Optocouplers, të cilët lidhin qarqet duke përdorur sinjale optike si medium, janë një element aktiv në zonat ku saktësia e lartë është e domosdoshme, siç është akustika, mjekësia dhe industria, për shkak të shkathtësisë dhe besueshmërisë së tyre të lartë, siç është qëndrueshmëria dhe izolimi.
Por kur dhe në çfarë rrethanash funksionon optocoupler, dhe cili është parimi që qëndron pas tij? Ose kur në të vërtetë përdorni fotokuperin në punën tuaj elektronike, mund të mos dini se si ta zgjidhni dhe ta përdorni atë. Sepse OptoCoupler shpesh është i hutuar me "fototransistor" dhe "fotodiodë". Prandaj, ajo që është një fotokuper do të prezantohet në këtë artikull.
Çfarë është një fotokuper?
Optocoupler është një përbërës elektronik, etimologjia e të cilit është optike
Coupler, që do të thotë "bashkim me dritën". Ndonjëherë i njohur edhe si optocoupler, izolues optik, izolim optik, etj. Ai përbëhet nga elementi që lëshon dritë dhe elementi pranues i dritës, dhe lidh qarkun anësor të hyrjes dhe qarkun anësor të daljes përmes sinjalit optik. Nuk ka asnjë lidhje elektrike midis këtyre qarqeve, me fjalë të tjera, në gjendje izolimi. Prandaj, lidhja e qarkut midis hyrjes dhe daljes është e veçantë dhe vetëm sinjali transmetohet. Lidhni në mënyrë të sigurt qarqet me nivele dukshëm të ndryshme të tensionit të hyrjes dhe daljes, me izolim të tensionit të lartë midis hyrjes dhe daljes.
Përveç kësaj, duke transmetuar ose bllokuar këtë sinjal të lehtë, ai vepron si një ndërprerës. Parimi dhe mekanizmi i detajuar do të shpjegohet më vonë, por elementi që lëshon dritë të fotokupuesit është një LED (diodë që lëshon dritë).
Nga vitet 1960 deri në vitet 1970, kur u shpikën LED dhe përparimet e tyre teknologjike ishin të rëndësishme,optoelektronikëu bë një bum. Në atë kohë, të ndryshmepajisje optikeu shpikën, dhe bashkuesi fotoelektrik ishte njëri prej tyre. Më pas, optoelektronika depërtoi shpejt në jetën tonë.
① Parimi/Mekanizmi
Parimi i optocoupler është se elementi që lëshon dritën e shndërron sinjalin elektrik të hyrjes në dritë, dhe elementi i marrjes së dritës transmeton sinjalin elektrik të dritës mbrapa në qarkun anësor të daljes. Elementi që lëshon dritën dhe elementi pranues i dritës janë në pjesën e brendshme të bllokut të dritës së jashtme, dhe të dy janë të kundërt me njëra -tjetrën në mënyrë që të transmetojnë dritën.
Gjysmëpërçuesi i përdorur në elementët që lëshojnë dritë është LED (dioda që lëshon dritë). Nga ana tjetër, ka shumë lloje të gjysmëpërçuesve të përdorura në pajisjet e marrjes së dritës, në varësi të mjedisit të përdorimit, madhësisë së jashtme, çmimit, etj., Por në përgjithësi, më i përdorurit është fototransistori.
Kur nuk punojnë, fototransistët mbajnë pak nga rryma që bëjnë gjysmëpërçuesit e zakonshëm. Kur incidenti i dritës atje, fototransistori gjeneron një forcë fotelektromotore në sipërfaqen e gjysmëpërçuesit të tipit P dhe gjysmëpërçues të tipit N, vrimat në rajonin e tipit N do të rrjedhin.
Fototransistorët nuk janë aq të përgjegjshëm sa fotodiodat, por ato gjithashtu kanë efektin e amplifikimit të rezultatit në qindra deri në 1.000 herë sinjalin e hyrjes (për shkak të fushës elektrike të brendshme). Prandaj, ato janë mjaft të ndjeshme për të marrë sinjale edhe të dobëta, që është një avantazh.
Në fakt, "bllokuesi i dritës" që ne shohim është një pajisje elektronike me të njëjtin parim dhe mekanizëm.
Sidoqoftë, ndërprerësit e dritës zakonisht përdoren si sensorë dhe kryejnë rolin e tyre duke kaluar një objekt bllokimi të dritës midis elementit që lëshon dritë dhe elementit të marrjes së dritës. Për shembull, mund të përdoret për të zbuluar monedha dhe kartëmonedha në makinat shitëse dhe ATM.
② Karakteristikat
Meqenëse optocoupler transmeton sinjale përmes dritës, izolimi midis anës së hyrjes dhe anës së daljes është një veçori kryesore. Izolimi i lartë nuk preket lehtë nga zhurma, por gjithashtu parandalon rrjedhën e rrymës aksidentale midis qarqeve ngjitur, e cila është jashtëzakonisht e efektshme për sa i përket sigurisë. Dhe vetë struktura është relativisht e thjeshtë dhe e arsyeshme.
Për shkak të historisë së saj të gjatë, formacioni i pasur i produkteve të prodhuesve të ndryshëm është gjithashtu një avantazh unik i optocouplers. Për shkak se nuk ka asnjë kontakt fizik, veshja midis pjesëve është e vogël, dhe jeta është më e gjatë. Nga ana tjetër, ekzistojnë edhe karakteristika që efikasiteti i ndritshëm është i lehtë për t'u luhatur, sepse LED do të përkeqësohet ngadalë me kalimin e kohës dhe ndryshimet e temperaturës.
Sidomos kur përbërësi i brendshëm i plastikës transparente për një kohë të gjatë, bëhet me re, nuk mund të jetë dritë shumë e mirë. Sidoqoftë, në çdo rast, jeta është shumë e gjatë në krahasim me kontaktin e kontaktit të kontaktit mekanik.
Fototransistorët janë përgjithësisht më të ngadaltë se fotodiodat, kështu që ato nuk përdoren për komunikime me shpejtësi të lartë. Sidoqoftë, kjo nuk është një disavantazh, pasi disa përbërës kanë qarqe amplifikimi në anën e daljes për të rritur shpejtësinë. Në fakt, jo të gjitha qarqet elektronike duhet të rrisin shpejtësinë.
③ Përdorimi
Bashkues fotoelektrikpërdoren kryesisht për funksionimin e ndërrimit. Qarku do të energjizohet duke ndezur ndërprerësin, por nga këndvështrimi i karakteristikave të mësipërme, veçanërisht izolimi dhe jeta e gjatë, ai është i përshtatshëm për skenarët që kërkojnë besueshmëri të lartë. Për shembull, zhurma është armiku i elektronikës mjekësore dhe pajisjeve audio/pajisjeve të komunikimit.
Përdoret gjithashtu në sistemet e makinës motorike. Arsyeja e motorit është se shpejtësia kontrollohet nga inverteri kur drejtohet, por gjeneron zhurmë për shkak të prodhimit të lartë. Kjo zhurmë jo vetëm që do të bëjë që vetë motori të dështojë, por edhe të rrjedhë nëpër "tokë" që prek periferikët. Në veçanti, pajisjet me instalime elektrike të gjata janë të lehta për tu kapur këtë zhurmë të lartë të daljes, kështu që nëse ndodh në fabrikë, ajo do të shkaktojë humbje të mëdha dhe ndonjëherë do të shkaktojë aksidente serioze. Duke përdorur optocouplers shumë të izoluar për ndërrimin, ndikimi në qarqet dhe pajisjet e tjera mund të minimizohet.
Së dyti, si të zgjidhni dhe përdorni optocouplers
Si të përdorni optocouplerin e duhur për aplikim në hartimin e produktit? Inxhinierët e mëposhtëm të zhvillimit të mikrokontrolluesit do të shpjegojnë se si të zgjedhin dhe përdorin optocouplers.
① Gjithmonë e hapur dhe gjithmonë afër
Ekzistojnë dy lloje të fotokokopluesve: një lloj në të cilin çelësi është fikur (fikur) kur nuk aplikohet tension, një lloj në të cilin është ndezur çelësi (fikur) kur aplikohet një tension, dhe një lloj në të cilin është ndezur çelësi kur nuk ka tension. Aplikoni dhe fikni kur të aplikohet tensioni.
E para quhet normalisht e hapur, dhe kjo e fundit quhet e mbyllur normalisht. Si të zgjidhni, së pari varet nga çfarë lloj qarku ju nevojitet.
② Kontrolloni rrymën e daljes dhe tensionin e aplikuar
Fotokoupertët kanë pronën e amplifikimit të sinjalit, por jo gjithmonë kalojnë përmes tensionit dhe rrymës sipas dëshirës. Sigurisht, ajo vlerësohet, por një tension duhet të aplikohet nga ana e hyrjes sipas rrymës së dëshiruar të daljes.
Nëse shikojmë fletën e të dhënave të produktit, ne mund të shohim një tabelë ku boshti vertikal është rryma e daljes (rryma e kolektorit) dhe boshti horizontal është tensioni i hyrjes (tensioni i kolektorit-emitter). Rryma e koleksionistit ndryshon sipas intensitetit të dritës LED, kështu që aplikoni tensionin sipas rrymës së dëshiruar të daljes.
Sidoqoftë, mund të mendoni se rryma e daljes e llogaritur këtu është çuditërisht e vogël. Kjo është vlera aktuale që ende mund të dalë në mënyrë të besueshme pasi të marrë parasysh përkeqësimin e LED me kalimin e kohës, kështu që është më pak se vlerësimi maksimal.
Përkundrazi, ka raste kur rryma e daljes nuk është e madhe. Prandaj, kur zgjidhni optocoupler, sigurohuni që të kontrolloni me kujdes "rrymën e daljes" dhe të zgjidhni produktin që përputhet me të.
③ rrymë maksimale
Rryma maksimale e përcjelljes është vlera maksimale e rrymës që optocoupler mund t'i rezistojë kur kryhet. Përsëri, ne duhet të sigurohemi që e dimë se sa prodhim i duhet projektit dhe cili është tensioni i hyrjes përpara se të blejmë. Sigurohuni që vlera maksimale dhe rryma e përdorur nuk janë kufij, por që ka ndonjë diferencë.
④ Vendosni fotokuperin në mënyrë korrekte
Duke zgjedhur optocouplerin e duhur, le ta përdorim atë në një projekt të vërtetë. Instalimi në vetvete është i lehtë, thjesht lidhni terminalet e lidhura me secilin qark anësor të hyrjes dhe qarkun anësor të daljes. Sidoqoftë, duhet pasur kujdes që të mos keqorientoni anën e hyrjes dhe anën e daljes. Prandaj, duhet të kontrolloni edhe simbolet në tabelën e të dhënave, në mënyrë që të mos zbuloni se këmba e bashkimit fotelektrik është i gabuar pas vizatimit të bordit PCB.
Koha e Postimit: Korrik-29-2023