Optoerottimet - toimivat, ominaisuudet, liitännät, sovelluspiirit

OPTOKOUPLERIT TAI OPTOISOLAATTORIT ovat laitteita, jotka mahdollistavat tasasignaalin ja muun tiedon tehokkaan siirron kahden piirivaiheen yli ja ylläpitävät samalla erinomaisen sähköisen eristyksen tason niiden välillä.

Optoerottimista tulee erityisen hyödyllisiä, kun sähköinen signaali vaaditaan lähettämään kahden piirivaiheen yli, mutta vaiheiden välillä on äärimmäinen sähköeristys.

Optokytkentälaitteet toimivat logiikkatason vaihtoina kahden piirin välillä, sillä on kyky estää melunsiirto integroitujen piirien yli, logiikkatasojen eristämiseksi suurjännitteisestä vaihtovirtajohdosta ja maasilmukoiden poistamiseksi.

Optoerottimista tulee tehokas korvaava aine releille ja muuntajille digitaalisten piirien vaiheiden liittämiseksi.

Lisäksi optoerottimen taajuusvaste osoittautuu vertaansa vailla analogisissa piireissä.

Optoerottimen sisäinen rakenne

Sisäisesti optoerotin sisältää infrapuna- tai infrapunalähettimen LEDin (rakennettu yleensä galliumarsenidillä). Tämä IR-LED on kytketty optisesti viereiseen pii-valotunnistimeen, joka on yleensä valotransistori, valodiodi tai mikä tahansa vastaava valoherkkä elementti). Nämä kaksi täydentävää laitetta on hermeettisesti upotettu läpinäkymättömään, valoa kestävään pakkaukseen.

Yllä oleva kuva esittää leikatun kuvan tyypillisestä kuusinapaisesta dual-in-line (DIP) -optro-sirusta. Kun IR-LEDiin liitetyille liittimille syötetään asianmukainen eteenpäin suuntautuva jännite, se lähettää sisäisesti infrapunasäteilyä aallonpituudella 900 - 940 nanometriä.

Tämä infrapunasignaali putoaa viereiseen fotodetektoriin, joka on tavallisesti NPN-fototransistori (jonka herkkyys on asetettu identtiselle aallonpituudelle), ja se johtaa välittömästi luomalla jatkuvuuden kollektori / emitteriliittimien yli.

Kuten kuvasta voidaan nähdä, IR-LED ja fototransistori on asennettu lyijykehyksen vierekkäisiin varsiin.

Lyijykehys on leimattu muoto, joka on veistetty hienosta johtavasta metallilevystä, jolla on useita haaran kaltaisia ​​viimeistelyjä. Eristetyt substraatit, jotka sisältyvät laitteen vahvistamiseen, luodaan sisähaarojen avulla. DIP: n vastaava pinout kehitetään vastaavasti ulommista haaroista.

Kun johtavat liitännät on muodostettu muotin kotelon ja sopivien lyijykehystappien välille, IR-LEDiä ja fototransistoria ympäröivä tila suljetaan läpinäkyvässä IR-tuetussa hartsissa, joka käyttäytyy kuin 'valoputki' tai optinen aaltojohdin kaksi IR-laitetta.

Koko kokoonpano valetaan lopulta kevyestä epoksihartsista, joka muodostaa DIP-paketin. Maalauskohdassa lyijykehyksen tapit ovat taivutettu siististi alaspäin.

Optoerottimen pinout

Yllä oleva kaavio näyttää tyypillisen DIP-paketin optoerottimen kytkentäkaavion. Laite tunnetaan myös nimellä optoeristin, koska kahden sirun välillä ei ole virtaa, vaan vain valosignaalit, ja myös siksi, että IR-lähettimessä ja IR-ilmaisimessa on 100% sähköeristys ja eristys.

Muita tähän laitteeseen liittyviä suosittuja nimiä ovat valokytkimet tai valokytkennät.

Voimme nähdä, että sisäisen IR-transistorin pohja päättyy IC: n napaan 6. Tämä tukiasema jätetään normaalisti kytkemättä, koska laitteiden päätarkoitus on kytkeä kaksi piiriä eristetyn sisäisen IR-valosignaalin kautta.

Vastaavasti tappi 3 on avoin tai yhdistämätön nasta eikä sillä ole merkitystä. Sisäinen IR-fototransistori on mahdollista muuntaa fotodiodiksi yksinkertaisesti oikosuluttamalla ja liittämällä pohjatappi 6 emitterinastaan ​​4.

Edellä mainittu ominaisuus ei kuitenkaan välttämättä ole käytettävissä 4-napaisella optoerottimella tai monikanavaisella optoerottimella.

Optoerottimen ominaisuudet

Optoerottimella on yksi erittäin hyödyllinen ominaisuus ja se on sen kevyt kytkentätehokkuus, jota kutsutaan nimellä nykyinen siirtosuhde tai CTR.

Tätä suhdetta parannetaan ihanteellisesti yhteensopivalla IR-LED-signaalispektrillä viereisen fototransistorin havaitsemispektrin kanssa.

CTR määritetään siis lähtövirran ja tulovirran suhteena tietyn optoerottimen laitteen nimellisellä esijännitetasolla. Sitä edustaa prosenttiosuus:

CTR = I_luovutettu/ I_fx 100%

Kun spesifikaatio ehdottaa 100%: n CTR-arvoa, se viittaa 1 mA: n lähtövirran siirtoon kullakin virran mA: lla IR-LEDiin. CTR: n vähimmäisarvot voivat näyttää vaihtelua välillä 20 - 100% eri optoerottimille.

CTR: ää vaihtelevat tekijät riippuvat laitteen tulo- ja lähtöjännitteen ja virran hetkellisistä määrityksistä.

Yllä oleva kuva esittää optoerottimen sisäisen fototransistorin lähtövirran (I_CB) vs. tulovirta (I_F), kun 10 V: n VCB on kohdistettu sen kerääjä- / alustanastoihin.

Tärkeät OptoCoupler-tekniset tiedot

Joitakin keskeisiä optoerottimen määrittelyparametreja voidaan tutkia alla olevista tiedoista:

Eristysjännite (Viso) : Se määritellään absoluuttiseksi suurimmaksi vaihtovirraksi, joka voi esiintyä optoerottimen tulo- ja lähtöpiirin vaiheissa aiheuttamatta haittaa laitteelle. Tämän parametrin vakioarvot voivat pudota välillä 500 V - 5 kV RMS.

SINÄ OLET: se voidaan ymmärtää suurimmaksi tasajännitteeksi, joka voitaisiin käyttää laitteen fototransistorin pinoutien yli. Tyypillisesti tämä voi vaihdella välillä 30-70 volttia.

Jos : Se on suurin jatkuva tasavirta eteenpäin virta, joka voi kulkea IR-LED tai I_NETTO . Se on optoerottimen fototransistorilähdölle määritetyt virran käsittelykapasiteetin vakioarvot, jotka voivat vaihdella välillä 40 - 100 mA.

Nousu- / laskuaika : Tämä parametri määrittelee optoerottimen vasteen loogisen nopeuden sisäisen IR-LEDin ja fototransistorin läpi. Tämä voi olla tyypillisesti 2 - 5 mikrosekuntia sekä nousulle että laskulle. Tämä kertoo meille myös optoerottimen laitteen kaistanleveydestä.

Optoerottimen perusmääritykset

Yllä olevassa kuvassa on esitetty optoerottimen peruspiiri. Valotransistorin läpi kulkevan virran määrä määräytyy IR-LEDin tai I_NETTOhuolimatta siitä, että ne ovat täysin erillään.

Kun kytkin S1 on auki, virta kulkee I: n läpi_NETTOon estetty, mikä tarkoittaa, että IR-energiaa ei ole käytettävissä fototransistorille.

Tämä tekee laitteen täysin passiiviseksi, jolloin nollajännite kehittyy lähtövastuksen R2 yli.

Kun S1 on suljettu, virran annetaan kulkea I: n läpi_NETTOja R1.

Tämä aktivoi IR-LEDin, joka alkaa lähettää infrapunasignaaleja fototransistorissa, jotta se voi kytkeytyä päälle, ja tämä puolestaan ​​aiheuttaa lähtöjännitteen kehittymisen R2: n yli.

Tämä optoerottimen peruspiiri reagoi erityisen hyvin ON / OFF-kytkennän tulosignaaleihin.

Piiri voidaan kuitenkin tarvittaessa muuttaa toimimaan analogisten tulosignaalien kanssa ja muodostamaan vastaavat analogiset lähtösignaalit.

Optoerottimien tyypit

Minkä tahansa optoerottimen fototransistorilla voi olla monia erilaisia ​​lähtöulostulon vahvistuksia ja työskentelyominaisuuksia. Jäljempänä selitetty kaavio kuvaa kuutta muuta optoerottimen muunnosmuotoa, joilla on omat erityiset IRED- ja lähtövalodetektorin yhdistelmät.

Ensimmäinen yllä oleva muunnos osoittaa kaksisuuntaisen sisääntulon ja fototransistorin ulostulon optoerottimen kaaviokuvan, jossa on pari taaksepäin kytkettyä gallium-arsenidi IRED: ää AC-tulosignaalien kytkemistä varten ja myös suojaamiseksi päinvastaiselta sisääntulolta.

Yleensä tämän variantin CTR voi olla vähintään 20%.

Seuraava yllä oleva kuva kuvaa opto-kytkintä, jonka lähtöä on parannettu piipohjaisella valokuva-darlington-vahvistimella. Tämän avulla se voi tuottaa suurempaa lähtövirtaa verrattuna muihin normaaleihin opto-liittimiin.

Lähdössä olevan Darlington-elementin ansiosta tämäntyyppiset optoerottimet pystyvät tuottamaan vähintään 500%: n CTR: n, kun keräin-emitterijännite on noin 30-35 volttia. Tämä suuruus näyttää olevan noin kymmenen kertaa suurempi kuin tavallinen optoerotin.

Nämä eivät kuitenkaan välttämättä ole yhtä nopeita kuin muut normaalit laitteet, ja tämä voi olla merkittävä kompromissi työskenneltäessä fotodarlingtonkytkimen kanssa.

Lisäksi sillä voi olla pienentynyt tehollisen kaistanleveyden määrä noin kymmenen kertaa. PhotoDarlington-optoerottimien teollisuusstandardiversiot ovat 4N29 - 4N33 ja 6N138 ja 6N139.

Voit myös hankkia ne kaksois- ja nelikanavaisina photodarlington-liittiminä.

Kolmas yllä oleva kaavio esittää optoerottimen, jolla on IRED- ja MOSFET-valosensori, joissa on kaksisuuntainen lineaarinen lähtö. Tämän variantin eristysjännitealue voi olla jopa 2500 volttia RMS. Hajoamisjännitealue voi olla 15-30 volttia, kun taas nousu- ja putoamisajat ovat noin 15 mikrosekuntia.

Seuraava yllä oleva versio osoittaa perusasetuksen SCR tai tyristori pohjainen opto-valotunnistin. Tässä lähtöä ohjataan SCR: n kautta. OptoSCR-tyyppisten liittimien eristysjännite on tyypillisesti noin 1000 - 4000 volttia RMS. Sen vähimmäisjännite on 200 - 400 V. Suurimmat päälle kytketyt virrat (I_fr) voi olla noin 10 mA.

Yllä olevassa kuvassa näkyy optoerotin, jolla on fototriakki. Tällaisilla tyristoripohjaisilla lähtöliittimillä on yleensä 400 V: n eteenpäin suuntautuva estojännite (VDRM).

Saatavilla on myös optoerottimia, joissa on Schmitt-liipaisuominaisuus. Tämän tyyppinen optoerotin näkyy yllä, joka sisältää IC-pohjaisen oposensorin, jolla on Schmitt-liipaisu-IC, joka muuntaa siniaallon tai minkä tahansa pulssitetun tulosignaalin suorakulmaiseksi lähtöjännitteeksi.

Nämä IC-valonilmaisimiin perustuvat laitteet on todella suunniteltu toimimaan kuin multivibraattoripiiri. Eristysjännitteet voivat vaihdella välillä 2500 - 4000 volttia.

Käynnistysvirta määritetään yleensä välillä 1-10 mA. Minimi- ja maksimitoimintasyötötasot ovat 3--26 volttia ja tiedonsiirtonopeuden (NRZ) suurin nopeus on 1 MHz.

Sovelluspiirit

Optoerottimien sisäinen toiminta on täsmälleen samanlainen kuin erillisen IR-lähetin- ja vastaanotinkokoonpanon toiminta.

Tulovirran ohjaus

Aivan kuten mikä tahansa muu LED, myös optoerottimen IR-LED tarvitsee vastuksen ohjaamaan tulovirtaa turvallisiin rajoihin. Tämä vastus voidaan liittää kahdella perustavalla optoerottimen LEDillä, kuten alla osoitetaan:

Vastus voidaan lisätä sarjaan joko IRED: n anodiliittimen (a) tai katodiliittimen (b) kanssa.

AC-optoerotin

Aikaisemmissa keskusteluissamme opimme, että AC-tuloa varten suositellaan AC-optoerottimia. Jokainen tavallinen optoerotin voidaan kuitenkin myös konfiguroida turvallisesti AC-tulolla lisäämällä ulkoinen diodi IRED-tuloliittimiin, kuten seuraavassa kaaviossa osoitetaan.

Tämä rakenne takaa myös laitteen turvallisuuden vahingossa tapahtuvan käänteisen tulojännitteen olosuhteilta.

Digitaalinen tai analoginen muunnos

Digitaalisen tai analogisen muunnoksen saamiseksi optoerottimen ulostuloon voidaan vastus lisätä sarjaan optotransistorin keräystapin tai vastaavasti emitterinastan kanssa, kuten alla on esitetty:

Muuntaminen Photo-Transistoriksi tai Photo-Diodiksi

Kuten alla on osoitettu, tavallinen 6-napainen DIP-optoerottimen ulostulovalokuva-transistori voidaan muuntaa valodiodilähdöksi liittämällä sen fototransistorin transistorin pohjatappi 6 maahan ja pitämällä emitteri kytkemättä tai oikosuluttamalla se nastalla 6 .

Tämä kokoonpano lisää merkittävästi tulosignaalin nousuaikaa, mutta johtaa myös CTR-arvon rajuun laskuun 0,2 prosenttiin.

Optoerottimen digitaalinen liitäntä

Optoerottimet voivat olla erinomaisia ​​digitaalisen signaalin rajapinnan suhteen, joita käytetään eri syöttötasoilla.

Optoerottimia voidaan käyttää digitaalisten mikropiirien liittämiseen identtisiin TTL-, ECL- tai CMOS-perheisiin ja samoin näihin siruperheisiin.

Optoerottimet ovat myös suosikkeja, kun on kyse henkilökohtaisten tietokoneiden tai mikro-ohjainten liittämisestä muihin keskusyksikköihin tai kuormiin, kuten moottoreihin, releet , solenoidi, lamput jne. Alla oleva kaavio kuvaa TTL-piirien sisältävän opto-kytkimen liitäntäkaaviota.

TTL IC: n liitäntä optokytkimen kanssa

Täällä voimme nähdä, että optoerottimen IRED on kytketty + 5 V: n ja TTL-porttilähdön yli tavallisen tavan sijaan, joka on TTL-lähdön ja maan välillä.

Tämä johtuu siitä, että TTL-porttien on arvioitu tuottavan erittäin pieniä lähtövirtoja (noin 400 uA), mutta niiden on määritelty upottavan virta melko suurella nopeudella (16 mA). Siksi yllä oleva yhteys mahdollistaa optimaalisen aktivointivirran IRED: lle aina, kun TTL on matala. Tämä tarkoittaa kuitenkin myös, että lähtövaste käännetään.

Toinen TTL-porttilähdön haittapuoli on, että kun sen lähtö on KORKEA tai looginen 1, se voi tuottaa noin 2,5 V: n tason, mikä ei ehkä riitä IRED: n sammuttamiseen kokonaan. Sen on oltava vähintään 4,5 V tai 5 V, jotta IRED voidaan katkaista kokonaan.

Tämän ongelman korjaamiseksi mukana tulee R3, joka varmistaa, että IRED sammuu kokonaan, kun TTL-portin ulostulo kääntyy KORKEAAN jopa 2,5 V: n jännitteellä.

Optoerottimen kollektorin ulostulotappi voidaan nähdä kytkettynä TTL-IC: n tulon ja maan välille. Tämä on tärkeää, koska TTL-porttitulon on oltava riittävän maadoitettu vähintään alle 0,8 V 1,6 mA: n kohdalla, jotta porttiulostulossa olisi oikea logiikka 0. On huomattava, että yllä olevassa kuvassa esitetty kokoonpano sallii ei-invertoivan vasteen lähdössä.

CMOS-IC: n ja Optoerottimen liitäntä

Toisin kuin TTL-vastine, CMOS-IC-lähdöillä on kyky hankkia ja upottaa riittävä virran suuruus moniin mA: iin asti ilman ongelmaa.

Siksi nämä mikropiirit voidaan helposti liittää IRED-optoerottimen kanssa joko uppoustilassa tai lähdetilassa, kuten alla on esitetty.

Riippumatta siitä, mikä kokoonpano valitaan tulopuolella, R2: n on oltava riittävän suuri lähtöpuolella, jotta ulostulojännitteen täysi kääntyminen loogisten 0 ja 1 tilojen välillä CMOS-portin ulostulossa.

Arduino-mikrokontrollerin ja BJT: n ja Optocouplerin liitäntä

Yllä oleva kuva osoittaa kuinka liittää mikrokontrolleri tai Arduino lähtösignaali (5 volttia, 5 mA) suhteellisen suurella virtakuormalla optoerottimen ja BJT-portaiden kautta.

Arduinon HIGH + 5V-logiikalla sekä optoerotin IRED että fototransistori pysyvät molemmat kytkettyinä pois päältä, mikä sallii Q1, Q2 ja kuormamoottorin pysyvän päällä.

Heti kun Arduino-lähtö menee vähiin, optoerotin IRED aktivoituu ja kytkee päälle fototransistorin. Tämä perustaa heti Q1: n perusjännityksen, sammuttaa Q1, Q2 ja moottorin.

Analogisten signaalien liittäminen optoerottimeen

Optoerotinta voidaan myös käyttää tehokkaasti analogisten signaalien liittämiseen kahden piirivaiheen välillä määrittämällä kynnysvirta IRED: n kautta ja moduloimalla sitä sitten käytetyllä analogisella signaalilla.

Seuraava kuva osoittaa, miten tätä tekniikkaa voidaan soveltaa analogisen äänisignaalin kytkemiseen.

Op-vahvistin IC2 on konfiguroitu yhtenäisyyden vahvistuksen jännitteen seuraajapiirinä. Opto-kytkimen IRED voidaan nähdä kiinnitettynä negatiiviseen takaisinkytkentäsilmukkaan.

Tämä silmukka saa R3: n jännitteen (ja siten IRED: n läpi kulkevan virran) seuraamaan tarkasti tai seuraamaan jännitettä, joka on syötetty op-vahvistimen tapiin # 3, joka on ei-invertoiva tulotappi.

Tämä op-vahvistimen nasta 3 on asetettu puoleen syöttöjännitteestä R1, R2-potentiaalijakajaverkon kautta. Tämä mahdollistaa pin3: n moduloinnin AC-signaaleilla, jotka voivat olla audiosignaaleja, ja saa IRED-valaistuksen vaihtelemaan tämän äänen tai moduloivan analogisen signaalin mukaan.

IRED-virran lepovirta tai tyhjäkäynnin virranotto saavutetaan 1-2 mA: lla R3: n kautta.

Optoerottimen lähtöpuolella lepovirta määritetään fototransistorin avulla. Tämä virta kehittää jännitteen potentiometrille R4, jonka arvo on säädettävä siten, että se tuottaa lepotilan, joka on yhtä suuri kuin puolet syöttöjännitteestä.

Seurantamoduloitu äänen ulostulosignaalin ekvivalentti puretaan potentiometrille R4 ja erotetaan C2: n kautta jatkokäsittelyä varten.

Triacin liittäminen optoerottimeen

Optoyhdistimiä voidaan käyttää ihanteellisesti täydellisesti eristetyn kytkimen luomiseen matalan DC-ohjauspiirin ja korkean vaihtovirran verkkoon perustuvan triac-ohjauspiirin yli.

On suositeltavaa, että DC-tulon maadoituspuoli on kytketty oikeaan maadoitusjohtoon.

Koko kokoonpano voidaan nähdä seuraavasta kaaviosta:

Edellä olevaa mallia voidaan käyttää eristettyyn verkkovirtalamppujen ohjaus , lämmittimet, moottorit ja muut vastaavat kuormat. Tämä piiri ei ole nollan ylitysohjattu, joten tuloliipaisin saa triacin vaihtamaan missä tahansa AC-aaltomuodon kohdassa.

Tässä R2: n, D1: n, D2: n ja C1: n muodostama verkko luo 10 V: n potentiaalieron, joka on johdettu AC-linjatulosta. Tätä jännitettä käytetään laukaisee triac Q1: stä aina, kun tulopuoli kytketään PÄÄLLE sulkemalla kytkin S1. Merkitys niin kauan kuin S1 on auki, optoerotin on pois päältä Q1: n nollapohjan esijännityksen vuoksi, joka pitää triacin pois päältä.

Kun S1 on suljettu, se aktivoi IRED: n, joka kytkeytyy päälle Q1. Q1 yhdistää sitten 10 V DC: n triacin porttiin, joka kytkee triacin päälle, ja lopulta myös kytkee kytketyn kuorman päälle.

Seuraava yllä oleva piiri on suunniteltu pii-monoliittisella nollajännitekytkimellä CA3059 / CA3079. Tämän piirin avulla triac voi laukaista synkronisesti, toisin sanoen vain nollajännitteen ylitys AC-syklin aaltomuodosta.

Kun S1-näppäintä painetaan, opamp reagoi siihen vain, jos triac-tulon AC-sykli on lähellä muutamaa mV lähellä nolla-ylityslinjaa. Jos tuloliipaisin tehdään, kun vaihtovirta ei ole lähellä nollarajan ylitystä, op-vahvistin odottaa, kunnes aaltomuoto saavuttaa nollarajan, ja laukaisee sitten triakin positiivisen logiikan kautta nastastaan4.

Tämä nollakohdan kytkentäominaisuus suojaa liitettyä äkilliseltä suurelta virran nousulta ja piikiltä, ​​koska kytkentä PÄÄLLE tapahtuu nollan ylitystasolla eikä silloin, kun vaihtovirta on korkeimmillaan.

Tämä eliminoi myös tarpeettoman radiotaajuisen kohinan ja häiriöt sähkölinjassa. Tätä optoerottimen triac-pohjaista nollakytkintä voidaan käyttää tehokkaasti SSR: n tai puolijohdereleet .

PhotoSCR ja PhotoTriacs Optocoupler -sovellus

Optokytkimet, joiden fotodetektori on photoSCR ja photo-Triac-lähtö, luokitellaan yleensä pienemmällä lähtövirralla.

Toisin kuin muut optoerottimet, optoTriac- tai optoSCR-laitteilla on kuitenkin melko suuri ylijännitesyötön kapasiteetti (pulssi), joka voi olla paljon suurempi kuin niiden nimelliset RMS-arvot.

SCR-optoerottimien ylijännitevirran määrittely voi olla jopa 5 ampeeria, mutta tämä voi olla 100 mikrosekunnin pulssin leveys ja enintään 1%: n käyttöjakso.

Triac-optoerottimilla ylijännitespesifikaatio voi olla 1,2 ampeeria, jonka on kestettävä vain 10 mikrosekunnin pulssi enintään 10%: n käyttöjaksolla.

Seuraavat kuvat esittävät muutamia sovelluspiirejä, joissa käytetään triac-optoerottimia.

Ensimmäisessä kaaviossa photoTriac voidaan konfiguroida aktivoimaan lamppu suoraan vaihtovirrasta. Tällöin lampun nimellisarvo on alle 100 mA RMS ja huippuvirtaussuhde on alle 1,2 ampeeria optoerottimen turvallisen toiminnan varmistamiseksi.

Toinen malli osoittaa, kuinka photoTriac-optoerotin voidaan määrittää käynnistämään orja-Triac ja aktivoimaan kuormitus minkä tahansa suositellun teholuokan mukaisesti. Tätä virtapiiriä suositellaan käytettäväksi vain resistiivisten kuormien, kuten hehkulamppujen tai lämmitinelementtien kanssa.

Kolmas yllä oleva kuva kuvaa, kuinka kahta ylempää virtapiiriä voitaisiin muokata induktiivisten kuormien käsittely kuten moottorit. Piiri koostuu R2: sta, C1: stä ja R3: sta, jotka muodostavat vaihesiirron Triacin portin käyttöverkossa.

Tämän avulla triac voi käydä läpi oikean laukaisutoiminnon. Vastukset R4 ja C2 tuodaan esiin verkkoina tukahduttamaan ja hallitsemaan induktiivisten takaisin EMF: ien aiheuttamia ylijännitepiikkejä.

Kaikissa yllä mainituissa sovelluksissa R1 on mitoitettava siten, että IRED-laitteeseen syötetään vähintään 20 mA: n myötävirta triac-valodetektorin asianmukaiseen laukaisemiseen.

Nopeuslaskurin tai RPM-ilmaisimen sovellus

Yllä olevat kuvat selittävät muutaman ainutlaatuisen räätälöidyn optoerottimen moduulin, joita voitaisiin käyttää nopeuslaskuriin tai kierrosluvun mittaussovelluksiin.

Ensimmäisessä konseptissa on räätälöity urakytkimen ja katkaisijan kokoonpano. Voimme nähdä, että IRED: n ja fototransistorin väliin on sijoitettu ilmarakon muotoinen rako, joka on asennettu erillisiin laatikoihin vastakkain ilmarakon aukon poikki.

Normaalisti infrapunasignaali pystyy kulkemaan aukon yli ilman mitään tukoksia moduulin virran ollessa kytkettynä. Tiedämme, että infrapunasignaalit voidaan estää kokonaan asettamalla läpinäkymätön esine polulle. Esitetyssä sovelluksessa, kun esteen, kuten pyörän pinnojen, annetaan liikkua raon läpi, se keskeyttää IR-signaalien kulun.

Nämä muunnetaan myöhemmin kellotaajuudeksi fototransistoriliittimien ulostulossa. Tämä lähtökellotaajuus vaihtelee pyörän nopeuden mukaan, ja se voidaan käsitellä vaadittuihin mittauksiin. .

Ilmoitetun uran leveys voi olla 3 mm (0,12 tuumaa). Moduulin sisällä käytetyn fototransistorin valotransistorin tulisi olla määritelty siten, että CTR: n vähimmäissuhde on noin 10% 'avoimessa' tilassa.

Moduuli on itse asiassa a-kopio tavallinen optoeristin joilla on upotettu infrapuna- ja fotoresistori, ainoa ero on, että nämä on tässä erikseen koottu erillisten laatikoiden sisään, joissa ilmavälin aukko erottaa ne.

Ensimmäistä yllä olevaa moduulia voidaan käyttää kierrosluvun mittaamiseen tai kuten kierroslaskuria. Aina kun pyörän kieleke ylittää optoerottimen uran, fototransistori kytkeytyy pois päältä ja tuottaa yhden laskennan.

Liitteenä olevassa toisessa mallissa on optoerotinmoduuli, joka on suunniteltu vastaamaan heijastuneisiin IR-signaaleihin.

IRED ja fototransistori asennetaan moduulin erillisiin osastoihin siten, että normaalisti ne eivät näe '' toisiaan ''. Molemmat laitteet on kuitenkin asennettu siten, että molemmilla on yhteinen polttopistekulma, joka on 5 mm: n (0,2 tuuman) päässä.

Tämän avulla keskeytysmoduuli pystyy havaitsemaan lähellä olevat liikkuvat esineet, joita ei voida asettaa ohueseen uraan. Tämän tyyppistä heijastinoptomoduulia voidaan käyttää laskemaan suurten esineiden kulku kuljetushihnojen tai syöttöputkea pitkin liukuvien esineiden yli.

Toisessa yllä olevassa kuvassa voidaan nähdä moduulia sovellettavan kierroslaskurina, joka havaitsee IRED: n ja fototransistorin välissä heijastuvat IR-signaalit pyörivän levyn vastakkaiselle pinnalle asennettujen peiliheijastimien kautta.

Optoerotinmoduulin ja pyörivän levyn välinen etäisyys on sama kuin emitteritunnistinparin 5 mm: n polttoväli.

Pyörän heijastavat pinnat voidaan tehdä metallimaalilla tai teipillä tai lasilla. Näitä räätälöityjä erillisiä optoeristimoduuleja voitaisiin myös tehokkaasti hakea moottorin akselin nopeuden laskenta , ja moottorin akselin kierrosluvun tai pyörimisnopeuden mittaus jne. Yllä kuvatut valokatkaisijat ja valoheijastimet voidaan rakentaa millä tahansa optoilmaisimella, kuten photodarlington-, photoSCR- ja photoTriac-laitteilla, lähtöpiirin kokoonpanomääritysten mukaisesti.

Oven / ikkunan tunkeutumishälytys

Edellä selitetty optoisolaattorin keskeytysmoduuli voi toimia tehokkaasti myös oven tai ikkunan tunkeutumishälytyksenä, joka näkyy alla:

Tämä piiri on tehokkaampi ja helpompi asentaa kuin perinteinen magneettinen reed-reletyyppinen tunkeutumishälytys .

Tässä piirissä käytetään IC 555 -ajastimia yhden kuvan ajastimena hälytyksen antamiseen.

Optoisolaattorin ilmavälin aukko on estetty vivulla, joka on integroitu myös ikkunaan tai oveen.

Jos ovi avataan tai ikkuna avataan, aukon tukos poistetaan ja LED IR saavuttaa fototransistorit ja aktivoi yhden kuvan yksivakaa IC 555 -vaihe .

IC 555 laukaisee piezo-summerin hälytyksen välittömästi tunkeutumisesta.