Оптик дохиог ашиглан хэлхээг холбодог оптокоуплер нь удаан эдэлгээ, дулаалга гэх мэт олон талт, найдвартай байдлын улмаас акустик, анагаах ухаан, үйлдвэрлэл зэрэг өндөр нарийвчлал зайлшгүй шаардлагатай газруудад идэвхтэй элемент юм.
Гэхдээ оптокоуплер хэзээ, ямар нөхцөлд ажилладаг вэ, түүний цаад зарчим юу вэ? Эсвэл та өөрийн электроникийн ажилд photocoupler ашиглаж байгаа бол та үүнийг хэрхэн сонгох, ашиглахаа мэдэхгүй байж магадгүй юм. Учир нь optocoupler нь ихэвчлэн "фототранзистор" ба "фотодиод" -той андуурдаг. Тиймээс, энэ нийтлэлд photocoupler гэж юу болохыг танилцуулах болно.
Photocoupler гэж юу вэ?
Оптокоуплер нь электрон бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд этимологи нь оптик юм
холбогч, энэ нь "гэрэлтэй холбох" гэсэн утгатай. Заримдаа оптокоуплер, оптик тусгаарлагч, оптик тусгаарлагч гэх мэт гэж нэрлэдэг. Энэ нь гэрэл ялгаруулах элемент ба гэрэл хүлээн авах элементээс бүрдэх ба оролтын хажуугийн хэлхээ ба гаралтын хажуугийн хэлхээг оптик дохиогоор холбодог. Эдгээр хэлхээний хооронд цахилгааны холболт байхгүй, өөрөөр хэлбэл тусгаарлагчийн төлөв байдалд байна. Тиймээс оролт ба гаралтын хэлхээний холболт нь тусдаа бөгөөд зөвхөн дохиог дамжуулдаг. Оролтын гаралтын хооронд өндөр хүчдэлийн тусгаарлагч бүхий оролт гаралтын хүчдэлийн түвшин эрс ялгаатай хэлхээг найдвартай холбоно.
Нэмж дурдахад энэхүү гэрлийн дохиог дамжуулах буюу хаах замаар шилжүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Нарийвчилсан зарчим, механизмыг дараа нь тайлбарлах болно, гэхдээ photocoupler-ийн гэрэл ялгаруулах элемент нь LED (гэрэл ялгаруулах диод) юм.
1960-аад оноос 1970-аад оны үед ледүүд зохион бүтээгдэж, технологийн дэвшил нь чухал байсан.оптоэлектрониктэсрэлт болсон. Тэр үед янз бүрийноптик төхөөрөмжзохион бүтээсэн бөгөөд фото цахилгаан холбогч нь тэдний нэг юм. Үүний дараа оптоэлектроник нь бидний амьдралд хурдан нэвтэрсэн.
① зарчим/механизм
Оптокоуплерийн зарчим нь гэрэл ялгаруулах элемент нь оролтын цахилгаан дохиог гэрэл болгон хувиргадаг ба гэрэл хүлээн авагч нь гэрлийн эсрэг цахилгаан дохиог гаралтын хажуугийн хэлхээнд дамжуулдаг. Гэрэл ялгаруулах элемент ба гэрэл хүлээн авах элемент нь гаднах гэрлийн блокны дотор талд байрлах ба гэрлийг дамжуулахын тулд хоёр нь эсрэг талд байрладаг.
Гэрэл ялгаруулах элементүүдэд ашигладаг хагас дамжуулагч нь LED (гэрэл ялгаруулах диод) юм. Нөгөөтэйгүүр гэрэл хүлээн авагч төхөөрөмжид ашиглах орчин, гадаад хэмжээ, үнэ гэх мэт олон төрлийн хагас дамжуулагчийг ашигладаг боловч ерөнхийдөө хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг нь фототранзистор юм.
Ажиллахгүй байх үед фототранзистор нь энгийн хагас дамжуулагчийн гүйдэл багатай байдаг. Тэнд гэрэл тусах үед фототранзистор нь P хэлбэрийн хагас дамжуулагч ба N хэлбэрийн хагас дамжуулагчийн гадаргуу дээр фото цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг үүсгэдэг, N хэлбэрийн хагас дамжуулагчийн нүхнүүд p муж руу, p муж дахь чөлөөт электрон хагас дамжуулагч урсдаг. n муж руу орох ба гүйдэл урсах болно.
Фототранзисторууд нь фотодиод шиг хариу үйлдэл үзүүлэх чадваргүй боловч гаралтыг оролтын дохионоос хэдэн зуу дахин 1000 дахин өсгөх нөлөөтэй (дотоод цахилгаан талбайн нөлөөгөөр). Тиймээс тэд сул дохиог ч хүлээн авах хангалттай мэдрэмжтэй байдаг нь давуу тал юм.
Үнэн хэрэгтээ бидний харж байгаа “гэрэл хориглогч” нь ижил зарчим, механизмтай цахим төхөөрөмж юм.
Гэсэн хэдий ч гэрлийн таслагчийг ихэвчлэн мэдрэгч болгон ашигладаг бөгөөд гэрэл ялгаруулах элемент ба гэрэл хүлээн авах элементийн хооронд гэрлийг хаах объектыг дамжуулж үүргээ гүйцэтгэдэг. Тухайлбал, автомат машин, АТМ дахь зоос, мөнгөн дэвсгэртийг илрүүлэхэд ашиглаж болно.
② Онцлогууд
Оптокоуплер нь гэрлээр дохио дамжуулдаг тул оролтын болон гаралтын талын хоорондох тусгаарлагч нь гол онцлог юм. Өндөр тусгаарлагч нь дуу чимээнд амархан өртдөггүй, гэхдээ зэргэлдээ хэлхээний хооронд санамсаргүй гүйдэл үүсэхээс сэргийлдэг бөгөөд энэ нь аюулгүй байдлын хувьд маш үр дүнтэй байдаг. Мөн бүтэц нь өөрөө харьцангуй энгийн бөгөөд үндэслэлтэй юм.
Олон жилийн түүхтэй тул янз бүрийн үйлдвэрлэгчдийн баялаг бүтээгдэхүүн нь оптокоуплеруудын өвөрмөц давуу тал юм. Бие махбодийн холбоо байхгүй тул эд ангиудын элэгдэл бага, ашиглалтын хугацаа урт байна. Нөгөөтэйгүүр, гэрлийн үр ашгийг өөрчлөхөд хялбар шинж чанарууд байдаг, учир нь LED нь цаг хугацаа, температурын өөрчлөлтөөр аажмаар мууддаг.
Ялангуяа ил тод хуванцар дотоод бүрэлдэхүүн хэсэг нь удаан хугацаанд үүлэрхэг болж, энэ нь маш сайн гэрэл байж чадахгүй. Гэсэн хэдий ч ямар ч тохиолдолд механик контактын контакттай харьцуулахад амьдрал нь хэтэрхий урт байдаг.
Фототранзисторууд нь ерөнхийдөө фотодиодуудаас удаан байдаг тул өндөр хурдны холболтод ашигладаггүй. Гэхдээ энэ нь сул тал биш бөгөөд зарим бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд гаралтын тал дээр олшруулах хэлхээтэй байдаг. Үнэн хэрэгтээ бүх электрон хэлхээ нь хурдыг нэмэгдүүлэх шаардлагагүй юм.
③ Хэрэглээ
Фотоэлектрик холбогчсэлгэн залгах ажиллагаанд голчлон ашигладаг. Шилжүүлэгчийг асаах замаар хэлхээ нь эрч хүч авах боловч дээр дурдсан шинж чанарууд, ялангуяа дулаалга, урт хугацааны ашиглалтын үүднээс энэ нь өндөр найдвартай байдал шаарддаг хувилбаруудад тохиромжтой. Жишээлбэл, дуу чимээ нь эмнэлгийн электроник, аудио төхөөрөмж/харилцаа холбооны хэрэгслийн дайсан юм.
Энэ нь моторт хөдөлгүүрийн системд бас ашиглагддаг. Хөдөлгүүрийн шалтгаан нь жолоодлогын үед хурдыг инвертерээр удирддаг боловч өндөр гаралтаас болж дуу чимээ үүсгэдэг. Энэ чимээ нь мотор өөрөө бүтэлгүйтэх төдийгүй захын төхөөрөмжүүдэд нөлөөлж буй "газар" дамжин урсах болно. Ялангуяа урт утастай тоног төхөөрөмж энэ өндөр гаралтын дуу чимээг авахад хялбар байдаг тул үйлдвэрт ийм зүйл тохиолдвол их хэмжээний алдагдал, заримдаа ноцтой осол гарах болно. Сэлгэн залгахад өндөр тусгаарлагчтай оптокоуплер ашигласнаар бусад хэлхээ болон төхөөрөмжүүдэд үзүүлэх нөлөөллийг багасгах боломжтой.
Хоёрдугаарт, optocoupler-ийг хэрхэн сонгох, ашиглах
Бүтээгдэхүүний дизайнд хэрэглэхэд тохиромжтой оптокоуплерыг хэрхэн ашиглах вэ? Дараах микроконтроллер боловсруулах инженерүүд optocoupler-ийг хэрхэн сонгох, ашиглах талаар тайлбарлах болно.
① Үргэлж нээлттэй, үргэлж хаалттай
Хоёр төрлийн фото холбогч байдаг: хүчдэл байхгүй үед унтраалга унтрах (унтраах), хүчдэл өгөх үед унтраалга асаах (унтраах) төрөл, унтраалга. хүчдэл байхгүй үед асдаг. Хүчдэл өгөх үед түрхээд унтраа.
Эхнийх нь ердийн нээлттэй, сүүлийнх нь ердийн хаалттай гэж нэрлэгддэг. Хэрхэн сонгох нь эхлээд ямар төрлийн хэлхээ хэрэгтэй байгаагаас хамаарна.
② Гаралтын гүйдэл болон хэрэглэсэн хүчдэлийг шалгана уу
Photocouplers нь дохиог өсгөх шинж чанартай боловч хүссэн үедээ хүчдэл ба гүйдлийг үргэлж дамжуулдаггүй. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь үнэлгээтэй, гэхдээ хүссэн гаралтын гүйдлийн дагуу оролтын талаас хүчдэл өгөх шаардлагатай.
Хэрэв бид бүтээгдэхүүний мэдээллийн хуудсыг харвал босоо тэнхлэг нь гаралтын гүйдэл (коллекторын гүйдэл), хэвтээ тэнхлэг нь оролтын хүчдэл (коллектор-эмиттерийн хүчдэл) байх графикийг харж болно. Коллекторын гүйдэл нь LED гэрлийн эрчмээс хамаарч өөр өөр байдаг тул хүссэн гаралтын гүйдлийн дагуу хүчдэлийг хэрэглэнэ.
Гэсэн хэдий ч энд тооцоолсон гаралтын гүйдэл нь гайхалтай бага гэж та бодож магадгүй юм. Энэ нь LED нь цаг хугацааны явцад муудаж байгааг харгалзан үзсэний дараа найдвартай гарах одоогийн утга учир хамгийн их үнэлгээнээс бага байна.
Үүний эсрэгээр гаралтын гүйдэл их биш байх тохиолдол байдаг. Тиймээс optocoupler сонгохдоо "гаралтын гүйдэл" -ийг сайтар шалгаж, түүнд тохирох бүтээгдэхүүнийг сонгох хэрэгтэй.
③ Хамгийн их гүйдэл
Хамгийн их дамжуулалтын гүйдэл нь дамжуулах үед optocoupler тэсвэрлэх хамгийн их гүйдлийн утга юм. Дахин хэлэхэд, бид худалдан авахаасаа өмнө төсөлд хэр их гаралт шаардагдах, оролтын хүчдэл ямар байхыг мэдэх хэрэгтэй. Хамгийн их утга ба ашигласан гүйдэл нь хязгаар биш, харин тодорхой хэмжээний маржин байгаа эсэхийг шалгаарай.
④ Фото холбогчийг зөв тохируулна уу
Зөв optocoupler сонгосны дараа үүнийг бодит төсөлд ашиглацгаая. Суурилуулалт нь өөрөө хялбар бөгөөд оролтын хажуугийн хэлхээ, гаралтын хажуугийн хэлхээ бүрт холбогдсон терминалуудыг холбоно. Гэхдээ оролт болон гаралтын талыг буруу чиглүүлэхээс болгоомжлох хэрэгтэй. Тиймээс, та ПХБ хавтанг зурсны дараа фотоэлектрик холбогч хөл буруу байгааг олж харахгүйн тулд өгөгдлийн хүснэгт дэх тэмдэгтүүдийг шалгах хэрэгтэй.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 7-р сарын 29