Оптик сигналларны мохит буларак кулланып схемаларны тоташтыручы оптотарткычлар, югары төгәллек кирәк булган өлкәләрдә, мәсәлән, акустика, медицина һәм сәнәгатьтә актив элемент булып тора, чөнки алар югары күпкырлылык һәм ышанычлылык, мәсәлән, ныклык һәм изоляция кебек.
Ләкин оптокуплер кайчан һәм нинди шартларда эшли, һәм аның нигезендә нинди принцип ята? Яки фотокуплерны электроника эшендә чыннан да кулланганда, сез аны ничек сайларга һәм кулланырга белмәскә мөмкин. Чөнки оптокуплер еш кына "фототранзистор" һәм "фотодиод" белән бутала. Шуңа күрә, бу мәкаләдә фотокуплер нәрсә ул икәне турында сөйләнәчәк.
Фотокупер нәрсә ул?
Оптокуплер - этимологиясе оптик булган электрон компонент.
тоташтыргыч, ул "яктылык белән тоташтыру" дигәнне аңлата. Кайвакыт оптокуплер, оптик изолятор, оптик изоляция һ.б. дип тә атала. Ул яктылык чыгаручы элементтан һәм яктылык кабул итүче элементтан тора һәм оптик сигнал аша керү ягы схемасын һәм чыгу ягы схемасын тоташтыра. Бу схемалар арасында электр тоташуы юк, башкача әйткәндә, изоляция хәлендә. Шуңа күрә керү һәм чыгу арасындагы схема тоташуы аерым һәм бары тик сигнал гына тапшырыла. Керү һәм чыгу көчәнеше дәрәҗәләре сизелерлек аерылып торган схемаларны ышанычлы тоташтырыгыз, керү һәм чыгу арасында югары көчәнешле изоляция булсын.
Моннан тыш, бу яктылык сигналын тапшыру яки блоклау аша, ул ачкыч ролен үти. Җентекле принцип һәм механизм соңрак аңлатылачак, ләкин фотокуплерның яктылык чыгаручы элементы - LED (яктылык чыгаручы диод).
1960-нчы еллардан 1970-нче елларга кадәр, светодиодлар уйлап табылганда һәм аларның технологик казанышлары зур булган вакытта,оптоэлектроникабумга әйләнде. Ул вакытта төрлеоптик җайланмаларуйлап табылды, һәм фотоэлектрик тоташтыргыч шуларның берсе иде. Соңрак оптоэлектроника безнең тормышыбызга тиз үтеп керде.
① Принцип/механизм
Оптоконвертерның принцибы шунда: яктылык чыгаручы элемент керү электр сигналын яктылыкка әйләндерә, ә яктылык кабул итүче элемент яктылыкның кире электр сигналын чыгу ягындагы схемага тапшыра. Яктылык чыгаручы элемент һәм яктылык кабул итүче элемент тышкы яктылык блогының эчке ягында урнашкан, һәм яктылык үткәрү өчен алар бер-берсенә каршы урнашкан.
Яктылык чыгаручы элементларда кулланыла торган ярымүткәргеч - LED (яктылык чыгаручы диод). Икенче яктан, яктылык кабул итүче җайланмаларда куллану мохитенә, тышкы зурлыгына, бәясенә һ.б. карап, төрле ярымүткәргечләр кулланыла, ләкин гомумән алганда, иң еш кулланыла торганы - фототранзистор.
Эшләмәгәндә, фототранзисторлар гадәти ярымүткәргечләр кебек аз ток үткәрә. Яктылык анда төшкәч, фототранзистор P-типтагы ярымүткәргеч һәм N-типтагы ярымүткәргеч өслегендә фотоэлектромотор көче барлыкка китерә, N-типтагы ярымүткәргечтәге тишекләр p өлкәсенә ага, p өлкәсендәге ирекле электрон ярымүткәргеч n өлкәсенә ага, һәм ток ага.
Фототранзисторлар фотодиодлар кебек җавап бирми, ләкин алар шулай ук чыгу сигналын керү сигналыннан йөзләгәннән 1000 тапкырга кадәр көчәйтү эффектына ия (эчке электр кыры аркасында). Шуңа күрә алар хәтта көчсез сигналларны да кабул итәрлек сизгер, бу өстенлек.
Чынлыкта, без күргән "яктылыкны блоклаучы" - шул ук принцип һәм механизмга ия электрон җайланма.
Шулай да, яктылыкны өзүчеләр гадәттә сенсорлар буларак кулланыла һәм яктылык чыгаручы элемент һәм яктылык кабул итүче элемент арасында яктылыкны тоткарлаучы объект үткәрү юлы белән үз ролен башкаралар. Мәсәлән, ул автоматларда һәм банкоматларда тәңкәләрне һәм банкнотларны ачыклау өчен кулланылырга мөмкин.
② Үзенчәлекләре
Оптотарткыч сигналларны яктылык аша тапшырганлыктан, керү ягы һәм чыгу ягы арасындагы изоляция төп үзенчәлек булып тора. Югары изоляциягә шау-шу җиңел тәэсир итми, ләкин ул шулай ук күрше схемалар арасында очраклы ток агымын булдырмый, бу куркынычсызлык ягыннан бик нәтиҗәле. Ә конструкция үзе чагыштырмача гади һәм акыллы.
Озын тарихы аркасында, төрле җитештерүчеләрнең бай продукт ассортименты да оптокуплерларның уникаль өстенлеге булып тора. Физик бәйләнеш булмагач, детальләр арасындагы тузу аз, ә гомер озынрак. Икенче яктан, яктылык эффективлыгы үзгәрүчән булу үзенчәлекләре дә бар, чөнки вакыт узу һәм температура үзгәрү белән светодиод әкренләп начарлана.
Бигрәк тә үтә күренмәле пластикның эчке өлеше озак вакыт тоныкланганда, яктылык бик яхшы булмый. Ләкин, ничек кенә булмасын, механик контакт белән чагыштырганда, аның гомере бик озын.
Фототранзисторлар, гадәттә, фотодиодларга караганда акрынрак, шуңа күрә алар югары тизлекле элемтә өчен кулланылмый. Ләкин бу кимчелек түгел, чөнки кайбер компонентларның чыгу ягында тизлекне арттыру өчен көчәйтү схемалары бар. Чынлыкта, барлык электрон схемаларга да тизлекне арттыру кирәк түгел.
③ Куллану
Фотоэлектрик тоташтыргычларнигездә, күчерү-алмаштыру өчен кулланыла. Схема күчергечне кабызу белән көчәя, ләкин югарыда күрсәтелгән үзенчәлекләр, бигрәк тә изоляция һәм озак хезмәт итү ягыннан, ул югары ышанычлылык таләп итә торган сценарийлар өчен бик уңайлы. Мәсәлән, шау-шу медицина электроникасы һәм аудио җиһазлар/элемтә җиһазларының дошманы булып тора.
Ул шулай ук мотор йөртү системаларында да кулланыла. Моторның сәбәбе шунда ки, ул хәрәкәткә китерелгәндә тизлек инвертор тарафыннан контрольдә тотыла, ләкин ул югары чыгару көче аркасында тавыш чыгара. Бу тавыш моторның үзеннән-үзе эшләмәүгә генә түгел, ә "җир" аша агып, периферия җайланмаларына да тәэсир итә. Аерым алганда, озын үткәргечле җиһазлар бу югары чыгару тавышын җиңел кабул итә, шуңа күрә бу заводта булса, зур югалтуларга һәм кайвакыт җитди аварияләргә китерергә мөмкин. Күчерү өчен югары изоляцияле оптокүперләр куллану башка схемаларга һәм җайланмаларга йогынтыны минимальләштерергә мөмкин.
Икенчедән, оптикокуперларны ничек сайларга һәм кулланырга
Продукция дизайнында куллану өчен дөрес оптокуплерны ничек кулланырга? Түбәндәге микроконтроллерлар эшләү инженерлары оптокуплерларны ничек сайларга һәм кулланырга икәнен аңлатырлар.
① Һәрвакыт ачык һәм һәрвакыт ябык
Фотокубатлау җайланмаларының ике төре бар: көчәнеш кулланылмаганда выключатель сүндерелә (сүндерелә) торган төр, көчәнеш кулланылганда выключатель кабызыла (сүндерелә) торган төр, һәм көчәнеш кулланылмаганда выключатель кабызыла торган төр. Көчәнеш кулланылганда куела һәм сүндерелә.
Беренчесе гадәти ачык дип атала, ә икенчесе гадәти ябык дип атала. Ничек сайларга, беренчедән, сезгә нинди схема кирәклегенә бәйле.
② Чыгу тогын һәм кулланылган көчәнешне тикшерегез
Фотокуплерлар сигналны көчәйтү үзлегенә ия, ләкин алар һәрвакытта да көчәнеш һәм токны теләсә кайсы вакытта үткәрмиләр. Әлбәттә, ул номиналь, ләкин керү ягыннан теләгән чыгыш тогына туры китереп көчәнеш бирелергә тиеш.
Әгәр без продуктның мәгълүматлар кәгазенә карасак, вертикаль күчәр - чыгыш тогы (коллектор тогы), ә горизонталь күчәр - керү көчәнеше (коллектор-эмиттер көчәнеше) булган диаграмманы күрә алабыз. Коллектор тогы LED яктылык интенсивлыгына карап үзгәрә, шуңа күрә көчәнешне теләгән чыгыш тогына карап кулланыгыз.
Шулай да, сез монда исәпләнгән чыгыш тогы гаҗәеп кечкенә дип уйларга мөмкин. Бу - вакыт узу белән LEDның начарлануын исәпкә алганнан соң да ышанычлы рәвештә чыгарыла торган ток кыйммәте, шуңа күрә ул максималь бәяләмәдән түбәнрәк.
Киресенчә, чыгыш тогы зур булмаган очраклар да була. Шуңа күрә, оптокуплерны сайлаганда, "чыгыш тогы"н игътибар белән тикшерегез һәм аңа туры килә торган продуктны сайлагыз.
③ Максималь ток
Максималь үткәрүчәнлек тогы - оптотарткыч үткәргәндә түзә алырлык максималь ток кыйммәте. Тагын бер тапкыр, сатып алу алдыннан, проект өчен күпме чыгыш кирәклеген һәм керү көчәнеше нинди икәнен белергә кирәк. Максималь кыйммәт һәм кулланылган ток чикләү түгел, ә билгеле бер чик булуына инаныгыз.
④ Фотокуперны дөрес урнаштырыгыз
Дөрес оптокуплерны сайлагач, аны чын проектта кулланак. Урнаштыру үзе җиңел, һәр керү ягы схемасына һәм чыгу ягы схемасына тоташтырылган терминалларны тоташтырырга кирәк. Шулай да, керү ягы һәм чыгу ягы арасында ялгыш юнәлеш булмаска тиеш. Шуңа күрә, мәгълүматлар таблицасындагы символларны да тикшерергә кирәк, шулай итеп сез PCB платасын ясаганнан соң фотоэлектрик куплет аягының дөрес түгеллеген күрмәячәксез.
Бастырып чыгару вакыты: 2023 елның 29 июле