Optokupiloj, kiuj konektas cirkvitojn uzante optikajn signalojn kiel la medion, estas elemento aktiva en lokoj kie alta precizeco estas nemalhavebla, kiel ekzemple akustiko, medicino kaj industrio, pro sia alta ĉiuflankeco kaj fidindeco, kiel ekzemple fortikeco kaj izolado.
Sed kiam kaj sub kiaj cirkonstancoj funkcias la optokupilo, kaj kio estas la principo malantaŭ ĝi? Aŭ kiam vi efektive uzas la fotokupilon en via propra elektronika laboro, vi eble ne scias kiel elekti kaj uzi ĝin. Ĉar optokupilo ofte estas konfuzita kun "fototransistoro" kaj "fotodiodo". Tial, kio estas fotokupilo, estos prezentita en ĉi tiu artikolo.
Kio estas fotokupilo?
La optokupilo estas elektronika komponanto kies etimologio estas optika
kuplilo, kio signifas "kunliĝi kun lumo". Kelkfoje ankaŭ konata kiel optokupilo, optika izolado, optika izolado, ktp. Ĝi konsistas el lum-elsenda elemento kaj lum-ricevanta elemento, kaj ligas enig-flankan cirkviton kaj eligan flankan cirkviton per optika signalo. Ne ekzistas elektra konekto inter ĉi tiuj cirkvitoj, alivorte, en stato de izolado. Tial, la cirkvito-konekto inter la enigo kaj eligo estas aparta kaj nur la signalo estas elsendita. Sekure konektu cirkvitojn kun signife malsamaj enigo kaj eligo tensioniveloj, kun alta tensio izolado inter enigo kaj eligo.
Krome, elsendante aŭ blokante ĉi tiun lumsignalon, ĝi funkcias kiel ŝaltilo. La detala principo kaj mekanismo estos klarigitaj poste, sed la lumelsenda elemento de la fotokupilo estas LED (lumo-elsenda diodo).
De la 1960-aj jaroj ĝis la 1970-aj jaroj, kiam gvidiloj estis inventitaj kaj iliaj teknologiaj progresoj estis signifaj,optoelektronikofariĝis eksplodo. Tiutempe, diversajoptikaj aparatojestis inventitaj, kaj la fotoelektra kuplilo estis unu el ili. Poste, optoelektroniko rapide penetris en niajn vivojn.
① Principo/mekanismo
La principo de la optokupilo estas, ke la lum-elsenda elemento konvertas la enigan elektran signalon en lumon, kaj la lum-ricevanta elemento transdonas la lumon reen elektran signalon al la eliga flanka cirkvito. La lum-eliganta elemento kaj la lum-ricevanta elemento estas ĉe la interno de la bloko de ekstera lumo, kaj la du estas kontraŭe unu la alian por transdoni lumon.
La duonkonduktaĵo uzita en lum-elsendaj elementoj estas la LED (lum-elsenda diodo). Aliflanke, ekzistas multaj specoj de duonkonduktaĵoj uzataj en lum-ricevantaj aparatoj, depende de la uzmedio, ekstera grandeco, prezo, ktp., sed ĝenerale, la plej ofte uzata estas la fototransistoro.
Kiam ne funkcias, fototransistoroj portas malmulton de la fluo kiun ordinaraj duonkonduktaĵoj faras. Kiam la lumo okazanta tie, la fototransistoro generas fotoelektromotoran forton sur la surfaco de la P-tipa duonkonduktaĵo kaj N-tipa duonkonduktaĵo, la truoj en la N-tipa duonkonduktaĵo fluas en la p regionon, la libera elektrona duonkonduktaĵo en la p regiono fluas en la n regionon, kaj la fluo fluos.
Fototransistoroj ne estas same respondemaj kiel fotodiodoj, sed ili ankaŭ havas la efikon de plifortigo de la produktaĵo al centoj ĝis 1,000 fojojn la enirsignalo (pro la interna elektra kampo). Tial ili estas sufiĉe sentemaj por kapti eĉ malfortajn signalojn, kio estas avantaĝo.
Fakte, la "lumblokilo" kiun ni vidas estas elektronika aparato kun la sama principo kaj mekanismo.
Tamen, luminterrompiloj estas kutime utiligitaj kiel sensiloj kaj plenumas sian rolon pasante lum-blokan objekton inter la lum-eliganta elemento kaj la lum-ricevanta elemento. Ekzemple, ĝi povas esti uzata por detekti monerojn kaj monbiletojn en vendiloj kaj bankaŭtomatoj.
② Karakterizaĵoj
Ĉar la optokupilo elsendas signalojn tra lumo, la izolado inter la enirflanko kaj la eligflanko estas grava trajto. Alta izolado ne estas facile tuŝita de bruo, sed ankaŭ malhelpas akcidentan kurentfluon inter apudaj cirkvitoj, kio estas ekstreme efika laŭ sekureco. Kaj la strukturo mem estas relative simpla kaj racia.
Pro sia longa historio, la riĉa produkta linio de diversaj produktantoj ankaŭ estas unika avantaĝo de optokupiloj. Ĉar ne ekzistas fizika kontakto, la eluziĝo inter la partoj estas malgranda, kaj la vivo estas pli longa. Aliflanke, ekzistas ankaŭ karakterizaĵoj, ke la hela efikeco estas facile fluktigebla, ĉar la LED malrapide malboniĝos kun la paso de tempo kaj temperaturŝanĝoj.
Precipe kiam la interna komponanto de la travidebla plasto dum longa tempo, fariĝas nuba, ĝi ne povas esti tre bona lumo. Tamen, ĉiukaze, la vivo estas tro longa kompare kun la kontakta kontakto de la mekanika kontakto.
Fototransistoroj estas ĝenerale pli malrapidaj ol fotodiodoj, tiel ke ili ne estas uzitaj por altrapidaj komunikadoj. Tamen, tio ne estas malavantaĝo, ĉar kelkaj komponentoj havas plifortigajn cirkvitojn sur la produktaĵflanko por pliigi rapidecon. Fakte, ne ĉiuj elektronikaj cirkvitoj bezonas pliigi rapidecon.
③ Uzado
Fotoelektraj kuplilojestas ĉefe uzataj por ŝanĝa operacio. La cirkvito estos energiigita per ŝaltado de la ŝaltilo, sed el la vidpunkto de la supraj karakterizaĵoj, precipe izolado kaj longa vivo, ĝi taŭgas por scenaroj postulantaj altan fidindecon. Ekzemple, bruo estas la malamiko de medicina elektroniko kaj sona ekipaĵo/komunika ekipaĵo.
Ĝi ankaŭ estas uzata en motoraj sistemoj. La kialo de la motoro estas, ke la rapido estas kontrolita de la invetilo kiam ĝi estas movita, sed ĝi generas bruon pro la alta eligo. Ĉi tiu bruo ne nur kaŭzos la motoron mem malsukcesi, sed ankaŭ fluos tra la "grundo" influante ekstercentrajn. Precipe, ekipaĵo kun longa drataro estas facile repreni ĉi tiun altan eligan bruon, do se ĝi okazas en la fabriko, ĝi kaŭzos grandajn perdojn kaj foje kaŭzos gravajn akcidentojn. Uzante tre izolitajn optokuplilojn por ŝanĝado, la efiko al aliaj cirkvitoj kaj aparatoj povas esti minimumigita.
Due, kiel elekti kaj uzi optokuplilojn
Kiel uzi la ĝustan optokupilon por apliko en produkta dezajno? La sekvaj mikroregilaj evoluinĝenieroj klarigos kiel elekti kaj uzi optokuplilojn.
① Ĉiam malfermita kaj ĉiam fermita
Estas du specoj de fotokupiloj: tipo en kiu la ŝaltilo estas malŝaltita (malŝaltita) kiam neniu tensio estas aplikata, tipo en kiu la ŝaltilo estas ŝaltita (malŝaltita) kiam tensio estas aplikata, kaj tipo en kiu la ŝaltilo. estas ŝaltita kiam ne estas tensio. Apliki kaj malŝalti kiam tensio estas aplikata.
La unua estas nomita normale malfermita, kaj la lasta estas nomita normale fermita. Kiel elekti, unue dependas de kia cirkvito vi bezonas.
② Kontrolu la eligan kurenton kaj aplikatan tension
Fotokupiloj havas la econ plifortigi la signalon, sed ne ĉiam pasas tra tensio kaj kurento laŭvole. Kompreneble, ĝi estas taksita, sed tensio devas esti aplikata de la eniga flanko laŭ la dezirata elira kurento.
Se ni rigardas la produktan datumfolion, ni povas vidi diagramon kie la vertikala akso estas la eliga kurento (kolektila kurento) kaj la horizontala akso estas la eniga tensio (kolektanto-elsendilo). La kolektanta kurento varias laŭ la LED-lumintenso, do apliku la tension laŭ la dezirata eliga kurento.
Tamen vi povus pensi, ke la eliga kurento kalkulita ĉi tie estas surprize malgranda. Ĉi tiu estas la nuna valoro, kiu ankoraŭ povas esti fidinde eligita post konsidero de la difekto de la LED laŭlonge de la tempo, do ĝi estas malpli ol la maksimuma takso.
Male, estas kazoj kie la eliga kurento ne estas granda. Sekve, elektante la optokupilon, nepre zorge kontrolu la "eliga kurento" kaj elektu la produkton, kiu kongruas kun ĝi.
③ Maksimuma kurento
La maksimuma kondukta kurento estas la maksimuma nuna valoro, kiun la optokupilo povas elteni dum kondukado. Denove, ni devas certigi, ke ni scias kiom da eligo bezonas la projekto kaj kia estas la eniga tensio antaŭ ol ni aĉetas. Certiĝu, ke la maksimuma valoro kaj la fluo uzata ne estas limoj, sed ke ekzistas iom da marĝeno.
④ Agordu la fotokupilon ĝuste
Elektinte la ĝustan optokupilon, ni uzu ĝin en reala projekto. La instalado mem estas facila, nur konektu la terminalojn konektitajn al ĉiu eniga flanka cirkvito kaj eliga flanka cirkvito. Tamen oni zorgu ne misorienti la enigflankon kaj la eligflankon. Sekve, vi ankaŭ devas kontroli la simbolojn en la datumtabelo, por ke vi ne trovos, ke la fotoelektra kuplilo piedo estas malĝusta post desegni la PCB-tabulon.
Afiŝtempo: Jul-29-2023