Tuesday, February 2, 2016

ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් III (Electronics) - 15



Segment Displays

7 Segment

එල්ඊඩී යොදාගෙන 0 සිට 9 දක්වා සියලු ඉලක්කම් නිරූපණය කළ හැකි Seven Segment Display (7 Segment Display) ලෙස හැඳින්වෙන උපාංගයක්ද නිපදවා තිබෙනවා. දිගටියට ඇති එල්ඊඩී 7ක් මෙම උපාංගය තුළ ඇත (එල්ඊඩී කොටස්/සෙග්මන්ට් 7ක් ඇති නිසා තමයි 7 සෙග්මන්ට් යන නම ඊට ලැබී තිබෙන්නේ). මෙම උපාංගයේ සාමාන්‍යයෙන් පින් 8ක් තිබෙනවා. ඉන් එක් පින් එකක් පොදු අග්‍රය (common pin) ලෙස හැඳින්වේ.



එල්ඊඩී සෙග්මන්ට් 7හි කැතෝඩ සියල්ල එකට ගෙන පොදු අග්‍රය ලෙස සකසා ඇති විට එවැනි ඩිස්ප්ලේ එකක් කොමන් කැතෝඩ (CC) සෙවන් සෙග්මන්ට් ලෙස හැඳින්වෙනවා. එලෙසම, ඩයෝඩවල ඇනෝඩ සියල්ල එකට සම්බන්ධ කර පොදු අග්‍රය ලෙස ගත් විට, කොමන් ඇනෝඩ (CA) සෙවන් සෙග්මන්ට් ලෙස හැඳින්වේ. මෙතැන විතරක් නොවේ, ඩයෝඩ සමූහ වශයෙන් තිබෙන බොහෝ තැන්වල මෙලෙස පොදු ඇනෝඩ හෝ පොදු කැතෝඩ ආකාර/වින්‍යාස (configuration) දෙක දක්නට ඇත.



සම්ප්‍රදායක් ලෙස, 7 සෙග්මන්ට් එක තුල තිබෙන එක් එක් එල්ඊඩී සෙග්මන්ට් එක ඉහත රූපයේ දක්වා තිබෙන ආකාරයටම a සිට g දක්වා ඇති ඉංග්‍රිසි අකුරුවලින් දක්වනු ලැබේ. උදාහරණයක් ලෙස 1 ඉලක්කම ලබා ගැනීමට b, c යන සෙග්මන්ට් 2 පමණක් පෙර නැඹුරු කර අනෙක් ඒවාට විදුලිය නොසපයන්න. එලෙසම 8 ලබා ගැනීමට සියලු සෙග්මන්ට් පෙර නැඹුරු කරන්න.

පොදු අග්‍රයට සුදුසු වෝල්ටියතාව සෙට් කර, අනෙක් අග්‍ර 7ට සුදුසු පරිදි වෝල්ටියතාවන් ලබා දුන් විට, ඕනෑම ඉලක්කමක් දර්ශනය කරගත හැකියි. ඉහත රූපය බලා එය තේරුම් ගන්න.

තවද, ඉලක්කම්වලට අමතරව දශම තිත (decimal point) දැක්විය හැකි ඩිස්ප්ලේද තිබෙනවා (ඉහත රූපයේ DP ලෙස දක්වා තිබෙන්නේ දශම තිත තමයි). මෙවිට සෙග්මන්ට් 7ක් නොව 8ක් පවතිනවා. එවිට සම්පූර්ණ පින් 9ක් තිබේ.

ඉලක්කම්වලට අමතරව මෙම ඩිස්ප්ලේ එකෙන්ම a,b,c,d,e,f යන ඉංග්‍රිසි අකුරු 6ත් ඉතාම පහසුවෙන් දර්ශනය කළ හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, f,e,g,c,d යන සෙග්මන්ට් පෙර නැඹුරු කළ විට, b අකුරු සෑදෙනවා. මෙම අකුරු 6 විශේෂිතයි. ඊට හේතුව 16 වැනි පාදයේ සංඛ්‍යා (hexadecimal numbers හෙවත් hex numbers) දැක්වීමට යොදා ගන්නේ සුපුරුදු ඉලක්කම්වලට අමතරව ඉහත ඉංග්‍රිසි අක්ෂරයන්ය. ඒ කියන්නේ 7 සෙග්මන්ට් ඩිස්ප්ලේ එකකින් හෙක්ස් නම්බර් දර්ශනය කළ හැකියි.

ඔබට මෙවැනි සෙග්මන්ට් එකක් නිකංම පාවිච්චි කළ නොහැකියි. අවශ්‍ය ඉලක්කම් අවශ්‍ය වෙලාවලට දර්ශනය කිරීමට හැකි පරිපථයක් සාදා ගත යුතු වෙනවා. මෙහිදී සාමාන්‍ය එල්ඊඩී පරිපථවලට විදුලිය සපයන ක්‍රමයම අනුගමනය කළ හැකියි. එනම්, ඩිස්ප්ලේ එක තුල තිබෙන එක් එක් ඩයෝඩයට නියමිත වෝල්ටියතාව හා ධාරාව ලබා දෙන්න කරන්ට් ලිමිටිං රෙසිස්ටර් හරහා. දැන් සුදුසු ස්විචයන් ඔන් කිරීමෙන් ඔබට අවශ්‍ය අංකය දර්ශනය කළ හැකියි (දශම තිතද දර්ශනය කළ හැකියි).



මේ එක් එක් ස්විචයන් අතින් ඔන් ඕෆ් කළ හැකියි. මෙවැනි ඩිස්ප්ලේ කිහිපයක් ඇති විට, ඒ සෑම එකක්ම අතින් සැකසීම කොතරම් කරදරයක්ද. එහෙත් එම අතින් සකසන ස්විච වෙනුවට ට්‍රාන්සිස්ටර් හෝ වෙනත් එවැනි ස්වයංක්‍රිය ස්විච මඟින්ද ඔන්/ඕෆ් කළ හැකියි (ට්‍රාන්සිස්ටර් ස්විච ගැන පසුවට කතා කරනවා). එලෙස ට්‍රාන්සිස්ටර් ස්විච යොදාගෙන ස්විචිං ක්‍රියාවලිය ස්වයංක්‍රිය කරන විට, අඩු පින් ගණනකිනුත් එම කටයුත්තම කරගත හැකියි (Binary Coded Decimal encoding – BCD encoding ලෙස එම ක්‍රමය හැඳින්වේ).

7සෙග්මන්ට් ඩිස්ප්ලේ එකේ පින් 7ක් සකසනවා යනු එම පින් 7ටම විදුලි සංඥා යවනවා කියන එකයි. එය ඉහත රූපයේ පෙන්වා තිබේ (හරි පහසුවෙන් තේරුම්ගතද හැකියිනෙ). එහෙත් බීසීඩී ක්‍රමයෙන් එය කරන විට, විදුලි සංඥා 7ක් වෙනුවට 4ක් භාවිතා කළ හැකියි (බීසීඩී ක්‍රමය හා වෙනත් එවැනි එන්කෝඩිං/ඩිකෝඩිං ක්‍රම ගැන ඩිජිටල් ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් පාඩම්වලදී ඉදිරියේදී පැහැදිලි කෙරේ). මෙම බීසීඩී ක්‍රමයද ඇතුලත්ව සියලු පරිපථ කොටස් එකට කැටි කොට, මෙවැනි ඩිස්ප්ලේ ඉතා පහසුවෙන් ස්වයංක්‍රියව "රන්" කිරීමට ඒ සඳහාම සැකසූ අයිසී ඇත. මේ පරිපථ/අයිසී seven segment driver යනුවෙන් හැඳින්විය හැකියි.




ඉහත රූපයේ 4511 යන 7සෙග්මන්ට් ඩ්‍රයිවර් අයිසී එක භාවිතා කර තිබේ. බලන්න එහි A,B,C,D යනුවෙන් ඩිස්ප්ලේ එක රන්/ඩ්‍රයිව් කිරීමට සංඥා 4ක් අයිසී එක වෙත යොමු කෙරේ. එහෙත් හැමවිටම ඩිස්ප්ලේ එකට පින් 7ක් හරහා පමණයි සංඥා ලබා දිය හැක්කේ. ඉතිං අයිසී එකට යොමු කරන සංඥා 4 එම අයිසී එකෙන් සංඥා 7ක් බවට පත් කර එය පෙන්වා ඇති පරිදි ඩිස්ප්ලේ එකට සම්බන්ධ කෙරේ.

දැන් ඉහත ඩ්‍රයිවර් අයිසී එකේ ඉන්පුට් පින් 4ට සුදුසු විද්‍යුත් සංඥා එක්කෝ ස්විච මඟින් අතින් සැකසිය හැකියි. එහෙමත් නැතිනම් මයික්‍රොප්‍රොසෙසර් එකකින් ලබා දිය හැකියි (මෙම දෙවන ක්‍රමය තමයි ප්‍රචලිත හා දියුණුතම ක්‍රමය). දැන් කෙනෙකු අසන්නට පුලුවන් ඉතිං මෙම ඩ්‍රයිවර් අයිසී එක භාවිතා නොකරත් කෙලින්ම මයික්‍රොප්‍රොසෙසර් එකකින් ඩිස්ප්ලේ එකට රන් කළ හැකිව තිබුණා නේද කියා. ඔව්, එසේද කළ හැකියි. එහෙත් එවිට ඩිස්ප්ලේ එකට පින් 7කින් සංඥා ඉන්පුට් කිරීමට සිදු වෙනවා. ඩ්‍රයිවර් එක නිසා එය පින් 4ක් දක්වා අඩු වී තිබෙනවා. මෙය හොඳ වාසියකි. (මයික්‍රොප්‍රොසෙසර්වල ඉන්පුට්-අවුට්පුට් පින් ඇත්තේ සීමිත ගණනක් නිසා, හැකි හැමවිටම අඩුම පින් ගණනකින් වැඩක් කිරීමට වෙහෙසිය යුතුය.)

එල්ඊඩී සෙග්මන්ට් 9ක් යොදාගෙනද ඩිස්ප්ලේ සාදා තිබෙනවා (9 segment display). 7සෙග්මන්ට් ඩිස්ප්ලේ එකට වඩා හොඳින් පැහැදිලිව ඉලක්කම් ලිවීමේ හැකියාව මීට ඇත. උදාහරණයක් ලෙස 7 ඉලක්කම සෙවන් සෙග්මන්ට් එකේදී දර්ශනය වනවාට වඩා ලස්සනට නයින් සෙග්මන්ට් එකේ දර්ශනය කළ හැකියි. ඒ හැර වෙන වාසියක් නැත. පහත රූපයේ a වලින් 9සෙග්මන්ට් ඩිස්ප්ලේ එකක් දැක්වේ.

තවද, ඩිස්ප්ලේ එකේ එල්ඊඩී සෙග්මන්ට් විවිධ හැඩතල සහිතවත් සෑදිය හැකියි. එක් එක් සෙග්මන්ට් විවිධ වර්ණවලින්ද සෑදිය හැකියි (පහත b රූපය).




Starburst
ඉලක්කම්වලට අමතරව (හා a සිට f අක්ෂරයන්ට අමතරව), ඕනෑම ඉංග්‍රිසි අකුරක්ද දර්ශනය කළ හැකි ඩිස්ප්ලේ නිපදවා තිබෙනවා. ඒවා starburst display ලෙස හැඳින්වෙනවා. ඇත්තටම මෙය 7සෙග්මන්ට් එකේම සෙග්මන්ට් ගණන වැඩියෙන් සහිත අවස්ථාවයි. බැලූබැල්මට තරුවක රශ්මිය පිටවනවා වගේ පෙනෙන නිසා මෙම නමින් ඩිස්ප්ලේ එක හැඳින්වේ. මේවායෙන් ඉලක්කම් (digits) මෙන්ම අක්ෂර (characters) යන දෙවර්ගයම දර්ශනය කළ හැකි නිසා alphanumeric LED display කියාද කිව හැකියි. 7සෙග්මන්ට්හිදී මෙන්ම, එවැනි යුනිට් එකක් පොදු කැතෝඩ හෝ පොදු ඇනෝඩ යන දෙයාකාරයෙන් පවතිනවා. පින්ද වැඩිපුර තිබෙනවා මොකද එම යුනිට් එක තුළ එල්ඊඩී කොටස් විශාල ප්‍රමාණයක් තිබෙනවා. මෙහිදී එල්ඊඩී සෙග්මන්ට් 14ක් හෝ 16ක් තිබෙනවා. මෙවැනි ඩිස්ප්ලේ පහසුවෙන් "රන්" කිරීමටද ඩ්‍රයිවර් අයිසී/පරිපථ සාදා තිබෙනවා.



ඉලක්කම්ද නොවන අකුරුද නොවන විවිධ ජ්‍යාමිතික හැඩතලවලින් (රවුම්, දිග ඉරි (bar/strip), හතරැස් ආදී ලෙස) යුතු එල්ඊඩීද සාදා තිබෙනවා. සාමාන්‍යයෙන් ස්ටාර්බර්ස්ට් වලින් ඉංග්‍රිසි අකුරුයි දර්ශනය කළ හැක්කේ. එහෙත් අවශ්‍ය නම්, ඕනෑම භාෂාවක අකුරු දර්ශනය කළ හැකි ලෙසටද ඒවා අමුතුවෙන් නිෂ්පාදනය කිරීමට කිසිදු බාධාවක් නොමැත. විසිතුරු වැඩවලට මේවා යොදා ගත හැකියි. ඇත්තටම ඩයෝඩ නිෂ්පාදකයන්ට මේවා නිපදවීම අමාරු නැත. අවශ්‍ය හැඩය දිගේ එල්ඊඩී කුඩාවට සාදාගෙන යෑමයි කරන්නට තිබෙන්නේ.

මේ ඕනෑම වර්ගයක ඩිස්ප්ලේ කිහිපයක් එකට සම්බන්ධ කර ඉලක්කම් හා අකුරු පෙළක් දැන් දර්ශනය කළ හැකියි. එවිට එක් එක් ඩිස්ප්ලේ එකට වෙන වෙනම විදුලි සංඥා යැවීමට මඟින් ඒ එක් එක් ඩිස්ප්ලේ කොටස රන් කළ හැකියි. එහෙත් එසේ වෙන වෙනම විදුලිය ඩිස්ප්ලේවලට නොසපයන පරිදි උපක්‍රමයක්ද යොදා ගත හැකියි (multiplexing නම් උපක්‍රමය).


සටහන
මල්ටිප්ලෙක්සිං (multiplexing) යනු එකම සංඥාවකින් උපාංග කිහිපයක් රන් කිරීමේ උපක්‍රමයකි. එය දළ වශයෙන් මෙසේ විස්තර කළ හැකියි. එකම වර්ගයේ උපාංග කිහිපයක් රන් කිරීමට ඇතැයි සිතන්න. එම උපකරණ සියල්ලටම පොදුවේ එකවර යම් සංඥාවක් ලබා දේ. එහෙත් එම සංඥාවට සියලුම උපකරණ එකපාරටම ප්‍රතිචාර දක්වන්නේ නැත. පළමුව උපකරණ අතරින් එකක් (හෝ අවශ්‍ය නම් කිහිපයක් වුවත්) තෝරා ගැනීමට සිදු වේ (මෙම තෝරා ගැනීම සිදු කරන්නේ එය රන් කරන පරිපථයෙනි/අයිසී එකෙනි). එවිට එම තෝරාගත් උපකරණය පමණක් පෙර ලබා දුන් සංඥාවට ප්‍රතිචාර දක්වනවා. ඉන්පසු තවත් උපාංගයක් තෝරා ගන්නවා. නැවත උපකරණ සියල්ලටම පොදුවේ සංඥාවක් ලබා දෙනවා. දැන් ප්‍රතිචාර දක්වන්නේ එම තෝරාගත් උපකරණයයි. මේ ආකාරයට ඉතා වේගයෙන් උපකරණයක් තෝරාගන්නවා පොදුවේ සංඥාවක් යවනවා. මෙය හරියට ළමුන් කිහිප දෙනෙක් සිටින පංතියකට ගුරුවරයෙක් යම් උපදෙසක් දෙන්නා වගේ. ගුරුවරයා එක් ළමයෙකුගේ නමක් කියා මුලු පංතියට ඇසෙන්නට යම් උපදෙසක් දෙයි (“කමල්, කලු ලෑල්ල මකන්න"). එම උපදෙස සියල්ලන්ටම ඇහුණත්, කමල්ව තෝරාගත් නිසා ඊට සංවේදී වන්නේ කමල් පමණි.


ඇත්තටම ඉහත ක්‍රියාවලිය ඉතාම වේගයෙන් සිදු වෙනවා (තෝරාගන්නවා - සංඥාව යවනවා). තත්පරයක් තුළ ලක්ෂ වාරයක වේගයෙන් මෙය සිදු කළ හැකියි. එවිට අපට දැනෙන්නේ/පෙනෙන්නේ මේ සියලු උපකරණ එකවර ක්‍රියාත්මක වනවා සේය. ඔබේ ටීවී එකද ක්‍රියාත්මක වන්නේ මේ ක්‍රමයෙනි. මෙය හොඳින් දර්ශනය වන අවස්ථාවක් තමයි පැරණි ටීවි (CRT TV). ටීවී එකක සංඥාවක් නැති විට "සූ..." ශබ්දයක් සමග කලු ඩොට් වලින් තිරය සමන්විත වේ (අලුත් ටීවීවල නම් ඒ ඩොට් වෙනුවට නිල් හෝ එවැනි පාටක් මුලු තිරය පුරාම දර්ශනය වන ලෙසයි ටීවී සාදන්නේ; “සූ...” ශබ්දයද නැත). තිරයේ තිත් ලක්ෂ ගණනක් පෙනුනත්, එතැන ඇත්තටම ඇත්තේ එක ඩොට් එකකි. එම ඩොට් එක තත්පරයක් තුළ මුලු තිරය පුරාම ගමන් කරනවා. එවිට ඇසේ පර්සිස්ටන්ස් එක නිසා ඒ සියලු ඩොට් එකවර තිබෙනවා සේ අපට පේනවා. මෙයත් ඒ අනුව මල්ටිප්ලෙක්සිං ක්‍රියාවක් බඳුයි.


මල්ටිප්ලෙක්සිංහි ඇති වාසිය කුමක්ද? ඉහත 7සෙග්මන්ට් ඩිස්ප්ලේ ගැන සිතන්න. එවැනි ඩිස්ප්ලේ 8ක් එකට සම්බන්ධ කළා යැයි සිතමු. දැන් එම ඩිස්ප්ලේ සියල්ලටම විදුලි සංඥා ලබා දීමට ඉන්පුට් සංඥා මාර්ග 7x8 = 56 ක් අවශ්‍ය වේ. එය විශාල ප්‍රමාණයකි. එහෙත් මල්ටිප්ලෙක්සිං ක්‍රමය යොදා ගතහොත් එම සංඥා මාර්ග ප්‍රමාණය 11ක් (හෝ ඊටත් වඩා අඩු ප්‍රමාණයක්) දක්වා අඩු වේ (පහත රූපය බලන්න).
 


මේ අනුව අඩු පින්/වයර්/මාර්ග/සංඥා ගණනකින් උපාංග රාශියක් එකවර වැඩ කිරීමට අවශ්‍ය වූ විට, මල්ටිප්ලෙක්සිං නැතිවම බැරිය. මෙය හරියට අර "බෝල උඩ දාන" සර්කස් එක (Juggling) වැනිය. සර්කස් කරු බෝල දුසිමක් විතර අත් දෙකෙන් මෙහෙයවනවා. අපට නම් අත් දෙකෙන් බෝල දෙකක් පමණයි නේද මෙහෙයවිය හැක්කේ? (එවිට සර්කස් කරුවා මල්ටිප්ලේක්සිං පරිපථයක් බඳුයි). 
 

එහෙත් මෙහිදී තරමක සංකීර්ණ පරිපථ නිර්මාණයක් සිදු කළ යුතුය. ඩිජිටල් ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් දැනුම මේ සඳහා අවශ්‍ය වේ. දැනට මල්ටිප්ලෙක්සිං යන ක්‍රමය ඉහත කියා දුන් ආකාරයට සිහිතබා ගන්න.


LED Matrix
ස්ටාර්බර්ස්ට් ඩිස්ප්ලේ එකටත් වඩා වැඩිපුර හැඩතල නිර්මාණය කර ගැනීමට එල්ඊඩී ඩොට් ලෙස කුඩා එල්ඊඩී සෙග්මන්ට් එක ළඟින් සකස් කිරීමෙන් LED dot matrix හෙවත් LED matrixනම් ඩිස්ප්ලේ එකක්ද සාදා තිබෙනවා. මේ ඩිස්ප්ලේ එකේ තිබෙන විවිධ ඩොට් දල්වමින් විවිධ හැඩතල සෑදිය හැකියි නේද? මෙම ලෙඩ් මේට්‍රික්ස් එක නිසා ලෝකයේ ඒ ඒ භාෂා හෝඩින් සඳහා වෙන වෙනම ස්ටාර්බර්ස්ට් සෑදීමට අවශ්‍යතාවක් නැත. මෙම ඩොට් එකට පික්සල් (pixel) කියාද කියනවා. ඩිස්ප්ලේ එකේ තිබෙන ඩොට් හෙවත් පික්සල් ගණන (එනම් ඩොට් වගේ සෑදූ එල්ඊඩී) වැඩිවන විට, ඉන් සෑදිය හැකි හැඩතලයේ (ඉලක්කම හෝ අකුර හෝ වෙනත් රූපයක්) පැහැදිලිකම වැඩි වේ. ඩිස්ප්ලේ එකේ තිබෙන ඩොට් ගණන ඩිස්ප්ලේ එකේ resolution (රෙසලූෂන්) ලෙස හැඳින්වෙනවා. ඒ කියන්නේ පික්සල් ගණන වැඩි නම් රෙසලූෂන් එකත් වැඩිය.




LED Display
මීටත් අමතරව, ඉතාම කුඩාවට එල්ඊඩී බල්බ/ඩොට්/පික්සල් එක ළඟින් තබා (ඉහත මේට්‍රික්ස් එකේ මෙන්) විශාල ඩිස්ප්ලේ සෑදිය හැකියි. මේවා LED display ලෙස හැඳින්විය හැකියි. මේට්‍රික්ස් එකට වඩා මෙහි රෙසලූෂන් එක ඉතා වැඩියි. තවද, සාමාන්‍ය ටීවී ඩිස්ප්ලේවල මෙන් වර්ණ මිලියන ගණනක් දර්ශනය කිරීමට ඊට හැකියි. එනිසා ටීවී ස්ක්‍රීන් සඳහා මේවා යොදා ගත හැකියි. දැනට භාවිතා වන LCD (Liquid Crystal Display) තාක්ෂණයට වඩා මෙහි කොලිටිය වැඩිය. සෑම පික්සල් එකක්ම වර්ණය නිපදවා විමෝචනය කරන නිසා, contrast එක මෙවැනි එල්ඊඩී ඩිස්ප්ලේවල ඉතාම ඉහලයි (LCDවල තිබෙන පික්සල්වලින් ආලෝකය විමෝචනය වුවද, ඒවා ආලෝකය නිපදවන්නේ නැත; ඒ වෙනුවට සිදු වන්නේ LCD පැනලයේ පිටුපසින් ඇති ආලෝකය LCD පික්සල් එක තුළින් අඩු වැඩි කොට එලියට යෑමට සැලැස්වීම පමණි). තවද, එල්ඊඩී ඩිස්ප්ලේ මතුපිට සිට ආලෝකය එලියට නිපදවා විමෝචනය කරන නිසා, එම ආලෝකය විශාල කෝණයකිනුයි (beam angle) පිටවන්නේ. ඒ කියන්නේ ස්ක්‍රීන් එක දර්ශනය කළ හැකියි පැත්තෙන් බැලීමෙනුත් (එල්සීඩීවල මෙම බීම් ඈන්ග්ල් එක අඩු නිසා එය දෙස පැත්තෙන් බැලූවිට හරිහැටි පෙනෙන්නේ නැත).



එල්ඊඩී ඩිස්ප්ලේවල විදුලිය වැය වීමද අඩුය. එක් එක් පික්සල් එකට යවන විදුලිය එම පික්සල් එකෙන් නිකුත් කරන ආලෝක ප්‍රමාණයට පමණක් ප්‍රමාණවත් වේ. එනිසයි විදුලි නාස්තියක් නැත්තේ. සාමාන්‍ය එල්සීඩී පැනල්වල තත්වය මීට වෙනස්ය. සාමාන්‍ය LCD panel වල පිටුපසින් පසුආලෝකය (back-light) ලෙස හැඳින්වෙන ප්‍රබල ආලෝක ප්‍රභවයක් තිබිය යුතුය. එල්සීඩී එක ඔන් කරපු වෙලාවේ සිට ඕෆ් කරන තෙක්ම මෙම බල්බය එකම විදියට දැල්වෙමින් තිබෙනවා. සාමාන්‍ය එල්සීඩී ස්ක්‍රීන්/පැනල් එකක් වැය කරන විදුලියෙන් වැඩිම කොටසක් වැය කරන්නේ මෙම බැක්ලයිට් එක සඳහායි. යම් මොහොතක තිරයේ දිස්වන්නේ කලුවර දර්ශනයක් කියා සිතන්න. මෙම අවස්ථාවේදී ස්ක්‍රීන් එකේ පික්සල්වලින් ආලෝකයක් පිටතට නිකුත් නොකළත්, බැක්ලයිට් එක නිමෙන්නේ නැත. මෙය විදුලිය අපතේ යෑමක් නේද? ඉස්සර මෙම බැක්ලයිට් එක සඳහා ප්‍රභල විදුලි බල්බයක් යොදා ගත්තා. එහෙත් දැන් බැක්ලයිට් එක ලෙසත් යොදා ගන්නේ එල්ඊඩී බල්බ වැලකි. මෙවැනි එල්සීඩී ස්ක්‍රීන්/මොනිටර් තමයි LED LCD කියා හෝ නිකංම LED TV කියා හෝ පැමිණෙන්නේ. ඇත්තටම මෙහි විදුලිය බොහෝ පිරිමැසේ (මොකද එල්ඊඩීවලට පුලුවන් අඩු වොට් ගණනකින් වැඩි ආලෝකයක් ලබා දෙන්න). ඇත්තටම මෙවැනි LED TV යනු මොහොතකට පෙර අප කතා කළ LED display ලෙස වරදවා වටහ නොගත යුතුය. LED display යනු සෑම පික්සල් එකක්ම තනි තනි කුඩා එල්ඊඩී බල්බවලින් සෑදූ මුලින් සඳහන් කළ බොහෝ වාසි සහිත ස්ක්‍රීන් එකකි. මේ දෙවැනියට කතා කළ LED TV (ඇත්තටම මෙම නමද වැරදියි) යනු බැක්ලයිට් එක සඳහා පමණක් එල්ඊඩී යොදා ගන්නා සාමාන්‍ය LCD තාක්ෂණයට සෑදූ ඩිස්ප්ලේ එකකි.

Pulsing

එල්ඊඩී ගැන තවත් වැදගත් කරුණක් දැනගත යුතුය. විශේෂයෙන් ජවය වැඩි (high power) බල්බ හා දිගු කාලයක් එක දිගට දැල්වෙමින් පැවතිය යුතු බල්බවලට මෙම කරුණ ඉතාම වැදගත්ය. එල්ඊඩී බල්බයක් දැල්විය හැකි ආකාර දෙකක් තිබෙනවා - අඛණ්ඩ (continuous) හා ස්ඵන්දිත (pulsed).

අඛණ්ඩ ක්‍රමය යනු ඔන් කරපු වෙලාවේ සිට ඕෆ් කරන තෙක්ම නොකඩවා විදුලිය සැපයීමයි. බොහෝ වෙලාවට අප බල්බවලට විදුලිය සපයන්නේ මේ ක්‍රමයෙන් නේද? මෙය තමයි පහසුම හා සරලතම ක්‍රමය. නිකංම බැටරියට/ජව සැපයුමට රෙසිස්ටරයක් හරහා බල්බය සවි කිරීමට විතරයි තිබෙන්නේ. බල්බයෙන් ලැබෙන උපරිම ආලෝක ප්‍රමාණය මින් ලැබේ (ඊට අවශ්‍ය ධාරා ප්‍රමාණය ලැබේ නම්). මේ ක්‍රමයේදී විදුලිය වැය වීම වැඩියි (මොකද දිගටම එකසේ විදුලිය වැය කරනවනෙ). එනිසා රත්වීමද වැඩියි. එනිසාම බල්බයේ ආයු කාලය සීඝ්‍රයෙන් අඩු වේ (බල්බය ඉක්මනින් පිලිස්සී යයි). බල්බයේ වොට් ගණන වැඩි වන විට මේ සියල්ලම වැඩිපුර සිදු වේ. දල්වා තිබෙන කාලය වැඩි වූ විටද මේ සියල්ලම වැඩිපුර සිදු වේ.

ස්ඵන්දිත ක්‍රමය ඉහත ප්‍රශ්න සියල්ලටම විසඳුමයි. මෙහිදී විදුලිය අඛණ්ඩව සපයන්නේ නැත. කඩින් කඩ විදුලිය සපයයි. මෙහෙම සිතන්න. බල්බයට විනාඩියක් විදුලිය සපයා තවත් විනාඩියක් ඕෆ් කළොත් කොහොමද? එයත් පල්ස්ඩ් ක්‍රමය තමයි. මෙවිට, 50% ක් විදුලිය ඉතිරි වෙනවා නේද (මොකද මුලු කාලයෙන් භාගයක් ඕෆ් එකේ තියෙන නිසා)? එවිට රත් වූ බල්බය ඕෆ් කාලය තුලදී කූල් වේ. බල්බයේ ආයු කාලය වැඩි වේ. එහෙත් ලැබෙන ආලෝකය එතරම් ගුණාත්මක බවක් නම් නැහැ නේද? විනාඩියක් ආලෝකය සහිතවත් විනාඩියක් අඳුරේද සිටින්නට කවුරුත් කැමති නැත.

ඉහත ප්‍රශ්නය පහසුවෙන් විසඳාගත හැකියි. විනාඩිය වෙනුවට කුඩා කාල පරතරවලින් එය සිදු කළ හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, මිලිතත්පරයක් ඔන් එකේද, ඊ ළඟ මිලිතත්පරය ඕෆ් එකේද, එහෙමත් නැතිනම් එක් මයික්‍රොතත්පරයක් ඔන් එකේද ඊළඟ මයික්‍රොතත්පරය ඕෆ් එකේද ආදී ලෙස මාරුවෙන් මාරුවට විදුලිය සපයන්න. මිලිතත්පරයක් අඳුරේ සිටීම අපේ අැසට දැනෙන්නේද නැත. ඇත්තටම මිලිතත්පර 100ක පමණ විශාල කාලයක් හෙවත් තත්පරයෙන් දහයෙන් පංගුවක් වුවද ඇසට දැනෙන්නේ නැත (හැබැයි ඊට වඩා වැඩි කාලයක වෙනසක් නම් ඇසට දැනෙනවා). ඉහත වාසි සියල්ලම මෙහිත් එලෙසම පවතිනවා. තිබූ එකම ප්‍රශ්නයද විසඳුණා.

එහෙත් පල්ස්ඩ් ක්‍රමයේදී අඳුරක් අමුතුවෙන් ඇසට නොදැනුනත්, ආලෝකය ඩිම් වී (අඩු වී) තිබෙන බව නම් දැනෙනවා මොකද ආලෝකයෙන් 50% විතරයිනෙ දැන් ඇසට ඇතුලු වෙන්නෙ.

පල්ස්ඩ් ක්‍රමය PWM (Pulse Width Modulation) යන නමින්ද හැඳින්විය හැකියි. මෙම ක්‍රමයේ ප්‍රයෝජන බොහෝ ගණනක් තිබෙනවා, මෙලෙස බල්බ පත්තු කරන්නට යොදා ගන්නවාට අමතරව. මේ ගැන පසුව විස්තරාත්මකව විමසා බලමු.

මෙහි ඔන් එකේ කොතරම් කාලයක් (ON time) තියා ගන්නවාද, ඕෆ් එකේ කොතරම් කාලයක් (OFF time) තියා ගන්නවාද යන්න ඔබට සැකසිය හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, ඔන් කාලය මිලිතත්පර 1ක්ද, ඕෆ් කාලය මිලිතත්පර 3ක්ද ලෙස ගත හැකියි. ඒ කියන්නේ බල්බයට විදුලිය ලැබෙන්නේ 25% ක කාලයක් තුළ පමණි (75%ක කාලයක් එය ඕෆ් එකේ පවතී). ඒ කියන්නේ බල්බයේ මුලු දීප්තියෙන් (brightness) 25% ක් තමයි දැන් ලැබෙන්නේ. මෙලෙස ආලෝකය 100% සිට 0% දක්වා ඕනෑම ප්‍රමාණයකින් ඩිම් කළ හැකියි ඔන් ඕෆ් කරන කාල පරාසයක් වෙනස් කිරීමෙන් (ආලෝකය ඔන් එකේ පවත්නා කාල ප්‍රතිශතය duty cycle ලෙස හඳුන්වනවා). ඩිම් වීම වැඩි වන තරමට ඉතිරිවන ශක්තියද වැඩි වන අතර රත්වීමද අඩු වේ. 100% මට්ටමට සකසනවා යනු පෙර කතා කළ අඛණ්ඩ ක්‍රමයට හැම අතින්ම සමාන තත්වයකි. මේ අනුව බල්බයේ ඩියුටි සයිකල් එක වෙනස් කිරීමෙන් බල්බය ඩිම් කළ හැකියි; එවිට විදුලි පිරිමැසීමද අවශ්‍ය ප්‍රමාණයට සකස් කළ හැකියි. LED dimmer පරිපථයක් කියාද මෙය හැඳින්විය හැකියි.

අධික වොට් ගණනක් පිට කරන එල්ඊඩී බල්බවල අනිවාර්යෙන්ම පල්ස්ඩ් ක්‍රමයට විදුලිය සැපයිය යුතුය (බල්බයේ නිෂ්පාදකයා ඊට අදාල තොරතුරු විස්තර පත්‍රිකාවක සඳහන් කරනවා). එල්ඊඩී ලේසර් බල්බ යොදා සකසන ආරක්ෂිත පද්ධති හෝ පැය 24 පුරාම ඔන් එකේ බල්බය දල්වා තිබෙන පරිපථවලද මෙම ක්‍රමයෙන් විදුලිය සැපයිය යුතුය. නැතහොත් දවස් කිහිපයකට සැරයක් ලේසර් බල්බය මාරු කිරීමට සිදු වේවි බල්බය තාපය නිසා පිලිස්සී යෑම හේතුවෙන්.


Organic LED (OLED)

සාමාන්‍ය එල්ඊඩී (හා ඩයෝඩ) සාදන්නේ ජර්මේනියම්, සිලිකන්, ඉන්ඩියම් තැලියම් වැනි අකාබනික (inorganic) මූලද්‍රව්‍ය හා සංයෝගවලිනි. එහෙත් අර්ධසන්නායක ගතිගුණ පෙන්වන කාබනික සංයෝගද පසුකාලීනව සොයා ගත්තා. මෙවැනි සමහර කාබනික සංයෝගවලින් සාදපු ඩයෝඩ සන්ධිවලින්ද ආලෝකය විමෝචනය කරනවා. මෙලෙස සාදපු ඩයෝඩ කාබනික එල්ඊඩී (OLED) ලෙස හැඳින්වෙනවා. එල්ඊඩී ඩිස්ප්ලේ බහුලවම දැන් සාදන්නේ ඔලෙඩ් තාක්ෂණයෙන්ය. ඇත්තටම මෙහි ක්‍රියාකාරිත්වය තරමක් සංකීර්ණයි. එහෙත් දළ වශයෙන් පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ එහි ක්‍රියාකාරිත්වයයි.



මෙහිදී ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙක මැදිකොට තිබෙන කාබනික ද්‍රව්‍ය ස්ථරයක් (හෝ ස්ථර දෙකක්) විසින් නිකුත් කරන ආලෝකය පිටතට යෑමට එක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් පාරදෘෂ්‍ය (transparent) කර තිබෙනවා (පාරදෘෂ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රෝඩ පහසුවෙන් සෑදිය හැකියි). අවශ්‍ය නම් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙකම පාරදෘෂ්‍ය කළ හැකියි. එවිට, එවැනි ඩිස්ප්ලේ එකකින් රූපයක් දර්ශනය කරන අතරම වීදුරුවකින් මෙන් එහා මෙහා බැලියද හැකියි. මෙම හැකියාව නිසා ඕග්මන්ටඩ් රියැලිටි (augmented reality) නම් තාක්ෂණය වැඩි දියුණු වී ඇත.




සටහන
රසායනික විද්‍යාවේදී සියලුම රසායනිකයන් මූලිකව කාබනික (organic) හා අකාබනික (inorganic) ලෙස දෙකොටසකට බෙදා දක්වනවා. කාබනික ද්‍රව්‍ය යනු කාබන් නම් තනි මූලද්‍රව්‍ය පදනම් කර ගෙන සාදනු ලබන රසායනික සංයෝගයි (කාබන් සහසංයුජ බන්ධනවලින් බන්ධන සාදා තිබේ). සියලුම ශාක හා සත්ව කොටස් මේ අනුව කාබනික සංයෝග වේ (මොකද කාබෝහයිඩ්‍රේට්, ප්‍රෝටින්, හා මේදය යන ප්‍රධාන ජීව සංඝඨක සෑදෙන්නේ කාබන් පදනම් කරගෙනයි). කාබන් හවුල්වන්නේ නැති සංයෝග අකාබනිකයි.


කාබනික සංයෝගත් ඒවා බන්ධන සාදන ආකාරය අනුව විවිධ කාබනික රසායනිකයන් කාණ්ඩවලට බෙදා දක්වනවා (ඇරෝමැටික, ඇලිපැටික ආදී). විශේෂයෙන් ඔලෙඩ් තාක්ෂණයේදී වැදගත් වන්නේ ඇරෝමැටික නම් කාබනික රසායනය කාණ්ඩයයි. මේවායේ විශේෂත්වය නම්, වර්ණ (හා රස) වර්ග මේවා මඟින් පහසුවෙන් සාදා ගත හැකි වීමයි. සරලතම ඇරෝමැටික සංයෝගය බෙන්සීන් (Benzene) වේ.

මෙවැනි ඩයෝඩ ඉතාම තුනියට (කඩදාසියකටත් වඩා තුනියට) සෑදිය හැකියි. ශක්තිමත්වත් සෑදිය හැකියි. එනිසා, මෙවැනි ඔලෙඩ් තාක්ෂණයෙන් සාදපු ඩිස්ප්ලේ තුනී ප්ලාස්ටික් කැබැල්ලක් සේ නැමිය හැකියි (flexible).



මේවායේ ජීව කාලය අකාබනික එල්ඊඩී තරම් දීර්ඝ නැත (තාක්ෂණය දියුණුවත්ම මේවා තවදුරටත් වැඩිදියුණු වේවි). සමහරවිට ඔබ දැක ඇති ෆෝන්වල/ලැප්ටොප්වල ඩිස්ප්ලේ ගැන විස්තර කරන විට AMOLED (Active Matrix OLED) හා PMOLED (Passive Matrix OLED) යනුවෙන් වචන දෙකක්. මේ දෙකෙන්ම කියන්නේ එම ඩිස්ප්ලේ එක සාදා තිබෙන්නේ ඔලෙඩ්වලින් බව.

සටහන
ඕග්මන්ටඩ් රියැලිට් යනු නවීන ප්‍රයෝජනවත් තාක්ෂණයකි. ඔබ වීදුරු කැබැල්ලකින් බැලූවිට පැහැදිලිව එහා පැත්ත පේනවානෙ. පෙර සඳහන් කළ පරිදි වීදුරු මෙන් එහා මෙහා පෙනෙන ඩිස්ප්ලේ කැබැලි සෑදිය හැකියි ඔලෙඩ්වලින්. දැන් මෙම ඔලෙඩ් කැබැල්ල බැලූබැල්මට නිකංම වීදුරු කැබැල්ලකි. එහෙත් මෙය ඩිස්ප්ලේ එකකි. ඒ කියන්නේ මෙම ඩිස්ප්ලේ එක මත අකුරු හා රූප දර්ශනය කළ හැකියි. දැන් මේ හැකියාව සහිත ඔලෙඩ් වීදුරුවලින් උපැස් යුවලක් සෑදුවොත් ඉන් ප්‍රයෝජන ගත හැකියි නේද? සාමාන්‍ය වෙලාවට එහි කිසිවක් දර්ශන නොමැත. නිකංම වීදුරුවක් සේ තිබේ. එහෙත් අවශ්‍ය වෙලාවට ඒ මතට විවිධ දර්ශන ලබා ගත හැකියි. එවිට එය ඇසට සවි කළ කුඩා ටීවී එකක් මෙන් ක්‍රියා කරනවා. එම දර්ශනය ඔබට අවශ්‍ය මැප් එකක් විය හැකියි. එවිට අමුතුවෙන් කොල දිග හැරගෙන හෝ පරිගණකයක් වැනි උපාංගයක් ඔන් කරගෙන මැප් එක බැලීමට අවශ්‍ය නැත. එය ඔබේ ඇස ඉදිරියටම පැමිණේ. මෙම දර්ශන පෙනෙන අතරම කන්නාඩියෙන් එහා පැත්තේ පසුබිමද දර්ශනය වෙනවා (එය හරියට වීදුරු කැබැල්ලක් මත මාර්කර් පෑනකින් කුමක් හෝ ඇඳ ඒ තුලින් බලනවා වාගෙයි; පෑනෙන් ඇඳපු එකයි වීදුරුවෙන් එහා පැත්තේ තිබෙන එකයි දෙකම දැන් පෙනේ.)


යුධ, ඉංජිනේරු, වෛද්‍ය ආදී වැඩවලට මෙය කදිමට යොදා ගත හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, ඔබ ඉංජිනේරුවකු නම්, ඔබ දැන් බලන උපාංගය ගැන තොරතුරු ඉබේම මෙම ඩිස්ප්ලේ එකේ දර්ශනය වේවි. අමුතුවෙන් පොත්/මැනුවල් පෙරල පෙරලා බැලීමට අවශ්‍ය නැත. මේ විදියට මින් ගත හැකි ප්‍රයෝජන විමසා බලන්න.


රියැලිටි (යථාර්ථය) යනු ඔබේ ඇස, කන, නාසය ආදී ඉන්ද්‍රියන්ගෙන් ඔබට දැනෙන දේය. ඔබ යම් දෙයක් දෑසින් දුටු විට, ඔබට එය දැක්ක බවට විශ්වාසයිනෙ. එනම් එය යථාර්ථයයි (දාර්ශනික පැත්තෙන් යථාර්ථය යනු ගැඹුරු දෙයක් වුවත්, සාමාන්‍ය ජීවිතයේදී යථාර්තය යනු ඉන්ද්‍රියන්ට දැනෙන දේවල් වේ). ඉතිං ඔබ නිකංම ඇසින් දකින් යථාර්ථය (වස්තූන්) තවදුරටත් විස්තර කරනවා (augment) ඉහත ආකාරයට ඩිස්ප්ලේ එකකින්. එනිසයි මෙම තාක්ෂණයට augmented reality යන ලැබී තිබෙන්නේ.


එහා මෙහා පෙනෙන ස්ක්‍රීන්වලින් පමණක් නොව, කැමරා තාක්ෂණය යොදාගෙනද ඕග්මන්ටඩ් රියැලිටි ලබා ගත හැකියි. එනම්, ඔබ කැමරාවකින් යම් දෙයක් දෙස බලන විට, එවිටද පෙර සේම ඒ ගැන වැඩි විස්තර එම රූප අසලින් දර්ශනය වේවි.


මේ දෙයාකාරයෙන්ම ඕග්මන්ටඩ් රියැලිටි ක්‍රියාත්මක වීමට පසුබිමින් පරිගණක හා පරිගණක ජාල (අන්තර්ජාල) තාක්ෂණයේ උපකාරයද නැතිවම බැරිය. දැකපු දේවල් පරිගණක ජාලයක් හරහා පරිගණකයකට යොමු කර, එම දර්ශනයට අදාල වැඩිපුර විස්තර එම පරිගණකයෙන් තමයි ඩිස්ප්ලේ එකට ලැබෙන්නේ.


මේ සමගම ඔබට අතථ්‍ය යථාර්ථය (virtual reality) යන නමත් ඇසී ඇති. මෙය තරමක පැරණි සංකල්පයකි. මෙහිදීද ඔබට දකින්නට (දැනෙන්නට) සලස්නවා යම් යම් දේවල්. ඔබට පෙනෙන දේවල් ඉතිං යථාර්ථය ලෙස පිළිගන්නට ඔබේ මොලය සූදානම්නේ. එහෙත් මෙහිදී පෙන්වන්නේ ඇත්තටම පවතින දේවල් නොව. පරිගණකයක් මඟින් කෘත්‍රිමව සාදපු දර්ශනයන්ය. මෙම දර්ශන ඇත්තටම තිබෙන රූප මෙන්ම ඇසට ත්‍රිමාණව දර්ශනය කළ හැකියි (වර්චුවල් රියැලිටි සඳහා ත්‍රිමාණ රූප හා ත්‍රිමාන ශබ්ද අවශ්‍ය වේ). එවිට, එම දර්ශන සත්‍ය ලෙස මොලය විසින් සලකනවා. එහෙත් ඒවා සත්‍ය දර්ශන නොවේ. එනිසයි මීට අතථ්‍ය (සත්‍ය නොවන) යථාර්ථය යන නම ලැබී තිබෙන්නේ.


මෙම තාක්ෂණයද ඉතාම ප්‍රයෝජනවත්. වෛද්‍යවරුන්, ගුවන් නියමුවන්, ඉංජිනේරුවන් ආදී වෘත්තිකයන්ට මින් විපුල ප්‍රයෝජන ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, ගුවන් නියමුවන් පුහුණු කරන විට, දැනටත් මෙම තාක්ෂණය තමයි යොදා ගන්නේ. ඔවුන්ට මූලික දැනුම ලබා දී "බොරු ප්ලේන් එකකට" නග්ගවා ප්ලේන් එක පදවන්නට දෙනවා. එහෙත් ඇත්තටම ප්ලේන් එක යන්නේ නැත. එහෙත් පයිලට්ට දැනෙන්නේ එය තමන් විසින් පදවන බවයි. එනිසා ඔහු අතින් යම් වැරදීමක් නිසා ප්ලේන් එක අනතුරට පත් වී දේපලත් ජීවතයත් දෙකම අනතුරට පත්වීම වැලකේ. මෙවැනි වර්චුවල් රියැලිටි යොදාගෙන කරන පුහුණුවීම් කරන උපකරණ Simulator (සිම්‍යුලේටර්) යන වචනයෙන් හඳුන්වනවා. මෙලෙසම වෛද්‍ය ශිෂ්‍යන්ට සැත්කම් කරන අයුරු පුහුණු කළ හැකියි. විනෝදෙටත් මෙය යොදා ගත හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස, සැබෑ ජීවිතයේදී ඔබට ප්ලේන් එකක් පැදවීමට අවස්ථාවක් නැති අතර, එහෙත් මෙවැනි සිම්‍යුලේටරයකින් එම අත්දැකීමම ලැබීමට ඔබට අවස්ථාව ඇත. නොමිලේ මෙන්ම අධික මිලකට පරිගණක වැඩසටහන් මේ සඳහා ඕනෑ තරම් තිබේ (බොහෝ අය මේවා ගේම්ස් ලෙසද සලකනවා නොදැනුවත්කමට).


සටහන

Quantum Dot LED

මෙයත් නවීනතම තාක්ෂණය ක්‍රමයකි. නැනෝතාක්ෂණය යොදාගෙනයි මේවා සාදන්නේ. එහෙත් මෙහි ක්‍රියාකාරිත්වය පැහැදිලි කළ හැක්කේ ගැඹුරු විද්‍යා ක්ෂේත්‍රයක් වන ක්වන්ටම් විද්‍යාව ආශ්‍රයෙන් නිසා මෙම නම ඊට ලැබී ඇත.


සරලව පැවසුවොත් මෙහි ක්‍රියාකාරිත්වය ඉතාම සරලය. ඉතා කුඩා (නැනෝමීටර් පරාසයෙ) අංශුවක් ගතහොත් ඒ තුළින් ආලෝකයක් යවන විට, ඔබට යම් වර්ණයක් පෙනේවි. එම අංශුවේ සයිස් එක වෙනස් කළ විට, ඔබට පෙනෙන වර්ණය වෙනස් වේ. මෙම ස්වාභාවිකව සිදුවන සංසිද්ධිය යොදාගෙන තමයි ක්වන්ටම් ඩොට් ලෙඩ් තාක්ෂණය සාදා තිබෙන්නේ. මෙවැනි කුඩා ඩොට් ක්වන්ටම් ඩොට් (QD) ලෙස හැඳින්වේ.



ක්වන්ටම් ඩොට් එකේ (අංශුවේ) විශ්කම්භය (සයිස් එක) වැඩි වන විට, ඉන් ලැබෙන ආලෝකයේ තරංග ආයාමය වැඩිය (ඉහත රූපය බලන්න). සුදුසු වර්ණ කිහිපයක් ඉතා පහසුවෙන් ක්වන්ටම් ඩොට් ක්‍රමයෙන් නිපදවා, සුපුරුදු ලෙස මෙම වර්ණ එකිනෙකට මිශ්‍ර කර වෙනත් ඕනෑම වර්ණයක් නිපදවිය හැකියි.


මේවායේ විදුලි වැයවීම ඉතාම අඩු අතර රූපවල පැහිදිලිකම හා වර්ණවත්බව වැඩිය. QD display සඳහා බැක්ලයිට් හා LCD තාක්ෂණය යොදා ගන්නවා. ඩොට් වලින් කරන්නේ බැක්ලයිට් එකේ සිට එන ආලෝකයෙන් නිශ්චිත වර්ණ සෑදීම පමණි. එසේ සාදන වර්ණ කන්ට්‍රෝල් කිරීමට (ඩොට්වලින් එන වර්ණයේ දීප්තිය අඩු වැඩි කිරීමට) LCD සෙල් යොදා ගත හැකියි.

LASER LED

LASER යනු Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation යන්නෙහි කෙටි කරපු වචනයයි (ඇත්තටම එම දිග වචනය තුළ ලේසර් යනු කුමක්දැයි කෙටියෙන් ඇත; එහෙත් එය තේරුම් ගැනීමට භෞතික විද්‍යාව ගැන දැනීමක්ද අවශ්‍ය වේ). ලේසර් කියන්නේද ආලෝකයම තමයි. ඔබ දකින ආලෝකයට වඩා අමුතු ආලෝකයක් නොවේ එය. එහෙත් එම ආලෝකය සකසා තිබෙන විදිය නිසා ඊට යම් විශේෂත්වයක් ලැබී තිබේ.

සාමාන්‍ය බල්බයක් ගන්න. එම බල්බයෙන් ආලෝකය දසත විසිරෙනවා. ඔබට හැකි නම් මෙලෙස හැම අතටම විහිදෙන ආලෝකය ඉතා කුඩා තුනී ආලෝක කදම්භයක් බවට පත් කරන්නට, එම ආලෝකය අතිවිශාල ගුණයකින් ප්‍රබල තත්වයට පත් වෙනවා. ලේසර් ආලෝකයේ ප්‍රමුඛ විශේෂත්වය එයයි. මෙම කුඩා ආලෝක කදම්භය අපසාරී හෝ අභිසාරි වන්නේ නැතිව දිගටම සමාන්තරව ගමන් කරනවා (එවැනි කදම්භයක් collimated beam ලෙස හඳුන්වනවා). එය හරියට සටනකදී සෙබලුන් එකම දිශාවකට යොදවනවා වාගේ. හැම පැත්තටම සෙබලු යවනවාට වඩා එක් පැත්තකට ඒ සියලු සෙබලුන් යොමු කළ විට, එම දිශාව ඔස්සේ පමණක් යුධ පෙරමුණ ශක්තිමත් වෙනවා. ලේසර්වලට යකඩ ආදිය පවා කැපීමට තරම් බලයක් ලැබී තිබෙන්නේ මේ හේතුව නිසාමය. (සාමාන්‍යයෙන් යකඩ හෝ වෙනත් දේවල්) කැපීමට ගන්නා ලේසර් ආලෝකය ඇසට පෙනෙන්නේ නැති තරමට (කෙස් ගහක් තරමට) සිහින් වේ.

ඊට අමතරව ලේසර් ආලෝකයේ තිබෙන්නේ "එක් තරංග ආයාමයක් සහිත" විද්‍යුත්චුම්භක තරංගයි (monochromatic). මෙම ලක්ෂණය විද්‍යාත්මක පර්යේෂණවලට මෙන්ම තාක්ෂණයේදීද ඉතාම වැදගත්ය (විද්‍යා දැනුමක් නැතිනම් එකවර එහි වටිනාකම නොදැනේවි). උදාහරණයක් ලෙස, ආලෝකයේ වෙනස් වෙනස් තරංග ආයාම එකට පවතින විට, එම ආලෝකය කාච හෝ ප්‍රකාශ තන්තු වැනි ද්‍රව්‍ය හරහා යන විට "දඩබ්බර" විදියට හැසිරේ (එකම මාර්ගයේ ගමන් කරනවා වෙනුවට එක් එක් තරංග ආයාමයන් වෙනස් මාර්ගවල ආලෝක කිරණ ගමන් කරයි). මෙම ලක්ෂණය සාමාන්‍ය එල්ඊඩීවලද ස්වභාවයෙන්ම පිහිටන බව අප මුලින් ඉගෙන ගත්තා මතකද?

තවද, ලේසර් උපකරණයෙන් පිටවන ආලෝකයේ ගමන් කරන ආලෝක තරංග සියල්ලම එක සීරුවට ගමන් කරයි (එනම් මේ සියලු තරංගවල විස්තරායන් එක මත එක සමපාත වේ). මෙය සංගත (coherent) ආලෝක කම්භයක් ලෙස හැඳින්වේ. මෙයද බොහෝ විද්‍යාත්මක යෙදුම්වලට ප්‍රයෝජනවත් ගුණයකි.



ඉහත ගතිගුණ කිහිපය සහිත නිසා තමයි ලේසර්වලින් බොහෝ ප්‍රයෝජන ගත හැකිව තිබෙන්නේ.

ලේසර් ආලෝකය ඉතා තුනී (කෙස් ගහක් තරමට) කදම්භයක් ලෙස සකස් කර ගතහොත් ලෝහ කැපිය හැකි තරමේ වුවද ශක්තියක් ඊට ලබා ගත හැකියි. ලෝහ, ප්ලාස්ටික්, ලී, රෙදි ආදිය අවශ්‍ය හැඩවලට ඉක්මනින් කැපීමට දැනටත් ලේසර් යොදා ගන්නවා. අතින් හෝ වෙනත් කැපෙන රෝද, කතුරු ආදිය යොදාගෙන කපනවාට වඩා සියදහස් ගණනක වේගයෙන් මෙය සිදු කළ හැකියි. තවද, පරිගණකයක් මඟින් ප්‍රින්ටරයකින් ස්වයංක්‍රියව ප්‍රින්ට් කරන්නා සේ, පරිගණකයකින් මෙම කැපීම ස්වයංක්‍රියාව සිදු කරගත හැකිය.

සටහන
දැනටත් ඇඟලුම් කර්මාන්තයේ ලේසර් මඟින් රෙදි කැපේ. මෙහිදී රෙද්ද කැපෙන විට ගිනි ගන්නේ නැද්දැයි ඔබට සිතෙනු ඇත. සාමාන්‍යයෙන් රෙද්දක් ගිනිකූරක් හෝ හඳුන්කූරකින් පුච්චා කපන විට නිතරම ගිනි ගැනීමට ලක් වෙන බව ඔබ දැක ඇති. එහෙත් ලේසර්වල එසේ නොවේ. කතුරකින් කපන්නා සේ තියුනුව නමුත් ගිනි ගැනීම්වලින් තොරව ඒවා කැපේ. ඊට හේතුව මෙයයි. ඕනෑම ද්‍රව්‍යක් එකවරම වාෂ්ප බවට පත් කළොත් කිසිදු ගිනි ගැනීමක් සිදු නොවේ. ලේසර් කදම්භයේ තිබෙන අධික ශක්තිය/තාපය නිසා රෙදි වැනි පහසුවෙන් දැල්වෙන ද්‍රව්‍ය ලේසර් කිරණ වදින වදින තැන වාෂ්ප වී යනවා.

කිලෝමීටර් දහස් ගණන් දුරට ලේසර් ආලෝකය හානි නොවී ගමන් කරනවා. (ඔබේ සාමාන්‍ය ටෝච් එක එතරම් දුරකට ආලෝකය එල්ල කළ හැකිද?) උදාහරණයක් ලෙස, පොලොව හා හඳ අතර දුර ඉතා නිවැරදිව ගණනය කළේ ලේසර් කදම්භයක් සඳේ සවි කරපු "රිට්‍රොරිෆ්ලෙක්ටර්" එකකට (retro-reflector) පොලොවේ සිට යවා එය නැවත පරාවර්තනය වී පොලොවට ඒමට ගත වූ කාලය මැනීමෙනි (රෙට්‍රොරිෆ්ලෙක්ටර් යනු ඊට ලැබෙන ආලෝකය නැවත ඊට පතිත වූ ආලෝකයේ දිශාව ඔස්සේම පරාවර්තනය කළ හැකි පරාවර්තකයකි).

මෙම හැකියාව ලේසර්වලට ලැබී ඇත්තේ හේතු 2ක් නිසාය. තුනී ලේසර් කදම්භය තුළ ෆෝටෝන අතිවිශාල ගණනක් ඇත (එකා පිටුපස එකා බැගින් සොල්දාදුවන් සිටී). රික්තයක් තුළ නම් තනි ෆෝටෝනය වුවද අනන්ත දුරක් ගමන් කරනවා (කුඩා තිත් මෙන් පෙනෙන ඈත තරුවල සිට ආලෝක වර්ෂ සියදහස් ගණන් සිට එන ආලෝකය අපේ ඇසට පෙනෙන්නේ අභ්‍යවකාශය රික්තයක් නිසාය). එහෙත් වායු ආදී පදාර්ථ තුළින් යන විට එම අංශු විසින් ෆෝටෝන උරා ගන්නවා. ඉතිං ලේසර් තුළ අතිවිශාල ෆෝටෝන ගණනක් තිබෙන නිසා එසේ උරා ගත්තද තවදුරටත් බොහෝ දුරක් ගමන් කිරීමට තරම් ෆෝටෝන එතැන තිබෙනවා (ඉදිරියේ සිටින සොල්දාදුවන් මැරෙද්දී පිටුපසින් තවත් සොල්දාදුවන් තව තවත් සිටිනවා වැනි). දෙවැනි කාරණය නම්, ලේසර් ආලෝකය දළ වශයෙන් ලේසර් උපකරණයෙන් පිට වන්නේ සමාන්තරවයි (එනම් පිටවන ආලෝකය අභිසාරි හෝ අපසාරි නොවේ). එය අභිසාරි හෝ අපසාරි වුවොත් දුරත් සමග එම ආලෝකය වැඩි ප්‍රදේශයක් පුරා පැතිරී යනවා. එවිට ආලෝකය දියාරු වෙනවා.


සටහන
සුදුසු කාච (lens) යොදා ආලෝකය ගමන් කරන ආකාරය පාලනය කළ හැකියි. ආලෝකය ඉදිරියේදී යම් ලක්ෂ්‍යයකදී හමුවන ලෙස සකස් කළ හැකියි. මෙය අභිසාරීවීම (convergence) ලෙස හැඳින්වේ. එලෙසම ආලෝකය ඉදිරියට යන විට එකිනෙකට ඈත්වන පරිදි කාච සෑදිය හැකියි. මෙය අපසාරිවීම (divergence) ලෙස හැඳින්වෙනවා. තවද, අභිසාරි හෝ අපසාරී නොවී දිගටම සමාන්තරව ආලෝක කදම්භයක් ගමන් කිරීමට හැකි පරිදි කාච සෑදිය හැකියි. මෙය collimation ලෙස හැඳින්වෙනවා.


අපසාරී වීමට සමාන දෙයක් අභිසාරි වීමේදී සිදු වෙනවා අභිසාරි ලක්ෂ්‍යයෙන් පසුව (ඉහත රූපයේ යටම අවස්ථාව). එනම් එම ලක්ෂ්‍යයෙන් පසුව නැවත ආලෝකය එකිනෙකට ඈත් වන්නට ගන්නවා.


උදාහරණයක් ලෙස ඔබේ ටෝච් එකේ ආලෝකය පවා සඳට යා හැකියි (වායු ගෝලය නොමැති වූවා නම්). එහෙත් ඒ සියලු ෆෝටෝන සඳ මතට පතිත වුවත්, එය හඳේ සිටින කෙනෙකුට නොපෙනේ. ඊට හේතුව පොලොවේ සිට හඳට තිබෙන විශාල දුර ගෙවා යන අතරේ ඔබේ ටෝච් ආලෝකයේ පැතිරීම එන්න එන්න විශාල වේ. සඳට එය පතිත වන විට, සමහරවිට එම ආලෝකය මුලු සඳ මතුපිටම වැටෙන සේ විශාල වී තිබිය හැකියි. පොඩි ආලෝකයක් විශාල පෙදෙසක් පුරාවට පැතිරුණු විට එම ආලෝකය නොපෙනේ (එය හරියට මුහුදට සීනි හැන්දක් හැලුවා වාගේ; මුලු මුහුදු වතුරෙම දැන් සීනි දිය වී ඇතත් කිසිදු සීනි රසයක් ඇති නොවේ). සාමාන්‍ය ආලෝකයට වැඩි දුරක් යන්නට ලැබෙන්නේ නැත්තේත් ලේසර් ආලෝකයට එතරම් දුරක් යන්නට හැක්කේත් මේ හේතු දෙක නිසාය.

ලේසර් තාක්ෂණය යොදා ගන්නා අවස්ථා කියා නිම කළ නොහැකි තරමට තිබේ (ඒවා ගැන විමසා බලන්න). කැපීම, ඉතා නිවැරදිව දුර මැනීම, ආරක්ෂිත වැටවල් සෑදීම, මුද්‍රණ කටයුතුවලට යොදා ගැනීම (laser printing), අක්ෂර/රූප හඳුනා ගැනීම (machine vision හා laser scanning), අංශුවල උෂ්ණත්වය ඉවත් කිරීම (laser cooling), දත්ත සන්නිවේදනය (fiber optics), සැත්කම් සිදු කිරීමට, ශරීර අභ්‍යන්තරයේ අහිතකර කොටස් ඉවත් කිරීමට, සමේ කැලැල් ඉවත් කිරීමට, භූමිය මතුපිට ස්කෑන් කර භූ සිතියම් සෑදීමට (LIDAR), වෙඩි තිබීමේදී ඉලක්ක ලබා ගැනීමට හෝ දේවල් පෙන්වීමට (laser guidance හා pointer), විනෝදාත්මක කටයුතු ආදී යෙදුම් සිය දහස් ගණනක් මෙහි තිබේ.

මෙතරම් වටිනාකම් තිබෙන ලේසර් ආලෝකය නිපදවන ක්‍රම ගණනාවක් තිබේ. ලේසර් නිපදවීමට යොදා ගන්නා ද්‍රව්‍ය හෝ ක්‍රමවේදය අනුව ලේසර් නම් කෙරෙනවා (කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ලේසර්, රූබි ලේසර්, ඩයි ලේසර් ආදී ලෙස). ඒ අතරින් එකක් තමයි ලේසර් ඩයෝඩය; එනම් අර්ධසන්නායක ලේසර් (semiconductor laser). Laser module ලෙස මේවා මිලදී ගත හැකියි. මෙයත් සාමාන්‍ය LED වැඩ කරන ක්‍රමයටමයි වැඩ කරන්නේ. එහෙත් මෙම ආලෝකයට ඉහත පෙන්වා දුන් ගතිලක්ෂණ ඇති කරනවා පීඑන් සන්ධියේ පොඩි උපක්‍රම කිහිපයක් යෙදීමෙන්. එවිට, සාමාන්‍ය ආලෝකය වෙනුවට ලේසර් ආලෝකය ඉන් පිට වෙනවා. විවිධ වර්ණ (තරංග ආයාම) වලින් යුතු එල්ඊඩී පවතින නිසා, එම තරංග ආයාමවලින්ම යුතු ලේසර්ද ඒ අනුව පවතිනවා. රතු, කොල, අධෝරක්ත ලේසර් මේ අතර ප්‍රචලිතයි.




ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් (electronics) ...

No comments:

Post a Comment