিয়েবলটি থেকে বিয়োগ হবে। উদাহরন, –
int myvariable = 50;
myvariable -= 50;
এখন ৫০ বিয়োগ করার ফলে ভ্যারিয়েবলটির মান হবে ০।
“*” অপারেটরঃ
এই অপারেটরের সাহায্যে একটি ভ্যারিয়েবলকে আরেকটি ভ্যারিয়েবল এর সাথে গুন করতে পারবেন। উদাহরন –
int a = 50;
int b= 60;
println (a*b);
কনসোলে a ও b এর গুণফল ৬০০০ প্রিন্ট হবে।
“/” অপারেটরঃ
এই অপারেটরের সাহায্যে একটি ভ্যারিয়েবলকে আরেকটি ভ্যারিয়েবল দ্বারা ভাগ করতে পারবেন। যেমন –
int a = 50;
int b= 10;
println (a/b);
কনসোলে 5 প্রিন্ট হবে, যেহেতু a এর মান b এর মান দ্বারা ভাগ করলে হয় 5।
আজকের মত এটুকুই। এর পরের পর্বে আশাকরি অ্যানিমেশন নিয়ে লিখবো।
প্রসেসিং এর আগের পর্বে আমরা ভ্যারিয়েবল ও বিভিন্ন শেপ সম্পর্কে জেনেছি। এই পর্বে শিখবো বিভিন্ন ডাটা টাইপ সম্পর্কে। এবং একই সাথে প্রসেসিং এ কালার সম্পর্কে জানবো।
আগের পর্বে আমরা int টাইপের ভ্যারিয়েবল নিয়ে কাজ করেছিলাম। আমি সম্ভবত এটিও বলেছিলাম যে int হচ্ছে একটি ডাটা টাইপ। ভ্যারিয়েবল এর নামের আগে ডাটা টাইপ টি ডিক্লেয়ার করলে কম্পিউটার বুঝতে পারে যে ভ্যারিয়েবল টি তে কিধরণের তথ্য রাখা হয়েছে। এক ডাটা টাইপের ভ্যারিয়েবল এ অন্য টাইপের ডাটা রাখা যায় না, এরর দেখায়।
জাভায় বেসিক ৮ ধরণের ডাটা টাইপ আছে। যথা,
byte,
short,
int,
long,
char,
float,
double,
boolean
এর মধ্যে সবচেয়ে ছোট ধারণ ক্ষমতার হচ্ছে বুলিয়ান। যা মাত্র ১ বিট ইউজ করে, এবং সবচেয়ে বড় ধারণ ক্ষমতা হচ্ছে ডাবল টাইপের। যা ৮ বাইট তথ্য ধারণ করতে পারে। ১ বাইট হচ্ছে ৮ বিটের সমান। বিট হচ্ছে কম্পিউটারের তথ্যের সবচেয়ে ছোট একক।
আমরা কি ধরণের এবং কতবড় ডেটা রাখব তার ওপর ভিত্তি করে ডাটা টাইপ নির্বাচন করতে হয়। যেমন, বাইট ডাটা টাইপ সর্বোচ্চ ১২৭ পর্যন্ত সংখ্যা ধারণ করতে পারে সাইনড অবস্থায়। আনসাইনড অবস্থায় ২৫৫ (সাইনড-আনসাইনড সম্পর্কে পরে জানতে পারবেন)। আবার লং ডাটা টাইপ সর্বোচ্চ 9223372036854775807 পর্যন্ত সংখ্যা ধারণ করতে পারে। (বাই দা ওয়ে, আপনি কি সংখ্যাটা পড়েছেন না প্রথম ৪টা সংখ্যা পড়েই স্কিপ করেছেন? 😀 ) ।
আপনি যখন অভিজ্ঞ প্রোগ্রামার হবেন, তখন যতটা সম্ভব কম মেমরি খরচ করে প্রোগ্রাম লেখার জন্য উপযুক্ত ডেটা টাইপ নির্বাচন করতে হবে। কিন্তু এখন যেহেতু আমরা ছোটখাট কাজ করছি, তাই সব ডেটা টাইপ সম্পর্কে না জেনে int, float, long, char ও boolean সম্পর্কে জানলেই চলবে।
বিভিন্ন ডাটা টাইপ এর চার্ট
উপরের চার্ট এ কোন ডাটা টাইপ কতটুকু জায়গা খরচ করে, ডিফল্ট ভ্যালু কত, আর কিধরণের তথ্য রাখা হয় সেটি দেয়া আছে। ডিফল্ট ভ্যালু বলতে, আপনি যদি int data; অথবা float data; এভাবে ব্ল্যাংক ভ্যারিয়েবল ডিক্লেয়ার করেন তাহলে তখন প্রাথমিকভাবে ভ্যারিয়েবলটির মান কত থাকবে সেটি দেয়া আছে। আর কি ধরণের তথ্য ধারণ করা হয় সেখানে Integral বলতে পূর্ণ সংখ্যা, Decimal বলতে দশমিক সংখ্যা, True or False বলতে বুলিয়ান ভ্যারিয়েবলটির ভ্যালু সত্যি না মিথ্যা (পরে আলোচ্য), এবং Character বলতে একটি অক্ষর বোঝানো হয়েছে।
Int কি তা আমরা এর আগের পর্বেই জেনেছি। float হচ্ছে int এর মতই। long হচ্ছে একটু বড় সংখ্যা রাখার জন্য, char ও booleanসম্পর্কে এখন জানবো।
char হচ্ছে Characterএর শর্ট ফর্ম। এই ধরণের ভ্যারিয়েবল এ একটিমাত্র অক্ষর রাখা যায়। যেমন, s অক্ষরটি রাখার জন্য আপনাকে এভাবে ভ্যারিয়েবল ডিক্লেয়ার করতে হবে-
char myvariable = ‘s’;
এখানে সিঙ্গেল ইনভার্টেড কমা দিতে হবে, ডাবল ইনভার্টেড কমা দিলে হবেনা।
boolean বা বুলিয়ান ভ্যারিয়েবল এর ২টি মান থাকে- সত্যি অথবা মিথ্যা। আপানি হয়ত ভাবতে পারেন ভ্যারিয়েবল সত্যি মিথ্যা হয় কিভাবে!! এখানে আসলে কম্পিউটার ০ অথবা ১ রাখে। আমরা যদি প্রগ্রামে ভ্যারিয়েবলটির মান trueকরি, তাহলে কম্পিউটার তার মেমরিতে ভ্যারিয়েবলটির মান ১ করে দেয়, আবার falseকরলে কম্পিউটার ভ্যারিয়েবলটির মান ০ করে দেয়।
বুলিয়ান ভ্যারিয়েবল এর সিনট্যাক্স হচ্ছে-
boolean myvariable;
এটাকে true করার জন্য myvariable= true লিখতে হবে এবং প্রয়োজনে একই ভাবে false লিখতে হবে।
char ও boolean এই মুহূর্তে আমাদের কাজে আসবে না। তবে এর পরের পর্বে if else statement নিয়ে যখন কাজ করব, তখন এই ডাটা টাইপ দুটি ব্যাবহার করতে হবে।
আজকের মত এটুকুই। পরের পর্বে আমরা আমাদের if else statement শিখবো এবং আমাদের প্রোগ্রামের সাথে কিভাবে কি-বোর্ড ও মাউস ইন্টারফেস করতে হয় তা শিখবো।
ডিটিএমএফ (DTMF) এর পূর্ণরূপ হল Dual Tone Multi Frequency. এটি এমন একটি প্রযুক্তি যার মাধ্যমে একটি টেলিফোন সিস্টেম Switch Center এর সাথে যোগাযোগ করে থাকে। আমরা মোবাইল থেকে কল সেন্টারে যখন ফোন দেই তখন এরকম কথা আমরা শুনে থাকি বাংলার জন্য ১ চাপুন, For English Press 2. ১ অথবা ২ প্রেস করে আমরা অপশন সিলেক্ট করে থাকি। আপনারা খেয়াল করে থাকবেন যে যখন আপনারা বাটন প্রেস করেন তখন এক প্রকার শব্দ শুনতে পান, মূলত ঐসব শব্দই DTMF TONE.
যাহোক আর কথা বাড়াবো না, মূল কথায় আসি। আজকে আমরা ডিটিএমএফ (DTMF) ব্যবহার করে এমন একটি সার্কিট বা মডিউল তৈরি করব, যেটার মাধ্যমে আপনি DTMF Tone Decode করে ব্যবহার করতে পারবেন। উদাহরণ হিসেবে বলা যায় আপনি মোবাইল এর বাটন প্রেস করে ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতি কন্ট্রোল করতে পারবেন। মাইক্রোকন্ট্রোলার এর সাথে ইন্টারফেস করতে পারবেন। এই সার্কিটটি তৈরি করার জন্য আমাদের যা যা লাগবে-
লাল এলইডি ৪ টি এবং সাদা বা অন্য কালারের এলইডি একটি। (লাল এলইডি বাতি ব্যবহার করতে হবে এমন নয়, আপনই ইচ্ছা করলে অন্য রঙ এর এলইডি ব্যবহার করতে পারবেন। তবে ৩ মিলি অথবা ৫ মিলিমিটার এর এলইডি হলে ভাল হবে)
Male Header (বাজারে Male Connector 40 Pin হিসেবে পরিচিত। আমরা ৪০ টার মধ্যে ৫ টা Header ব্যবহার করব)
Veroboard/Perfboard
স্টেরিও সকেট বা জ্যাক ১ টি (অপশনাল)
স্টেরিও পিন জ্যাক (অপশনাল)
স্টেরিও কেবল (অপশনাল)
নিম্নে সবগুলো পার্টসের বাস্তব ছবি দেয়াহলো-
ডিটিএমএফ প্রজেক্টের সকল পার্টসের বাস্তব চিত্র
1 of 12
18-pin-ic-base
18-pin-ic-base
red-led
red-led
crystal
crystal
8870-ic
8870-ic
330-kilo-ohms-resistor
330-kilo-ohms-resistor
104-pf
104-pf
white-led
white-led
stereo-audio-input-jack
stereo-audio-input-jack
100k-resistor
100k-resistor
22pf-ceramic-capacitor
22pf-ceramic-capacitor
10uf-50v-electrolytic-capacitor
10uf-50v-electrolytic-capacitor
stereo-audio-cable
stereo-audio-cable
(বি:দ্র – যেসব জিনিস অপশনাল, সেসব জিনিস আপনি আপনার প্রয়োজন এবং পছন্দ অনুযায়ী ব্যবহার করতে পারবেন। Post টি পড়ে আশা করি এ বিষয়ে আরও তথ্য পাবেন)
ডায়াগ্রামে আমাদের প্রজেক্ট এর সবকিছুর মান লেখা আছে, বুঝতে যাতে অসুবিধা না হয় সেজন্য আপনাদের ডায়াগ্রামটি সহজ ভাবে ব্যাখ্যা করছি।
ডিটিএমএফ (DTMF) ডায়াগ্রামের বর্ণনাঃ
ডায়াগ্রামে আইসির পিন বাম দিক থেকে শুরু হয়েছে। ১, নাম্বার পিন এবং ৪ নং পিন শর্ট করা হয়েছে। ২ এবং ৩ নাম্বার পিন হচ্ছে সিগনাল ইনপুট পিন। ক্যাপাসিটর এর (+) পা দিয়ে সিগনাল ইনপুট করা হয়েছে। ইনপুটে দুইটি রেজিস্টর রয়েছে। উভয়ের মান ১০০ কিলো ওহম। ৫,৬,৯ নাম্বার পিন শর্ট করে গ্রাউন্ড বা পাওয়ার সাপ্লাই এর (-) এর সাথে কানেক্ট করা হয়েছে। ৭ এবং ৮ নাম্বার পিন এর মাঝে কালো চতুর্ভুজাকৃতি যে জিনিসটি আছে, সেটা ক্রিস্টাল অসিলেটর। যার মান 3.57 MHz। এর পোলারিটি বা (+/-) নেই। তাই যেভাবে লাগান, সমস্যা নেই। তবে ডায়াগ্রামে নির্দেশিত জায়গায় লাগাতে হবে। আর দুইটি ২২ pF মানের ক্যাপাসিটর লাগিয়ে তা গ্রাউন্ড এর সাথে সংযুক্ত করা হয়েছে। ১০,১৮ নাম্বার পিন শর্ট করা হয়েছে। এই দুটি পিন দিয়ে পাওয়ার সাপ্লাই করা হয়েছে সার্কিট এ। ১৬, ১৭ নাম্বার পিন এর মাঝে ৩৩০ কিলো ওহম এর রেজিস্টর লাগানো হয়েছে, যা একটি 100n সিরামিক ক্যাপাসিটর এর মাধ্যমে VCC বা 5v+ এর সাথে শর্ট করা হয়েছে।
আইসির ১১,১২,১৩,১৪,১৫ নাম্বার পিন হচ্ছে আউটপুট পিন। এই পিনগুলোর নাম যথাক্রমে Q1,Q2,Q3,Q4, STD যা আমরা ডেটাশিটে দেখেছি। যখন সার্কিট এ সিগনাল প্রবেশ করানো হবে তখন এই আউটপুট পিনগুলো এলইডি জ্বলা-নেভার মাধ্যমে আউটপুট দিবে। সার্কিট এ Male Header ব্যবহার করা হয়েছে যাতে এই আউটপুট কাজে লাগিয়ে ট্রানজিস্টর, রিলে ইত্যাদি এর মাধ্যমে সুইচিং বা যন্ত্রপাতি কন্ট্রোল করা যায়। আবার এই পিনের মাধ্যমে আপনি মাইক্রোকন্ট্রোলার এর সাথে ইন্টারফেস করতে পারবেন। সার্কিটটি আপনি ব্রেডবর্ড এ বানাতে পারেন। যদি Soldering না করতে চান তাহলে Veroboard বা Perfboard এ করতে পারেন। আর PCB তে করলে আরও ভাল হয়।
মেল হেডার লাগানোঃ
সার্কিট এ মেল হেডার লাগাবেন এলইডি বাতির আগে। সহজ কথায়, আউটপুট পিন থেকে Male HEADER তারপর LED আপনাদের সুবিধার্থে একটি ছবি দিয়ে দিলামঃ
সার্কিট এ ইনপুট ভোল্টেজ ৫ ভোল্ট। এখন পাওয়ার সাপ্লাই নিয়ে কিছু বলি। পাওয়ার সাপ্লাই হিসেবে মোবাইলের USB Charger ব্যবহার করতে পারেন। তাছাড়া 5V Adapter ও ব্যবহার করতে পারবেন। যদি আপনার কাছে এসব না থাকে তাহলে একটি ৯ অথবা ১২ ভোল্ট এর ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে নিচের ডায়াগ্রাম ব্যবহার করে একটি ৫ ভল্ট এর পাওয়ার সাপ্লাই বানাতে পারেনঃ
সার্কিট বানানো শেষ হলে মাল্টিমিটার দিয়ে ভোল্ট মেপে শিওর হয়ে নিবেন যে ৫ ভোল্ট আছে কিনা। ৫ ভোল্ট পেলে সার্কিট এ ইনপুট দিয়ে রেগুলেটেড ভোল্টেজ মূল সার্কিট এ সাপ্লাই দিন। তারপর মোবাইল এর সাথে স্টেরিও পিন দিয়ে সার্কিট কানেক্ট করুন। কানেক্ট করার আগে শিওর হয়ে নিবেন মোবাইল সাইলেন্ট নয় এবং DTMF Tone Test করার জন্য ডায়ালার এ ডায়েল করে দেখবেন। ইনপুট দিয়ে ডায়ালার এ ডায়াল করলে দেখা যাবে এলইডি জ্বলা-নেভার মাধ্যমে আউটপুট দিচ্ছে।
আপনি ইচ্ছা করলে কল দিয়ে এই কাজটি করতে পারবেন। এর জন্য তখন দুইটি মোবাইল লাগবে এবং দুটি মোবাইলই যেন DTMF Tone তৈরি করে সেটা সিউর হতে হবে।
এই টেবিলে 1 দ্বারা আউটপুট অন এবং 0 দ্বারা আউটপুট অফ বুঝিয়েছে।
নোটঃ সার্কিটে প্রাপ্ত আউটপুট বাইনারি
আজ এটুকুই, আশা করি আপনারা সার্কিটটি বানাতে সফল হবেন। যদি কোন প্রশ্ন থাকে তাহলে আপনারা কমেন্ট এর মাধ্যমে জানাতে পারবেন, এছাড়াও আমাদের হেল্পডেস্ক তো রয়েছেই!!
সহজ কথায় মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং এমবেডেড সিস্টেম (পর্ব – ২)
যাদের অলরেডি এমবেডেড সিস্টেম নিয়ে প্রাথমিক ধারনা আছে তারা অনুগ্রহ করে অপেক্ষা করুন অ্যাডভান্সড লেভেল এর পর্বগুলোর জন্য। আর যারা এলেমেনটারি লেভেল এ আছেন তাদের উদ্দেশ্যে বলছি – ‘এমবেডেড সিস্টেম খুব সহজ ও না আবার কঠিন ও না। শুধু দরকার ধৈর্য ধরে লেগে থাকা।’
শুরু করার আগে যা জানা প্রয়োজন
একজন ভালো এমবেডেড সিস্টেম ইঞ্জিনিয়ার এর মালটিডিসিপ্লিনারি দক্ষতা থাকা প্রয়োজন। দক্ষতার ক্ষেত্রগুলো হল –
সবার শেষের টা ‘তাত্ত্বিক জ্ঞানের এপ্লিকেশন সেন্স’ সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। শুধু এই জিনিসটা না থাকার কারনে অনেকেই এই ফিল্ড এ ভালো করতে পারে না। মাইক্রোকন্ট্রোলার হচ্ছে সিস্টেম ডেভেলপমেন্ট এর ক্ষেত্রে একটি শক্তিশালী টুল। একটা বাস্তব সমস্যার সমাধান কিভাবে হবে সেটা প্রথমে হিউম্যান ব্রেইন এই আসতে হবে। এরপর চিন্তা করতে হবে মাইক্রোকন্ট্রোলার’ নামক শক্তিশালী টুলকে প্রবলেম সলভিং এ কিভাবে ব্যবহার করবো ।
মাইক্রোকন্ট্রোলার Vs মাইক্রোপ্রসেসর
কাজের ধরনঃ
মাইক্রোকন্ট্রোলার ‘ডেডিকেটেড’ কাজের জন্য ব্যবহার করা হয়। যেমনঃ আপনার বাসার মাইক্রোওয়েভ ওভেন, ওয়াশিং মেশিন, এয়ার কনডিশনার বা রেফ্রিজারেটর এ মাইক্রোকন্ট্রোলার কিন্তু ওই কাজ ই করে থাকে যেটা তাকে প্রোগ্রামিং এর মাধ্যমে নির্দিষ্ট করে দেওয়া হয়। কিন্তু মাইক্রোপ্রসেসর ব্যবহার করা হয় জেনারেল পারপাস কাজের এর ক্ষেত্রে। মাইক্রোপ্রসেসর বেসড system এ আমরা আমাদের প্রয়োজন অনুযায়ী কাজ করে থাকি। আমাদের ল্যাপটপ বা সেলফোন মাইক্রোপ্রসেসর বেসড system এর সবচেয়ে বড় উদাহরন।
গাঠনিক অংশসমুহঃ
মাইক্রোপ্রসেসর এ CPU স্বতন্ত্র অংশ হিসেবে থাকে। RAM, ROM, I/O, TIMER এগুলোও আলাদাভাবে থাকে।মাইক্রোকন্ট্রোলার এ CPU, RAM, ROM, I/O, TIMER একটা আইসি বা চিপ এর মধ্যে থাকে।
সম্প্রসারনঃ
মাইক্রোকন্ট্রোলার এ নির্দিষ্ট ধারন ক্ষমতার RAM, ROM থাকে। অধিকাংশ ক্ষেত্রে এই ধারণক্ষমতা মাইক্রোপ্রসেসর বেসড system এর তুলনায় কম হয়ে থাকে। I/O পোর্ট এর সংখ্যাও নির্দিষ্ট। মাইক্রোপ্রসেসর বেসড system এর ক্ষেত্রে প্রয়োজন অনুযায়ী RAM ,ROM এর ধারন ক্ষমতা কমানো বাড়ানো যায়।
ব্যবহারঃ
মাইক্রোপ্রসেসর বেসড সিস্টেম এর তুলনায় কম খরচে, কম জায়গায়, কম পাওয়ার কনজাম্পশন করে এই ধরনের সিস্টেম ডেভেলপমেন্ট এর ক্ষেত্রে মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার করা হয়।
একটি পিএলসি কে টিয়ার-ডাউন করলে ইনসাইডে মাইক্রোকন্ট্রোলার এর মতো একটা অংশ পাওয়া যাবে। আরও পাওয়া যাবে পাওয়ারসার্কিট এবং কিছু রিলে।
পিএলসি বেসড সিস্টেম তুলনামুলকভাবে সহজে এবং দ্রুত অপারেশন, কনফিগারেশন, system মডিফিকেশন করা যায়। এটা ইন্ডাস্ট্রিয়াল এক্সট্রিম পরিবেশের উপযোগী করে ডেভেলপ করা হয় যেখানে উচ্চ তাপমাত্রা, হিউমিডিটি এবং কম্পন বিদ্যমান। এটার নয়েজ ইমুউনিটি বেশি।
পিএলসি কে তুলনামুলকভাবে সহজে গ্রাফিক্যাল প্রোগ্রামিং ল্যাংগুয়েজ (ল্যাডার অথবা ফাংশনাল ব্লক) এর মাধ্যমে প্রোগ্রাম করা যায়।
মাইক্রোকন্ট্রোলার অভিজ্ঞ প্রকৌশলীর পক্ষে পিএলসি বেসড সিস্টেম নিয়ে কাজ করা তুলনামুলক সহজ হয়। কিন্তু শুধু পিএলসি ধারনা থাকলে মাইক্রোকন্ট্রোলার বা এমবেডেড সিস্টেম এর ডেপথ যাওয়া কঠিন। এমবেডেড সিস্টেম এর সার্কিট পর্যায়ে ডিজাইন, ইউজার ইনটারফেস এবং প্রোগ্রামিং প্রক্রিয়া পিএলসির তুলনায় জটিল। (চলবে)
বিঃদ্রঃ অনুমতি ছাড়া কেউ কপি করবেন না বা অন্য কোথাও পাবলিশ করবেন না ।
আমাদের ইলেক্ট্রনিক্স একটি স্বপ্নের যাত্রা। এক বছর আগে শুরু হওয়া এই যাত্রাতে আমরা তৈরী করতে পেরেছি নিজস্বতা। বাংলা ভাষায় ইলেক্ট্রনিক্স ও বিজ্ঞান চর্চার ক্ষেত্রে নতুন করে চিন্তার জায়গা আমাদের ইলেক্ট্রনিক্স তৈরী করতে পেরেছে। এই স্বপ্ন যাত্রায় আমরা মনে করি সবার অধিকার আছে সামিল হবার। আমরা তাই সাধারণ সদস্য হিসাবে তালিকাভুক্তির জন্য আগ্রহীদের কাছথেকে অনলাইনে আবেদন নিতে সচেষ্ট হয়েছি। আগ্রহীরা নীচের লিংকটি খুললেই পাবেন একটি সদস্য আবেদন ফরম। ফরমটি যথাযথ ভাবে পুর্ণ করে আমাদের কাছে পাঠিয়ে দিলেই আমরা যাচাই করে আপনার সদস্য অন্তর্ভুক্তির কথা আপনাকে জানিয়ে দেবো।
আমাদের লক্ষ্য বাংলা ভাষাতে ইলেক্ট্রনিক্সের চর্চাকে সবার মাঝে ছড়িয়ে দেওয়া। আমরা বিশ্বাস করি – “জ্ঞানই শক্তি যখন তা সবার জন্য উন্মুক্ত” এই বাণীতে। আপনি যদি মনে করেন এই স্বপ্ন যাত্রাতে আমাদের হাতে হাত রেখে এগিয়ে নিবেন আপনাকে এবং দেশকে তবে আসুন আমাদের সাথে।
প্রথমে লিংকটি খুলে সব ঘর পুর্ণ করে নীচের সাবমিট বাটনে ক্লিক করলেই আপনার আবেদন আমাদের হাতে আসবে। আমরা যাচাই করে বা আপনার সাথে যোগাযোগ করে আপনাকে জানাবো যথাসময়ে। সেই সাথে আমাদের সাইট www.amaderelectronics.com নিয়মিত দেখবার জন্য সকলের প্রতি আমন্ত্রণ রইলো।
সদস্য আবেদনের ফরমের লিংক: https://docs.google.com%2Fforms%2Fd%2Fe%2F1FAIpQLSc4afMzSZzmvcmrnohg1tsRiWHWYpIGEwWv139heDN4GtiEFA%2Fviewform%3Fc%3D0%26w%3D1
একটি সিস্টেম এ কি থাকে?
ইনপুট, প্রসেস এবং আউটপুট।
মানবদেহ হল একটি জটিল ও ইনটেলিজেন্ট সিস্টেম এর সবচেয়ে মানানসই উদাহরণ। আমরা প্রধানত চোখ, কান, ত্বক দিয়ে ইনপুট নেই। ব্রেইন দিয়ে প্রসেস করি। আর হাত, পা, মুখ দিয়ে আউটপুট দেই।
কিন্তু এর সাথে ইলেকট্রনিক্স বা প্রযুক্তির সম্পর্ক কি?
প্রযুক্তি জগতে সিস্টেম শব্দটি অহরহ ব্যবহার করা হয়। আধুনিক প্রযুক্তি যে সিস্টেম ছাড়া অচল সেটা হল এমবেডেড সিস্টেম।
এমবেডেড সিস্টেম এর কার্যপ্রণালী
এমবেডেড সিস্টেম হচ্ছে প্রায়োগিক ইলেকট্রনিক্স এর নবীন সংযোজন। এর আবির্ভাবের পূর্বে ইলেকট্রনিক্স সিস্টেম বা ইলেকট্রনিক্সসার্কিট কে ইনটেলিজেন্স বা বুদ্ধিমত্তা দেওয়া খুব কঠিন কাজ ছিল।
এটি এমন একটি ইনটেলিজেন্ট ইলেকট্রনিক্স সিস্টেম যা ইনপুট নিতে পারে, প্রসেস করতে পারে, আউটপুট দিতে পারে এবং প্রয়োজনে তথ্য সংরক্ষণ করতে পারে। Embedded System হল মাইক্রোকন্ট্রোলার ভিত্তিক ইলেকট্রনিক্স সিস্টেম যা ডেডিকেটেড কাজে নিয়োজিত থাকে। আমাদের চারদিকে এমবেডেড সিস্টেম এর অসংখ্য উদাহরণ ছড়িয়ে আছে। মাইক্রোওয়েভ ওভেন, ডিজিটাল ঘড়ি থেকে শুরু করে মোবাইল ফোন, ক্যামেরা, প্রিন্টার, ফটোকপি মেশিন, এ টি এম মেশিন, রোবট সবই Embedded System। এক কথায় বর্তমানে Embedded System ছাড়া যে কোনইলেকট্রনিক্স বা মেকাট্রনিক্স যন্ত্র পাওয়া দুর্লভ।
উদাহরণ হিসেবে নিচের চিত্রটিতে একটি ADSL মডেম দেখতে পাচ্ছেন। ছবিটি বড় করলে দেখতে পাবেন 4 নাম্বার কম্পোনেন্ট টি মডেম নিয়ন্ত্রণের মূল চালক যাকে আমরা মাইক্রোকন্ট্রোলার বলে থাকি। এবং 6 নাম্বার টি র্যাম ও 7 নাম্বার টি ফ্ল্যাশ মেমোরি, যা কিনা পরিপূর্ণ ভাবে এমবেডেড সিস্টেমের প্রকৃষ্ট উদাহরণ।
ADSL মডেম এমবেডেড সিস্টেমের একটি প্রকৃষ্ট উদাহরণ
এমবেডেড সিস্টেম এর প্রধান উপাদান হচ্ছে মাইক্রোকন্ট্রোলার যা হল একটি সিঙ্গেল চিপ কম্পিউটার। অর্থাৎ একটি ইনটিগ্রেটেড সার্কিট বা আইসি (IC) এর ভিতরে প্রসেসর, মেমোরি, ইনপুট পোর্ট, আউটপুট পোর্ট, টাইমার ইত্যাদি থাকে।
মাইক্রোকন্ট্রোলার বিভিন্ন কোম্পানি তৈরি করে যেমন ইন্টেল, টেক্সাস ইনস্ট্রুমেন্টস, মাইক্রোচিপ, এটমেল, ফুজিতসু, ফ্রীস্কেল ইত্যাদি। তবে প্রয়োজনীয় ডেভেলপমেন্ট টুলস এবং সফটওয়্যার এর সহজলভ্যতার কারনে বাংলাদেশে এটমেল (Atmel) এর এভিআর/এটমেগা (AVR/ATmega) সিরিজ এবং মাইক্রোচিপ(Microchip) এর পিআইসি(পিক – PIC)মাইক্রোকন্ট্রোলার বেশী জনপ্রিয়। (চলবে)
বিঃদ্রঃ অনুমতি ছাড়া কেউ কপি করবেন না বা অন্য কোথাও পাবলিশ করবেন না।
কিন্তু এই গ্রাউন্ড চিহ্নের মানে আমরা অনেকেই জানিনা। তাদের জন্যই আমার আজকের এই লেখার অবতারণা।
সার্কিট এ সাধারণত ৩ ধরণের গ্রাউন্ড সংযোগ ব্যবহার করে
১. আর্থিং বা আর্থইন/আর্থ-লিংক
২. কমন গ্রাউন্ড
৩. সিগনাল গ্রাউন্ড
আর্থিং বা আর্থইন/আর্থ-লিংক
পাওয়ার সাপ্লাই গুলো ফিল্টারিং করা হয় বড়বড় ক্যাপাসিটর দিয়ে তা আমরা জানি। কিন্তু অনেক ক্ষেত্রেই এই ফিল্টারিং খুব কার্যকর হয়না বিশেষত এম্পলিফায়ার বা আরো কিছু সেন্সিটিভ সার্কিট গুলোতে। কারন এই ফিল্টারড ডিসি তে অল্প পরিমান এসি রিপল হিসাবে মিশে থাকে। তা হয়ত সাধারন সার্কিট এর জন্য অল্প, কিন্তু এম্পলিফায়ার দিয়ে এটি শত গুণ বিবর্ধিত হয় স্পিকারে খুব খারাপ ভাবে শোনায়। তখন এই নয়েজ এর জন্য গান শোনা যায় না। একে বলে রিপল বা হাম। এই রিপল কমাতে তখন গ্রাউন্ড এর সাহায্য নেয়া হয় যা কিনা সার্কিট এর (-) অথবা গ্রাউন্ড থেকে একটা তার আর্থিং বা আর্থইন করে দেয়া হয়। তার ফলে ঐ অতিরিক্ত এসি গ্রাউন্ড বা মাটিতে চলে যায় তাই শব্দও পরিষ্কার শোনা যায়।
আর্থিং কি ও আর্থিং কেন ব্যবহার হয়ঃ
বিদ্যুতায়িত হবার হাত থেকে বাঁচবার জন্যই মূলত আর্থিং ব্যবহার করাহয়। লক্ষ্য করলে দেখবেন যে ফ্রিজ, কম্পিউটার, বড় মনিটর ইত্যাদি ডিভাইসের বডি তে হাত দিলে কিছু শক (electric shock) করে। এটি যেন কখনো মাত্রা ছাড়িয়ে ক্ষতির কারক না হতে পারে সেজন্য আর্থিং ব্যবহার করা শ্রেয়।
আবার, উচ্চ ক্ষমতার ডিভাইস যা কিনা এসি মেইন লাইনে চলে সেগুলো কখনো যেন শর্ট সার্কিট হয়ে আগুন না লাগে তার জন্যও আর্থিং বেশ ভূমিকা রাখে। যখনই শর্ট সার্কিট হয় তখনি অতিরিক্ত বিদ্যুৎ আর্থিং এর মাধ্যমে গ্রাউন্ডে চলেযায় আপরদিকে ফিউজ, কাট আউট কিংবা সার্কিট ব্রেকার বিদ্যুৎ সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে অতিরিক্ত ক্ষতির হাত থেকে বাঁচায়।
এই গ্রাউন্ডকে আবার কমন গ্রাউন্ড ও বলে। এজন্য যে, এই গ্রাউন্ড এর সাপেক্ষেই সার্কিট এর বিভিন্ন স্থানের ভোল্টেজ মাপা হয়। প্রাথমিক ভাবে কোন সমস্যা নির্ণয়ের জন্য বা সার্কিট ঠিক মত কাজ করছে কিনা তা পরীক্ষা করবার জন্য। এছাড়াও বড় সিঙ্গেল সাপ্লাই ডায়াগ্রামে ছোট একটা পার্টস যেমনঃ ক্যাপাসিটর থেকে লম্বা লাইন টেনে (-v) তে সংযুক্ত করা অনেক ঝামেলার ব্যাপার হয়ে দাঁড়ায়। তখন ডায়াগ্রামে কমন গ্রাউন্ড চিহ্ন দিয়ে সংক্ষেপে বুঝানো হয়। সকল কমন গ্রাউন্ড এর সংযোগ (-v) তে যাবে যদি না সে সার্কিট স্প্লিট সাপ্লাই বিশিষ্ট হয়ে থাকে এবং যদি না ডায়াগ্রামে বিশেষ কিছু উল্লেখ করা থাকে। যেহেতু গ্রাউন্ডের সাপেক্ষে এটি কমন তাই এর অপর নাম কমন গ্রাউন্ড।
যেমন নিচের চিত্রে দেখতে পাচ্ছেন মোটর স্পিড কন্ট্রোলার সার্কিটডায়াগ্রাম। এতে অঙ্কিত সবগুলো গ্রাউন্ডকে পরস্পরের সাথে সংযুক্ত করে দিতেহবে। নয়ত সার্কিট কাজ করবে না। নিম্নের স্পিড কন্ট্রোলার সার্কিটে প্রদত্ত সুইচটি মোটর কে রিভার্স ও ফরোয়ার্ড করবার জন্য ব্যবহৃত হয়েছে।
সবগুলো কমন ground একসাথে যুক্ত থাকবে
কমন গ্রাউন্ড কে চেসিস গ্রাউন্ড ও বলে। চেসিস বলতে সাধারণত সার্কিট রাখবার বক্সকে বুঝায়। যাকিনা ব্যবহারকারি থেকে সার্কিট কে সুরক্ষা দেয় ও ব্যবহারকারীও বিদ্যুতায়িত হবার হাত থেকে বাঁচেন। এটি মেটাল কেসিং এর হলে বেশী ভালো কারণ এরফলে বাইরের নয়েজ যেমন ভেতরে ঢুকতে পারেনা তেমনি ভাবে ভেতরের নয়েজ ও বাইরে বের হতে পারে না। অনেকটা শিল্ড (Shield – বর্ম) এর মত কাজ করে। এই চেসিস কে কমন গ্রাউন্ডের সাথেই সংযুক্ত রাখাহয় (সাধারণত)। কারণঃ এরফলে নয়েজ দারুণ ভাবে হ্রাস পায়।
খুব সেন্সিটিভ সার্কিট যেমন টিভি এর আই, এফ (I.F) সেকশন কে দেখবেন পাতলা একটা মেটাল দিয়ে ঢেকে দেয়। এবং তারসাথে সংযুক্ত থাকে চেসিসের। মূলত এসি রিপল কমলেও এই সার্কিট গুলো এতই সেন্সিটিভ এবং জটিল যে সার্কিট এর আশেপাসে থাকা রেডিও ফ্রিকুয়েন্সি ইন্টারফেয়ারেন্স (RFI) এই সার্কিট এর ক্ষমতা কমিয়ে দেয়। তা যাতে না হয় তাই ঐ সার্কিট গুলো ঢেকে দিয়ে কমন গ্রাউন্ড এর সাথে জুড়ে দেয়া হয়।
উল্লেখ্য যে সাধারন সার্কিট গুলো তে কমন গ্রাউন্ড ই বেশি ব্যবহার করে।
সিগনাল গ্রাউন্ডঃ
সাধারণত এম্পলিফায়ারের ইনপুটে (যেকোনো এম্পলিফায়ারই হতে পারে যেমনঃ রেডিও এম্প, অডিও এম্প) সিগনাল দেয়াহয়। এবং এর খুব কাছেই থাকে একটি গ্রাউন্ড যার মাধ্যমে সার্কিট সম্পূর্ণ হতেপারে এবং সিগনাল আদান প্রদান হতেপারে। একেই মূলত সিগনাল গ্রাউন্ড বলে।
ধরুন আপনার কাছে একটি এম্পলিফায়ার আছে যার এম্পলিফাই করবার ক্ষমতা ১০০ গুণ। অর্থাৎ, এই এম্প এর ইনপুটে যদি ১ মিলি ভোল্ট দেয়াহয় তাহলে এর আউটপুটে ১০ ভোল্ট পাওয়া যাবে। এখন আমরা জানি যে সার্কিটের বিভিন্ন অংশের ভোল্টেজ ড্রপ হয়। তা খুবই নগন্য হলেও বেশ গুরুত্বপূর্ণ এম্প সার্কিট গুলোর জন্য। কারণ সার্কিটের ভিন্ন প্রান্তে অবস্থিত পাওয়ার সাপ্লাই গ্রাউন্ডের থেকে সিগনাল গ্রাউন্ড পয়েন্টে আসতে আসতে সেই ভোল্টেজ ড্রপ ০.০১ ভোল্ট হতে পারে। কিন্তু এটিই ১০০ গুণ বিবর্ধিত হয়ে উক্ত এম্পলিফায়ারের আউটপুটে ১ ভোল্ট পরিমাণে হয়ে যেতে পারে যার ফলে আউটপুটে অবাঞ্ছিত নয়েজের সৃষ্টি হয়।
নোটঃ অবশ্যই সিগনাল গ্রাউন্ড কে পাওয়ার গ্রাউন্ড থেকে দূরে রাখবেন
গ্রাউন্ড লুপঃ
আমরা এতক্ষন গ্রাউন্ডের সুবিধা কি তা জানলাম। কিন্তু এই গ্রাউন্ডের কারণেই যে নয়েজ তৈরি হতে পারে তা এখন বলছি। বিশ্বাস না হলেও এটিই সত্যি। একে বলে গ্রাউন্ড লুপ। এরফলে এম্পলিফায়ারের হাম কমবার পরিবর্তে বেড়ে যায়।
মনেকরুন আপনার কাছে একটি প্রিএম্পলিফায়ার ও আলাদা একটি এম্পলিফায়ার সার্কিট আছে। আপনি করলেন কি নয়েজ কমানোর জন্য প্রিএম্পলিফায়ার এ একটি গ্রাউন্ড দিলেন আবার এম্পলিফায়ার সার্কিট কেও তাতেও আলাদা ভাবে গ্রাউন্ড দিলেন। এরপর এই প্রিএম্পলিফায়ার আর এম্পলিফায়ারের মাঝে সংযোগ দিলেন। আপনার যুক্তি ছিল প্রিএম্পলিফায়ার কে গ্রাউন্ড করলে নয়েজ কমবে। আবার আলাদা ভাবে যদি এম্পলিফায়ার কেও গ্রাউন্ড করি তাহলে কোনো নয়েজই থাকবে না! এখানেই ভুল করছেন। বরং এই ভিন্নভিন্ন গ্রাউন্ডের কারণে আরো নয়েজবেড়ে যাবে। বস্তুতপক্ষে সম্পূর্ণ সার্কিটে গ্রাউন্ড একটিই ব্যবহার করতে হয়। ভিন্নভিন্ন গ্রাউন্ড ব্যবহার করলে তাতে লুপের সৃষ্টি হয়ে হিতে বিপরীত হয়।
ground loop
গ্রাউন্ড লুপ এড়াতে সতর্কতাঃ
আগেই বলেছি সম্পূর্ন সার্কিটে একটিই গ্রাউন্ড ব্যবহার করা নিয়ম। অর্থাৎ, এই সকেট থেকে একটা গ্রাউন্ড নিলাম আবার অন্য সকেট থেকে আরেকটি গ্রাউন্ড নিলাম -এমন করা যাবে না। একান্তই নিতে হলে যে কোনো গ্রাউন্ড লিংক থেকে সার্কিটে খুব নিম্নমানের রেজিস্টর দ্বারা সংযুক্ত করতে হবে, যেমনঃ ৬ ওহম, ১০ ওহম প্রভৃতি।
প্রকৃতপক্ষে এই লুপ অত্যন্ত যন্ত্রণাদায়ক এবং বিভ্রান্তিকর ও বটে। এবং এটিনিয়ে লিখতে গেলে বিশাল অধ্যায় রচনা সম্ভব। এটি দূর করবার জন্য ভিন্নভিন্ন পন্থাও উল্লেখযোগ্য। সামনে হয়ত কোনো আসরে এনিয়ে বলবো।
কিভাবে বুঝবো আমার সার্কিটে গ্রাউন্ড কোনটি?
এই প্রশ্নটি নতুনদের জন্য খুবই স্বাভাবিক। আর তার উত্তর হচ্ছে- ভালোভাবে সার্কিট পর্যবেক্ষন করে বোঝা সম্ভব সার্কিটে কেমন গ্রাউন্ড ব্যবহার করা হয়েছে। সহজ কিছু টিপস হচ্ছে-
১। যদি এম্পলিফায়ার বা বিশেষ ধরনের সূক্ষ্ণ কিছু নাহয় তাহলে কমন গ্রাউন্ড ব্যবহার করাই শ্রেয়
২। এম্পলিফায়ার এ নয়েজ খুব বেশী থাকলে এম্পলিফায়ার সার্কিটের গ্রাউন্ড থেকে একটি আর্থিং দেয়া শ্রেয়। একই সাথে এম্পলিফায়ার এর ফিল্টারিং বেশ ভালো ভাবে করতে হবে। প্রয়োজনে পাই ফিল্টার (Pi Filter) বা টি ফিল্টার (T Filter) ও ব্যবহার করা উচিৎ।
৩। সিগনাল গ্রাউন্ড কে চেনার সহজ উপায় হচ্ছে এম্প সার্কিট। অর্থাৎ আপনার সার্কিট যদি এম্পলিফায়ার হয় তাহলে এর ইনপুটে থাকা গ্রাউন্ড টি নির্ঘাত সিগনাল গ্রাউন্ড।
আশাকরি আমার এই লেখাটির মাধ্যমে গ্রাউন্ডিং এর ব্যাসিক কনসেপ্ট বুঝতে পেরেছেন। তবু কোনো প্রশ্ন থাকলে নিঃসংকোচে করতে পারেন কমেন্টে। আপনার শেয়ার কমেন্ট আমাকে অনেক বেশী অনুপ্রাণিত করবে। ভালো থাকবেন। সামনে আবারো কনো জটিল ইলেকট্রনিক্স রহস্য নিয়ে আপনাদের সামনে হাজির হবো।
আরডুইনো… এমন একটি জিনিসের নাম, এমন কিছু নেই যে তা দিয়ে করা যায় না। আপনি শুধু প্রোগ্রাম করুন, ব্যাস তার পর যা করার এটিই আপনাকে করে দিবে। আমরা যারা হবিস্ট আছি তাদের মধ্যে নতুনদের কাছে এটি যেন আলাদিনের চেরাগ। মানে যখন যা ইচ্ছা এর দ্বারা তাই পাওয়া সম্ভব। শুধু এটির সঠিক ব্যবহার জানতে হবে। ইতিমধ্যে আশা করি আমাদের ইলেকট্রনিক্স সাইটের মাধ্যমে আপনারা আরডুইনো এর বেসিক বিষয় গুলো জানতে পেরেছেন।তার পরেও আমি সংক্ষেপে আবার আলোচনা করছি যা এই প্রজেক্টটি করতে ব্যবহৃত হবে। আশা করি সবাই সাথে থাকবেন।তবে চলুন শুরু করা যাক।
আরডুইনো কি?
এটি এমন একটি ওপেন সোর্স প্লাটফর্ম যার মাধ্যমে যেকোন প্রোগ্রামকে আউটপুটে কোন ডিভাইসের মাধ্যমে রূপান্তর করা যায়। অন্যভাবে বললে আরডুইনো হচ্ছে একটি ডেভেলপমেন্ট আরডুইনো বোর্ড। আর আরডুইনো প্রোগ্রামিন বা কোড লিখবার জন্য যে অ্যাপ্লিকেশনটি ব্যবহার করা হয় তার নাম “আরডুইনো আই ডি ই – Arduino IDE”। এটি একটি ফ্রি/ওপেন সোর্স প্ল্যাটফর্ম। এখানে কোড লিখে সেটা আরডুইনো বোর্ডে আপলোড করলে তার পি ডব্লিউ এম পিন (PWM pin)এবং ডিজিটাল পিন (Digital pin)দ্বারা আউটপুটে হাই/লো সহ ০-২৫৫ পর্যন্ত যেকোন মানের আউটপুট পাওয়া সম্ভব। বেশ কয়েকটি ল্যাঙ্গুয়েজে এই কোড গুলো লিখা সম্ভব।যেমনঃ C, C++, Python ইত্যাদি।
আজকের আরডুইনো প্রজেক্টঃ
আজকের আলোচ্য বিষয় হলো- আমরা অনেক সময় বিয়ে বাড়িতে চলন্ত লাইট বা বড় কোন কোম্পানির, অফিসের সামনে এল ই ডি ব্যানার দেখতে পাই যেগুলো কি না সচল। অর্থাৎ এক পাশ থেকে আরেক পাশে মুভ করছে। কিন্তু কিভাবে তা সম্ভব? হ্যা তবে চলুন আজকে আপনাকে সাহায্য করব আপনার কোন অনুষ্ঠানে আপনার বানানো প্রোজেক্ট এ কাজ করতে।
সাইড নোটঃ এখানে শুধু দেখালাম গুটি কয়েক এল ই ডি নিয়ে কাজ করতে। ইচ্ছা করলে এর চেয়ে বেশিও ব্যবহার করতে পারবেন কোড এর পরিবর্তনের মাধ্যমে।
আমি এখানে পুরো প্রজেক্টের পাওয়ার দেওয়ার জন্য ডিরেক্ট ইউ এস বি ক্যাবল ব্যবহার করেছি। আর এই ইউ এস বি ক্যাবল দিয়ে ৫ ভোল্ট আউটপুট পাওয়া যায়। আপনারা চাইলে এক্সট্রা পাওয়ার ব্যবহার করতে পারেন। সেক্ষেত্রে আপনাদের খেয়াল রাখতে হবে আরডুইনোর পাওয়ার ইনপুট কোন ভাবেই যেন ৩৬ ভোল্টের বেশি না হয়। কারন আরডুইনোর স্ট্যান্ডার্ড পাওয়ার ইনপুট হল ৭-৩৬ ভোল্ট। এই পাওয়ার এর রেঞ্জ রাখলে আরডুইনো সঠিক ও সফল ভাবে কাজ করতে পারে।
কাজের ধাপঃ
সার্কিটে যেভাবে কানেকশন দেওয়া আছে সেভাবেই কানেকশন দিলে কাজ করবে। কারণ উক্ত সার্কিটটি একাধিকবার টেস্ট করা এবং বিশেষ ভাবে খেয়াল রাখতে হবে যেন একটির সঙ্গে অন্যটি লেগে না যায়। এতে আরডুইনোর ক্ষতি হওয়ার সম্ভাবনা থাকে। নিচে ডায়াগ্রাম টি দেখি-
প্রথমে আরডুইনো আই ডি ই এপ্লিকেশনে গিয়ে নিউ প্রজেক্ট ওপেন করুন। তারপর সোজা এই কলাম এর নিচে যে কোডটি এটাচ করা আছে সেটা কপি করে নিউ প্রজক্টে গিয়ে পেস্ট করুন। তার পর ভেরিফাই বাটন চাপুন। এতে ভেরিফাই কমপ্লিট ডায়ালগ দেখাবে।
ভেরিফাই বাটন চাপতে হবে
তারপর উপরের ডায়াগ্রামে দেখানো উপায়ে আপনার আরডুইনোটি কানেক্ট করে এটি কত নাম্বার কম পোর্ট (Com Port) এ কানেক্ট আছে সেটি দেখুন। তার পর আই ডি ই তে গিয়ে কম পোর্ট সিলেক্ট করে আপনি যে বোর্ড নিয়ে কাজ করছেন তা সিলেক্ট করুন। উদাহরনঃ আমি এখানে আরডুইনো উনো নিয়ে কাজ করেছি যা COM17 হিসাবে দেখাচ্ছে। তাই আমি আরডুইনো উনো কেই সিলেক্ট করেছি।
আর্ডুইনো কত নাম্বার COM Port এ কানেক্টেড
তারপর আপলোড বাটনে ক্লিক করে কোডটি বোর্ডে আপলোড করুন। এবার বোর্ড আনপ্লাগ করে ডায়াগ্রাম অনুযায়ী কানেকশন দিয়ে পাওয়ার সাপ্লাই দিন। প্রয়োজনে একবার রিসেট বাটন চেপে পুরো বোর্ডটিকে একবার রিসেট করে নিন। ব্যাস এবার উপভোগ করুন আপনার বানানো প্রজেক্ট টিকে।
বিয়ে বাড়িতে বা বিভিন্ন অনুষ্ঠানে,পার্টিতে এটি ব্যবহার করা হয় প্রচুর ভাবে। ইদানিং দামি কিছু গাড়িতেও সাজ সজ্জার জন্য এগুলো ব্যবহৃত হচ্ছে। তাছাড়াও যেকোন দোকান, ইন্ডাস্ট্রি, অফিস এও আপনার পছন্দ মত এটা সাজাতে পারেন। ঘরের সৌন্দর্য বর্ধনের ক্ষেত্রেও এটি বিশেষ ভূমিকা রাখে বলে মনেকরি। নিচে আরডুইনো দিয়ে তৈরি বিভিন্ন এলইডি প্রজেক্টের চিত্র –
এলইডি দিয়ে বিভিন্ন মন মাতানো ডিজাইন ও প্রজেক্ট আইডিয়া
1 of 4
সুন্দর রংবেরং এর এলইডি দিয়ে ঘরের দেয়াল কে সাজাতে পারেন
সুন্দর রংবেরং এর এলইডি দিয়ে ঘরের দেয়াল কে সাজাতে পারেন
বিভিন্ন প্রকার রঙের এল ই ডি ব্যবহার করে এর সৌন্দর্য কে আরও ফুটিয়ে তোলা সম্ভব। তাছাড়াও বাজারে কিছু হাই পাওয়ার এল ই ডি পাওয়া যায় সেগুলো লাগালে আরও ভাল ফল পাওয়া সম্ভব। আর আসল বিষয়টা হলো ক্রিয়েটিভিটি। এই ছোট্ট খেলনার মত জিনিসটাকেও অনেক বড় কিছুতে রূপান্তর করা সম্ভব। কিন্তু সেটার জন্য শুধু একটু মাথা খাটাতে হবে। প্রসেস টা আমি বলে দিলাম, বাকি টা আপনাদের দায়িত্ব।
অসুবিধা ও দূরীকরণঃ
প্রথমেই প্রোগ্রামের ব্যাপারে বলি। এখানে কম পোর্ট (Com Port) সিলেক্ট করা খুব গুরুত্বপূর্ণ একটি বিষয়। যদি সঠিক ভাবে সিলেক্ট না করতে পারা যায় তাহলে কোড কোনভাবেই বোর্ডে আপলোড দেওয়ার উপায় নেই। তাই এই বিষয়টিকে খুব গুরুত্ব সহকারে দেখা উচিত। তার পরে আপনার এক্সটারনাল পাওয়ার সাপ্লাই টা ভালোভাবে চেক করে দেখুব যে সব কিছু ঠিক ঠাক আছে কিনা। আর সাথে কানেকশন গুলাও আবার চেককরে দেখুন যে কোন লুজ কানেকশন আছে কি না, থাকলে তা ঠিক করুন। এর বাইরে আর তেমন কোন সমস্যা থাকার কথা না। এটি খুব ছোট্ট একটি প্রজেক্ট। তাই আশা করি সবাই সফল ভাবে সম্পন্ন করতে পারবেন, ইন শাহ আল্লাহ।
//copyright by Ashiqur Rahman
int LED1=2;
int LED2=3;
int LED3=4;
int LED4=5;
int LED5=6;
int LED6=7;
int LED7=8;
int LED8=9;
void setup()
{
pinMode(2,OUTPUT);
pinMode(3,OUTPUT);
pinMode(4,OUTPUT);
pinMode(5,OUTPUT);
pinMode(6,OUTPUT);
pinMode(7,OUTPUT);
pinMode(8,OUTPUT);
pinMode(9,OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(2,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(2,LOW);
delay(500);
digitalWrite(3,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(3,LOW);
delay(500);
digitalWrite(4,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(4,LOW);
delay(500);
digitalWrite(5,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(5,LOW);
delay(500);
digitalWrite(6,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(6,LOW);
delay(500);
digitalWrite(7,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(7,LOW);
delay(500);
//copyright by Ashiqur Rahman
digitalWrite(8,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(8,LOW);
delay(500);
digitalWrite(9,HIGH);
delay(500);
digitalWrite(9,LOW);
delay(500);
}
এই কোডিং কে ভিন্নভাবে করে এর আউটপুটে সংযুক্ত এল ই ডি এর জ্বলবার হার, লয়, ছন্দ কে পরিবর্তন করা সম্ভব। যেমন বিখ্যাত নাইট রাইডার (Knight Rider) গাড়ির মত এল ই ডি একবার এদিক থেকে ওদিকে আবার ওদিক থেকে এদিকে জ্বলা। কিংবা র্যান্ডম নাম্বার জেনারেট করে তার মাধ্যমে এল ই ডি কে র্যান্ডম ভাবে জ্বালানো নেভানো থেকে শুরু করে কল্পনায় যা আসে তাই করা সম্ভব। কাজেই আজই ছুটিয়ে দিন কল্পনার ঘোড়াকে লাগামহীন।
সমাপ্তিঃ
আজ এতটুকুই। আমার অন্যান্য লেখা পড়তে চাইলে নিচে দেখুন তার লিঙ্ক দেওয়া আছে। ভাল লাগলে শেয়ার ও কমেন্ট করতে অবশ্যই ভুলবেন না। আপনার শেয়ার লাইক কমেন্ট আমাদের কে আরো অনুপ্রাণিত করে নতুন লেখার জন্য। আর অবশ্যই আপনার যেকোন সমস্যার কথা আমাদের জানাতে পারেন যেকোন সময়। আমাদের স্পেশালিস্ট রা সব সময় আপনাদের সাহায্য করার জন্য প্রস্তুত আছেন। ফেসবুকে আমাদের পেজ আছে সেখানেও আপনারা কোন প্রকার সমস্যা বা প্রশ্নের কথা তুলে ধরতে পারেন কিংবা আমাদের প্রশ্ন ও উত্তর বিভাগেও করতে পারেন। সামনে আরও মজার লেখা নিয়ে আসব অবশ্যই, দোয়া করবেন। আর কথা বাড়িয়ে কাজ নেই। টাটা, বাইবাই, খোদা হাফেজ। টেক কেয়ার।
বাই দ্যা ওয়ে, ধন্যবাদ রাইয়ান ভাই ও সবাইকে আমার লেখা কষ্টকরে দীর্ঘ সময় নিয়ে পড়বার জন্য।