5V ரெகுலேடட் பவர் சப்ளை சர்க்யூட் அசெம்பிள் செய்வது எப்படி?

5V Regulated Power Supply – ஒரு எளிய DIY திட்டம்

டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் கற்றுக்கொள்ள ஆரம்பித்திருகிரீர்களா? டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் வெற்றிகரமாக கற்றுக்கொள்ள பல பரிசோதனைகள் செய்ய/ கற்றுக்கொள்ள அவைகளை இயக்க முதலில் ஒரு தரமான பொருத்தமான பவர் சப்ளை தேவை. அது 5V ரேகுலடேத் பவர் சப்ளையாக இருக்க வேண்டும். அதனை நீங்களே அமைக்க ஒரு எளிய தரமான சர்க்யூட்டு தேவை. அப்படிப்பட்ட சர்க்யூடைதான் இங்கு நாம் அலசி ஆராய இருக்கிறோம். மிகவும் பாப்புலரான IC7805 என்ற ஐ. ஸி. யைப் பயன்படுத்தி நம்பகமான 5V பவர் சப்ளை அச்செம்பில் செய்யும் செயல் முறையைத்தான் இந்த பதிவில் பார்க்க இருக்கிறோம்.

முழுவதும் எளிய தமிழில் சர்க்யூட் டியாக்ரம், வேலை செய்யும் விதம், பக்கங்கள் லிஸ்ட் மற்றும் எப்படி அச்செம்பில் செய்வது என்ற செயல்முறையையும் விளக்கப்பட்டுள்ளது பதிவு கடைசி வரை படித்து தெரிந்துகொண்ட உங்கள் சொந்த மைப்பு முறையைத் தொடங்கலாம்.

அறிமுகம்

நமது வலைப்பதிவின் முதல் செய்முறை (Project) பணியாக 5V Regulated Power Supply-ஐ உருவாக்குவது பற்றிய விரிவான விவாதத்தையே இன்று பார்க்கப் போகிறோம். இந்த பதிவில், 5V Regulated Power Supply Circuit-ஐ எவ்வாறு அமைப்பது என்பதை ஆழமாகப் பார்ப்போம். இதன் மூலம் வாசகர்கள், தொடக்கநிலை பயிலர்கள் மற்றும் எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆர்வலர்கள் தங்களின் திறன்களை மேம்படுத்திக் கொண்டு, இந்த பல்துறை பயன்பாட்டுடைய மின்வழங்கல் சுற்றை (Power Supply Circuit) ஒரு DIY (Do It Yourself) திட்டமாக உருவாக்கும் அனுபவத்தைப் பெற முடியும்.

எலக்ட்ரானிக்ஸில் எந்தச் சுற்றும் (Circuit) சரியாக செயல்பட வேண்டுமெனில், அதற்கு பொருத்தமான மற்றும் தரமான மின்வழங்கல் (Power Supply) அவசியமாகும். தரமற்ற அல்லது குறைந்த தரமுள்ள மின்வழங்கல் அமைப்புகள் சுற்றின் செயல்திறனை குறைக்கக்கூடும். மேலும், அவை சுற்று வடிவமைப்பிற்கு பாதுகாப்பற்றதாகவும் இருக்கலாம். மின்வழங்கலின் தரம் சரியாக இல்லாவிட்டால், சுற்றின் கூறுகள் (Components) சேதமடையலாம் அல்லது முற்றிலும் செயலிழக்கலாம். நன்கு ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட (Well-Regulated) மின்வழங்கல் மட்டுமே சுற்றிற்கு உகந்த செயல்திறனை வழங்கும்.

இது குறிப்பாக டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் லாஜிக் சுற்றுகள் (Digital Electronics Logic Circuits) செயல்படுவதற்கு மிகவும் முக்கியமானது. எலக்ட்ரானிக்ஸ் சந்தையில் டிஜிட்டல் சுற்றுகளை இயக்க பல்வேறு வகையான மின்வழங்கல் அமைப்புகள் கிடைக்கின்றன. Half-Wave Rectifier அடிப்படையிலான சுற்றுகள் முதல் பல்துறை பயன்பாட்டுடைய SMPS (Switch Mode Power Supply) வரை பல வடிவமைப்புகள் உள்ளன. இருப்பினும், சாதாரண மின்வழங்கலை டிஜிட்டல் சுற்றுகளுக்குப் பயன்படுத்தக் கூடாது.

டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் Logic Gate ICs-களை இயக்க மிகவும் அவசியமான மின்வழங்கல் எது தெரியுமா? பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் 5V Regulated Power Supply தேவைப்படுகிறது. நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட மின்வழங்கல் சுற்றிலிருந்து இதை எளிதாகப் பெறலாம்.

முன்பெல்லாம் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட DC மின்வழங்கல் (Regulated DC Supply) தனித்தனி Power Transistors-களைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டது. ஆனால் தற்போது, வடிவமைப்பு மிகவும் எளிமையாக்கப்பட்டுள்ளது. குறிப்பாக Voltage Regulator ICs-களைப் பயன்படுத்தி பாதுகாப்பான மற்றும் துல்லியமான Regulated Power Supply அமைப்புகளை உருவாக்க முடிகிறது.
நாமும் டிஜிட்டல் Logic Gate IC சுற்றுகளைச் சோதித்து பரிசோதனை செய்வதற்காக, ஆய்வக மேசை மின்வழங்கலாக (Lab Bench Power Supply) இதுபோன்ற திறமையான Regulated Power Supply ஒன்றைத் தேவைப்படுகிறோம்.

5V Regulated Power Supply என்றால் என்ன?

ஒரு நிலையான ஸ்திரமான 5 ஓல்ட் டி.ஸி. மினாழுத்தத்தை வழங்கக்கூடிய பவர் சப்ளை அமைப்பைத்தான் நாம் 5 V ரெகுலேடட் பவர் சப்ளை என்று சொல்கிறோம். இன்புட் வோல்டேஜ்ல் இப்படியும் அப்படியும் மாறினாலும், லோடில் மாற்றம் இருந்தாலும் ஒரே சீரான மின்னழுத்தத்தை தரக்கூடியதுதான் இதன் சிறப்பு ஆகும். டிஜிட்டல் ஐ. ஸி. க்களுக்கு அவசியம் இப்படிப்பட்ட சீரான நிலையான மின்னழுத்தம் அவைகளின் திறமையான செயல்பாட்டிற்கு அவசியமாகிறது.

5V Regulated Power Supply-இன் முக்கிய அம்சங்கள்

• 5V Regulated DC வெளியீடு (Output)
• நிலையான மின்னோட்ட வழங்கல் (Constant Current Supply)
• பாதுகாப்பான செயல்பாடு
• குறைந்த செலவில் உருவாக்கவும் பயன்படுத்தவும் இயலும்
• தொடக்கநிலை பயிலர்களுக்கும் ஏற்ற சுற்று வடிவமைப்பு

எலக்ட்ரானிக்ஸ் சந்தையில் பல்வேறு வகையான Regulated Power Supply சுற்றுகள் கிடைக்கின்றன. அவற்றை வாங்கிப் பயன்படுத்தலாம். ஆனால் அவற்றின் வடிவமைப்புத் தரம் மற்றும் நீண்டகால நம்பகத்தன்மை குறித்து சந்தேகம் இருக்கலாம். மேலும், அவற்றின் விலையும் அதிகமாக இருக்கக்கூடும்.
சில மின்வழங்கல் அமைப்புகள் Half-Wave Rectifier மற்றும் குறைந்த தரமான Filtering மற்றும் Smoothing முறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது டிஜிட்டல் IC-களுக்கு தீங்கு விளைவித்து, செயல்திறனையும் குறைக்கக்கூடும். எனவே தரமான கூறுகளை (Components) குறைந்த செலவில் வாங்கி, நாமே ஒரு நல்ல Regulated Power Supply-ஐ உருவாக்குவது சிறந்த தேர்வாகும்.

5V Regulated Power Supply Circuit-ஐ உருவாக்குவது நாம் நினைப்பது போல கடினமானது அல்ல. பரிசோதனைப் பிரிவில் பயன்படுத்துவதற்காக, IC அடிப்படையிலான எளிய மற்றும் சுலபமாக அமைக்கக்கூடிய ஒரு சுற்று வடிவமைப்பை இங்கே விளக்குகிறேன். இது ஒரு DIY திட்டமாகும். இது செலவு குறைவானது, நம்பகமானது மற்றும் தொடக்கநிலை பயிலர்களுக்கும் ஏற்றது.

IC 7805 Voltage Regulator

Pin Configuration
Pin 1 = Input
Pin 2 = Ground
Pin 3 = Output

7805 Voltage Regulator IC என்பது 3-Pin கொண்ட தொகுப்பு (Package) ஆகும். இதை நேரடியாக மின்வழங்கல் சுற்றில் பயன்படுத்தலாம். இது சந்தையில் எளிதாகக் கிடைக்கக்கூடியதுடன், விலையிலும் குறைவானது. Hobbyists மற்றும் Professionals இருவருக்கும் இது மிகவும் பயன்படும் IC ஆகும்.
நம்பகமான செயல்திறன்

இந்த Regulator IC நிலையான மின்னழுத்த ஒழுங்குபடுத்தலை (Stable Voltage Regulation) வழங்குகிறது. மேலும், இதில் உள்ளமைக்கப்பட்ட பாதுகாப்பு வசதிகளாக:
Thermal Shutdown
Short-Circuit Protection
போன்ற அம்சங்களும் உள்ளன.
பரந்த Input Voltage Range

7805 IC பொதுவாக 7V முதல் 35V வரை உள்ள Input Voltage-ஐ ஏற்கக்கூடியது. இதனால் பல்வேறு பயன்பாடுகளில் இதை பயன்படுத்த முடிகிறது.
இதன் வெளியீடு (Output) 5V Regulated Power Supply ஆகும்.
இந்த Power IC அதிகப்படியான ஆற்றலை வெப்பமாக (Heat) வெளியேற்றுகிறது. எனவே Input மற்றும் Output Voltage இடையேயான வேறுபாடு அதிகமாக இருந்தால், திறன் (Efficiency) குறையக்கூடும். அதிக மின்னோட்ட பயன்பாடுகளுக்கு (High Current Applications) Heatsink தேவைப்படலாம்.

பவர் சப்ளை சர்க்யூட் (Circuit Schematic)

டிஜிட்டல் சுற்றுகளுக்குத் தேவையான நிலையான 5V வழங்கக்கூடிய எளிமையான மற்றும் பல்துறை பயன்பாட்டுடைய 5V Regulated Power Supply Circuit இங்கே வழங்கப்பட்டுள்ளது.
AC மின்வழங்கலை Full-Wave Rectification செய்வதன் மூலம் சுமார் 1A வரை மின்சாரத்தை வழங்கும் திறன் பெறப்படுகிறது.
DC மின்னழுத்தம் Smoothing செய்யப்பட்ட பின்னரும், பிரபலமான 7805 Voltage Regulator IC உதவியுடன் அது துல்லியமாக 5V DC வெளியீடாக ஒழுங்குபடுத்தப்படுகிறது.
இது PCB-களில் எளிதாக பொருத்தக்கூடிய 3-Pin Voltage Regulator IC ஆகும்.
சுற்றின் முழுமையான Schematic Diagram, அதை உருவாக்கவும் புரிந்துகொள்ளவும் உதவியாக வழங்கப்பட்டுள்ளது.

சர்க்யூட் எப்படி வேலை செய்கிறது?

இப்போது 5V Regulated Power Supply Circuit எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் பார்ப்போம்.

PT (Power Transformer), 230V AC மின்னழுத்தத்தை அதன் Secondary பகுதியில் 8V AC ஆகக் குறைக்கிறது. இந்த 8V AC மின்னழுத்தம் D1 முதல் D4 வரை உள்ள Full-Wave Rectifier Diodes மூலம் DC மின்னழுத்தமாக மாற்றப்படுகிறது. தனித்தனி 4 டையோடுகளுக்குப் பதிலாக ஒரு Bridge Rectifier-ஐயும் பயன்படுத்தலாம்.
Rectification செய்யப்பட்ட Pulsating DC மின்னழுத்தம் C1 Capacitor மூலம் Smoothing செய்யப்படுகிறது. பின்னர் அது 7805 Voltage Regulator IC-இன் Pin 1 (Input)-க்கு வழங்கப்படுகிறது.

IC-யின் Pin 3 (Output)-இல் இருந்து நிலையான +5V Regulated DC Supply கிடைக்கிறது.
இந்த வெளியீடு மேலும் C2 Capacitor மூலம் வடிகட்டப்படுகிறது (Filtered).
Pin 2 (Ground), சுற்றின் Negative (-ve) மின்வழங்கலுடன் இணைக்கப்படுகிறது.

ஸ்பேர் பார்ட்ஸ் (Parts List)

இந்த 5V Regulated Power Supply Circuit-இல் மிகக் குறைந்த ஸ்பேர் பாகங்களே பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பாகங்களின் லிஸ்ட் விவரங்கள் கீழே உள்ள அட்டவணையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

அசெம்பிளிங் (Assembling)

இந்த சர்க்யூட்டில் பயன்படுத்தப்படும் பாகங்கள் மிகக் குறைவாக இருப்பதால், இதனை ஒரு பொது பயன்பாட்டு (General Purpose) PCB-யில் மிகவும் எளிதாக அமைக்கலாம்.
ஆனால், தயாராக கிடைக்கும் PCB-யில் உருவாக்க விரும்பினால், PCB வடிவமைப்பை நீங்களே உருவாக்கலாம் அல்லது சந்தையில் கிடைக்கும் Ready-Made PCB-யை வாங்கியும் பயன்படுத்தலாம்.

இந்த பவர் சப்ளை (Power Supply) PCB-யை, 5V ரெகுலேடட் பவர் சப்ளை தேவைப்படும் எந்த சாதனத்திலும் பொருத்த முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
இந்த Circuit Diagram-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்டு, இதனை ஒரு DIY திட்டமாக எளிதில் அச்செம்பிள் செய்யலாம்.

உங்கள் நகரிலுள்ள Electronics கடைகளில் Kit வடிவில் வாங்கினால், அமைக்கும் செலவும் மிகவும் குறைவாக இருக்கும்.

Ready-Made PCB Pattern

விளக்கத்திற்காக ஒரு PCB Pattern படம் வழங்கப்பட்டுள்ளது.
PCB வடிவமைப்பை Trace செய்து, Copper Clad Board-இல் Etching செய்து தனிப்பட்ட பயன்பாட்டிற்காக PCB தயாரிக்கலாம். இந்த முறை மிகவும் எளிமையானது. இதற்கான நடைமுறைகளை YouTube-இல் கிடைக்கும் பல வீடியோக்களின் மூலம் கற்றுக்கொள்ளலாம்.

முடிவுரை

இந்த பல்துறை பயன்பாட்டுடைய 5V Regulated Power Supply ஆனது Hobbyists, Prototype Builders, Experimenters, Electronics மாணவர்கள் மற்றும் Professionals உள்ளிட்ட அனைவருக்கும் மிகவும் பயனுள்ளதாகும். நமது டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆய்வகப் பரிசோதனைகளுக்கு இந்த Voltage Regulator மிகவும் அவசியமானதாகும்.

எனவே, உங்கள் டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் திட்டங்களுக்கும், மேலும் இந்த வலைப்பதிவில் படிப்படியாக விவாதிக்கப்படவுள்ள Logic Gates பரிசோதனைகளுக்கும் பயன்படுத்த, உங்கள் சொந்த 5V Regulated Power Supply Unit-ஐ உருவாக்கி வைத்துக்கொள்ளுங்கள். தேவைப்படும் சமயங்களில் சுலபமாக இணைத்துப் பயன்படுத்த முடியும். இது டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸை நம்பிக்கையுடன் கற்றுக்கொள்வதற்கு ஒரு கூடுதல் நன்மையாக அமையும்.

உங்கள் மேலான கருத்துகளை கீழே பகிரவும். அதன்மூலம் வாசகர்களின் தேவைகளை அறிந்து, அதற்கேற்ற பதிவுகளை வழங்க முடியும்.