OPTOKUUPLERI VAI OPTOISOLATORI ir ierīces, kas ļauj efektīvi pārraidīt līdzstrāvas signālu un citus datus divos ķēdes posmos, kā arī vienlaikus uztur izcilu elektriskās izolācijas līmeni starp tiem.
Optroni kļūst īpaši noderīgi, ja elektriskais signāls ir jānosūta pa diviem ķēdes posmiem, bet ar ļoti lielu elektriskās izolācijas pakāpi visos posmos.
Optosavienojuma ierīces darbojas kā loģiskā līmeņa pārslēgšanās starp divām ķēdēm. Tam ir iespēja bloķēt trokšņa pārnesi pāri integrētajām shēmām, loģisko līmeņu izolēšanai no augstsprieguma maiņstrāvas līnijas un zemes cilpu novēršanai.
Optroni kļūst par efektīvu aizstājēju relejiem un transformatoriem digitālo ķēžu posmu saskarnēšanai.
Turklāt Optocoupler frekvences atbilde izrādās nesalīdzināma analogajās ķēdēs.
Optronu iekšējā konstrukcija
Iekšēji optronu satur infrasarkano staru vai infrasarkano staru LED (parasti uzbūvēts, izmantojot gallija arsenīdu). Šis IR LED ir optiski savienots ar blakus esošo silīcija fotodetektoru, kas parasti ir fototransistors, fotodiods vai jebkurš līdzīgs gaismjutīgs elements). Šīs divas papildu ierīces ir hermētiski iestrādātas necaurspīdīgā, gaismu necaurlaidīgā iepakojumā.
Iepriekš redzamajā attēlā parādīts tipiskas sešu kontaktu dual-in-line (DIP) optronu mikroshēmas sadalīts skats. Kad spailēm, kas savienotas ar IR LED, tiek piegādāts atbilstošs uz priekšu vērsts spriegums, tas iekšēji izstaro infrasarkano starojumu 900 līdz 940 nanometru diapazonā.
Šis infrasarkanais signāls nokrīt uz blakus esošā fotodetektora, kas parasti ir NPN fototransistors (kura jutība ir iestatīta identiskā viļņa garumā), un tas uzreiz vada, radot nepārtrauktību visā kolektora / izstarotāja spailēs.
Kā redzams attēlā, IR gaismas diode un fototransistors ir uzstādīti uz svina rāmja blakus esošajām rokām.
Svina rāmis ir štancēts, kas izgriezts no smalkas vadošas metāla loksnes ar vairākiem zariem, piemēram, apdari. Izolētie substrāti, kas iekļauti ierīces stiprināšanai, tiek veidoti ar iekšējo zaru palīdzību. Attiecīgais DIP pinout ir attiecīgi izstrādāts no ārējiem zariem.
Kad ir izveidoti vadošie savienojumi starp štancēšanas korpusu un atbilstošajiem svina rāmja tapām, telpa, kas ap IR gaismas diodi un fototransistoru, ir noslēgta caurspīdīgā ar infrasarkano staru balstītā sveķī, kas darbojas kā “gaismas caurule” vai optiskā viļņa vadotne starp divas IR ierīces.
Viss komplekts beidzot tiek veidots gaismas necaurlaidīgā epoksīda sveķos, veidojot DIP paketi. Finišā svina rāmja tapu spailes ir kārtīgi saliektas uz leju.
Optronu savienotājs
Iepriekš redzamajā diagrammā parādīta tipiskā DIP paketes optronu savienojuma shēma. Ierīce ir pazīstama arī kā optoizolators, jo starp abām mikroshēmām nav iesaistīta strāva, drīzāk tikai gaismas signāli, kā arī tāpēc, ka IR izstarotājam un IR detektoram ir 100% elektriskā izolācija un izolācija.
Citi populārie nosaukumi, kas saistīti ar šo ierīci, ir fotosavienotāji vai fotosavienoti izolatori.
Mēs varam redzēt, ka iekšējā IR tranzistora pamatne ir pārtraukta pie IC 6. kontakta. Šī bāze parasti paliek nesavienota, jo ierīču galvenais mērķis ir savienot abas ķēdes caur izolētu iekšējo IR gaismas signālu.
Tāpat tapa 3 ir atvērta vai nepieslēgta tapa un nav būtiska. Iekšējo IR fototransistoru ir iespējams pārveidot par fotodiodi, vienkārši saīsinot un savienojot pamatnes tapu 6 ar izstarotāja tapu 4.
Tomēr iepriekšminētā funkcija var nebūt pieejama 4 kontaktu optronā vai daudzkanālu optronā.
Optronu raksturojums
Optosavienotājam ir viena ļoti noderīga īpašība, un tā ir tā gaismas sakabes efektivitāte, ko sauc par pašreizējais pārsūtīšanas koeficients vai VKS.
Šī attiecība tiek uzlabota ar ideāli piemērotu IR LED signāla spektru ar blakus esošo fototransistoru noteikšanas spektru.
Tādējādi CTR tiek definēts kā izejas strāvas un ieejas strāvas attiecība pie noteiktas optronu ierīces nominālā slīpuma līmeņa. To attēlo procenti:
VKS = Iced/ Esfx 100%
Ja specifikācijā ieteikts 100% CTR, tas attiecas uz izejas strāvas pārnesi 1 mA katram strāvas mA uz IR LED. Minimālajām VKS vērtībām var būt atšķirības starp 20 un 100% dažādiem optiskajiem savienotājiem.
Faktori, kas var mainīt VKS, ir atkarīgi no ierīces ieejas un izejas barošanas sprieguma un strāvas momentānās specifikācijas.
Iepriekš redzamajā attēlā parādīts optoelementa iekšējā fototransistora izejas strāvas (ICB) pret ieejas strāvu (IF), ja pāri tās kolektora / pamatnes tapām tiek uzlikts 10 V VCB.
Svarīgas OptoCoupler specifikācijas
Daži no būtiskajiem optronu specifikācijas parametriem var tikt pētīti no tālāk sniegtajiem datiem:
Izolācijas spriegums (Viso) : To definē kā absolūto maksimālo maiņstrāvas spriegumu, kas var pastāvēt visā optrona ieejas un izejas ķēdes posmos, neradot nekādu kaitējumu ierīcei. Šī parametra standarta vērtības var nokristies no 500 V līdz 5 kV RMS.
TU ESI: to var saprast kā maksimālo līdzstrāvas spriegumu, ko varētu pielietot ierīces fototransistora pinouts. Parasti tas var svārstīties no 30 līdz 70 voltiem.
Ja : Tā ir maksimālā nepārtrauktā līdzstrāvas straume, kas var plūst IR gaismas diode vai ITĪKLS . Tās ir optrona fototransistora izejā norādītās strāvas apstrādes jaudas standarta vērtības, kas var svārstīties no 40 līdz 100 mA.
Augšanas / krituma laiks : Šis parametrs nosaka optisko savienotāju reakcijas loģisko ātrumu caur iekšējo IR LED un fototransistoru. Parasti tas var būt no 2 līdz 5 mikrosekundēm gan kāpumam, gan kritumam. Tas arī stāsta mums par optronu ierīces joslas platumu.
Optocoupler pamata konfigurācija
Iepriekš redzamajā attēlā parādīta pamata optronu shēma. Strāvas daudzumu, kas var iziet cauri fototransistoram, nosaka infrasarkanās gaismas diodes vai ITĪKLS, neskatoties uz to, ka tas ir pilnībā nošķirts.
Kamēr slēdzis S1 ir atvērts, strāva plūst caur ITĪKLStiek kavēta, kas nozīmē, ka fototransistoram nav pieejama IR enerģija.
Tas padara ierīci pilnīgi neaktīvu, izraisot nulles sprieguma veidošanos visā izejas rezistorā R2.
Kad S1 ir aizvērts, strāvai ir atļauts plūst caur ITĪKLSun R1.
Tas aktivizē IR LED, kas sāk izstarot IR signālus uz fototransistora, ļaujot tam ieslēgties, un tas savukārt izraisa izejas sprieguma attīstību visā R2.
Šī pamata optronu shēma īpaši labi reaģēs uz ON / OFF izslēgšanas ieejas signāliem.
Tomēr, ja nepieciešams, ķēdi var pārveidot, lai tā darbotos ar analogajiem ieejas signāliem un ģenerētu atbilstošus analogos izejas signālus.
Optronu veidi
Jebkura optrona fototransistoram var būt daudz dažādu izejas izejas pastiprinājumu un darba specifikācijas. Turpmāk paskaidrotajā shēmā ir attēlotas vēl sešas optronu variantu formas, kurām ir savas specifiskas IRED un izejas fotodetektora kombinācijas.
Pirmais iepriekš minētais variants norāda divvirzienu ieejas un fototransistora izejas optronu shēmu, kurā ir parādīti pāris aizmugurē savienoti gallija-arsenīda IRED ieejas maiņstrāvas signālu savienošanai, kā arī aizsardzībai pret apgrieztās polaritātes ieeju.
Parasti šī varianta minimālais VKS var būt 20%.
Nākamais iepriekš aprakstītais tips ilustrē opto savienotāju, kura izeja ir uzlabota ar silīcija bāzes foto-darlingtona pastiprinātāju. Tas ļauj ražot lielāku izejas strāvu, salīdzinot ar citu parasto opto-savienotāju.
Sakarā ar Darlingtona elementu izejā šāda veida optiskie savienotāji spēj radīt vismaz 500% VKS, ja kolektora-emitētāja spriegums ir aptuveni 30 līdz 35 volti. Šķiet, ka šis lielums ir apmēram desmit reizes lielāks nekā parastais optrons.
Tomēr tie var nebūt tik ātri kā citas parastās ierīces, un tas var būt ievērojams kompromiss, strādājot ar fotodarlingtona savienotāju.
Turklāt tam var būt samazināts efektīvās joslas daudzums aptuveni par desmit reizes. PhotoDarlington optisko savienotāju nozares standarta versijas ir no 4N29 līdz 4N33 un 6N138 un 6N139.
Jūs varat tos iegūt arī kā divkanālu un četrkanālu fotodarlingtona savienotājus.
Trešajā iepriekš redzamajā shēmā parādīts optosavienotājs ar IRED un MOSFET fotosensoru ar divvirzienu lineāru izeju. Šī varianta izolācijas sprieguma diapazons var būt pat 2500 voltu RMS. Sadalījuma sprieguma diapazons var būt 15 līdz 30 voltu robežās, savukārt pieauguma un krituma laiks ir aptuveni 15 mikrosekundes katrs.
Nākamais iepriekš minētais variants parāda pamata SCR vai tiristors balstīts opto fotosensors. Šeit izvadi kontrolē caur SCR. OptoSCR tipa savienotāju izolācijas spriegums parasti ir aptuveni 1000 līdz 4000 volti RMS. Tam ir minimālais bloķēšanas spriegums no 200 līdz 400 V. Augstākās ieslēgšanas strāvas (Ifr) var būt aptuveni 10 mA.
Iepriekš redzamajā attēlā ir parādīts optrons ar fototriska izeju. Šāda veida tiristoru bāzes izejas savienotājiem parasti ir bloķēšanas spriegums uz priekšu (VDRM) 400 V.
Ir pieejami arī optroni ar Schmitt trigera īpašību. Šāda veida optroni ir parādīti iepriekš, kas ietver uz IC balstītu optosensoru ar Schmitt sprūda IC, kas sinusoidālu viļņu vai jebkura veida impulsa ieejas signālu pārveidos taisnstūra izejas spriegumā.
Šīs IC fotodetektoru bāzes ierīces faktiski ir izstrādātas tā, lai tās darbotos kā multivibratora ķēde. Izolācijas spriegums var svārstīties no 2500 līdz 4000 voltiem.
Ieslēgšanas strāva parasti tiek noteikta no 1 līdz 10 mA. Minimālais un maksimālais darba padeves līmenis ir no 3 līdz 26 voltiem, un maksimālais datu pārraides ātrums (NRZ) ir 1 MHz.
Lietošanas shēmas
Optronu iekšējā darbība ir tieši līdzīga diskrēti izveidota IR raidītāja un uztvērēja komplekta darbībai.
Ieejas strāvas vadība
Tāpat kā jebkuram citam gaismas diodim, arī optrona IR LED ir vajadzīgs rezistors, lai kontrolētu ieejas strāvu līdz drošām robežām. Šo rezistoru var savienot divos galvenajos veidos ar optronu LED, kā parādīts zemāk:
Rezistoru var pievienot virknē vai nu ar IRED anoda spaili (a) vai katoda spaili (b).
Maiņstrāvas optrons
Iepriekšējās diskusijās mēs uzzinājām, ka maiņstrāvas ievadei ieteicams izmantot maiņstrāvas optronus. Tomēr jebkuru standarta optronu var droši konfigurēt arī ar maiņstrāvas ieeju, pievienojot ārējo diodi IRED ieejas tapām, kā pierādīts šajā diagrammā.
Šis dizains nodrošina arī ierīces drošību pret nejaušu apgrieztā ievades sprieguma apstākļiem.
Digitālā vai analogā pārveidošana
Lai iegūtu digitālo vai analogo pārveidojumu optrona izejā, rezistoru var pievienot virknē ar attiecīgi optotransistora kolektora tapu vai izstarotāja tapu, kā parādīts zemāk:
Konvertēšana uz fototransistoru vai fotodiodi
Kā norādīts zemāk, parasto 6 kontaktu DIP optronu izejas fototransistoru var pārveidot par fotodiodes izvadi, savienojot tā fototransistora tranzistora pamatnes tapu 6 ar zemi un paturot emitētāju nepieslēgtu vai saīsinot to ar tapu6 .
Šī konfigurācija izraisa ievērojamu ieejas signāla pieauguma laika pieaugumu, bet arī rada krasu CTR vērtības samazinājumu līdz 0,2%.
Optronu digitālā saskarne
Optroni var būt lieliski, ja runa ir par digitālā signāla saskarni, kas darbojas dažādos piegādes līmeņos.
Optosavienotājus var izmantot digitālo IC interfeisiem identiskā TTL, ECL vai CMOS saimē, tāpat arī šajās mikroshēmu grupās.
Optroni ir arī iecienītākie gadījumi, kad personālie datori vai mikrokontrolleri tiek sasaistīti ar citiem lieldatoru datoriem vai tādām slodzēm kā motori, releji , solenoīds, lampas utt. Zemāk redzamā diagramma ilustrē opto savienotāja un TTL shēmu saskarnes shēmu.
Saskarnes TTL IC ar Optocoupler
Šeit mēs varam redzēt, ka optrona IRED ir savienots pāri + 5 V un TTL vārtu izejai, nevis parastajam veidam, kas atrodas starp TTL izeju un zemi.
Tas ir tāpēc, ka TTL vārti tiek vērtēti, lai radītu ļoti zemas izejas strāvas (aptuveni 400 uA), bet ir norādīts, ka strāvu nogremdē diezgan lielā ātrumā (16 mA). Tāpēc iepriekšminētais savienojums ļauj optimāli aktivizēt strāvu IRED ikreiz, kad TTL ir zems. Tomēr tas arī nozīmē, ka izejas reakcija tiks apgriezta.
Vēl viens trūkums, kas pastāv ar TTL vārtu izeju, ir tāds, ka, ja tā izeja ir AUGSTA vai loģiska 1, tas var radīt aptuveni 2,5 V līmeni, kas var nebūt pietiekami, lai pilnībā izslēgtu IRED. Tam jābūt vismaz 4,5 V vai 5 V, lai varētu pilnībā izslēgt IRED.
Lai novērstu šo problēmu, ir iekļauts R3, kas nodrošina, ka IRED pilnībā izslēdzas ikreiz, kad TTL vārtu izeja pagriež HIGH pat ar 2,5 V.
Var redzēt, ka kolektora izejas tapa ir savienota starp TTL IC ieeju un zemi. Tas ir svarīgi, jo TTL vārtu ieejai jābūt atbilstoši iezemētai vismaz zem 0,8 V pie 1,6 mA, lai vārtu izejā nodrošinātu pareizu loģiku 0. Jāatzīmē, ka iepriekšējā attēlā parādītais iestatījums pie izejas ļauj neinvertēt reakciju.
CMOS IC saskarne ar Optocoupler
Atšķirībā no TTL kolēģiem, CMOS IC izejām ir iespēja bez problēmām iegūt un nogremdēt pietiekamu strāvu lielumu līdz pat daudziem mA.
Tādēļ šos IC var viegli sasaistīt ar optronu IRED izlietnes režīmā vai avota režīmā, kā parādīts zemāk.
Neatkarīgi no tā, kura konfigurācija ir izvēlēta ieejas pusē, R2 izejas pusē jābūt pietiekami lielai, lai CMOS vārtu izejā varētu pilnībā izvadīt spriegumu starp 0 un 1 loģisko stāvokli.
Arduino mikrokontrollera un BJT mijiedarbība ar Optocoupler
Iepriekš redzamais attēls parāda kā saskarni mikrokontrolleru vai Arduino izejas signāls (5 volti, 5 mA) ar salīdzinoši lielu strāvas slodzi caur optronu un BJT posmiem.
Ar HIGH + 5V loģiku no Arduino, gan optiskais savienotājs IRED, gan fototransistors paliek izslēgti, un tas ļauj Q1, Q2 un slodzes motoram palikt ieslēgtam.
Tiklīdz Arduino izeja pazeminās, optrons IRED aktivizējas un ieslēdz fototransistoru. Tas uzreiz pamato Q1 bāzes novirzi, izslēdzot Q1, Q2 un motoru.
Analogo signālu mijiedarbība ar optronu
Optronu var arī efektīvi izmantot analogo signālu saskarnēšanai divos ķēdes posmos, nosakot sliekšņa strāvu caur IRED un pēc tam to modulējot ar pielietoto analogo signālu.
Šajā attēlā parādīts, kā šo metodi var izmantot, lai savienotu analogo audio signālu.
Op amp IC2 ir konfigurēts kā vienības pieauguma sprieguma sekotāja ķēde. Var redzēt, ka opto-savienotāja IRED ir piesaistīts negatīvās atgriezeniskās saites lokam.
Šī cilpa liek spriegumam pāri R3 (un līdz ar to arī strāvai caur IRED) precīzi sekot vai izsekot spriegumam, kas tiek piemērots op pastiprinātāja tapai # 3, kas nav invertējošais ievades tapa.
Šis op3 pastiprinātāja pin3 ir iestatīts uz pusi no barošanas sprieguma, izmantojot R1, R2 potenciālo dalītāju tīklu. Tas ļauj pin3 modulēt ar maiņstrāvas signāliem, kas var būt audio signāls, un IRED apgaismojums mainās atbilstoši šim audio vai modulējošajam analogajam signālam.
IRED strāvas klusējošā strāva vai tukšgaitas strāvas pievilkšana tiek sasniegta ar 1 līdz 2 mA, izmantojot R3.
Optrona izejas pusē kluso strāvu nosaka fototransistors. Šī strāva attīsta spriegumu potenciometrā R4, kura vērtība ir jāpielāgo tā, lai tas ģenerētu mierīgu izeju, kas ir vienāda ar pusi no barošanas sprieguma.
Sekošanas modulētais audio-izejas signāla ekvivalents tiek izvilkts pa potenciometru R4 un atvienots caur C2 tālākai apstrādei.
Saskarsme Triac ar Optocoupler
Optronus var ideāli izmantot, lai izveidotu perfekti izolētu sakabi pāri zemas līdzstrāvas vadības ķēdei un augstas maiņstrāvas tīkla triac vadības ķēdei.
Līdzstrāvas ieejas zemes pusi ieteicams turēt pieslēgtu pareizai zemējuma līnijai.
Pilnīgu iestatīšanu var apskatīt šajā diagrammā:
Iepriekš minēto dizainu var izmantot izolētam tīkla maiņstrāvas spuldžu vadība , sildītāji, motori un citas līdzīgas slodzes. Šī ķēde nav nulles šķērsošanas kontrolēta iestatīšana, kas nozīmē, ka ieejas sprūda izraisīs triacu pārslēgšanos jebkurā maiņstrāvas viļņu formas punktā.
Šeit tīkls, ko veido R2, D1, D2 un C1, rada 10 V potenciāla starpību, kas iegūta no maiņstrāvas līnijas ieejas. Šis spriegums tiek izmantots izraisot triac līdz Q1 ikreiz, kad ievades puse tiek ieslēgta, aizverot slēdzi S1. Nozīme, kamēr S1 ir atvērts, optiskais savienotājs ir izslēgts, pateicoties Q1 nulles bāzes novirzei, kas uztur triacu izslēgtu.
Brīdī, kad S1 ir aizvērts, tas aktivizē IRED, kas ieslēdzas Q1. Q1 pēc tam savieno 10 V DC ar triac vārtiem, kas ieslēdz triac un galu galā ieslēdz arī pievienoto slodzi.
Nākamā augšējā ķēde ir veidota ar silīcija monolītu nulles sprieguma slēdzi CA3059 / CA3079. Šīs shēmas ļauj triakam iedarboties sinhroni, tas ir tikai nulles sprieguma šķērsošana maiņstrāvas cikla viļņu forma.
Nospiežot S1, opamps uz to reaģē tikai tad, ja triac ieejas maiņstrāvas cikls ir tuvu dažiem mV netālu no nulles šķērsošanas līnijas. Ja ievades trigeris tiek veikts, kamēr maiņstrāva nav tuvu nulles šķērsošanas līnijai, tad op amp gaida, līdz viļņu forma sasniedz nulles krustojumu, un tikai pēc tam ar pozitīvu loģiku no tās pin4 iedarbina triac.
Šī nulles šķērsošanas pārslēgšanas funkcija aizsargā savienojumu no pēkšņas milzīgas strāvas lēciena un smailes, jo ieslēgšana tiek veikta nulles šķērsošanas līmenī, nevis tad, kad maiņstrāva ir augstākajos pīķos.
Tas arī novērš nevajadzīgu RF troksni un traucējumus elektrolīnijā. Šo optocoupler triac bāzes nulles šķērsošanas slēdzi var efektīvi izmantot SSR vai cietvielu releji .
PhotoSCR un PhotoTriacs Optocoupler lietojumprogramma
Optronus, kuru fotodetektors ir fotoSCR un foto-Triac izejas forma, parasti vērtē ar zemāku izejas strāvu.
Tomēr, atšķirībā no citām optronu ierīcēm, optoTriac vai optoSCR ir diezgan augsta strāvas pārsprieguma apstrādes jauda (pulsējoša), kas var būt daudz augstāka nekā to nominālās RMS vērtības.
SCR optroniem pārsprieguma strāvas specifikācija var būt pat 5 ampēri, taču tas var būt 100 mikrosekundu impulsa platums un darba cikls ne vairāk kā 1%.
Izmantojot triac optiskos savienotājus, pārsprieguma specifikācija var būt 1,2 ampēri, kam jāilgst tikai 10 mikrosekundes impulsam ar maksimālo darba ciklu 10%.
Šajos attēlos ir redzamas dažas lietojumprogrammu shēmas, kurās izmantoti triac optiskie savienotāji.
Pirmajā diagrammā var redzēt, ka photoTriac ir konfigurēts, lai aktivizētu lampu tieši no maiņstrāvas līnijas. Šeit spuldzes nominālvērtība ir mazāka par 100 mA RMS un maksimālās ieslēgšanās strāvas attiecība ir mazāka par 1,2 ampēriem, lai optronu darbinātu droši.
Otrais dizains parāda, kā optisko savienotāju photoTriac var konfigurēt, lai iedarbinātu vergu Triac un pēc tam aktivizētu slodzi atbilstoši jebkurai vēlamajai jaudas kategorijai. Šo ķēdi ieteicams izmantot tikai ar pretestības slodzēm, piemēram, kvēlspuldzēm vai sildītāja elementiem.
Trešais attēls iepriekš parāda, kā varētu modificēt augšējās divas ķēdes apstrādājot induktīvās slodzes kā motori. Shēma sastāv no R2, C1 un R3, kas ģenerē fāzes nobīdi Triac vārtu piedziņas tīklā.
Tas ļauj triac veikt pareizu iedarbinošu darbību. Rezistori R4 un C2 tiek ieviesti kā piesātināts tīkls, lai nomāktu un kontrolētu pārsprieguma tapas induktīvās aizmugurējās EMF dēļ.
Visos iepriekšminētajos pielietojumos R1 jābūt izmērītam tā, lai IRED tiktu piegādāta ar vismaz 20 mA straumi uz priekšu, lai pareizi iedarbinātu triac fotodetektoru.
Ātruma skaitītāja vai RPM detektora lietojumprogramma
Iepriekš minētie skaitļi izskaidro pāris unikālus pielāgotus optisko savienotāju moduļus, kurus varētu izmantot ātruma skaitītāja vai apgriezienu skaita mērīšanas lietojumprogrammām.
Pirmajā koncepcijā ir parādīts pielāgots rievotu savienotāju-pārtraucēju komplekts. Mēs varam redzēt, ka starp IRED un fototransistoru ir ievietota sprauga gaisa spraugas veidā, kas ir uzstādīti uz atsevišķām kastēm, kas vērstas viena pret otru pāri gaisa spraugas spraugai.
Parasti, kamēr modulis tiek darbināts, infrasarkanais signāls spēj šķērsot slotu bez jebkādiem aizsprostojumiem. Mēs zinām, ka infrasarkano signālu var pilnībā bloķēt, ievietojot necaurspīdīgu objektu tā ceļā. Apspriestajā lietojumā, ja šķērslim, piemēram, riteņa spieķiem, ir atļauts pārvietoties caur spraugu, tiek pārtraukta IR signālu pāreja.
Pēc tam tie tiek pārveidoti par pulksteņa frekvenci fototransistora spaiļu izvadē. Šī izejas pulksteņa frekvence mainīsies atkarībā no riteņa ātruma, un to var apstrādāt vajadzīgajiem mērījumiem. .
Norādītās spraugas platums var būt 3 mm (0,12 collas). Moduļa iekšpusē izmantotajam fototransistoram ir jānorāda fototransistors ar minimālo VKS aptuveni 10% “atvērtajā” stāvoklī.
Modulis faktiski ir a kopija standarta optronu kam ir iebūvēts IR un fotorezistors, vienīgā atšķirība ir tā, ka šeit tie ir diskrēti samontēti atsevišķās kastēs ar gaisa spraugas spraugu, kas tos atdala.
Pirmo iepriekš minēto moduli var izmantot apgriezienu mērīšanai vai kā apgriezienu skaitītāju. Katru reizi, kad riteņa cilne šķērso optrona slotu, fototransistors izslēdzas, radot vienu skaitli.
Pievienotajā otrajā dizainā parādīts optronu modulis, kas paredzēts reaģēšanai uz atstarotajiem IR signāliem.
IRED un fototransistors ir uzstādīti moduļa atsevišķos nodalījumos tā, ka parasti tie viens otru neredz. Tomēr abas ierīces ir uzstādītas tā, ka abām ir kopīgs fokusa punkta leņķis, kas ir 5 mm (0,2 collu) attālumā.
Tas ļauj pārtraucēja modulim atklāt tuvumā esošus kustīgus objektus, kurus nevar ievietot plānā slotā. Šāda veida atstarotāja opto moduli var izmantot, lai uzskaitītu lielu priekšmetu pāreju pa konveijera lentēm vai priekšmetus, kas slīd pa padeves cauruli.
Otrajā attēlā iepriekš redzams, ka modulis tiek izmantots kā apgriezienu skaitītājs, kas uztver atstarotos IR signālus starp IRED un fototransistoru caur spoguļa atstarotājiem, kas uzstādīti uz rotējošā diska pretējās virsmas.
Atdalījums starp optronu moduli un vērpšanas disku ir vienāds ar emitera detektoru pāra 5 mm fokusa attālumu.
Riteņa atstarojošās virsmas var izgatavot, izmantojot metāla krāsu vai lenti, vai stiklu. Šos pielāgotos diskrētos optisko savienotāju moduļus varētu arī efektīvi pieteikties motora vārpstas apgriezienu skaitīšana un motora vārpstas apgriezieniem minūtē vai rotācijas minūtē mērījumus utt. Iepriekš aprakstīto Foto pārtraucēju un fotoreflektoru koncepciju var izveidot, izmantojot jebkuru opto detektora ierīci, piemēram, fotodarlingtona, photoSCR un photoTriac ierīces, atbilstoši izejas ķēdes konfigurācijas specifikācijām.
Durvju / logu ielaušanās trauksme
Iepriekš aprakstīto optoizolatora pārtraucēja moduli var efektīvi izmantot arī kā durvju vai logu ielaušanās trauksmi, kā parādīts zemāk:
Šī shēma ir efektīvāka un vieglāk uzstādāma nekā parastā magnētisko niedru releja tipa ielaušanās trauksme .
Šeit ķēde trauksmes signālam izmanto IC 555 taimerus kā viena šāviena taimeri.
Optoizolatora gaisa spraugas sprauga ir bloķēta ar sviras veida stiprinājumu, kas ir integrēts arī pie loga vai durvīm.
Gadījumā, ja durvis tiek atvērtas vai logs tiek atvērts, slotā esošais aizsprostojums tiek noņemts, un LED IR sasniedz fototransistorus un aktivizē vienu kadru monostabils IC 555 posms .
IC 555 nekavējoties iedarbina pjezo skaņas signālu par ielaušanos.
Pāri: LDR shēmas un darba princips Nākamais: Ledus brīdinājuma shēma automašīnām
