L-optocouplers, li jgħaqqdu ċ-ċirkwiti bl-użu ta 'sinjali ottiċi bħala l-mezz, huma element attiv f'żoni fejn preċiżjoni għolja hija indispensabbli, bħal akustika, mediċina u industrija, minħabba l-versatilità għolja u l-affidabilità tagħhom, bħal durabilità u insulazzjoni.
Imma meta u taħt liema ċirkustanzi jaħdem l-optocoupler, u x'inhu l-prinċipju warajh? Jew meta int attwalment tuża l-fotokoppja fix-xogħol tal-elettronika tiegħek stess, forsi ma tafx kif tagħżel u tużah. Minħabba li l-optocoupler spiss ikun konfuż ma '"fototransistor" u "fotodiodi". Għalhekk, dak li hu fotokoppja se jiġi introdott f'dan l-artikolu.
X'inhu fotokoupler?
L-optocoupler huwa komponent elettroniku li l-etimoloġija tiegħu hija ottika
Coupler, li jfisser "akkoppjar bid-dawl." Kultant magħruf ukoll bħala optocoupler, iżolatur ottiku, insulazzjoni ottika, eċċ. Jikkonsisti minn element li jarmi d-dawl u element li jirċievi d-dawl, u jgħaqqad iċ-ċirkwit tal-ġenb tal-input u ċ-ċirkwit tal-ġenb tal-ħruġ permezz tas-sinjal ottiku. M'hemm l-ebda konnessjoni elettrika bejn dawn iċ-ċirkwiti, fi kliem ieħor, fi stat ta 'insulazzjoni. Għalhekk, il-konnessjoni taċ-ċirkwit bejn l-input u l-output hija separata u s-sinjal biss huwa trasmess. Qabbad b'mod sigur ċirkwiti b'livelli ta 'vultaġġ ta' input u output b'mod sinifikanti, b'insulazzjoni ta 'vultaġġ għoli bejn input u output.
Barra minn hekk, billi tittrasmetti jew timblokka dan is-sinjal tad-dawl, taġixxi bħala swiċċ. Il-prinċipju u l-mekkaniżmu dettaljat se jiġu spjegati aktar tard, iżda l-element li jarmi d-dawl tal-fotokoupler huwa LED (dijodu li jarmi d-dawl).
Mis-snin 1960 sas-snin sebgħin, meta ġew ivvintati l-LEDs u l-avvanzi teknoloġiċi tagħhom kienu sinifikanti,Optoelettronikasar boom. Dak iż-żmien, diversiApparat ottikuġew ivvintati, u l-akkoppjar fotoelettriku kien wieħed minnhom. Sussegwentement, l-optoelectronics ppenetraw malajr f'ħajjitna.
① Prinċipju / mekkaniżmu
Il-prinċipju ta 'l-optocoupler huwa li l-element li jarmi d-dawl jikkonverti s-sinjal elettriku ta' input f'dawl, u l-element li jirċievi d-dawl jittrasmetti s-sinjal elettriku ta 'wara tad-dawl maċ-ċirkwit tal-ġenb tal-ħruġ. L-element li jarmi d-dawl u l-element li jirċievi d-dawl jinsabu fuq ġewwa tal-blokka tad-dawl estern, u t-tnejn huma faċċata ta 'xulxin sabiex jittrasmettu d-dawl.
Is-semikonduttur użat f'elementi li jarmu d-dawl huwa l-LED (dijodu li jarmi d-dawl). Min-naħa l-oħra, hemm ħafna tipi ta 'semikondutturi użati f'apparat li jirċievi d-dawl, skont l-ambjent tal-użu, id-daqs estern, il-prezz, eċċ., Iżda b'mod ġenerali, l-iktar użat komunement huwa l-fototransistor.
Meta ma jaħdmux, il-fototransistors iġorru ftit mill-kurrent li jagħmlu s-semikondutturi ordinarji. Meta l-inċident tad-dawl hemm, il-fototransistor jiġġenera forza fotoelettromotiva fuq il-wiċċ tas-semikonduttur tat-tip P u semikonduttur tat-tip N, it-toqob fir-reġjun tas-semikondutturi tat-tip N fir-reġjun P, l-elettroni ħielsa semikondutturi fir-reġjun P flussi fir-reġjun N, u l-kurrent se joħroġ.
Il-fototransistors mhumiex daqshekk reattivi daqs fotodjodi, iżda għandhom ukoll l-effett li jamplifikaw il-ħruġ għal mijiet sa 1,000 darba s-sinjal tal-input (minħabba l-kamp elettriku intern). Għalhekk, huma sensittivi biżżejjed biex jittellgħu sinjali anke dgħajfa, li huwa vantaġġ.
Fil-fatt, il- "imblokkatur tad-dawl" li naraw huwa apparat elettroniku bl-istess prinċipju u mekkaniżmu.
Madankollu, interrupters ħfief ġeneralment jintużaw bħala sensuri u jwettqu r-rwol tagħhom billi jgħaddu oġġett li jimblokka d-dawl bejn l-element li jarmi d-dawl u l-element li jirċievi d-dawl. Pereżempju, tista 'tintuża biex tiskopri muniti u karti tal-flus fil-magni tal-bejgħ u ATMs.
② Karatteristiċi
Peress li l-optocoupler jittrasmetti sinjali permezz tad-dawl, l-insulazzjoni bejn in-naħa tal-input u n-naħa tal-ħruġ hija karatteristika ewlenija. L-insulazzjoni għolja mhix affettwata faċilment mill-istorbju, iżda tipprevjeni wkoll fluss ta 'kurrent aċċidentali bejn ċirkwiti li jmissu magħhom, li huwa estremament effettiv f'termini ta' sigurtà. U l-istruttura nnifisha hija relattivament sempliċi u raġonevoli.
Minħabba l-istorja twila tagħha, il-formazzjoni rikka ta 'prodotti ta' diversi manifatturi hija wkoll vantaġġ uniku ta 'optocouplers. Minħabba li m'hemm l-ebda kuntatt fiżiku, l-ilbies bejn il-partijiet huwa żgħir, u l-ħajja hija itwal. Min-naħa l-oħra, hemm ukoll karatteristiċi li l-effiċjenza luminuża hija faċli biex tvarja, minħabba li l-LED se jiddeterjora bil-mod mal-mogħdija taż-żmien u l-bidliet fit-temperatura.
Speċjalment meta l-komponent intern tal-plastik trasparenti għal żmien twil, isir imsaħħab, ma jistax ikun dawl tajjeb ħafna. Madankollu, fi kwalunkwe każ, il-ħajja hija twila wisq meta mqabbla mal-kuntatt tal-kuntatt tal-kuntatt mekkaniku.
Il-fototransistors huma ġeneralment aktar bil-mod minn fotodjodi, u għalhekk ma jintużawx għal komunikazzjonijiet b'veloċità għolja. Madankollu, dan mhuwiex żvantaġġ, peress li xi komponenti għandhom ċirkwiti ta 'amplifikazzjoni fuq in-naħa tal-ħruġ biex tiżdied il-veloċità. Fil-fatt, mhux iċ-ċirkwiti elettroniċi kollha għandhom bżonn iżidu l-veloċità.
③ Użu
Couplers fotoelettriċihuma prinċipalment użati għall-operazzjoni tal-bdil. Iċ-ċirkwit se jkun enerġizzat billi jinxtegħel is-swiċċ, iżda mill-perspettiva tal-karatteristiċi ta 'hawn fuq, speċjalment l-insulazzjoni u l-ħajja twila, huwa adattat tajjeb għal xenarji li jeħtieġu affidabilità għolja. Pereżempju, l-istorbju huwa l-għadu tal-elettronika medika u tagħmir awdjo / tagħmir tal-komunikazzjoni.
Jintuża wkoll fis-sistemi tas-sewqan tal-mutur. Ir-raġuni għall-mutur hija li l-veloċità hija kkontrollata mill-inverter meta tkun immexxija, iżda tiġġenera ħoss minħabba l-produzzjoni għolja. Dan l-istorbju mhux biss se jikkawża li l-mutur innifsu jonqos, iżda wkoll joħroġ mill- "art" li taffettwa l-periferali. B'mod partikolari, tagħmir b'wajers twal huwa faċli biex jittellgħu dan il-ħoss ta 'produzzjoni għolja, allura jekk jiġri fil-fabbrika, dan jikkawża telf kbir u xi kultant jikkawża inċidenti serji. Bl-użu ta 'optocouplers iżolati ħafna għall-bidla, l-impatt fuq ċirkwiti u apparati oħra jista' jiġi mminimizzat.
It-tieni, kif tagħżel u tuża optocouplers
Kif tuża l-optocoupler it-tajjeb għall-applikazzjoni fid-disinn tal-prodott? L-inġiniera tal-iżvilupp tal-mikrokontrollur li ġejjin jispjegaw kif jagħżlu u jużaw optocouplers.
① Dejjem Miftuħ u Dejjem Qrib
Hemm żewġ tipi ta 'fotokouplers: tip li fih l-iswiċċ huwa mitfi (mitfi) meta ma tiġi applikata l-ebda vultaġġ, tip li fih is-swiċċ ikun mixgħul (mitfi) meta tiġi applikata vultaġġ, u tip li fih is-swiċċ ikun mixgħul meta ma jkunx hemm vultaġġ. Applika u itfi meta tiġi applikata vultaġġ.
L-ewwel tissejjaħ normalment miftuħa, u l-aħħar tissejjaħ normalment magħluqa. Kif tagħżel, l-ewwel tiddependi fuq x'tip ta 'ċirkwit għandek bżonn.
② Iċċekkja l-kurrent tal-ħruġ u l-vultaġġ applikat
Photocouplers għandhom il-proprjetà li jamplifikaw is-sinjal, iżda mhux dejjem jgħaddu minn vultaġġ u kurrent minn rieda. M’għandniex xi ngħidu, hija kklassifikata, iżda vultaġġ jeħtieġ li jiġi applikat min-naħa tal-input skont il-kurrent tal-ħruġ mixtieq.
Jekk inħarsu lejn il-folja tad-dejta tal-prodott, nistgħu naraw ċart fejn l-assi vertikali huwa l-kurrent tal-ħruġ (kurrent tal-kollettur) u l-assi orizzontali huwa l-vultaġġ tal-input (vultaġġ tal-kollettur-emittent). Il-kurrent tal-kollettur ivarja skont l-intensità tad-dawl LED, għalhekk applika l-vultaġġ skont il-kurrent tal-ħruġ mixtieq.
Madankollu, tista 'taħseb li l-kurrent tal-ħruġ ikkalkulat hawn huwa sorprendentement żgħir. Dan huwa l-valur kurrenti li xorta jista 'jinħareġ b'mod affidabbli wara li jitqies id-deterjorazzjoni tal-LED maż-żmien, u għalhekk huwa inqas mill-klassifikazzjoni massima.
Għall-kuntrarju, hemm każijiet fejn il-kurrent tal-ħruġ mhuwiex kbir. Għalhekk, meta tagħżel l-optocoupler, kun żgur li tivverifika bir-reqqa l- "kurrent tal-ħruġ" u agħżel il-prodott li jaqbel miegħu.
③ Kurrent massimu
Il-kurrent massimu ta 'konduzzjoni huwa l-valur massimu tal-kurrent li l-optocoupler jista' jiflaħ waqt it-tmexxija. Għal darb'oħra, għandna bżonn niżguraw li nafu kemm il-proġett għandu bżonn il-proġett u x'inhi l-vultaġġ tal-input qabel ma nixtru. Kun żgur li l-valur massimu u l-kurrent użat mhumiex limiti, iżda li hemm xi marġni.
④ Issettja l-fotokoupler b'mod korrett
Wara li għażilt l-optocoupler it-tajjeb, ejja nużawha fi proġett reali. L-installazzjoni nnifisha hija faċli, qabbad it-terminali konnessi ma 'kull ċirkwit tal-ġenb tal-input u ċirkwit tal-ġenb tal-ħruġ. Madankollu, għandha tingħata attenzjoni biex ma tiġix ħażin in-naħa tal-input u n-naħa tal-ħruġ. Għalhekk, trid ukoll tivverifika s-simboli fit-tabella tad-dejta, sabiex ma ssibx li s-sieq tal-akkoppjar fotoelettriku hija ħażina wara li tiġbed il-bord tal-PCB.
Ħin ta 'wara: 29 ta' Lulju-2023