LED එකක් ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද? සරල ව්‍යාපෘතියක්

 විදුලි පරිපථ ගැන උනන්දුවක් දක්වන ආරම්භකයින්ට ඉතා ප්‍රයෝජනවත් වන, LED එකක් ක්‍රියා කරන ආකාරය සහ එය භාවිතයෙන් සරල ව්‍යාපෘතියක් සිදු කරන ආකාරය.

LED එකක් ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද? සරල ව්‍යාපෘතියක්

ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් ලෝකයට පිවිසෙන ඔබට, මුලින්ම හමුවන කුඩා නමුත් ඉතා ප්‍රයෝජනවත් උපාංගයක් තමයි LED (Light Emitting Diode) එක. අපගේ නිවෙස්වල ආලෝකකරණය, රූපවාහිනී, ජංගම දුරකථන, සහ බොහෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවල දර්ශක ලෙස LED බහුලව භාවිතා වේ. නමුත් මේ කුඩා ආලෝක බුබුල ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද? එය පරිපථයකට සම්බන්ධ කරන්නේ කෙසේද? අපි මේ ගැන සරලව ඉගෙන ගෙන, LED එකක් භාවිතයෙන් ඔබේ පළමු ඉලෙක්ට්‍රොනික ව්‍යාපෘතියක් කරමු!

LED එකක් යනු කුමක්ද?

LED යනු Light Emitting Diode යන්නෙහි කෙටි යෙදුමයි. සිංහලෙන් "ආලෝකය විමෝචනය කරන ඩයෝඩය" ලෙස හඳුන්වන්න පුළුවන්. මෙය සුවිශේෂී ආකාරයේ අර්ධ සන්නායක (semiconductor) උපාංගයකි. ඩයෝඩයක් යනු විදුලිය එක් දිශාවකට පමණක් ගලනය වීමට ඉඩ සලසන උපාංගයකි. LED එකකට නිවැරදි දිශාවට විදුලිය සැපයූ විට, එය ආලෝකය විමෝචනය කරයි.

එය ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද?

LED එකක් සෑදී ඇත්තේ ප්‍රධාන වශයෙන් P-වර්ගයේ සහ N-වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය දෙකක් එකතු කිරීමෙනි. මේවා එකතු කරන ස්ථානයට PN සන්ධිය (PN Junction) ලෙස හඳුන්වයි.

 * ඉදිරි නැඹුරුව (Forward Bias): LED එකේ ඇනෝඩය (Anode - ධන අග්‍රය) බල සැපයුමේ ධන පැත්තටත්, කැතෝඩය (Cathode - සෘණ අග්‍රය) සෘණ පැත්තටත් සම්බන්ධ කළ විට, ඉලෙක්ට්‍රෝන N-වර්ගයේ සිට P-වර්ගය දෙසට ගමන් කරයි.

 * ආලෝකය විමෝචනය: මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන PN සන්ධිය හරහා P-වර්ගයට ඇතුළු වන විට, ඒවා කුහර (holes) සමඟ සංයෝජනය වේ. මෙම ක්‍රියාවලියේදී, ඉලෙක්ට්‍රෝනවල අතිරික්ත ශක්තිය ආලෝකය (ෆෝටෝන) ලෙස මුදා හරිනු ලැබේ. මෙය විද්‍යුත් දීප්තිය (electroluminescence) ලෙස හැඳින්වේ.

 * වර්ණය: LED එකක වර්ණය රඳා පවතින්නේ එය සෑදීමට භාවිතා කරන අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය මතයි. විවිධ ද්‍රව්‍ය විවිධ තරංග ආයාම සහිත ආලෝකය විමෝචනය කරයි.

LED එකක පින් හඳුනා ගන්නේ කෙසේද?

LED එකක පින් දෙකක් තිබේ:

 * දිගු කකුල: මෙය ඇනෝඩය (Anode) හෙවත් ධන (+) අග්‍රයයි. මෙය සැමවිටම බල සැපයුමේ ධන පැත්තට සම්බන්ධ කළ යුතුය.

 * කෙටි පින්: මෙය කැතෝඩය (Cathode) හෙවත් සෘණ (-) අග්‍රයයි. මෙය බල සැපයුමේ සෘණ පැත්තට සම්බන්ධ කළ යුතුය.

සමහර LED වල, කැතෝඩය ඇති පැත්ත පැතලි තලයකින් (flat edge) සලකුණු කර ඇත.

සරල LED ව්‍යාපෘතියක්: LED එකක් දැල්වීම!

මෙය ආරම්භකයින් සඳහා පරිපූර්ණ ව්‍යාපෘතියකි. ඔබට අවශ්‍ය වන්නේ මූලික උපාංග කිහිපයක් පමණි.

අවශ්‍ය ද්‍රව්‍ය:

 * LED එකක්: ඕනෑම වර්ණයක LED එකක් (රතු, කොළ, නිල්, ආදිය).

 * ප්‍රතිරෝධකයක් (Resistor): 220 ඕම් (Ohm) හෝ 330 ඕම් ප්‍රතිරෝධකයක්. (මෙය LED එක අධික ධාරාවකින් ආරක්ෂා කරයි.)

 * 9V බැටරියක්: ඔබේ පරිපථයට බලය සැපයීමට.

 * 9V බැටරි සම්බන්ධකයක්: බැටරිය පරිපථයට සම්බන්ධ කිරීමට.

 * පාන් පුවරුවක් (Breadboard): ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සම්බන්ධ කිරීමට පහසු පුවරුවකි. (පෑස්සීම අවශ්‍ය නොවේ.)

 * ජම්පර් වයර් (Jumper Wires): උපාංග සම්බන්ධ කිරීමට.

පියවරෙන් පියවර පරිපථය සාදා ගනිමු:

 * පාන් පුවරුව සූදානම් කරගන්න: පාන් පුවරුවේ ඇති සිදුරු එකිනෙකට සම්බන්ධ වී ඇති ආකාරය මතක තබා ගන්න. සාමාන්‍යයෙන් මැද ඇති සිදුරු සිරස් අතට සම්බන්ධ වන අතර, පැතිවල ඇති බල සැපයුම් රේල් (power rails) තිරස් අතට සම්බන්ධ වේ.

 * බැටරිය සම්බන්ධ කරන්න:

   * 9V බැටරි සම්බන්ධකයේ රතු වයරය (ධන) පාන් පුවරුවේ ධන (+) බල සැපයුම් රේලයට සම්බන්ධ කරන්න.

   * 9V බැටරි සම්බන්ධකයේ කළු වයරය (සෘණ) පාන් පුවරුවේ සෘණ (-) බල සැපයුම් රේලයට සම්බන්ධ කරන්න.

   * දැන් 9V බැටරිය සම්බන්ධකයට සවි කරන්න.

 * ප්‍රතිරෝධකය සවි කරන්න:

   * 220 Ohm හෝ 330 Ohm ප්‍රතිරෝධකයේ එක් කකුලක් පාන් පුවරුවේ ධන (+) බල සැපයුම් රේලයට සම්බන්ධ කරන්න.

   * ප්‍රතිරෝධකයේ අනෙක් කකුල, පාන් පුවරුවේ මැද ඇති හිස් සිරස් පේළියක ඇති ඕනෑම සිදුරකට සම්බන්ධ කරන්න.

 * LED එක සවි කරන්න:

   * LED එකේ දිගු කකුල (ධන), ඔබ ප්‍රතිරෝධකය සවි කළ සිරස් පේළියේම ඇති, නමුත් ප්‍රතිරෝධකයේ කකුලට පහළින් ඇති හිස් සිදුරකට සම්බන්ධ කරන්න. (මෙය LED එක ප්‍රතිරෝධකය සමඟ ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කරයි.)

   * LED එකේ කෙටි කකුල (සෘණ), ඊට යාබද වෙනත් හිස් සිරස් පේළියක ඇති ඕනෑම සිදුරකට සම්බන්ධ කරන්න.

 * පරිපථය සම්පූර්ණ කරන්න:

   * LED එකේ කෙටි කකුල ඔබ සවි කළ සිරස් පේළියේ සිට, පාන් පුවරුවේ සෘණ (-) බල සැපයුම් රේලයට ජම්පර් වයරයක් මගින් සම්බන්ධ කරන්න.

දැන්, ඔබේ LED එක දැල්විය යුතුයි!

වැදගත් සටහන් සහ ගැටළු විසඳීම:

 * LED එක නොදැල්වෙන්නේ නම්:

   * LED එකේ දිශාව (Polarity): LED එකේ දිගු කකුල ධන පැත්තටත්, කෙටි කකුල සෘණ පැත්තටත් නිවැරදිව සම්බන්ධ කර ඇත්දැයි පරීක්ෂා කරන්න. LED යනු ධ්‍රැවීය (polarized) උපාංගයකි.

   * ප්‍රතිරෝධකයේ අගය: ඔබ නිවැරදි ප්‍රතිරෝධක අගය භාවිතා කර ඇත්දැයි පරීක්ෂා කරන්න. ප්‍රතිරෝධකයක් නොමැතිව LED එකක් සම්බන්ධ කිරීමෙන් එය ක්ෂණිකව පිලිස්සී යා හැක.

   * සම්බන්ධතා: පාන් පුවරුවේ සියලුම වයර් සහ උපාංග නිවැරදිව සම්බන්ධ වී ඇත්දැයි නැවත පරීක්ෂා කරන්න. ලිහිල් සම්බන්ධතා නිසා පරිපථය ක්‍රියා නොකරනු ඇත.

   * බැටරිය: බැටරියේ ආරෝපණය තිබේදැයි පරීක්ෂා කරන්න.

 * වර්ණ කේත (Color Codes): ප්‍රතිරෝධකවල අගය හඳුනා ගැනීම සඳහා වර්ණ කේත ඇත. මේවා ගැන ඉගෙන ගැනීමෙන් ඔබට නිවැරදි ප්‍රතිරෝධකය තෝරා ගත හැකිය.

අවසාන වශයෙන්,

ඔබ දැන් ඔබේ පළමු සරල ඉලෙක්ට්‍රොනික පරිපථය සාර්ථකව නිම කර ඇත! LED එකක් ක්‍රියා කරන ආකාරය සහ එය පරිපථයකට සම්බන්ධ කරන්නේ කෙසේද යන්න අවබෝධ කර ගැනීම, ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් හි ඉදිරි ගමන සඳහා ඉතා වැදගත් පියවරකි. මෙවැනි කුඩා ව්‍යාපෘති මගින් ඔබට ප්‍රායෝගික දැනුමක් ලබා ගත හැකි අතර, අනාගතයේදී වඩාත් සංකීර්ණ ව්‍යාපෘති සඳහා විශ්වාසය ගොඩනගා ගත හැකිය. ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් ලෝකය ගවේෂණය කිරීමට මෙය කදිම ආරම්භයකි!