Friday, December 29, 2017

සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 121

Antenna Switch

ඇන්ටනා ස්විචයක් (antenna switch box යනුවෙන්ද එය හැඳින්වේ) යනු ඇන්ටනා කිහිපයක් එකම ට්‍රාන්සීවරයකට සම්බන්ද කරන හෝ එකම ඇන්ටනාවක් ට්‍රාන්සීවර් කිහිපයකට සම්බන්ද කරන හෝ ට්‍රාන්සීවර් කිහිපයක් ඇන්ටනා කිහිපයකට හෝ සම්බන්ද කළ හැකි උපකරණයකි. ඇත්තටම එය නිකංම ස්විචයකි. එසේ වුවත් ලොස් එක අවම කිරීම සඳහා අනර්ඝ වර්ගයේ කනෙක්ටර් හා ස්විච් භාවිතා කිරීම සුදුසුය (සමහරවිට කනෙක්ටර් මතුපිට රත්තරං ලෝහාලේප කර තිබිය හැකියි).

ට්‍රාන්සීවයකට ඇන්ටනාවක් සවි නොකර සම්ප්‍රේෂනය කළොත් ට්‍රාන්සීවරය පිලිස්සී යා හැකිය. ඉතිං, ඇන්ටනා ස්විචයක් භාවිතා කරන විට ඇන්ටනා කේබල් හා ට්‍රාන්සීවර් කේබල් ගලවන්නේ ගහන්නේ නැතිව දිගටම ඊට සම්බන්දව පවතින නිසා, හැමවිටම ට්‍රාන්සීවරයට ඇන්ටනාවක් ඉබේම සම්බන්ද වී පවතීවි. මෙමඟින් ට්‍රාන්සීවරයට අමතර වාසියක් අත් වේ.

සාමාන්‍යයෙන් යම් ඇන්ටනා ස්විචයක් සෑම සංඛ්‍යාතයක් සඳහාම එක සේ ක්‍රියාත්මක නොවේ. සමහර සංඛ්‍යාත පරාසයකට එක් ලොස් අගයකුත් තවත් සංඛ්‍යාත පරාසයකට තවත් ලොස් අගයකුත් දක්වනවා. එනිසා ඇන්ටනා ස්විචයකින් සපෝට් කරන යම් නිශ්චිත සංඛ්‍යාත පරාසයක් තිබේ. මෙම සංඛ්‍යාත පරාසයෙන් පිටට සංඥා සඳහා ඇන්ටනා ස්විචය විසින් විශාල ප්‍රතිරෝධයක් දක්වාවි (ලොස් එක වැඩිය). තවද, ඇන්ටනා ස්විචය තමන් විසින් සාදා ගන්නේ නම්, හැකි තරම් ස්ට්‍රේ කැපෑසිටන්ස් හා ස්ට්‍රේ ඉන්ඩක්ටන්ස් අගයන් අවම වන පරිදි එය සකස් කර ගැනීමටත් සිදු වේ (නැතිනම් ඉහල සංඛ්‍යාත සඳහා එය උචිත නොවන්නට පුලුවන්).

පහත දැක්වෙන්නේ සරල ඇන්ටනා ස්විචයක පරිපථ සටහනකි. මින් ඇන්ටනා දෙකක් එක් ට්‍රාන්සීවරයකට සම්බන්ද කරන ආකාරය දක්වා ඇත. ඇත්තටම එම උපාංගයම භාවිතා කළ හැකියි එක් ඇන්ටනාවක් ට්‍රාන්සීවර් දෙකක් සම්බන්ද කිරීමටත්. එවිට, TX ලෙස පෙනෙන පෝට් එකට ඇන්ටනාවද, ANT කියා පෙන්වා ඇති පොට් දෙකට ට්‍රාන්සීවර් දෙකක්ද සවි කළ හැකියි. ස්විචය එහා මෙහා කිරීමෙන් වම් පැත්තේ පෝට් එකට අවශ්‍ය දකුණු පස පෝට් එකක් සවි කළ හැකියි.

 
මෙහිදී ඇන්ටනා කනෙක්ටර්වල මැද කම්බි පමණි ඉහත රූපයේ ආකාරයට සම්බන්ද කරන්නේ. කනෙක්ටරයේ ග්‍රවුන්ඩ් අග්‍රය සාමාන්‍යයෙන් සම්බන්ද කරන්නේ ඉහත ඇටවුම ආවරණය කිරීමට යොදා ගන්නා ලෝහමය කේසිං එකටයි. අනිවාර්යෙන්ම ලෝහමය කේසිං එකක් තිබිය යුතුය. එවිට එය ෆැරඩේ ෂීල්ඩ් එකක් ලෙස ක්‍රියාත්මක වන අතරේම RF ground ලෙසද ක්‍රියා කරයි. පහත දැක්වෙන්නේ ඉහත ආකාරයට සාදා ගත් ඇන්ටනා ස්විචයකි.

 

පෙට්ටිය ඇතුලත වයර්/සම්බන්ද කොටස් හැකි පමණ කෙටි වීම සුදුසුය. වයර්වල ගේජ් එක සංඥා ජවයට ගැලපෙන විශාලත්වයකින් පැවතිය යුතු අතර සම්බන්ද කිරීම් ආදිය ලොස් අවම වන පරිදි සිදු කළ යුතුය. ස්විචයේ අග්‍ර (contacts) හරහාද සංඥා ගමන් කරන නිසා, ස්විචයේ කන්ටැක්ට් හොඳ තඹවලින් සාදා තිබීම වැදගත් අතර, වයර් කැබැලි මෙන්ම ඒවායේ විශාලත්වය (ගේජ්) විශාල විය යුතුය. ඇත්තටම ඇන්ටනාව මෙන්ම ඇන්ටනා ස්විචයද සංඥා ජවයට ගැලපිය යුතුය (එනම් සන්නායක කොටස්වල ගේජ් එක විශාල විය යුතු අතර ප්‍රතිරෝධි අගය අවම විය යුතුය). නැතිනම් රත් වී ව්‍යසනයන් සිදු විය හැකියි.

තවද, තවදුරටත් කොලිටිය වැඩි කර ගත හැකියි භාවිතා නොකෙරෙන කනෙක්ටර්වල මැද කම්බි ග්‍රවුන්ඩ් වීමට සැලැස්වීමෙන්. තවද, ට්‍රාන්සීවරයෙන් සංඥා යවන අතරේ ඇන්ටනා ස්විචය ක්‍රියාත්මක නොකිරීමට (එනම් ඇන්ටනා මාරු නොකිරීමට) වග බලා ගන්න. ඇන්ටනා ඉහල අහසේ රඳවන නිසා ඒ ඔස්සේ අකුණු සැර වැදී අධික විදුලියක් ගලා ඒමට හැකියි. තවද, වාත අංශු ඇන්ටනාවේ වැදීම නිසා ඇති වන ස්ථිතික ආරෝපන/විදුලියද විනාශකාරි වේ. එනිසා, සමහර ඇන්ටනා ස්විචවල මේ ගැටලු සඳහා ආරක්ෂිත පරිපථයක්ද (metal oxide varistor යොදා ගෙන surge protection) තිබෙනවා.

එක පෝට් එකක් තවත් පෝට් 2කට සම්බන්ද කළ හැකි ඉහත ස්විචයම හැකියි පෝට් ගණනාවක් සහිත එකක් බවට පත් කරන්නටත්. සාමාන්‍ය two-way ස්විචයක් වෙනුවට ස්ථාන ගණනාවකට කැඩිය හැකි rotary switch වැනි ස්විචයක් ඒ සඳහා යොදා ගත හැකිය.

 

මීට අමතරව ඉන්පුට් හා අවුට්පුට් පැති දෙකේම කනෙක්ටර් කිහිපය බැඟින් තිබෙන ස්විචද සෑදිය හැකියි. මෙවැනි ස්විචයකින් පුලුවන් එකවර ඇන්ටනා කිහිපයක් හා ට්‍රාන්සීවර් කිහිපයක් සම්බන්ද කරන්න. එවිට අවශ්‍ය ඇන්ටනාව තේරීමට එක් ස්විචයකුත් (රොටරි ස්විචයක්), එසේ තෝරාගත් ඇන්ටනාවට සම්බන්ද වන ට්‍රාන්සීවරය තේරීමට තවත් ස්විචයකුත් පවතිනවා. උදාහරණයක් ලෙස පහත ස්විචයේ ඇන්ටනා 6ක් හා ට්‍රාන්සීවර 6ක් වෙන වෙනම සම්බන්ද කළ හැකියි.

 


ඉහත ආකාරයේ ස්විච ක්‍රියාත්මක කළ යුත්තේ අතින්ය (manual). එනිසා ඒවා උපකරණ තිබෙන අන්තයේ (කාමරය තුල) තැබිය යුතුය. අවශ්‍ය වෙලාවට අවශ්‍ය ඇන්ටනාව/උපකරණය ස්විචය කරකවා තේරිය හැකිය. එහෙත් ඇන්ටනා කිහිපයක් තිබෙන විට, ඒ සියල්ල ඇන්ටනා සමූහය සහිත ස්ථානයේදීම(එනම් ඇන්ටනා කනුව/ටවරය ළඟ) එකම ස්විචයකට සවි කර, එම ස්විචයේ සිට එක කේබලයක් පමණක් ෂැක් එකට (කාමරයට) ගෙන ආ හැකිය. මෙමඟින් මිල අධික ඇන්ටනා කේබල් කිහිපයක් වෙන වෙනම ෂැක් එකේ සිට ඇන්ටනාවලට සවි කිරීම මඟ හැර එක කේබලයකින් සියල්ල කනෙක්ට් කිරීමට අවස්ථාව ලැබේ. එහෙත් දැන් මෙම ස්විචය සවි කරන්නට සිදු වන්නේ ඇන්ටනා තිබෙන ස්ථානයේය. එනිසා remote antenna switch ලෙස ඒවා හැඳින්වේ. මේවා එලිමහනේ තිබෙන බැවින් කාලගුණ තත්වයන්ට (දැඩි රශ්මියට හා ජලයට) ඔරොත්තු දෙන ලෙසද සැකසිය යුතුය (ඇතුලත සීල් වන සේ).

 
දුරස්ථව ඇන්ටනා ස්විචය ක්‍රියාකාරි වන නිසා කාමරයේ සිට විදුලිමය වශයෙන් අවශ්‍ය පෝට් එක තේරීමට හැකි විය යුතුය. මේ සඳහා relay switch (solenoid) භාවිතා කළ හැකිය. මෙවැනි රිමෝට් ඇන්ටනාවක් සාදන ක්‍රම ගණනාවකි. සංඥාවට අමතරව අවශ්‍ය පෝට් එක තෝරන පාලක සංඥාද/විදුලියද ස්විචයට ගෙන යා යුතුය. එය මූලිකව ක්‍රම දෙකකින් කළ හැකියි. එකක් නම්, එක් එක් පෝට් එක සක්‍රිය කිරීම සඳහා වෙන වෙනම (ඉතා ලාභ හා ගේජ් එක අඩු) කරන්ට් වයර් ඇදිය හැකියි. එහෙමත් නැතිනම්, රේඩියෝ සංඥා රැගෙන යන කොඇක්ස් කේබලය ඔස්සේම එම කන්ට්‍රෝල් සංඥා/විදුලිය ගෙන යා හැකියි (මෙවිට අමුතුවෙන් කරන්ට් වයර් ගොන්නක් අවශ්‍ය නැත). මෙම කන්ට්‍රෝල් සංඥාවල සංඛ්‍යාතය සංඥා සංඛ්‍යාතයන්ට වඩා ඉතා පහල නිසා ඉන් ගැටලුවක් නොවේ. මෙවිට, කන්ට්‍රෝල් කොන්සෝල්/යුනිට් එකේ සිට යවන පාලක සංඥා ෆිල්ටර් කර ගැනීමට පරිපථ කොටස රිමෝට් ඇන්ටනා ස්විචය තුල තිබේ. ඉහත රූපයේ පෙන්වන ස්විචය භාවිතා කරන්නේ මෙම දෙවැනි ක්‍රමයයි


ඉහත ආකාරයේ රිමෝට් ඇන්ටනා ස්විචයක පරිපථ සටහනක් පහත ඇත (Phil Salas - AD5X නම් තැනැත්තා විසින් එය සැලසුම් කර ඇත). මෙම සරල පරිපථ මඟින් ඇන්ටනා දෙකක් පමණයි සම්බන්ද කළ හැක්කේ. මෙහි දකුනුපස පරිපථය ඇන්ටනා සමඟ පවතින අතර, වම්පස පරිපථය කාමරයේ පවතී. ට්‍රාන්සීවරයේ සිට එන සංඥා (කේබලය) වම්පස පරිපථයේ RF IN සොකට් එකට සම්බන්ද කෙරේ. තවද, එම පරිපථය මඟින් කොඇක්සියල් කේබලයේ මැද කම්බියට වෝල්ට් 12ක කන්ට්‍රෝල් විදුලි සංඥාවද සවි කෙරේ. මෙම සංඥා දෙවර්ගයම දැන් RF/DC OUT යන සොකට් එකට සම්බන්දිත කොඇක්සියල් කේබලය හරහා දකුනුපස පෙන්වන පරිපථය කරා ගමන් කරයි. එම කේබලය එම පරිපථයේ RF/DC IN යන සොකට් එකට සවි කෙරේ. ඇන්ටනා දෙක RF OUT1, RF OUT2 යන සොකට් දෙකට සවි වේ.
 

ඉහත පරිපථ තේරුම් ගැනීම පහසුය. වම්පස පරිපථයේ RF IN ට ලැබෙන අධිසංඛ්‍යාත සංඥා කෙලින්ම RF/DC OUT කරා ගමන් කරයි. මයික්‍රොහෙන්රි 100ක ඉන්ඩක්ටරය නිසා එම සංඥා පහල පරිපථ කොටසට ගමන් කිරීම වැලකේ. පහල පරිපථ කොටසේ ඇති කැපෑසිටර් විසින් කරන්නේද එම පරිපථ කොටසේ යම් විදියකින් හෝ පවතින අධිසංඛ්‍යාත සංඥා භූගත කිරීමයි. තවද, කන්ට්‍රෝල් සංඥා ඇතුලු කරන පරිපථ කොටසින් අධිසංඛ්‍යාත සංඥා බැරිවෙලාවත් ඇන්ටනා කේබලයට ඇතුලු වීමද ඉහත ඇටවුම් නිසා වැලකී යයි. ඒ අනුව අධිසංඛ්‍යාත සංඥා පරිපථ කොටස හා අවසංඛ්‍යාත සංඥා පරිපථ කොටස අතර ඉතා හොඳ isolation (සංඥාමය වෙන්වීමක්) ඇත.
සංඥා දෙවර්ගයම කේබලය හරහා අනෙක් පරිපථයට ඇතුලු වන අතර, එහිදී කන්ට්‍රෝල් සංඥාව හා ට්‍රාන්සීවර් සංඥාව වෙන් කළ යුතුය. 0.01uf කැපෑසිටරය නිසා අවසංඛ්‍යාත කන්ට්‍රෝල් සංඥා ඇන්ටනා වෙතට යෑම වලකින අතර, ඒ වෙනුවට එම අවසංඛ්‍යාත සංඥා පහසුවෙන්ම 100uH කොයිලය හරහා පහල පරිපථ කොටසට ගමන් කරයි. දැන් මෙම කන්ට්‍රෝල් සංඥා විදුලිය රිලේ එකට යැවේ.


මෙම සරල පරිපථයේදී කන්ට්‍රෝල් සංඥාව ඇත්තටම නිකංම ඩීසී වෝල්ටියතාවකි. එම වෝල්ටියතාව ඔන් ඕෆ් කිරීම පමණයි කළ යුත්තේ. ඒ සඳහා නිකංම ඔන් ඕෆ් ස්විචයක් සවි කළ හැකියි. ස්විචය ඔන් වන විට, ඩීසී විදුලිය විසින් අනෙක් පරිපථයේ ඇති රිලේ එක සක්‍රිය කරයි. එවිට ඇන්ටනාව මාරු වේ. එච්චරයි. ඇන්ටනා ගණන වැඩි කිරීමට අවශ්‍ය නම්, නිකංම මේ ආකාරයේ සරල ස්විචයක් සවි කළ නොහැකිය. ඒ වෙනුවට ඊට වඩා සංකීර්ණ (උදාහරණයක් ලෙස, නිකංම ඔන් ඕෆ් කරනවා වෙනුවට වෝල්ටියතා මට්ටම් වැඩි ගණනක් යොදා ගෙන (එනම් ASK මූර්ජනය), හෝ වෙනත් එවැනි ක්‍රමයක් සහිත) කන්ට්‍රෝල් සංඥාවක් ඇතුලු කිරීමටත්, රිමෝට් ස්විචය තුලදී එම සංකීර්ණ සංඥාව විකේතනය කිරීමටත් හැකි ලෙස පරිපථ සැලසුම වෙනස් කළ හැකිය.

ටවර් එක ළඟ තිබෙන ඇන්ටනාවලට කන්ට්‍රෝල් සංඥා වෙන වෙනම රැගෙන යන පරිදි රිමෝට් ස්විචයක් සාදන හැටිත් බලමු (මෙවිට කොඇක්සියල් කේබලය හරහා නෙමෙයි රිලේවලට කන්ට්‍රෝල් සිග්නල් යවන්නේ). මෙහිදී සංඥා රැගෙන යෑමට (මිල අධික) එක් කොඇක්සියල් කේබලයක් පමණයි භාවිතා වෙන්නේ. එහෙත් එක් එක් ඇන්ටනාවට කන්ට්‍රෝල් සංඥා රැගෙන යාම සඳහා වෙන වෙනම (ලාභ) වයර් ඇදිය හැකියි. මෙවිට ෂැක් එකේ තිබෙන යුනිට් එකේ රොටරි ස්විචය කරකවා අවශ්‍ය රිලේ එක සක්‍රිය කෙරේ. සක්‍රිය නොවී පවතින සෑම ඇන්ටනා එකක්ම ඉබේම භූගතය හා සම්බන්දව පවතී (එය මෙම පරිපථයෙන් ඉබේම ලැබෙන හොඳ ලක්ෂණයකි). පහසුවෙන්ම මෙම ක්‍රමය ඇන්ටනා විශාල ගණනකට සැලසුම් කර ගත හැකිය.
 
 
 
අද (ඩිජිටල්) ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් තාක්ෂණය දියුනු හා උපාංග ලාභ නිසා විවිධ ක්‍රම මේ සඳහා භාවිතා කළ හැකිය. කන්ට්‍රෝල් සංඥා DTMF ක්‍රමයට වුවද යැවිය හැකිය (මෙවිට දුරකතන අංක පුවරුවකින් ඇන්ටනා තේරීම සිදු කළ හැකියි; මෙවන් විවිධ ක්‍රම ගැන ඔබට සිතා බලන්න). අන්තර්ජාලය හරහා හෝ වයිෆයි හෝ බ්ලූටූත් හරහා වුවද පාලනය කළ හැකි පරිදි මෙම ස්විච නිර්මාණය කළ හැකිය. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ මෙවැනි දියුනු ඇටවුමකි. ඇන්ටනා ස්විචයට ට්‍රාන්ස්මීටරයේ (හෝ පවර් ඈම්ප් එකේ) සිට එන කේබලය සවි කර ඇති අතර, පාලක සංඥා ඊට යවන්නේ ඊතර්නෙට් පරිගනක නෙට්වර්ක් සෑදීමට යොදා ගන්නා CAT5e කේබලයකිනි (පරිගනක ජාල තාක්ෂණයේදී මෙම කේබලය උපකරණයේ සිට නෙට්වර්ක් හබ්/ස්විච්/රවුටර් එකට ඇදිය හැකි උපරිම දුර මීටර් 100කි). ඇන්ටනා ස්විචයේ ඇති පරිපථ කොටස්වලට විදුලි බලය අවශ්‍යයිනෙ. මෙම විදුලිය ලබා දීම සඳහා ඊතර්නෙට් නම් පරිගනක ජාලය තුල භාවිතා වන තවත් තාක්ෂණික උපක්‍රමයක් වන PoE (Power over Ethernet) යොදා ගැනේ. ඒ සඳහා ඊතර්නෙට් ස්විචය හා ඇන්ටනා ස්විචයට අතරමැදින් PoE උපාංගය සවි කර තිබේ (එම උපාංගයට මේන්ස් විදුලිය ලබා දේ). මෙම ස්විචය පරිගනකය හෝ ස්මාට් ෆෝන් එක මත රන් වන වෙබ් බ්‍රවුසරයක් හරහා කන්ෆිගර් (සෙටිංස් සෑදීම) කළ හැකිය.

 

5 comments:

  1. පුළුවන්නම් Quaternion ගැන ලිපිපෙලක් ලියන්න.

    ReplyDelete
    Replies
    1. ඇත්තටම මට (යම් තරමකින් හෝ) ගණිතය පිළිබඳ දැනුමක් තිබෙන්නේ engineering mathematics ඔස්සේය. ඉන්පසු ක්වන්ටම් භෞතිකය (ඉතා ගැඹුරින් නොව) ඉගෙන ගන්නා විට තව දුරටත් ගණිතය ඉගෙන ගන්නට සිදු වූවා. මේ අවස්ථා දෙකේදීම මට quaternion වල අවශ්‍යතාවක් නොතිබූ නිසා ඒ ගැන එතරම් දැනුමක් නැත. තවද, මෙම ගණිත සංකල්පය එතරම් වැදගත් දෙයක් නොවන බවද මගේ හැඟීමයි. මට මතකයි මීට පෙර mandelbrot set ගැන ලිවීමටත් කිව්වා... මට සිතෙන්නේ ඔබට එවැනි විශේෂිත ගණිත සංකල්ප ගැන දැනුමක් තිබෙනවා කියාය. ඔබට හැකි නම් ඒ ගැන (ඔබ දන්නා පමණින් හෝ) ලිවීමට මා කැමතියි එය ෂෙයාර් කරන්නට :)

      Delete
  2. ප්‍රායෝගිකව චන්ද්‍රිකාවක් මගින් free to air චැනල් නරඹන ආකාරය ගැන ලිපියක් ලියන්න පුලුවන්ද ? චන්න්ද්‍රිකා රූපවාහිනී සේවාව ගැන?

    ReplyDelete
    Replies
    1. බලමු :)

      මේ ගැන සිංහලෙන් කුමාරසිංහ රේඩියෝ ආයතනය විසින් සැටලයිට් ටෙලිවිෂන් 1,2,3 ලෙස කුඩා පොත් 3ක් ලියා තිබෙනවා. හැකිනම් කියවා බලන්න.

      Delete
  3. ස්තූතියි.

    ReplyDelete