Optocouplers - Paggawa, Mga Katangian, Interfacing, Application Circuits

Ang mga OPTOCOUPLERS O OPTOISOLATORS ay mga aparato na nagbibigay-daan sa mahusay na paghahatid ng signal ng DC at iba pang data sa kabuuan ng dalawang yugto ng circuit, at sabay din na pinapanatili ang isang mahusay na antas ng paghihiwalay ng kuryente sa pagitan nila.

Ang mga optocoupler ay naging partikular na kapaki-pakinabang kung saan ang isang signal ng elektrisidad ay kinakailangan upang maipadala sa dalawang yugto ng circuit, ngunit may matinding antas ng paghihiwalay ng kuryente sa mga yugto.

Ang mga aparato ng optocoupling ay gumagana bilang mga antas ng pagbabago sa antas ng lohika sa pagitan ng dalawang mga circuit, May kakayahang hadlangan ang paglipat ng ingay sa mga pinagsamang circuit, para sa paghihiwalay ng mga antas ng lohika mula sa mataas na boltahe na linya ng AC, at para sa pag-aalis ng mga ground loop.

Ang mga optocoupler ay naging isang mabisang kapalit para sa relay , at para sa mga transformer para sa pag-interfacing ng mga yugto ng digital na mga circuit.

Bilang karagdagan, ang tugon ng dalas ng Optocoupler ay nagpapatunay na hindi maihahambing sa mga analog na circuit.

Optocoupler Panloob na Konstruksiyon

Panloob ang isang optocoupler ay naglalaman ng isang infrared o IR emitter LED (karaniwang binuo gamit ang gallium arsenide). Ang IR LED na ito ay optikal na isinama sa isang katabing silicon photo-detector na aparato na sa pangkalahatan ay isang photo-transistor, isang photodiode o anumang katulad na elemento ng photosensitive). Ang dalawang mga pantulong na aparato ay hermetically naka-embed sa isang opaque light proof package.

Ang figure sa itaas ay nagpapakita ng isang dissected view ng isang tipikal na anim na pin dual-in-line (DIP) optocoupler chip. Kapag ang mga terminal na konektado sa IR LED ay ibinibigay na may naaangkop na boltahe na pasulong sa loob ay nagpapalabas ito ng isang infrared radiation sa haba ng daluyong ng 900 hanggang 940 na saklaw ng nanometer.

Ang IR signal na ito ay nahuhulog sa katabing photodetector na kung saan ay karaniwang isang NPN phototransistor (pagkakaroon ng isang hanay ng pagiging sensitibo sa magkatulad na haba ng daluyong), at agad itong nagsasagawa, na lumilikha ng isang pagpapatuloy sa mga terminal ng kolektor / emitter nito.

Tulad ng makikita sa imahe ang IR LED at ang phototransistor ay naka-mount sa mga katabing bisig ng isang lead-frame.

Ang lead-frame ay nasa anyo ng panlililak na inukit mula sa pinong kondaktibong sheet metal na mayroong maraming sangay tulad ng pagtatapos. Ang mga nakahiwalay na substrate na isinama upang mapalakas ang aparato ay nilikha sa tulong ng mga panloob na sanga. Ang kaukulang pinout ng DIP ay magkatulad na binuo mula sa panlabas na mga sangay.

Kapag ang nakakonektang mga koneksyon ay naitaguyod sa pagitan ng die case at ang naaangkop na mga pin ng frame ng lead, ang puwang na pumapalibot sa IR LED at ang phototransistor ay natatakpan sa loob ng isang transparent IR na sinusuportahan na dagta na kumikilos tulad ng isang 'light pipe' o optikong alon-gabay sa pagitan ng dalawang aparato ng IR.

Ang kumpletong pagpupulong ay sa wakas ay hinulma sa isang light proof epoxy resin na bumubuo sa DIP package. Sa pagtatapos, ang mga terminal ng lead-frame pin ay maayos na baluktot pababa.

Optocoupler Pinout

Ipinapakita ng diagram sa itaas ang pinout diagram ng karaniwang optocoupler sa DIP package. Ang aparato ay kilala rin bilang opto-isolator dahil walang kasalukuyang kasangkot sa pagitan ng dalawang chips, sa halip ay mga light signal lamang, at dahil din sa IR emitter at IR detector na nagtatampok ng 100% electrically insulation at isolation.

Ang iba pang mga tanyag na pangalan na nauugnay sa aparatong ito ay photocoupler o photoncoupled isolators.

Maaari nating makita na ang batayan ng panloob na IR transistor ay winakasan sa pin 6 ng IC. Karaniwang iniiwan ang base na ito na walang koneksyon dahil ang pangunahing layunin ng mga aparato ay ipagsama ang dalawang mga circuit sa pamamagitan ng isang nakahiwalay na panloob na signal ng ilaw ng IR.

Gayundin ang pin 3 ay isang bukas o isang hindi konektado na pinout at hindi nauugnay. Posibleng ibahin ang panloob na IR phototransistor sa isang photodiode sa pamamagitan lamang ng pagpapaikli at pagkonekta sa base pin 6 gamit ang emitter pin 4.

Gayunpaman, ang tampok sa itaas ay maaaring hindi ma-access sa isang 4-pin optocoupler o multi channel optocouplers.

Mga Katangian ng Optocoupler

Ang Optocoupler ay nagpapakita ng isang napaka-kapaki-pakinabang na katangian at iyon ang ilaw na kahusayan sa pagkabit na tinukoy bilang kasalukuyang transfer ratio, o ang CTR.

Ang ratio na ito ay pinahusay na may isang perpektong pagtutugma sa IR LED signal spectrum na may katabing spektrum ng phototransistor detection.

Sa gayon ang CTR ay tinukoy bilang ang ratio ng kasalukuyang output sa kasalukuyang pag-input, sa isang na-rate na antas ng bias ng isang tukoy na optocoupler na aparato. Kinakatawan ito ng isang porsyento:

CTR = ako_ced/ Ako_fx 100%

Kapag nagmumungkahi ang pagtutukoy ng isang CTR na 100% tumutukoy ito sa isang kasalukuyang paglipat ng 1 mA para sa bawat mA ng kasalukuyang sa IR LED. Ang mga minimum na halaga para sa CTR ay maaaring magpakita ng mga pagkakaiba-iba sa pagitan ng 20 hanggang 100% para sa iba't ibang mga optocoupler.

Ang mga kadahilanan na maaaring mag-iba ang CTR ay nakasalalay sa madalian na mga pagtutukoy ng input at output supply voltage at kasalukuyang sa aparato.

Ipinapakita ng pigura sa itaas ang katangian ng balangkas ng kasalukuyang output ng isang optocoupler na panloob na phototransistor (I_CB) kumpara sa kasalukuyang pag-input (I_F) kapag ang isang VCB na 10 V ay inilapat sa kanyang mga kolektor / base na pin.

Mahalagang Mga pagtutukoy ng OptoCoupler

Ang ilan sa mga mahahalagang parameter ng detalye ng optocoupler ay maaaring mapag-aralan mula sa ibinigay na data sa ibaba:

Isolation voltage (Viso) : Ito ay tinukoy bilang ang ganap na maximum na boltahe ng AC na maaaring umiiral sa kabuuan ng mga yugto ng pag-input at output ng optocoupler, nang hindi nagiging sanhi ng anumang pinsala sa aparato. Ang mga karaniwang halaga para sa parameter na ito ay maaaring mahulog sa pagitan ng 500 V hanggang 5 kV RMS.

IKAW AY: maaari itong maunawaan bilang ang pinakamataas na boltahe ng DC na maaaring mailapat sa mga pinout ng phototransistor ng aparato. Kadalasan maaari itong saklaw sa pagitan ng 30 hanggang 70 volts.

Kung : Ito ang maximum na tuluy-tuloy na kasalukuyang DC pasulong na maaaring dumaloy sa IR LED o ang I_NET . Ito ang pamantayang mga halaga ng kasalukuyang kakayahan sa paghawak na tinukoy sa isang output ng phototransistor ng optocoupler, na maaaring saklaw sa pagitan ng 40 hanggang 100 mA.

Oras ng pagtaas / pagbagsak : Tinutukoy ng parameter na ito ang lohikal na bilis ng optocoupler na tugon sa kabuuan ng panloob na IR LED at sa phototransistor. Maaaring ito ay karaniwang mula 2 hanggang 5 microseconds para sa parehong pagtaas at pagbagsak. Sinasabi din nito sa amin ang tungkol sa bandwidth ng optocoupler device.

Pangunahing Pag-configure ng Optocoupler

Ang figure sa itaas ay nagpapakita ng isang pangunahing circuit ng optocoupler. Ang dami ng kasalukuyang maaaring dumaan sa phototransistor ay natutukoy ng inilapat na pasulong na kasalukuyang bias ng IR LED o ng I_NET, sa kabila ng buong hiwalay.

Habang ang switch S1 ay gaganapin bukas, kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng I_NETay pinipigilan, na nangangahulugang walang lakas na IR na magagamit sa phototransistor.

Ginagawa nitong ganap na hindi aktibo ang aparato na sanhi ng zero boltahe na makabuo sa output resistor R2.

Kapag ang S1 ay sarado, pinapayagan ang kasalukuyang dumaloy sa pamamagitan ng I_NETat R1.

Pinapagana nito ang IR LED na nagsisimula sa pagpapalabas ng mga signal ng IR sa phototransistor na nagbibigay-daan dito upang lumipat SA, at ito naman ay sanhi ng isang boltahe ng output upang bumuo sa buong R2.

Ang pangunahing optocoupler circuit na ito ay partikular na tutugon nang maayos sa ON / OFF na paglipat ng mga signal ng pag-input.

Gayunpaman, kung kinakailangan ang circuit ay maaaring mabago upang gumana sa mga analog input signal at makabuo ng kaukulang mga analog output signal.

Mga uri ng Optocoupler

Ang phototransistor ng anumang optocoupler ay maaaring dumating sa maraming iba't ibang mga output output makakuha at nagtatrabaho pagtutukoy. Ang eskematiko na ipinaliwanag sa ibaba ay naglalarawan ng anim na iba pang mga anyo ng mga variant ng optocouplers na mayroong kanilang sariling mga tukoy na kumbinasyon ng IRED at output photodetector.

Ang unang variant sa itaas ay nagpapahiwatig ng isang bidirectional input at phototransistor output optocoupler iskematiko na nagtatampok ng isang pares ng back-to-back na konektado na gallium-arsenide IRED's para sa pagkopya ng mga input ng AC signal, at din upang mapangalagaan laban sa reverse polarity input.

Karaniwan ang variant na ito ay maaaring magpakita ng isang minimum na CTR na 20%.

Ang susunod na uri sa itaas ay naglalarawan ng isang opto-coupler na ang output ay pinahusay na may isang silicon based photo-darlington amplifier. Pinapayagan nitong makagawa ng mas mataas na kasalukuyang output kumpara sa ibang normal na opto-coupler.

Dahil sa elemento ng Darlington sa output ang ganitong uri ng mga optocoupler ay nakagawa ng isang minimum na 500% CTR kapag ang boltahe ng kolektor hanggang sa emitter ay nasa 30 hanggang 35 volts. Ang lakas na ito ay lilitaw na halos sampung beses na mas mataas kaysa sa isang normal na optocoupler.

Gayunpaman, ang mga ito ay maaaring hindi kasing bilis ng iba pang mga normal na aparato at maaaring ito ay isang makabuluhang tradeoff habang nagtatrabaho kasama ang isang photodarlington coupler.

Gayundin, maaari itong magkaroon ng isang nabawasan na halaga ng mabisang banda ng halos isang kadahilanan ng sampung. Mga pamantayang bersyon ng industriya ng mga larawan ng Optocoupler ng Darlington ay 4N29 hanggang 4N33 at 6N138 at 6N139.

Maaari mo ring makuha ang mga ito bilang mga Dual at quad channel na mga coupler ng photodarlington.

Ang pangatlong eskematiko sa itaas ay nagpapakita ng isang optocoupler pagkakaroon ng isang IRED at isang MOSFET photosensor na nagtatampok ng bi-directional linear output. Ang saklaw ng boltahe ng paghihiwalay ng variant na ito ay maaaring kasing taas ng 2500 volts RMS. Ang saklaw ng boltahe ng pagkasira ay maaaring nasa loob ng 15 hanggang 30 volts, habang ang pagtaas at pagbagsak ng mga oras ay nasa paligid ng 15 microsecond bawat isa.

Ang susunod na variant sa itaas ay nagpapakita ng isang pangunahing SCR o thyristor batay sa opto photosensor. Narito ang output ay kinokontrol sa pamamagitan ng isang SCR. Ang boltahe ng paghihiwalay ng OptoSCR uri ng mga coupler ay karaniwang sa paligid ng 1000 hanggang 4000 volts RMS. Nagtatampok ito ng isang minimum na boltahe ng pag-block ng 200 hanggang 400 V. Ang pinakamataas na alon na ON ON (I_fr) ay maaaring humigit-kumulang 10 mA.

Ang imahe sa itaas ay nagpapakita ng isang optocoupler pagkakaroon ng isang phototriac-output. Ang ganitong uri ng mga output ng output na batay sa Thyristor ay karaniwang nagtatampok ng isang forward na voltages na humahadlang (VDRM) na 400 V.

Ang mga optocoupler na nagtatampok ng pag-aari ng Schmitt ay magagamit din. Ang uri ng optocoupler na ito ay ipinapakita sa itaas na may kasamang isang IC based optosensor pagkakaroon ng isang Schmitt trigger IC na magpapalit ng isang sine wave o anumang anyo ng pulsed input signal sa isang hugis-parihaba na boltahe ng output.

Ang mga aparatong ito na batay sa photodetector ng IC ay talagang dinisenyo upang gumana tulad ng isang multivibrator circuit. Ang mga boltahe ng paghihiwalay ay maaaring saklaw sa pagitan ng 2500 hanggang 4000 volts.

Ang kasalukuyang pag-on ay karaniwang tinukoy sa pagitan ng 1 hanggang 10 mA. Ang minimum at maximum na antas ng pagtatrabaho na nagtatrabaho ay nasa pagitan ng 3 hanggang 26 volts, at ang maximum na bilis ng rate ng data (NRZ) ay 1 MHz.

Mga Circuits ng Application

Ang panloob na paggana ng mga optocoupler ay eksaktong kapareho ng pagtatrabaho ng isang discretely set up IR transmitter at receiver assemble.

Pag-input ng Kasalukuyang Kontrol

Tulad ng anumang iba pang LED, ang IR LED ng isang optocoupler ay nangangailangan din ng isang risistor upang makontrol ang kasalukuyang pag-input sa ligtas na mga limitasyon. Ang risistor na ito ay maaaring konektado sa dalawang pangunahing paraan sa optocoupler LED, tulad ng ipinakita sa ibaba:

Ang risistor ay maaaring idagdag sa serye alinman sa anode terminal (a) o terminal ng cathode (b) ng IRED.

AC Optocoupler

Sa aming naunang mga talakayan nalaman namin na para sa pag-input ng AC, inirekomenda ang mga optocoupler ng AC. Gayunpaman, ang anumang karaniwang optocoupler ay maaari ring ligtas na mai-configure sa isang input ng AC sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang panlabas na diode sa mga IRED input pin na napatunayan sa sumusunod na diagram.

Tinitiyak din ng disenyo na ito ang kaligtasan para sa aparato laban sa hindi sinasadyang mga kondisyon ng boltahe ng input ng pag-input.

Digital o Analogue Conversion

Upang makakuha ng isang digital o analogue na conversion sa output ng optocoupler, ang isang risistor ay maaaring idagdag sa serye gamit ang optotransistor collector pin o ang emitter pin ayon sa pagkakabanggit, isang ipinakita sa ibaba:

Pagko-convert sa Photo-Transistor o Photo-Diode

Tulad ng ipinahiwatig sa ibaba, ang isang regular na 6-pin DIP optocoupler na output photo-transistor ay maaaring mapalitan sa isang output ng photo-diode sa pamamagitan ng pagkonekta sa base pin 6 ng transistor ng photo-transistor nito sa lupa, at sa pamamagitan ng pagpapanatili ng emitter na walang koneksyon o pagpapaikli nito sa pin6 .

Ang pagsasaayos na ito ay nagdudulot ng isang makabuluhang pagtaas sa pagtaas ng oras ng input signal, ngunit nagreresulta din sa isang marahas na pagbawas sa halaga ng CTR hanggang sa 0.2%.

Optocoupler Digital Interfacing

Ang mga optocoupler ay maaaring maging mahusay pagdating sa digital signal interfacing, pinapatakbo sa iba't ibang mga antas ng supply.

Ang mga optocoupler ay maaaring gamitin para sa interfacing digital IC's sa magkatulad na TTL, ECL o CMOS na pamilya, at gayundin sa mga pamilyang chip.

Ang mga optocoupler ay ang mga paborito din pagdating sa pag-interfaces ng mga personal na computer o microcontroller sa iba pang mga mainframe computer, o pag-load tulad ng mga motor, relay , solenoid, lampara atbp. Ang ipinakita sa ibaba na diagram ay naglalarawan ng interfacing diagram ng isang opto-coupler na may mga TTL circuit.

Ang interfacing TTL IC sa Optocoupler

Makikita natin dito na ang IRED ng optocoupler ay konektado sa kabuuan ng + 5V at ang output ng TTL gate, sa halip na ang karaniwang paraan na nasa pagitan ng output ng TTL at lupa.

Ito ay dahil ang mga TTL gate ay na-rate upang makabuo ng napakababang output alon (sa paligid ng 400 uA), ngunit tinukoy upang lumubog kasalukuyang sa isang medyo mataas na rate (16 mA). Samakatuwid ang koneksyon sa itaas ay nagbibigay-daan sa pinakamainam na kasalukuyang activation para sa IRED tuwing mababa ang TTL. Gayunpaman nangangahulugan din ito na ang tugon sa output ay mabaligtad.

Ang isa pang sagabal na umiiral sa output ng TTL gate ay iyon, kapag ang output nito ay TAAS o lohika 1, maaaring gumawa ng paligid ng isang 2.5 V na antas, na maaaring hindi sapat upang patayin nang buo ang IRED. Dapat itong hindi bababa sa 4.5 V o 5 V upang paganahin ang kumpletong switch OFF ng IRED.

Upang maitama ang isyung ito, kasama ang R3 na tinitiyak na ang IRED ay ganap na nakasara tuwing ang output ng TTL gate ay magiging TAAS kahit na may isang 2.5 V.

Ang pin ng output ng kolektor ng optocoupler ay makikita na konektado sa pagitan ng input at ground ng TTL IC. Ito ay mahalaga sapagkat ang isang pag-input ng TTL gate ay dapat na sapat na na-grounded ng hindi bababa sa 0.8 V sa 1.6 mA upang paganahin ang isang tamang lohika 0 sa output ng gate. Dapat pansinin na ang set up na ipinapakita sa itaas na pigura ay nagpapahintulot sa isang di-baligtad na tugon sa output.

Ang interface ng CMOS IC sa Optocoupler

Hindi tulad ng katapat na TTL, ang mga output ng CMOS IC ay may kakayahang mapagkukunan at isubsob ang sapat na mga lakas ng alon hanggang sa maraming mga mA nang walang isyu.

Samakatuwid, ang mga IC na ito ay maaaring madaling ma-interfaced sa optocoupler IRED alinman sa mode na lababo, o pinagmulan mode tulad ng ipinakita sa ibaba.

Hindi alintana kung aling pagsasaayos ang napili sa panig ng pag-input, ang R2 sa output na bahagi ay dapat na sapat na malaki upang paganahin ang isang buong swing boltahe ng output sa pagitan ng lohika 0 at 1 na estado sa output ng CMOS gate.

Ang interface ng Arduino Microcontroller at BJT kasama ang Optocoupler

Ipinapakita ang nasa itaas na pigura kung paano mag-interface ng isang microcontroller o Arduino output signal (5 volts, 5 mA) na may isang medyo mataas na kasalukuyang pag-load sa pamamagitan ng isang optocoupler at BJT na mga yugto.

Sa pamamagitan ng isang HIGH + 5V na lohika mula sa Arduino, ang optocoupler IRED at phototransistor ay parehong mananatiling naka-off, at pinapayagan nitong manatiling naka-ON ang Q1, Q2 at ang motor ng pag-load.

Ngayon, sa lalong madaling mababa ang output ng Arduino, ang optocoupler IRED ay magpapagana at lumilipat SA phototransistor. Agad nitong binabaan ang base bias ng Q1, paglipat ng OFF Q1, Q2 at ang motor.

Pag-interface ng Mga Signal ng Analog sa Optocoupler

Ang isang optocoupler ay maaari ding mabisang ginagamit para sa pag-interfacing ng mga analog signal sa dalawang yugto ng circuit sa pamamagitan ng pagtukoy ng kasalukuyang threshold sa pamamagitan ng IRED at kasunod na pag-modulate nito gamit ang inilapat na analog signal.

Ipinapakita ng sumusunod na pigura kung paano mailalapat ang pamamaraan na ito para sa pagkabit ng isang analogue audio signal.

Ang op amp IC2 ay naka-configure tulad ng isang pagkakaisa makakuha ng boltahe tagasunod circuit. Ang IRED ng opto-coupler ay maaaring makita rigged sa negatibong feedback loop.

Ang loop na ito ay sanhi ng boltahe sa kabuuan ng R3 (at samakatuwid ang kasalukuyang sa pamamagitan ng IRED) upang tumpak na sundin, o subaybayan ang boltahe na inilapat sa pin # 3 ng op amp, na kung saan ay hindi ang invert ng input pin.

Ang pin3 ng ito ay op amp na naka-set up sa kalahati ng boltahe ng suplay sa pamamagitan ng R1, R2 potensyal na divider network. Pinapayagan nitong i-modulate ang pin3 gamit ang isang AC signal na maaaring maging isang audio signal at maging sanhi ng pag-iilaw ng IRED ayon sa audio na ito o sa modulate ng analogue signal.

Ang pansamantalang kasalukuyang o ang idle kasalukuyang gumuhit para sa kasalukuyang IRED ay nakamit sa 1 hanggang 2 mA sa pamamagitan ng R3.

Sa bahagi ng output ng optocoupler ang kasalukuyang pansamantalang tinutukoy ng phototransistor. Ang kasalukuyang ito ay bumubuo ng isang boltahe sa kabuuan ng potentiometer R4 na ang halaga ay kailangang ayusin upang makabuo ito ng isang quiescent output na katumbas din ng kalahati ng boltahe ng suplay.

Ang pagsubaybay na naka-modulate na audio-output signal na katumbas ay nakuha sa kabuuan ng potentiometer R4, at nadagdagan sa pamamagitan ng C2 para sa karagdagang pagproseso.

Ang Interfacing Triac kay Optocoupler

Ang mga optocoupler ay maaaring perpektong magamit para sa paglikha ng isang perpektong nakahiwalay na pagkabit sa isang mababang DC control circuit at isang mataas na AC mains based triac control circuit.

Inirerekumenda na panatilihin ang ground side ng input ng DC na konektado sa isang tamang linya ng pag-earthing.

Ang kumpletong pag-set up ay maaaring makita sa sumusunod na diagram:

Ang disenyo sa itaas ay maaaring gamitin para sa isang nakahiwalay kontrol ng mains AC lamp , heater, motor at iba pang katulad na pagkarga. Ang circuit na ito ay hindi zero na tumatawid na kontroladong pag-set up, nangangahulugang ang pagpalit ng input ay magiging sanhi ng paglipat ng triac sa anumang punto ng AC waveform.

Dito ang network na nabuo ng R2, D1, D2 at C1 ay lumikha ng isang 10 V potensyal na pagkakaiba na nagmula sa AC line input. Ginagamit ang boltahe na ito para sa nagpapalitaw ng triac sa pamamagitan ng Q1 tuwing ang input na bahagi ay nakabukas ON sa pamamagitan ng pagsara ng switch S1. Ibig sabihin hangga't bukas ang S1 ang optocoupler ay naka-off dahil sa isang zero base bias para sa Q1, na pinapanatili ang triac na naka-OFF.

Sa sandaling sarado ang S1 pinapagana nito ang IRED, na lumilipat SA Q1. Kasunod na ikinokonekta ng Q1 ang 10 V DC sa gate ng triac na lumilipat sa triac ON, at sa paglaon ay lumilipat din SA konektadong load.

Ang susunod na circuit sa itaas ay dinisenyo gamit ang isang silicon monolithic zero-voltage switch, ang CA3059 / CA3079. Pinapayagan ng mga circuit na ito ang triac na mag-trigger ng magkasabay, iyon ay sa panahon lamang ng zero boltahe na tawiran ng AC cycle waveform.

Kapag pinindot ang S1, tutugon lamang ito ang opamp kung ang triac input AC cycle ay malapit sa ilang mV malapit sa zero crossing line. Kung ang input trigger ay ginawa habang ang AC ay hindi malapit sa zero crossing line, pagkatapos ay naghihintay ang op amp hanggang sa maabot ng waveform ang zero crossing at pagkatapos ay magti-trigger lamang ng triac sa pamamagitan ng isang positibong lohika mula sa pin4 nito.

Ang tampok na zero crossing switching na ito ay nangangalaga sa konektado mula sa biglang malaking kasalukuyang pag-alon at pagtaas, dahil ang pag-ON ay tapos na sa antas ng zero na tawiran at hindi kapag ang AC ay nasa mas mataas na mga tuktok.

Tinatanggal din nito ang hindi kinakailangang ingay ng RF at mga kaguluhan sa linya ng kuryente. Ang optocoupler triac based zero crossing switch na ito ay maaaring mabisang ginagamit para sa paggawa ng SSR o relay ng solidong estado .

Application ng PhotoSCR at PhotoTriacs Optocoupler Application

Ang mga Optocoupler na mayroong kanilang photodetector sa anyo ng photoSCR at photo-Triac-output ay karaniwang na-rate na may mas mababang kasalukuyang output.

Gayunpaman, hindi katulad ng iba pang mga optocoupler na aparato, ang optoTriac o optoSCR ay nagtatampok ng isang mataas na alon na kasalukuyang kapasidad sa paghawak (pulsed) na maaaring mas mataas kaysa sa kanilang na-rate na mga halaga ng RMS.

Para sa mga SCR optocoupler, ang kasalukuyang pagtutukoy ng pag-akyat ay maaaring kasing taas ng 5 amps, ngunit ito ay maaaring sa anyo ng isang 100 microsecond pulse width at isang duty cycle na hindi hihigit sa 1%.

Sa mga triac optocoupler, ang pagtutukoy ng paggulong ay maaaring 1.2 amps, na dapat tumagal lamang para sa 10 microsecond pulse na may maximum na cycle ng tungkulin na 10%.

Ang mga sumusunod na imahe ay nagpapakita ng ilang mga circuit ng application na gumagamit ng mga triac optocoupler.

Sa unang diagram, ang photoTriac ay makikita na naka-configure upang maisaaktibo ang lampara nang direkta mula sa linya ng AC. Narito ang bombilya ay dapat na ma-rate sa mas mababa sa 100 mA RMS at isang rurok na kasalukuyang kasalukuyang ratio na mas mababa sa 1.2 amps para sa ligtas na pagtatrabaho ng optocoupler.

Ipinapakita ng pangalawang disenyo kung paano maaaring mai-configure ang photoTriac optocoupler para sa pag-trigger ng isang alipin na Triac, at pagkatapos ay paganahin ang isang pag-load ayon sa anumang ginustong rating ng kuryente. Inirerekumenda ang circuit na ito na gamitin lamang na may mga resistive load tulad ng mga maliwanag na ilaw o heater elemento.

Ang pangatlong pigura sa itaas ay naglalarawan kung paano maaaring mabago ang itaas na dalawang mga circuit paghawak ng mga inductive load parang motor. Ang circuit ay binubuo ng R2, C1, at R3 na bumubuo ng isang yugto ng paglilipat sa network ng drive ng gate ng Triac.

Pinapayagan nitong dumaan ang triac sa isang tamang pagkilos na nagpapalitaw. Ang Resistor R4 at C2 ay ipinakilala bilang isang snubber network upang sugpuin at kontrolin ang mga paggulong ng alon dahil sa inductive back EMFs ..

Sa lahat ng mga application sa itaas, ang R1 ay dapat na dimensyonado tulad ng IRED ay ibinibigay ng hindi bababa sa 20 mA pasulong na kasalukuyan para sa wastong pag-trigger ng triac photodetector.

Speed ​​Counter o Application ng Detector ng RPM

Ipinapaliwanag ng mga nasa itaas na numero ang isang pares ng natatanging na-customize na mga module ng optocouplers na maaaring magamit para sa mga aplikasyon ng pagsukat ng bilis o pagsukat ng RPM.

Ipinapakita ng unang konsepto ang isang pasadyang pagpupulong na slotted coupler-interrupter. Maaari naming makita ang isang puwang sa anyo ng isang puwang ng hangin na nakalagay sa pagitan ng IRED at ng phototransistor, na nakakabit sa magkakahiwalay na mga kahon na magkaharap sa puwang ng puwang ng puwang ng hangin.

Karaniwan ang Infrared signal ay maaaring makapasa sa puwang nang walang anumang pagbara habang pinapatakbo ang module. Alam namin na ang mga infrared signal ay maaaring ganap na ma-block sa pamamagitan ng paglalagay ng isang opaque na bagay sa daanan nito. Sa tinalakay na application kapag ang isang sagabal na tulad ng mga tagapagsalita ng gulong ay pinapayagan na ilipat sa pamamagitan ng puwang, nagiging sanhi ng mga pagkagambala sa pagpasa ng mga signal ng IR.

Kasunod nito ay nai-convert sa dalas ng orasan sa kabuuan ng output ng mga terminal ng phototransistor. Ang dalas ng output na orasan ay mag-iiba depende sa bilis ng gulong, at maaaring maproseso para sa mga kinakailangang sukat. .

Ang ipinahiwatig na puwang ay maaaring may lapad na 3 mm (0.12 pulgada). Ang phototransistor na ginamit sa loob ng module ay may phototransistor na dapat tukuyin sa isang minimum na CTR na humigit-kumulang 10% sa kondisyong 'bukas'.

Ang module ay talagang isang kopya ng a karaniwang optocoupler pagkakaroon ng isang naka-embed na IR at isang photoransistor, ang tanging kaibahan ay, narito ang mga ito ay discretely binuo sa loob ng isang hiwalay na mga kahon na may isang puwang ng puwang ng hangin na pinaghihiwalay ang mga ito.

Ang unang module sa itaas ay maaaring gamitin para sa pagsukat ng rebolusyon o tulad ng isang counter ng rebolusyon. Sa tuwing tumatawid ang tab ng gulong sa puwang ng optocoupler, papatayin ng OFF ang phototransistor na bumubuo ng isang solong bilang.

Ang nakalakip na pangalawang disenyo ay nagpapakita ng optocoupler module na idinisenyo upang tumugon sa mga nakalantad na signal ng IR.

Ang IRED at ang phototransistor ay naka-install sa magkakahiwalay na mga compartment sa module tulad ng normal na hindi nila 'makita' ang bawat isa. Gayunpaman ang dalawang aparato ay naka-mount sa isang paraan na parehong nagbabahagi ng isang karaniwang anggulo ng focal point na 5 mm (0.2-inch) ang layo.

Pinapayagan nito ang interrupter module na makita ang kalapit na gumagalaw na mga bagay na hindi mailagay sa manipis na puwang. Ang ganitong uri ng modyul na module ng reflector ay maaaring magamit para sa pagbibilang ng daanan ng malalaking bagay sa mga conveyor belt o mga bagay na dumudulas sa isang tubo ng feed.

Sa pangalawang pigura sa itaas makikita natin ang module na inilalapat bilang isang counter ng rebolusyon na nakikita ang nakalantad na mga signal ng IR sa pagitan ng IRED at ng phototransistor sa pamamagitan ng mga salamin na salamin na naka-mount sa tapat ng ibabaw ng umiikot na disk.

Ang paghihiwalay sa pagitan ng optocoupler module at ang spinning disk ay katumbas ng 5 mm focal haba ng pares ng emitter detector.

Ang mapanasalamin na mga ibabaw sa gulong ay maaaring gawin gamit ang metal na pintura o tape, o baso. Ang na-customize na discrete optocouplers na mga module na ito ay maaaring mabisa ring mailapat pagbibilang ng bilis ng engine shaft , at engine shaft RPM o pag-ikot bawat minuto na pagsukat atbp. Ipinaliwanag sa itaas ang mga konsepto ng Photo interrupters at photoreflector na maaaring maitayo gamit ang anumang aparato ng opto detector tulad ng isang photodarlington, photoSCR, at mga photoTriac na aparato, ayon sa mga detalye ng pagsasaayos ng output circuit.

Ang Alarm sa Pinasok / Window na Pag-abala

Ang nasa itaas na ipinaliwanag na optoisolator interrupter module ay maaari ding epektibo bilang isang pintuan o window alarm alarm, isang ipinapakita sa ibaba:

Ang circuit na ito ay mas epektibo at madaling i-install kaysa sa maginoo magnetikong tambo relay uri ng pagpasok sa alarma .

Dito gumagamit ang circuit ng isang IC 555 timer bilang isang one shot timer para sa pagpatunog ng alarma.

Ang puwang ng puwang ng hangin ng optoisolator ay naharang sa isang uri ng pagkakabit ng pingga, na isinama din sa bintana o pintuan.

Sa isang kaganapan ang pagbukas ng pinto o ang window ay binuksan, ang pagbara sa puwang ay tinanggal, at ang LED IR ay umabot sa mga phototransistor at pinapagana ang isang pagbaril monostable IC 555 yugto .

Agad na pinalitaw ng IC 555 ang piezo buzzer na nagbabala tungkol sa panghihimasok.