इलेक्ट्रॉनिक्सचे अद्भुत विश्व

ज्ञानदीप फौंडेशनच्या बालविज्ञान तंत्रज्ञान केंद्रात अटल ज्ञानदीप प्रशिक्षण वर्ग सुरू करण्याचे आम्ही जेव्हा ठरविले त्यावेळी मोजक्याच मान्यवर शाळात सुरू झालेल्या अटल टिकरिंग लॅबमधील बहुतेक सर्व प्रयोग करता यावेत यासाठी किमान साधनसामुग्री घेणे आवश्यक होते. 2020 मध्ये रासबेरी पाय या मायक्रोकॉम्प्युटरचा उपयोग करून पायथॉन आणि स्क्रॅच प्रोग्रॅम करण्याचे प्रशिक्षण वर्ग आम्ही शिक्षकांसाठी घेतले होते.

मात्र त्यावेळी इलेक्ट्रॉनिक सर्कीटवर चाळणारी दूरसंवेदी उपकरणे आणि रोबोटिक खेळणी याचे ज्ञान आम्हाला नव्हते.

प्रत्यक्ष शाळातील अशा लॅबमध्ये केले जाणारे प्रयोग पाहता रासबेरी पायऐवजी अर्ड्युनो या छोट्या मायक्रोकंट्रोलरचा वापर करूनच इलेक्ट्रॉनिक सर्कीट व दूरसंवेदी उपकरणे करण्याचे प्रशिक्षण दिले जात असल्याचे लक्षात आले.

त्यानुसार  अरड्युनो, इलेक्ट्रॉनिक कांपोनंट्स, सेन्सॉर्स आणि बाजारात उपलब्ध असणारे तयार संच नेटवरून मागविले.

एमसीए आणि बीटेक इलेक्ट्रॉनिक्स पदवी असलेल्या दोन मुली तीन महिन्यांच्या इंटर्नशिपसाठी ज्ञानदीपमध्ये रुजू झाल्याने सर्व सर्कीट जोडून अपेक्षित कार्य करणारी उपकरणे तयार करणे ज्ञानदीप टीमला शक्य झाले.

इलेक्ट्रॉनिक्स विषयावर पूर्वी मी काही प्राथमिक लेख लिहिले असले तरी त्याचा सखोल अभ्यास मी कधी केला नव्हता. मोठमोठी यंत्रे, कारखाने, वाहने एवढेच नव्हे तर रॉकेट आणि उपगृहही अगदी कमी विद्युतशक्ती लागणा-या छोट्याशा साधनाने नियंत्रित करण्याचे अद्भुत सामर्थ्य इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये कसे येते चाची उत्सुकता मला स्वस्थ बसू देईना. माझे मित्र व निवृत्त चीफ इंजिनिअर श्री सुभाष देशमाने यांनी इलेक्ट्रॉनिक्सची मासिके ज्ञानदीपला दिली.

मीही काही पुस्तके विकत घेऊन वाचावयास सुरुवात केली आणि हा जादूचा पेटारा हळूहळू  उघडत गेला. वीजपुरवठा आणि पाणीपुरवठा याच्या वितरण व्यवस्थेत बरेच साम्य असल्याने इलेक्टीकल इंजिनिअरिंग हा विषय मला लवकर आत्मसात झाला होता मात्र शॉकच्या भितीने प्रत्यक्ष प्रयोग करण्याचे धाडस मी कधी केले नव्हते.

इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये शॉकची भीती नसल्याने लहान मुलांपासून थोरांपर्यंत आणि अशिक्षित व्यक्तींनाही यातील सर्कीट जोडणी व प्रयोग म्हणून करता येतात. अर्थात त्यांचे कार्य कसे चालते हे समजून घ्यायचे असेल तर प्रत्येक कांपोनंट आणि मोड्यूलची वैशिष्ठ्ये विचारात घेऊन सर्कीटचे डिझाईन करावे लागते. असे डिझाईन शिकणे सोपे नाही आणि त्यासाठी पूर्णवेळ देणेही शक्य नाही हे मला उमगले.

मात्र थोड्याफार वाचनानंतर मला हा विषय हॅरी पॉटर वा अरेबियन नाईट्स सारखा गुतागुंतीच्या रहस्यमय कथानकांच्या मालिकेसारखा वाटला. विजेच्या प्रवाहाता हवे तसे वळवून वा कमी जास्त करून त्याचे रुपांतर एक शून्यच्या बायनरी संदेशात करण्यासाठी उघडझाप करणारी दारे कशी वापरली जातात.  याच संदेशातून गणिती प्रक्रियांचे प्रोग्रॅम पाठवून संवेदक यंत्रांना कसे संचालित केले जाते. बाह्य परिस्थितील बदल या संवेदक यंत्राद्वारे ग्रहण करून दूरवरच्या नियंत्रण कक्षाकडे पाठविण्यासाठी रेडिओलहरींचा कसा उपयोग केला जातो. आणि अशा संदेशाबरहुकूम अजस्त्र यंत्रणा गुलामासारख्या कसे कार्य करतात. हे सारेच फार रोचक व मनाला भुरळ घालणारे आहे. मुलांना तर रहस्यमय वा जादूच्या गोष्टी फार आवडतात.

इलेक्ट्रीकल इंजिनिअरिंगही नवख्याला समजायला अवघड जाते. विजेचा प्रवाह धन + टोकाकडून ऋण टोकाकडे वाहतो असे मानले जाते. पण प्रत्यक्षात ऋण टोकाकडून धन टोकाकडे इलेक्ट्रॉन जात असतात हे सांगितले जाते. घरातला वीज उलटसुलट दिशेने (एसी)वहात असते तर बॅटरीतील वा सौरशक्तीची वीज एकदिश (डीसी)असते. विद्युत दाब ( व्होल्टेज), विद्युत प्रवाह ( करंट) आणि विद्युतशक्ती या वेगवेगळ्या गोष्टी आहेत. विद्युत प्रवाहास होणारा विरोध ( रेझिस्टन्स) आणि बाहेर निर्माण होणारे मॅग्नेटिक फील्ड आणि त्यातले परस्पर संबंध यांचे नीट आकलन व्हवे लागते.

इलेक्ट्रॉनिक्सचे कांपोनंट अगदी लहान असतात एका छोच्या पट्ठीवरही असे अनेक कांपोनंट दाटीवाटीने पण एकमेकांना न चिकटता लावलेले असतात त्याच्यातली जोडणी मात्र पाठीमागे वेगळीच असते. एकाच आकाराच्या वेगवेगळ्या रेझिस्टंन्सची ओळख रंगांच्या पट्ट्यावरून करावी लागते. डायोड एकाच दिशेने प्रवाह जाऊ देतो तर ट्रायोड मधल्या चाळणीतून चोरटी वाट करून देतो. कपॅसिटर बॅकेसारखे काम करतो तर इंडक्टर प्रवाहाची गती एकसारखी ठेवण्याचा प्रयत्न करतो.

लॉजिक गेट हा तर खूपच गमतीदार प्रकार आहे. आत येणा-या संदेशांचे बाहेर जाणा-या संदेशात रुपांतर करताना कोणता नियम लावायचा हे ठरविण्यासाठी याचा उपयोग होतो.

आयसी म्हणजे इंटिग्रेटेड चिप म्हणजे तर अनेक कांपोनंटचे जाळे असणारे वेगवेगळी कामे करू शकणारे आणि आतबाहेर जाण्यासाठी अनेक विशिष्ठ मार्ग असणारे एक ऑफिसच असते.

एखादा प्रकल्प करण्यासाठी वसाहत असावी अशी पीसीबी चिपची रचना केलेली असते.

यातून विजेचा प्रवाह जात असताना होणा-या कमीजास्त बदलांची नोंद शून्य एक च्या बायनरी द्विमान भाषेत केली जाऊन त्याद्वारे कॉम्प्यटर प्रोग्रॅम चालविला जातो.

अज्ञाताचा शोध घेत व संकटांचा सामना करीत नायक वा नायिका  अशा गोष्टींमध्ये जसे शेवटी आपले ध्येय गाठतात व रहस्याचा उलगडा करतात. त्याप्रमाणे इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीचा इतिहास अशा काल्पनिक गोष्टीतून रचला तर त्यातील क्लिष्टता त्रासदायक न वाटता गोष्टीतल्या संकटासारखी वाटेल मग वाचक स्वतःहून त्यातून मार्ग काढण्याचा प्रयत्न करेल. मग इलेक्ट्रॉनिक्सची त्याला भीती न वाटता त्यात अधिक नवे संशोधन करण्यास तो उद्युक्त होईल.