फोटोकपलर म्हणजे काय, फोटोकपलर कसा निवडायचा आणि वापरायचा?

ऑप्टोकपलर्स, जे ऑप्टिकल सिग्नल्सचा वापर करून सर्किट्सला माध्यम म्हणून जोडतात, हे एक घटक सक्रिय आहेत जेथे उच्च सुस्पष्टता अपरिहार्य आहे, जसे की ध्वनिशास्त्र, औषध आणि उद्योग, त्यांच्या उच्च अष्टपैलुत्व आणि विश्वासार्हतेमुळे, जसे की टिकाऊपणा आणि इन्सुलेशन.

परंतु ऑप्टोकपलर कधी आणि कोणत्या परिस्थितीत कार्य करते आणि त्यामागील तत्त्व काय आहे? किंवा जेव्हा तुम्ही तुमच्या स्वतःच्या इलेक्ट्रॉनिक्स कामात फोटोकपलर वापरता, तेव्हा ते कसे निवडायचे आणि कसे वापरायचे हे तुम्हाला कदाचित माहीत नसेल. कारण optocoupler अनेकदा "phototransistor" आणि "photodiode" मध्ये गोंधळलेला असतो. म्हणून, फोटोकपलर म्हणजे काय या लेखात सादर केले जाईल.
फोटोकपलर म्हणजे काय?

ऑप्टोकपलर हा एक इलेक्ट्रॉनिक घटक आहे ज्याची व्युत्पत्ती ऑप्टिकल आहे

युग्मक, ज्याचा अर्थ "प्रकाशासह जोडणे." कधीकधी ऑप्टोकपलर, ऑप्टिकल आयसोलेटर, ऑप्टिकल इन्सुलेशन इ. म्हणून देखील ओळखले जाते. यामध्ये प्रकाश उत्सर्जक घटक आणि प्रकाश प्राप्त करणारे घटक असतात आणि ऑप्टिकल सिग्नलद्वारे इनपुट साइड सर्किट आणि आउटपुट साइड सर्किट जोडतात. या सर्किट्समध्ये कोणतेही विद्युत कनेक्शन नाही, दुसऱ्या शब्दांत, इन्सुलेशनच्या स्थितीत. म्हणून, इनपुट आणि आउटपुटमधील सर्किट कनेक्शन वेगळे आहे आणि फक्त सिग्नल प्रसारित केला जातो. इनपुट आणि आउटपुट दरम्यान उच्च व्होल्टेज इन्सुलेशनसह लक्षणीय भिन्न इनपुट आणि आउटपुट व्होल्टेज पातळीसह सर्किट्स सुरक्षितपणे कनेक्ट करा.

याव्यतिरिक्त, हा प्रकाश सिग्नल प्रसारित करून किंवा अवरोधित करून, तो एक स्विच म्हणून कार्य करतो. तपशीलवार तत्त्व आणि यंत्रणा नंतर स्पष्ट केली जाईल, परंतु फोटोकपलरचा प्रकाश उत्सर्जक घटक एक LED (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) आहे.

1960 ते 1970 च्या दशकापर्यंत, जेव्हा एलईडीचा शोध लागला आणि त्यांची तांत्रिक प्रगती लक्षणीय होती,ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्सबूम बनले. त्यावेळी विविधऑप्टिकल उपकरणेशोध लावला होता, आणि फोटोइलेक्ट्रिक कपलर त्यापैकी एक होता. त्यानंतर, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्सने आपल्या जीवनात त्वरीत प्रवेश केला.

① तत्त्व/यंत्रणा

ऑप्टोकपलरचे तत्व असे आहे की प्रकाश उत्सर्जित करणारा घटक इनपुट इलेक्ट्रिकल सिग्नलला प्रकाशात रूपांतरित करतो आणि प्रकाश प्राप्त करणारा घटक आउटपुट साइड सर्किटमध्ये प्रकाश परत विद्युत सिग्नल प्रसारित करतो. प्रकाश उत्सर्जित करणारे घटक आणि प्रकाश प्राप्त करणारे घटक बाह्य प्रकाशाच्या ब्लॉकच्या आतील बाजूस असतात आणि प्रकाश प्रसारित करण्यासाठी ते दोघे एकमेकांच्या विरुद्ध असतात.

प्रकाश-उत्सर्जक घटकांमध्ये वापरलेला अर्धसंवाहक LED (प्रकाश-उत्सर्जक डायोड) आहे. दुसरीकडे, वापराचे वातावरण, बाह्य आकार, किंमत इत्यादींवर अवलंबून, प्रकाश प्राप्त करणाऱ्या उपकरणांमध्ये अनेक प्रकारचे सेमीकंडक्टर वापरले जातात, परंतु सर्वसाधारणपणे, फोटोट्रांझिस्टर सर्वात सामान्यपणे वापरले जाते.

कार्य करत नसताना, फोटोट्रान्सिस्टर्स सामान्य सेमीकंडक्टर्सच्या तुलनेत कमी प्रवाह वाहून नेतात. जेव्हा तेथे प्रकाशाची घटना घडते, तेव्हा फोटोट्रांझिस्टर पी-टाइप सेमीकंडक्टर आणि एन-टाइप सेमीकंडक्टरच्या पृष्ठभागावर एक फोटोइलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स तयार करतो, एन-टाइप सेमीकंडक्टरमधील छिद्र p प्रदेशात वाहतात, p प्रदेशात मुक्त इलेक्ट्रॉन सेमीकंडक्टर वाहतात. n प्रदेशात, आणि विद्युत् प्रवाह वाहेल.

फोटोट्रान्सिस्टर्स हे फोटोडायोड्सइतके प्रतिसाद देत नाहीत, परंतु त्यांचा आउटपुट इनपुट सिग्नलच्या शेकडो ते 1,000 पट वाढवण्याचा प्रभाव असतो (अंतर्गत इलेक्ट्रिक फील्डमुळे). म्हणून, ते अगदी कमकुवत सिग्नल उचलण्यासाठी पुरेसे संवेदनशील आहेत, जो एक फायदा आहे.

खरं तर, "लाइट ब्लॉकर" हे समान तत्त्व आणि यंत्रणा असलेले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे.

तथापि, लाइट इंटरप्टर्स सहसा सेन्सर म्हणून वापरले जातात आणि प्रकाश-उत्सर्जक घटक आणि प्रकाश-प्राप्त घटक यांच्यामध्ये प्रकाश-अवरोधक ऑब्जेक्ट पास करून त्यांची भूमिका पार पाडतात. उदाहरणार्थ, व्हेंडिंग मशीन आणि एटीएममध्ये नाणी आणि नोटा शोधण्यासाठी याचा वापर केला जाऊ शकतो.

② वैशिष्ट्ये

ऑप्टोकपलर प्रकाशाद्वारे सिग्नल प्रसारित करत असल्याने, इनपुट बाजू आणि आउटपुट बाजू यांच्यातील इन्सुलेशन हे एक प्रमुख वैशिष्ट्य आहे. उच्च इन्सुलेशनचा आवाजाचा सहज परिणाम होत नाही, परंतु लगतच्या सर्किट्समधील अपघाती विद्युत प्रवाह देखील रोखतो, जो सुरक्षिततेच्या दृष्टीने अत्यंत प्रभावी आहे. आणि रचना स्वतः तुलनेने सोपी आणि वाजवी आहे.

त्याच्या दीर्घ इतिहासामुळे, विविध उत्पादकांचे समृद्ध उत्पादन लाइनअप देखील ऑप्टोकपलरचा एक अद्वितीय फायदा आहे. शारीरिक संपर्क नसल्यामुळे, भागांमधील पोशाख लहान आहे आणि आयुष्य जास्त आहे. दुसरीकडे, अशी वैशिष्ट्ये देखील आहेत की चमकदार कार्यक्षमतेत चढ-उतार करणे सोपे आहे, कारण वेळ आणि तापमान बदलांसह एलईडी हळूहळू खराब होईल.

विशेषत: जेव्हा पारदर्शक प्लॅस्टिकचा अंतर्गत घटक बराच काळ ढगाळ होतो, तेव्हा तो खूप चांगला प्रकाश असू शकत नाही. तथापि, कोणत्याही परिस्थितीत, यांत्रिक संपर्काच्या संपर्क संपर्काच्या तुलनेत आयुष्य खूप लांब आहे.

फोटोट्रान्सिस्टर्स सामान्यत: फोटोडायोड्सपेक्षा हळू असतात, म्हणून ते उच्च-गती संप्रेषणासाठी वापरले जात नाहीत. तथापि, हे एक गैरसोय नाही, कारण काही घटकांमध्ये वेग वाढविण्यासाठी आउटपुट बाजूला प्रवर्धन सर्किट असतात. खरं तर, सर्व इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्सला वेग वाढवण्याची गरज नाही.

③ वापर

फोटोइलेक्ट्रिक जोडणारेमुख्यतः स्विचिंग ऑपरेशनसाठी वापरले जातात. स्विच चालू केल्याने सर्किट ऊर्जावान होईल, परंतु वरील वैशिष्ट्यांच्या दृष्टिकोनातून, विशेषत: इन्सुलेशन आणि दीर्घ आयुष्य, ते उच्च विश्वासार्हतेची आवश्यकता असलेल्या परिस्थितींसाठी योग्य आहे. उदाहरणार्थ, आवाज हा वैद्यकीय इलेक्ट्रॉनिक्स आणि ऑडिओ उपकरणे/संप्रेषण उपकरणांचा शत्रू आहे.

हे मोटर ड्राइव्ह सिस्टममध्ये देखील वापरले जाते. मोटर चालविण्याचे कारण म्हणजे इन्व्हर्टर चालविताना त्याचा वेग नियंत्रित केला जातो, परंतु उच्च आउटपुटमुळे तो आवाज निर्माण करतो. या आवाजामुळे केवळ मोटारच निकामी होणार नाही तर गौण घटकांना प्रभावित करणाऱ्या “जमिनीतून” वाहते. विशेषतः, लांब वायरिंगसह उपकरणे हा उच्च आउटपुट आवाज उचलणे सोपे आहे, त्यामुळे कारखान्यात असे झाल्यास, त्याचे मोठे नुकसान होते आणि कधीकधी गंभीर अपघात होतात. स्विचिंगसाठी अत्यंत इन्सुलेटेड ऑप्टोकपलर वापरून, इतर सर्किट्स आणि उपकरणांवर होणारा प्रभाव कमी केला जाऊ शकतो.

दुसरे, ऑप्टोकपलर कसे निवडायचे आणि कसे वापरायचे

उत्पादन डिझाइनमध्ये अनुप्रयोगासाठी योग्य ऑप्टोकपलर कसे वापरावे? खालील मायक्रोकंट्रोलर डेव्हलपमेंट अभियंते ऑप्टोकपलर कसे निवडायचे आणि कसे वापरायचे ते स्पष्ट करतील.

① नेहमी उघडे आणि नेहमी बंद

फोटोकपलरचे दोन प्रकार आहेत: एक प्रकार ज्यामध्ये व्होल्टेज लागू नसताना स्विच बंद (बंद) केला जातो, एक प्रकार ज्यामध्ये व्होल्टेज लागू झाल्यावर स्विच चालू (बंद) केला जातो आणि एक प्रकार ज्यामध्ये स्विच बंद केला जातो. व्होल्टेज नसताना चालू केले जाते. व्होल्टेज लागू झाल्यावर लागू करा आणि बंद करा.

पहिल्याला सामान्यपणे उघडे म्हणतात आणि नंतरचे सामान्यपणे बंद म्हणतात. कसे निवडायचे, प्रथम आपल्याला कोणत्या प्रकारचे सर्किट आवश्यक आहे यावर अवलंबून आहे.

② आउटपुट करंट आणि लागू व्होल्टेज तपासा

फोटोकपलरकडे सिग्नल वाढवण्याची मालमत्ता आहे, परंतु नेहमी व्होल्टेज आणि करंट इच्छेनुसार जात नाही. अर्थात, ते रेट केलेले आहे, परंतु इच्छित आउटपुट करंटनुसार इनपुट बाजूपासून व्होल्टेज लागू करणे आवश्यक आहे.

आम्ही उत्पादन डेटा शीट पाहिल्यास, आम्ही एक चार्ट पाहू शकतो जेथे अनुलंब अक्ष आउटपुट करंट (कलेक्टर करंट) आहे आणि क्षैतिज अक्ष इनपुट व्होल्टेज (कलेक्टर-एमिटर व्होल्टेज) आहे. एलईडी प्रकाशाच्या तीव्रतेनुसार कलेक्टर करंट बदलतो, म्हणून इच्छित आउटपुट करंटनुसार व्होल्टेज लावा.

तथापि, आपण विचार करू शकता की येथे गणना केलेले आउटपुट वर्तमान आश्चर्यकारकपणे लहान आहे. हे वर्तमान मूल्य आहे जे कालांतराने LED ची बिघाड लक्षात घेतल्यानंतरही विश्वसनीयरित्या आउटपुट केले जाऊ शकते, म्हणून ते कमाल रेटिंगपेक्षा कमी आहे.

त्याउलट, अशी प्रकरणे आहेत जिथे आउटपुट वर्तमान मोठे नाही. म्हणून, ऑप्टोकपलर निवडताना, "आउटपुट करंट" काळजीपूर्वक तपासण्याचे सुनिश्चित करा आणि त्याच्याशी जुळणारे उत्पादन निवडा.

③ कमाल करंट

जास्तीत जास्त वहन करंट हे जास्तीत जास्त वर्तमान मूल्य आहे जे ऑप्टोकपलर चालवताना सहन करू शकते. पुन्हा, आम्ही खरेदी करण्यापूर्वी प्रकल्पाला किती आउटपुट आवश्यक आहे आणि इनपुट व्होल्टेज काय आहे हे आम्हाला ठाऊक आहे याची खात्री करणे आवश्यक आहे. कमाल मूल्य आणि वापरलेले वर्तमान मर्यादा नाहीत, परंतु काही फरक आहे याची खात्री करा.

④ फोटोकप्लर योग्यरित्या सेट करा

योग्य ऑप्टोकपलर निवडल्यानंतर, त्याचा प्रत्यक्ष प्रकल्पात वापर करूया. इंस्टॉलेशन स्वतःच सोपे आहे, फक्त प्रत्येक इनपुट साइड सर्किट आणि आउटपुट साइड सर्किटशी कनेक्ट केलेले टर्मिनल कनेक्ट करा. तथापि, इनपुट बाजू आणि आऊटपुट बाजू चुकीची होऊ नये याची काळजी घेतली पाहिजे. म्हणून, तुम्ही डेटा टेबलमधील चिन्हे देखील तपासली पाहिजेत, जेणेकरून पीसीबी बोर्ड काढल्यानंतर तुम्हाला फोटोइलेक्ट्रिक कपलर फूट चुकीचे असल्याचे आढळणार नाही.