Sam Sattel

Trebuie să protejați componentele sensibile de joasă tensiune și să izolați circuitele de pe PCB? Un optocuplator poate face treaba. Să fie lumină! Acest dispozitiv vă permite să transmiteți un semnal electric între două circuite izolate cu două părți: un LED care emite lumină infraroșie și un dispozitiv fotosensibil care detectează lumina de la LED. Ambele părți sunt conținute într-o cutie neagră tradițională, cu o pereche de pini pentru conectivitate. Dintr-o privire, este ușor să amestecați un optocuplator cu un circuit integrat (IC) .

blog

Acest optocuplator Triac arată ca un CI. (Sursa imaginii)

Cum functioneaza

Un curent este aplicat mai întâi optocuplatorului, ceea ce face ca LED-ul cu infraroșu să emită o lumină proporțională cu curentul. Când lumina lovește dispozitivul fotosensibil, aceasta se aprinde și începe să conducă un curent așa cum ar putea fi orice tranzistor obișnuit.

Dispozitivul fotosensibil este lăsat de obicei neconectat în mod implicit pentru a oferi cea mai mare sensibilitate la lumina infraroșie. De asemenea, poate fi conectat la masă cu un rezistor extern pentru un grad mai mare de control asupra sensibilității de comutare.

Un optocuplator izolează eficient un circuit de ieșire și intrare. (Sursa imaginii)

Acest dispozitiv funcționează practic ca un comutator, conectând două circuite izolate pe PCB. Când curentul nu mai circulă prin LED, dispozitivul fotosensibil încetează să se mai conducă și se oprește. Toate aceste comutări se întâmplă printr-un gol de sticlă, plastic sau aer fără părți electrice între LED sau dispozitivul fotosensibil. Este vorba despre lumină.

Beneficii și tipuri

Dacă proiectați un dispozitiv electronic care va fi susceptibil la supratensiuni de tensiune, fulgere, vârfuri de alimentare etc. atunci veți avea nevoie de o modalitate de a proteja dispozitivele de joasă tensiune. Atunci când este utilizat corect, un optocuplator poate efectiv:

  • Eliminați zgomotul electric de la semnale
  • Izolați dispozitivele de joasă tensiune de circuitele de înaltă tensiune
  • Vă permit să utilizați semnale digitale mici pentru a controla tensiuni de curent alternativ mai mari

Optocuploarele sunt disponibile în patru configurații. Fiecare configurație are același LED cu infraroșu cu un dispozitiv fotosensibil diferit. Acestea includ:

Foto-tranzistor și Foto-Darlington, care sunt de obicei utilizate în circuitele de curent continuu și Foto-SCR și Foto-TRIAC care sunt utilizate pentru controlul circuitelor de curent alternativ.

Cele patru tipuri de optocuploare. (Sursa imaginii)

Dacă vă simțiți aventuros, puteți face chiar și un optocuplator de casă cu câteva piese de schimb. Doar combinați un LED și un fototranzistor împreună într-un tub reflectorizant de plastic.

Un optocuplator de casă cu doar trei părți simple. (Sursa imaginii)

Aplicații tipice

Optocuplorele pot fi folosite singure ca dispozitiv de comutare, sau utilizate cu alte dispozitive electronice pentru a asigura izolarea între circuitele de joasă și înaltă tensiune. De obicei, veți găsi aceste dispozitive utilizate pentru:

  • Comutare intrare/ieșire microprocesor
  • Control DC și AC
  • Protecția echipamentelor de comunicații
  • Reglarea sursei de alimentare

În cadrul acestor aplicații, veți întâlni diverse configurații. Câteva exemple includ:

Comutator opto tranzistor DC

Această configurație va detecta semnalele de curent continuu și vă permite, de asemenea, să controlați echipamentele alimentate de curent alternativ. MOC3020 este perfect pentru a controla o conexiune la rețea sau pentru a furniza un impuls de poartă către un alt Photo-Triac cu un rezistor de limitare a curentului.

Optocuplator Triac

Această configurație vă va permite să controlați sarcini alimentate de curent alternativ, cum ar fi motoare și lămpi. De asemenea, este capabil să conducă în ambele jumătăți ale unui ciclu de curent alternativ cu detectare de trecere zero. Acest lucru permite unei încărcări să primească puterea maximă, fără nici o creștere majoră a curentului la comutarea sarcinilor inductive.

Liniile directoare privind aspectul PCB

Înainte de a adăuga un optocuplator la aspectul PCB, luați în considerare aceste trei linii directoare:

  • Păstrați conexiunile la sol ale optocuplatorului separate

Un optocuplator standard include doi pini de masă, unul pentru LED și altul pentru dispozitivul fotosensibil. Conectarea ambelor terenuri împreună vă va deschide circuitele sensibile la orice zgomot de la solul extern. Pentru a evita acest lucru, creați întotdeauna două puncte de conectare, unul pentru pinii de masă externi și celălalt pentru firele de masă de intrare.

  • Alegeți valoarea corectă a rezistorului de limitare a curentului

Selectarea unui rezistor de limitare a curentului care funcționează la valoarea minimă a unui optocuplator va produce un comportament neregulat. De asemenea, este posibil să alegeți un rezistor care să furnizeze prea mult curent, care va aprinde LED-ul. Când selectați o valoare pentru rezistorul dvs., asigurați-vă că găsiți valoarea curentului minim înainte din graficul Raportului de transfer curent în foaia tehnică a optocuplatorului. Vishay are un ghid excelent despre cum să citiți o foaie de date Optocoupler aici .

  • Știți de ce fel de optocuplator aveți nevoie

Nu fiecare optocuplator este creat egal și va trebui să selectați tipul potrivit pentru aplicația dvs. De exemplu, se utilizează un Opto-Triac dacă trebuie să controlați o sarcină de curent alternativ. Opto-Darlington sunt doar pentru curenți de intrare mici. Dacă tot ce aveți nevoie este o izolare standard a intrării, atunci un optocuplor general PC817 va face treaba. Acest articol din Nuts and Volts merită cu siguranță să fie citit pentru a înțelege tipurile și diferențele Optocoupler.

Bibliotecile optocuploare din EAGLE

Bibliotecile online gestionate de Autodesk EAGLE includ o întreagă categorie de optocuploare de utilizat în următorul dvs. proiect. Asta înseamnă că trebuie să îți creezi propriile pachete și simboluri de la zero! Pentru a utiliza această bibliotecă, asigurați-vă că optocoupler.lbr este activat în panoul de control Autodesk EAGLE, așa cum se arată mai jos. Dacă este, atunci veți avea acces la toate aceste dispozitive data viitoare când trebuie să adăugați o componentă.

Sunteți gata să începeți izolarea circuitelor și protejarea dispozitivelor de joasă tensiune? Descărcați gratuit Autodesk EAGLE astăzi gratuit pentru a începe să utilizați bibliotecile Optocoupler incluse!