Unsa ang usa ka photocoupler, unsaon pagpili ug paggamit sa usa ka photocoupler?

Ang mga optocoupler, nga nagkonektar sa mga sirkito gamit ang mga optical signal isip medium, usa ka elemento nga aktibo sa mga lugar diin ang taas nga katukma gikinahanglan, sama sa acoustics, medisina ug industriya, tungod sa ilang taas nga versatility ug kasaligan, sama sa durability ug insulation.

Apan kanus-a ug ubos sa unsa nga mga kahimtang ang optocoupler nagtrabaho, ug unsa ang prinsipyo sa luyo niini? O kung gigamit gyud nimo ang photocoupler sa imong kaugalingon nga trabaho sa elektroniko, mahimo nga dili ka mahibal-an kung unsaon pagpili ug paggamit niini. Tungod kay ang optocoupler kanunay nga naglibog sa "phototransistor" ug "photodiode". Busa, unsa ang usa ka photocoupler ipaila niini nga artikulo.
Unsa ang photocoupler?

Ang optocoupler usa ka electronic component kansang etimolohiya kay optical

coupler, nga nagpasabut nga "pagdugtong sa kahayag." Usahay nailhan usab nga optocoupler, optical isolator, optical insulation, ug uban pa. Kini naglangkob sa light emitting element ug light receiving element, ug nagkonektar sa input side circuit ug output side circuit pinaagi sa optical signal. Walay elektrikal nga koneksyon tali niini nga mga sirkito, sa laing pagkasulti, sa usa ka kahimtang sa pagkakabukod. Busa, ang koneksyon sa sirkito tali sa input ug output lahi ug ang signal lamang ang gipasa. Lig-on nga ikonektar ang mga sirkito nga adunay lahi kaayo nga lebel sa input ug output boltahe, nga adunay taas nga insulasyon sa boltahe tali sa input ug output.

Dugang pa, pinaagi sa pagpasa o pagbabag niini nga signal sa kahayag, kini naglihok isip usa ka switch. Ang detalyado nga prinsipyo ug mekanismo ipasabut sa ulahi, apan ang light emitting nga elemento sa photocoupler usa ka LED (light emitting diode).

Gikan sa 1960s hangtod sa 1970s, sa dihang ang mga led naimbento ug ang ilang mga pag-uswag sa teknolohiya mahinungdanon,optoelectronicsnahimong boom. Niadtong panahona, lainlainoptical nga mga himannaimbento, ug ang photoelectric coupler maoy usa niini. Pagkahuman, ang optoelectronics dali nga nakasulod sa among 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 nagpasa sa light back electrical signal ngadto sa output side circuit. Ang light emitting element ug ang light receiving element naa sa sulod sa block sa external light, ug ang duha magkaatbang sa usag usa aron mapasa ang kahayag.

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

Kung dili molihok, ang mga phototransistor adunay gamay nga sulud nga gihimo sa ordinaryong mga semiconductor. Sa diha nga ang kahayag nga insidente didto, ang phototransistor makamugna og usa ka photoelectromotive nga pwersa sa ibabaw sa P-type semiconductor ug N-type semiconductor, ang mga lungag sa N-type semiconductor moagos ngadto sa p rehiyon, ang libre nga electron semiconductor sa p rehiyon nagaagay ngadto sa n rehiyon, ug ang sulog modagayday.

Ang mga phototransistor dili sama ka responsive sama sa mga photodiode, apan aduna usab silay epekto sa pagpadako sa output ngadto sa gatusan ngadto sa 1,000 ka pilo sa input signal (tungod sa internal electric field). Busa, sila mga sensitibo nga igo sa pagkuha bisan sa huyang nga signal, nga mao ang usa ka bentaha.

Sa tinuud, ang "light blocker" nga among nakita usa ka elektronik nga aparato nga adunay parehas nga prinsipyo ug mekanismo.

Bisan pa, ang mga light interrupter sagad gigamit ingon mga sensor ug gihimo ang ilang papel pinaagi sa pagpasa sa usa ka butang nga nagbabag sa kahayag tali sa elemento nga nagpagawas sa kahayag ug elemento nga nakadawat sa kahayag. Pananglitan, magamit kini aron makit-an ang mga sensilyo ug mga banknote sa mga vending machine ug ATM.

② Mga bahin

Tungod kay ang optocoupler nagpadala sa mga signal pinaagi sa kahayag, ang insulasyon tali sa input nga bahin ug sa output nga bahin usa ka dakong bahin. Ang taas nga insulasyon dili dali nga maapektuhan sa kasaba, apan gipugngan usab ang aksidente nga pag-agos sa taliwala sa kasikbit nga mga sirkito, nga labi ka epektibo sa mga termino sa kaluwasan. Ug ang istruktura mismo medyo yano ug makatarunganon.

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

Ilabi na kung ang sulud sa sulud sa transparent nga plastik sa dugay nga panahon, mahimong madag-um, dili kini maayo nga kahayag. Bisan pa, sa bisan unsang kaso, ang kinabuhi taas kaayo kung itandi sa kontak sa kontak sa mekanikal nga kontak.

Ang mga phototransistor kasagaran mas hinay kay sa mga photodiode, mao nga wala kini gigamit alang sa high-speed nga komunikasyon. Bisan pa, kini dili usa ka disbentaha, tungod kay ang pipila ka mga sangkap adunay mga sirkito sa pagpadako sa bahin sa output aron madugangan ang katulin. Sa tinuud, dili tanan nga mga elektronik nga sirkito kinahanglan nga magpataas sa katulin.

③ Paggamit

Photoelectric couplerkay nag-una nga gigamit alang sa switching operasyon. Ang sirkito mahimong kusog pinaagi sa pag-on sa switch, apan gikan sa punto sa panglantaw sa mga kinaiya sa ibabaw, ilabi na sa insulasyon ug taas nga kinabuhi, kini maayo nga haum sa mga sitwasyon nga nagkinahanglan og taas nga kasaligan. Pananglitan, ang kasaba mao ang kaaway sa medikal nga elektroniko ug kagamitan sa audio/gamit sa komunikasyon.

Gigamit usab kini sa mga sistema sa pagmaneho sa motor. Ang hinungdan sa motor mao nga ang katulin kontrolado sa inverter kung kini gimaneho, apan kini nagpatunghag kasaba tungod sa taas nga output. Kini nga kasaba dili lamang hinungdan nga ang motor mismo mapakyas, apan usab modagayday sa "yuta" nga nakaapekto sa mga peripheral. Sa partikular, ang mga ekipo nga adunay taas nga mga kable dali nga makuha kining taas nga kasaba sa output, mao nga kung kini mahitabo sa pabrika, kini hinungdan sa daghang mga kapildihan ug usahay hinungdan sa grabe nga mga aksidente. Pinaagi sa paggamit sa kaayo insulated optocoupler alang sa switching, ang epekto sa ubang mga sirkito ug mga himan mahimong mamenosan.

Ikaduha, unsaon pagpili ug paggamit sa mga optocoupler

Giunsa paggamit ang husto nga optocoupler alang sa aplikasyon sa disenyo sa produkto? Ang mosunud nga mga inhenyero sa pagpalambo sa microcontroller magpasabut kung giunsa pagpili ug paggamit ang mga optocoupler.

① Kanunay nga bukas ug kanunay nga sirado

Adunay duha ka matang sa mga photocoupler: usa ka tipo diin ang switch gipalong (off) kung walay boltahe nga gigamit, usa ka tipo diin ang switch gi-on (off) kung ang usa ka boltahe gigamit, ug usa ka tipo diin ang switch gi-on kung walay boltahe. Ibutang ug i-off kung ang boltahe gigamit.

Ang una gitawag nga normal nga bukas, ug ang ulahi gitawag nga normal nga sirado. Sa unsa nga paagi sa pagpili, una nag-agad sa unsa nga matang sa sirkito nga imong gikinahanglan.

② Susiha ang output nga kasamtangan ug gigamit nga boltahe

Ang mga photocoupler adunay kabtangan sa pagpadako sa signal, apan dili kanunay nga moagi sa boltahe ug kasamtangan nga gusto. Siyempre, kini gi-rate, apan ang usa ka boltahe kinahanglan nga magamit gikan sa input nga bahin sumala sa gitinguha nga output nga kasamtangan.

Kung atong tan-awon ang product data sheet, atong makita ang usa ka tsart diin ang vertical axis mao ang output nga kasamtangan (collector current) ug ang horizontal axis mao ang input voltage (collector-emitter voltage). Ang collector nga kasamtangan magkalahi sumala sa LED light intensity, busa i-apply ang boltahe sumala sa gusto nga output nga kasamtangan.

Bisan pa, mahimo nimong hunahunaon nga ang output karon nga gikalkula dinhi gamay ra kaayo. Kini ang kasamtangan nga bili nga mahimo gihapon nga kasaligan nga output human sa pagkonsiderar sa pagkadaut sa LED sa paglabay sa panahon, mao nga kini ubos pa sa maximum nga rating.

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

③ Maximum nga kasamtangan

Ang pinakataas nga conduction nga kasamtangan mao ang pinakataas nga kasamtangan nga bili nga ang optocoupler makasugakod sa dihang nagpahigayon. Sa makausa pa, kinahanglan natong siguroon nga nahibal-an nato kung unsa ka dako ang output nga gikinahanglan sa proyekto ug unsa ang input voltage sa dili pa kita mopalit. Siguruha nga ang labing taas nga kantidad ug ang gigamit karon dili mga limitasyon, apan adunay pipila nga margin.

④ I-set sa husto ang photocoupler

Ang pagpili sa husto nga optocoupler, atong gamiton kini sa usa ka tinuod nga proyekto. Ang pag-instalar mismo sayon, ikonektar lang ang mga terminal nga konektado sa matag input side circuit ug output side circuit. Bisan pa, kinahanglan nga mag-amping nga dili ma-misorient ang input nga bahin ug ang output nga bahin. Busa, kinahanglan nimo usab nga susihon ang mga simbolo sa lamesa sa datos, aron dili nimo makit-an nga ang tiil sa photoelectric coupler sayup pagkahuman sa pagdrowing sa PCB board.