Optokoulerid, mis ühendavad ahelaid, kasutades söötmena optilisi signaale, on element, mis aktiivne piirkondades, kus on hädavajalik, näiteks akustika, meditsiin ja tööstus, tänu nende kõrgele mitmekülgsusele ja usaldusväärsusele, näiteks vastupidavus ja isolatsioon.
Kuid millal ja millistel tingimustel optokoler töötab ja mis on selle põhimõte? Või kui kasutate oma elektroonikatöös tegelikult fotokomplekti, ei pruugi te teada, kuidas seda valida ja kasutada. Sest optocoUplerit segatakse sageli “fototransistori” ja “fotodioodiga”. Seetõttu tutvustatakse selles artiklis seda, mis on fotokook.
Mis on fotokook?
OptocoUpler on elektrooniline komponent, mille etümoloogia on optiline
kuke, mis tähendab “valgusega sidumist”. Mõnikord tuntakse ka optokoulerina, optilise isolaatori, optilise isolatsiooni jne. See koosneb valgust kiirgavast elemendist ja valgustustuvast elemendist ning ühendab sisendi küljeahela ja väljundiahela optilise signaali kaudu. Nende vooluahelate vahel ei ole mingit elektrilist seost isolatsiooniseisundis. Seetõttu on sisendi ja väljundi vaheline vooluahela ühendus eraldi ja edastatakse ainult signaal. Ühendage kindlalt vooluringid märkimisväärselt erineva sisend- ja väljundpinge tasemega, sisendi ja väljundi vahel on kõrge pinge isolatsioon.
Lisaks sellele toimib see valguse signaali edastamisel või blokeerimisel lülitina. Üksikasjalikku põhimõtet ja mehhanismi selgitatakse hiljem, kuid fotokompleri valguse kiirgav element on LED (valgust kiirgav diood).
1960. aastatest kuni 1970. aastateni, kui leiutati LED -id ja nende tehnoloogiline areng oli märkimisväärne,optoelektroonikasai buumiks. Sel ajal mitmesugusedoptilised seadmedleiutati ja fotoelektriline sidur oli üks neist. Seejärel tungis optoelektroonika kiiresti meie ellu.
① Põhimõte/mehhanism
OptoCoupleri põhimõte on see, et valgust kiirgav element teisendab sisend-elektrisignaali valguseks ja valguse vastuvõtv element edastab valguse tagumise elektrisignaali väljundiahelale. Valguse kiirgav element ja valguse vastuvõtu element asuvad välise valguse ploki siseküljel ja need kaks on valguse edastamiseks üksteise vastas.
Valgust kiirgavates elementides kasutatav pooljuht on LED (valgust kiirgav diood). Teisest küljest on valgust vastuvõtvates seadmetes kasutatavaid mitmesuguseid pooljuhte, sõltuvalt keskkonnast, välisest suurusest, hinnast jne, kuid üldiselt on kõige sagedamini kasutatav fototransistor.
Kui ei tööta, kannavad fototransistorid vähe voolu, mida tavalised pooljuhid teevad. Kui seal valgusjuhtum, genereerib fototransistor P-tüüpi pooljuhi pinnale fotoelektromotoorse jõu ja N-tüüpi pooljuht, N-tüüpi pooljuhtide augud voolavad P-piirkonda, vabade elektronide pooljuht P-piirkonnas voolab N-piirkonda ja voolab.
Fototransistorid ei reageeri nii reageerivad kui fotodioodid, kuid need mõjutavad ka väljundi sadade kuni 1000 -kordse sisendsignaali (sisemise elektrivälja tõttu). Seetõttu on nad piisavalt tundlikud, et korjata isegi nõrku signaale, mis on eelis.
Tegelikult on „kerge blokeerija” sama põhimõtte ja mehhanismiga elektrooniline seade.
Valguse katkejaid kasutatakse tavaliselt anduritena ja täidavad oma rolli, edastades valgust blokeeriva objekti ja valgust saava elemendi vahele. Näiteks saab seda kasutada müügiautomaatide ja sularahaautomaatide müntide ja pangatähtede tuvastamiseks.
② Omadused
Kuna OptoCoupler edastab signaale valguse kaudu, on sisendkülje ja väljundi külje vaheline isolatsioon peamine funktsioon. Müra ei mõjuta kerget isolatsiooni, vaid hoiab ära ka juhusliku voolu voolu külgnevate vooluringide vahel, mis on ohutuse osas äärmiselt tõhus. Ja struktuur ise on suhteliselt lihtne ja mõistlik.
Pika ajaloo tõttu on erinevate tootjate rikkalik tootevalik ka optokoleerijate ainulaadne eelis. Kuna füüsilist kontakti pole, on osade kulumine väike ja elu on pikem. Teisest küljest on ka omadusi, et helendavat efektiivsust on kerge kõikuda, kuna LED halveneb aeglaselt aja- ja temperatuurimuutustega.
Eriti kui läbipaistva plasti sisekomponent pikka aega muutub pilves, ei saa see olla eriti hea valguse. Kuid igal juhul on eluiga võrreldes mehaanilise kontakti kontaktiga võrreldes liiga pikk.
Fototransistorid on üldiselt aeglasemad kui fotodioodid, seega ei kasutata neid kiireks suhtluseks. Kuid see ei ole puudus, kuna mõnel komponendil on kiiruse suurendamiseks väljundküljel võimendusahelad. Tegelikult ei pea kõik elektroonilised vooluringid kiirust suurendama.
③ kasutamine
Fotoelektrilised ühendusedkasutatakse peamiselt vahetamise tööks. Ahelat energiat lülitatakse lüliti sisse lülitamisega, kuid ülaltoodud omaduste, eriti isolatsiooni ja pika eluea vaatenurgast sobib see hästi stsenaariumide jaoks, mis nõuavad suurt usaldusväärsust. Näiteks on müra meditsiiniliselektroonika ja heliseadmete/kommunikatsiooniseadmete vaenlane.
Seda kasutatakse ka mootorratasüsteemides. Mootori põhjuseks on see, et kiirust kontrollib muundur, kui see juhitakse, kuid see tekitab suure väljundi tõttu müra. See müra ei põhjusta mitte ainult mootori enda ebaõnnestumist, vaid voolab läbi ka maapinnast, mis mõjutab välisseadmeid. Eelkõige on pika juhtmestikuga seadmeid lihtne seda suure väljundmüra kätte saada, nii et kui see juhtub tehases, põhjustab see suuri kaotusi ja see põhjustab mõnikord tõsiseid õnnetusi. Kasutades lülitumiseks väga isoleeritud optokooleid, saab mõju muudele vooluringidele ja seadmetele minimeerida.
Teiseks, kuidas valida ja kasutada
Kuidas kasutada õiget OptocoUplerit rakenduse jaoks toote kujundamisel? Järgmised mikrokontrolleri arendusinsenerid selgitavad, kuidas optokooleid valida ja kasutada.
① Alati avatud ja alati suletud
Fotokooleid on kahte tüüpi: tüüp, milles lüliti välja lülitatakse (väljalülitatud), kui pinget ei rakendata, tüüp, milles lüliti sisse lülitatakse (väljalülitatud), kui pinge rakendatakse, ja tüüp, kus lüliti sisse lülitatakse, kui pinget pole. Pinge rakendamisel rakendage ja lülitage välja.
Esimest nimetatakse normaalselt avatud ja viimast nimetatakse tavaliselt suletud. Kuidas valida, sõltub kõigepealt sellest, millist vooluringi vajate.
② Kontrollige väljundvoolu ja rakendatud pinget
Fotokooridel on signaali võimendamine, kuid nad ei läbivad alati pinget ja voolu. Muidugi on see hinnatud, kuid sisendküljelt tuleb rakendada pinget vastavalt soovitud väljundvoolule.
Kui vaatame toote andmelehte, näeme diagrammi, kus vertikaaltelg on väljundvool (koguja vool) ja horisontaaltelg on sisendpinge (kollektsionäär-emitteri pinge). Kollektori vool varieerub vastavalt LED -valguse intensiivsusele, nii et rakendage pinget vastavalt soovitud väljundvoolule.
Võite siiski arvata, et siin arvutatud väljundvool on üllatavalt väike. See on praegune väärtus, mida saab endiselt usaldusväärselt välja anda pärast LED -i halvenemist aja jooksul, seega on see väiksem kui maksimaalne hinnang.
Vastupidi, on juhtumeid, kus väljundvool pole suur. Seetõttu kontrollige OptoCoupleri valimisel kindlasti hoolikalt väljundvool ja valige sellele vastav toode.
③ maksimaalne vool
Maksimaalne juhtivusvool on maksimaalne vooluväärtus, millele optokouler suudab läbi viia. Jällegi peame veenduma, et teame, kui palju projekti vajab ja milline on sisendpinge enne ostmist. Veenduge, et maksimaalne väärtus ja praegune vool pole piirid, vaid et seal on mingi marginaal.
④ Seadistage fotokompleerija õigesti
Olles valinud õige OptoCoupleri, kasutame seda päris projektis. Paigaldamine ise on lihtne, ühendage lihtsalt iga sisendkülje ahela ja väljundi külgvooluga ühendatud klemmid. Sisendi ja väljundi külje valesti osutamiseks tuleks siiski olla ettevaatlik. Seetõttu peate kontrollima ka andmetabeli sümboleid, nii et te ei leiaks, et fotoelektriline siduri jalg oleks pärast PCB -tahvli joonistamist vale.
Postiaeg: 29. juuli-2023