Оптикалык сигналдарды ортомчу катары колдонуп, чынжырларды туташтырган оптокуплерлер жогорку тактык зарыл болгон тармактарда, мисалы, акустикада, медицинада жана өнөр жайда активдүү элемент болуп саналат, анткени алардын жогорку ар тараптуулугу жана ишенимдүүлүгү, мисалы, бышыктыгы жана изоляциясы бар.
Бирок оптокупер качан жана кандай жагдайларда иштейт жана анын принциби эмнеде? Же болбосо, фотокуперди өзүңүздүн электроника ишиңизде колдонгондо, аны кантип тандоону жана колдонууну билбешиңиз мүмкүн. Анткени оптокупер көп учурда "фототранзистор" жана "фотодиод" менен чаташтырылат. Ошондуктан, бул макалада фотокупер деген эмне экени тааныштырылат.
Фотокубаттагыч деген эмне?
Оптокуплер - бул этимологиясы оптикалык болгон электрондук компонент
"жарык менен байланыштыруучу" дегенди билдирген бириктиргич. Кээде опто-кубаттоочу, оптикалык изолятор, оптикалык изоляция ж.б. деп да аталат. Ал жарык чыгаруучу элементтен жана жарык кабыл алуучу элементтен турат жана оптикалык сигнал аркылуу кирүүчү тарабындагы чынжыр менен чыгуучу тарабындагы чынжырды туташтырат. Бул чынжырлардын ортосунда электрдик байланыш жок, башкача айтканда, изоляция абалында. Ошондуктан, кирүүчү жана чыгуучу чынжырдын байланышы өзүнчө болот жана бир гана сигнал берилет. Кирүүчү жана чыгуучу чыңалуу деңгээли бир топ айырмаланган чынжырларды коопсуз туташтырыңыз, кирүүчү жана чыгуучу чыңалуу деңгээли жогору болгон чынжырларды кирүүчү жана чыгуучу чыңалуу ортосунда жогорку чыңалуудагы изоляция менен.
Мындан тышкары, бул жарык сигналын берүү же бөгөттөө менен, ал өчүргүч катары иштейт. Деталдуу принцип жана механизм кийинчерээк түшүндүрүлөт, бирок фотоэлементтин жарык чыгаруучу элементи - бул LED (жарык чыгаруучу диод).
1960-жылдардан 1970-жылдарга чейин, светодиоддор ойлоп табылып, алардын технологиялык жетишкендиктери олуттуу болгон кезде,оптоэлектроникагүлдөп-өнүгүүгө айланды. Ошол учурда, ар кандайоптикалык түзүлүштөройлоп табылып, фотоэлектрдик муфта алардын бири болгон. Кийинчерээк оптоэлектроника биздин жашообузга тез эле кирип кеткен.
① Принцип/механизм
Оптокупердин принциби - жарык чыгаруучу элемент кирүүчү электр сигналын жарыкка айландырат, ал эми жарык кабыл алуучу элемент жарыктын кайтаруучу электр сигналын чыгуучу тараптын чынжырына өткөрөт. Жарык чыгаруучу элемент жана жарык кабыл алуучу элемент тышкы жарык блогунун ичинде жайгашкан жана экөө жарыкты өткөрүү үчүн бири-бирине карама-каршы жайгашкан.
Жарык чыгаруучу элементтерде колдонулган жарым өткөргүч - бул LED (жарык чыгаруучу диод). Башка жагынан алганда, жарык кабыл алуучу түзүлүштөрдө колдонуу чөйрөсүнө, тышкы өлчөмүнө, баасына ж.б. жараша колдонулган жарым өткөргүчтөрдүн көптөгөн түрлөрү бар, бирок жалпысынан алганда, эң көп колдонулганы - фототранзистор.
Иштебей турган учурда, фототранзисторлор кадимки жарым өткөргүчтөргө караганда аз ток өткөрүшөт. Ал жакка жарык түшкөндө, фототранзистор P-типтеги жарым өткөргүчтүн жана N-типтеги жарым өткөргүчтүн бетинде фотоэлектр кыймылдаткыч күчүн пайда кылат, N-типтеги жарым өткөргүчтөгү тешиктер p аймагына, p аймагындагы эркин электрон жарым өткөргүч n аймагына агат жана ток агат.
Фототранзисторлор фотодиоддордой сезгич эмес, бирок алар ошондой эле чыгуучу сигналды киргизүү сигналынан жүздөгөндөн 1000 эсеге чейин күчөтүү эффектине ээ (ички электр талаасынын эсебинен). Ошондуктан, алар алсыз сигналдарды да кабыл ала тургандай сезгич, бул артыкчылык.
Чындыгында, биз көрүп жаткан "жарыкты бөгөттөөчү" - ушул эле принцип жана механизмге ээ электрондук түзүлүш.
Бирок, жарыкты өчүргүчтөр, адатта, сенсорлор катары колдонулат жана жарык чыгаруучу элемент менен жарыкты кабыл алуучу элементтин ортосуна жарыкты тосуучу нерсени өткөрүү менен өз ролун аткарат. Мисалы, аны автоматтардагы жана банкоматтардагы тыйындарды жана банкнотторду аныктоо үчүн колдонсо болот.
② Өзгөчөлүктөрү
Оптокуплер сигналдарды жарык аркылуу өткөргөндүктөн, киргизүү тарабы менен чыгуу тарабынын ортосундагы изоляция негизги өзгөчөлүк болуп саналат. Жогорку изоляция ызы-чуунун таасирине оңой кабылбайт, бирок ошондой эле коңшу чынжырлардын ортосундагы кокустук токтун агымынын алдын алат, бул коопсуздук жагынан өтө натыйжалуу. Ал эми түзүлүшү өзү салыштырмалуу жөнөкөй жана акылга сыярлык.
Узак тарыхынан улам, ар кандай өндүрүүчүлөрдүн бай продуктуларынын ассортименти оптокуперлердин уникалдуу артыкчылыгы болуп саналат. Физикалык байланыш болбогондуктан, тетиктердин ортосундагы эскирүү аз жана кызмат мөөнөтү узагыраак. Башка жагынан алганда, жарык эффективдүүлүгүнүн өзгөрүшү оңой болгон мүнөздөмөлөр да бар, анткени убакыттын өтүшү жана температуранын өзгөрүшү менен LED акырындык менен начарлайт.
Айрыкча, тунук пластиктин ички бөлүгү узак убакыт бою булуттуу болуп калганда, жарык жакшы болбойт. Бирок, кандай болгон күндө да, механикалык контактка салыштырмалуу кызмат мөөнөтү өтө узун.
Фототранзисторлор, адатта, фотодиоддорго караганда жайыраак, ошондуктан алар жогорку ылдамдыктагы байланыш үчүн колдонулбайт. Бирок, бул кемчилик эмес, анткени кээ бир компоненттердин ылдамдыкты жогорулатуу үчүн чыгуучу тарабында күчөтүү схемалары бар. Чындыгында, бардык эле электрондук схемалар ылдамдыкты жогорулатуунун кажети жок.
③ Колдонулушу
Фотоэлектрдик муфталарнегизинен которуштуруу операциясы үчүн колдонулат. Чынжыр которгучту күйгүзүү менен кубатталат, бирок жогорудагы мүнөздөмөлөрдүн, айрыкча изоляциянын жана узак мөөнөттүү иштөөнүн көз карашынан алганда, ал жогорку ишенимдүүлүктү талап кылган сценарийлерге абдан ылайыктуу. Мисалы, ызы-чуу медициналык электрониканын жана аудио жабдуулардын/байланыш жабдууларынын душманы болуп саналат.
Ал ошондой эле мотордун жетектөөчү системаларында колдонулат. Мотордун себеби, ал иштегенде ылдамдык инвертор тарабынан башкарылат, бирок ал жогорку кубаттуулуктан улам ызы-чуу чыгарат. Бул ызы-чуу мотордун өзүнүн иштен чыгышына гана эмес, ошондой эле перифериялык түзүлүштөргө таасир этүүчү "жер" аркылуу агып өтөт. Атап айтканда, узун зымдары бар жабдуулар бул жогорку кубаттуулуктагы ызы-чууну оңой эле кабыл алат, андыктан эгерде ал заводдо болсо, чоң жоготууларга алып келет жана кээде олуттуу кырсыктарга алып келет. Коммутация үчүн жогорку изоляцияланган оптомуфталарды колдонуу менен, башка чынжырларга жана түзмөктөргө тийгизген таасирин минималдаштырууга болот.
Экинчиден, оптикалык муфталарды кантип тандоо жана колдонуу керек
Продукцияны долбоорлоодо туура оптокуперди кантип колдонуу керек? Төмөнкү микроконтроллерлерди иштеп чыгуу боюнча инженерлер оптокуперлерди кантип тандоону жана колдонууну түшүндүрүп беришет.
① Ар дайым ачык жана дайыма жабык
Фотокубат бергичтердин эки түрү бар: бири чыңалуу берилбегенде өчүргүч өчүрүлгөн (өчүрүлгөн) түрү, бири чыңалуу берилгенде өчүргүч күйгөн (өчүрүлгөн) түрү жана бири чыңалуу жок болгондо өчүргүч күйгөн түрү. Чыңалуу берилгенде күйгүзүп, өчүргүч.
Биринчиси кадимкидей ачык, ал эми экинчиси кадимкидей жабык деп аталат. Кантип тандоо керек, биринчиден, сизге кандай схема керек экенине жараша болот.
② Чыгуучу токту жана колдонулган чыңалууну текшериңиз
Фотокубаттагычтар сигналды күчөтүү касиетине ээ, бирок алар ар дайым чыңалуу жана ток аркылуу каалагандай өтө бербейт. Албетте, ал номиналдык, бирок каалаган чыгуу тогуна ылайык киргизүү тарабынан чыңалуу берилиши керек.
Эгерде биз продуктунун техникалык паспортун карасак, анда вертикалдык огу чыгуучу ток (коллектордук ток), ал эми горизонталдык огу киргизүү чыңалуу (коллектор-эмиттер чыңалуу) болгон диаграмманы көрө алабыз. Коллектордук ток LED жарыгынын интенсивдүүлүгүнө жараша өзгөрөт, андыктан каалаган чыгуучу токко жараша чыңалууну колдонуңуз.
Бирок, бул жерде эсептелген чыгуучу ток таң калыштуу түрдө аз деп ойлошуңуз мүмкүн. Бул убакыттын өтүшү менен LEDдин начарлашын эске алганда дагы эле ишенимдүү түрдө чыгарыла турган токтун мааниси, ошондуктан ал максималдуу баалоодон төмөн.
Тескерисинче, чыгуучу ток чоң болбогон учурлар болот. Ошондуктан, оптокуплерди тандоодо "чыгуу тогун" кылдаттык менен текшерип, ага дал келген продуктуну тандаңыз.
③ Максималдуу ток
Максималдуу өткөргүчтүк тогу - бул оптокупер өткөргүчтө туруштук бере ала турган максималдуу токтун мааниси. Дагы бир жолу, сатып алардан мурун, долбоорго канча чыгаруу керек экенин жана киргизүү чыңалуусун билишибиз керек. Максималдуу маани жана колдонулган токтун чектөө эмес, тескерисинче, бир аз айырма бар экенине ынаныңыз.
④ Фотокубаттагычты туура орнотуңуз
Туура оптокуперди тандап алгандан кийин, аны чыныгы долбоордо колдонолу. Орнотуунун өзү оңой, жөн гана ар бир киргизүү тарабындагы схемага жана чыгаруу тарабындагы схемага туташкан терминалдарды туташтырыңыз. Бирок, киргизүү тарабын жана чыгаруу тарабын туура эмес багытка бурбоого этият болуу керек. Ошондуктан, PCB платасын тарткандан кийин фотоэлектрдик купердин буту туура эмес экенин байкабашыңыз үчүн, маалыматтар таблицасындагы символдорду да текшерип турушуңуз керек.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 29-июлу