چارج کب بند کرنا ہے یہ جاننا: وہ چوٹی تلاش کرنا جو مکمل چارج بتاتی ہے

**US 5,196,780**، ڈیوڈ آر. پاکولوک، درج شدہ **10 ستمبر 1991**، منظور شدہ **23 مارچ 1993**، ختم شدہ۔ اس صفحے پر دیا گیا شکل اس کی اپنی شیٹ 1 ہے: FIG۔ 1 چوٹی کے نشان کے ساتھ وولٹیج بمقابلہ وقت کا منحنی خط ہے، اور FIG۔ 2 بلاک ڈایاگرام ہے — FAST CHARGE اور SLOW CHARGE بلاکس، ایک کمپیریٹر میں جاتا RC نیٹ ورک، اور نیچے کی طرف **TH** اور **TIMER**۔ کچھ بھی بنانے سے پہلے تینوں اختتامی طریقے لکھ لیں، کیونکہ اصل ایجاد یہ ترتیب ہے، ان میں سے کوئی ایک نہیں: 1. **−ΔV**، جو بیٹری ٹرمینل سے ایک ریزسٹر کے ذریعے چارج ہونے والے کپیسیٹر سے معلوم کیا جاتا ہے۔ کپیسیٹر پیچھے رہتا ہے۔ جب وہ بیٹری وولٹیج سے *آگے نکل جاتا* ہے، تو بیٹری کا رخ پلٹ چکا ہوتا ہے۔ کوئی ڈیفرنشی ایٹر نہیں، کوئی شور کا مسئلہ نہیں۔ 2. **ایک ٹائمر**، فاسٹ چارج پر تقریباً اٹھارہ منٹ۔ اگر وولٹیج کا سگنل کبھی نہ آئے، تب بھی چارج ختم ہو جاتا ہے۔ 3. **ایک تھرموسٹیٹ**، جو خود سیلز پر **40 °C اور 60 °C** کے درمیان مقرر ہو۔ اگر وہ کسی بھی وجہ سے گرم ہو جائیں، تو چارج ختم ہو جاتا ہے۔ پھر نوٹ کریں کہ اختتام کے بعد کیا ہوتا ہے: سرکٹ بند نہیں ہوتا، بلکہ **سست چارج** پر آ جاتا ہے جو زیادہ چارج کیے بغیر خود-ڈسچارج کی تلافی کرتا ہے۔ ایسا چارجر جو محض رک جائے، آپ کو ایسا پیک دیتا ہے جو جمعرات تک پھر خالی ہو جاتا ہے۔ اس کے ماخذ صاف ہیں اور نمبر تصدیق شدہ ہے۔ جہاں بعد کا کوئی درجہ کہتا ہے کہ کوئی نمبر طے نہیں ہو سکا، وہ اس درجے کے بارے میں بیان ہے، کوئی عادت نہیں۔

آپ اس سگنل کے لیے معقول ڈیٹیکٹر نہیں بنا سکتے جسے آپ نے کبھی دیکھا ہی نہ ہو۔ پہلے سگنل کو لاگ کریں۔ ایک ڈسچارج شدہ NiMH سیل ایک ہولڈر میں رکھیں۔ بینچ سپلائی کو **1C** پر مستقل کرنٹ پر سیٹ کریں — 2,000 mAh سیل کے لیے 2 A — اور وولٹیج کی حد 1.8 V رکھیں تاکہ خراب کنکشن کوئی حیران کن صورت پیدا نہ کرے۔ تھرموکپل کو کین پر ٹیپ کریں۔ ٹرمینل وولٹیج کو **چار ہندسوں** تک اور کین کا درجہ حرارت ہر منٹ لاگ کریں۔ چار ہندسے بے جا نخرہ نہیں ہیں: جس سگنل کی آپ تلاش میں ہیں وہ تقریباً 10 mV کا ہے، لہذا تین ہندسوں والا میٹر 1.48 V کی ریڈنگ دکھائے تو وہ اسے بالکل نہیں دیکھ سکتا۔ تقریباً ایک گھنٹے میں توقع کریں: پہلے چند منٹ میں سیل کے پولرائز ہونے سے تیز اضافہ؛ ایک طویل، آہستہ بڑھتا ہوا درمیانی حصہ؛ ایک **چوٹی**، پھر ایک واحد سیل کے لیے 5–15 mV کے تقریباً برابر کمی؛ تقریباً اسی لمحے سے **درجہ حرارت تیزی سے بڑھنا**۔ چوٹی پر یا 45 °C پر، جو پہلے آئے، رک جائیں۔ اپنے لاگ پر نشان لگائیں کہ چوٹی کہاں تھی اور کمی کتنے ملی وولٹ تھی۔ یہی وہ عدد ہے جسے آپ کے سرکٹ کو الگ کرنا ہے، اور بارہ سیلوں کے پیک میں یہ بارہ گنا بڑا ہوتا ہے، اسی لیے −ΔV ٹرمینیشن ایک سیل کے مقابلے میں پیک پر کہیں بہتر کام کرتی ہے۔

اب بریڈ بورڈ پر پچھولوک کا ڈیٹیکٹر بنائیں۔ اس میں چار حصے ہیں۔ 1. **آر سی۔** بیٹری ٹرمینل سے ایک ریزسٹر ایک کیپیسیٹر تک اور کیپیسیٹر سے زمین تک۔ R اور C کو اس طرح چنیں کہ R×C وہ ٹائم کانسٹنٹ ہو جو آپ نے مرحلہ 4 میں چنا تھا — 470 kΩ اور 470 µF سے تقریباً 220 سیکنڈ حاصل ہوتے ہیں، یعنی تقریباً چار منٹ۔ فلم یا کم لیکیج والا الیکٹرولائٹک استعمال کریں؛ ایک لیکی کیپیسیٹر ایک دوسرا غیر منصوبہ بند ریزسٹر ہے اور یہ کاپی کو مستقل طور پر نیچے رکھے گا۔ 2. **کمپیریٹر۔** ایک LM393، جس کے ایک ان پٹ پر بیٹری وولٹیج ہو اور دوسرے پر کیپیسیٹر۔ جیسے ہی کیپیسیٹر جیت جاتا ہے اس کا آؤٹ پٹ فوراً پلٹ جاتا ہے۔ 3. **تھوڑی سی ہسٹریسس۔** آؤٹ پٹ سے نان انورٹنگ ان پٹ تک ایک زیادہ قدر والا ریزسٹر، تقریباً ایک میگوہم، تاکہ آؤٹ پٹ جھٹکے سے پلٹے اور کراسنگ پر بار بار نہ لرزے۔ اس کے بغیر آپ ملی وولٹ شور پر بار بار ٹرپ ہوں گے۔ 4. **سوئچ۔** کمپیریٹر کا آؤٹ پٹ منطقی سطح کے MOSFET کے گیٹ کو چلاتا ہے، جو چارج کرنٹ گزارتا ہے۔ لاجک لیول اہم ہے: ایک عام MOSFET 5 V گیٹ سے مکمل طور پر آن نہیں ہوگا اور فرق کو حرارت کے طور پر ضائع کرے گا۔ پہلے بیٹری کے بغیر اسے جانچیں۔ ان پٹ پر فنکشن جنریٹر لگائیں جس میں بہت آہستہ ٹرائینگل ہو — فی سائیکل چند منٹ، ایک یا دو وولٹ پیک ٹو پیک — اور دیکھیں کہ آؤٹ پٹ ہر اپیکس کے فوراً بعد پلٹتا ہے نہ کہ پہلے۔ ایک سگنل جنریٹر جسے آپ جب چاہیں الٹا چلا سکیں وہ اس سیل سے کہیں بہتر ٹیسٹ ہے جو ہر گھنٹے میں ایک بار پلٹتا ہے۔ پھر اپنا لاگ شدہ سیل کرو اس کے سامنے حقیقی طور پر رکھیں۔ ایک scope چینل پر کیپیسیٹر وولٹیج اور دوسرے پر سیل دیکھیں؛ کراسنگ نظر آتی ہے اور یہی اس سرکٹ کا اصل مقصد ہے۔

ایک −ΔV ڈیٹیکٹر اکیلا ایک ایسا سرکٹ ہے جو خاموشی سے ناکام ہو سکتا ہے، اور ناکامی کا طریقہ ایک ایسا چارج ہے جو کبھی ختم نہیں ہوتا۔ باقی دو شامل کریں۔ **تھرموسٹیٹ۔** اگر آپ کے پاس رنگ 3 سے TH پن ہے تو پیک کا اپنا تھرمسٹر استعمال کریں، یا سیل پر ٹیپ کیا ہوا 10 kΩ NTC استعمال کریں۔ اسے ایک مقررہ ریزسٹر کے ساتھ ڈیوائیڈر میں لگائیں اور جنکشن کو LM393 کے دوسرے حصے میں فیڈ کریں؛ پوٹینشیومیٹر سے ریفرنس سیٹ کریں تاکہ کمپیریٹر تقریباً **45 °C** پر ٹرپ ہو۔ اسے کیلیبریٹ کریں، اندازہ نہ لگائیں: ہیٹ گن کی سب سے کم سیٹنگ پر تھرمسٹر کو گرم کریں اور انفراریڈ تھرمامیٹر دیکھتے رہیں، اور جب تک ٹرپ مطلوبہ جگہ پر نہ آئے ایڈجسٹ کریں۔ اس کمپیریٹر کا آؤٹ پٹ اس طرح وائر کریں کہ یہ −ΔV حصہ جو بھی کہہ رہا ہو اس سے **قطع نظر** MOSFET گیٹ کو کاٹ سکے۔ **ٹائمر۔** لمبے RC کے ساتھ مونوسٹیبل موڈ میں 555 آپ کو Pacholok کے اٹھارہ منٹ دیتا ہے۔ R اور C کو اپنے چارج ریٹ کے لیے نکالیں، نہ کہ اس کی نقل کریں: اٹھارہ منٹ اس ریٹ کے لیے درست ہیں جو اس کے چارجر نے استعمال کیا، اور غلط ریٹ پر سیٹ ٹائمر کچھ نہ ہونے سے بھی بدتر ہے کیونکہ یہ ہر اچھے چارج کو قبل از وقت روک دے گا۔ اب ہر ایک کو **اکیلے** ٹیسٹ کریں۔ −ΔV حصہ منقطع کریں اور ثابت کریں کہ تھرموسٹیٹ چارج روک دیتا ہے۔ تھرموسٹیٹ منقطع کریں اور ثابت کریں کہ ٹائمر روک دیتا ہے۔ ایسی ریڈنڈنسی جسے آپ نے کبھی انفرادی طور پر ٹیسٹ نہیں کیا ریڈنڈنسی نہیں، بلکہ تین سرکٹ اور ایک امید ہے۔ آخر میں، سست چارج کا راستہ شامل کریں: ایک ریزسٹر جو اختتام کے بعد ایک ہلکا کرنٹ جاری رکھے، تقریباً C/40 پر۔ میٹر سے اسے ناپیں اور سیل کی اپنی سیلف ڈسچارج ریٹ سے موازنہ کریں۔

**انتساب۔** US 5,196,780، David R. Pacholok، درخواست 10 ستمبر 1991، منظوری 23 مارچ 1993، میعاد ختم۔ اس صفحے پر موجود خاکہ خود پیٹنٹ کا ہے۔ **1961 کے بجائے 1991 کیوں۔** −ΔV اثر اس پیٹنٹ سے بہت پہلے سمجھ لیا گیا تھا؛ سیل بنانے والے کمپنیاں برسوں سے ایپلیکیشن نوٹس میں اس کی وضاحت کر رہی تھیں۔ جو چیز موجود نہیں تھی وہ ایک ایسا طریقہ تھا جس سے ایک volt سے زیادہ کے سگنل پر چند millivolts کی *کمی* کو اتنی سستی قیمت پر پکڑا جا سکے کہ اسے صارفین کے چارجر میں لگایا جا سکے، بغیر microcontroller کے۔ RC-lag کی ترکیب 'سستی قیمت' والے حصے کا جواب ہے، اور یہ واقعی ایک خوبصورت حل ہے — یہ differentiator کی جگہ لیتی ہے، جو شور کو بڑھاتا ہے، ایک delay سے، جو اسے دباتا ہے۔ **اس نے بنانے والوں کے لیے کیا بدلا۔** قابلِ اعتماد termination سے پہلے، محفوظ چارج کی شرح رات بھر C/10 تھی، کیونکہ recombination cycle اسے غیر معینہ مدت تک جذب کر سکتا تھا۔ اس کے بعد، تیز چارجنگ عام ہو گئی، اور تیز چارجر ہی دو-pack والے طریقہ کار کو ممکن بناتا ہے: ایک ٹول میں، ایک چارجر پر، اور کوئی انتظار نہیں۔ Rung 3 کا pack اور اس rung کا چارجر صرف ایک ساتھ معنی رکھتے ہیں۔ **ایمانداری سے حدود۔** −ΔV ایک nickel-chemistry سگنل ہے اور یہ lithium-ion میں موجود نہیں، جس کی voltage صرف بڑھتی ہے؛ lithium سیل constant-current سے constant-voltage پر جاتے ہیں اور پھر گھटتے ہوئے current پر ختم ہوتے ہیں، جو بالکل مختلف طریقہ ہے۔ −ΔV pack کے پرانا ہونے کے ساتھ مزید مشکل ہو جاتا ہے، کیونکہ peak چپٹا ہو جاتا ہے، اور یہ single cell پر تقریباً ناقابلِ استعمال ہے اس وجہ سے جو step 2 بتاتا ہے۔ اور پوری اسکیم اس مفروضے پر بنی ہے کہ pack کے سیل ایک ساتھ مکمل چارج تک پہنچتے ہیں — جو، جیسا کہ rung 7 دکھاتا ہے، وہ نہیں پہنچتے۔