Оптокуплерҳо, ки занҷирҳоро бо истифода аз сигналҳои оптикӣ ҳамчун васила мепайванданд, унсуре мебошанд, ки дар соҳаҳое, ки дақиқии баланд зарур аст, ба монанди акустика, тиб ва саноат, аз сабаби чандирӣ ва эътимоднокии баланди худ, ба монанди устуворӣ ва изолятсия, фаъол мебошанд.
Аммо кай ва дар кадом шароит оптозакунак кор мекунад ва принсипи он чист? Ё вақте ки шумо воқеан фотозаправканы дар кори электроникаи худ истифода мебаред, шумо шояд намедонед, ки чӣ тавр онро интихоб ва истифода баред. Азбаски оптозакунак аксар вақт бо "фототранзистор" ва "фотодиод" омехта карда мешавад. Аз ин рӯ, дар ин мақола фотозаправканы чист муаррифӣ карда мешавад.
Фотомуфта чист?
Оптокуплер як ҷузъи электронӣ аст, ки этимологияи он оптикӣ аст
пайвасткунак, ки маънояш "пайвастшавӣ бо рӯшноӣ" аст. Баъзан онро оптикӣ, изолятори оптикӣ, изолятсияи оптикӣ ва ғайра низ меноманд. Он аз унсури нурафкан ва унсури қабулкунандаи рӯшноӣ иборат буда, схемаи вуруди тарафи ва баромадро тавассути сигнали оптикӣ мепайвандад. Байни ин схемаҳо, ба ибораи дигар, дар ҳолати изолятсия, ягон пайвасти барқӣ вуҷуд надорад. Аз ин рӯ, пайвасти схема байни вуруд ва баромад алоҳида аст ва танҳо сигнал интиқол дода мешавад. Занҷирҳоро бо сатҳҳои шиддати вуруд ва баромад ба таври назаррас фарқкунанда бо изолятсияи шиддати баланд байни вуруд ва баромад боэътимод пайваст кунед.
Илова бар ин, бо интиқол ё бастани ин сигнали рӯшноӣ, он ҳамчун гузариш амал мекунад. Принсип ва механизми муфассал баъдтар шарҳ дода мешавад, аммо унсури рӯшноии фотомуфта LED (диоди рӯшноӣ) мебошад.
Аз солҳои 1960 то 1970, вақте ки чароғҳои светодиодӣ ихтироъ карда шуданд ва пешрафтҳои технологии онҳо назаррас буданд,оптоэлектроникаба як шукуфоӣ табдил ёфт. Дар он замон, гуногундастгоҳҳои оптикӣихтироъ карда шуданд ва пайвасткунаки фотоэлектрикӣ яке аз онҳо буд. Баъдтар, оптоэлектроника зуд ба ҳаёти мо ворид шуд.
① Принсип/механизм
Принсипи кори оптикоҷуфт аз он иборат аст, ки унсури рӯшноӣ сигнали электрикии вурудро ба рӯшноӣ табдил медиҳад ва унсури қабулкунандаи рӯшноӣ сигнали электрикии рӯшноиро ба занҷири тарафи баромад интиқол медиҳад. Унсури рӯшноӣ ва унсури қабулкунандаи рӯшноӣ дар дохили блоки рӯшноии беруна ҷойгиранд ва ин ду барои интиқоли рӯшноӣ муқобили якдигар ҷойгиранд.
Нимноқил, ки дар унсурҳои нурафкан истифода мешавад, LED (диоди нурафкан) мебошад. Аз тарафи дигар, дар дастгоҳҳои қабулкунандаи нур намудҳои зиёди нимноқилҳо истифода мешаванд, ки ин аз муҳити истифода, андозаи беруна, нарх ва ғайра вобаста аст, аммо умуман, маъмултаринаш фототранзистор аст.
Вақте ки фототранзисторҳо кор намекунанд, ҷараёни камро нисбат ба нимноқилҳои оддӣ интиқол медиҳанд. Вақте ки нур ба он ҷо меафтад, фототранзистор дар сатҳи нимноқилҳои навъи P ва навъи N қувваи фотоэлектромоторӣ ба вуҷуд меорад, сӯрохиҳо дар нимноқилҳои навъи N ба минтақаи p ҷорӣ мешаванд, нимноқилҳои электронҳои озод дар минтақаи p ба минтақаи n ҷорӣ мешаванд ва ҷараён ҷорӣ мешавад.
Фототранзисторҳо ба мисли фотодиодҳо посухгӯ нестанд, аммо онҳо инчунин таъсири тақвияти баромадро то садҳо то 1000 маротиба аз сигнали вурудӣ доранд (аз сабаби майдони электрикии дохилӣ). Аз ин рӯ, онҳо ба қадри кофӣ ҳассосанд, ки ҳатто сигналҳои заифро қабул кунанд, ки ин як бартарӣ аст.
Дар асл, «блокатори рӯшноӣ»-е, ки мо мебинем, дастгоҳи электронӣ бо ҳамон принсип ва механизм аст.
Аммо, халалдоркунандаҳои рӯшноӣ одатан ҳамчун сенсорҳо истифода мешаванд ва нақши худро тавассути гузаронидани як ашёи монеъкунандаи рӯшноӣ байни унсури нурафкан ва унсури қабулкунандаи рӯшноӣ иҷро мекунанд. Масалан, он метавонад барои муайян кардани тангаҳо ва пулҳои коғазӣ дар автоматҳои фурӯш ва банкоматҳо истифода шавад.
② Хусусиятҳо
Азбаски оптикоҷуптер сигналҳоро тавассути рӯшноӣ интиқол медиҳад, изолятсия байни тарафи вуруд ва тарафи баромад хусусияти асосӣ мебошад. Изолятсияи баланд аз садо ба осонӣ таъсир намерасонад, аммо инчунин аз ҷараёни тасодуфии ҷараёни байни занҷирҳои ҳамшафат пешгирӣ мекунад, ки аз ҷиҳати бехатарӣ хеле самаранок аст. Ва худи сохтор нисбатан содда ва оқилона аст.
Аз сабаби таърихи тӯлонии худ, доираи васеи маҳсулоти истеҳсолкунандагони гуногун низ як бартарии беназири оптикаҷангҳо мебошад. Азбаски тамоси ҷисмонӣ вуҷуд надорад, фарсудашавии байни қисмҳо кам аст ва мӯҳлати хизматаш дарозтар аст. Аз тарафи дигар, хусусиятҳое низ мавҷуданд, ки самаранокии рӯшноӣ ба осонӣ тағйир меёбад, зеро LED бо гузашти вақт ва тағирёбии ҳарорат оҳиста-оҳиста паст мешавад.
Хусусан вақте ки қисми дохилии пластики шаффоф муддати тӯлонӣ абрнок мешавад, он наметавонад равшании хуб дошта бошад, аммо дар ҳар сурат, мӯҳлати хизмати он дар муқоиса бо тамос бо тамос бо механикӣ хеле дароз аст.
Фототранзисторҳо одатан нисбат ба фотодиодҳо сусттаранд, аз ин рӯ онҳо барои алоқаи баландсуръат истифода намешаванд. Аммо, ин камбудӣ нест, зеро баъзе ҷузъҳо дар тарафи баромад схемаҳои тақвияткунанда доранд, то суръатро афзоиш диҳанд. Дар асл, на ҳама схемаҳои электронӣ бояд суръатро афзоиш диҳанд.
③ Истифода
Пайвасткунакҳои фотоэлектрикӣасосан барои кори коммутатсионӣ истифода мешаванд. Занҷир бо фаъол кардани коммутатор пурқувват мешавад, аммо аз нуқтаи назари хусусиятҳои дар боло зикршуда, бахусус изолятсия ва мӯҳлати хизмати дароз, он барои сенарияҳое, ки эътимоднокии баландро талаб мекунанд, хеле мувофиқ аст. Масалан, садо душмани электроникаи тиббӣ ва таҷҳизоти аудио/таҷҳизоти коммуникатсионӣ мебошад.
Он инчунин дар системаҳои гардонандаи муҳаррик истифода мешавад. Сабаби истифодаи муҳаррик дар он аст, ки суръат ҳангоми ронда шудан аз ҷониби инвертер идора карда мешавад, аммо он аз сабаби баромади баланд садо ба вуҷуд меорад. Ин садо на танҳо боиси аз кор мондани худи муҳаррик мегардад, балки инчунин аз "замин" мегузарад ва ба қисмҳои периферӣ таъсир мерасонад. Аз ҷумла, таҷҳизоте, ки симҳои дароз доранд, ин садои баромади баландро ба осонӣ қабул мекунанд, аз ин рӯ, агар он дар корхона рух диҳад, боиси талафоти калон ва баъзан боиси садамаҳои ҷиддӣ мегардад. Бо истифода аз оптомуфтаҳои изолятсияшудаи баланд барои гузариш, таъсир ба дигар схемаҳо ва дастгоҳҳо метавонад кам карда шавад.
Дуюм, чӣ гуна интихоб ва истифодаи оптикоуплерҳо
Чӣ тавр оптомуфтаҳои дурустро барои истифода дар тарроҳии маҳсулот истифода бурдан мумкин аст? Муҳандисони зерини таҳияи микроконтроллерҳо тарзи интихоб ва истифодаи оптомуфтаҳоро шарҳ медиҳанд.
① Ҳамеша кушода ва ҳамеша пӯшида
Ду намуди фотомуфтаҳо мавҷуданд: намуде, ки дар он коммутатор ҳангоми истифода нашудани шиддат хомӯш (хомӯш) мешавад, намуде, ки дар он коммутатор ҳангоми истифода нашудани шиддат фаъол (хомӯш) мешавад ва намуде, ки дар он коммутатор ҳангоми набудани шиддат фаъол аст. Ҳангоми истифода бурдани шиддат фаъол ва хомӯш карда мешавад.
Аввалинаш одатан кушода ва дуюмаш одатан пӯшида номида мешавад. Чӣ тавр интихоб кардан аввал аз он вобаста аст, ки ба шумо кадом схема лозим аст.
② Ҷараёни баромад ва шиддати татбиқшударо санҷед
Фотомуфтаҳо хусусияти тақвияти сигналро доранд, аммо на ҳамеша шиддат ва ҷараёнро бо хоҳиши худ мегузаронанд. Албатта, он номиналӣ аст, аммо бояд аз ҷониби вуруд мувофиқи ҷараёни баромади дилхоҳ шиддат истифода шавад.
Агар мо ба варақаи маълумотии маҳсулот назар кунем, мо метавонем диаграммаеро бубинем, ки дар он меҳвари амудӣ ҷараёни баромад (ҷараёни коллектор) ва меҳвари уфуқӣ шиддати вуруд (шиддати коллектор-эмиттер) мебошад. Ҷараёни коллектор вобаста ба шиддати нури LED фарқ мекунад, аз ин рӯ шиддатро мувофиқи ҷараёни баромади дилхоҳ истифода баред.
Аммо, шумо метавонед фикр кунед, ки ҷараёни баромади дар ин ҷо ҳисобшуда ба таври ҳайратангез хурд аст. Ин арзиши ҷорӣ аст, ки пас аз ба назар гирифтани фарсудашавии LED бо мурури замон, онро боэътимод баровардан мумкин аст, аз ин рӯ он аз ҳадди аксар арзёбӣ камтар аст.
Баръакс, ҳолатҳое ҳастанд, ки ҷараёни баромад калон нест. Аз ин рӯ, ҳангоми интихоби оптикоузел, ҳатман "ҷараёни баромад"-ро бодиққат тафтиш кунед ва маҳсулотеро интихоб кунед, ки ба он мувофиқат мекунад.
③ Ҷараёни максималӣ
Ҷараёни максималии ноқилӣ арзиши максималии ҷараёнест, ки оптика ҳангоми ноқилӣ метавонад тоб оварад. Боз ҳам, мо бояд пеш аз харид боварӣ ҳосил кунем, ки медонем, ки лоиҳа ба чӣ қадар баромад ниёз дорад ва шиддати вуруд чӣ қадар аст. Боварӣ ҳосил кунед, ки арзиши максималӣ ва ҷараёни истифодашуда маҳдудият нестанд, балки каме ҳошия вуҷуд дорад.
④ Муфтаи фоторо дуруст танзим кунед
Пас аз интихоби дурусти оптикоҷуфт, биёед онро дар лоиҳаи воқеӣ истифода барем. Худи насб осон аст, танҳо терминалҳои пайвастшударо ба ҳар як схемаи тарафи вуруд ва схемаи тарафи баромад пайваст кунед. Аммо, эҳтиёт бояд шуд, ки тарафи вуруд ва тарафи баромад нодуруст самт нагиранд. Аз ин рӯ, шумо инчунин бояд аломатҳоро дар ҷадвали маълумот тафтиш кунед, то пас аз кашидани тахтаи PCB, шумо нафаҳмед, ки пои пайвасткунандаи фотоэлектрикӣ нодуруст аст.
Вақти нашр: 29 июли соли 2023