Optocouplers - Làm việc, Đặc điểm, Giao diện, Mạch ứng dụng

OPTOCOUPLERS HOẶC OPTOISOLATORS là thiết bị cho phép truyền tín hiệu DC và dữ liệu khác hiệu quả qua hai giai đoạn mạch và đồng thời duy trì mức độ cách ly điện tuyệt vời giữa chúng.

Optocouplers trở nên đặc biệt hữu ích khi một tín hiệu điện được yêu cầu phải được gửi qua hai giai đoạn mạch, nhưng với mức độ cách ly điện cực kỳ giữa các giai đoạn.

Thiết bị ghép nối hoạt động như bộ chuyển đổi mức logic giữa hai mạch, Nó có khả năng chặn truyền nhiễu qua các mạch tích hợp, để cách ly mức logic khỏi đường dây AC điện áp cao và để loại bỏ các vòng nối đất.

Optocouplers trở thành một sự thay thế hiệu quả cho rơ le , và cho máy biến áp để giao tiếp các giai đoạn mạch kỹ thuật số.

Ngoài ra, đáp ứng tần số Optocoupler được chứng minh là không thể so sánh được trong các mạch tương tự.

Cấu tạo bên trong Optocoupler

Bên trong một optocoupler chứa một đèn LED phát tia hồng ngoại hoặc hồng ngoại (thường được chế tạo bằng cách sử dụng arsenide gali). Đèn LED hồng ngoại này được kết hợp quang học với một thiết bị phát hiện quang silicon liền kề thường là một bóng bán dẫn quang, một diode quang hoặc bất kỳ phần tử cảm quang nào tương tự). Hai thiết bị bổ sung này được nhúng kín trong một gói chống ánh sáng mờ.

Hình trên cho thấy hình ảnh phân tích của một chip optocoupler kép trong dòng (DIP) sáu chân điển hình. Khi các cực được kết nối với đèn LED hồng ngoại được cung cấp điện áp phân cực thuận thích hợp, bên trong nó sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại có bước sóng từ 900 đến 940 nanomet.

Tín hiệu IR này rơi vào bộ tách sóng quang lân cận thường là một điện trở quang NPN (có độ nhạy được đặt trong cùng bước sóng) và nó dẫn truyền ngay lập tức, tạo ra sự liên tục trên các đầu cực thu / phát của nó.

Như có thể thấy trong hình ảnh, IR LED và phototransistor được gắn trên các nhánh liền kề của khung dẫn.

Khung chì ở dạng dập được chạm khắc từ kim loại tấm dẫn điện tốt có nhiều nhánh giống như hoàn thiện. Các đế cách ly được bao gồm để gia cố thiết bị được tạo ra với sự hỗ trợ của các nhánh bên trong. Sơ đồ chân tương ứng của DIP được phát triển tương ứng từ các nhánh bên ngoài.

Sau khi các kết nối dẫn điện được thiết lập giữa vỏ khuôn và các chân khung chì thích hợp, không gian xung quanh đèn LED hồng ngoại và điện trở quang được niêm phong trong một loại nhựa hỗ trợ IR trong suốt hoạt động giống như 'ống dẫn ánh sáng' hoặc dẫn sóng quang giữa hai thiết bị IR.

Việc lắp ráp hoàn chỉnh cuối cùng được đúc bằng nhựa epoxy chống sáng tạo thành gói DIP. Ở phần hoàn thiện, các đầu chốt của khung chì được uốn cong xuống một cách gọn gàng.

Pinout Optocoupler

Sơ đồ trên cho thấy sơ đồ sơ đồ chân của bộ ghép quang điển hình trong gói DIP. Thiết bị này còn được gọi là bộ cách ly quang vì không có dòng điện nào liên quan giữa hai chip, mà chỉ có tín hiệu ánh sáng, và cũng vì bộ phát hồng ngoại và bộ dò hồng ngoại có tính năng cách điện và cách ly 100%.

Các tên phổ biến khác liên quan đến thiết bị này là bộ cách ly photocoupler hoặc photoncoupled.

Chúng ta có thể thấy rằng chân đế của bóng bán dẫn IR bên trong được kết thúc ở chân 6 của IC. Đế này thường không được kết nối vì mục đích chính của thiết bị là ghép nối hai mạch thông qua tín hiệu ánh sáng IR bên trong cô lập.

Tương tự như vậy, chân 3 là một sơ đồ chân mở hoặc không được kết nối và không liên quan. Có thể biến đổi điện trở quang IR bên trong thành một diode quang đơn giản bằng cách nối tắt và kết nối chân đế 6 với chân phát 4.

Tuy nhiên, tính năng trên có thể không truy cập được trong bộ ghép quang 4 chân hoặc bộ ghép quang đa kênh.

Đặc điểm của Optocoupler

Optocoupler thể hiện một đặc điểm rất hữu ích và đó là hiệu quả ghép nối ánh sáng của nó được gọi là tỷ lệ chuyển hiện tại hoặc CTR.

Tỷ lệ này được tăng cường với phổ tín hiệu IR LED phù hợp lý tưởng với phổ phát hiện quang điện trở quang kế cận của nó.

Do đó, CTR được định nghĩa là tỷ lệ giữa dòng điện đầu ra và dòng điện đầu vào, ở mức độ lệch danh định của một thiết bị optocoupler cụ thể. Nó được biểu thị bằng một phần trăm:

CTR = I_{nhượng lại}/ TÔI_fx 100%

Khi thông số kỹ thuật đề xuất CTR là 100%, nó đề cập đến việc chuyển dòng điện đầu ra là 1 mA cho mỗi mA dòng điện tới đèn LED hồng ngoại. Giá trị tối thiểu cho CTR có thể hiển thị các biến thể từ 20 đến 100% đối với các bộ ghép ảnh khác nhau.

Các yếu tố có thể thay đổi CTR phụ thuộc vào thông số kỹ thuật tức thời của điện áp và dòng điện cung cấp đầu vào và đầu ra cho thiết bị.

Hình trên cho thấy biểu đồ đặc trưng của dòng điện đầu ra của optocoupler bên trong quang điện trở (I_CB) so với dòng điện đầu vào (I_F) khi một VCB 10 V được áp dụng trên các chân thu / chân đế của nó.

Các thông số kỹ thuật quan trọng của OptoCoupler

Có thể nghiên cứu một số thông số đặc điểm kỹ thuật optocoupler thiết yếu từ dữ liệu đưa ra dưới đây:

Điện áp cách ly (Viso) : Nó được định nghĩa là điện áp xoay chiều tối đa tuyệt đối có thể tồn tại trên các giai đoạn mạch đầu vào và đầu ra của optocoupler mà không gây ra bất kỳ tác hại nào cho thiết bị. Các giá trị tiêu chuẩn cho thông số này có thể rơi vào khoảng từ 500 V đến 5 kV RMS.

BẠN LÀ: nó có thể được hiểu là điện áp DC tối đa có thể được áp dụng trên các sơ đồ chân của điện trở quang của thiết bị. Thông thường, mức này có thể nằm trong khoảng từ 30 đến 70 vôn.

Nếu : Đây là dòng điện chuyển tiếp DC liên tục tối đa có thể chảy trong IR LED hoặc I_{MẠNG LƯỚI} . Đây là các giá trị tiêu chuẩn của khả năng xử lý dòng điện được chỉ định cho đầu ra quang điện trở của optocoupler, có thể nằm trong khoảng từ 40 đến 100 mA.

Thời gian tăng / giảm : Tham số này xác định tốc độ logic của phản hồi bộ ghép quang qua đèn LED hồng ngoại bên trong và điện trở quang. Điều này có thể thường từ 2 đến 5 micro giây cho cả tăng và giảm. Điều này cũng cho chúng ta biết về băng thông của thiết bị optocoupler.

Cấu hình cơ bản của Optocoupler

Hình trên mô tả một mạch optocoupler cơ bản. Lượng dòng điện có thể đi qua phototransistor được xác định bởi dòng điện phân cực thuận áp dụng của đèn LED hồng ngoại hoặc I_{MẠNG LƯỚI}, mặc dù hoàn toàn tách biệt.

Trong khi công tắc S1 được giữ mở, dòng điện chạy qua I_{MẠNG LƯỚI}bị ức chế, có nghĩa là không có năng lượng IR nào cho phototransistor.

Điều này làm cho thiết bị hoàn toàn không hoạt động khiến điện áp bằng không phát triển trên điện trở đầu ra R2.

Khi S1 đóng, dòng điện được phép chạy qua I_{MẠNG LƯỚI}và R1.

Điều này kích hoạt đèn LED IR bắt đầu phát ra tín hiệu IR trên phototransistor cho phép nó chuyển sang BẬT và điều này đến lượt nó gây ra điện áp đầu ra phát triển trên R2.

Mạch optocoupler cơ bản này đặc biệt sẽ đáp ứng tốt các tín hiệu đầu vào chuyển mạch ON / OFF.

Tuy nhiên, nếu được yêu cầu, mạch có thể được sửa đổi để hoạt động với các tín hiệu đầu vào tương tự và tạo ra các tín hiệu đầu ra tương tự tương ứng.

Các loại Optocouplers

Phototransistor của bất kỳ bộ ghép quang nào có thể đi kèm với nhiều thông số kỹ thuật làm việc và độ lợi đầu ra khác nhau. Sơ đồ giải thích bên dưới mô tả sáu dạng biến thể bộ ghép quang khác có sự kết hợp cụ thể của riêng chúng giữa IRED và bộ tách sóng quang đầu ra.

Biến thể đầu tiên ở trên chỉ ra một sơ đồ optocoupler đầu ra quang điện trở và đầu vào hai chiều có một vài IRED gallium-arsenide được kết nối mặt sau để ghép nối các tín hiệu AC đầu vào và cũng để bảo vệ chống lại đầu vào phân cực ngược.

Thông thường, biến thể này có thể có CTR tối thiểu là 20%.

Loại tiếp theo ở trên minh họa một bộ ghép quang có đầu ra được tăng cường với bộ khuếch đại quang điện tử dựa trên silicon. Điều này cho phép nó tạo ra dòng điện đầu ra cao hơn so với bộ ghép quang thông thường khác.

Do phần tử Darlington ở đầu ra, loại bộ ghép quang có thể tạo ra CTR tối thiểu là 500% khi điện áp bộ thu-phát vào khoảng 30 đến 35 vôn. Độ lớn này dường như cao hơn khoảng mười lần so với một optocoupler bình thường.

Tuy nhiên, chúng có thể không nhanh bằng các thiết bị bình thường khác và đây có thể là một sự đánh đổi đáng kể khi làm việc với bộ ghép photodarlington.

Ngoài ra, nó có thể làm giảm số lượng băng thông hiệu quả khoảng một hệ số mười. Các phiên bản tiêu chuẩn công nghiệp của bộ ghép quang photoDarlington là 4N29 đến 4N33 và 6N138 và 6N139.

Bạn cũng có thể lấy chúng dưới dạng bộ ghép photodarlington kênh đôi và kênh bốn.

Sơ đồ thứ ba ở trên cho thấy một optocoupler có IRED và cảm biến quang MOSFET có đầu ra tuyến tính hai chiều. Dải điện áp cách ly của biến thể này có thể cao tới 2500 volt RMS. Phạm vi điện áp đánh thủng có thể nằm trong khoảng 15 đến 30 vôn, trong khi thời gian tăng và giảm khoảng 15 micro giây mỗi lần.

Biến thể tiếp theo ở trên thể hiện một SCR hoặc thyristor dựa trên cảm biến quang opto. Ở đây đầu ra được điều khiển thông qua một SCR. Điện áp cách ly của loại bộ ghép OptoSCR thường vào khoảng 1000 đến 4000 volt RMS. Nó có điện áp chặn tối thiểu là 200 đến 400 V. Dòng điện BẬT cao nhất (I_fr) có thể vào khoảng 10 mA.

Hình ảnh trên hiển thị một optocoupler có đầu ra phototriac. Các loại bộ ghép đầu ra dựa trên Thyristor này thường có điện áp chặn phía trước (VDRM) là 400 V.

Optocouplers có đặc tính kích hoạt Schmitt cũng có sẵn. Loại optocoupler này được hiển thị ở trên bao gồm optosensor dựa trên IC có IC kích hoạt Schmitt sẽ chuyển đổi dạng sóng sin hoặc bất kỳ dạng tín hiệu đầu vào dạng xung nào thành điện áp đầu ra hình chữ nhật.

Các thiết bị dựa trên bộ tách sóng quang IC này thực sự được thiết kế để hoạt động giống như một mạch đa vi điều khiển. Điện áp cách ly có thể nằm trong khoảng từ 2500 đến 4000 vôn.

Dòng điện bật thường được quy định trong khoảng từ 1 đến 10 mA. Mức cung cấp làm việc tối thiểu và tối đa là từ 3 đến 26 volt và tốc độ tối đa của tốc độ dữ liệu (NRZ) là 1 MHz.

Mạch ứng dụng

Hoạt động bên trong của bộ ghép quang hoàn toàn tương tự như hoạt động của bộ thu và bộ phát IR được thiết lập riêng biệt.

Kiểm soát hiện tại đầu vào

Cũng giống như bất kỳ đèn LED nào khác, đèn LED hồng ngoại của optocoupler cũng cần một điện trở để điều khiển dòng điện đầu vào đến giới hạn an toàn. Điện trở này có thể được kết nối theo hai cách cơ bản với đèn LED optocoupler, như được minh họa bên dưới:

Điện trở có thể được mắc nối tiếp với đầu cực anốt (a) hoặc cực âm (b) của IRED.

AC Optocoupler

Trong các cuộc thảo luận trước đây của chúng tôi, chúng tôi đã biết rằng đối với đầu vào AC, bộ chọn quang AC được khuyến nghị. Tuy nhiên, bất kỳ bộ ghép quang tiêu chuẩn nào cũng có thể được định cấu hình an toàn với đầu vào AC bằng cách thêm một diode bên ngoài vào các chân đầu vào IRED như được chứng minh trong sơ đồ sau.

Thiết kế này cũng đảm bảo an toàn cho thiết bị trước các điều kiện điện áp đầu vào ngược ngẫu nhiên.

Chuyển đổi kỹ thuật số hoặc tương tự

Để có được chuyển đổi kỹ thuật số hoặc tương tự ở đầu ra của optocoupler, một điện trở có thể được thêm nối tiếp với chân thu optotransistor hoặc chân phát tương ứng, như hình bên dưới:

Chuyển đổi sang Photo-Transistor hoặc Photo-Diode

Như được chỉ ra bên dưới, một bóng bán dẫn quang đầu ra DIP optocoupler 6 chân thông thường có thể được chuyển đổi thành đầu ra quang diode bằng cách kết nối chân đế 6 của bóng bán dẫn quang của nó với đất và bằng cách giữ cho bộ phát không được kết nối hoặc làm ngắn nó với chân 6 .

Cấu hình này làm tăng đáng kể thời gian tăng của tín hiệu đầu vào, nhưng cũng dẫn đến giảm đáng kể giá trị CTR xuống 0,2%.

Giao diện kỹ thuật số Optocoupler

Optocouplers có thể là tuyệt vời khi nói đến giao tiếp tín hiệu kỹ thuật số, hoạt động ở các mức cung cấp khác nhau.

Bộ ghép nối Optocouple có thể được sử dụng để giao tiếp các vi mạch kỹ thuật số trên các họ TTL, ECL hoặc CMOS giống hệt nhau và tương tự như vậy trên các họ chip này.

Optocouplers cũng được yêu thích khi nói đến giao tiếp máy tính cá nhân hoặc bộ vi điều khiển với các máy tính lớn khác hoặc các tải như động cơ, rơ le , điện từ, đèn, v.v ... Sơ đồ dưới đây minh họa sơ đồ giao diện của bộ ghép quang với mạch TTL.

Giao diện IC TTL với Optocoupler

Ở đây chúng ta có thể thấy rằng IRED của optocoupler được kết nối qua + 5V và đầu ra cổng TTL, thay vì cách thông thường là giữa đầu ra TTL và mặt đất.

Điều này là do các cổng TTL được đánh giá là tạo ra dòng điện đầu ra rất thấp (khoảng 400 uA), nhưng được chỉ định để giảm dòng điện ở tốc độ khá cao (16 mA). Do đó kết nối trên cho phép dòng kích hoạt tối ưu cho IRED bất cứ khi nào TTL ở mức thấp. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là phản hồi đầu ra sẽ bị đảo ngược.

Một nhược điểm khác tồn tại với đầu ra cổng TTL là, khi đầu ra của nó là CAO hoặc mức logic 1, có thể tạo ra xung quanh mức 2,5 V, mức này có thể không đủ để TẮT IRED hoàn toàn. Nó phải có ít nhất 4,5 V hoặc 5 V để có thể TẮT hoàn toàn IRED.

Để khắc phục sự cố này, R3 được bao gồm để đảm bảo IRED sẽ tắt hoàn toàn bất cứ khi nào đầu ra cổng TTL tăng CAO ngay cả với 2,5 V.

Có thể thấy chân đầu ra bộ thu của bộ ghép quang được kết nối giữa đầu vào và mặt đất của IC TTL. Điều này rất quan trọng vì đầu vào cổng TTL phải được nối đất đầy đủ ít nhất là dưới 0,8 V ở 1,6 mA để kích hoạt logic 0 chính xác ở đầu ra cổng. Cần lưu ý rằng thiết lập được hiển thị trong hình trên cho phép một phản ứng không đảo ngược ở đầu ra.

Giao diện IC CMOS với Optocoupler

Không giống như đối tác TTL, đầu ra IC CMOS có khả năng tạo nguồn và nhận dòng điện đủ lớn lên đến nhiều mA mà không gặp sự cố.

Do đó, các IC này có thể dễ dàng giao tiếp với optocoupler IRED ở chế độ chìm hoặc chế độ nguồn như hình dưới đây.

Bất kể cấu hình nào được chọn ở phía đầu vào, R2 ở phía đầu ra phải đủ lớn để cho phép thay đổi điện áp đầu ra đầy đủ giữa trạng thái logic 0 và 1 ở đầu ra cổng CMOS.

Giao tiếp Vi điều khiển Arduino và BJT với Optocoupler

Hình trên cho thấy cách giao tiếp vi điều khiển hoặc Arduino tín hiệu đầu ra (5 volt, 5 mA) với tải hiện tại tương đối cao thông qua một optocoupler và các giai đoạn BJT.

Với logic CAO + 5V từ Arduino, bộ ghép quang IRED và phototransistor đều vẫn ở trạng thái tắt và điều này cho phép Q1, Q2 và động cơ tải vẫn BẬT.

Bây giờ, ngay khi đầu ra Arduino ở mức thấp, bộ ghép quang IRED sẽ kích hoạt và BẬT phototransistor. Điều này ngay lập tức dựa trên độ lệch cơ sở của Q1, chuyển TẮT Q1, Q2 và động cơ.

Giao tiếp tín hiệu tương tự với Optocoupler

Một optocoupler cũng có thể được sử dụng hiệu quả để giao tiếp tín hiệu tương tự qua hai giai đoạn mạch bằng cách xác định dòng ngưỡng thông qua IRED và sau đó điều chế nó với tín hiệu tương tự được áp dụng.

Hình sau đây cho thấy cách kỹ thuật này có thể được áp dụng để ghép nối tín hiệu âm thanh tương tự.

IC2 op amp được cấu hình giống như một mạch theo điện áp tăng thống nhất. IRED của bộ ghép quang có thể được nhìn thấy được gắn vào vòng phản hồi tiêu cực.

Vòng lặp này làm cho điện áp trên R3 (và do đó là dòng điện qua IRED) theo dõi một cách chính xác hoặc theo dõi điện áp được áp dụng cho chân số 3 của amp op, là chân đầu vào không đảo ngược.

Chân 3 này của amp là op được thiết lập ở một nửa điện áp cung cấp thông qua mạng phân chia điện thế R1, R2. Điều này cho phép chân 3 được điều chế với tín hiệu AC có thể là tín hiệu âm thanh và làm cho độ sáng IRED thay đổi theo âm thanh này hoặc tín hiệu tương tự điều chế.

Dòng tĩnh hoặc dòng nhàn rỗi rút ra cho dòng IRED đạt được ở 1 đến 2 mA thông qua R3.

Ở phía đầu ra của optocoupler, dòng điện tĩnh được xác định bởi phototransistor. Dòng điện này tạo ra một điện áp trên chiết áp R4 mà giá trị của nó cần được điều chỉnh sao cho nó tạo ra một đầu ra tĩnh, cũng bằng một nửa điện áp nguồn.

Tương đương tín hiệu đầu ra âm thanh được điều chế theo dõi được trích xuất qua chiết áp R4 và được tách ra qua C2 để xử lý thêm.

Giao diện Triac với Optocoupler

Optocouplers có thể được sử dụng lý tưởng để tạo ra một khớp nối cách ly hoàn hảo qua mạch điều khiển DC thấp và mạch điều khiển triac dựa trên nguồn AC cao.

Nên giữ cho mặt đất của đầu vào DC được kết nối với đường dây tiếp đất thích hợp.

Toàn bộ thiết lập có thể được xem trong sơ đồ sau:

Thiết kế trên có thể được sử dụng cho một điều khiển đèn AC nguồn điện , máy sưởi, động cơ và các tải tương tự khác. Mạch này không phải là thiết lập có điều khiển qua không, có nghĩa là bộ kích hoạt đầu vào sẽ làm cho triac chuyển đổi tại bất kỳ điểm nào của dạng sóng AC.

Ở đây mạng được hình thành bởi R2, D1, D2 và C1 tạo ra chênh lệch điện thế 10 V bắt nguồn từ đầu vào dòng AC. Điện áp này được sử dụng cho kích hoạt triac qua Q1 bất cứ khi nào phía đầu vào được BẬT bằng cách đóng công tắc S1. Có nghĩa là miễn là S1 mở, optocoupler sẽ tắt do sai lệch cơ sở bằng 0 đối với Q1, điều này giữ cho triac luôn TẮT.

Thời điểm S1 được đóng, nó sẽ kích hoạt IRED, chuyển sang BẬT Q1. Q1 sau đó kết nối 10 V DC với cổng của triac, công tắc này sẽ BẬT triac, và cuối cùng cũng chuyển BẬT tải được kết nối.

Mạch tiếp theo ở trên được thiết kế với công tắc không áp nguyên khối bằng silicon, CA3059 / CA3079. Các mạch này cho phép triac kích hoạt đồng bộ, chỉ trong thời gian không điện áp vượt qua của dạng sóng chu kỳ AC.

Khi nhấn S1, opamp chỉ phản ứng với nó nếu chu kỳ AC đầu vào triac gần vài mV gần vạch giao nhau bằng không. Nếu kích hoạt đầu vào được thực hiện trong khi AC không ở gần đường giao nhau 0, thì amp op sẽ đợi cho đến khi dạng sóng đạt đến đường giao nhau 0 và chỉ sau đó kích hoạt triac thông qua logic dương từ chân 4 của nó.

Tính năng chuyển mạch giao cắt bằng không này bảo vệ kết nối được kết nối khỏi dòng điện đột ngột tăng vọt và đột ngột, vì việc BẬT được thực hiện ở mức giao nhau bằng không và không phải khi AC ở các đỉnh cao hơn của nó.

Điều này cũng giúp loại bỏ nhiễu RF không cần thiết và các nhiễu động trong đường dây điện. Bộ chuyển mạch quang điện dựa trên triac bằng không này có thể được sử dụng hiệu quả để tạo SSR hoặc Rơle trạng thái rắn .

Ứng dụng PhotoSCR và PhotoTriacs Optocoupler

Optocouplers có bộ tách sóng quang của chúng ở dạng photoSCR và đầu ra photo-Triac thường được đánh giá với dòng điện đầu ra thấp hơn.

Tuy nhiên, không giống như các thiết bị optocoupler khác, optoTriac hoặc optoSCR có khả năng xử lý dòng điện tăng (xung) khá cao, có thể cao hơn nhiều so với giá trị RMS định mức của chúng.

Đối với bộ ghép quang SCR, thông số kỹ thuật dòng điện tăng có thể cao tới 5 ampe, nhưng điều này có thể ở dạng độ rộng xung 100 micro giây và chu kỳ nhiệm vụ không quá 1%.

Với bộ ghép quang triac, thông số kỹ thuật xung có thể là 1,2 amps, chỉ kéo dài cho xung 10 micro giây với chu kỳ nhiệm vụ tối đa là 10%.

Các hình ảnh sau đây cho thấy một vài mạch ứng dụng sử dụng bộ ghép quang triac.

Trong sơ đồ đầu tiên, có thể thấy photoTriac được cấu hình để kích hoạt đèn trực tiếp từ đường dây AC. Ở đây bóng đèn phải được đánh giá ở RMS nhỏ hơn 100 mA và tỷ số dòng khởi động đỉnh thấp hơn 1,2 amps để làm việc an toàn của optocoupler.

Thiết kế thứ hai cho thấy cách bộ ghép quang photoTriac có thể được định cấu hình để kích hoạt Triac phụ, và sau đó kích hoạt tải theo bất kỳ mức công suất ưu tiên nào. Mạch này được khuyến nghị chỉ sử dụng với tải điện trở như đèn sợi đốt hoặc phần tử lò sưởi.

Hình thứ ba ở trên minh họa cách hai mạch trên có thể được sửa đổi cho xử lý tải cảm ứng như động cơ. Mạch gồm R2, C1 và R3 tạo ra sự dịch chuyển pha trên mạng truyền động cổng của Triac.

Điều này cho phép triac thực hiện một hành động kích hoạt chính xác. Điện trở R4 và C2 được giới thiệu như một mạng gọn gàng để ngăn chặn và kiểm soát xung đột biến do EMF cảm ứng trở lại.

Trong tất cả các ứng dụng trên, R1 phải được định kích thước sao cho IRED được cung cấp dòng điện thuận ít nhất 20 mA để kích hoạt thích hợp bộ tách sóng quang triac.

Ứng dụng Bộ đếm tốc độ hoặc Máy dò RPM

Các số liệu trên giải thích một số mô-đun optocouplers tùy chỉnh độc đáo có thể được sử dụng cho các ứng dụng đo tốc độ hoặc đo RPM.

Khái niệm đầu tiên cho thấy một bộ liên kết-liên chương có rãnh tùy chỉnh. Chúng ta có thể thấy một khe ở dạng khe hở không khí được đặt giữa IRED và phototransistor, chúng được gắn trên các hộp riêng biệt đối diện nhau qua khe khe hở không khí.

Thông thường, tín hiệu Hồng ngoại có thể đi qua khe cắm mà không bị tắc nghẽn trong khi mô-đun được cấp nguồn. Chúng ta biết rằng tín hiệu hồng ngoại có thể bị chặn hoàn toàn bằng cách đặt một vật thể không trong suốt trên đường đi của nó. Trong ứng dụng đã thảo luận khi vật cản như nan hoa bánh xe được phép di chuyển qua khe, gây ra sự gián đoạn cho việc truyền tín hiệu IR.

Sau đó, chúng được chuyển đổi thành tần số đồng hồ trên đầu ra của các cực quang điện trở. Tần số đồng hồ đầu ra này sẽ thay đổi tùy thuộc vào tốc độ của bánh xe và có thể được xử lý cho các phép đo cần thiết. .

Khe được chỉ định có thể có chiều rộng 3 mm (0,12 inch). Bóng bán dẫn quang được sử dụng bên trong mô-đun có bóng bán dẫn quang phải được chỉ định với CTR tối thiểu khoảng 10% trong điều kiện 'mở'.

Mô-đun thực sự là một bản sao của một optocoupler tiêu chuẩn có một IR nhúng và một quang bán dẫn, sự khác biệt duy nhất là, ở đây chúng được lắp ráp riêng biệt bên trong một hộp riêng biệt với một khe khe hở không khí ngăn cách chúng.

Mô-đun đầu tiên ở trên có thể được sử dụng để đo vòng quay hoặc giống như một bộ đếm vòng quay. Mỗi khi mấu bánh xe đi qua khe của optocoupler, phototransistor sẽ TẮT tạo ra một số đếm.

Thiết kế thứ hai đính kèm cho thấy mô-đun optocoupler được thiết kế để phản hồi các tín hiệu IR phản xạ.

IRED và phototransistor được lắp đặt trong các ngăn riêng biệt trong mô-đun sao cho thông thường chúng không thể 'nhìn thấy' nhau. Tuy nhiên, hai thiết bị được gắn theo cách cả hai đều có chung một góc tiêu cự cách nhau 5 mm (0,2 inch).

Điều này cho phép mô-đun ngắt chương trình phát hiện các vật thể chuyển động gần đó không thể chèn vào khe mỏng. Loại mô-đun opto phản xạ này có thể được sử dụng để đếm sự di chuyển của các vật thể lớn qua băng tải hoặc vật thể trượt xuống ống cấp liệu.

Trong hình thứ hai ở trên, chúng ta có thể thấy mô-đun đang được áp dụng như một bộ đếm vòng quay phát hiện các tín hiệu IR phản xạ giữa IRED và phototransistor thông qua các gương phản xạ gắn trên bề mặt đối diện của đĩa quay.

Khoảng cách giữa mô-đun optocoupler và đĩa quay bằng tiêu cự 5 mm của cặp bộ tách sóng.

Các bề mặt phản chiếu trên bánh xe có thể được làm bằng sơn hoặc băng kim loại, hoặc thủy tinh. Các mô-đun optocouplers rời rạc tùy chỉnh này cũng có thể được áp dụng hiệu quả cho đếm tốc độ trục động cơ và RPM trục động cơ hoặc phép đo vòng quay mỗi phút, v.v.

Báo động xâm nhập cửa / cửa sổ

Mô-đun interrupter optoisolator được giải thích ở trên cũng có thể hoạt động hiệu quả như một thiết bị báo động xâm nhập cửa hoặc cửa sổ, như hình bên dưới:

Mạch này hiệu quả hơn và dễ lắp đặt hơn so với mạch thông thường báo động xâm nhập kiểu rơ le từ sậy .

Ở đây mạch sử dụng bộ định thời IC 555 làm bộ định thời một lần để phát âm báo.

Khe khe hở không khí của bộ làm mờ quang học được chặn bằng một loại phụ kiện đòn bẩy, cũng được tích hợp vào cửa sổ hoặc cửa ra vào.

Trong trường hợp cửa được mở hoặc cửa sổ được mở, vật tắc nghẽn trong khe sẽ được loại bỏ và LED IR đến các bộ truyền quang và kích hoạt một lần chụp giai đoạn monostable IC 555 .

IC 555 ngay lập tức kích hoạt còi piezo cảnh báo về sự xâm nhập.