Орточо катары оптикалык сигналдарды колдонуу менен чынжырларды туташтырган оптокоуплерлер акустика, медицина жана өнөр жай сыяктуу жогорку тактык керек болгон аймактарда туруктуулук жана изоляция сыяктуу жогорку ар тараптуулугу жана ишенимдүүлүгүнөн улам активдүү элемент болуп саналат.
Бирок оптокоуплер качан жана кандай шарттарда иштейт жана анын артында кандай принцип турат?Же сиз чындыгында өзүңүздүн электроника ишиңизде фотокоптерди колдонгондо, аны кантип тандоону жана колдонууну билбей калышы мүмкүн.Анткени optocoupler көбүнчө "фототрансистор" жана "фотодиод" менен чаташтырылат.Ошондуктан, бул макалада photocoupler эмнени тааныштырат.
Photocoupler деген эмне?
Оптокоуплер этимологиясы оптикалык болгон электрондук компонент
coupler, бул "жарык менен туташуу" дегенди билдирет.Кээде optocoupler, оптикалык изолятор, оптикалык изоляция ж.Бул чынжырлардын ортосунда электрдик байланыш жок, башкача айтканда, изоляция абалында.Демек, киргизүү менен чыгуунун ортосундагы чынжыр байланышы өзүнчө жана сигнал гана берилет.Киргизүү жана чыгаруунун ортосунда жогорку чыңалуу изоляциясы менен бир кыйла айырмаланган кириш жана чыгуу чыңалуусу менен чынжырларды коопсуз туташтырыңыз.
Мындан тышкары, бул жарык сигналын берүү же бөгөт коюу менен, ал өчүргүчтүн милдетин аткарат.Толук принцип жана механизм кийинчерээк түшүндүрүлөт, бирок фотокоптордун жарык чыгаруучу элементи LED (жарык чыгаруучу диод) болуп саналат.
1960-жылдан 1970-жылга чейин, диоддор ойлоп табылган жана алардын технологиялык жетишкендиктери олуттуу болгон кезде,оптоэлектроникабум болуп калды.Ал убакта ар кандайоптикалык приборлоройлоп табышкан жана фотоэлектрдик кошкуч алардын бири болгон.Кийинчерээк оптоэлектроника биздин жашообузга бат эле кирди.
① Принцип/механизм
Оптокоуплердин принциби жарык берүүчү элемент кирген электрдик сигналды жарыкка айлантат, ал эми жарык кабыл алуучу элемент жарыктын арткы электрдик сигналын чыгыш тараптын чынжырына өткөрүп берет.Жарык чыгаруучу элемент менен жарыкты кабыл алуучу элемент сырткы жарык блогунун ички бетинде жайгашкан жана жарыкты өткөрүү үчүн экөө бири-бирине карама-каршы турат.
Жарык чыгаруучу элементтерде колдонулган жарым өткөргүч - бул LED (жарык чыгаруучу диод).Башка жагынан алып караганда, жарыкты кабыл алуучу түзүлүштөрдө колдонулуучу жарым өткөргүчтөрдүн көптөгөн түрлөрү бар, алар колдонуу чөйрөсүнө, тышкы өлчөмүнө, баасына ж.б.у.с., бирок жалпысынан эң көп колдонулганы фототранзистор.
Фототранзисторлор иштебей турганда кадимки жарым өткөргүчтөрдөй токтун азын алып жүрүшөт.Ал жерге жарык түшкөндө, фототранзистор Р тибиндеги жарым өткөргүчтүн жана N тибиндеги жарым өткөргүчтүн бетинде фотоэлектр кыймылдаткыч күчүн пайда кылат, N тибиндеги жарым өткөргүчтүн тешиктери p аймагына, p аймагындагы эркин электрон жарым өткөргүч агат. n аймакка кирип, агым агат.
Фототранзисторлор фотодиоддордой жооп бербейт, бирок алар чыгышты кириш сигналынан жүздөгөн 1000 эсеге чейин күчөтүүчү эффектке ээ (ички электр талаасынын эсебинен).Ошондуктан, алар алсыз сигналдарды да кабыл ала тургандай сезгич болушат, бул артыкчылык.
Чынында, биз көрүп жаткан "жарык блокатор" - бул ошол эле принцип жана механизм менен электрондук аппарат.
Бирок жарыкты өчүргүчтөр адатта сенсор катары колдонулат жана жарык берүүчү элемент менен жарыкты кабыл алуучу элементтин ортосунда жарыкты бөгөттөөчү объектти өткөрүү менен өз милдетин аткарышат.Мисалы, ал автоматтардагы жана банкоматтардагы монеталарды жана банкнотторду аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн.
② Өзгөчөлүктөрү
Оптокоуплер сигналдарды жарык аркылуу өткөргөндүктөн, кириш тарабы менен чыгыш тарабынын ортосундагы изоляция негизги өзгөчөлүк болуп саналат.Жогорку изоляция ызы-чуудан оңой эле таасир этпейт, бирок коопсуздук жагынан өтө эффективдүү болгон чектеш чынжырлардын ортосундагы кокустук агымдын алдын алат.Ал эми түзүлүшү өзү салыштырмалуу жөнөкөй жана акылга сыярлык.
Узак тарыхынан улам, ар кандай өндүрүүчүлөрдүн бай продуктылар тизмеси, ошондой эле оптокоуплердин уникалдуу артыкчылыгы болуп саналат.Физикалык байланыш болбогондуктан, тетиктердин ортосундагы эскирүү аз болуп, өмүрү узарат.Башка жагынан алып караганда, жарыктын эффективдүүлүгүн өзгөртүү оңой болгон мүнөздөмөлөр бар, анткени LED убакыттын өтүшү менен температуранын өзгөрүшү менен акырындап начарлайт.
Айрыкча, узак убакыт бою тунук пластиктин ички компоненти булуттуу болуп калганда, ал абдан жакшы жарык боло албайт.Бирок, кандай болгон күндө да, механикалык контакттын контакт байланышына салыштырмалуу өмүр өтө узун.
Фототранзисторлор көбүнчө фотодиоддорго караганда жайыраак, ошондуктан алар жогорку ылдамдыктагы байланыш үчүн колдонулбайт.Бирок, бул кемчилик эмес, анткени кээ бир компоненттердин чыгыш тарабында ылдамдыкты жогорулатуу үчүн күчөтүү схемалары бар.Чынында, бардык электрондук схемалар ылдамдыкты жогорулатууга муктаж эмес.
③ Колдонуу
Фотоэлектрдик кошкучтарнегизинен которуштуруу иштери үчүн колдонулат.Схема өчүргүчтү күйгүзүү менен кубатталат, бирок жогорудагы мүнөздөмөлөрдүн, өзгөчө изоляциянын жана узак мөөнөттүн көз карашынан алганда, ал жогорку ишенимдүүлүктү талап кылган сценарийлерге ылайыктуу.Мисалы, ызы-чуу медициналык электроника жана аудио жабдуулар/байланыш жабдууларынын душманы болуп саналат.
Ошондой эле мотор кыймылдаткыч системаларында колдонулат.Мотордун пайда болушунун себеби, кыймылдаткычтын ылдамдыгы инвертор тарабынан башкарылат, бирок кубаттуулугу жогору болгондуктан ызы-чуу пайда болот.Бул ызы-чуу мотордун иштебей калышына гана себеп болбостон, перифериялык түзүлүштөргө таасир этүүчү "жер" аркылуу агып кетет.Тактап айтканда, электр өткөргүчтөрү узун болгон жабдуулар бул жогорку ызы-чууну оңой эле кабыл алат, ошондуктан бул заводдо болуп кетсе, чоң жоготууларды алып келет, кээде олуттуу аварияларды жаратат.Которуштуруу үчүн өтө изоляцияланган оптокоуплерлерди колдонуу менен башка схемаларга жана түзүлүштөргө тийгизген таасирин азайтууга болот.
Экинчиден, кантип тандоо жана optocouplers колдонуу
Продукт дизайнында колдонуу үчүн туура оптокоуптерди кантип колдонсо болот?Төмөнкү микроконтроллерди иштеп чыгуу инженерлери оптокоуплерлерди кантип тандоону жана колдонууну түшүндүрүшөт.
① Ар дайым ачык жана дайыма жабык
Фотокоптерлердин эки түрү бар: чыңалуу берилбегенде өчүргүч өчүрүлүүчү (өчүрүлүүчү) түрү чыңалуу жок болгондо күйгүзүлөт.Колдонуу жана чыңалуу колдонулганда өчүрүү.
Биринчиси нормалдуу ачык, экинчиси нормалдуу жабык деп аталат.Кантип тандоо керек, адегенде сизге кандай схема керек экендигине жараша болот.
② Чыгуу токту жана колдонулган чыңалууну текшериңиз
Фотокоплер сигналды күчөтүү касиетине ээ, бирок дайыма эле чыңалуу жана ток аркылуу каалагандай өтө бербейт.Албетте, ал бааланган, бирок керектүү чыгуу агымына ылайык кириш тараптан чыңалуу колдонулушу керек.
Продукциянын маалымат барагын карасак, анда вертикалдык огу чыгуучу ток (коллектордун ток) жана горизонталдык огу кириш чыңалуу (коллектор-эмиттер чыңалуу) болгон диаграмманы көрө алабыз.Коллектордук ток LED жарыгынын интенсивдүүлүгүнө жараша өзгөрүп турат, андыктан чыңалууну каалаган чыгуу токуна жараша колдонуңуз.
Бирок, сиз бул жерде эсептелген чыгаруу ток таң калыштуу аз деп ойлошу мүмкүн.Бул убакыттын өтүшү менен LED начарлоону эске алгандан кийин дагы ишенимдүү чыгарыла турган учурдагы маани, ошондуктан ал максималдуу рейтингден аз.
Тескерисинче, чыгуучу ток чоң эмес болгон учурлар бар.Ошондуктан, оптокоуптерди тандап жатканда, кылдаттык менен "чыгаруу агымын" текшерип, ага дал келген продуктуну тандаңыз.
③ Максималдуу ток
Максималдуу өткөрүүчү ток - оптокоуплер өткөрүүдө туруштук бере ала турган токтун максималдуу мааниси.Дагы бир жолу, биз сатып алуудан мурун долбоорго канча өндүрүш керек экенин жана кириш чыңалуусу кандай экенин билишибиз керек.Колдонулган максималдуу маани жана ток чек эмес экенин, бирок кандайдыр бир маржа бар экенин текшериңиз.
④ Фотокопторду туура орнотуңуз
Туура optocoupler тандап алгандан кийин, аны реалдуу долбоордо колдонолу.Орнотуу өзү оңой, жөн гана ар бир кириш тараптын чынжырына жана чыгуу тарабына туташкан терминалдарды туташтырыңыз.Бирок, кириш жана чыгуу жагын туура эмес багыттоодон сактануу керек.Ошондуктан, PCB тактасын тарткандан кийин фотоэлектрдик туташтыргычтын буту туура эмес экенин байкап калбаш үчүн, маалымат таблицасындагы символдорду да текшеришиңиз керек.
Посттун убактысы: 29-июль 2023-ж