Optoçiftuesit, të cilët lidhin qarqet duke përdorur sinjale optike si medium, janë një element aktiv në zonat ku saktësia e lartë është e domosdoshme, si akustika, mjekësia dhe industria, për shkak të shkathtësisë dhe besueshmërisë së tyre të lartë, si qëndrueshmëria dhe izolimi.
Por kur dhe në çfarë rrethanash funksionon optobashkuesi dhe cili është parimi pas tij?Ose kur në fakt e përdorni fotobashkuesin në punën tuaj elektronike, mund të mos dini si ta zgjidhni dhe ta përdorni.Sepse optoçiftuesi shpesh ngatërrohet me "fototransistor" dhe "fotodiodë".Prandaj, çfarë është një fotobashkues do të prezantohet në këtë artikull.
Çfarë është një fotobashkues?
Optobashkuesi është një komponent elektronik, etimologjia e të cilit është optike
bashkues, që do të thotë "bashkim me dritën".Ndonjëherë i njohur edhe si optobashkues, izolator optik, izolim optik, etj. Përbëhet nga elementi që lëshon dritë dhe elementi marrës 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 një gjendje izolimi.Prandaj, lidhja e qarkut midis hyrjes dhe daljes është e ndarë 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 drite, ai vepron si një ndërprerës.Parimi dhe mekanizmi i detajuar do të shpjegohet më vonë, por elementi që lëshon dritë të fotobashkues 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,optoelektronikau bë bum.Në atë kohë, të ndryshmepajisje optikeu shpikën, dhe bashkuesi fotoelektrik ishte një prej tyre.Më pas, optoelektronika depërtoi shpejt në jetën tonë.
① Parimi/mekanizmi
Parimi i optobashkuesit është që elementi që lëshon dritë konverton sinjalin elektrik të hyrjes në dritë, dhe elementi marrës i dritës transmeton sinjalin elektrik të kthimit të dritës në qarkun anësor të daljes.Elementi që lëshon dritë dhe elementi marrës i dritës janë në pjesën e brendshme të bllokut të dritës së jashtme dhe të dy janë përballë njëri-tjetrit për të transmetuar dritën.
Gjysmëpërçuesi i përdorur në elementët që lëshojnë dritë është LED (diodë që lëshon dritë).Nga ana tjetër, ka shumë lloje gjysmëpërçuesish që përdoren në pajisjet marrëse të dritës, në varësi të mjedisit të përdorimit, madhësisë së jashtme, çmimit etj., por në përgjithësi, më i përdoruri është fototransistori.
Kur nuk funksionojnë, fototranzistorët mbajnë pak nga rryma që bëjnë gjysmëpërçuesit e zakonshëm.Kur drita bie atje, fototransistori gjeneron një forcë fotoelektromotore në sipërfaqen e gjysmëpërçuesit të tipit P dhe gjysmëpërçuesit të tipit N, vrimat në gjysmëpërçuesin e tipit N derdhen në rajonin p, gjysmëpërçuesi me elektron të lirë në rajonin p rrjedh. në rajonin n dhe rryma do të rrjedhë.
Fototransistorët nuk janë aq të përgjegjshëm sa fotodiodat, por ato gjithashtu kanë efektin e amplifikimit të daljes në qindra deri në 1000 herë sinjalin e hyrjes (për shkak të fushës së brendshme elektrike).Prandaj, ato janë mjaft të ndjeshme për të kapur edhe sinjale të dobëta, gjë që është një avantazh.
Në fakt, "bllokuesi i dritës" që shohim është një pajisje elektronike me të njëjtin parim dhe mekanizëm.
Megjithatë, ndërprerësit e dritës zakonisht përdoren si sensorë dhe kryejnë rolin e tyre duke kaluar një objekt që bllokon dritën midis elementit që lëshon dritë dhe elementit marrës të dritës.Për shembull, mund të përdoret për të zbuluar monedha dhe kartëmonedha në makinat shitëse dhe ATM.
② Karakteristikat
Meqenëse optobashkuesi transmeton sinjale përmes dritës, izolimi midis anës hyrëse dhe anës së daljes është një veçori kryesore.Izolimi i lartë nuk ndikohet lehtë nga zhurma, por gjithashtu parandalon rrjedhjen aksidentale të rrymës midis qarqeve ngjitur, gjë që është jashtëzakonisht efektive për sa i përket sigurisë.Dhe vetë struktura është relativisht e thjeshtë dhe e arsyeshme.
Për shkak të historisë së tij të gjatë, grupi i pasur i produkteve të prodhuesve të ndryshëm është gjithashtu një avantazh unik i optoçiftuesve.Për shkak se nuk ka kontakt fizik, konsumimi midis pjesëve është i vogël dhe jeta është më e gjatë.Nga ana tjetër, ka edhe karakteristika që efikasiteti i ndriçimit është i lehtë për t'u luhatur, sepse LED ngadalë do të përkeqësohet me kalimin e kohës dhe ndryshimeve të temperaturës.
Sidomos kur komponenti i brendshëm i plastikës transparente për një kohë të gjatë, bëhet i turbullt, 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 fotodioda, kështu që nuk përdoren për komunikime me shpejtësi të lartë.Megjithatë, ky nuk është një disavantazh, pasi disa komponentë kanë qarqe amplifikuese në anën e daljes për të rritur shpejtësinë.Në fakt, jo të gjitha qarqet elektronike duhet të rrisin shpejtësinë.
③ Përdorimi
Çiftuesit fotoelektrikëpërdoren kryesisht për funksionimin e ndërrimit.Qarku do të aktivizohet duke ndezur çelësin, por nga pikëpamja e karakteristikave të mësipërme, veçanërisht izolimit dhe jetëgjatësisë, 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 lëvizjes së motorëve.Arsyeja e motorit është se shpejtësia kontrollohet nga inverteri kur ai 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" duke prekur pajisjet periferike.Në veçanti, pajisjet me instalime elektrike të gjata janë të lehta për të kapur këtë zhurmë të lartë të prodhimit, kështu që nëse ndodh në fabrikë, do të shkaktojë humbje të mëdha dhe ndonjëherë do të shkaktojë aksidente serioze.Duke përdorur optoçiftues shumë të izoluar për ndërrim, ndikimi në qarqet dhe pajisjet e tjera mund të minimizohet.
Së dyti, si të zgjidhni dhe përdorni optoçiftuesit
Si të përdorni optobashkuesin e duhur për aplikim në dizajnimin e produktit?Inxhinierët e mëposhtëm të zhvillimit të mikrokontrolluesve do të shpjegojnë se si të zgjidhni dhe përdorni optoçiftuesit.
① Gjithmonë të hapur dhe gjithmonë të mbyllur
Ekzistojnë dy lloje fotobashkuesish: një lloj në të cilin çelësi fiket (fik) kur nuk aplikohet tension, një lloj në të cilin çelësi ndizet (fiket) kur aplikohet një tension dhe një lloj në të cilin çelësi ndizet kur nuk ka tension.Aplikoni dhe fikeni kur të aplikohet tension.
E para quhet normalisht e hapur, dhe e dyta quhet normalisht e mbyllur.Si të zgjidhni, së pari varet nga lloji i qarkut që ju nevojitet.
② Kontrolloni rrymën e daljes dhe tensionin e aplikuar
Fotobashkuesit kanë vetinë të përforcojnë sinjalin, por jo gjithmonë kalojnë përmes tensionit dhe rrymës sipas dëshirës.Sigurisht, është e vlerësuar, por duhet të aplikohet një tension nga ana e hyrjes sipas rrymës së dëshiruar të daljes.
Nëse shikojmë fletën e të dhënave të produktit, mund të shohim një grafik ku boshti vertikal është rryma e daljes (rryma e kolektorit) dhe boshti horizontal është voltazhi i hyrjes (tensioni kolektor-emiter).Rryma e kolektorit 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 mund të dalë ende në mënyrë të besueshme pasi të merret parasysh përkeqësimi i 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 një optobashkues, sigurohuni që të kontrolloni me kujdes "rrymën e daljes" dhe të zgjidhni produktin që përputhet me të.
③ Rryma maksimale
Rryma maksimale e përcjelljes është vlera maksimale e rrymës që mund të përballojë optoçiftuesi gjatë përçimit.Përsëri, ne duhet të sigurohemi se e dimë se sa output i nevojitet projektit dhe sa është tensioni i hyrjes përpara se të blejmë.Sigurohuni që vlera maksimale dhe rryma e përdorur nuk janë kufizime, por se ka një diferencë.
④ Vendosni saktë fotobashkuesin
Pasi kemi zgjedhur optobashkuesin e duhur, le ta përdorim atë në një projekt real.Instalimi në vetvete është i lehtë, thjesht lidhni terminalet e lidhur me çdo qark anësor të hyrjes dhe qarkun anësor të daljes.Megjithatë, duhet pasur kujdes që të mos orientohet keq nga ana hyrëse dhe ajo e daljes.Prandaj, duhet të kontrolloni edhe simbolet në tabelën e të dhënave, në mënyrë që të mos zbuloni se këmba e bashkuesit fotoelektrik është e gabuar pas vizatimit të tabelës së PCB-së.
Koha e postimit: 29 korrik 2023