Tha optocouplers, a bhios a’ ceangal chuairtean le bhith a’ cleachdadh comharran optigeach mar mheadhan, nan eileamaid a tha gnìomhach ann an raointean far a bheil mionaideachd àrd riatanach, leithid fuaim-eòlas, leigheas agus gnìomhachas, air sgàth an iomadachd agus an earbsachd àrd, leithid seasmhachd agus insulation.
Ach cuin agus fo dè na suidheachaidhean a bhios an optocoupler ag obair, agus dè am prionnsapal air a chùlaibh? No nuair a chleachdas tu am photocoupler anns an obair eileagtronaigeach agad fhèin, is dòcha nach eil fios agad ciamar a thaghas tu agus a chleachdas tu e. Leis gu bheil optocoupler gu tric air a mheasgachadh le “phototransistor” agus “photodiode”. Mar sin, thèid dè a th’ ann am photocoupler a thoirt a-steach san artaigil seo.
Dè a th' ann an co-cheanglaiche-foto?
'S e pàirt dealain a th' anns an optocoupler agus 's e optaigeach a th' ann.
ceanglaiche, a tha a’ ciallachadh “a’ ceangal ri solas.” Uaireannan canar optocoupler, inneal-aonrachaidh optaigeach, insulation optaigeach, msaa. Tha e air a dhèanamh suas de eileamaid a tha a’ leigeil a-mach solais agus eileamaid a tha a’ faighinn solais, agus a’ ceangal cuairt taobh an cuir-a-steach agus cuairt taobh an toraidh tro chomharra optaigeach. Chan eil ceangal dealain eadar na cuairtean seo, ann am faclan eile, ann an staid insulation. Mar sin, tha an ceangal cuairte eadar an cuir-a-steach agus an toradh air leth agus chan eil ach an comharra air a thar-chuir. Ceangail cuairtean gu tèarainte le ìrean bholtaids cuir-a-steach agus toraidh gu math eadar-dhealaichte, le insulation bholtaids àrd eadar an cuir-a-steach agus an toradh.
A bharrachd air sin, le bhith a’ sgaoileadh no a’ bacadh an t-soidhne solais seo, bidh e ag obair mar suidse. Thèid am prionnsapal agus an dòigh-obrach mhionaideach a mhìneachadh nas fhaide air adhart, ach is e LED (diode a tha a’ leigeil a-mach solas) an eileamaid a tha a’ leigeil a-mach solas anns a’ photocoupler.
Bho na 1960an chun na 1970an, nuair a chaidh LEDs a chruthachadh agus bha na h-adhartasan teicneòlais aca cudromach,optoelectronicsthàinig e gu bhith na àrdachadh mòr. Aig an àm sin, diofarinnealan optaigeachchaidh an innleachadh, agus b’ e an coupler foto-dealain aon dhiubh. Às dèidh sin, thàinig optoelectronics gu bhith nar beatha gu luath.
① Prionnsabal/inneal-obrach
Is e prionnsabal an optocoupler gu bheil an eileamaid a tha a’ leigeil a-mach solas ag atharrachadh an comharra dealain a-steach gu solas, agus gu bheil an eileamaid a tha a’ faighinn solas a’ sgaoileadh an comharra dealain air ais chun chuairt taobh an toraidh. Tha an eileamaid a tha a’ leigeil a-mach solas agus an eileamaid a tha a’ faighinn solas air taobh a-staigh a’ bhloca solais a-muigh, agus tha an dithis mu choinneamh a chèile gus solas a sgaoileadh.
’S e an LED (diode a tha a’ leigeil a-mach solas) an leth-chonnsair a thathas a’ cleachdadh ann an eileamaidean a tha a’ leigeil a-mach solas. Air an làimh eile, tha iomadh seòrsa leth-chonnsair ann a thathas a’ cleachdadh ann an innealan a tha a’ faighinn solais, a rèir na h-àrainneachd cleachdaidh, meud a-muigh, prìs, msaa., ach san fharsaingeachd, ’s e am phototransistor as cumanta a thathas a’ cleachdadh.
Nuair nach eil iad ag obair, bidh phototransistors a’ giùlan glè bheag den t-sruth a bhios semiconductors àbhaisteach a’ giùlan. Nuair a thuiteas an solas an sin, bidh am phototransistor a’ gineadh feachd photoelectromotive air uachdar an leth-sheoltoir seòrsa-P agus an leth-sheoltoir seòrsa-N, bidh na tuill anns an leth-sheoltoir seòrsa-N a’ sruthadh a-steach don roinn p, bidh an leth-sheoltoir dealanach saor anns an roinn p a’ sruthadh a-steach don roinn n, agus bidh an sruth a’ sruthadh.
Chan eil fototransistors cho freagairteach ri fotodiodes, ach tha buaidh aca cuideachd air an toradh a mheudachadh gu ceudan gu 1,000 uair an comharra cuir a-steach (air sgàth an achaidh dealain a-staigh). Mar sin, tha iad mothachail gu leòr airson comharran lag a thogail eadhon, agus is e sin buannachd.
Gu dearbh, 's e inneal dealanach leis an aon phrionnsabal agus meacanaig a th' anns an "bacadh solais" a chì sinn.
Ach, mar as trice bidh luchd-brisidh solais air an cleachdadh mar mothachairean agus bidh iad a’ coileanadh an cuid obrach le bhith a’ cur nì a tha a’ bacadh solais eadar an eileamaid a tha a’ leigeil a-mach solas agus an eileamaid a tha a’ faighinn solas. Mar eisimpleir, faodar an cleachdadh gus buinn is notaichean banca a lorg ann an innealan-reic agus innealan ATM.
② Feartan
Leis gu bheil an optocoupler a’ sgaoileadh chomharran tro sholas, tha an insulation eadar an taobh cuir a-steach agus an taobh toraidh na phrìomh fheart. Chan eil fuaim a’ toirt buaidh air insulation àrd gu furasta, ach tha e cuideachd a’ cur casg air sruthadh sruth gun fhiosta eadar cuairtean faisg air làimh, rud a tha air leth èifeachdach a thaobh sàbhailteachd. Agus tha an structar fhèin an ìre mhath sìmplidh agus reusanta.
Air sgàth eachdraidh fhada an t-solais, tha raon farsaing de thoraidhean bho dhiofar luchd-saothrachaidh na bhuannachd shònraichte aig optocouplers. Leis nach eil conaltradh corporra ann, tha an caitheamh eadar na pàirtean beag, agus tha am beatha nas fhaide. Air an làimh eile, tha feartan ann cuideachd far a bheil èifeachdas solais furasta atharrachadh, leis gu bheil an LED a’ crìonadh mean air mhean le ùine agus atharrachaidhean teòthachd.
Gu h-àraidh nuair a bhios taobh a-staigh a’ phlastaig shoilleir sgòthach airson ùine mhòr, chan urrainn dha solas glè mhath a thoirt seachad. Ach, co-dhiù, tha am beatha ro fhada an taca ri beatha conaltraidh meacanaigeach.
Mar as trice, bidh fototransistors nas slaodaiche na fotodiodes, agus mar sin chan eilear gan cleachdadh airson conaltradh aig astar luath. Ach, chan e seo ana-cothrom, oir tha cuairtean leudachaidh aig cuid de na co-phàirtean air taobh an toraidh gus an astar a mheudachadh. Gu dearbh, chan fheum a h-uile cuairt dealanach an astar a mheudachadh.
③ Cleachdadh
Ceanglaichean foto-dealainair an cleachdadh sa mhòr-chuid airson obrachadh suidsichean. Thèid lùth a thoirt don chuairt le bhith a’ tionndadh an suidse air, ach a thaobh nan feartan gu h-àrd, gu sònraichte insulation agus fad-beatha, tha e gu math freagarrach airson suidheachaidhean a dh’ fheumas earbsachd àrd. Mar eisimpleir, is e fuaim nàmhaid electronics meidigeach agus uidheamachd claisneachd / uidheamachd conaltraidh.
Tha e cuideachd air a chleachdadh ann an siostaman dràibhidh motair. Is e an t-adhbhar airson a’ motair gu bheil an astar fo smachd an inverter nuair a thèid a dhràibheadh, ach bidh e a’ gineadh fuaim air sgàth an toraidh àrd. Chan e a-mhàin gun toir an fhuaim seo air a’ motair fhèin fàiligeadh, ach bidh e cuideachd a’ sruthadh tron “talamh” a’ toirt buaidh air innealan iomaill. Gu sònraichte, tha e furasta do uidheamachd le uèirichean fada an fhuaim toraidh àrd seo a thogail, agus mar sin ma thachras e san fhactaraidh, bidh e ag adhbhrachadh call mòr agus uaireannan bidh e ag adhbhrachadh thubaistean dona. Le bhith a’ cleachdadh optocouplers le insulation àrd airson suidseadh, faodar a’ bhuaidh air cuairtean agus innealan eile a lughdachadh.
San dàrna àite, mar a roghnaicheas agus a chleachdas tu optocouplers
Ciamar a chleachdas tu an optocoupler ceart airson a chur an sàs ann an dealbhadh toraidh? Mìnichidh na h-innleadairean leasachaidh meanbh-riaghladairean a leanas mar a thaghas agus a chleachdas tu optocouplers.
① Fosgailte an-còmhnaidh agus dùinte an-còmhnaidh
Tha dà sheòrsa de luchd-co-cheangail dhealbhan ann: seòrsa anns a bheil an suidse air a thionndadh dheth (dheth) nuair nach eil bholtadh air a chur an sàs, seòrsa anns a bheil an suidse air a thionndadh air (dheth) nuair a thèid bholtadh a chur an sàs, agus seòrsa anns a bheil an suidse air a thionndadh air nuair nach eil bholtadh ann. Cuir an sàs agus tionndaidh dheth nuair a thèid bholtadh a chur an sàs.
Canar fosgailte mar as trice ris a’ chiad fhear, agus dùinte mar as trice ris an fhear mu dheireadh. Tha mar a thaghas tu, an toiseach, an urra ri dè an seòrsa cuairt a dh’ fheumas tu.
② Thoir sùil air an t-sruth toraidh agus am bholtaids a chaidh a chur an sàs
Tha comas aig dealan-cheanglaichean an comharra a mheudachadh, ach chan eil iad an-còmhnaidh a’ dol tro bholtaids agus sruth aig toil. Gu dearbh, tha e air a mheas, ach feumar bholtaids a chuir an sàs bhon taobh cuir a-steach a rèir an t-sruth toraidh a tha thu ag iarraidh.
Ma choimheadas sinn air duilleag-dàta an toraidh, chì sinn clàr far a bheil an axis dhìreach a’ riochdachadh an t-sruth toraidh (sruth cruinneachaidh) agus an axis chòmhnard a’ riochdachadh bholtaids an cuir-a-steach (bholtaid cruinneachaidh-sgaoilidh). Bidh an sruth cruinneachaidh ag atharrachadh a rèir dian solais an LED, mar sin cuir am bholtaids an sàs a rèir an t-sruth toraidh a tha thu ag iarraidh.
Ach, is dòcha gum biodh tu a’ smaoineachadh gu bheil an sruth toraidh a chaidh obrachadh a-mach an seo gu math beag. Is e seo an luach srutha a dh’ fhaodar a thoirt a-mach gu earbsach fhathast às dèidh crìonadh an LED thar ùine a thoirt fa-near, agus mar sin tha e nas lugha na an ìre as àirde.
Air an làimh eile, tha cùisean ann far nach eil an sruth toraidh mòr. Mar sin, nuair a thaghas tu an optocoupler, bi cinnteach gun dèan thu sgrùdadh faiceallach air an “sruth toraidh” agus tagh an toradh a tha a’ freagairt ris.
③ An sruth as àirde
’S e an sruth giùlain as àirde an luach srutha as àirde as urrainn don optocoupler seasamh ris nuair a bhios e a’ giùlan. A-rithist, feumaidh sinn dèanamh cinnteach gu bheil fios againn dè an ìre toraidh a dh’ fheumas am pròiseact agus dè am bholtaids cuir a-steach mus ceannaich sinn. Dèan cinnteach nach eil an luach as àirde agus an sruth a thathar a’ cleachdadh nan crìochan, ach gu bheil beagan iomall ann.
④ Suidhich an co-cheanglaiche-foton gu ceart
Às dèidh dhuinn an optocoupler ceart a thaghadh, cleachdaidh sinn e ann am pròiseact fìor. Tha an stàladh fhèin furasta, dìreach ceangail na cinn-uidhe a tha ceangailte ri gach cuairt taobh cuir a-steach agus cuairt taobh toraidh. Ach, bu chòir a bhith faiceallach gun a bhith a’ cur an taobh cuir a-steach agus an taobh toraidh gu ceàrr. Mar sin, feumaidh tu cuideachd sùil a thoirt air na samhlaidhean anns a’ chlàr dàta, gus nach fhaic thu gu bheil cas a’ cho-cheangail foto-dealain ceàrr às deidh dhut am bòrd PCB a tharraing.
Àm puist: 29 Iuchar 2023