Optocoupler: mga uri nito at iba't ibang aplikasyon sa dc / ac circuit

Ang Opto-coupler ay isang elektronikong sangkap na naglilipat ng mga de-koryenteng signal sa pagitan ng dalawang nakahiwalay na mga circuit. Tinawag din ang Optocoupler na Opto-isolator, photo coupler o optical isolator.

Kadalasan sa mga circuit, lalo na ang mababang boltahe o sobrang ingay na mga circuit, ang Optocoupler ay ginagamit upang ihiwalay ang circuitry upang maiwasan ang mga pagkakataong mabangga ng kuryente o upang maibukod ang mga hindi nais na ingay. Sa kasalukuyang komersyal na merkado, maaari tayong bumili ng Opto-coupler na may 10 kV hanggang 20 kV input upang maipakita ang output na makatiis ng boltahe na kapasidad, na may isang pagtutukoy ng 25 kV / uS boltahe na lumilipat.

Panloob na Istraktura ng Optocoupler

Ito ang panloob na istraktura ng opto-coupler. Sa kaliwang bahagi pin 1 at pin 2 ay nakalantad, ito ay isang LED (Light Emitting Diode), ang LED ay naglalabas ng infrared light sa photosensitive transistorsa kanang bahagi. Inililipat ng photo-transistor ang output circuitry ng kolektor at emitter nito, kapareho ng mga tipikal na BJT transistor. Ang intensity ng LED ay direktang kinokontrol ang photo-transistor. Dahil ang LED ay maaaring makontrol ng isang iba't ibang mga circuitry at ang photo transistor ay maaaring makontrol ang iba't ibang mga circuitry kaya dalawang independiyenteng mga circuit ay maaaring kontrolado ng Optocoupler. Gayundin, sa pagitan ng photo-transistor at ng Infrared LED, ang puwang ay transparent at hindi kondaktibong materyal; ito ay electrically ihiwalay ng dalawang magkakaibang mga circuit. Ang guwang na puwang sa pagitan ng LED at photo-transistor ay maaaring gawin gamit ang Salamin, hangin, o isang transparent na plastik, ang paghihiwalay ng kuryente ay mas mataas, karaniwang 10 kV o mas mataas.

Mga uri ng Optocoupler

Mayroong maraming iba't ibang mga uri ng Optocouplers ay magagamit komersyal batay sa kanilang mga pangangailangan at mga kakayahan sa paglipat. Nakasalalay sa paggamit mayroong higit sa lahat apat na uri ng mga optocoupler na magagamit.

1. Opto-coupler na gumagamit ng Photo Transistor.
2. Opto-coupler na gumagamit ng Photo Darlington Transistor.
3. Opto-coupler na gumagamit ng Photo TRIAC.
4. Opto-coupler na gumagamit ng Photo SCR.

Photo-Transistor Optocoupler

Sa itaas na imahe ang panloob na konstruksyon ay ipinapakita sa loob ng isang Photo-transistor Optocoupler. Ang uri ng Transistor ay maaaring maging anupaman sa PNP o NPN.

Ang Photo-Transistor ay maaaring mas malayo sa dalawang uri depende sa pagkakaroon ng output pin. Sa pangalawang imahe sa kaliwa, mayroong karagdagang pin out na kung saan ay panloob na konektado sa base ng transistor. Ginagamit ang pin 6 na ito upang makontrol ang pagkasensitibo ng photo-transistor. Kadalasan ang pin ay ginagamit upang kumonekta sa lupa o negatibo gamit ang isang mataas na halaga na risistor. Sa pagsasaayos na ito, ang maling pag-trigger dahil sa ingay o mga de-koryenteng paglipat ay maaaring kontrolin nang epektibo.

Gayundin, bago gamitin ang Photo-transistor based optocoupler, dapat malaman ng gumagamit ang maximum na rating ng transistor. Ang PC816, PC817, LTV817, K847PH ay ilang malawakang ginagamit na photo-transistor based optocoupler. Larawan - Ang transistor na batay sa opto-coupler ay ginagamit sa paghihiwalay na nauugnay sa DC circuit.

Photo-Darlington Transistor Optocoupler

Sa itaas na imahe mayroong dalawang uri ng simbolo, ipinapakita ang panloob na pagtatayo ng Photo-Darlington na batay sa opto-coupler.

Ang Darlington Transistor ay dalawang pares ng transistor, kung saan kinokontrol ng isang transistor ang iba pang base ng transistor. Sa pagsasaayos na ito ang Darlington Transistor ay nagbibigay ng mataas na kakayahang makakuha. Tulad ng dati ang LED ay naglalabas ng infrared na humantong at kinokontrol ang base ng pares na transistor.

Ang ganitong uri ng opto-coupler ay ginagamit din sa lugar na nauugnay sa circuit para sa paghihiwalay. Ang ika-6 na pin na konektado sa loob sa base ng transistor, ginamit upang makontrol ang pagkasensitibo ng transistor tulad ng tinalakay dati sa paglalarawan ng photo-transistor. Ang 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, H21B3 ay ilang halimbawa ng larawan na batay sa opto-coupler na batay sa larawan.

Photo-TRIAC Optocoupler

Sa itaas na imahe ang panloob na konstruksyon o ang TRIAC batay sa opto-coupler ay ipinapakita.

Pangunahing ginagamit ang TRIAC kung saan kinakailangan ang AC based control o switching. Ang led ay maaaring kontrolado gamit ang DC, at ang TRIAC na ginagamit upang makontrol ang AC. Ang opto-coupler ay nagbibigay ng mahusay na pagkakahiwalay sa kasong ito. Narito ang isang Application ng Triac. Ang mga halimbawa ng opto-coupler na nakabatay sa larawan-TRIAC ay IL420 , 4N35 atbp ay halimbawa ng TRIAC batay sa opto-coupler.

Optocoupler batay sa Photo-SCR

Ang SCR na paninindigan para sa Silicon na kinokontrol na tagapagtuwid, ang SCR ay tinukoy din bilang Thyristor. Sa itaas na imahe ay ipinakita ang panloob na konstruksyon ng opto-coupler na Photo-SCR. Kapareho ng ibang opto-coupler na LED emit Infrared. Ang SCR ay kinokontrol ng tindi ng LED. Batay sa Photo-SCR na Opto-coupler na ginamit sa AC na may kaugnayan sa circuitry. Dagdagan ang nalalaman tungkol sa Thyristor dito.

Ilang mga halimbawa ng mga photo-SCR batay sa mga opto-coupler ay: - MOC3071, IL400, MOC3072 atbp.

Mga aplikasyon ng Optocoupler

Tulad ng tinalakay bago ang ilang Optocoupler na ginamit sa DC circuit at ilang Optocoupler na ginamit sa mga kaugnay na operasyon ng AC. Tulad ng hindi pinapayagan ng Optocoupler na direktang koneksyon sa kuryente sa pagitan ng dalawang panig, ang pangunahing aplikasyon ng Optocoupler ay upang ihiwalay ang dalawang mga circuit.

Mula sa paglipat ng iba pang application, kapareho ng tulad ng kung saan maaaring magamit ang transistor upang lumipat ng application ay maaaring magamit ang Optocoupler. Maaari itong magamit sa iba't ibang mga pagpapatakbo na nauugnay sa microcontroller kung saan kinakailangan ang mga digital na pulso o analog na impormasyon mula sa isang mataas na boltahe na circuitry, maaaring magamit ang Optocoupler para sa mahusay na paghihiwalay sa pagitan ng dalawang ito.

Maaaring gamitin ang opto-coupler para sa pagtuklas ng AC, mga pagpapatakbo na nauugnay sa kontrol ng DC. Tingnan natin ang ilang mga application ng Opto-transistors.

Optocoupler para sa Paglipat ng DC Circuit:

Sa itaas na circuit ay ginagamit ang isang Photo-Transistor based optocoupler circuit. Gaganap ito tulad ng isang tipikal na switch ng Transistor. Sa eskematiko ginamit ang isang murang gastos sa photo-transistor batay sa opto-coupler PC817. Ang infra-red led ay makokontrol ng S1 switch. Kapag ang switch ay nakabukas, ang mapagkukunan ng baterya ng 9V ay magbibigay ng kasalukuyang sa LED sa pamamagitan ng kasalukuyang nililimitahan na risistor 10k. Ang kasidhian ay kinokontrol ng R1 risistor. Kung babaguhin natin ang halaga at gawing mas mababa ang paglaban, ang intensity ng led ay magiging mataas na ginagawang mataas ang transistor.

Sa kabilang panig ang transistor ay isang photo-transistor na kinokontrol ng panloob na infra-red na humantong, kapag ang led emit infra-red light ay makikipag-ugnay ang transistor sa larawan at ang VOUT ay 0 na papatayin ang pagkarga na nakakabit sa kabuuan nito. Kinakailangan na tandaan na ayon sa datasheet ang kasalukuyang kolektor ng transistor ay 50mA. Ang R2 ay nagbibigay ng VOUT 5v. Ang R2 ay isang pull-up risistor.

Maaari mong makita ang paglipat ng isang LED gamit ang opto-coupler sa video sa ibaba…

Sa pagsasaayos na ito ang photo-transistor based opto-coupler ay maaaring magamit sa microcontroller para sa pagtuklas ng mga pulso o makagambala.

Optocoupler para sa Pagtuklas ng Boltahe ng AC:

Dito ipinakita ang isa pang circuit upang makita ang boltahe ng AC. Ang infra-red led ay kinokontrol gamit ang dalawang 100k risistor. Ang dalawang 100k risistor na ginamit sa halip na isang 200k risistor ay para sa dagdag na kaligtasan para sa kundisyon na nauugnay sa maikling circuit. Ang LED ay konektado sa buong linya ng outlet ng pader (L) at Neutral na linya (N). Kapag ang S1 ay pinindot ang humantong pagsisimula upang maglabas ng infra-red light. Ang photo transistor ay gumagawa ng isang tugon at binago ang VOUT mula 5V hanggang 0V.

Sa pagsasaayos na ito ang opto-coupler ay maaaring konektado sa buong circuit ng boltahe tulad ng yunit ng microcontroller kung saan kinakailangan ang pagtuklas ng boltahe ng AC. Ang output ay makagawa ng parisukat na Mataas hanggang Mababang pulso.

Tulad ng ngayon ang unang circuit ay ginagamit upang makontrol o lumipat sa DC circuit at pangalawa ay upang makita ang AC circuit at kontrol o lumipat DC circuit. Susunod makikita natin ang pagkontrol sa AC circuit gamit ang DC circuit.

Optocoupler para sa Pagkontrol ng AC Circuit gamit ang boltahe ng DC:

Sa itaas na circuit Ang LED ay muling kinokontrol ng 9V na baterya sa pamamagitan ng 10k resistor at ang estado ng switch. Sa kabilang panig ay ginagamit ang isang photo-TRIAC na nakabatay sa opto-coupler, na kinokontrol ang AC LAMP mula sa 220V AC outlet. Ang risistor ng 68R ay ginagamit upang Makontrol ang BT136 TRIAC na kinokontrol ng photo-TRIAC sa loob ng opto-coupler unit.

Ang ganitong uri ng pagsasaayos ay ginagamit upang makontrol ang mga de-koryenteng kasangkapan gamit ang mababang boltahe na circuitry. Ang IL420 ay ginagamit sa itaas na eskematiko na kung saan ay isang photo-TRIAC na nakabatay sa Opto-coupler.

Maliban sa ganitong uri ng circuitry isang opto-coupler ay maaaring magamit sa SMPS sa pagpapadala ng pangalawang bahagi ng maikling-circuit o sa kasalukuyang impormasyon ng kundisyon sa pangunahing bahagi.

Kung nais mong makita ang Optocoupler IC sa totoong pagkilos, suriin sa ibaba ang mga circuit:

• Panimula sa Octocoupler at Interfacing sa ATmega8
• Prepaid Energy Meter gamit ang GSM at Arduino
• IR Remote Controlled TRIAC Dimmer Circuit
• Raspberry Pi Emergency Light na may Kadiliman at AC Power Line Off Detector
• IR Remote Controlled Home Automation gamit ang PIC Microcontroller