Unsa ang photocoupler, unsaon pagpili ug paggamit niini?

Ang mga optocoupler, nga nagkonektar sa mga sirkito gamit ang optical signals isip medium, usa ka elemento nga aktibo sa mga lugar diin ang taas nga katukma kinahanglanon kaayo, sama sa acoustics, medisina ug industriya, tungod sa ilang taas nga versatility ug kasaligan, sama sa kalig-on ug insulation.

Apan kanus-a ug ubos sa unsang mga sirkumstansya molihok ang optocoupler, ug unsa ang prinsipyo sa luyo niini? O kung gamiton nimo ang photocoupler sa imong kaugalingong trabaho sa elektroniko, mahimo nga wala ka mahibal-an kung giunsa kini pagpili ug paggamit. Tungod kay ang optocoupler kanunay nga nalibog sa "phototransistor" ug "photodiode". Busa, kung unsa ang usa ka photocoupler ipaila niini nga artikulo.
Unsa ang usa ka photocoupler?

Ang optocoupler usa ka elektronik nga sangkap kansang gigikanan mao ang optical

Ang coupler, nga nagkahulogan og "pagkonektar sa kahayag." Usahay nailhan usab nga optocoupler, optical isolator, optical insulation, ug uban pa. Kini gilangkoban sa light emitting element ug light receiving element, ug nagkonektar sa input side circuit ug output side circuit pinaagi sa optical signal. Walay koneksyon sa kuryente tali niining mga sirkito, sa ato pa, sa usa ka estado sa insulasyon. Busa, ang koneksyon sa sirkito tali sa input ug output managlahi ug ang signal lamang ang gipadala. Luwas nga ikonektar ang mga sirkito nga adunay lahi kaayo nga lebel sa input ug output voltage, nga adunay taas nga boltahe nga insulasyon tali sa input ug output.

Dugang pa, pinaagi sa pagpadala o pagbabag niining signal sa kahayag, kini molihok isip usa ka switch. Ang detalyadong prinsipyo ug mekanismo ipasabut sa ulahi, apan ang light emitting element sa photocoupler usa ka LED (light emitting diode).

Gikan sa dekada 1960 hangtod sa dekada 1970, sa dihang naimbento ang mga LED ug ang ilang mga pag-uswag sa teknolohiya dako kaayo,optoelektronikanahimong usa ka boom. Niadtong panahona, lain-laing mgamga aparatong optikalnaimbento, ug ang photoelectric coupler usa niini. Sunod niini, ang optoelectronics dali nga nakasulod sa atong kinabuhi.

① Prinsipyo/mekanismo

Ang prinsipyo sa optocoupler mao nga ang light-emitting element nag-convert sa input electrical signal ngadto sa kahayag, ug ang light-receiving element nagpadala sa light back electrical signal ngadto sa output side circuit. Ang light emitting element ug ang light receiving element anaa sa sulod sa external light block, ug ang duha anaa sa atbang sa usag usa aron magpadala sa kahayag.

Ang semiconductor nga gigamit sa mga light-emitting elements mao ang LED (light-emitting diode). Sa laing bahin, adunay daghang klase sa semiconductor nga gigamit sa mga light-receiving device, depende sa palibot sa paggamit, gidak-on sa gawas, presyo, ug uban pa, apan sa kinatibuk-an, ang labing kasagarang gigamit mao ang phototransistor.

Kon dili mogana, ang mga phototransistor gamay ra ang kuryente nga dala sa ordinaryong mga semiconductor. Kon ang kahayag moabot didto, ang phototransistor makamugna og photoelectromotive force sa ibabaw sa P-type semiconductor ug N-type semiconductor, ang mga lungag sa N-type semiconductor moagos ngadto sa p region, ang free electron semiconductor sa p region moagos ngadto sa n region, ug ang kuryente moagos.

Ang mga phototransistor dili sama ka responsive sa mga photodiode, apan aduna usab kini epekto sa pagpadako sa output ngadto sa gatusan ngadto sa 1,000 ka pilo sa input signal (tungod sa internal electric field). Busa, kini sensitibo kaayo aron makadawat bisan sa mga luya nga signal, nga usa ka bentaha.

Sa tinuod lang, ang "light blocker" nga atong nakita usa ka elektronik nga aparato nga adunay parehas nga prinsipyo ug mekanismo.

Apan, ang mga light interrupter kasagarang gigamit isip mga sensor ug nagtuman sa ilang papel pinaagi sa pagpasa sa usa ka butang nga nagbabag sa kahayag taliwala sa elemento nga nagpagawas sa kahayag ug sa elemento nga nakadawat sa kahayag. Pananglitan, magamit kini sa pag-detect sa mga sinsilyo ug mga banknotes sa mga vending machine ug ATM.

② Mga Kinaiya

Tungod kay ang optocoupler mopadala og mga signal pinaagi sa kahayag, ang insulasyon tali sa input side ug output side usa ka dakong bahin. Ang taas nga insulasyon dili dali maapektuhan sa kasaba, apan makapugong usab sa aksidente nga pag-agos sa kuryente tali sa kasikbit nga mga sirkito, nga epektibo kaayo sa mga termino sa kaluwasan. Ug ang istruktura mismo medyo simple ug makatarunganon.

Tungod sa taas nga kasaysayan niini, ang daghang linya sa produkto sa lainlaing mga tiggama usa usab ka talagsaon nga bentaha sa mga optocoupler. Tungod kay walay pisikal nga kontak, gamay ra ang pagkaguba tali sa mga piyesa, ug mas taas ang kinabuhi. Sa laing bahin, adunay usab mga kinaiya nga ang kahusayan sa kahayag dali nga mag-usab-usab, tungod kay ang LED hinayhinay nga madaot sa paglabay sa panahon ug mga pagbag-o sa temperatura.

Ilabi na kon ang sulod nga bahin sa transparent nga plastik mogamay sa dugay nga panahon, dili kini makahatag og maayong kahayag. Apan, sa bisan unsang kaso, ang kinabuhi niini taas ra kaayo kon itandi sa mekanikal nga kontak.

Ang mga phototransistor kasagaran mas hinay kay sa mga photodiode, busa dili kini gamiton para sa mga high-speed nga komunikasyon. Bisan pa, dili kini disbentaha, tungod kay ang ubang mga sangkap adunay mga amplification circuit sa output side aron madugangan ang katulin. Sa tinuud, dili tanan nga electronic circuit kinahanglan nga madugangan ang katulin.

③ Paggamit

Mga photoelectric couplergigamit kasagaran para sa operasyon sa switching. Ang sirkito ma-energize pinaagi sa pag-on sa switch, apan gikan sa punto sa panglantaw sa mga kinaiya sa ibabaw, labi na ang insulasyon ug taas nga kinabuhi, kini angayan kaayo sa mga senaryo nga nanginahanglan og taas nga kasaligan. Pananglitan, ang kasaba mao ang kaaway sa medical electronics ug audio equipment/communication equipment.

Gigamit usab kini sa mga sistema sa pagmaneho sa motor. Ang hinungdan sa motor kay ang gikusgon gikontrol sa inverter kung kini gipadagan, apan kini makamugna og kasaba tungod sa taas nga output. Kini nga kasaba dili lang hinungdan sa pagkapakyas sa motor mismo, apan moagos usab kini sa "yuta" nga makaapekto sa mga peripheral. Ilabi na, ang mga kagamitan nga adunay taas nga mga wiring dali nga makamatikod niining taas nga output nga kasaba, busa kung kini mahitabo sa pabrika, kini hinungdan sa dagkong mga kapildihan ug usahay hinungdan sa grabe nga mga aksidente. Pinaagi sa paggamit sa mga highly insulated optocoupler para sa switching, ang epekto sa ubang mga sirkito ug mga aparato mahimong maminusan.

Ikaduha, unsaon pagpili ug paggamit sa mga optocoupler

Unsaon paggamit ang saktong optocoupler para sa aplikasyon sa disenyo sa produkto? Ang mosunod nga mga inhenyero sa pagpalambo sa microcontroller mopasabut unsaon pagpili ug paggamit sa mga optocoupler.

① Kanunay nga bukas ug kanunay nga sirado

Adunay duha ka klase sa photocouplers: usa ka klase diin ang switch mapalong (off) kung walay boltahe nga gigamit, usa ka klase diin ang switch gipalong (off) kung adunay boltahe nga gigamit, ug usa ka klase diin ang switch gipalong kung walay boltahe. Mo-apply ug mapalong kung adunay boltahe nga gigamit.

Ang una gitawag nga normally open, ug ang ikaduha gitawag nga normally closed. Ang pagpili, una, nagdepende kung unsang klase sa sirkito ang imong gikinahanglan.

② Susiha ang output current ug ang gigamit nga boltahe

Ang mga photocoupler adunay kinaiya sa pagpadako sa signal, apan dili kanunay moagi sa boltahe ug kuryente kung gusto. Siyempre, kini adunay rating, apan ang boltahe kinahanglan nga ipadapat gikan sa input nga bahin sumala sa gitinguha nga output current.

Kon atong tan-awon ang product data sheet, atong makita ang tsart diin ang vertical axis mao ang output current (collector current) ug ang horizontal axis mao ang input voltage (collector-emitter voltage). Ang collector current magkalahi-lahi sumala sa intensity sa suga sa LED, busa i-apply ang boltahe sumala sa gitinguha nga output current.

Apan, basin maghunahuna ka nga ang output current nga gikalkulo dinhi gamay ra kaayo. Kini ang current value nga kasaligan gihapon nga ma-output human sa pagkonsiderar sa pagkadaot sa LED sa paglabay sa panahon, busa kini mas ubos kay sa maximum rating.

Sa kasukwahi, adunay mga kaso diin ang output current dili dako. Busa, sa pagpili sa optocoupler, siguruha nga susihon pag-ayo ang "output current" ug pilia ang produkto nga mohaom niini.

③ Pinakataas nga kuryente

Ang pinakataas nga conduction current mao ang pinakataas nga kantidad sa kuryente nga kaya sa optocoupler nga maantos sa pag-conduct. Kinahanglan usab natong sigurohon nga nahibal-an nato kung pila ka output ang gikinahanglan sa proyekto ug kung unsa ang input voltage sa dili pa kita mopalit. Siguruha nga ang pinakataas nga kantidad ug ang gigamit nga kuryente dili mga limitasyon, apan adunay gamay nga margin.

④ Ibutang ang photocoupler sa saktong paagi

Human nakapili sa saktong optocoupler, atong gamiton kini sa usa ka tinuod nga proyekto. Sayon ra ang pag-instalar mismo, ikonektar lang ang mga terminal nga konektado sa matag input side circuit ug output side circuit. Apan, kinahanglan nga mag-amping nga dili masayop ang input side ug ang output side. Busa, kinahanglan usab nimo nga susihon ang mga simbolo sa data table, aron dili nimo makita nga nasayop ang photoelectric coupler foot human sa pagdrowing sa PCB board.