Оптоспојките, кои поврзуваат кола користејќи оптички сигнали како медиум, се елемент активен во области каде што е неопходна висока прецизност, како што се акустика, медицина и индустрија, поради нивната висока разновидност и сигурност, како што се издржливоста и изолацијата.
Но, кога и под кои околности работи оптоспојувачот и кој е принципот зад него? Или кога всушност го користите фотоспојувачот во вашата електронска работа, можеби не знаете како да го изберете и користите. Бидејќи оптоспојувачот често се меша со „фототранзистор“ и „фотодиода“. Затоа, во оваа статија ќе биде претставено што е фотоспојувач.
Што е фотоспојка?
Оптоспојувачот е електронска компонента чија етимологија е оптичка.
спојка, што значи „спојување со светлина“. Понекогаш е позната и како оптоспојка, оптички изолатор, оптичка изолација итн. Се состои од елемент што емитува светлина и елемент што прима светлина и ги поврзува колото на влезната страна и колото на излезната страна преку оптички сигнал. Нема електрична врска помеѓу овие кола, со други зборови, се во состојба на изолација. Затоа, врската на колото помеѓу влезот и излезот е одвоена и се пренесува само сигналот. Безбедно поврзете кола со значително различни нивоа на напон на влезот и излезот, со изолација на висок напон помеѓу влезот и излезот.
Покрај тоа, со пренесување или блокирање на овој светлосен сигнал, тој делува како прекинувач. Деталниот принцип и механизам ќе бидат објаснети подоцна, но елементот што емитува светлина на фотоспојката е LED (диода што емитува светлина).
Од 1960-тите до 1970-тите, кога беа измислени LED диодите и нивниот технолошки напредок беше значаен,оптоелектроникастана бум. Во тоа време, разниоптички уредибеа измислени, а фотоелектричниот спојувач беше еден од нив. Последователно, оптоелектрониката брзо навлезе во нашите животи.
① Принцип/механизам
Принципот на оптоспојката е дека елементот што емитува светлина го претвора влезниот електричен сигнал во светлина, а елементот што прима светлина го пренесува назад електричниот сигнал од светлината до колото на излезната страна. Елементот што емитува светлина и елементот што прима светлина се наоѓаат на внатрешната страна од блокот на надворешната светлина, и двата се спроти едни на други за да пренесуваат светлина.
Полупроводникот што се користи во светлоемитувачките елементи е LED (светлоемитувачка диода). Од друга страна, постојат многу видови полупроводници што се користат во уредите што примаат светлина, во зависност од околината на употреба, надворешната големина, цената итн., но генерално, најчесто се користи фототранзисторот.
Кога не работат, фототранзисторите пренесуваат малку од струјата што ја пренесуваат обичните полупроводници. Кога светлината ќе падне таму, фототранзисторот генерира фотоелектромоторна сила на површината на P-тип полупроводникот и N-тип полупроводникот, дупките во N-тип полупроводникот се влеваат во p-регионот, слободниот електронски полупроводник во p-регионот се влева во n-регионот и струјата ќе тече.
Фототранзисторите не се толку одзивни како фотодиодите, но тие исто така имаат ефект на засилување на излезот од стотици до 1000 пати од влезниот сигнал (поради внатрешното електрично поле). Затоа, тие се доволно чувствителни за да фатат дури и слаби сигнали, што е предност.
Всушност, „блокаторот на светлина“ што го гледаме е електронски уред со ист принцип и механизам.
Сепак, прекинувачите на светлината обично се користат како сензори и ја извршуваат својата улога со пропуштање на објект што ја блокира светлината помеѓу елементот што емитува светлина и елементот што ја прима светлината. На пример, може да се користи за откривање на монети и банкноти во автомати за продажба и банкомати.
② Карактеристики
Бидејќи оптоспојката пренесува сигнали преку светлина, изолацијата помеѓу влезната и излезната страна е главна карактеристика. Високата изолација не е лесно засегната од бучава, но исто така спречува случајно струење помеѓу соседните кола, што е исклучително ефикасно во однос на безбедноста. А самата структура е релативно едноставна и разумна.
Поради својата долга историја, богатата понуда на производи од различни производители е исто така единствена предност на оптоспојките. Бидејќи нема физички контакт, абењето помеѓу деловите е мало, а животниот век е подолг. Од друга страна, постојат и карактеристики дека светлосната ефикасност лесно флуктуира, бидејќи LED светилката полека ќе се влоши со текот на времето и промените на температурата.
Особено кога внатрешната компонента на проѕирната пластика е заматена подолго време, не може да биде многу добро осветлена. Сепак, во секој случај, животниот век е предолг во споредба со механичкиот контакт.
Фототранзисторите се генерално побавни од фотодиодите, па затоа не се користат за брзи комуникации. Сепак, ова не е недостаток, бидејќи некои компоненти имаат кола за засилување на излезната страна за да ја зголемат брзината. Всушност, не сите електронски кола треба да ја зголемат брзината.
③ Употреба
Фотоелектрични спојкиглавно се користат за работа со прекинувач. Колото ќе се напојува со вклучување на прекинувачот, но од гледна точка на горенаведените карактеристики, особено изолацијата и долгиот век на траење, тоа е добро прилагодено за сценарија што бараат висока сигурност. На пример, бучавата е непријател на медицинската електроника и аудио опремата/комуникациската опрема.
Исто така се користи во системи за погон на мотори. Причината за моторот е тоа што брзината ја контролира инверторот кога е во движење, но генерира бучава поради високата излезна моќност. Оваа бучава не само што ќе предизвика откажување на самиот мотор, туку и ќе тече низ „земјата“ влијаејќи на периферните уреди. Особено, опремата со долги жици лесно го собира овој висок излезен шум, па ако се случи во фабриката, ќе предизвика големи загуби, а понекогаш и сериозни несреќи. Со користење на високо изолирани оптоспојки за префрлување, влијанието врз другите кола и уреди може да се минимизира.
Второ, како да изберете и користите оптоспојки
Како да се користи вистинскиот оптоспојувач за примена во дизајнот на производи? Следните инженери за развој на микроконтролери ќе објаснат како да се изберат и користат оптоспојувачи.
① Секогаш отворено и секогаш затворено
Постојат два вида фотоспојки: тип кај кој прекинувачот се исклучува (исклучува) кога нема напон, тип кај кој прекинувачот се вклучува (исклучува) кога има напон и тип кај кој прекинувачот се вклучува кога нема напон. Применувајте и исклучувајте кога има напон.
Првото се нарекува нормално отворено, а второто се нарекува нормално затворено. Како да изберете, прво зависи од тоа каков вид коло ви е потребно.
② Проверете ја излезната струја и приклучениот напон
Фотоспојките имаат својство да го засилуваат сигналот, но не секогаш поминуваат низ напон и струја по желба. Секако, тие се номинални, но од влезната страна треба да се примени напон според саканата излезна струја.
Ако го погледнеме техничкиот лист на производот, можеме да видиме табела каде што вертикалната оска е излезната струја (колекторска струја), а хоризонталната оска е влезниот напон (колекторско-емитерски напон). Струјата на колекторот варира во зависност од интензитетот на LED светлината, затоа нанесете го напонот според саканата излезна струја.
Сепак, можеби мислите дека излезната струја пресметана овде е изненадувачки мала. Ова е вредноста на струјата што сè уште може сигурно да се добие откако ќе се земе предвид абењето на LED диодата со текот на времето, па затоа е помала од максималната номинална вредност.
Напротив, постојат случаи каде што излезната струја не е голема. Затоа, при изборот на оптоспојувач, внимателно проверете ја „излезната струја“ и изберете го производот што одговара на неа.
③ Максимална струја
Максималната спроводлива струја е максималната вредност на струјата што оптоспојката може да ја издржи при спроводливост. Повторно, треба да се осигураме дека знаеме колку излез му е потребен на проектот и каков е влезниот напон пред да купиме. Уверете се дека максималната вредност и струјата што се користи не се ограничувања, туку дека постои одредена маргина.
④ Поставете го фотоспојката правилно
Откако ќе го избереме вистинскиот оптоспојувач, да го користиме во реален проект. Самата инсталација е лесна, само поврзете ги терминалите поврзани со секое коло од влезната страна и колото од излезната страна. Сепак, треба да се внимава да не се погреши влезната страна и излезната страна. Затоа, мора да ги проверите и симболите во табелата со податоци, за да не откриете дека ногарката на фотоелектричниот спојувач е погрешна откако ќе ја нацртате печатената плочка.
Време на објавување: 29 јули 2023 година