Optoakoplagailuak, seinale optikoak bitarteko gisa erabiltzen dituzten zirkuituak konektatzen dituztenak, zehaztasun handia ezinbestekoa den eremuetan aktiboa dira, hala nola akustika, medikuntza eta industria, haien aldakortasun eta fidagarritasun handiagatik, hala nola iraunkortasuna eta isolamendua.
Baina noiz eta zein egoeratan funtzionatzen du optoakoplagailuak, eta zein da horren atzean dagoen printzipioa?Edo fotokoplagailua zure elektronika lanetan benetan erabiltzen duzunean, agian ez duzu jakingo nola aukeratu eta erabiltzen.Optocoupler sarritan "fototransistore" eta "fotodiodo"-rekin nahasten delako.Hori dela eta, fotokoplagailu bat zer den azalduko da artikulu honetan.
Zer da fotokoplagailu bat?
Optoakoplagailua bere etimologia optikoa den osagai elektroniko bat da
akoplatzailea, "argiarekin akoplatzea" esan nahi duena.Batzuetan optoakoplagailu, isolatzaile optikoa, isolamendu optikoa, eta abar bezala ere ezagutzen da. Argi igorle eta argia jasotzeko elementuz osatuta dago, eta sarrerako alboko zirkuitua eta irteerako alboko zirkuitua seinale optikoaren bidez lotzen ditu.Zirkuitu horien artean ez dago konexio elektrikorik, hots, isolamendu egoeran.Hori dela eta, sarreraren eta irteeraren arteko zirkuitu konexioa bereizia da eta seinalea soilik transmititzen da.Sarrera eta irteerako tentsio maila nabarmen desberdinak dituzten zirkuituak modu seguruan konektatu, sarrera eta irteeraren artean tentsio handiko isolamenduarekin.
Gainera, argi-seinale hori transmititu edo blokeatuz, etengailu gisa jokatzen du.Printzipio eta mekanismo zehatza geroago azalduko da, baina fotokoplagailuaren argi-igorlearen elementua LED bat da (diodo argia).
1960ko hamarkadatik 1970era arte, ledak asmatu zirenean eta haien aurrerapen teknologikoak nabarmenak izan zirenean,optoelektronikaboom bihurtu zen.Garai hartan, hainbatgailu optikoakasmatu ziren, eta akoplagailu fotoelektrikoa izan zen horietako bat.Geroago, optoelektronika azkar sartu zen gure bizitzan.
① Printzipioa/mekanismoa
Optoacoplagailuaren printzipioa argia igortzen duen elementuak sarrerako seinale elektrikoa argi bihurtzen duela da, eta argia jasotzen duen elementuak argiaren atzealdeko seinale elektrikoa irteerako alboko zirkuitura transmititzen duela.Argia igortzen duen elementua eta argia jasotzen duen elementua kanpoko argiaren blokearen barrualdean daude, eta biak elkarren aurka daude argia transmititzeko.
Elementu argi-igorleetan erabiltzen den erdieroalea LED-a da (diodo argi-igorlea).Bestalde, argia jasotzeko gailuetan erabiltzen diren erdieroale mota asko daude, erabilera-ingurunearen, kanpoko tamainaren, prezioaren eta abarren arabera, baina, oro har, gehien erabiltzen dena fototransistorea da.
Funtzionatzen ez dutenean, fototransistoreek erdieroale arruntek egiten duten korrontetik gutxi eramaten dute.Bertan dagoen argia gertatzen denean, fototransistoreak indar fotoelektroeragilea sortzen du P motako erdieroalearen eta N motako erdieroalearen gainazalean, N motako erdieroalearen zuloak p eskualdera isurtzen dira, p eskualdeko elektroi askearen erdieroalea isurtzen da. n eskualdera, eta korrontea joango da.
Fototransistoreak ez dira fotodiodoak bezain erreaktiboak, baina irteerako seinalea ehunka eta 1.000 aldiz anplifikatzeko ere badute (barne eremu elektrikoaren ondorioz).Hori dela eta, nahikoa sentikorrak dira seinale ahulak ere jasotzeko, eta hori abantaila da.
Izan ere, ikusten dugun “argi-blokeatzailea” printzipio eta mekanismo berdina duen gailu elektroniko bat da.
Hala ere, argi-etengailuak sentsore gisa erabili ohi dira eta beren eginkizuna betetzen dute argia blokeatzen duen objektu bat argia igortzen duen elementuaren eta argia jasotzen duen elementuaren artean pasatuz.Adibidez, makina automatikoetan eta kutxazainetan txanponak eta billeteak detektatzeko erabil daiteke.
② Ezaugarriak
Optoakoplagailuak argiaren bidez seinaleak transmititzen dituenez, sarrerako eta irteerako aldearen arteko isolamendua da ezaugarri nagusia.Isolamendu altua zaratak ez du erraz eragiten, baina ondoko zirkuituen arteko ustekabeko korronte-fluxua ere eragozten du, eta hori oso eraginkorra da segurtasun aldetik.Eta egitura bera nahiko sinplea eta zentzuzkoa da.
Bere historia luzea dela eta, hainbat fabrikatzaileren produktu sorta aberatsa optoakoplatzaileen abantaila paregabea ere bada.Kontaktu fisikorik ez dagoenez, piezen arteko higadura txikia da eta bizitza luzeagoa da.Bestalde, argi-eraginkortasuna aldatzeko erraza den ezaugarriak ere badaude, denboraren eta tenperatura aldaketen poderioz LED-a poliki-poliki hondatuko delako.
Batez ere plastiko gardenaren barne osagaia denbora luzez lainotuta geratzen denean, ezin da oso argi ona izan.Hala ere, nolanahi ere, bizitza luzeegia da kontaktu mekanikoaren kontaktu-kontaktuarekin alderatuta.
Fototransistoreak fotodiodoak baino motelagoak dira, beraz, ez dira abiadura handiko komunikazioetarako erabiltzen.Hala ere, hori ez da desabantaila bat, osagai batzuek irteera aldean anplifikazio-zirkuituak baitituzte abiadura handitzeko.Izan ere, zirkuitu elektroniko guztiek ez dute abiadura handitu behar.
③ Erabilera
Akoplagailu fotoelektrikoakaldatzeko eragiketa egiteko erabiltzen dira batez ere.Zirkuitua etengailua piztuta dinamizatuko da, baina goiko ezaugarrien ikuspuntutik, batez ere isolamenduaren eta bizitza luzearen ikuspuntutik, ondo egokitzen da fidagarritasun handia eskatzen duten eszenatokietarako.Adibidez, zarata elektronika medikoen eta audio ekipoen/komunikazio ekipoen etsaia da.
Motor gidatzeko sistemetan ere erabiltzen da.Motorraren arrazoia da abiadura inbertsoreak kontrolatzen duela gidatzen denean, baina zarata sortzen duela irteera handia dela eta.Zarata honek motorra bera huts egiteaz gain, "lurrean" zeharkatuko du periferikoei eraginez.Bereziki, kable luzea duten ekipoek irteera handiko zarata hau erraz jasotzen dute, beraz, fabrikan gertatzen bada, galera handiak eragingo ditu eta batzuetan istripu larriak eragingo ditu.Kommutaziorako oso isolatuta dauden optoakoplagailuak erabiliz, beste zirkuitu eta gailu batzuen eragina gutxitu daiteke.
Bigarrenik, optoakoplagailuak nola aukeratu eta erabili
Nola erabili optoakoplagailu egokia produktuen diseinuan aplikatzeko?Ondorengo mikrokontrolagailuen garapen ingeniariek optoakoplagailuak nola hautatu eta nola erabili azalduko dute.
① Beti ireki eta beti itxi
Bi fotoakoplagailu mota daude: tentsiorik ez dagoenean etengailua itzali (itzalduta) dagoen mota bat, etengailua tentsio bat aplikatzen denean etengailua piztuta (itzi) dagoen mota bat eta etengailua. tentsiorik ez dagoenean pizten da.Aplikatu eta itzali tentsioa aplikatzen denean.
Lehenengoari normalean irekia deritzo, eta bigarrenari normalean itxia.Nola aukeratu, lehenik eta behin, zer nolako zirkuitu behar duzun araberakoa da.
② Egiaztatu irteerako korrontea eta aplikatutako tentsioa
Fotoakoplagailuek seinalea anplifikatzeko propietatea dute, baina ez dira beti tentsioa eta korrontea nahierara igarotzen.Noski, kalifikatua dago, baina sarrerako tentsio bat aplikatu behar da nahi den irteerako korrontearen arabera.
Produktuaren fitxari erreparatzen badiogu, taula bat ikus dezakegu non ardatz bertikala irteerako korrontea den (kolektorearen korrontea) eta ardatz horizontala sarrerako tentsioa (kolektore-igorlearen tentsioa).Kolektore-korrontea LED argiaren intentsitatearen arabera aldatzen da, beraz, aplikatu tentsioa nahi den irteera-korrontearen arabera.
Hala ere, pentsa dezakezu hemen kalkulatutako irteera-korrontea harrigarriro txikia dela.Hau da denboran zehar LEDaren narriadura kontuan hartu ondoren oraindik fidagarriki atera daitekeen egungo balioa, beraz, balorazio maximoa baino txikiagoa da.
Aitzitik, badira irteerako korrontea handia ez den kasuak.Hori dela eta, optoakoplagailua aukeratzerakoan, ziurtatu "irteerako korrontea" arretaz egiaztatu eta harekin bat datorren produktua aukeratu.
③ Korronte maximoa
Eroapen-korronte maximoa optoakoplagailuak eroantzerakoan jasan dezakeen korronte maximoa da.Berriz ere, proiektuak zenbat irteera behar duen eta sarrerako tentsioa zein den erosi aurretik, ziurtatu behar dugu.Ziurtatu gehienezko balioa eta erabilitako korrontea mugak ez direla, baina marjina bat dagoela.
④ Ezarri fotokoplagailua behar bezala
Optoacoplagailu egokia aukeratuta, erabil dezagun benetako proiektu batean.Instalazioa bera erraza da, sarrerako alboko zirkuitu eta irteerako zirkuitu bakoitzari konektatutako terminalak konektatu besterik ez dago.Hala ere, kontuz ibili behar da sarrerako eta irteerako aldea gaizki orientatzeko.Hori dela eta, datu-taulan dauden ikurrak ere egiaztatu behar dituzu, PCB plaka marraztu ondoren akoplagailu fotoelektrikoa oina gaizki dagoela aurkituko ez dezazun.
Argitalpenaren ordua: 2023-07-29