সঠিক সময়ে থামা জানা: সম্পূর্ণ চার্জের শীর্ষবিন্দু খুঁজে বের করা

**মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের পেটেন্ট US 5,196,780**, ডেভিড আর. প্যাকোলোক, **10 সেপ্টেম্বর 1991**-এ দাখিল, **23 মার্চ 1993**-এ মঞ্জুর, মেয়াদোত্তীর্ণ। এই পৃষ্ঠার চিত্রটি এর নিজস্ব শিট ১: FIG। ১ হলো ভোল্টেজ-বনাম-সময় বক্ररেখা, যেখানে শিখরটি চিহ্নিত, এবং FIG। ২ হলো ব্লক ডায়াগ্রাম — FAST CHARGE এবং SLOW CHARGE ব্লক, RC নেটওয়ার্ক থেকে একটি কম্পারেটরে, এবং নিচ বরাবর **TH** এবং **TIMER**। কিছু তৈরি করার আগে তিনটি সমাপ্তি লিখে নিন, কারণ বিন্যাসটিই উদ্ভাবন, যেকোনো একটি নয়: 1. **−ΔV**, ব্যাটারি টার্মিনাল থেকে একটি রোধের মাধ্যমে চার্জ হওয়া একটি ক্যাপাসিটর দ্বারা শনাক্ত। ক্যাপাসিটর পিছিয়ে থাকে। যখন এটি *ছাড়িয়ে যায়* ব্যাটারি ভোল্টেজকে, তখন ব্যাটারি অবশ্যই ঘুরে গেছে। কোনো ডিফারেনশিয়েটর নেই, কোনো নয়েজ সমস্যা নেই। 2. **একটি টাইমার**, দ্রুত চার্জে প্রায় আঠারো মিনিট। যদি ভোল্টেজ সংকেত কখনও না আসে, তবুও চার্জ শেষ হয়। 3. **একটি থার্মোস্ট্যাট**, **40 °C থেকে 60 °C** এর মধ্যে সেট করা, সেলগুলির উপরেই। যদি কোনো কারণে সেগুলি গরম হয়ে যায়, তবে চার্জ শেষ হয়। তারপর সমাপ্তির পরে কী ঘটে লক্ষ করুন: সার্কিটটি বন্ধ হয় না, এটি একটি **ধীর চার্জ**-এ নেমে আসে যা অতিরিক্ত চার্জ না করে স্ব-নিঃসরণ পূরণ করে। যে চার্জার কেবল থেমে যায় তা আপনাকে এমন একটি প্যাক দেয় যা বৃহস্পতিবারের মধ্যেই আবার ফ্ল্যাট হয়ে যায়। এই বিষয়ের সূত্রগুলো পরিষ্কার এবং সংখ্যাটি যাচাই করা হয়েছে। যেখানে পরবর্তী ধাপ বলে যে একটি সংখ্যা নির্ধারণ করা যায়নি, তা সেই ধাপ সম্পর্কে একটি বক্তব্য, কোনো অভ্যাস নয়।

আপনি যে সংকেত কখনও দেখেননি তার জন্য একটি ডিটেক্টর সঠিকভাবে তৈরি করা যায় না। প্রথমে সংকেতটি লগ করুন। একটি ডিসচার্জ হওয়া NiMH কোষ একটি হোল্ডারে রাখুন। বেঞ্চ সাপ্লাইকে **1C**-তে ধ্রুব কারেন্টে সেট করুন — 2,000 mAh কোষের জন্য 2 A — এবং ভোল্টেজ সীমা 1.8 V রাখুন, যাতে খারাপ সংযোগ কোনো আশ্চর্যজনক ফল না দেয়। থার্মোকাপলটি ক্যানের সঙ্গে টেপ দিয়ে লাগান। টার্মিনাল ভোল্টেজ **চার অঙ্কে** এবং ক্যানের তাপমাত্রা প্রতি মিনিটে লগ করুন। চার অঙ্ক অনাবশ্যক বাড়াবাড়ি নয়: আপনি যে পুরো সংকেতটি খুঁজছেন তা প্রায় 10 mV, তাই তিন অঙ্কের মিটার 1.48 V দেখালে এটি একেবারেই ধরতে পারবে না। প্রায় এক ঘণ্টায় যা আশা করবেন: - প্রথম কয়েক মিনিটে কোষ পোলারাইজ হওয়ায় দ্রুত বৃদ্ধি; - একটি দীর্ঘ, ধীরে ধীরে বাড়তে থাকা মধ্যভাগ; - একটি **চূড়া**, তারপর একটি একক কোষের জন্য প্রায় 5–15 mV পতন; - প্রায় একই মুহূর্ত থেকে **তাপমাত্রার তীব্র বৃদ্ধি**। চূড়ায় বা 45 °C-তে, যেটি আগে আসে, থামুন। আপনার লগে চূড়াটি কোথায় ছিল এবং পতনটি কত millivolt ছিল তা চিহ্নিত করুন। এই সংখ্যাটিই আপনার সার্কিটকে আলাদা করতে হবে, এবং বারো-কোষের প্যাকে এটি বারো গুণ বড়, যে কারণে একটি একক কোষের তুলনায় প্যাকে −ΔV সমাপ্তি অনেক better কাজ করে।

এখন ব্রেডবোর্ডে Pacholok-এর ডিটেক্টর তৈরি করুন। এতে চারটি অংশ আছে। 1. **RC অংশ।** ব্যাটারির টার্মিনাল থেকে একটি রোধক (resistor) এবং তারপর একটি ক্যাপাসিটর থেকে গ্রাউন্ড পর্যন্ত সংযোগ করুন। R ও C এমনভাবে বাছুন যাতে R×C হয় ধাপ 4-এ আপনার বেছে নেওয়া টাইম কনস্ট্যান্ট—470 kΩ এবং 470 µF ব্যবহার করলে প্রায় 220 সেকেন্ড বা প্রায় চার মিনিট হয়। ফিল্ম বা লো-লিকেজ ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ব্যবহার করুন; লিকি ক্যাপাসিটর একটি অপরিকল্পিত দ্বিতীয় রোধকের মতো কাজ করবে এবং এটি কপিকে স্থায়ীভাবে নিচে ধরে রাখবে। 2. **কম্প্যারেটর।** একটি LM393 ব্যবহার করুন, এক ইনপুটে ব্যাটারির ভোল্টেজ এবং অন্যটিতে ক্যাপাসিটর। ক্যাপাসিটর জিতে যাওয়ার মুহূর্তেই এর আউটপুট পাল্টে যাবে। 3. **সামান্য হিস্টেরেসিস।** আউটপুট থেকে নন-ইনভার্টিং ইনপুটে একটি উচ্চমানের রোধক (প্রায় এক মেগোহম) সংযুক্ত করুন, যাতে আউটপুট ক্রসিংয়ের সময় বারবার কাঁপুনি না দিয়ে হঠাৎ করে পাল্টে যায়। এটি না থাকলে মিলিভোল্ট নয়েজেই বারবার ট্রিপ করবে। 4. **সুইচ।** কম্প্যারেটরের আউটপুট লজিক-লেভেল MOSFET-এর গেট চালায়, যা চার্জ কারেন্ট বহন করে। লজিক-লেভেল হওয়া জরুরি: সাধারণ MOSFET 5 V গেট থেকে সম্পূর্ণভাবে চালু হবে না এবং পার্থক্যটুকু তাপ হিসেবে নষ্ট করবে। প্রথমে ব্যাটারি ছাড়া পরীক্ষা করুন। ইনপুটে একটি ফাংশন জেনারেটর লাগান এবং খুব ধীর ত্রিভুজ তরঙ্গ দিন—প্রতি চক্রে কয়েক মিনিট, চূড়া-থেকে-চূড়া এক বা দুই ভোল্ট—এবং যাচাই করুন যে প্রতিটি শীর্ষবিন্দুর একটু পরেই আউটপুট পাল্টায়, তার আগে নয়। যে সিগন্যাল জেনারেটর ইচ্ছেমতো উল্টে দেওয়া যায়, তা প্রতি ঘণ্টায় একবার উল্টানো একটি সেলের চেয়ে অনেক ভালো পরীক্ষা। এরপর আপনার লগ করা সেলের কার্ভ সত্যিকারভাবে এর সামনে রাখুন। একটি স্কোপ চ্যানেলে ক্যাপাসিটর ভোল্টেজ এবং অন্য চ্যানেলে সেল দেখুন; ক্রসিংটি দৃশ্যমান হবে, আর সেটাই এই সার্কিটের মূল উদ্দেশ্য।

একা একটি −ΔV ডিটেক্টর এমন একটি সার্কিট যা নীরবে ব্যর্থ হতে পারে, এবং ব্যর্থতার ধরন হলো এমন চার্জ যা কখনো শেষ হয় না। বাকি দুটি যোগ করুন। **থার্মোস্ট্যাট।** প্যাকের নিজস্ব থার্মিস্টর ব্যবহার করুন যদি রung 3 থেকে TH পিন থাকে, অথবা সেলের সাথে টেপ দিয়ে আটকানো একটি 10 kΩ NTC ব্যবহার করুন। এটিকে একটি স্থির রোধকের সাথে ডিভাইডারে রাখুন এবং জংশনটি LM393-এর দ্বিতীয় অংশে দিন; পটেনশিওমিটার দিয়ে রেফারেন্স সেট করুন যাতে কমপ্যারেটর প্রায় **45 °C**-এ ট্রিপ করে। এটি ক্যালিব্রেট করুন, ধরে নেবেন না: ইনফ্রারেড থার্মোমিটার দেখতে দেখতে হিট গানের সর্বনিম্ন সেটিংয়ে থার্মিস্টর গরম করুন এবং যেখানে চান সেখানে ট্রিপ না হওয়া পর্যন্ত সামঞ্জস্য করুন। এই কমপ্যারেটরের আউটপুট এমনভাবে সংযুক্ত করুন যাতে −ΔV অংশ যা-ই বলুক না কেন, এটি MOSFET গেট কেটে দিতে পারে। **টাইমার।** দীর্ঘ RC সহ মনোস্টেবল মোডের 555 আপনাকে পাকহোলকের আঠারো মিনিট দেয়। তাঁর কপি না করে নিজের চার্জ রেটের জন্য R এবং C হিসাব করুন: তাঁর চার্জার যে রেটে ব্যবহার হয়েছিল সেই রেটের জন্য আঠারো মিনিট সঠিক, এবং ভুল রেটে সেট করা টাইমার কোনো টাইমার না থাকার চেয়েও খারাপ, কারণ এটি প্রতিটি ভালো চার্জকে আগেভাগে থামিয়ে দেবে। এখন প্রতিটি **একা** পরীক্ষা করুন। −ΔV অংশ বিচ্ছিন্ন করুন এবং প্রমাণ করুন থার্মোস্ট্যাট চার্জ থামায়। থার্মোস্ট্যাট বিচ্ছিন্ন করুন এবং প্রমাণ করুন টাইমার থামায়। যে রিডান্ড্যান্সি আপনি কখনো আলাদাভাবে পরীক্ষা করেননি তা আসলে রিডান্ড্যান্সি নয়, এটি তিনটি সার্কিট আর একটি আশা। সবশেষে, ধীর-চার্জ পথ যোগ করুন: একটি রোধক যা সমাপ্তির পরেও একটি ক্ষীণ স্রোত চালু রাখে, যা C/40-এর মতো কিছু। মিটার দিয়ে এটি মাপুন এবং সেলের নিজস্ব স্ব-ডিসচার্জ রেটের সাথে মিলিয়ে দেখুন।

**কৃতিত্ব।** US 5,196,780, David R. Pacholok, ১০ সেপ্টেম্বর ১৯৯১ তারিখে দাখিল, ২৩ মার্চ ১৯৯৩ তারিখে অনুমোদিত, মেয়াদোত্তীর্ণ। এই পৃষ্ঠার অঙ্কনটি পেটেন্টেরই নিজস্ব। **কেন ১৯৬১ নয়, ১৯৯১ কেন।** −ΔV প্রভাবটি এই পেটেন্টের অনেক আগেই বোঝা গিয়েছিল; সেল নির্মাতারা বছরের পর বছর অ্যাপ্লিকেশন নোটে এটির বর্ণনা দিয়ে আসছিলেন। যা অনুপস্থিত ছিল তা হলো এক ভোল্টের বেশি মানের সংকেতের উপর থাকা কয়েক মিলিভোল্টের *পতন* শনাক্ত করার উপায়, যা এত সস্তা হবে যে একটি ভোক্তা চার্জারে বসানো যায়, মাইক্রোকন্ট্রোলার ছাড়াই। RC-ল্যাগ কৌশলটি 'সস্তা' অংশের উত্তর, এবং এটি সত্যিই চমৎকার—এটি একটি ডিফারেনশিয়েটরের পরিবর্তে বসায় একটি বিলম্ব, যা শব্দ বাড়ানোর বদলে দমন করে। **নির্মাতাদের জন্য এটি কী বদলে দিল।** নির্ভরযোগ্য টার্মিনেশনের আগে, নিরাপদ চার্জের হার ছিল রাতারাতি C/10, কারণ রিকম্বিনেশন চক্র সেটি অনির্দিষ্টকাল শোষণ করতে পারত। এর পর দ্রুত চার্জিং সাধারণ হয়ে উঠল, এবং দ্রুত চার্জারই দুই-প্যাক কর্মপ্রবাহকে কার্যকর করে: একটি টুলে, একটি চার্জারে, অপেক্ষা ছাড়া। রাং ৩-এর প্যাক ও এই রাংয়ের চার্জার একসঙ্গেই কেবল অর্থবহ। **সৎ সীমাবদ্ধতা।** −ΔV একটি নিকেল-রসায়নের সংকেত, এবং এটি লিথিয়াম-আয়নে নেই, যেখানে ভোল্টেজ কেবল বাড়ে; লিথিয়াম সেল ধ্রুব-কারেন্ট থেকে ধ্রুব-ভোল্টেজে এবং তারপর ক্রমহ্রাসমান কারেন্টে টার্মিনেট হয়, সম্পূর্ণ ভিন্ন পদ্ধতি। প্যাক বয়সের সাথে −ΔV আরও কঠিন হয়ে ওঠে, কারণ শীর্ষবিন্দু সমতল হয়ে যায়, এবং ধাপ ২ যে কারণ দেয় তার জন্য একক সেলে এটি প্রায় অব্যবহার্য। আর পুরো পদ্ধতিটি এই অনুমানের উপর দাঁড়িয়ে আছে যে প্যাকের সেলগুলো একসঙ্গে পূর্ণ হয়—যা, রাং ৭ যেমন দেখায়, তারা হয় না।