ইলেকট্রনিক্স কি?

ইলেকট্রনিক্স  তড়িৎ প্রকৌশলের একটি শাখা যেখানে ভ্যাকিউম টিউব অথবা অর্ধপরিবাহী(semi conductor) যন্ত্রাংশের মধ্য দিয়ে ইলেকট্রনের প্রবাহ আলোচিত হয়। এতে সাধারণত ক্ষুদ্র আকারের বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি যেমন কম্পিউটার, আই সি ইত্যাদি আলোচিত হয়। ১৯০৪ সালে জন অ্যামব্রোস ফ্লেমিং দুইটি তড়িৎ ধারক (electrodes) বৈশিষ্ট সম্পূর্ণ বদ্ধ কাঁচের এক প্রকার নল (vacuum tube) উদ্ভাবন করেন ও তার মধ্য দিয়ে একমুখী তড়িৎ পাঠাতে সক্ষম হন। তাই সেই সময় থেকে ইলেকট্রনিক্‌সের শুরু হয়েছে বলা যায়।

ইলেকট্রনিক প্রকৌশল প্রধানত ইলেকট্রনিক বর্তনীর নকশা প্রণয়ন এবং পরীক্ষণের কাজে ব্যবহৃত হয়। ইলেকট্রনিক বর্তনী সাধারণত রেজিস্টর, ক্যাপাসিটর, ইন্ডাক্টর, ডায়োড প্রভৃতি দ্বারা কোন নির্দিষ্ট কার্যক্রম সম্পাদন করার জন্য তৈরি করা হয়। বেতার যন্ত্রেরটিউনার যেটি শুধুমাত্র আকাংক্ষিত বেতার স্টেশন ছাড়া অন্য গুলোকে বাতিল করতে সাহায্য করে, ইলেকট্রনিক বর্তনীর একটি উদাহরণ।
দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের আগে ইলেকট্রনিক্‌স প্রকৌশল রেডিও প্রকৌশল বা বেতার প্রকৌশল নামে পরিচিত ছিল। তখন এর কাজের পরিধি রাডার, বাণিজ্যিক বেতার (Radio) এবং আদি টেলিভিশনে সীমাবদ্ধ ছিল। বিশ্বযুদ্ধের পরে যখন ভোক্তা বা ব্যবহারকারী-কেন্দ্রিক যন্ত্রপাতির উন্নয়ন শুরু হল, তখন থেকে প্রকৌশলের এই শাখা বিস্তৃত হতে শুরু করে এবং আধুনিক টেলিভিশন, অডিও ব্যবস্থা, কম্পিউটার এবং মাইক্রোপ্রসেসর এই শাখার অন্তর্ভুক্ত হয়। পঞ্চাশের দশকের মাঝামাঝি থেকে বেতার প্রকৌশল নামটি ধীরে ধীরে পরিবর্তিত হয়ে দশকের শেষ নাগাদ ইলেকট্রনিক্‌স নাম ধারণ করে।
১৯৫৯ সালে সমন্বিত বর্তনী (integrated circuit or IC)আবিষ্কারের আগে ইলেকট্রনিক বর্তনী তৈরি হতো বড় আকারের পৃথক পৃথক যন্ত্রাংশ দিয়ে। এই সব বিশাল আকারের যন্ত্রাংশ দিয়ে তৈরি বর্তনীগুলো বিপুল জায়গা দখল করত এবং এগুলো চালাতে অনেক শক্তি লাগত। এই যন্ত্রাংশগুলোর গতিও ছিল অনেক কম। অন্যদিকে সমন্বিত বর্তনী বা আই সি অসংখ্য (প্রায়ই ১০ লক্ষ বা এক মিলিয়নেরও বেশি) ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র তড়িৎ যন্ত্রাংশ, যাদের বেশিরভাগই মূলত ট্রানজিস্টর দিয়ে গঠিত হয়। এই যন্ত্রাংশগুলোকে একটি ছোট্ট পয়সা আকারের সিলিকন চিলতে বা চিপের উপরে সমন্বিত করে সমন্বিত বর্তনী তৈরি করা হয়। বর্তমানের অত্যাধুনিক কম্পিউটার বা নিত্য দিনের প্রয়োজনীয় ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতি সবই প্রধানত সমন্বিত বর্তনী বা আই সি দ্বারা নির্মিত।

রেজিস্ট্যান্সের কালার কোডের মান সহজে মনে রাখুন ও মান বের করুন!

রেজিস্ট্যান্সের মান বের করতে সবাই জানেন! কিন্তু সমস্যা হল এর কালার কোডের মান মনে রাখা! আজ আমি যে টিউন করবো এটি দেখলে আপনিও বের করতে পারবেন কোন কালারের মান কত! এর জন্য আপনাকে একটি লাইন মুখস্ত করতে হবে! লাইনটি হল, B B ROY Good Boy Very Good Worker. এখন বর হাতে অক্ষরের নিচে 0 থেকে মান বসাতে শুরু করেন! তাহলে দেখবেন W এর নিচে 9 বসে. অর্থাত্‍, B B ROY Good Boy

0 1 2 3 4 5        6
Very Good Worker
7        8           9
অর্থাত্‍,
B=Blak=0
B=Brown=1
R=Red=2
O=Orange=3
Y=Yellow=4
G=Green=5
B=Blue=6
V=Violet=7
G=Gray=8
W=White=9
 আমরা যারা ছোট খাটো হবিস্ট আমাদের 4 ব্যান্ডের রেজিস্ট্যান্স বেশি দরকার হয়. তাই আমি আপনাদের সহজে 4 ব্যান্ডের রেজিস্ট্যান্স এর মান বের করা শেখাবো. প্রথমে 4 ব্যান্ডের রেজিস্ট্যান্সটি আপনার হাতে নিন. লক্ষ্য করুন সোনালী বা রূপালী কালার কোন পাশে আছে. ঠিক তার বীপরিত পাশে থেকে কালারগুলো খাতায় লিখুন, এবর প্রথম ব্যান্ডের কালারের মান ও দ্বিতীয় ব্যান্ডের কালারের মান পাশাপাশি রাখুন, তাহলে যে মান পাওয়া যাবে তার পাশে তৃতীয় ব্যান্ডের কালারের মান যত থাকবে ততটি 0 বসিয়ে দিন. এবার দেখুন কত হয়! যেমন ধরুন, একটি রেজিস্ট্যান্সের কালার হলো, Brown Blak Red Gold. এর মান বের করতে হলে Brown ও Blak এর মানকে পাশাপাশি রাখতে হবে! অর্থাত্‍, 10. ( যেহেতু Brown: 1 ও Blak: 0 তাই পাশাপাশি বসিয়ে পেয়েছি 10 ). এখন তৃতীয় ব্যান্ডের মান যত হবে, ততটি 0 আগের মানের পাশে মানে 10 এর পাশে বসাতে হবে! যেহেতু তৃতীয় ব্যান্ডের কালারের মান 2 মানে Red: 2, তাই 10 এর পাশে দুইটি 0 বসাতে হবে. তাহলে এর মান দ্বারাবে 1000 ওহম. যেহেতু 1000 ওহমে 1 কিলো ওহম হয়, তাই আমরা 1 কিলো ওহম বলতে পারি. চতুর্থ ব্যান্ডে যেই মান থাকবে সেটি হবে টলারেন্স. এখানে Gold থাকলে এর টলারেন্স হবে 5%. Silver থাকলে 10%, Brown থাকলে 1%, Red থাকলে 2%, কিছু না থাকলে 20% টলারেন্স বুঝে নিতে হবে.
আবার, তৃতীয় ব্যান্ডে যদি Gold কালার থাকে তাহালে 0 না বসিয়ে 0.1 দ্বারা গুন করতে হবে! যেমন একটি রেজিস্ট্যান্সের কালার হল, Red Red Gold Gold. তাহলে, এর মান বের করতে হলে প্রথম ও দ্বিতীয় ব্যান্ডের কালারের মান পাশাপাশি বসিয়ে পাই, 22 ! তৃতীয় ব্যান্ডের কালার Gold থাকায় 22 কে 0.1 দ্বারা গুন করতে হবে! Silver থাকলে 0.01 দ্বারা গুন করতে হবে! তাহলে এর মান হবে 2.2 ওহম. এভাবে সকল 4 ব্যান্ডের রেজিস্ট্যান্সের মান বের করতে পারবেন!বিস্তারিত জানতে নিচের চিত্র দেখুন! সবাই ভালো থাকবেন!

থাইরিষ্টর- প্রকারভেদ ও ব্যাবহার

থাইরিষ্টর হল চার বা ততোদিক স্তর বিশিষ্ট সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা সাধারণত PNPN ডিভাইস নামে পরিচিত। থাইরিষ্টর শব্দটি গ্রিক “থাইরা” থেকে নেওয়া হইছে যার অর্থ “দরজা” যা “খোলা বা বন্ধ” বুজায়। অর্থাৎ থাইরিষ্টর একটি সেমিকন্ডাক্টর সুইচ যা অতি উচ্চ ব্রেকদাউন ভোল্টেজ এবং খুব বেসি কারেন্ট গেইন সম্পন্ন।
এক কথায় বলতে পারি- থাইরিষ্টর একটি গেইন কন্ট্রোলড সেমিকন্ডাক্টর সুইচ।

প্রকারভেদঃ
১. এস. সি. আর (SCR)
২. ডায়াক (DIAC)
৩. ট্রায়াক(TRIAC)
৪. ইউ. জে . টি (UJT)
৫.পুট (PUT

ব্যাবহারঃ
থাইরিষ্টর সাধারনত পাওয়ার কন্ট্রোলড সার্কিটে ব্যাবহার করা হয়। যেমন- স্পীড কন্ট্রোল(মটরের ক্ষেত্রে)

ট্রানজিস্টর ও থাইরিষ্টর এর পার্থক্যঃ
ট্রানজিস্টর লিনিয়ার আমপ্লিফায়ার অথবা সুইচ হিসাবে ব্যাবহার হয় কিন্তু থাইরিষ্টর কেবল সুইচ হিসাবে ব্যাবহার করা হয়।

ট্রানজিস্টর ইন্টারফেসিং

আমাদের মাইক্রোকন্ট্রোলার এর সবকিছু নিয়ন্ত্রিত হয় ৫ ভোল্টে। এখন যদি মাইক্রোকন্ট্রোলার দিয়ে আমি একটি ১২ ভোল্টের মোটর চালাতে ছাই তাহলে কি করবো? ১২ ভোল্ট দিলে মাইক্রোকন্ট্রোলার পুড়ে যাবে আবার ৫ ভোল্ট দিলে মোটর চলবে না! ঘাবড়াবার কিছুই নেই। আমরা ৫ ভোল্টকে অ্যামপ্লিফাই করে ১২ ভোল্টে নিয়ে তারপর কাজ করবো।

ভোল্টেজ কিংবা কারেন্ট অ্যামপ্লিফাই করার সবচেয়ে সহজ ও সস্তা উপায় হল ট্রানজিস্টর। এই ট্রানজিস্টরের হাত ধরেই আধুনিক ডিজিটাল ইলেক্ট্রনিক্সের সূচনা। ১৯৪৮ সালে আমেরিকার বেল টেলিফোন ল্যাবরেটরীর তিন জন বিজ্ঞানী যে. বারডিন,ডব্লুউ. এইচ ব্রাটেন এবং ডাব্লুউ শকলে ট্রানজিস্টর আবিস্কার করেন। ট্রানজিস্টার হল “Transforming Resistor”. ট্রানজিস্টরের সুইচিং মোডে কিংবা অ্যামপ্লিফাইয়ার মোডে কাজ করানো সম্ভব। দুটি কাজই মোটামুটি এক। অ্যামপ্লিফিকেশনের অর্থ হল কোন সিগনালকে বর্ধিত করা। অ্যামপ্লিফিকেশনের সর্বোচ্চ পর্যায়ে চালানোর অর্থই হল ট্রানজিস্টরকে সুইচিং মোডে চালানো। ট্রানজিস্টরের বেইজে (Base) এ অল্প কারেন্ট দিয়ে Emitter এবং Collector এর মধ্যদিয়ে বেশি কারেন্ট প্রবাহ করা যায়। কারেন্টের এই অ্যামপ্লিফিকেশনকে একটি রেজিস্টর দিয়ে ভোল্টের অ্যামপ্লিফিকেশনে পরিবর্তন করা সম্ভব। নিচে দেখানো হল কিভাবে একটি ৯ ভোল্টের মোটরকে মাইক্রোকন্ট্রোলার এর সাহায্যে চালানো যায়।


Transistor Interfacing Circuit
এখানে একটি ডায়োড ব্যবহার করা হয়েছে মোটরের Back EMF রোধ করার জন্য। মোটর হল এক ধরণের ইন্ডাক্টর। তাই যখন মোটরে বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ করা হয় তখন মোটরের কয়েলে সঞ্চিত EMF এর জন্য বিপরীত দিকে তড়িৎ প্রবাহিত হওয়ার চেষ্টা করে। ফলে এটি ট্রানজিস্টর কিংবা মাইক্রোকন্ট্রোলার এর ক্ষতি করতে পারে। তাই এখানে এই ডায়োড লাগানো হয়েছে যাতে বিপরীত দিক থেকে আসা তড়িৎ প্রবাহ ট্রানজিস্টর কিংবা মাইক্রোকন্ট্রোলার এ না গিয়ে আবার মোটরেই ফিরত আসে। এখন PIN1 কে অন-অফ করলেই মোটর অন-অফ হবে

ভোল্টেজ রেগুলেটর ও পাওয়ার সাপ্লাই

ধরা যাক, তোমার কাছে 12 ভোল্টের একটা ব্যাটারি ছাড়া আর কিছুই নেই। কিন্তু দরকার পড়ল এমন এক সার্কিটের যার পাওয়ার সাপ্লাই দেয়া লাগবে মোটে 5 ভোল্ট। কি উপায় তখন? অনেক কষ্টেশিষ্টে 6 ভোল্টের একটা ব্যাটারি ম্যানেজ করতে পারলেও লাভ নেই। লাগবে শুধু 5 ভোল্ট।

এখন প্রয়োজন এমন একটা কম্পোনেন্টের, ইনপুটে যাই দেয়া হোক না কেন, সবসময় আমাদের প্রয়োজনীয় ভোল্ট সাপ্লাই দেবে আউটপুটে। এই অদ্ভুত প্রযুক্তির জিনিসটাকে বলে ভোল্টেজ রেগুলেটর আই সি। যেমন, 5 ভোল্টের রেগুলেটরের ইনপুটে 5 এর বেশি ভোল্টেজ দিলে (এই যেমন 6 কিংবা 12 ভোল্টের ব্যাটারির কানেকশন) আউটপুটে সবসময় 5 ভোল্ট দিতে থাকে।

রেগুলেটর আই সি গুলোর মডেল নাম্বার সাধারণত 78XX এই টাইপের হয়। এই যেমন, 5 ভোল্টের রেগুলেটরের নাম্বার হল 7805, তেমনিভাবে 9 ভোল্টের রেগুলেটরের নাম্বার হল 7809 এরকম। এগুলো ৩ পিনের। অনেকটা নিচের ছবির মত. 1 হল ভোল্টেজ ইনপুট। এটা হতে পারে 12 ভোল্টের ব্যাটারি কিংবা অনেকগুলো পেন্সিল ব্যাটারির সিরিজ) আর 3 হল আউটপুট ভোল্টেজ, যেটা দিয়ে রেগুলেটেড ভোল্টেজ সাপ্লাই পাব। 2 হল কমন গ্রাউন্ড। 

যতই ডিসি ভোল্টেজ বলি না কেন, সার্কিটে কাজ করতে গেলে কিছু না কিছু নয়েজ তৈরি হয়েই যায়। এগুলো পিয়োর ডিসির সাথে মিশে নির্দিষ্ট আউটপুট ভোল্টেজ লেভেলের বারোটা বাজায়। তাই আগে ও পরে যথাক্রমে দুটো ক্যাপাসিটর লাগানো থাকে (ক্যাপাসিটরের ভ্যালু নিয়ে এক্সপেরিমেন্ট করার যথেষ্ট সুযোগ আছে)।

আরেকটা জিনিস মনে রাখা প্রয়োজন- রেগুলেটেড ভোল্টেজ সাপ্লাই কিন্তু ডিসি-টু-ডিসি তে কাজ করে। মানে, ইনপুটের ডিসি ভোল্টেজকে আউটপুটে আরেক ভোল্টেজের ডিসি ভোল্টেজ এ রুপান্তরিত করে। এসি ভোল্টেজ ইনপুট দিতে চাইলে প্রথমে অবশ্যই একে রেকটিফাই আর তার পর ফিল্টার করে নিতে হবে। এসি থেকে ডিসি করার সার্কিট হল,

 

কিন্তু 12 V এসি পাব কোথা? যেথায় ট্রান্সফর্মার আছে সেথা! সংক্ষেপে ট্রান্সফর্মার এমন এক ডিভাইস যেটা হাই ভোল্টেজ এ সি কে লো ভোল্টেজ এ সি তে রূপান্তরিত করতে পারে (অথবাতার উল্টোটা)| 

তাহলে বাসার 220 ভোল্ট আউটলেট থেকে 5 volt রেগুলেটেড ভোল্টেজ সাপ্লাই পেতে যে সার্কিট লাগবে সেটা হবে,