বেজ

আজকে আমরা শিখব অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার বা অপ-এম্প আইসি (Operational Amplifier/Op-Amp IC) এর বিভিন্ন গুরুত্বপূর্ণ কাজ। এরই সাথে আমরা যে আইসি টি ব্যবহার করতে যাচ্ছি তার একটি সুন্দর @প্রজেক্ট ও বানাবো। আজকে আমরা একটি বেসিক অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসি দিয়ে শুরু করব। যেটা এতটাই বেসিক যে কাউকে অপ-এম্প শিখাতে গেলে প্রথমে এটাই ব্যবহার করা হয়। তো, আমি আশা করতেই পারি অনেক মজা করে এবং গুরুত্ব দিয়ে আমরা এটা শিখে ফেলব। অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসি পরিচিতিঃ uA741 Op-AMP এটি একটি অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসি। যার মোট পিনের সংখ্যা ৮ টি। তবে এখানে ৮ টি পিনই এক সাথে একই কাজে ব্যবহার করা হয় না। আইসি এর পিন নির্ণয় আশা করি আমরা সবাই জানি। আর যারা জানি না তারা এখানে ক্লিক করলে দেখে নিতে পারব কিভাবে আইসি এর পিন সংখ্যা নির্ণয় করতে হয়। এই 741 আইসি 'র ভেতরে কি আছে? আমরা যদি এই আইসি টিকে আলাদা করে কোন পিসিবি তে বানাই তাহলে দেখতে পাবো এর মধ্যে- ২০ টি ট্রানজিস্টর ১১ টি রেজিস্টর ও ১ টি সিরামিক ক্যাপাসিটর আছে আডাফ্রুট কোম্পানির তৈরি করা এমনি একটি ছবি নিচে দেখতে পাচ্ছেন- 741 IC এর অভ্যন্তরে তাহলে বুঝতেই পারছেন এই বিশাল অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার সার্কিট টিকে মাত্র কত ছোট করে 741 আইসি আকৃতি দেয়া হয়েছে। নিচের দেখতে পাচ্ছেন এমন ৪ পিন আইসি'র প্রকৃত আকারের তুলনা মূলক চিত্র- ৪ পিন আইসি এর তুলনা মূলক চিত্র uA741 অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার IC পিন পরিচিতিঃ নিচে এই আইসিটির বিভিন্ন পিন পরিচিতি তুলে ধরা হলো- এই অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসির ২ ও ৩ নাম্বার পিনটি আমরা ইনপুট সিগনাল এর ক্ষেত্রে ব্যবহার করি। অর্থাৎ কোন সিগনাল কে যদি আমরা এমপ্লিফাই করতে চাই তাহলে আমাদের ২ ও ৩ নাম্বার পিনে উক্ত সিগনাল টি ইনপুট দিতে হবে। এই ২ নং পিনটি (ইনভারটিং - Inverting) পিন এবং ৩ নং পিনটি (নন-ইনভারটিং - Non Inverting) পিন হিসেবে ব্যবহার করা হয়। অর্থাৎ আইসি প্রস্তুতকারক কোম্পানি এইভাবে এটার নির্দিষ্ঠ করে দিয়েছেন। ১ ও ৫ নাম্বার পিনটি ব্যবহৃত হয় অফসেট-নাল (Offset null) এর জন্য। এটি দিয়ে অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসি এর আউটপুটে যদি কোন অবাঞ্চিত ভোল্টজ আসে তা বাদ দেয়া যায়। আর ৮ নাম্বার পিনটি কোন কিছুর সাথে যুক্ত নেই। এটি শুধু এই DIL8 প্যাকেজের অংশ মাত্র। এই আইসিটির সাপ্লাই ভোল্টেজ মিনিমাম ১৫ ভোল্ট। কিন্তু সরাসরি ১৫ ভল্ট লাগালেই কি এটি চালু হয়ে যাবে? অবশ্যই না। তাহলে এখন উপায়? আচ্ছা, তো এবার আসি সবচেয়ে প্রধান কথায় । সেটি হল সাধারণত আমরা জানি যেকোন পাওয়ার এমপ্লিফায়ার আইসি এর ইনপুট পাওয়ার সাপ্লাই এর জন্য আমরা সাপ্লাই এর পজেটিভ ও গ্রাউন্ড পিন ব্যবহার করি । কিন্তু এই আইসি টির ক্ষেত্রে তা অনেক ভিন্ন। মানে এটাকে যদি ব্যবহার এর জন্যে সক্রিয় করতে চাই তাহলে এর মধ্যে বায়াসিং করে নিতে হবে এবং পাওয়ার সাপ্লাই হিসাবে স্প্লিট পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করতে হবে। 741 IC টির পাওয়ার সাপ্লাই ও বায়াসিংঃ প্রশ্নঃ অপ-এম্প 741 IC বায়াসিং কিভাবে করতে হয় ? উত্তরঃ এর জন্য আমাদের ২ টি সেল ব্যাটারী অথবা স্প্লিট পাওয়ার সাপ্লাই এর ৩ প্রান্তই দরকার পড়বে, অর্থাৎ প্লাস মাইনাস ও গ্রাউন্ড ব্যবহার করতে হবে। যদি তা সেল ব্যাটারী অথবা ভিন্ন ২ টি করে আউটপুট সম্বলিত সাপ্লাই হয়ে থাকে তাহলে ২ টি পাওয়ার সাপ্লাই এর একটির নেগেটিভ (-) প্রান্ত এবং অপরটির পজেটিভ (+) প্রান্ত একসাথে করে সেটি গ্রাউন্ড হিসেবে ব্যবহৃত করতে হবে। অপর যে ১ টি পজেটিভ (+) প্রান্ত ও একটি নেগেটিভ (-) প্রান্ত থাকল সেগুলো আইসির পিনের মধ্যে যাবে। আর উল্লিখিত এই 741 অপ-এম্প আইসি টির - ৭ নাম্বার পিন দিয়ে পজেটিভ (+) ১৫ ভোল্ট এবং ৪ নাম্বার পিন দিয়ে নেগেটিভ (-) ১৫ ভোল্ট ইনপুট হিসেবে দিতে হবে। তাহলেই আইসি টিকে চালু করা সম্ভব। এখানে উল্লেখ্য যে বিশেষ বিশেষ কিছু সার্কিটে 741 IC কে সাধারন পাওয়ার সাপ্লাই দ্বারা চালানো যায়। সেক্ষেত্রে এর দক্ষতাও উল্লেখযোগ্য হারে কমে আসে অথবা পূর্ণ দক্ষতায় ব্যবহার করতে চাইলে সার্কিটের জটিলতা বৃদ্ধিপ্রাপ্ত হয়। 741 আইসি দিয়ে মজার প্রজেক্টঃ লো-পাস একটিভ ফিল্টার তো আশা করি সবাই আইসিটির বাপ দাদা ১৪ গুস্টি জেনে গেছেন। তাহলে এবার চলুন এর একটি সক্রিয় প্রজেক্ট আমরা দেখে আসি । আমরা যেটা বানাতে চলেছি সেটা হল লো-পাস একটিভ ফিল্টার। প্রশ্নঃ ফিল্টার কি? উত্তরঃ ফিল্টার বলতে এক কথায় আমাদের মাথায় যেটা আসে তাহলো - পানির ফিল্টার। একদমই সঠিক প্রশ্নঃ ফিল্টার এর কাজ কি? ফিল্টার এর মধ্যে অবিশুদ্ধ ময়লা যুক্ত পানি দিলে আমরা সেখান থেকে পরিশোধিত পানি/পরিষ্কার পানি /বিশুদ্ধ পানি পেয়ে থাকি । কিন্তু যখন আমরা ইলেক্ট্রনিক্স এ ফিল্টার পড়ব তখন আমরা একটু আলাদা ভাবে পড়ব কিন্তু প্রসেস টা একই । ইলেকট্রনিক্স এ আমরা যা কিছু পাই তার অধিকাংশই সিগনাল নিয়ে। অর্থাৎ আমরা যা কিছুই করি সবই সিগনাল নিয়ে কাজ করি। তেমনি এটাও অন্য কিছু নয়। তাহলে প্রশ্নটিকে সাজিয়ে লিখতে পারি এভাবে- প্রশ্নঃ ইলেকট্রনিক ফিল্টার কি ও এর কাজ কি? ইলেকট্রনিক্স এ ফিল্টার হচ্ছে এম একটি ডিভাইস বা পদ্ধতি যেটা ব্যবহার করে আমরা শুধুমাত্র, যে মাপের সিগনাল চাই বা যেটুকু বাদ দিতে চাই তাকেই বলা হয়। তাহলে কিন্তু পানির ফিল্টার আর ইলেক্ট্রনিক্স ফিল্টার এর কাজ প্রায় একই কিন্তু উপাদান আলাদা। ইলেকট্রনিক ফিল্টারের প্রকার ভেদ ফিল্টার প্রধানত ২ প্রকার হয়ে থাকে । যথাঃ প্যাসিভ ইলেকট্রনিক ফিল্টার একটিভ ইলেকট্রনিক ফিল্টার একটিভ ইলেকট্রনিক ফিল্টারঃ যে ফিল্টার বানাতে আমরা অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসি, ট্রানজিস্টর সহ এমন একটিভ পার্টস গুলো ব্যবহার করি সেগুলোই একটিভ ফিল্টার নামে পরিচিত। একটিভ ফিল্টার প্রধানত ৪ প্রকারের হয়ে থাকে । সেগুলো হলঃ লো-পাস ফিল্টার হাই পাস ফিল্টার ব্যান্ড পাস ফিল্টার নচ-ফিল্টার ইতিমধ্যেই ফিল্টার সম্পর্কে আমরা আমাদের সাইট থেকে লেখা প্রকাশ করেছি। এখানে ক্লিক করুন লেখাটি পড়তে। তাই আমরা এখানে আর বিস্তারিত না পড়ে শুধু লো-পাস ফিল্টার সম্পরকেই জানব। লো-পাস ফিল্টার নাম দেখেই বোঝা যাচ্ছে এটি লো ফ্রিকুয়েন্সির সিগনাল গুলোকে পাস করবে। অর্থাৎ এই ফিল্টার এর মধ্যে দিয়ে যদি আমরা বিভিন্ন মানের ফ্রিকুয়েন্সি প্রবেশ করাই তাহলে আমাদের হিসেব এর উপর ভিত্তি করে এটি শুধু একটি নির্দিষ্ট মানের লো ফ্রিকুয়েন্সি এর সিগনাল গুলোকেই প্রবাহিত হতে দিবে। কাটঅফ ফ্রিকুয়েন্সির পরবরতী গুলোকে অর্থাৎ হাই ফ্রিকুয়েন্সি গুলোকে সে আগেই আটকিয়ে দিবে। এটিই লো-পাস ফিল্টারের কাজ। আর এই কাজ টা যদি কোন অপ-এমপ্লিফায়ার আইসি, ট্রানজিস্টর দিয়ে করা হয় তাহলে তাকে আমরা একটিভ লো-পাস ফিল্টার বলব। কোথায় ব্যবহার হয় লো-পাস ফিল্টার? স্বভাবতই প্রশ্ন আসে কোথায় ব্যবহার হয় এই লো-পাস ফিল্টার সার্কিট গুলো? আমরা সাধারণত লো-পাস ফিল্টার গুলোকে - পাওয়ার সাপ্লাই এর এসি রিপল কমানোর জন্য অডিও এম্প সিস্টেমের আউটপুট বেজ বাড়ানোর জন্য ডিজিটাল সিগনাল প্রসেসিং এর সময় অবাঞ্চিত হাই ফ্রিকুয়েন্সি নয়েজ গুলো দূর করবার জন্য কমুনিকেশন ইঞ্জিনিয়ারিং এর ক্ষেত্রে ক্যারিয়ার ফ্রিকুয়েন্সি থেকে আসল ফ্রিকুয়েন্সি কে আলাদা করবার জন্য ব্যবহার করতে পারি। 741 IC দিয়ে লো-পাস ফিল্টার প্রজেক্ট তো চলুন বানিয়ে ফেলি একটিভ লো-পাস ফিল্টার সার্কিট। এই প্রজেক্ট এর জন্য যা যা লাগবে অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসি - uA741 C1 Capacitor - 0.1 uF, 25V (Electrolytic or ceramic) R1 Resistor - 470 Ohm, 1/4W ডায়াগ্রাম অনুযায়ী সব কম্পোনেন্ট গুলো কানেক্ট করলেই ব্যাস কাজ শেষ। আমি এখানে ডায়াগ্রাম আর এর আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স এর কয়েকটি ছবি দিয়েছি। এখান থেকে সাহায্য নিতে পারেন । অপারেশনাল এম্পলিফায়ার 741 দিয়ে লো-পাস ফিল্টার সার্কিট ডায়াগ্রাম নিচে দেখতে পাচ্ছেন অপারেশনাল এম্পলিফায়ার আইসি দিয়ে তৈরি লো-পাস ফিল্টার এর ডায়াগ্রাম অপারেশনাল এম্পলিফায়ার 741 দিয়ে লো-পাস ফিল্টার সার্কিট ডায়াগ্রাম লো-পাস মানে হচ্ছে সেট করে দেয়া নির্দিষ্ট রেঞ্জের লো ফ্রিকোয়েন্সি গুলোকেই এর মধ্য দিয়ে যেতে দিবে। হাই ফ্রিকোয়েন্সি গুলোকে আটকে দিবে বা প্রতিহত করবে। আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স কার্ভঃ আমরা যদি এই অপারেশনাল এম্পলিফায়ার আইসি দিয়ে তৈরি লো-পাস ফিল্টারের ফ্রিকুয়েন্সি রেসপন্স কার্ভের দিকে তাকাই তাহলে দেখতে পাচ্ছি এর ইনপুটে ৮০-৯০ হার্জের উপরে ফ্রিকোয়েন্সি কে যেতে বাঁধা দিচ্ছে। মূলত এভাবেই লো-পাস ফিল্টার কাজ করে থাকে। 741 IC দিয়ে তৈরি লো-পাস ফিল্টার সার্কিটের ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স কার্ভ এই অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসি 741 দিয়ে বানানো প্রজেক্টের ব্যবহারঃ আমি এটাকে পাওয়ার এমপ্লিফায়ার এর আউটপুটে সাব উফারের জন্য ব্যবহার করেছিলাম। অর্থাৎ যেকোন পাওয়ার এমপ্লিফায়ার এর আউটপুটে এটা লাগালে আউটপুট লোডে শুধু বেস পাওয়া যাবে। তাছাড়াও প্রয়োজন মত লবন, মশলা ও মনের মাধুরী মিশিইয়ে নিজেদের মত তৈরি করে নিতে পারেন। তো আজ এ পর্যন্তই। আমার অন্যান্য লেখা পড়তে এখানে ক্লিক করুন। এই প্রজেক্ট সম্পর্কিত যেকোন প্রকার প্রশ্ন অথবা অন্য কোন প্রশ্ন থেকে থাকলে নিচে কমেন্ট করে তা জানিয়ে দিতে পারেন অথবা এখানে ক্লিক করে আমার ফেসবুক প্রোফাইলেও জানাতে পারেন । যথাসাধ্য চেষ্টা করব আপনাদের প্রশ্নের উত্তর দিতে । আইসি 741 নিয়ে এই লেখাটিকে লাইক ও শেয়ার করতে ভুলবেন না। আপনাদের একটি লাইক আমাদের পরবর্তী লেখার জন্য সাহস যোগায়। ধন্যবাদ সবাইকে।

বেজ

অপারেশনাল এমপ্লিফায়ার আইসি 741 পরিচিতি ও মজার ইলেকট্রনিক প্রজেক্ট