Optokapleri, koji povezuju kola koristeći optičke signale kao medij, element su aktivan u područjima gdje je neophodna visoka preciznost, kao što su akustika, medicina i industrija, zbog svoje velike svestranosti i pouzdanosti, kao što su izdržljivost i izolacija.
Ali kada i pod kojim okolnostima optospojler radi, i koji je princip iza njega? Ili kada zapravo koristite fotospojnik u vlastitom radu s elektronikom, možda nećete znati kako ga odabrati i koristiti. Zato što se optospojler često miješa sa "fototranzistorom" i "fotodiodom". Stoga će u ovom članku biti predstavljeno što je fotospojnik.
Šta je fotospojnik?
Optospojler je elektronska komponenta čija je etimologija optička
spojnica, što znači "spoj sa svjetlom". Ponekad poznat i kao optospojnik, optički izolator, optička izolacija, itd. Sastoji se od elementa koji emituje svetlost i elementa za prijem svetlosti, i povezuje ulazno i izlazno kolo preko optičkog signala. Ne postoji električna veza između ovih kola, drugim rečima, u stanju izolacije. Stoga je veza između ulaza i izlaza odvojena i prenosi se samo signal. Sigurno povežite kola sa značajno različitim nivoima ulaznog i izlaznog napona, sa visokonaponskom izolacijom između ulaza i izlaza.
Osim toga, prenoseći ili blokirajući ovaj svjetlosni signal, djeluje kao prekidač. Detaljan princip i mehanizam će biti objašnjeni kasnije, ali element koji emituje svetlost fotospojnika je LED (light emitting diode).
Od 1960-ih do 1970-ih, kada su LED diode izumljene i njihov tehnološki napredak bio značajan,optoelektronikapostao bum. U to vrijeme razneoptički uređajisu izumljeni, a fotoelektrični spojnik je bio jedan od njih. Nakon toga, optoelektronika je brzo ušla u naše živote.
① Princip/mehanizam
Princip optokaplera je da element koji emituje svjetlost pretvara ulazni električni signal u svjetlo, a element koji prima svjetlost prenosi povratni električni signal na izlazno kolo. Element koji emituje svetlost i element za prijem svetlosti nalaze se na unutrašnjoj strani bloka spoljne svetlosti, a dva su jedan naspram drugog da bi prenosila svetlost.
Poluprovodnik koji se koristi u elementima koji emituju svetlost je LED (light-emitting diode). S druge strane, postoji mnogo vrsta poluvodiča koji se koriste u uređajima koji primaju svjetlost, ovisno o okruženju upotrebe, vanjskoj veličini, cijeni itd., ali općenito se najčešće koristi fototranzistor.
Kada ne rade, fototranzistori prenose malo struje koju imaju obični poluvodiči. Kada svjetlost upadne tamo, fototranzistor generiše fotoelektromotornu silu na površini poluvodiča P-tipa i N-tipa poluvodiča, rupe u poluvodiču N-tipa teku u p područje, a poluvodič slobodnih elektrona u p-području teče u n region, i struja će teći.
Fototranzistori ne reaguju tako kao fotodiode, ali takođe imaju efekat pojačavanja izlaznog signala na stotine do 1000 puta većeg od ulaznog signala (zbog unutrašnjeg električnog polja). Stoga su dovoljno osjetljivi da uhvate i slabe signale, što je prednost.
Zapravo, "blokator svjetla" koji vidimo je elektronički uređaj sa istim principom i mehanizmom.
Međutim, svjetlosni prekidači se obično koriste kao senzori i obavljaju svoju ulogu propuštanjem objekta koji blokira svjetlo između elementa koji emituje svjetlost i elementa koji prima svjetlost. Na primjer, može se koristiti za otkrivanje kovanica i novčanica u automatima i bankomatima.
② Karakteristike
Budući da optokapler prenosi signale kroz svjetlost, izolacija između ulazne i izlazne strane je glavna karakteristika. Na visoku izolaciju ne utiče lako buka, ali takođe sprečava slučajni protok struje između susednih kola, što je izuzetno efikasno u smislu bezbednosti. A sama struktura je relativno jednostavna i razumna.
Zbog svoje duge istorije, bogata linija proizvoda različitih proizvođača je takođe jedinstvena prednost optospojlera. Budući da nema fizičkog kontakta, habanje između dijelova je malo, a vijek trajanja je duži. S druge strane, postoje i karakteristike da je svjetlosna efikasnost lako fluktuirati, jer će LED dioda polako propadati s vremenom i promjenama temperature.
Pogotovo kada se unutrašnja komponenta od prozirne plastike dugo vremena zamuti, ne može biti jako dobro svjetlo. Međutim, u svakom slučaju, životni vek je predug u odnosu na kontaktni kontakt mehaničkog kontakta.
Fototranzistori su općenito sporiji od fotodioda, tako da se ne koriste za komunikaciju velikih brzina. Međutim, to nije nedostatak, jer neke komponente imaju kola za pojačavanje na izlaznoj strani za povećanje brzine. U stvari, ne moraju sva elektronska kola povećavati brzinu.
③ Upotreba
Fotoelektrične spojnicese uglavnom koriste za komutacione operacije. Kolo će se napajati uključivanjem prekidača, ali sa stanovišta gore navedenih karakteristika, posebno izolacije i dugog vijeka trajanja, dobro je prilagođen scenarijima koji zahtijevaju visoku pouzdanost. Na primjer, buka je neprijatelj medicinske elektronike i audio opreme/komunikacijske opreme.
Takođe se koristi u sistemima motornih pogona. Razlog za motor je taj što pretvarač kontroliše brzinu kada se pokreće, ali stvara buku zbog velike snage. Ova buka ne samo da će uzrokovati kvar samog motora, već će i proći kroz "zemlju" utičući na periferne uređaje. Konkretno, oprema sa dugim ožičenjem lako je uhvatiti ovu visoku izlaznu buku, tako da ako se to dogodi u fabrici, to će uzrokovati velike gubitke i ponekad uzrokovati ozbiljne nesreće. Korišćenjem visoko izolovanih optokaplera za komutaciju, uticaj na druga kola i uređaje može se minimizirati.
Drugo, kako odabrati i koristiti optokaplere
Kako koristiti pravi optospojler za primenu u dizajnu proizvoda? Sljedeći inženjeri za razvoj mikrokontrolera će objasniti kako odabrati i koristiti optospojlere.
① Uvijek otvoren i uvijek zatvoren
Postoje dvije vrste fotospojnika: tip u kojem se prekidač isključuje (isključuje) kada se ne primjenjuje napon, tip u kojem se prekidač uključuje (isključuje) kada se primjenjuje napon i tip u kojem je prekidač se uključuje kada nema napona. Primijeniti i isključiti kada je napon priključen.
Prvi se naziva normalno otvorenim, a drugi normalno zatvorenim. Kako odabrati, prvo ovisi o tome kakav krug vam je potreban.
② Provjerite izlaznu struju i primijenjeni napon
Fotokapleri imaju svojstvo pojačavanja signala, ali ne prolaze uvijek kroz napon i struju po volji. Naravno, on je nominiran, ali napon treba primijeniti sa ulazne strane u skladu sa željenom izlaznom strujom.
Ako pogledamo tehnički list proizvoda, možemo vidjeti grafikon gdje je vertikalna osa izlazna struja (struja kolektora), a horizontalna osa je ulazni napon (napon kolektor-emiter). Struja kolektora varira u zavisnosti od intenziteta LED svjetla, tako da se napon primjenjuje prema željenoj izlaznoj struji.
Međutim, možda mislite da je izlazna struja izračunata ovdje iznenađujuće mala. Ovo je trenutna vrijednost koja se i dalje može pouzdano prikazati nakon što se uzme u obzir propadanje LED diode tokom vremena, tako da je manja od maksimalne ocjene.
Naprotiv, postoje slučajevi kada izlazna struja nije velika. Stoga, prilikom odabira optokaplera, pažljivo provjerite "izlaznu struju" i odaberite proizvod koji joj odgovara.
③ Maksimalna struja
Maksimalna struja provodljivosti je maksimalna vrijednost struje koju optokapler može izdržati prilikom vođenja. Opet, moramo biti sigurni da znamo koliki izlaz je potreban projektu i koliki je ulazni napon prije nego što kupimo. Uvjerite se da maksimalna vrijednost i korištena struja nisu ograničenja, već da postoji određena margina.
④ Ispravno postavite fotospojnik
Nakon što smo odabrali pravi optospojler, koristimo ga u stvarnom projektu. Sama instalacija je jednostavna, samo spojite terminale spojene na svaki ulazni i izlazni krug. Međutim, treba paziti da ne pogrešno orijentirate ulaznu i izlaznu stranu. Stoga morate provjeriti i simbole u tabeli podataka, tako da nakon crtanja PCB ploče ne vidite da je stopalo fotoelektrične spojnice pogrešno.
Vrijeme objave: Jul-29-2023