Optocouplers, li jgħaqqdu ċirkwiti li jużaw sinjali ottiċi bħala l-mezz, huma element attiv f'oqsma fejn preċiżjoni għolja hija indispensabbli, bħall-akustika, il-mediċina u l-industrija, minħabba l-versatilità u l-affidabbiltà għolja tagħhom, bħad-durabilità u l-insulazzjoni.
Imma meta u taħt liema ċirkostanzi jaħdem l-optocoupler, u x'inhu l-prinċipju warajh?Jew meta fil-fatt tuża l-photocoupler fix-xogħol tal-elettronika tiegħek stess, forsi ma tkunx taf kif tagħżel u tużah.Minħabba li l-optocoupler ħafna drabi jiġi konfuż ma '"phototransistor" u "photodiode".Għalhekk, x'inhu photocoupler se jiġi introdott f'dan l-artikolu.
X'inhu photocoupler?
L-optocoupler huwa komponent elettroniku li l-etimoloġija tiegħu hija ottika
coupler, li jfisser "coupling mad-dawl."Xi drabi magħrufa wkoll bħala optocoupler, iżolatur ottiku, insulazzjoni ottika, eċċ Tikkonsisti f'element li jarmi d-dawl u element li jirċievi d-dawl, u jgħaqqad iċ-ċirkwit tal-ġenb tad-dħul u ċ-ċirkwit tal-ġenb tal-ħruġ permezz ta '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 id-dħul u l-ħruġ hija separata u s-sinjal biss jiġi trażmess.Ikkonnettja b'mod sikur ċirkwiti b'livelli ta 'vultaġġ ta' input u output sinifikament differenti, b'insulazzjoni ta 'vultaġġ għoli bejn input u output.
Barra minn hekk, billi jittrasmetti jew jimblokka dan is-sinjal tad-dawl, jaġixxi bħala swiċċ.Il-prinċipju u l-mekkaniżmu dettaljati se jiġu spjegati aktar tard, iżda l-element li jarmi d-dawl tal-photocoupler huwa LED (dijodu li jarmi d-dawl).
Mis-sittinijiet sas-sebgħinijiet, meta ġew ivvintati l-leds u l-avvanzi teknoloġiċi tagħhom kienu sinifikanti,optoelettronikasaret boom.Dak iż-żmien, diversiapparat ottikuġew ivvintati, u l-koppjar fotoelettriku kien wieħed minnhom.Sussegwentement, l-optoelettronika malajr ippenetrat f'ħajjitna.
① Prinċipju/mekkaniżmu
Il-prinċipju tal-optocoupler huwa li l-element li jarmi d-dawl jikkonverti s-sinjal elettriku tad-dħul f'dawl, u l-element li jirċievi d-dawl jittrasmetti s-sinjal elettriku lura tad-dawl għaċ-ċirkwit tal-ġenb tal-ħruġ.L-element li jarmi d-dawl u l-element li jirċievi d-dawl huma fuq ġewwa tal-blokka tad-dawl estern, u t-tnejn huma opposti lil xulxin sabiex jittrasmettu d-dawl.
Is-semikonduttur użat fl-elementi li jarmu d-dawl huwa l-LED (dijodu li jarmu 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-aktar komunement użat huwa l-fototransistor.
Meta ma jaħdmux, fototransistors iġorru ftit tal-kurrent li jagħmlu semikondutturi ordinarji.Meta l-inċident tad-dawl hemm, il-fototransistor jiġġenera forza fotoelettromottiva fuq il-wiċċ tas-semikonduttur tat-tip P u tas-semikonduttur tat-tip N, it-toqob fis-semikonduttur tat-tip N jiċċirkolaw fir-reġjun p, is-semikonduttur tal-elettron ħieles fir-reġjun p jiċċirkola fir-reġjun n, u l-kurrent se jiċċirkola.
Fototransistors mhumiex risponsivi daqs fotodiodes, iżda għandhom ukoll l-effett li jamplifikaw l-output għal mijiet sa 1,000 darba s-sinjal tad-dħul (minħabba l-kamp elettriku intern).Għalhekk, huma sensittivi biżżejjed biex itellgħu anki sinjali dgħajfa, li huwa vantaġġ.
Fil-fatt, l-"imblokkatur tad-dawl" li naraw huwa apparat elettroniku bl-istess prinċipju u mekkaniżmu.
Madankollu, l-interruturi tad-dawl normalment 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 f'magni tal-bejgħ u ATMs.
② Karatteristiċi
Peress li l-optocoupler jittrasmetti sinjali permezz tad-dawl, l-insulazzjoni bejn in-naħa tad-dħul u n-naħa tal-ħruġ hija karatteristika ewlenija.L-insulazzjoni għolja mhix affettwata faċilment mill-istorbju, iżda wkoll tipprevjeni l-fluss tal-kurrent aċċidentali bejn iċ-ċirkwiti li jmissu magħhom, li huwa estremament effettiv f'termini ta 'sikurezza.U l-istruttura nnifisha hija relattivament sempliċi u raġonevoli.
Minħabba l-istorja twila tagħha, il-linja tal-prodott rikka ta 'diversi manifatturi hija wkoll vantaġġ uniku ta' optocouplers.Minħabba li m'hemm l-ebda kuntatt fiżiku, ix-xedd 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 tiddeterjora bil-mod mal-mogħdija taż-żmien u l-bidliet fit-temperatura.
Speċjalment meta l-komponent intern tal-plastik trasparenti għal żmien twil, isir imċajpra, 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 photodiodes, għalhekk ma jintużawx għal komunikazzjonijiet ta 'veloċità għolja.Madankollu, dan mhuwiex żvantaġġ, peress li xi komponenti għandhom ċirkwiti ta 'amplifikazzjoni fuq in-naħa tal-ħruġ biex iżidu l-veloċità.Fil-fatt, mhux iċ-ċirkwiti elettroniċi kollha jeħtieġ li jżidu l-veloċità.
③ Użu
Couplers fotoelettriċijintużaw prinċipalment għall-operazzjoni tal-qlib.Iċ-ċirkwit se jiġi enerġizzat billi jinxtegħel is-swiċċ, iżda mil-lat tal-karatteristiċi ta 'hawn fuq, speċjalment insulazzjoni u ħajja twila, huwa adattat tajjeb għal xenarji li jeħtieġu affidabilità għolja.Pereżempju, l-istorbju huwa l-ghadu tal-elettronika medika u t-tagħmir tal-awdjo/tagħmir tal-komunikazzjoni.
Jintuża wkoll f'sistemi ta 'sewqan bil-mutur.Ir-raġuni għall-mutur hija li l-veloċità hija kkontrollata mill-inverter meta tkun misjuqa, iżda tiġġenera ħoss minħabba l-output għoli.Dan il-ħoss mhux biss jikkawża li l-mutur innifsu jfalli, iżda wkoll jgħaddi mill-"art" li jaffettwa l-periferali.B'mod partikolari, tagħmir b'wajers twal huwa faċli biex jiġbor dan il-ħoss ta 'produzzjoni għolja, għalhekk jekk jiġri fil-fabbrika, jikkawża telf kbir u xi kultant jikkawża inċidenti serji.Billi tuża optocouplers iżolati ħafna għall-iswiċċjar, l-impatt fuq ċirkwiti u apparati oħra jista 'jiġi minimizzat.
It-tieni, kif tagħżel u tuża optocouplers
Kif tuża l-optocoupler it-tajjeb għall-applikazzjoni fid-disinn tal-prodott?L-inġiniera tal-iżvilupp tal-mikrokontrolluri li ġejjin se jispjegaw kif tagħżel u tuża optocouplers.
① Dejjem miftuħ u dejjem magħluq
Hemm żewġ tipi ta 'photocouplers: tip li fih is-swiċċ huwa mitfi (mitfi) meta ma jiġi applikat l-ebda vultaġġ, tip li fih is-swiċċ jinxtegħel (mitfi) meta jiġi applikat vultaġġ, u tip li fih is-swiċċ jinxtegħel meta ma jkunx hemm vultaġġ.Applika u itfi meta tiġi applikata l-vultaġġ.
L-ewwel jissejjaħ normalment miftuħ, u l-aħħar jissejjaħ normalment magħluq.Kif tagħżel, l-ewwel jiddependi 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 mill-vultaġġ u l-kurrent kif riedu.Naturalment, huwa stmat, iżda jeħtieġ li jiġi applikat vultaġġ min-naħa tal-input skond il-kurrent tal-ħruġ mixtieq.
Jekk inħarsu lejn il-folja tad-dejta tal-prodott, nistgħu naraw chart fejn l-assi vertikali huwa l-kurrent tal-ħruġ (kurrent tal-kollettur) u l-assi orizzontali huwa l-vultaġġ tad-dħul (vultaġġ tal-kollettur-emettitur).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 attwali li xorta jista 'jitwettaq b'mod affidabbli wara li jittieħed kont tad-deterjorament tal-LED maż-żmien, 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 tiċċekkja bir-reqqa l-"kurrent tal-ħruġ" u agħżel il-prodott li jaqbel miegħu.
③ Kurrent massimu
Il-kurrent massimu tal-konduzzjoni huwa l-valur massimu tal-kurrent li l-optocoupler jista 'jiflaħ meta jwettaq.Għal darb'oħra, irridu niżguraw li nafu kemm jeħtieġ il-proġett u x'inhu l-vultaġġ tad-dħul qabel ma nixtru.Kun żgur li l-valur massimu u l-kurrent użat mhumiex limiti, iżda li hemm xi marġni.
④ Issettja l-photocoupler b'mod korrett
Wara li għażilt l-optocoupler it-tajjeb, ejja nużawh fi proġett reali.L-installazzjoni nnifisha hija faċli, qabbad biss it-terminali konnessi ma 'kull ċirkwit tal-ġenb tad-dħul u ċirkwit tal-ġenb tal-ħruġ.Madankollu, għandha tingħata attenzjoni biex ma tiġix orjentata ħażin in-naħa tal-input u n-naħa tal-output.Għalhekk, trid tiċċekkja wkoll is-simboli fit-tabella tad-dejta, sabiex ma ssibx li s-sieq tal-koppja fotoelettrika hija ħażina wara li tfassal il-bord tal-PCB.
Ħin tal-post: Lulju-29-2023