Optik signallarni vosita sifatida ishlatib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan optokuplerlar chidamlilik va izolyatsiya kabi yuqori ko'p qirrali va ishonchliligi tufayli akustika, tibbiyot va sanoat kabi yuqori aniqlik ajralmas bo'lgan sohalarda faol element hisoblanadi.
Ammo optokupl qachon va qanday sharoitda ishlaydi va uning orqasida qanday printsip bor?Yoki siz o'zingizning elektronika ishingizda fotokuplni ishlatganingizda, uni qanday tanlash va ishlatishni bilmasligingiz mumkin.Chunki optokupl ko'pincha "fototransistor" va "fotodiod" bilan aralashtiriladi.Shuning uchun, ushbu maqolada fotokuplör nima ekanligini ko'rib chiqamiz.
Fotokuplator nima?
Optokupler etimologiyasi optik bo'lgan elektron komponent hisoblanadi
birlashtiruvchi, bu "yorug'lik bilan bog'lanish" degan ma'noni anglatadi.Ba'zan optocoupler, optik izolyator, optik izolyatsiya va boshqalar deb ham nomlanadi. U yorug'lik chiqaradigan element va yorug'lik qabul qiluvchi elementdan iborat bo'lib, kirish tomoni zanjiri va chiqish tomoni zanjirini optik signal orqali ulaydi.Bu davrlar o'rtasida elektr aloqasi yo'q, boshqacha qilib aytganda, izolyatsiya holatida.Shuning uchun kirish va chiqish o'rtasidagi elektron aloqasi alohida va faqat signal uzatiladi.Kirish va chiqish o'rtasida yuqori kuchlanish izolyatsiyasi bilan sezilarli darajada farq qiluvchi kirish va chiqish kuchlanish darajalariga ega bo'lgan davrlarni ishonchli tarzda ulang.
Bundan tashqari, bu yorug'lik signalini uzatish yoki blokirovka qilish orqali u kalit vazifasini bajaradi.Batafsil printsip va mexanizm keyinroq tushuntiriladi, lekin fotokuplning yorug'lik chiqaradigan elementi LED (yorug'lik chiqaradigan diyot) hisoblanadi.
1960-yillardan 1970-yillarga qadar, LEDlar ixtiro qilingan va ularning texnologik yutuqlari sezilarli bo'lgan paytda,optoelektronikabumga aylandi.O'sha paytda har xiloptik qurilmalarixtiro qilingan va fotoelektrik biriktiruvchi ulardan biri edi.Keyinchalik optoelektronika hayotimizga tezda kirib keldi.
① Printsip/mexanizm
Optokuplning printsipi shundaki, yorug'lik chiqaradigan element kirish elektr signalini yorug'likka aylantiradi va yorug'lik qabul qiluvchi element yorug'lik orqasiga elektr signalini chiqish tomoni zanjiriga uzatadi.Yorug'lik chiqaruvchi element va yorug'lik qabul qiluvchi element tashqi yorug'lik blokining ichki qismida joylashgan va yorug'likni o'tkazish uchun ikkalasi bir-biriga qarama-qarshidir.
Yorug'lik chiqaradigan elementlarda ishlatiladigan yarimo'tkazgich LED (yorug'lik chiqaradigan diod).Boshqa tomondan, yorug'lik qabul qiluvchi qurilmalarda foydalanish muhitiga, tashqi o'lchamiga, narxiga va boshqalarga qarab ko'plab turdagi yarimo'tkazgichlar qo'llaniladi, lekin umuman olganda, eng ko'p ishlatiladigan fototransistorlardir.
Ishlamay qolganda, fototranzistorlar oddiy yarim o'tkazgichlar bajaradigan tokning ozgina qismini olib yuradi.U yerga yorug'lik tushganda, fototranzistor P tipidagi yarim o'tkazgich va N tipidagi yarimo'tkazgich yuzasida fotoelektromotor kuch hosil qiladi, N tipidagi yarim o'tkazgichning teshiklari p mintaqasiga, p mintaqadagi erkin elektron yarim o'tkazgich oqadi. n mintaqaga kiradi va oqim oqadi.
Fototranzistorlar fotodiodlar kabi sezgir emas, lekin ular kirish signalidan yuzlab 1000 martagacha (ichki elektr maydoni tufayli) chiqishni kuchaytirish ta'siriga ega.Shuning uchun ular zaif signallarni ham qabul qilish uchun etarlicha sezgir, bu afzallik.
Aslida, biz ko'rib turgan "yorug'lik blokeri" xuddi shu printsip va mexanizmga ega bo'lgan elektron qurilma.
Shu bilan birga, yorug'lik to'xtatuvchilari odatda sensorlar sifatida ishlatiladi va yorug'lik chiqaruvchi element va yorug'lik qabul qiluvchi element o'rtasida yorug'likni blokirovka qiluvchi ob'ektni o'tkazish orqali o'z rolini bajaradi.Masalan, u savdo avtomatlari va bankomatlardagi tanga va banknotlarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.
② Xususiyatlar
Optokupler yorug'lik orqali signallarni uzatganligi sababli, kirish tomoni va chiqish tomoni o'rtasidagi izolyatsiya asosiy xususiyatdir.Yuqori izolyatsiya shovqindan osongina ta'sirlanmaydi, shuningdek, qo'shni davrlar orasidagi tasodifiy oqim oqimining oldini oladi, bu xavfsizlik nuqtai nazaridan juda samarali.Va strukturaning o'zi nisbatan sodda va oqilona.
O'zining uzoq tarixi tufayli turli ishlab chiqaruvchilarning boy mahsulot qatori ham optokupllarning o'ziga xos afzalligi hisoblanadi.Jismoniy aloqa yo'qligi sababli, qismlar orasidagi aşınma kichik va umr ko'rish uzoqroq.Boshqa tomondan, yorug'lik samaradorligini o'zgartirish oson bo'lgan xususiyatlar ham mavjud, chunki LED vaqt o'tishi va harorat o'zgarishi bilan asta-sekin yomonlashadi.
Ayniqsa, shaffof plastmassaning ichki komponenti uzoq vaqt davomida bulutli bo'lib qolsa, u juda yaxshi yorug'lik bo'lishi mumkin emas.Biroq, har qanday holatda, mexanik kontaktning kontaktli aloqasi bilan solishtirganda hayot juda uzoq.
Fototransistorlar odatda fotodiodlarga qaraganda sekinroq, shuning uchun ular yuqori tezlikdagi aloqa uchun ishlatilmaydi.Biroq, bu kamchilik emas, chunki ba'zi komponentlar tezlikni oshirish uchun chiqish tomonida kuchaytirish davrlariga ega.Darhaqiqat, barcha elektron sxemalar tezlikni oshirishi shart emas.
③ Foydalanish
Fotoelektrik biriktirgichlarasosan kommutatsiya operatsiyalari uchun ishlatiladi.O'chirish kalitini yoqish orqali quvvatlanadi, lekin yuqoridagi xususiyatlar, ayniqsa izolyatsiya va uzoq umr nuqtai nazaridan, u yuqori ishonchlilikni talab qiladigan stsenariylarga juda mos keladi.Masalan, shovqin tibbiy elektronika va audio uskunalar/aloqa uskunalarining dushmanidir.
Bundan tashqari, motorli haydovchi tizimlarida ham qo'llaniladi.Dvigatelning sababi shundaki, u harakatlanayotganda tezlik inverter tomonidan nazorat qilinadi, lekin u yuqori chiqish tufayli shovqin hosil qiladi.Bu shovqin nafaqat dvigatelning ishlamay qolishiga olib keladi, balki atrof-muhitga ta'sir qiluvchi "tuproq" orqali oqadi.Xususan, uzoq simi bo'lgan asbob-uskunalar bu yuqori chiqish shovqinini olish oson, shuning uchun agar bu zavodda sodir bo'lsa, bu katta yo'qotishlarga olib keladi va ba'zan jiddiy baxtsiz hodisalarga olib keladi.Kommutatsiya uchun yuqori darajada izolyatsiyalangan optokupllardan foydalanish orqali boshqa sxemalar va qurilmalarga ta'sirini kamaytirish mumkin.
Ikkinchidan, optokupllarni qanday tanlash va ishlatish
Mahsulot dizaynida qo'llash uchun to'g'ri optokuplni qanday ishlatish kerak?Quyidagi mikrokontrollerni ishlab chiqish muhandislari optokupllarni qanday tanlash va ulardan foydalanishni tushuntiradilar.
① Doim ochiq va doim yopilsin
Fotokupllar ikki xil bo‘ladi: kuchlanish qo‘llanilmaganda kalit o‘chiriladigan (o‘chirilgan), kuchlanish qo‘llanilganda kalit yoqiladigan (o‘chirilgan) turi va o‘tkazgich turi. kuchlanish yo'q bo'lganda yoqiladi.Voltaj qo'llanilganda qo'llang va o'chiring.
Birinchisi odatda ochiq, ikkinchisi esa normal yopiq deb ataladi.Qanday tanlash kerak, birinchi navbatda, sizga qanday sxema kerakligiga bog'liq.
② Chiqish oqimi va qo'llaniladigan kuchlanishni tekshiring
Fotokupllar signalni kuchaytirish xususiyatiga ega, lekin har doim ham o'z xohishiga ko'ra kuchlanish va oqim orqali o'tmaydi.Albatta, u nominal hisoblanadi, lekin kerakli chiqish oqimiga ko'ra kirish tomondan kuchlanish qo'llanilishi kerak.
Agar mahsulotning ma'lumotlar varag'iga qarasak, vertikal o'q chiqish oqimi (kollektor oqimi) va gorizontal o'q kirish kuchlanishi (kollektor-emitter kuchlanishi) bo'lgan jadvalni ko'rishimiz mumkin.Kollektor oqimi LED yorug'lik intensivligiga qarab o'zgaradi, shuning uchun kuchlanishni kerakli chiqish oqimiga ko'ra qo'llang.
Biroq, bu erda hisoblangan chiqish oqimi hayratlanarli darajada kichik deb o'ylashingiz mumkin.Bu LEDning vaqt o'tishi bilan yomonlashishini hisobga olgandan keyin ham ishonchli tarzda chiqarilishi mumkin bo'lgan joriy qiymat, shuning uchun u maksimal ko'rsatkichdan kamroq.
Aksincha, chiqish oqimi katta bo'lmagan holatlar mavjud.Shuning uchun, optokuplni tanlashda, "chiqish oqimi" ni diqqat bilan tekshirib ko'ring va unga mos keladigan mahsulotni tanlang.
③ Maksimal oqim
Maksimal o'tkazuvchanlik oqimi - optokupl o'tkazayotganda bardosh bera oladigan maksimal oqim qiymati.Shunga qaramay, biz sotib olishdan oldin loyihaning qancha chiqishi kerakligini va kirish voltaji qanday ekanligini bilishimizga ishonch hosil qilishimiz kerak.Maksimal qiymat va ishlatiladigan oqim chegara emasligiga ishonch hosil qiling, lekin bir oz chegara bor.
④ Fotokuplni to'g'ri o'rnating
To'g'ri optokuplni tanlab, uni haqiqiy loyihada ishlataylik.O'rnatishning o'zi oson, faqat har bir kirish tomoni pallasiga va chiqish tomoni pallasiga ulangan terminallarni ulang.Biroq, kirish va chiqish tomonini noto'g'ri yo'naltirmaslik uchun ehtiyot bo'lish kerak.Shuning uchun, siz PCB platasini chizganingizdan so'ng, fotoelektrik ulash oyog'i noto'g'ri ekanligini topa olmaslik uchun ma'lumotlar jadvalidagi belgilarni ham tekshirishingiz kerak.
Xabar vaqti: 29-iyul-2023