מצמד אופטי: סוגיו ויישומים שונים במעגלי DC / AC

מצמד אופטי הוא רכיב אלקטרוני המעביר אותות חשמליים בין שני מעגלים מבודדים. מצמד אופטי נקרא גם מבודד אופטו, מצמד תמונות או מבודד אופטי.

לעתים קרובות במעגלים, במיוחד במעגלים בעלי מתח נמוך או רגיש מאוד לרעש, מצמד אופטי משמש לבידוד מעגלים כדי למנוע סיכויי התנגשות חשמליים או כדי למנוע רעשים לא רצויים. בשוק המסחרי הנוכחי, אנו יכולים לקנות מצמד אופטו עם קלט של 10 קילו וולט עד 20 קילו וולט כדי לעמוד בקיבולת מתח, עם מפרט של 25 קילו-וולט / ארעיות מתח.

מבנה פנימי של מצמד אופטי

זה המבנה הפנימי של מצמד האופטו. בצד שמאל פינים 1 ו 2 נחשפים, היא LED (דיודה פולטת אור), נורית פולטים אור אינפרא אדום אל טרנזיסטור רגישבצד ימין. הטרנזיסטור הצילומי ממתג את מעגל הפלט על ידי הקולט והפולט שלו, כמו טרנזיסטורי BJT אופייניים. עוצמת ה- LED שולטת ישירות בטרנזיסטור הצילום. מכיוון שניתן לשלוט על ה- LED על ידי מעגלים שונים וטרנזיסטור הצילום יכול לשלוט על מעגלים שונים כך שניתן יהיה לשלוט על שני מעגלים עצמאיים על ידי מצמד אופטי. כמו כן, בין הצילום טרנזיסטור ל- LED אינפרא אדום, החלל הוא חומר שקוף ולא מוליך; הוא מבודד חשמל שני מעגלים שונים. ניתן לייצר את החלל החלול בין לד לצילום טרנזיסטור באמצעות זכוכית, אוויר או פלסטיק שקוף, הבידוד החשמלי גבוה בהרבה, בדרך כלל 10 קילו וולט ומעלה.

סוגי מצמדים אופטיים

ישנם סוגים רבים ושונים של מצמדים אופטיים זמינים מסחרית על פי צרכיהם ויכולות המיתוג שלהם. בהתאם לשימוש קיימים בעיקר ארבעה סוגים של מצמדים אופטיים.

1. מצמד אופטו המשתמש בטרנזיסטור פוטו.
2. מצמד אופטו המשתמש בטרנזיסטור פוטו דרלינגטון.
3. מצמד אופטי המשתמש ב- Photo TRIAC.
4. מצמד אופטי המשתמש ב- Photo SCR.

מצמד אופטי פוטו-טרנזיסטור

בתמונה העליונה הבנייה הפנימית מוצגת בתוך מצמד אופטי פוטו-טרנזיסטור. סוג הטרנזיסטור יכול להיות כל דבר, בין אם זה PNP או NPN.

פוטו טרנזיסטור יכול להיות נוסף משני סוגים, בהתאם לזמינות פין הפלט. בתמונה השנייה משמאל, יש סיכה נוספת החוצה באופן פנימי לבסיס הטרנזיסטור. זה פיני 6 משמש לשליטה הרגישה-טרנזיסטור התמונה. לעתים קרובות הסיכה משמשת להתחברות לקרקע או לשלילה באמצעות נגד בעל ערך גבוה. בתצורה זו ניתן לשלוט ביעילות על הפעלת שווא בגלל רעש או מעברים חשמליים.

כמו כן, לפני השימוש במצמד אופטי מבוסס פוטו-טרנזיסטור, על המשתמש לדעת את הדירוג המרבי של הטרנזיסטור. PC816, PC817, LTV817, K847PH הם מעט מצמדים אופטיים המבוססים על טרנזיסטור. צילום - מצמד אופטי מבוסס טרנזיסטור משמש בבידוד הקשור במעגל DC.

מצמד אופטי טרנזיסטור פוטו-דרלינגטון

בתמונה העליונה ישנם שני סוגים של סמל, מבנה פנימי של מצמד אופטו מבוסס פוטו-דרלינגטון מוצג.

טרנזיסטור דרלינגטון הוא שני זוג טרנזיסטורים, כאשר טרנזיסטור אחד שולט בבסיס טרנזיסטור אחר. בתצורה זו הטרנזיסטור של דרלינגטון מספק יכולת רווח גבוהה. כרגיל ה- LED פולט נורית אינפרא אדום ושולט בבסיס הטרנזיסטור הזוגי.

סוג זה של מצמד אופטי המשמש גם באזור הקשור למעגל DC לבידוד. הסיכה השישית המחוברת פנימית לבסיס הטרנזיסטור, משמשת לשליטה ברגישות הטרנזיסטור כפי שפורט לעיל בתיאור צילום הטרנזיסטור. 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, H21B3 הם מעט דוגמאות מצמד אופטו מבוסס-דרלינגטון.

מצמד אופטי Photo-TRIAC

בתמונה העליונה מוצג המבנה הפנימי או מצמד האופטו מבוסס ה- TRIAC.

TRIAC משמש בעיקר כאשר יש צורך בבקרה או מיתוג מבוסס AC. ניתן לשלוט על ה- led באמצעות DC, וה- TRIAC משמש לשליטה ב- AC. מצמד אופטי מספק בידוד מצוין גם במקרה זה. הנה יישום טריאק אחד. הדוגמאות המבוססות על מצמד אופטי מצולם TRIAC הן IL420 , 4N35 וכו 'הן דוגמה למצמד אופטו מבוסס TRIAC.

מצמד אופטי מבוסס Photo-SCR

מעמד SCR למיישר מבוקר סיליקון, SCR נקרא גם תיריסטור. בתמונה העליונה מוצג מבנה פנימי של מצמד אופטו מבוסס Photo-SCR. אותו דבר כמו כמו מצמד אופטי אחר, ה- LED פולט אינפרא אדום. ה- SCR נשלט על ידי עוצמת הנורית. מצמד אופטו מבוסס Photo-SCR המשמש במעגלים הקשורים לזרם AC. למידע נוסף על תיריסטור כאן.

כמה דוגמאות למצמדי אופטו מבוססי פוטו- SCR הם: - MOC3071, IL400, MOC3072 וכו '.

יישומים של מצמד אופטי

כפי שנדון קודם, מעט מצמדים אופטיים שהשתמשו במעגל DC ומעט מצמדים אופטיים ששימשו לפעולות הקשורות לזרם זרם. מכיוון שמצמד האופטי אינו מאפשר חיבור חשמלי ישיר בין שני צדדים, היישום העיקרי של מצמד האופטי הוא בידוד שני מעגלים.

החלפת יישום אחר, זהה למקומות שבהם ניתן להשתמש בטרנזיסטור להחלפת יישום, ניתן להשתמש במצמד האופטי. ניתן להשתמש בו בפעולות שונות הקשורות למיקרו-בקר, כאשר פולסים דיגיטליים או מידע אנלוגי הדרוש ממעגל מתח גבוה, מצמד אופטי יכול לשמש לבידוד מעולה בין שני אלה.

מצמד אופטי יכול לשמש לזיהוי זרם חילופין, פעולות הקשורות לבקרת DC. בואו נראה מעט יישומים של אופטו טרנזיסטורים.

מצמד אופטי למיתוג מעגל DC:

במעגל העליון משתמשים במעגל מצמד אופטי מבוסס פוטו-טרנזיסטור. זה יפעל כמו מתג טרנזיסטור טיפוסי. בתרשים זה נעשה שימוש במצמד אופטו PC817 מבוסס טרנזיסטור בעלות נמוכה. LED אינפרא-אדום יהיה בשליטת מתג S1. כאשר המתג יהיה מופעל, מקור הסוללה 9V יספק זרם לד באמצעות הנגד המגביל הנוכחי 10k. העוצמה נשלטת על ידי הנגד R1. אם נשנה את הערך ונפחית את ההתנגדות נמוכה יותר, עוצמת הנורית תהיה גבוהה מה שהופך את הטרנזיסטור לרווח גבוה.

בצד השני הטרנזיסטור הוא פוטו טרנזיסטור הנשלט על ידי הנורה האינפרא-אדומה הפנימית, כאשר הוביל פולט אור אינפרא אדום טרנזיסטור הצילום יצור קשר וה- VOUT יהיה 0 מכבה את העומס המחובר אליו. יש לזכור כי בהתאם לגליון הנתונים זרם האספן של הטרנזיסטור הוא 50mA. ה- R2 מספק את ה- VOUT 5v. ה- R2 הוא נגד משיכה.

אתה יכול לראות את החלפת נורית באמצעות מצמד אופטי בסרטון הבא…

בתצורה זו ניתן להשתמש במצמד האופטי מבוסס טרנזיסטור עם המיקרו-בקר לצורך איתור פעימות או הפרעה.

מצמד אופטי לזיהוי מתח AC:

כאן מוצג מעגל נוסף שמזהה את מתח ה- AC. נורית האינפרא אדום נשלטת באמצעות שני נגדי 100k. שני הנגד 100k המשמש במקום נגד 200k אחד מיועד לבטיחות נוספת במצב הקצר. הנורית מחוברת על קו קו קיר (L) וקו ניטרלי (N). כאשר לוחצים על S1 המוביל מתחיל לפלוט אור אינפרא אדום. טרנזיסטור הצילום נותן תגובה וממיר את ה- VOUT מ -5 וולט ל -0 וולט.

בתצורה זו ניתן לחבר את מצמד האופטו על פני מעגל מתח נמוך כגון יחידת מיקרו-בקר בה נדרש זיהוי מתח AC. הפלט יפיק דופק מרובע גבוה עד נמוך.

נכון לעכשיו המעגל הראשון משמש לבקרה או החלפה של מעגל DC והשני הוא גילוי מעגל ה- AC ובקרה או החלפת מעגל DC. לאחר מכן נראה שליטה במעגל AC באמצעות מעגל DC.

מצמד אופטי לבקרת מעגל AC באמצעות מתח DC:

במעגל העליון הנורית נשלטת שוב על ידי סוללת 9 וולט דרך נגד 10k ומצב המתג. בצד השני נעשה שימוש במצמד אופטו מבוסס צילום TRIAC, השולט במנורת AC משקע 220V AC. הנגד 68R משמש לבקרת ה- BT136 TRIAC הנשלט על ידי ה- Photo-TRIAC בתוך יחידת המצמד האופטי.

סוג זה של תצורה משמש לבקרת מכשירי חשמל באמצעות מעגלים במתח נמוך. ה- IL420 משמש בסכמה העליונה שהיא מצמד אופטו מבוסס צילום- TRIAC.

מלבד סוג זה של מעגלים, ניתן להשתמש במצמד אופטי ב- SMPS כדי לשלוח מידע קצר על הצד המשני או על מצב המצב הנוכחי לצד הראשי.

אם אתה רוצה לראות את ה- IC של מצמד אופטי בפעולה אמיתית, בדוק את המעגלים הבאים:

• מבוא למצמד אוקטס וממשקים עם ATmega8
• מד אנרגיה ששולם מראש באמצעות GSM ו- Arduino
• מעגל דימר IR בשלט רחוק
• פטל פי חירום עם חשיכה וגלאי כיבוי קו מתח
• אוטומציה ביתית מרחוק IR באמצעות מיקרו-בקר PIC