photocoupling là gì, với tư cách là một nhà thiết kế, kỹ sư hoặc người hâm mộ, bạn có tất cả các loại công tắc, rời và bộ nối để tùy chỉnh PCB của bạn. Có quá nhiều linh kiện và tùy chọn trên thị trường nên rất khó để quyết định loại nào phù hợp nhất với bạn.
Ví dụ, bạn có thể muốn biết một máy kết nối quang làm gì và nó khác với bất kỳ một relé nào khác. đó là những gì hướng dẫn sau đây muốn làm rõ. Trong khóa học này, chúng tôi sẽ khám phá bộ kết nối ánh sáng và các loại khác nhau của nó và làm thế nào nó mang lại lợi ích cho bạn và dự án của bạn.
máy kết nối ánh sáng là gì
có nhiều tên cho các máy kết nối. bạn có thể gọi nó là bộ phân cách ánh sáng, bộ kết nối ánh sáng, bộ kết nối ánh sáng, bộ phân cách ánh sáng, hay bộ kết nối ánh sáng. một số người thậm chí gọi chúng là các lựa chọn. tuy nhiên, các thiết bị kết nối ánh sáng là các thành phần điện tử tích hợp. Thông thường, loại cơ bản nhất bao gồm một hình chữ nhật với bốn chân. mỗi chân là một cấu phần con. Chân đầu tiên làcực dươngvà điều thứ hai làcực dươngvà điều thứ ba lànhà sưu tập,Và điều thứ tư làbộ phát tín hiệu.
bộ cách ly ánh sáng 1 kênh ltv-816
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
thêm vào đó, có một dấu đường tròn ở góc gần với cái chốt đầu tiên. nó cho phép chúng ta nhận diện các chân khác nhau. vật thể cũng chứa một số văn bản với các số linh kiện kết nối. Vì vậy, chúng tôi sử dụng nó để xác định loại bộ kết nối quang học và tìm tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất.
tuy nhiên, photocoupling cơ bản là một rời rắn được sử dụng để kết nối hai mạch điện tử độc lập. Mạch điện đầu tiên kết nối hai chân trước (chân 1 và 2), trong khi mạch điện thứ hai kết nối hai chân cuối cùng (chân 3 và 4). cho phép mạch đầu tiên điều khiển mạch thứ hai.
bộ kết nối quang học và mạch tích hợp/ micro-chip (ic) rất dễ bị nhầm lẫn vì vẻ ngoài của chúng. đặc biệt là với bộ kết nối quang học TRIAC.
một con chip điện tử trên nền trắng
bộ kết nối ánh sáng hoạt động như thế nào?
chúng ta có thể sử dụng bộ kết nối ánh sáng để truyền tín hiệu điện tử giữa hai mạch cách ly. đó là một trong những đặc tính quan trọng nhất của nó. đôi khi có thể có điện áp và tiếng ồn trong một mạch điện. nếu không có mạch quang khởi lập, những nhiễu hiệu ứng này có thể lan tới mạch điện thứ hai và gây hư hỏng. bộ kết nối ánh sáng ngăn ngừa sự hư hỏng này xảy ra trong hai mạch.
ngoài ra, do nguyên nhân của vật liệu bán dẫn, bộ kết nối ánh sáng chỉ cho phép điện tử chảy một chiều. vì vậy, nó cho phép hai mạch kết nối với nhau sử dụng điện áp và dòng điện khác nhau.
ngoài ra, nó cho phép bạn mở rộng khả năng của thiết bị. điều này chủ yếu là vì nó giúp ngăn cách dòng điện giữa hai mạch độc lập. ví dụ, trong một cấu hình hai mạch, chúng ta có thể thêm một bóng bán dẫn vào mạch thứ hai mà không làm gián đoạn mạch thứ nhất. điều này sẽ cho phép bạn kiểm soát điện áp và dòng điện cao hơn. ngoài ra, nó có thể cho phép bạn tự động điều khiển mạch điện tử bằng cách thêm các cấu phần điện tử.
cấu trúc của bộ kết nối ánh sáng
có nhiều kiểu và cấu hình khác nhau. tuy nhiên, để làm cho mọi thứ dễ hiểu hơn, chúng tôi sẽ chủ yếu tập trung vào phiên bản bóng bán dẫn.
mạch điện tử ống dẫn
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
minh họa bên trên cho thấy bóng bán dẫn điện tử kết nối hai mạch điện. Nếu bạn nhìn gần hơn vào phần bóng đèn, bạn sẽ nhận thấy một biểu tượng LED ở phía bên trái:
Hình của ký hiệu LED
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
Thay vào đó, có một biểu tượng bán dẫn đúng:
hình ảnh biểu tượng bóng bán dẫn
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
chúng ta có thể thấy được trong biểu tượng trước đây là một sự cải tiến của một bóng bán dẫn thông thường. Hơn nữa, bạn có thể hiểu tại sao chúng tôi gọi đầu thứ ba và thứ tư là đầu bán dẫnnhà sưu tậpvàbộ phát tín hiệuvâng. ngoài ra, bạn có thể thấy tại sao chúng tôi gọi đầu cuối đầu tiên và thứ hai làcực dươngvàcực dương.
bóng bán dẫn thường có ba đầu cuối. tuy nhiên, có một sự khác biệt nhỏ. trong mạch bán dẫn ánh sáng, chúng ta thiếu chân cột trong mạch bán dẫn bình thường. đó là vì các transistor hoạt động khác nhau một chút. transistor trong bộ kết nối ánh sáng không sử dụng tín hiệu điện từ chân ống, nhưng sử dụng ánh sáng từ LED.
ánh sáng phát ra từ đèn led, chiếu vào bóng bán dẫn, mở bóng bán dẫn và cho phép dòng điện chảy qua mạch chủ. chúng phản ứng với ánh sáng đầu vào, không chỉ với dòng điện đầu vào. một bộ phận ánh sáng có hai cấu trúc hình cấu trúc chung. các bộ phận bên trong có thể được chồng lấp với nhau hoặc được đặt cạnh nhau.
cấu trúc kết nối quang học
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
Mặc dù chúng ta không thể nhìn thấy cách hoạt động bên trong của một bóng bán dẫn ánh sáng (trừ khi nó trong suốt), chúng ta có thể tạo ra bóng bán dẫn ánh sáng của riêng mình với một mạch điện đơn giản. chúng ta sẽ thảo luận thêm về điều này trong hướng dẫn này. nhưng trước hết, chúng ta hãy nói về các loại máy chụp ảnh khác.
Kiểu bộ kết nối ánh sáng
kẹp giữa một cặp kẹp tóc.
có 6 loại bóng bán dẫn phổ biến nhất. Chúng là:
đây là những thiết bị kết nối ánh sáng đầu tiên. Họ sử dụng đèn đốt sáng, đèn neon và đèn LED hồng ngoại GaAs làm nguồn sáng. ngoài ra, họ sử dụng uranium sunphua như một vật liệu bán dẫn. người ta cũng gọi các loại bộ điều khiển chân không này. vì chúng là một thiết bị nhạy sáng cũ, nên chúng chậm hơn một chút so với các hình thức hiện đại hơn của bộ kết nối ánh sáng. và đó là lý do tại sao chúng gần như đã lỗi thời.
các đèn diode sử dụng đèn led hồng ngoại cyanide như là nguồn sáng, photodiode silicon như là một bộ nhận. Điều này làm cho chúng trở thành loại bộ kết nối ánh sáng nhanh nhất, đặc biệt là trong trường hợp sử dụng pin diode.
Cũng giống như các đèn diode, chúng cũng sử dụng đèn LED hồng ngoại GaAs làm nguồn sáng. tuy nhiên, chúng sử dụng bóng bán dẫn điện tử silicon hai cực hoặc bóng bán dẫn điện tử darlington làm bộ cảm biến. điều này làm cho tốc độ truyền và thời gian phản hồi của chúng nhanh hơn so với bộ kháng điện, nhưng chậm hơn bộ khớp ánh sáng diode.
ánh sáng tách rời src sử dụng đèn led hồng ngoại và bộ điều chỉnh silicon. chúng có thể có tốc độ khác nhau. tuy nhiên, trong bất cứ cấu hình nào, chúng không nhanh như các đèn giao thoa ánh sáng dựa trên diode. tuy nhiên, chúng vẫn có thời gian phản hồi tốt và tốc độ truyền tải.
các kiểu quang khởi động này sử dụng triac (triac) như một loại cảm biến. đây là ngoài gaas của họ đèn led hồng ngoại làm nguồn sáng. mặc dù chúng không có tốc độ truyền nhanh, nhưng chúng có tỷ lệ truyền điện rất cao.
bộ rời rắn sử dụng một loạt các đèn LED hồng ngoại như một nguồn sáng. Ngoài ra, chúng sử dụng một loạt các photodiode để điều khiển một cặp MOSFETS hoặc một IGBT làm bộ cảm biến. chúng có thể có tốc độ truyền tải rất cao và tỷ lệ truyền điện không giới hạn.
làm thế nào để tạo một mạch điện tử đơn giản
một cặp pin ở phía trước của một PCB
Danh sách linh kiện:
50-100K quang cảm điện trở (LDR)
3V 0.02A LED trắng (LED)
2V 0.02A Đèn LED đỏ (LED)
Pin 9V x 2
chuyển đổi
bộ kháng điện 300 ohm
150 Ohm trở kháng x 2 (hoặc 300 Ohm trở kháng)
giải thích và giải thích:
Đèn LED đỏ và bộ kết nối ánh sáng
thiết bị kết nối ánh sáng đơn giản nàyđiện trở quang họcLDR và một đèn LED trắng. ldr thay đổi sức đề kháng của nó theo lượng phơi nắng. Vì vậy, trong bóng tối, nó có điện trở rất cao. Thay vào đó, khi chúng ta tiếp xúc với ánh sáng mạnh, nó có ít điện trở hơn. trong trường hợp này, nó sẽ hoạt động như một photodiode.
Trong mạch điện cơ bản, chúng ta cần một đèn LED trắng với điện áp giảm 3V và dòng điện 0.02A. Tiếp theo, chúng tôi sẽ sử dụng pin 9V làm nguồn điện và sử dụng công tắc để điều khiển mạch điện. vì đèn led trắng cần 3 volt, chúng ta cần 6 volt điện trở. Do đó, điện trở phải có điện trở 300 ohm (9V – 3V) ÷ 0.02a).
Vì vậy, mạch điện chính của bạn sẽ bao gồm pin, pin được kết nối với công tắc, điện trở và đèn LED trắng. bạn có thể sử dụng các bảng kiểm tra hoặc các dây để kết nối các bộ phận. Dù sao đi nữa, đây sẽ là mạch điều khiển của chúng ta.
Chúng tôi sẽ cài đặt một đèn LED đỏ ở mạch điện phụ với 2V và 0.02A.
chúng tôi sẽ sử dụng nó như một chỉ báo cho thấy khi nào mạch điện hoạt động. ngoài ra, chúng tôi sẽ kết nối ldr với mạch này. rõ ràng, ldr cần phải ở gần đèn led trắng.
Khi chúng ta tiếp xúc với LDR với ánh sáng phát ra từ LED, nó sẽ cung cấp điện trở khoảng 70 ohms. bạn cần kết nối ldr với đèn led đỏ. để cung cấp điện cho các mạch phụ, chúng tôi sẽ sử dụng pin 9 volt khác. Tương tự, chúng ta cần một điện trở để giảm điện áp để đèn LED có thể làm việc hiệu quả. chúng tôi đề nghị sử dụng hai điện trở 150 ohms. tuy nhiên, một điện trở 300 ohms cũng có thể.
Tuy nhiên, một khi bạn đã hoàn thành việc xây dựng mạch điện, bạn cần phải quấn một số băng màu đen xung quanh LDR và LED trắng. bạn phải đảm bảo rằng chúng được kết nối với nhau. điều này sẽ chặn ánh sáng môi trường trong phòng. hoặc bạn có thể kiểm tra mạch trong một căn phòng hoàn toàn tối.
khi bạn bấm nút mạch chủ, đèn led trắng sẽ sáng lên. sau đó, nó sẽ phát ra một chùm ánh sáng vào ldr, nó sẽ bật đèn led đỏ trong mạch đầu ra. đèn led trắng phát ra như một tín hiệu điện trong một công tắc. dự án này rất đơn giản, đủ để mô tả nguyên tắc hoạt động bên trong của bộ kết nối ánh sáng. tuy nhiên, bạn có thể cải thiện nó bằng cách thực hiện một bộ phát và một bộ nhận. dự án này sẽ sử dụng tia hồng ngoại thay vì ánh sáng nhìn thấy được.
các ứng dụng kết nối quang
Các bộ phận PCB nhỏ nhất tích hợp vào các IC, đường điện, đầu hợp quang và các thiết bị bán dẫn khác
Bây giờ chúng ta đã biết cách hoạt động của bộ kết nối ánh sáng, bây giờ chúng ta có thể khám phá các ứng dụng của chúng. chúng ta có thể sử dụng một công tắc ánh sáng đơn giản. tuy nhiên, loại thiết bị điện tử và thiết bị nào là tốt nhất cho họ? đây là danh sách những nơi chúng ta có thể sử dụng bộ kết nối ánh sáng:
điều khiển ốc ốc
điều khiển động cơ
bộ giảm ánh sáng bóng đèn
bộ vi xử lý
ống khói đèn
Phát hiện AC
cách ly điện áp
công tắc điện từ
bộ vi điều khiển
lợi thế của bộ kết nối ánh sáng
một bộ kết nối ánh sáng
tại sao bạn nên sử dụng bộ khớp ánh sáng thay vì bộ rời điện tử hay công tắc? đây là một số lợi ích:
chúng có lợi cho việc truyền tín hiệu điện một chiều
khả năng chống nhiễu của bộ kết nối ánh sáng làm cho dự án của bạn đáng tin cậy hơn
chúng có thể tạo ra sự cách ly điện giữa nhiều mạch
Kết nối quang có thể tách các phần đầu vào và đầu ra của dự án để xử lý sự cố dễ dàng hơn
chúng làm giảm tín hiệu đầu ra bên ngoài từ đầu vào
Bộ khớp quang học cho phép bạn điều khiển mạch điện xoay chiều lớn với các tín hiệu điện tử nhỏ
cho phép bạn truyền tín hiệu mô phỏng giữa hai mạch riêng biệt
chúng cho phép bạn kết nối các bộ phận điện áp cao với các thiết bị điện áp thấp
các ống quang có thể giúp giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn nhiễu điện tử trong tín hiệu
Cho phép bạn thiết kế và sản xuất các thiết bị điện tử có khả năng chịu được nhiều đỉnh điện, nhiệt áp và sét
kết luận
Im obigen Text haben wir eine leicht verständliche und ausführliche Anleitung zu Optokopplern gegeben. Wenn Sie diesen Abschnitt des Leitfadens erreicht haben, verfügen Sie über ein tieferes Verständnis von Optokopplern. Dennoch hoffen wir, dass Sie diesen Leitfaden als hilfreich empfunden haben. Wie immer danken wir Ihnen für die Lektüre.