Az OPTOCOUPLERS vagy OPTOISOLATORS olyan eszközök, amelyek lehetővé teszik az egyenáramú jel és más adatok hatékony továbbítását két áramkör szakaszon keresztül, és egyúttal kiváló elektromos szigetelést is fenntartanak közöttük.
Az optocsatolók kifejezetten akkor válnak hasznossá, amikor két áramköri szakaszon keresztül elektromos jelet kell küldeni, de a fokozatokban rendkívüli mértékű elektromos szigetelés szükséges.
Az optocsatoló eszközök logikai szintváltóként működnek két áramkör között. Képes blokkolni a zajátadást az integrált áramkörökön, a logikai szintek elkülönítésére a nagyfeszültségű váltakozó áramú vonaltól és a földi hurkok megszüntetésére.
Az optocsatolók hatékony helyettesítőkké válnak váltókhoz , valamint a digitális áramkörök szakaszainak összekapcsolására szolgáló transzformátorokhoz.
Ezenkívül az optocsatoló frekvencia-válasza összehasonlíthatatlannak bizonyul az analóg áramkörökben.
Optocsatoló belső felépítése
Belsőleg egy optocsatoló tartalmaz infravörös vagy infravörös fénykibocsátó LED-et (általában gallium-arzenid felhasználásával). Ez az IR LED optikailag egy szomszédos szilícium fotódetektor eszközhöz van kapcsolva, amely általában fototranzisztor, fotodióda vagy bármilyen hasonló fényérzékeny elem). Ez a két kiegészítő eszköz hermetikusan be van ágyazva egy átlátszatlan, fénybiztos csomagolásba.
A fenti ábra egy tipikus hat tűs dual-in-line (DIP) optocsatoló chip boncolt nézetét mutatja. Ha az infravörös LED-hez kapcsolt terminálok megfelelő, előre feszített feszültséggel vannak ellátva, akkor belső infravörös sugárzást bocsát ki 900–940 nanométeres hullámhosszon.
Ez az IR jel a szomszédos fotodetektorra esik, amely általában NPN fototranzisztor (amelynek érzékenysége azonos hullámhosszon van beállítva), és azonnal vezet, folytonosságot teremtve a kollektor / emitter termináljain.
Amint a képen látható, az IR LED és a fototranzisztor egy ólomkeret szomszédos karjaira van felszerelve.
Az ólomkeret finom vezetőképes fémlemezből faragott sajtolással van ellátva, amelynek több elágazása van. A készülék megerősítésére szolgáló izolált aljzatokat a belső ágak segítségével hozzák létre. A DIP megfelelő csapszegét ennek megfelelően alakítjuk ki a külső ágakból.
Miután a vezetőkapcsolatok létrejöttek a szerszámház és a megfelelő ólomkeretes csapok között, az IR LED-et és a fototranzisztort körülvevő teret egy átlátszó IR-támasztékú gyanta zárja le, amely „fényvezetékként” vagy optikai hullámvezetőként viselkedik a két IR eszköz.
A teljes szerelvényt végül egy fényálló epoxigyantába formálják, amely a DIP csomagot alkotja. A célban az ólomkeret csapszegei szépen lefelé vannak hajlítva.
Optocsatoló kivezetése
A fenti ábra a tipikus optocsatoló kihúzási diagramját mutatja a DIP csomagban. A készüléket opto-izolátorként is ismerik, mivel a két chip között nincs áram, csak fényjelek, és azért is, mert az IR-sugárzó és az IR-detektor 100% -ban elektromos szigeteléssel és szigeteléssel rendelkezik.
Az ehhez az eszközhöz kapcsolódó másik népszerű név a fotocsatoló vagy a fotokapcsoló izolátor.
Láthatjuk, hogy a belső IR tranzisztor bázisa az IC 6. érintkezőjénél végződik. Ez az alap rendszerint nincs csatlakoztatva, mivel az eszközök fő célja a két áramkör összekapcsolása egy elszigetelt belső IR fényjelen keresztül.
Hasonlóképpen a 3 csap egy nyitott vagy nem csatlakoztatott tű és nem releváns. Lehetséges a belső IR fototranzisztor átalakítása fotodiódává egyszerűen azáltal, hogy rövidzárlattal összekötjük és összekötjük a 6 alapcsapot a 4 sugárzócsappal.
Előfordulhat azonban, hogy a fenti szolgáltatás nem érhető el 4 tűs optocsatolóban vagy többcsatornás optocsatolókban.
Optocsatoló jellemzői
Az optocsatoló egy nagyon hasznos tulajdonságot mutat, és ez a könnyű összekapcsolási hatékonysága az aktuális átviteli arány vagy a CTR.
Ezt az arányt növeli az ideálisan illeszkedő IR LED jel spektrum és a szomszédos fototranzisztor detektálási spektrum.
A CTR tehát a kimeneti áram és a bemeneti áram aránya, egy adott optocsatoló eszköz névleges előfeszítési szintjén. Százalékkal képviseli:
CTR = Iced/ Ifx 100%
Amikor a specifikáció 100% -os CTR-t javasol, az 1 mA kimeneti áramerősség-átvitelre vonatkozik minden áram-mA-re az IR LED-re. A CTR minimális értékei 20–100% közötti eltérést mutathatnak a különböző optocsatolók esetében.
Azok a tényezők, amelyek megváltoztathatják a CTR-t, a készülék bemeneti és kimeneti tápfeszültségének és áramának pillanatnyi specifikációitól függenek.
A fenti ábra egy optocsatoló belső fototranzisztor kimeneti áramának (ICB) vs bemeneti áram (IF), amikor 10 V VCB-t alkalmazunk a kollektor / alap csapok felett.
Fontos OptoCoupler specifikációk
Az alábbiakban megadott adatokból tanulmányozhatunk néhány alapvető optocsatoló specifikációs paramétert:
Izolációs feszültség (Viso) : Meghatározzák azt az abszolút maximális váltakozó feszültséget, amely az optocsatoló bemeneti és kimeneti áramkörének szakaszában létezhet, anélkül, hogy kárt okozna a készülékben. Ennek a paraméternek a standard értékei 500 V és 5 kV RMS között eshetnek.
TE VAGY: ez felfogható az a maximális egyenfeszültség, amely a készülék fototranzisztoros csatlakozóin át alkalmazható. Jellemzően ez 30 és 70 volt között mozoghat.
Ha : Ez a maximális folyamatos egyenáramú előremenő áram áramolhat a IR LED vagy az IHÁLÓ . Az optocsatoló fototranzisztoros kimenetén megadott áramkezelési kapacitás standard értékei 40 és 100 mA között lehetnek.
Emelkedési / bukási idő : Ez a paraméter meghatározza az optocsatoló válaszának logikai sebességét a belső IR LED-en és a fototranzisztoron. Ez általában 2-5 mikroszekundum lehet mind emelkedés, mind csökkenés esetén. Ez elmond minket az optocsatoló eszköz sávszélességéről is.
Optocsatoló alapbeállításai
A fenti ábra egy alapvető optocsatoló áramkört mutat. A fototranzisztoron áthaladó áram mennyiségét az IR LED vagy az IHÁLÓannak ellenére, hogy teljesen szétválasztották.
Amíg az S1 kapcsolót nyitva tartják, az áram átfolyik az I-nHÁLÓgátolt, ami azt jelenti, hogy a fototranzisztor számára nem áll rendelkezésre infravörös energia.
Ez az eszközt teljesen inaktívvá teszi, ami nulla feszültség kialakulását eredményezi az R2 kimeneti ellenálláson.
Ha S1 zárva van, hagyjuk, hogy az áram átfolyjon az I-nHÁLÓés R1.
Ez aktiválja az IR LED-et, amely IR jeleket bocsát ki a fototranzisztoron, lehetővé téve a bekapcsolást, ez pedig kimeneti feszültség kialakulását eredményezi az R2-ben.
Ez az alapvető optocsatoló áramkör kifejezetten jól reagál az ON / OFF kapcsoló bemeneti jelekre.
Szükség esetén azonban az áramkör módosítható úgy, hogy analóg bemeneti jelekkel működjön és megfelelő analóg kimeneti jeleket generáljon.
Az optocsatolók típusai
Bármely optocsatoló fototranzisztorának sokféle kimeneti kimeneti erősítése és működési specifikációja lehet. Az alábbiakban bemutatott sematikus ábra az optocsatoló variánsok hat másik formáját ábrázolja, amelyeknek saját specifikus kombinációja van az IRED és a kimeneti fotodetektor között.
A fenti első változat kétirányú bemenetet és fototranzisztoros kimeneti optocsatoló vázlatot mutat, amely pár háttal összekapcsolt gallium-arzenid IRED-et tartalmaz a bemeneti AC jelek összekapcsolására, valamint a fordított polaritású bemenet elleni védelemre.
Általában ennek a változatnak a minimális CTR-je 20% lehet.
A fenti következő típus egy opto-csatolót szemléltet, amelynek kimenetét szilícium alapú fotó-darlington erősítővel javítják. Ez lehetővé teszi, hogy nagyobb kimeneti áramot termeljen, mint a többi normál opto-csatoló.
A kimeneten lévő Darlington elemnek köszönhetően az ilyen típusú optocsatolók legalább 500% CTR-t képesek produkálni, ha a kollektor-emitter feszültség 30-35 volt körül van. Úgy tűnik, hogy ez a nagyságrend körülbelül tízszer nagyobb, mint egy normál optocsatoló.
Ezek azonban nem biztos, hogy olyan gyorsak, mint a többi normál eszköz, és ez jelentős kompromisszumot jelenthet, ha fotodarlington csatolóval dolgozunk.
Ezenkívül a tényleges sávszélessége körülbelül tízszeresére csökkenhet. A photoDarlington optocsatolók iparági szabványos változatai: 4N29 - 4N33, 6N138 és 6N139.
Megkaphatja őket két- és négycsatornás fotodarlington csatolóként is.
A fenti harmadik vázlat egy IRED és egy MOSFET fényérzékelővel ellátott optocsatolót mutat, amely kétirányú lineáris kimenetet tartalmaz. Ennek a változatnak a szigetelési feszültségtartománya elérheti a 2500 volt RMS-t. A megszakítási feszültségtartomány 15-30 volt között lehet, míg az emelkedési és zuhanási idő egyenként körülbelül 15 mikroszekundum.
A fenti következő változat egy alapvető elemet mutat be SCR vagy tirisztor alapú opto fényérzékelő. Itt a kimenetet egy SCR vezérli. Az OptoSCR típusú csatlakozók izolációs feszültsége általában 1000-4000 volt RMS. Minimális blokkolási feszültsége 200-400 V. A legnagyobb bekapcsolási áramok (Ifr) 10 mA körül lehet.
A fenti kép egy fototriac-kimenettel rendelkező optocsatolót mutat. Az ilyen típusú tirisztor alapú kimeneti csatolók előremenő blokkoló feszültsége (VDRM) 400 V.
Schmitt kiváltó tulajdonsággal rendelkező optocsatolók is rendelkezésre állnak. Ez a típusú optocsatoló fent látható, amely tartalmaz egy IC-alapú optoszenzort, amelynek Schmitt-trigger IC-je van, amely szinuszhullámot vagy bármilyen típusú impulzusos bemeneti jelet téglalap alakú kimeneti feszültséggé alakít.
Ezeket az IC fotodetektor alapú eszközöket úgy tervezték, hogy úgy működjenek, mint egy multivibrátor áramkör. Az izolációs feszültségek 2500 és 4000 volt között változhatnak.
A bekapcsolási áramot általában 1 és 10 mA között adják meg. A minimális és a maximális üzemi tápellátás szintje 3 és 26 volt között van, és az adatsebesség (NRZ) maximális sebessége 1 MHz.
Alkalmazási áramkörök
Az optocsatolók belső működése pontosan hasonlít egy diszkréten felállított IR adó és vevő egység működéséhez.
Bemeneti áramszabályozás
Csakúgy, mint bármely más LED-nek, az optocsatoló infravörös LED-jének is szüksége van egy ellenállásra, hogy a bemeneti áramot biztonságos határokig szabályozza. Ezt az ellenállást két alapvető módon lehet összekapcsolni az optocsatoló LED-del, amint az alábbiakban bemutatjuk:
Az ellenállást sorba lehet adni akár az IRED anódtermináljával (a), akár katódtermináljával (b).
AC optocsatoló
Korábbi megbeszéléseink során megtudtuk, hogy az AC bemenethez az AC optocsatolók ajánlottak. Bármely szokásos optocsatolót biztonságosan konfigurálhatunk egy AC bemenettel is, ha külső diódát adunk az IRED bemeneti csapokhoz, amint azt a következő ábra bizonyítja.
Ez a kialakítás a készülék biztonságát is biztosítja a véletlen fordított bemeneti feszültség körülményei ellen.
Digitális vagy analóg átalakítás
Annak érdekében, hogy digitális vagy analóg átalakítást lehessen elérni az optocsatoló kimenetén, ellenállást lehet sorba adni az optotranzisztoros kollektorcsappal vagy az emittercsappal, az alábbiak szerint:
Konvertálás fotótranzisztorrá vagy fotodiódává
Amint az alábbiakban látható, egy szokásos 6 tűs DIP optocsatoló kimeneti fototranzisztor átalakítható fotodióda kimenetre, ha a fototranzisztor tranzisztorának 6 alaptüskéjét a földdel összeköti, és az emittert nem csatlakoztatja, vagy rövidzárlattal rögzíti .
Ez a konfiguráció jelentősen megnöveli a bemeneti jel emelkedési idejét, de a CTR érték drasztikus csökkenését is eredményezi, 0,2% -ra.
Optocsatoló digitális interfész
Az optocsatolók kiválóak lehetnek, ha digitális jelcsatolásokról van szó, különféle ellátási szinteken működtetve.
Az optocsatolók felhasználhatók a digitális IC-k összekapcsolására azonos TTL, ECL vagy CMOS családokon, és hasonlóképpen ezen chipcsaládokon keresztül is.
Az optocsatolók szintén a kedvencek, amikor a személyi számítógépeket vagy mikrovezérlőket összekapcsolják más nagyszámítógépekkel, vagy olyan terhelésekkel, mint a motorok, relék , mágnesszelep, lámpák stb. Az alábbiakban bemutatott ábra szemlélteti a TTL áramkörökkel rendelkező opto-csatoló interfész diagramját.
A TTL IC összekapcsolása az optocsatolóval
Itt láthatjuk, hogy az optocsatoló IRED-je a + 5V és a TTL kapu kimenetén keresztül van összekötve, a TTL kimenet és a föld között szokásos módon.
Ennek az az oka, hogy a TTL kapuk úgy vannak besorolva, hogy nagyon alacsony kimeneti áramokat (kb. 400 uA) termeljenek, de meg vannak határozva, hogy meglehetősen nagy sebességgel (16 mA) süllyesszék el az áramot. Ezért a fenti kapcsolat lehetővé teszi az optimális aktiválási áramot az IRED számára, amikor a TTL alacsony. Ez azonban azt is jelenti, hogy a kimeneti válasz megfordul.
A TTL kapu kimeneténél fennálló másik hátrány az, hogy ha a kimenete HIGH vagy logikai 1, akkor 2,5 V körüli szintet produkálhat, ami nem biztos, hogy elegendő az IRED teljes kikapcsolásához. Legalább 4,5 V-nak vagy 5 V-nak kell lennie ahhoz, hogy lehetővé tegye az IRED teljes kikapcsolását.
A probléma kijavításához az R3 szerepel, amely biztosítja, hogy az IRED teljesen kikapcsoljon, amikor a TTL kapu kimenete 2,5 V-val is MAGASAN fordul.
Látható, hogy az optocsatoló kollektor kimeneti csatlakozója a TTL IC bemenete és földje között van összekötve. Ez azért fontos, mert a TTL kapu bemenetének megfelelően földelni kell legalább 0,8 V alatt, 1,6 mA-nél, hogy a kapu kimenetén a helyes logika 0 legyen. Meg kell jegyezni, hogy a fenti ábrán látható felépítés lehetővé teszi a nem invertáló választ a kimeneten.
A CMOS IC összekapcsolása az optocsatolóval
A TTL analógtól eltérően a CMOS IC kimenetek képesek problémamentesen elegendő áramot előállítani és elnyelni akár sok mA-ig.
Ezért ezek az IC-k könnyen összekapcsolhatók az IRED optocsatolóval akár süllyesztési módban, akár forrás módban, az alábbiak szerint.
Nem számít, melyik konfigurációt választják a bemeneti oldalon, az R2-nek a kimeneti oldalon kellően nagynak kell lennie ahhoz, hogy teljes kimeneti feszültségingadozás legyen lehetséges a logikai 0 és 1 állapot között a CMOS kapu kimenetén.
Az Arduino mikrovezérlő és a BJT összekapcsolása Optocsatolóval
A fenti ábra mutatja hogyan lehet egy mikrovezérlőt vagy Arduino-t összekapcsolni kimeneti jel (5 volt, 5 mA) viszonylag nagy áramterheléssel optocsatolón és BJT fokozaton keresztül.
Az Arduino HIGH + 5V logikájával az IRED optocsatoló és a fototranzisztor is kikapcsolt állapotban marad, és ez lehetővé teszi, hogy a Q1, Q2 és a terhelő motor bekapcsolva maradjon.
Most, amint az Arduino kimenete lemerül, az IRED optocsatoló aktiválja és bekapcsolja a fototranzisztort. Ez azonnal megalapozza a Q1 alap torzítását, kikapcsolja Q1, Q2 és a motort.
Analóg jelek összekapcsolása optocsatolóval
Az optocsatolót hatékonyan lehet használni az analóg jelek két áramköri szakaszban történő összekapcsolására az IRED-en keresztüli küszöbáram meghatározásával, majd az alkalmazott analóg jellel történő modulálásával.
A következő ábra bemutatja, hogyan lehet ezt a technikát alkalmazni egy analóg hangjel összekapcsolására.
Az IC erősítő az erősítő feszültségkövető áramköréhez hasonlóan van konfigurálva. Az opto-csatoló IRED-je látható a negatív visszacsatolási hurokhoz kötve.
Ez a hurok az R3-on átmenő feszültséget (és így az IRED-en átáramló áramot) pontosan követi, vagy követi azt a feszültséget, amelyet az op erősítő 3. érintkezőjére alkalmaznak, amely a nem invertáló bemeneti tű.
Az op erősítőnek ez a pin3-ja az R1, R2 potenciálosztó hálózaton keresztül a tápfeszültség felénél van felállítva. Ez lehetővé teszi a pin3 modulálását olyan AC jelekkel, amelyek audiojelek lehetnek, és az IRED megvilágítást ennek a hangnak vagy a moduláló analóg jelnek megfelelően változtatja meg.
Az IRED áram nyugalmi áramát vagy üresjárati áramfelvételét 1-2 mA-en érjük el az R3-on keresztül.
Az optocsatoló kimeneti oldalán a nyugalmi áramot a fototranzisztor határozza meg. Ez az áram feszültséget fejleszt az R4 potenciométeren, amelynek értékét úgy kell beállítani, hogy nyugalmi kimenetet generáljon, amely megegyezik a tápfeszültség felével is.
A követési modulált audio-kimeneti jel egyenértékét kivonják az R4 potenciométeren, és a további feldolgozás céljából leválasztják a C2-ről.
A Triac összekapcsolása az optocsatolóval
Az optocsatolók ideálisan használhatók tökéletesen izolált csatoló létrehozására alacsony egyenáramú vezérlő áramkörön és nagyfeszültségű hálózati alapú triac vezérlő áramkörön.
Javasoljuk, hogy az egyenáramú bemenet földi oldalát megfelelő földelő vezetékhez csatlakoztassa.
A teljes beállítást az alábbi ábrán tekinthetjük meg:
A fenti kialakítás felhasználható izolált hálózati hálózati lámpák vezérlése , fűtőberendezések, motorok és más hasonló terhelések. Ez az áramkör nem nulla keresztezésű, vezérelt felépítésű, vagyis a bemeneti ravasztól a triac váltani fog az AC hullámforma bármely pontján.
Itt az R2, D1, D2 és C1 alkotta hálózat 10 V potenciálkülönbséget hoz létre, amely az AC vonalbemenetből származik. Ezt a feszültséget használják kiváltva a triacot Q1-ig, amikor a bemeneti oldal BE van kapcsolva az S1 kapcsoló bezárásával. Jelentés mindaddig, amíg az S1 nyitva van, az optocsatoló ki van kapcsolva a Q1 nulla bázis-torzítása miatt, ami kikapcsolva tartja a triacot.
Abban a pillanatban, hogy az S1 zárva van, aktiválja az IRED-et, amely bekapcsolja Q1-et. A Q1 ezt követően összeköti a 10 V DC-t a triac kapujával, amely bekapcsolja a triacot, és végül a bekapcsolt terhelést is bekapcsolja.
A fenti következő áramkört szilícium monolit nulla feszültségű kapcsolóval, a CA3059 / CA3079-vel tervezték. Ez az áramkör lehetővé teszi a triac szinkron kiváltását, vagyis csak a nulla feszültségű keresztezés az AC ciklus hullámalakjának.
Az S1 megnyomásakor az opamp csak akkor reagál rá, ha a triac bemenet AC ciklusa néhány mV közelében van a nulla keresztezési vonal közelében. Ha a bemeneti ravaszt akkor hajtják végre, amikor az AC nincs a nulla keresztezési vonal közelében, akkor az op erősítő megvárja, amíg a hullámforma eléri a nulla kereszteződést, és csak ezután váltja ki a triacot pozitív logikán keresztül a pin4-jéből.
Ez a nulla keresztezésű kapcsolási funkció megvédi a csatlakozást a hirtelen bekövetkező hatalmas áramlöketektől és tüskéktől, mivel a bekapcsolás a nulla keresztezési szinten történik, és nem akkor, amikor az AC a magasabb csúcsokon van.
Ez kiküszöböli a felesleges rádiófrekvenciás zajt és a villanyvezeték zavarait is. Ez az optocsatoló triac alapú nulla keresztezési kapcsoló hatékonyan használható SSR vagy szilárdtest relék .
PhotoSCR és PhotoTriacs optocsatoló alkalmazás
Az optocsatolók, amelyek fotodetektoruk photoSCR és photo-Triac kimenet formájában van, általában alacsonyabb kimeneti árammal rendelkeznek.
Más optrocsatoló eszközökkel ellentétben azonban az optoTriac vagy az optoSCR meglehetősen magas (impulzusos) túlfeszültség-áram-kezelési képességgel rendelkezik, amely jóval nagyobb lehet, mint a névleges RMS-értékük.
Az SCR optocsatolók esetében a túlfeszültség-áram specifikációja elérheti az 5 ampert is, de ez lehet 100 mikroszekundumos impulzusszélesség és legfeljebb 1% -os munkaciklus formájában.
Triac optocsatolók esetén a túlfeszültség specifikációja 1,2 amper lehet, amelynek csak 10 mikroszekundumos impulzusig kell tartania, maximális üzemi ciklusa 10%.
A következő képek néhány alkalmazási áramkört mutatnak triac optocsatolók segítségével.
Az első ábrán a photoTriac látható úgy konfigurálva, hogy a lámpát közvetlenül az AC-vonalról aktiválja. Itt az izzónak 100 mA-nél kisebb effektív effektív értékkel kell rendelkeznie, és a maximális bekapcsolási áramaránynak 1,2 ampernél kisebbnek kell lennie az optocsatoló biztonságos működéséhez.
A második terv azt mutatja be, hogy a photoTriac optocsatoló hogyan konfigurálható egy Trave slave indítására, majd a terhelés aktiválására az előnyben részesített teljesítménynév szerint. Ezt az áramkört csak rezisztív terhelésekkel, például izzólámpákkal vagy fűtőelemekkel ajánlott használni.
A fenti harmadik ábra azt szemlélteti, hogy a felső két áramkör hogyan módosítható induktív terhelések kezelése mint a motorok. Az áramkör R2-ből, C1-ből és R3-ból áll, amelyek fáziseltolódást generálnak a Triac kapuhajtó hálózatán.
Ez lehetővé teszi a triac számára, hogy helyes kiváltó műveletet hajtson végre. Az R4 és C2 ellenállást snubber hálózatként vezetik be az induktív hátsó EMF-ek miatti túlfeszültség-tüskék elnyomására és szabályozására.
Az összes fenti alkalmazásban az R1 méretét úgy kell méretezni, hogy az IRED legalább 20 mA előremenő áramot kapjon a triac fotodetektor megfelelő beindításához.
Sebességszámláló vagy fordulatszám-érzékelő alkalmazás
A fenti ábrák néhány egyedi, személyre szabott optocsatoló modult ismertetnek, amelyek felhasználhatók sebességszámláló vagy fordulatszám mérési alkalmazásokhoz.
Az első koncepció egy személyre szabott réses csatoló-megszakító szerelvényt mutat be. Láthatjuk, hogy az IRED és a fototranzisztor között légrés formájában egy rés van elhelyezve, amelyek különálló, egymással szemben lévő dobozokra vannak felszerelve a légrés résén keresztül.
Normál esetben az infravörös jel blokkolás nélkül képes áthaladni a résen, miközben a modul táplálva van. Tudjuk, hogy az infravörös jelek teljesen blokkolhatók egy átlátszatlan objektum útjába helyezésével. A tárgyalt alkalmazásban, amikor egy olyan akadály, mint a kerék küllők mozgása engedélyezett a résen, megszakítja az IR jelek áthaladását.
Ezek később órafrekvenciává alakulnak át a fototranzisztoros terminálok kimenetén. Ez a kimeneti óra frekvencia a kerék sebességétől függően változik, és feldolgozható a szükséges mérésekhez. .
A jelzett rés szélessége 3 mm (0,12 hüvelyk) lehet. A modul belsejében használt fototranzisztor fototranzisztorral rendelkezik, nyitott állapotban minimum 10% -os CTR-rel kell megadni.
A modul valójában az a mása szabványos optocsatoló beágyazott infravörös és fotorezisztorral rendelkezik, az egyetlen különbség az, hogy itt diszkréten vannak elhelyezve egy külön dobozban, és egy légrés nyílás választja el őket.
A fenti első modul használható a fordulatszám mérésére, vagy mint egy fordulatszámláló. Valahányszor a kerékfül keresztezi az optocsatoló nyílását, a fototranzisztor kikapcsol, egyetlen számot generálva.
A mellékelt második kivitel optocoupler modult mutat be, amely reagál a visszavert IR jelekre.
Az IRED és a fototranzisztor a modul külön rekeszeiben van felszerelve, így általában nem láthatják egymást. A két eszköz azonban úgy van felszerelve, hogy mindkettő közös fókuszpont szöget zár le, amely 5 mm (0,2 hüvelyk) távolságra van.
Ez lehetővé teszi a megszakító modul számára a közeli mozgó tárgyak észlelését, amelyek nem helyezhetők el vékony résbe. A reflektor opto modulnak ez a típusa használható a nagy tárgyak szállítószalagok vagy az adagolócsövön lecsúszó tárgyak áthaladásának számlálására.
A fenti második ábrán azt láthatjuk, hogy a modult fordulatszám-számlálóként alkalmazzák, amely érzékeli a visszavert IR-jeleket az IRED és a fototranzisztor között a forgótárcsa ellentétes felületére szerelt tükörreflexereken keresztül.
Az optocsatoló modul és a forgókorong közötti távolság megegyezik az emitter detektor pár 5 mm gyújtótávolságával.
A kerék fényvisszaverő felületei fémes festékkel, szalaggal vagy üveggel készülhetnek. Ezekre a személyre szabott diszkrét optocsatoló modulokra is hatékonyan lehet pályázni a motor tengelyének fordulatszám-számlálása és a motor tengelyének fordulatszáma vagy percenkénti mérése stb. A fentiekben ismertetett fotó megszakítók és fényvisszaverők koncepciója bármilyen opto detektor eszközzel felépíthető, például fotodarlington, photoSCR és photoTriac eszközökkel, a kimeneti áramkör konfigurációs specifikációinak megfelelően.
Ajtó / ablak behatolási riasztás
A fent ismertetett optoizolátor megszakító modul hatékonyan használható ajtó vagy ablak behatolási riasztásként is, az alábbiakban látható:
Ez az áramkör hatékonyabb és könnyebben telepíthető, mint a hagyományos mágneses nádrelé típusú behatolási riasztás .
Itt az áramkör IC 555 időzítőket használ egylépéses időzítőként a riasztáshoz.
Az optoizolátor légrésének rését egy olyan típusú kar rögzíti, amely szintén az ablakhoz vagy az ajtóhoz van integrálva.
Abban az esetben, ha az ajtó kinyílik, vagy az ablak kinyílik, a rés eltömődése megszűnik, és a LED IR eljut a fototranzisztorokhoz, és aktiválja az egy lövést monostabil IC 555 fokozat .
Az IC 555 azonnal beindítja a piezo hangjelzést a behatolással kapcsolatban.
Előző: LDR áramkörök és működési elv Következő: Jég figyelmeztető áramkör autókhoz
