Оптапары, якія злучаюць ланцугі з выкарыстаннем аптычных сігналаў у якасці носьбіта, з'яўляюцца элементам, які дзейнічае ў галінах, дзе неабходная высокая дакладнасць, такіх як акустыка, медыцына і прамысловасць, з-за іх высокай універсальнасці і надзейнасці, такіх як даўгавечнасць і ізаляцыя.
Але калі і пры якіх абставінах працуе оптапара, і які прынцып яе ляжыць? Або, калі вы сапраўды выкарыстоўваеце фотапару ў сваёй уласнай працы з электронікай, вы можаце не ведаць, як яе выбраць і выкарыстоўваць. Таму што оптапару часта блытаюць з «фотатранзістар» і «фотадыёд». Такім чынам, пра тое, што такое фотапара, мы распавядзем у гэтым артыкуле.
Што такое фотапара?
Оптапара - гэта электронны кампанент, этымалогія якога - аптычная
муфта, што азначае «злучэнне са святлом». Часам таксама вядомы як оптапара, аптычны ізалятар, аптычная ізаляцыя і г. д. Ён складаецца з святловыпраменьвальнага элемента і святлопрымальнага элемента і злучае ланцуг уваходнага боку і ланцуга выхаднога боку праз аптычны сігнал. Паміж гэтымі ланцугамі няма электрычнага злучэння, іншымі словамі, яны знаходзяцца ў стане ізаляцыі. Такім чынам, ланцуговая сувязь паміж уваходам і выхадам асобная, і перадаецца толькі сігнал. Надзейнае злучэнне ланцугоў са значна рознымі ўзроўнямі ўваходнага і выхаднога напружання, з высокавольтнай ізаляцыяй паміж уваходам і выхадам.
Акрамя таго, перадаючы або блакуючы гэты светлавы сігнал, ён дзейнічае як перамыкач. Падрабязны прынцып і механізм будуць растлумачаны пазней, але святловыпраменьваючым элементам фотапары з'яўляецца святлодыёд (святловыпрамяняльны дыёд).
З 1960-х па 1970-я гады, калі былі вынайдзены святлодыёды і іх тэхналагічны прагрэс быў значным,оптаэлектронікастаў бум. У той час разнаптычныя прыладыбылі вынайдзены, і адным з іх быў фотаэлектрычны злучальнік. Пасля оптаэлектроніка хутка пранікла ў наша жыццё.
① Прынцып/механізм
Прынцып оптапары заключаецца ў тым, што святловыпрамяняльны элемент пераўтворыць уваходны электрычны сігнал у святло, а святлопрымальны элемент перадае светлавы зваротны электрычны сігнал у ланцуг выхаднога боку. Святловыпраменьвальны і святлопрымальны элемент знаходзяцца з унутранага боку блока знешняга святла, і яны знаходзяцца насупраць адзін аднаго, каб прапускаць святло.
Паўправаднік, які выкарыстоўваецца ў святловыпрамяняльных элементах, - гэта святлодыёд (святловыпрамяняльны дыёд). З іншага боку, існуе шмат відаў паўправаднікоў, якія выкарыстоўваюцца ў прыладах, якія прымаюць святло, у залежнасці ад асяроддзя выкарыстання, знешніх памераў, кошту і г.д., але ў цэлым найбольш часта выкарыстоўваюцца фотатранзістары.
Калі фотатранзістары не працуюць, яны праводзяць мала току, чым звычайныя паўправаднікі. Калі святло падае туды, фотатранзістар стварае фотаэлектрорухаючую сілу на паверхні паўправадніка P-тыпу і паўправадніка N-тыпу, дзіркі ў паўправадніку N-тыпу цякуць у p-вобласць, свабодны электронны паўправаднік у p-вобласць цячэ у п. вобл., і пацячэ ток.
Фотатранзістары не такія спагадныя, як фотадыёды, але яны таксама маюць эфект узмацнення выхаднога сігналу ў сотні да 1000 разоў больш, чым уваходны сігнал (з-за ўнутранага электрычнага поля). Такім чынам, яны досыць адчувальныя, каб улоўліваць нават слабыя сігналы, што з'яўляецца перавагай.
Па сутнасці, «блакітар святла», які мы бачым, - гэта электронная прылада з такім жа прынцыпам і механізмам.
Аднак перарывальнікі святла звычайна выкарыстоўваюцца ў якасці датчыкаў і выконваюць сваю ролю, прапускаючы блакавальны святло аб'ект паміж святловыпраменьвальным элементам і святлопрымальным элементам. Напрыклад, яго можна выкарыстоўваць для выяўлення манет і банкнот у гандлёвых аўтаматах і банкаматах.
② Асаблівасці
Паколькі оптапара перадае сігналы праз святло, ізаляцыя паміж бокам уваходу і бакам выхаду з'яўляецца галоўнай асаблівасцю. Высокая ізаляцыя не лёгка падвяргаецца ўздзеянню шуму, але таксама прадухіляе выпадковае працяканне току паміж суседнімі ланцугамі, што надзвычай эфектыўна з пункту гледжання бяспекі. Ды і сама канструкцыя адносна простая і разумная.
Унікальнай перавагай оптапар з-за іх доўгай гісторыі з'яўляецца багаты асартымент прадукцыі розных вытворцаў. Паколькі фізічнага кантакту няма, знос паміж дэталямі невялікі, а тэрмін службы даўжэй. З іншага боку, ёсць таксама асаблівасці, што святлоаддачу лёгка вагацца, таму што святлодыёд будзе павольна пагаршацца з цягам часу і тэмпературнымі зменамі.
Асабліва калі ўнутраныя кампаненты празрыстага пластыка на працягу доўгага часу становяцца мутнымі, гэта не можа быць вельмі добрым святлом. Аднак у любым выпадку тэрмін службы занадта доўгі ў параўнанні з кантактным кантактам механічнага кантакту.
Фотатранзістары звычайна больш павольныя, чым фотадыёды, таму яны не выкарыстоўваюцца для высакахуткаснай сувязі. Аднак гэта не з'яўляецца недахопам, бо некаторыя кампаненты маюць схемы ўзмацнення на баку выхаду для павелічэння хуткасці. На самай справе, не ўсе электронныя схемы маюць патрэбу ў павелічэнні хуткасці.
③ Выкарыстанне
Фотаэлектрычныя муфтыу асноўным выкарыстоўваюцца для пераключэння. Ланцуг будзе падключацца пры ўключэнні выключальніка, але з пункту гледжання вышэйзгаданых характарыстык, асабліва ізаляцыі і працяглага тэрміну службы, ён добра падыходзіць для сцэнарыяў, якія патрабуюць высокай надзейнасці. Напрыклад, шум з'яўляецца ворагам медыцынскай электронікі і аўдыёапаратуры/абсталявання сувязі.
Ён таксама выкарыстоўваецца ў сістэмах маторнага прывада. Прычына рухавіка ў тым, што хуткасць рэгулюецца інвертарам, калі ён працуе, але ён стварае шум з-за высокай магутнасці. Гэты шум не толькі прывядзе да выхаду з ладу самога рухавіка, але і пацячэ праз «зямлю», уплываючы на перыферыйныя прылады. У прыватнасці, абсталяванне з доўгай праводкай лёгка ўлоўлівае гэты высокі выхадны шум, таму, калі гэта адбудзецца на заводзе, гэта прывядзе да вялікіх страт, а часам і да сур'ёзных аварый. Выкарыстоўваючы для пераключэння оптапары з высокай ізаляцыяй, можна звесці да мінімуму ўздзеянне на іншыя схемы і прылады.
Па-другое, як выбраць і выкарыстоўваць оптапары
Як выкарыстоўваць правільную оптапару для прымянення ў дызайне вырабаў? Наступныя інжынеры па распрацоўцы мікракантролераў растлумачаць, як выбіраць і выкарыстоўваць оптапары.
① Заўсёды адкрыты і заўсёды зачынены
Ёсць два тыпы фотапар: тып, у якім перамыкач выключаны (выключаны), калі напружанне не пададзена, тып, у якім перамыкач уключаны (выключаны), калі напружанне пададзена, і тып, у якім выключальнік уключаецца пры адсутнасці напружання. Ужывайце і выключайце пры падачы напружання.
Першы называецца нармальна адкрытым, а другі - нармальна закрытым. Як выбраць, у першую чаргу залежыць ад таго, якая схема вам патрэбна.
② Праверце выхадны ток і прыкладзенае напружанне
Фотапары валодаюць уласцівасцю ўзмацнення сігналу, але не заўсёды прапускаюць напружанне і ток па жаданні. Вядома, гэта намінальны, але напружанне павінна быць прыменена з боку ўваходу ў адпаведнасці з жаданым выхадным токам.
Калі мы паглядзім на тэхнічны ліст прадукту, мы можам убачыць дыяграму, дзе па вертыкальнай восі - выхадны ток (ток калектара), а па гарызантальнай восі - уваходнае напружанне (напружанне калектар-эмітар). Ток калектара змяняецца ў залежнасці ад інтэнсіўнасці святла святлодыёда, таму прымяняйце напружанне ў адпаведнасці з жаданым выхадным токам.
Аднак вы можаце падумаць, што разлічаны тут выхадны ток дзіўна малы. Гэта значэнне току, якое ўсё яшчэ можа быць надзейна выведзена пасля ўліку пагаршэння якасці святлодыёда з цягам часу, таму яно меншае за максімальны рэйтынг.
Наадварот, бываюць выпадкі, калі выхадны ток не вялікі. Таму, выбіраючы оптапару, абавязкова ўважліва правярайце «выхадны ток» і выбірайце той прадукт, які яму адпавядае.
③ Максімальны ток
Максімальны ток праводнасці - гэта максімальнае значэнне току, якое можа вытрымаць оптапара пры правядзенні. Зноў жа, мы павінны пераканацца, што мы ведаем, колькі выхаду патрэбна праекту і якое ўваходнае напружанне, перш чым купляць. Упэўніцеся, што максімальнае значэнне і выкарыстоўваная сіла току не з'яўляюцца абмежаваннямі, але ёсць запас.
④ Правільна ўсталюйце фотапару
Выбраўшы правільную оптапару, давайце выкарыстаем яе ў рэальным праекце. Сама ўстаноўка простая, проста падключыце клемы, падлучаныя да кожнай ланцуга на баку ўваходу і баку выхаду. Аднак трэба быць асцярожным, каб не няправільна арыентаваць бок ўваходу і выхаду. Такім чынам, вы таксама павінны праверыць сімвалы ў табліцы даных, каб не выявіць, што ножка фотаэлектрычнага муфты няправільная пасля чарцяжа друкаванай платы.
Час публікацыі: 29 ліпеня 2023 г