Optocouplers - Bekerja, Karakteristik, Antaramuka, Litar Aplikasi

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





OPTOCOUPLERS ATAU OPTOISOLATORS adalah peranti yang membolehkan penghantaran isyarat DC dan data lain yang cekap merentasi dua peringkat litar, dan sekaligus mengekalkan tahap pengasingan elektrik yang sangat baik di antara mereka.

Optocoupler menjadi sangat berguna apabila isyarat elektrik diperlukan untuk dihantar melalui dua peringkat litar, tetapi dengan tahap pengasingan elektrik yang melampau.



Peranti optocoupling berfungsi sebagai pertukaran tahap logik antara dua litar, Ia memiliki kemampuan untuk menyekat pemindahan kebisingan melintasi litar bersepadu, untuk mengasingkan tahap logik dari garis AC voltan tinggi, dan untuk menghilangkan gelung tanah.

Optocoupler menjadi pengganti yang berkesan untuk geganti , dan untuk transformer untuk menghubungkan tahap litar digital.



Selain itu, tindak balas frekuensi Optocoupler terbukti tidak dapat dibandingkan dalam litar analog.

Pembinaan Dalaman Optocoupler

Secara dalaman optocoupler mengandungi LED pemancar inframerah atau IR (biasanya dibina menggunakan gallium arsenide). LED IR ini digabungkan secara optik dengan peranti pengesan foto silikon yang bersebelahan yang biasanya merupakan transistor foto, fotodiod atau elemen fotosensitif yang serupa). Kedua-dua alat pelengkap ini tertanam secara hermetik dalam pakej kalis cahaya legap.

Butiran Pembinaan Dalaman Optocoupler

Gambarajah di atas menunjukkan paparan cip optocoupler enam pin dual-in-line (DIP) khas. Apabila terminal yang disambungkan dengan LED IR dibekalkan dengan voltan bias ke depan yang sesuai, ia secara dalaman memancarkan sinaran inframerah dalam jarak gelombang 900 hingga 940 nanometer.

Sinyal IR ini jatuh pada fotodetektor bersebelahan yang biasanya merupakan fototransistor NPN (mempunyai kepekaan yang ditetapkan dalam panjang gelombang yang sama), dan ia langsung melakukan, mewujudkan kesinambungan di terminal pengumpul / pemancarnya.

Seperti yang dapat dilihat pada gambar, LED IR dan fototransistor dipasang pada lengan bersebelahan bingkai plumbum.

Rangka plumbum berbentuk stamping yang diukir dari logam lembaran konduktif halus yang mempunyai beberapa cabang seperti penamat. Substrat terpencil yang disertakan untuk menguatkan peranti dibuat dengan bantuan cabang dalam. Pinout DIP masing-masing dikembangkan dari cawangan luar.

Setelah sambungan konduktif terjalin antara casing mati dan pin rangka plumbum yang sesuai, ruang yang mengelilingi LED IR dan fototransistor dilekatkan dalam resin yang disokong IR lutsinar yang berkelakuan seperti 'paip cahaya' atau panduan gelombang optik antara dua peranti IR.

Pemasangan lengkap akhirnya dibentuk dalam resin epoksi kalis cahaya yang membentuk pakej DIP. Pada penghujungnya, terminal pin plumbum dibengkokkan ke bawah dengan kemas.

simbol dan pinout optocoupler asas

Pinout Optocoupler

Gambarajah di atas menunjukkan gambarajah pinout optocoupler khas dalam pakej DIP. Peranti ini juga dikenali sebagai opto-isolator kerana tidak ada arus yang terlibat di antara kedua-dua cip tersebut, sebaliknya hanya isyarat cahaya, dan juga kerana pemancar IR dan pengesan IR mempunyai penebat dan pengasingan elektrik 100%.

Nama popular lain yang berkaitan dengan peranti ini adalah pengasing fotokoter atau pengikat foto.

Kita dapat melihat bahawa pangkal transistor IR dalaman dihentikan pada pin 6 IC. Pangkalan ini biasanya tidak tersambung kerana tujuan utama peranti adalah memasangkan dua litar melalui isyarat cahaya IR terpencil.

Begitu juga pin 3 adalah pinout terbuka atau tidak bersambung dan tidak berkaitan. Adalah mungkin untuk mengubah phototransistor IR dalaman menjadi photodiode hanya dengan memendek dan menghubungkan pin asas 6 dengan pin pemancar 4.

Walau bagaimanapun, ciri di atas mungkin tidak dapat diakses dalam optocoupler 4-pin atau multi-channel optocoupler.

Ciri-ciri Optocoupler

Optocoupler menunjukkan satu ciri yang sangat berguna dan ia adalah kecekapan gandingan ringan yang disebut sebagai nisbah pemindahan semasa, atau CTR.

Nisbah ini ditingkatkan dengan spektrum isyarat LED LED yang sesuai dengan spektrum pengesanan phototransistor yang berdekatan.

Oleh itu, CTR didefinisikan sebagai nisbah arus output ke arus masukan, pada tahap bias yang dinilai dari peranti optocoupler tertentu. Ia diwakili oleh peratus:

CTR = Iced/ Sayafx 100%

Apabila spesifikasi menunjukkan CTR 100%, ini merujuk kepada pemindahan arus keluaran 1 mA untuk setiap mA arus ke LED IR. Nilai minimum untuk CTR mungkin menunjukkan variasi antara 20 hingga 100% untuk optocoupler yang berbeza.

Faktor-faktor yang mungkin berbeza-beza CTR bergantung pada spesifikasi seketika input dan output voltan dan arus ke peranti.

arus keluaran optocoupler vs ciri arus input

Rajah di atas menunjukkan plot ciri arus output phototransistor dalaman optocoupler (ICB) berbanding arus input (IF) apabila VCB 10 V digunakan pada pin pengumpul / asasnya.

Spesifikasi OptoCoupler Penting

Beberapa parameter spesifikasi optocoupler penting dapat dikaji dari data yang diberikan di bawah:

Voltan pengasingan (Viso) : Ia ditakrifkan sebagai voltan AC maksimum mutlak yang dapat wujud di seluruh peringkat litar input dan output optocoupler, tanpa menyebabkan kerosakan pada peranti. Nilai standard untuk parameter ini boleh turun antara 500 V hingga 5 kV RMS.

AWAK: ia dapat difahami sebagai voltan DC maksimum yang dapat diterapkan di pinout fototransistor peranti. Biasanya ini boleh berkisar antara 30 hingga 70 volt.

Sekiranya : Ini adalah arus maju DC berterusan maksimum yang mungkin mengalir di LED IR atau IBERSIH . Ini adalah nilai standard kapasiti pengendalian semasa yang ditentukan untuk output phototransistor optocoupler, yang mungkin berkisar antara 40 hingga 100 mA.

Masa bangkit / jatuh : Parameter ini menentukan kelajuan logik tindak balas optocoupler merentasi LED IR dalaman dan fototransistor. Ini biasanya dari 2 hingga 5 mikrodetik untuk kenaikan dan penurunan. Ini juga memberitahu kita tentang lebar jalur peranti optocoupler.

Konfigurasi Asas Optocoupler

litar optocoupler asas dan gambarajah sambungan pin

Rajah di atas menunjukkan litar optocoupler asas. Jumlah arus yang boleh melalui fototransistor ditentukan oleh arus bias hadapan yang diterapkan dari LED IR atau IBERSIH, walaupun terpisah sepenuhnya.

Semasa suis S1 dipegang terbuka, arus mengalir melalui IBERSIHdihambat, yang bermaksud tidak ada tenaga IR yang tersedia untuk phototransistor.

Ini menjadikan peranti tidak aktif sepenuhnya menyebabkan voltan sifar berkembang di seluruh perintang output R2.

Apabila S1 ditutup, arus dibiarkan mengalir melalui IBERSIHdan R1.

Ini mengaktifkan LED IR yang mula memancarkan isyarat IR pada fototransistor yang membolehkannya dihidupkan, dan ini seterusnya menyebabkan voltan keluaran berkembang melintasi R2.

Litar optocoupler asas ini secara khusus akan bertindak balas dengan baik terhadap isyarat input beralih ON / OFF.

Walau bagaimanapun, jika diperlukan litar dapat diubah suai untuk berfungsi dengan isyarat input analog dan menghasilkan isyarat output analog yang sesuai.

Jenis Optocouplers

Phototransistor mana-mana optocoupler mungkin dilengkapi dengan pelbagai peningkatan output output dan spesifikasi kerja. Skema yang dijelaskan di bawah ini menggambarkan enam bentuk varian optocoupler lain yang mempunyai kombinasi khusus IRED dan photodetector output.

Optocoupler input AC

Varian pertama di atas menunjukkan skema skema optik input input dua arah dan fototransistor yang memaparkan beberapa galed-arsenide IRED yang disambungkan ke belakang untuk menggabungkan isyarat AC input, dan juga untuk melindungi daripada input polaritas terbalik.

Biasanya varian ini mungkin menunjukkan CTR minimum 20%.

optocoupler keluaran photodarlington

Jenis seterusnya di atas menggambarkan opto-coupler yang outputnya ditingkatkan dengan penguat foto-darlington berasaskan silikon. Ini memungkinkan untuk menghasilkan arus keluaran yang lebih tinggi berbanding dengan opto-coupler biasa yang lain.

Oleh kerana elemen Darlington pada output jenis optocoupler ini mampu menghasilkan minimum CTR 500% apabila voltan pemungut-ke-pemancar sekitar 30 hingga 35 volt. Besarnya ini kira-kira sepuluh kali lebih tinggi daripada optocoupler biasa.

Walau bagaimanapun, ini mungkin tidak sepantas peranti biasa yang lain dan ini mungkin merupakan pertukaran yang signifikan semasa bekerja dengan pengganding photodarlington.

Juga, ia mungkin mempunyai penurunan jumlah bandwidth yang efektif sekitar sepuluh faktor. Optocouplers fotoDarlington versi standard industri ialah 4N29 hingga 4N33 dan 6N138 dan 6N139.

Anda juga boleh mendapatkannya sebagai pengganding fotodarlington Dual dan quad channel.

optocoupler output linear dua arah

Skema ketiga di atas menunjukkan optocoupler yang mempunyai IRED dan MOSFET fotosensor yang menampilkan output linear dua arah. Julat voltan pengasingan varian ini boleh setinggi 2500 volt RMS. Julat voltan kerosakan boleh berada dalam lingkungan 15 hingga 30 volt, sementara waktu kenaikan dan kejatuhan masing-masing sekitar 15 mikrodetik.

optocoupler keluaran photoSCR

Varian seterusnya di atas menunjukkan asas SCR atau thyristor opto photosensor berdasarkan. Di sini output dikendalikan melalui SCR. Voltan pengasingan jenis pengganding OptoSCR biasanya sekitar 1000 hingga 4000 volt RMS. Ia mempunyai voltan sekatan minimum 200 hingga 400 V. Arus AKTIF tertinggi (Ifr) boleh menjadi sekitar 10 mA.

optocoupler keluaran photoTriac

Gambar di atas memaparkan optocoupler yang mempunyai output phototriac. Gandingan output berdasarkan Thyristor jenis ini biasanya mempunyai voltan penyekat ke hadapan (VDRM) 400 V.

Schmitt pencetus output optocoupler

Optocoupler yang menampilkan harta pencetus Schmitt juga tersedia. Jenis optocoupler ini dipaparkan di atas yang merangkumi optosensor berasaskan IC yang mempunyai IC pencetus Schmitt yang akan mengubah gelombang sinus atau sebarang bentuk isyarat input berdenyut menjadi voltan keluaran segi empat tepat.

Peranti berasaskan fotodetektor IC ini sebenarnya dirancang untuk berfungsi seperti litar multivibrator. Voltan pengasingan boleh berkisar antara 2500 hingga 4000 volt.

Arus hidup biasanya ditentukan antara 1 hingga 10 mA. Tahap bekalan kerja minimum dan maksimum adalah antara 3 hingga 26 volt, dan kelajuan maksimum kadar data (NRZ) adalah 1 MHz.

Litar Aplikasi

Fungsi dalaman optocoupler hampir sama dengan kerja pemasangan pemancar dan penerima IR yang tersusun.

Kawalan Arus Input

Sama seperti LED lain, LED IR optocoupler juga memerlukan perintang untuk mengawal arus input ke had selamat. Perintang ini boleh disambungkan dalam dua cara asas dengan LED optocoupler, seperti yang ditunjukkan di bawah:

cara menyambungkan perintang ke LED sisi input optocoupler

Perintang boleh ditambah secara siri sama ada dengan terminal anod (a) atau terminal katod (b) IRED.

Optocoupler AC

Dalam perbincangan sebelumnya, kami mengetahui bahawa untuk input AC, optocoupler AC adalah disyorkan. Walau bagaimanapun, mana-mana optocoupler standard juga dapat dikonfigurasi dengan selamat dengan input AC dengan menambahkan dioda luaran ke pin input IRED seperti yang dibuktikan dalam rajah berikut.

perlindungan terhadap voltan masukan terbalik untuk optocoupler

Reka bentuk ini juga memastikan keselamatan peranti daripada keadaan voltan input terbalik secara tidak sengaja.

Penukaran Digital atau Analog

Untuk mendapatkan penukaran digital atau analog pada output optocoupler, perintang boleh ditambahkan secara bersiri dengan pin pemungut optotransistor atau pin pemancar, seperti yang ditunjukkan di bawah:

cara mengkonfigurasi perintang ke transistor output optocoupler

Menukar ke Photo-Transistor atau Photo-Diode

Seperti yang ditunjukkan di bawah ini, transistor foto output DIP optocoupler 6-pin biasa dapat ditukarkan menjadi output dioda foto dengan menghubungkan pin dasar transistor 6-transistor fotonya dengan tanah, dan dengan memastikan pemancar tidak tersambung atau memendekkannya dengan pin6 .

Konfigurasi ini menyebabkan peningkatan ketara dalam kenaikan waktu isyarat input, tetapi juga mengakibatkan penurunan drastis nilai CTR turun menjadi 0.2%.

cara menukar phototransistor output optocoupler menjadi photodiode

Antaramuka Digital Optocoupler

Optocoupler dapat menjadi sangat baik ketika datang ke antara muka isyarat digital, yang dikendalikan pada pelbagai tahap bekalan.

Optocoupler dapat digunakan untuk menghubungkan IC digital di seluruh keluarga TTL, ECL atau CMOS yang serupa, dan juga di seluruh keluarga chip ini.

Optocoupler juga menjadi kegemaran ketika menghubungkan komputer peribadi atau mikrokontroler dengan komputer mainframe lain, atau banyak seperti motor, geganti , solenoid, lampu dan lain-lain. Gambarajah yang ditunjukkan di bawah menggambarkan rajah antara optik-gandingan dengan litar TTL.

Memadankan TTL IC dengan Optocoupler

bagaimana antara muka optocoupler dengan gerbang TTL

Di sini kita dapat melihat bahawa IRED optocoupler disambungkan melintasi + 5V dan output gerbang TTL, bukannya cara biasa yang berada di antara output TTL dan tanah.

Ini kerana gerbang TTL dinilai menghasilkan arus keluaran yang sangat rendah (sekitar 400 uA), tetapi ditentukan untuk merendam arus pada kadar yang cukup tinggi (16 mA). Oleh itu sambungan di atas membolehkan arus pengaktifan optimum untuk IRED setiap kali TTL rendah. Namun ini juga bermaksud tindak balas output akan terbalik.

Kelemahan lain yang terdapat pada output gerbang TTL adalah bahawa, apabila outputnya TINGGI atau logik 1, mungkin menghasilkan sekitar tahap 2.5 V, yang mungkin tidak cukup untuk mematikan IRED sepenuhnya. Ia mestilah sekurang-kurangnya 4.5 V atau 5 V untuk membolehkan MATI sepenuhnya IRED.

Untuk memperbaiki masalah ini, R3 disertakan yang memastikan IRED mati sepenuhnya setiap kali output gerbang TTL bertukar TINGGI walaupun dengan 2.5 V.

Pin output pengumpul optocoupler dapat dilihat dihubungkan antara input dan ground IC TTL. Ini penting kerana input gerbang TTL mesti dibumikan dengan cukup sekurang-kurangnya di bawah 0,8 V pada 1,6 mA untuk membolehkan logik 0 yang betul pada output gerbang. Perlu diperhatikan bahawa susunan yang ditunjukkan pada gambar di atas memungkinkan tindak balas yang tidak terbalik pada output.

Memadan IC CMOS dengan Optocoupler

Tidak seperti rakan sejawat TTL, output CMOS IC mempunyai keupayaan untuk mencari dan merendam arus yang mencukupi sehingga banyak mA tanpa masalah.

Oleh itu, IC ini dapat dihubungkan dengan mudah dengan optocoupler IRED sama ada dalam mod sink, atau mod sumber seperti yang ditunjukkan di bawah.

bagaimana antara muka optocoupler dengan gerbang CMOS

Tidak kira konfigurasi mana yang dipilih di sisi input, R2 di sisi output mestilah cukup besar untuk membolehkan ayunan voltan output penuh antara logik 0 dan 1 keadaan pada output gerbang CMOS.

Memadankan Arduino Microcontroller dan BJT dengan Optocoupler

cara menyatukan optocoupler dengan tahap Arduino dan BJT

Rajah di atas menunjukkan cara antara muka mikrokontroler atau Arduino isyarat output (5 volt, 5 mA) dengan beban arus yang agak tinggi melalui tahap optocoupler dan BJT.

Dengan logik HIGH + 5V dari Arduino, optocoupler IRED dan phototransistor keduanya tetap dimatikan, dan ini membolehkan Q1, Q2 dan motor beban tetap dihidupkan.

Sekarang, sebaik sahaja output Arduino menjadi rendah, IRED optocoupler mengaktifkan dan menghidupkan fototransistor. Ini dengan serta-merta menjadikan bias dasar Q1, mematikan Q1, Q2 dan motor.

Memadankan Isyarat Analog dengan Optocoupler

Optocoupler juga dapat digunakan dengan berkesan untuk menghubungkan isyarat analog di dua peringkat litar dengan menentukan arus ambang melalui IRED dan kemudian memodulasinya dengan isyarat analog yang diterapkan.

Gambar berikut menunjukkan bagaimana teknik ini dapat digunakan untuk menggabungkan isyarat audio analog.

cara menyambungkan optocoupler dengan isyarat audio analog

Op amp IC2 dikonfigurasikan seperti litar pengikut voltan kenaikan kesatuan. IRED dari opto-coupler dapat dilihat dari sudut maklum balas negatif.

Gelung ini menyebabkan voltan merentasi R3 (dan oleh itu arus melalui IRED) mengikuti dengan tepat, atau mengesan voltan yang digunakan pada pin # 3 dari op amp, yang merupakan pin input bukan pembalik.

Pin3 dari op op ini disiapkan pada separuh voltan bekalan melalui rangkaian pembahagi berpotensi R1, R2. Ini memungkinkan pin3 dimodulasi dengan isyarat AC yang dapat menjadi isyarat audio dan menyebabkan pencahayaan IRED berubah sesuai audio ini atau isyarat analog modulasi.

Arus sunyi atau arus arus terbiar untuk arus IRED dicapai pada 1 hingga 2 mA melalui R3.

Di sisi output optocoupler, arus tenang ditentukan oleh phototransistor. Arus ini menghasilkan voltan merentasi potensiometer R4 yang nilainya perlu disesuaikan sehingga menghasilkan output sepi yang juga sama dengan separuh voltan bekalan.

Setara isyarat output-output modulasi penjejakan diekstrak melalui potensiometer R4, dan dipisahkan melalui C2 untuk pemprosesan selanjutnya.

Memadankan Triac dengan Optocoupler

Optocoupler boleh digunakan dengan ideal untuk membuat gandingan terpencil sempurna di litar kawalan DC rendah dan litar kawalan triac berasaskan sesalur AC tinggi.

Dianjurkan agar bahagian bawah input DC terhubung ke saluran pembumian yang betul.

Penyediaan lengkap dapat dilihat dalam rajah berikut:

bagaimana untuk menghubungkan optocoupler dengan triac persilangan bukan sifar dan beban resistif

Reka bentuk di atas boleh digunakan untuk terpencil kawalan lampu AC sesalur , pemanas, motor dan beban serupa yang lain. Litar ini bukan sifar yang dikendalikan persimpangan lintang, yang bermaksud pencetus input akan menyebabkan triac beralih pada mana-mana bentuk gelombang AC.

Di sini rangkaian yang dibentuk oleh R2, D1, D2 dan C1 membuat perbezaan potensi 10 V yang berasal dari input garis AC. Voltan ini digunakan untuk mencetuskan triac melalui Q1 setiap kali bahagian input dihidupkan dengan menutup suis S1. Bermakna selagi S1 terbuka, optocoupler mati kerana bias asas sifar untuk Q1, yang menjadikan triac dimatikan.

Saat S1 ditutup, ia mengaktifkan IRED, yang menghidupkan ON Q1. Q1 seterusnya menghubungkan 10 V DC ke gerbang triac yang menghidupkan triac ON, dan akhirnya juga menghidupkan beban yang disambungkan.

bagaimana antara muka optocoupler dengan triac persilangan sifar dan beban induktif

Litar seterusnya di atas direka dengan suis voltan sifar monolitik silikon, CA3059 / CA3079. Litar ini membolehkan triac memicu secara serentak, itu hanya semasa persilangan voltan sifar bentuk gelombang kitaran AC.

Apabila S1 ditekan, opamp bertindak balas hanya jika kitaran AC input triac berada dekat beberapa mV berhampiran garis persilangan sifar. Sekiranya pencetus input dibuat semasa AC tidak berada di dekat garis persilangan sifar, maka op amp menunggu sehingga bentuk gelombang mencapai persimpangan sifar dan hanya kemudian memicu triac melalui logik positif dari pin4nya.

Ciri pensuisan persilangan sifar ini melindungi sambungan dari lonjakan arus dan lonjakan arus yang tiba-tiba, kerana pengaktifan ON dilakukan pada tahap persimpangan sifar dan bukan ketika AC berada di puncaknya yang lebih tinggi.

Ini juga dapat menghilangkan kebisingan dan gangguan RF yang tidak perlu di talian kuasa. Suis sifar persilangan berasaskan optacoupler triac ini dapat digunakan dengan berkesan untuk membuat SSR atau geganti keadaan pepejal .

Aplikasi PhotoSCR dan PhotoTriacs Optocoupler

Optocoupler yang memiliki photodetector mereka dalam bentuk photoSCR dan photo-Triac-output umumnya dinilai dengan arus output yang lebih rendah.

Walau bagaimanapun, tidak seperti peranti optocoupler lain, optoTriac atau optoSCR mempunyai kapasiti pengendalian arus lonjakan yang agak tinggi (berdenyut) yang mungkin jauh lebih tinggi daripada nilai RMS yang dinilai.

Untuk optocoupler SCR, spesifikasi arus lonjakan mungkin setinggi 5 amp, tetapi ini dapat dalam bentuk lebar denyut 100 mikrodetik dan kitaran tugas tidak lebih dari 1%.

Dengan optacoupler triac, spesifikasi lonjakan mungkin 1,2 amp, yang hanya boleh bertahan untuk 10 mikrodetik nadi dengan putaran tugas maksimum 10%.

Gambar berikut menunjukkan beberapa litar aplikasi yang menggunakan triac optocouplers.

Litar aplikasi photoTriac dan photoSCR

Pada rajah pertama, photoTriac dapat dilihat dikonfigurasi untuk mengaktifkan lampu secara langsung dari garis AC. Di sini mentol mesti dinilai kurang dari 100 mA RMS dan nisbah arus masuk puncak lebih rendah daripada 1.2 amp untuk kerja optocoupler yang selamat.

Reka bentuk kedua menunjukkan bagaimana optocoupler photoTriac dapat dikonfigurasi untuk memicu hamba Triac, dan kemudian mengaktifkan beban sesuai dengan penilaian daya yang disukai. Litar ini disyorkan untuk digunakan hanya dengan beban resistif seperti lampu pijar atau elemen pemanas.

Gambar ketiga di atas menggambarkan bagaimana dua litar atas dapat diubah suai menangani beban induktif seperti motor. Litar terdiri daripada R2, C1, dan R3 yang menghasilkan pergeseran fasa pada rangkaian pemacu gerbang Triac.

Ini membolehkan triac melalui tindakan pencetus yang betul. Resistor R4 dan C2 diperkenalkan sebagai rangkaian snubber untuk menekan dan mengawal lonjakan lonjakan kerana EMF belakang induktif.

Dalam semua aplikasi di atas, R1 harus dimensi sedemikian rupa sehingga IRED dibekalkan dengan arus ke hadapan sekurang-kurangnya 20 mA untuk pemicu fotodetektor triac yang betul.

Aplikasi Kaunter Laju atau Pengesan RPM

menggunakan optocoupler untuk pengesanan kelajuan dan pembilang RPM

Angka-angka di atas menjelaskan beberapa modul optocouplers khusus yang boleh digunakan untuk aplikasi pengukur kelajuan atau pengukuran RPM.

Konsep pertama menunjukkan pemasangan pengganding-interrupter slotted yang disesuaikan. Kita dapat melihat slot dalam bentuk jurang udara diletakkan di antara IRED dan fototransistor, yang dipasang pada kotak berasingan yang saling berhadapan di seberang slot jurang udara.

Biasanya isyarat Inframerah dapat melewati slot tanpa penyumbatan semasa modul dihidupkan. Kami tahu bahawa isyarat inframerah dapat disekat sepenuhnya dengan meletakkan objek legap di jalannya. Dalam aplikasi yang dibincangkan apabila halangan seperti jari-jari roda dibenarkan bergerak melalui slot, menyebabkan gangguan pada laluan isyarat IR.

Ini kemudiannya ditukar menjadi frekuensi jam di seluruh output terminal fototransistor. Frekuensi jam output ini akan berbeza-beza bergantung pada kecepatan roda, dan dapat diproses untuk pengukuran yang diperlukan. .

Slot yang ditunjukkan mungkin mempunyai lebar 3 mm (0.12 inci). Phototransistor yang digunakan di dalam modul mempunyai phototransistor harus ditentukan dengan CTR minimum sekitar 10% dalam keadaan 'terbuka'.

Modul ini sebenarnya adalah replika a optocoupler standard mempunyai IR tertanam dan fotoransistor, satu-satunya perbezaan adalah, di sini ini dipasang secara tersembunyi di dalam kotak berasingan dengan slot jurang udara yang memisahkannya.

Modul pertama di atas boleh digunakan untuk mengukur revolusi atau seperti pembilang revolusi. Setiap tab roda masa melintasi slot optocoupler, phototransistor dimatikan sehingga menghasilkan satu kiraan.

Reka bentuk kedua yang dilampirkan menunjukkan modul optocoupler yang dirancang untuk bertindak balas terhadap isyarat IR yang dipantulkan.

IRED dan fototransistor dipasang dalam ruang yang terpisah dalam modul sehingga biasanya mereka tidak dapat 'melihat' satu sama lain. Walau bagaimanapun, kedua-dua peranti dipasang sedemikian rupa sehingga kedua-duanya mempunyai sudut titik fokus yang sama yang berjarak 5 mm (0.2-inci).

Ini membolehkan modul interrupter mengesan objek bergerak berdekatan yang tidak dapat dimasukkan ke dalam slot nipis. Modul opto reflektor jenis ini dapat digunakan untuk mengira laluan objek besar ke atas tali sawat atau objek yang meluncur ke bawah tabung umpan.

Pada rajah kedua di atas kita dapat melihat modul digunakan sebagai penghitung revolusi yang mengesan isyarat IR yang dipantulkan antara IRED dan fototransistor melalui reflektor cermin yang dipasang pada permukaan berlawanan cakera berputar.

Pemisahan antara modul optocoupler dan disk berputar sama dengan panjang fokus 5 mm pasangan pengesan pemancar.

Permukaan reflektif pada roda boleh dibuat menggunakan cat atau pita logam, atau kaca. Modul optocouplers diskrit yang disesuaikan ini juga dapat digunakan dengan berkesan pengiraan kelajuan aci mesin , dan poros mesin RPM atau putaran per minit pengukuran dan lain-lain. Pengganggu foto dan konsep fotoreflektor yang dijelaskan di atas dapat dibina dengan menggunakan alat pengesan opto seperti alat fotodarlington, photoSCR, dan photoTriac, sesuai dengan spesifikasi konfigurasi rangkaian output.

Penggera Pencerobohan Pintu / Tingkap

Modul interrupter optoisolator yang dijelaskan di atas juga berkesan sebagai penggera gangguan pintu atau tingkap, seperti di bawah:

Litar ini lebih berkesan dan lebih mudah dipasang daripada konvensional penggera pencerobohan jenis relai magnetik .

Di sini litar menggunakan pemasa IC 555 sebagai pemasa satu pukulan untuk membunyikan penggera.

Slot jurang udara optoisolator disekat dengan lekapan jenis tuas, yang juga disatukan ke tingkap atau pintu.

Sekiranya pintu dibuka atau tingkap dibuka, penyumbatan di slot dikeluarkan, dan LED LED mencapai fototransistor dan mengaktifkan satu tangkapan tahap IC 555 monostable .

IC 555 dengan serta-merta mencetuskan pemberitahuan piezo buzzer mengenai pencerobohan.




Sebelumnya: Litar LDR dan Prinsip Kerja Seterusnya: Litar Peringatan Ais untuk Kereta