OPTOCOUPLERS או OPTOISOLATORS הם מכשירים המאפשרים העברה יעילה של אות DC ונתונים אחרים על פני שני שלבי מעגל, ושומרים בו זמנית על בידוד חשמלי מעולה ביניהם.
מצמדים אופטיים הופכים שימושיים במיוחד כאשר נדרש לשלוח אות חשמלי על פני שני שלבי מעגל, אך עם בידוד חשמלי קיצוני על פני השלבים.
התקני צימוד אופטי עובדים כמעבירים ברמת לוגיקה בין שני מעגלים, יש לו את היכולת לחסום העברת רעש על פני המעגלים המשולבים, לבידוד רמות לוגיקה מקו זרם מתח גבוה ולחיסול לולאות קרקע.
מצמדים אופטיים הופכים לתחליף יעיל לממסרים , ולשנאים להתממשקות שלבי מעגלים דיגיטליים.
בנוסף, תגובת תדרים של מצמד אופטי מוכיחה שאין דומה לה במעגלים אנלוגיים.
מצמד אופטי בנייה פנימית
פנימי מצמד אופטי מכיל נורית אינפרא אדום או פולט IR (בנויה בדרך כלל באמצעות גליום ארסניד). נורית ה- IR הזו מחוברת אופטית למכשיר גלאי צילום סיליקון סמוך שהוא בדרך כלל טרנזיסטור פוטו, פוטודיודה או כל אלמנט רגיש לאור דומה). שני מכשירים משלימים אלה מוטבעים הרמטית באריזה אטומה לאור אטום.
האיור לעיל מציג מבט גזור של שבב מצמד אופטי כפול בשורה (DIP) בעל שישה פינים. כאשר המסופים המחוברים עם נורית ה- IR מסופקים במתח מוטה מתאים קדימה, הם פולטים באופן פנימי קרינת אינפרא-אדום באורך הגל של 900 עד 940 ננומטר.
אות IR זה נופל על גלאי הפוטו הסמוך שהוא בדרך כלל פוטו טרנזיסטור NPN (בעל רגישות מוגדרת באורך הגל הזהה), והוא מתנהל באופן מיידי ויוצר רצף על גבי מסופי האספן / הפולט שלו.
כפי שניתן לראות בתמונה, נורית ה- IR והפוטו-טרנזיסטור מותקנים על זרועות סמוכות של מסגרת עופרת.
מסגרת העופרת היא בצורה של הטבעה מגולפת ממתכת מוליכה דקה עם כמה ענפים כמו גימור. המצעים המבודדים הכלולים לחיזוק המכשיר נוצרים בעזרת הענפים הפנימיים. ה- pinout בהתאמה של מח'ש מפותחים בהתאמה מהענפים החיצוניים.
ברגע שנוצרו חיבורים מוליכים בין מארז למות לבין סיכות מסגרת העופרת המתאימות, החלל המקיף את נורית ה- IR והפוטו-טרנזיסטור אטום בתוך שרף נתמך IR שקוף שמתנהג כמו 'צינור אור' או מדריך גל אופטי בין שני מכשירי IR.
המכלול השלם יצוק לבסוף בשרף אפוקסי חסין אור ויוצר את חבילת DIP. בסיום, מסופי הסיכה של עופרת העופרת מכופפים למטה.
מצמד אופטי Pinout
התרשים שלמעלה מציג את דיאגרמת ה- pinout של מצמד האופטי האופייני בחבילת DIP. המכשיר ידוע גם כמבודד אופטי מכיוון שאין זרם מעורב בין שני השבבים, אלא רק אותות אור, וגם בגלל שפולט ה- IR וגלאי ה- IR כוללים בידוד ובידוד חשמלי של 100%.
השמות הפופולריים האחרים הקשורים למכשיר זה הם מצמד פוטו או מבודדים מצמידים פוטו.
אנו יכולים לראות שבסיס הטרנזיסטור הפנימי הפנימי מסתיים בסיכה 6 של ה- IC. בסיס זה נותר בדרך כלל ללא קשר מכיוון שמטרתם העיקרית של המכשירים היא לקשר את שני המעגלים באמצעות אות אור פנימי מבודד.
כמו כן סיכה 3 היא פינאוט פתוח או לא מחובר ואינו רלוונטי. אפשר להפוך את פוטו טרנזיסטור IR פנימי לפוטודיודה פשוט על ידי קיצור וחיבור סיכת הבסיס 6 עם סיכת הפולט 4.
עם זאת, ייתכן שהתכונה שלעיל לא תהיה נגישה במצמד אופטי בעל 4 פינים או מצמדים אופטיים מרובי ערוצים.
מאפייני מצמד אופטי
מצמד אופטי מציג מאפיין שימושי אחד מאוד והוא יעילות צימוד האור שלו המכונה יחס העברה שוטף, או CTR.
יחס זה משופר עם ספקטרום אותות LED LED תואם באופן אידיאלי לספקטרום הגילוי הטרנזיסטורי הסמוך לו.
CTR מוגדר אם כן כיחס זרם המוצא לזרם הקלט, ברמת הטיה מדורג של התקן מצמד אופטי ספציפי. הוא מיוצג באחוזים:
CTR = אניced/ אניfx 100%
כאשר המפרט מציע CTR של 100% הכוונה היא להעברת זרם יציאה של 1 mA לכל mA זרם אל נורית ה- IR. ערכי מינימום עבור שיעור הקליקים עשויים להציג וריאציות בין 20 ל 100% עבור מצמדים אופטיים שונים.
הגורמים שעשויים להשתנות ב- CTR תלויים במפרט המיידי של מתח אספקת הקלט והפלט והזרם למכשיר.
האיור לעיל מראה את העלילה האופיינית לזרם המוצא של פוטו טרנזיסטור פנימי מצמד אופטי (ICB) לעומת זרם קלט (IF) כאשר מוחל VCB של 10 וולט על פני סיכות האספן / הבסיס שלו.
מפרט חשוב של OptoCoupler
ניתן ללמוד על כמה מהפרמטרים החיוניים למפרט מצמד אופטי מהנתונים הבאים:
מתח בידוד (Viso) : הוא מוגדר כמתח AC מקסימלי מוחלט שיכול להתקיים על פני שלבי מעגל הקלט והפלט של מצמד האופטות, מבלי לגרום נזק למכשיר. הערכים הסטנדרטיים של פרמטר זה עשויים לרדת בין 500 וולט ל -5 קילו וולט RMS.
אתה: אפשר להבין את זה כמתח DC מקסימלי שניתן ליישם על גבי פינות הפוטו-טרנזיסטור של המכשיר. בדרך כלל זה עשוי לנוע בין 30 ל -70 וולט.
אם : זהו הזרם הקדימה המרבי של DC העשוי לזרום ב נורית ה- IR או ה- Iנֶטוֹ . זהו הערכים הסטנדרטיים של יכולת הטיפול הנוכחית שצוינו ליציאת פוטו-טרנזיסטור של המצמד האופטי, אשר עשויים לנוע בין 40-100 mA.
זמן עלייה / נפילה : פרמטר זה מגדיר את המהירות הלוגית של תגובת מצמד האופטי על פני נורית ה- IR הפנימית והפוטו-טרנזיסטור. זה עשוי להיות בדרך כלל בין 2 ל -5 מיקרו שניות הן לעלייה והן לנפילה. זה גם מספר לנו על רוחב הפס של מכשיר המצמד האופטי.
תצורה בסיסית של מצמד אופטי
האיור לעיל מראה מעגל מצמד אופטי בסיסי. כמות הזרם שעשויה לעבור דרך הפוטו-טרנזיסטור נקבעת על ידי זרם ההטיה הקדמי המופעל של נורית ה- IR או ה- Iנֶטוֹ, למרות היותם מופרדים לחלוטין.
בעוד המתג S1 מוחזק פתוח, הזרם זורם דרך ה- Iנֶטוֹהוא מעוכב, כלומר אין אנרגיית IR זמינה לפוטו-טרנזיסטור.
זה הופך את המכשיר ללא פעיל לחלוטין וגורם להתפתחות אפס של מתח נגד פלט R2.
כאשר S1 סגור, זרם מותר לזרום דרך ה- Iנֶטוֹו- R1.
זה מפעיל את נורית ה- IR שמתחילה להנפיק אותות IR על הפוטו-טרנזיסטור המאפשרת להדליק אותה, וזה בתורו גורם למתח יציאה להתפתח על פני R2.
מעגל מצמד אופטי בסיסי זה יגיב באופן טוב גם לאותות כניסה למיתוג ON / OFF.
עם זאת, במידת הצורך ניתן לשנות את המעגל לעבודה עם אותות קלט אנלוגיים וליצור אותות יציאה אנלוגיים תואמים.
סוגי מצמדים אופטיים
פוטו טרנזיסטור של כל מצמד אופטי עשוי להגיע עם רווח יציאת פלט ומפרט עבודה רבים ושונים. התרשים שמוסבר להלן מתאר שש צורות אחרות של וריאנטים של מצמדים אופטיים שיש להם שילובים ספציפיים משלהם של גלאי פוטו IRED ופלט.
הגרסה הראשונה שלעיל מציינת סכמטי מצמד אופטי של קלט דו-כיווני ופלט-טרנזיסטור הכוללים כמה IRED של גליום-ארסניד מחוברים גב אל גב לצורך צימוד אותות AC קלט, וגם כדי להגן מפני קלט קוטביות הפוכה.
בדרך כלל גרסה זו עשויה להציג שיעור קליקים מינימלי של 20%.
הסוג הבא לעיל ממחיש מצמד אופטו שהפלט שלו משופר עם מגבר פוטו-דרלינגטון מבוסס סיליקון. זה מאפשר לו לייצר זרם פלט גבוה יותר בהשוואה למצמד האופטו הרגיל האחר.
בשל אלמנט דרלינגטון בפלט, מצמדים אופטיים מסוג זה יכולים לייצר מינימום של 500% CTR כאשר מתח הקולט-לפולט הוא סביב 30 עד 35 וולט. נראה כי גודל זה גבוה פי עשרה ממצמד אופטי רגיל.
עם זאת, יתכן ואלה אינם מהירים כמו המכשירים הרגילים האחרים וזה עשוי להיות פשרה משמעותית בעבודה עם מצמד פוטו-דרלינגטון.
כמו כן, ייתכן שיש בה כמות מופחתת של רוחב הפס היעיל בכ- גורם של עשרה. גרסאות סטנדרטיות לתעשייה של מצמדים אופטיים של דרלינגטון הם 4N29 עד 4N33 ו- 6N138 ו- 6N139.
אתה יכול גם להשיג אותם כמצמדי פוטו דרלינגטון כפול וארבע.
התרשים השלישי שלמעלה מציג מצמד אופטי בעל IRED ו- MOSFET פוטוסנסר המציגים תפוקה ליניארית דו כיוונית. טווח מתח הבידוד של גרסה זו יכול להיות גבוה ככל 2500 וולט RMS. טווח מתח הפירוק יכול להיות בטווח של 15 עד 30 וולט, ואילו זמני העלייה והירידה נעים סביב 15 מיקרו שניות כל אחד.
הגרסה הבאה לעיל מדגימה בסיסי SCR או תיריסטור חיישן אופטו מבוסס. כאן הפלט נשלט באמצעות SCR. מתח הבידוד של מצמדים מסוג OptoSCR הוא בדרך כלל סביב 1000 עד 4000 וולט RMS. הוא כולל מתח חסימה מינימלי של 200 עד 400 וולט. זרמי ההפעלה הגבוהים ביותר (Ifr) יכול להיות בסביבות 10 mA.
התמונה לעיל מציגה מצמד אופטי בעל פלט פוטוטראק. מצמדי פלט מבוססי תיריסטור מסוג זה כוללים בדרך כלל מתח חסימה קדימה (VDRM) של 400 וולט.
מצמדים אופטיים הכוללים מאפיין Schmitt trigger זמינים גם כן. מצמד אופטי מסוג זה מוצג לעיל וכולל חיישן אופטו מבוסס IC בעל IC שלט שמיט אשר ימיר גל סינוס או כל צורה של אות כניסה פעמו למתח יציאה מלבני.
מכשירים מבוססי פוטו-גלאי IC אלה נועדו למעשה לעבוד כמו מעגל רב-ויברטור. מתח בידוד עשוי לנוע בין 2500 ל 4000 וולט.
זרם ההפעלה מוגדר בדרך כלל בין 1 ל 10 mA. רמות אספקת העבודה המינימליות והמקסימליות הן בין 3 ל -26 וולט, ומהירות קצב הנתונים המרבית (NRZ) היא 1 מגה-הרץ.
מעגלי יישום
התפקוד הפנימי של מצמדים אופטיים דומה בדיוק לעבודה של מכלול משדר ומקלט IR שהוגדר באופן דיסקרטי.
בקרת זרם קלט
בדיוק כמו כל נורית אחרת, גם נורית ה- IR של מצמד אופטי זקוקה לנגד כדי לשלוט על זרם הקלט עד לגבולות בטוחים. נגד זה ניתן לחבר בשתי דרכים בסיסיות עם נורית המצמד האופטי, כפי שמוצג להלן:
את הנגד ניתן להוסיף בסדרה באמצעות מסוף האנודה (א) או מסוף הקתודה (ב) של ה- IRED.
מצמד אופטי AC
בדיונים הקודמים שלנו למדנו שכדי להזין AC, מומלץ להשתמש במצמדים האופטיים. עם זאת, ניתן להגדיר בבטחה כל מצמד אופטי רגיל עם כניסת AC על ידי הוספת דיודה חיצונית לסיכות כניסת IRED כפי שהוכח בתרשים הבא.
תכנון זה מבטיח גם בטיחות למכשיר מפני תנאי מתח כניסה לאחור בשוגג.
המרה דיגיטלית או אנלוגית
על מנת לקבל המרה דיגיטלית או אנלוגית ביציאה של מצמד האופטי, ניתן להוסיף נגד בסדרה עם סיכת אספן האופטטרנסיסטור או סיכת הפולט בהתאמה, המוצג להלן:
המרה לפוטו טרנזיסטור או פוטו דיודה
כפי שמצוין להלן, ניתן להמיר טרנזיסטור פלט של מצמד אופטי 6 פינים רגיל לפלט דיודות על ידי חיבור סיכת הבסיס 6 של הטרנזיסטור של טרנזיסטור הצילום שלו לקרקע, ועל ידי שמירה על הפולט ללא חיבור או קיצורו באמצעות פינ 6 .
תצורה זו גורמת לעלייה משמעותית בזמן העלייה של אות הקלט, אך גורמת גם לירידה דרסטית בערך ה- CTR עד 0.2%.
מצמד אופטי ממשק דיגיטלי
מצמדים אופטיים יכולים להיות מצוינים בכל הנוגע לממשק אותות דיגיטליים, המופעלים ברמות אספקה שונות.
ניתן להשתמש במצמדים אופטיים לממשק IC דיגיטלי למשפחת TTL, ECL או CMOS זהים, וכמו כן למשפחות שבבים אלו.
מצמדים אופטיים הם גם המועדפים כשמדובר בממשק בין מחשבים אישיים או מיקרו-בקרים למחשבים מרכזיים אחרים, או לעומסים כמו מנועים, ממסרים , סולנואיד, מנורות וכו '. התרשים המוצג להלן מדגים את תרשים הממשק של מצמד אופטו עם מעגלי TTL.
ממשק TTL IC עם מצמד אופטי
כאן אנו יכולים לראות כי ה- IRED של מצמד האופטי מחובר על פני + 5V ופלט השער TTL, במקום הדרך הרגילה שנמצאת בין פלט TTL לקרקע.
הסיבה לכך היא ששערי ה- TTL מדורגים לייצר זרמי תפוקה נמוכים מאוד (בסביבות 400 UA), אך הם מוגדרים לשקיע זרם בקצב גבוה למדי (16 mA). לכן החיבור הנ'ל מאפשר זרם הפעלה אופטימלי עבור IRED בכל פעם שה- TTL נמוך. עם זאת המשמעות היא גם שתגובת הפלט תהפוך.
חסרון נוסף שקיים ביציאת שער TTL הוא שכאשר תפוקתו גבוהה או לוגיקה 1, היא עשויה לייצר סביב רמת 2.5 וולט, אשר אולי לא תספיק כדי לכבות את ה- IRED באופן מלא. זה חייב להיות לפחות 4.5 וולט או 5 וולט כדי לאפשר כיבוי מלא של ה- IRED.
כדי לתקן בעיה זו, נכלל R3 אשר מוודא כי ה- IRED מכבה לחלוטין בכל פעם שפלט השער של TTL הופך גבוה אפילו עם 2.5 וולט.
ניתן לראות את סיכת הפלט של הקולט של מצמד האופטיקה מחוברת בין הקלט לקרקע של ה- TTL IC. זה חשוב מכיוון שקלט שער TTL חייב להיות מקורקע כהלכה לפחות מתחת ל -0.8 וולט ב -1.6 mA כדי לאפשר לוגיקה נכונה 0 ביציאת השער. יש לציין כי ההגדרה המוצגת באיור לעיל מאפשרת תגובה לא הפוכה ביציאה.
ממשק CMOS IC עם מצמד אופטי
שלא כמו עמית TTL, לפלטים של CMOS IC יש אפשרות למקוע ולהטביע עוצמת זרמים מספקת עד mAs רבים ללא בעיה.
לכן, ניתן להתממשק ממשקי IC אלה בקלות עם מצמד האופטי IRED במצב הכיור, או במצב המקור כפי שמוצג להלן.
לא משנה איזו תצורה נבחרה בצד הקלט, R2 בצד הפלט חייב להיות גדול דיו כדי לאפשר התנעה מלאה על מתח המוצא בין מצבי לוגיקה 0 ל- 1 ביציאת שער ה- CMOS.
ממשק מיקרו-בקר Arduino ו- BJT עם מצמד אופטי
האיור לעיל מראה כיצד לממשק מיקרו-בקר או ארדואינו אות פלט (5 וולט, 5 mA) עם עומס זרם גבוה יחסית דרך מצמד אופטי ושלבי BJT.
עם היגיון HIGH + 5V מהארדואינו, מצמד האופטי IRED ופוטו טרנזיסטור נותרים כבויים, וזה מאפשר ל- Q1, Q2 ומנוע העומס להישאר פועל.
כעת, ברגע שתפוקת Arduino נמוכה, מצמד האופטי IRED מפעיל ומפעיל את הפוטו-טרנזיסטור. זה מייבש באופן מיידי את הטיה הבסיסית של Q1, כיבוי Q1, Q2 והמנוע.
ממשק איתותים אנלוגיים עם מצמד אופטי
מצמד אופטי יכול לשמש גם ביעילות לממשק אותות אנלוגיים על פני שני שלבי מעגל על ידי קביעת זרם סף דרך ה- IRED ובהמשך לווסת אותו עם האות האנלוגי המיושם.
האיור הבא מראה כיצד ניתן ליישם טכניקה זו לצורך צימוד אות שמע אנלוגי.
מגבר ה- op2 IC2 מוגדר כמו מעגל עוקב מתח מתח. ניתן לראות את ה- IRED של המצמד האופטי מחובר לולאת המשוב השלילית.
לולאה זו גורמת לעקוב מדויק אחר המתח על פני R3 (ולכן הזרם דרך ה- IRED), או לעקוב אחר המתח המופעל על סיכה מס '3 של מגבר ה- OP, שהוא סיכת הכניסה ההפוכה.
Pin3 זה של מגבר אופציה מוגדר במחצית מתח האספקה באמצעות R1, R2 מחלק פוטנציאלי. זה מאפשר לווסת את ה- pin3 עם אותות AC שיכולים להיות אות שמע וגורם לתאורת ה- IRED להשתנות בהתאם לשמע זה או לאות האנלוגי המווסת.
זרם השקט או זרם הסרק של זרם ה- IRED מושגים ב -1 עד 2 mA באמצעות R3.
בצד הפלט של מצמד האופטות נקבע הזרם השקט על ידי הטרנזיסטור. זרם זה מפתח מתח על פני פוטנציומטר R4 שערכו צריך להיות מותאם כך שייצר פלט שקט השווה גם לחצי מתח האספקה.
מקבץ אותות פלט השמע המאופנן למעקב מופק על פני פוטנציומטר R4 ומפורק באמצעות C2 להמשך עיבוד.
ממשק טריאק עם מצמד אופטי
ניתן להשתמש באופן אידיאלי במצמדים אופטיים ליצירת צימוד מבודד לחלוטין על פני מעגל בקרת DC נמוך ומעגל בקרת טריאקס מבוסס זרם גבוה.
מומלץ לשמור על הצד הקרקעי של כניסת ה- DC מחובר לקו הארקה תקין.
ניתן לראות את ההגדרה המלאה בתרשים הבא:
העיצוב הנ'ל יכול לשמש מבודד שליטה במנורות AC , תנורי חימום, מנועים ועומסים דומים אחרים. מעגל זה אינו מוגדר מבוקר אפס חצייה, כלומר טריגר הקלט יביא לטריאק לעבור בכל נקודה של צורת הגל AC.
כאן הרשת שנוצרה על ידי R2, D1, D2 ו- C1 יוצרת הפרש פוטנציאלי של 10 וולט הנגזר מקלט קו AC. משתמשים במתח זה מפעילה את הטריאק דרך Q1 בכל פעם שצד הקלט מופעל על ידי סגירת המתג S1. המשמעות כל עוד S1 פתוח, מצמד האופטות כבוי עקב הטיה בסיסית של Q1, השומרת על כיבוי הטריאק.
ברגע ש- S1 נסגר הוא מפעיל את ה- IRED, שמפעיל את Q1. לאחר מכן, Q1 מחבר את 10 וולט DC לשער הטריאק שמפעיל את הטריאק, ובסופו של דבר גם מפעיל את העומס המחובר.
המעגל הבא לעיל תוכנן עם מתג אפס מתח סיליקון מונוליטי, CA3059 / CA3079. מעגלים אלה מאפשרים לטריאק להפעיל באופן סינכרוני, כלומר רק במהלך ה- מעבר מתח אפס של צורת הגל של מחזור AC.
כאשר לוחצים על S1, ה- opamp מגיב אליו רק אם מחזור ה- AC של כניסת ה- triac נמצא ליד כמה mV ליד קו האפס. אם טריגר הקלט מתבצע בזמן שה- AC אינו נמצא ליד קו האפס, אז מגבר ה- op ממתין עד שצורת הגל תגיע למעבר האפס ורק אז מפעילה את הטריאק באמצעות לוגיקה חיובית מהסיכה 4 שלו.
תכונת מיתוג אפס זו מגנה על המחוברים מפני נחשול זרם עצום פתאומי ועוצמה, מכיוון שההפעלה נעשית ברמת מעבר האפס ולא כאשר ה- AC נמצא בפסגותיו הגבוהות יותר.
זה גם מבטל רעשי RF מיותרים והפרעות בקו החשמל. מתג מעבר אפס מבוסס מצמד אופטי יכול לשמש ביעילות לייצור SSR או ממסרי מצב מוצק .
יישום מצמד אופטי PhotoSCR ו- PhotoTriacs
מצמדים אופטיים בעלי גלאי הפוטו שלהם בצורת פלט PhotoSCR ופלט צילום טריאק מדורגים בדרך כלל עם זרם פלט נמוך יותר.
עם זאת, בניגוד להתקני מצמד אופטי אחרים, optoTriac או optoSCR כוללים יכולת טיפול זרם נחשול גבוהה למדי (פועמת) שעשויה להיות גבוהה בהרבה מערכי ה- RMS המדורגים שלהם.
עבור מצמדים אופטיים של SCR, מפרט זרם הזינוק עשוי להיות גבוה עד 5 אמפר, אך זה יכול להיות בצורה של רוחב דופק של 100 מיקרו שניות ומחזור חובה לא יותר מ -1%.
עם מצמדים אופטיים טריאקים, מפרט הזינוק עשוי להיות 1.2 אמפר, אשר חייבים להחזיק מעמד רק לדופק של 10 מיקרו שניות עם מחזור חובה מקסימלי של 10%.
התמונות הבאות מציגות כמה מעגלי יישום המשתמשים במצמדים אופטיים טריאקים.
בתרשים הראשון, ניתן לראות את ה- photoTriac מוגדר להפעלת המנורה ישירות מקו ה- AC. כאן יש לדרג את הנורה בפחות מ -100 mA RMS ויחס זרם זרם שיא נמוך מ -1.2 אמפר לעבודה בטוחה של מצמד האופטי.
העיצוב השני מראה כיצד ניתן להגדיר את מצמד האופטי photoTriac להפעלת טריאק עבד, ובהמשך להפעלת עומס לפי כל דירוג הספק מועדף. מומלץ להשתמש במעגל זה רק עם עומסים התנגדותיים כגון מנורות ליבון או אלמנטים לתנור.
האיור השלישי לעיל ממחיש כיצד ניתן לשנות את שני המעגלים העליונים טיפול בעומסי אינדוקציה כמו מנועים. המעגל מורכב מ- R2, C1 ו- R3 המייצרים העברת פאזה ברשת כונן השער של הטריאק.
זה מאפשר לטריאק לעבור פעולת הפעלה נכונה. הנגד R4 ו- C2 מוצגים כרשת סנוברית לדיכוי ובקרת קפיצות נחשול עקב EMFs אינדוקטיביים לגב.
בכל היישומים הנ'ל, יש לממד את R1 כך שה- IRED יסופק עם זרם קדימה של לפחות 20 mA להפעלה נכונה של גלאי הפוטו-טריאק.
מונה מהירות או יישום גלאי סל'ד
האיורים לעיל מסבירים כמה מודולים ייחודיים של מצמדים אופטיים המותאמים אישית אשר יכולים לשמש ליישומי מדידת מהירות או סל'ד.
הרעיון הראשון מציג הרכבה מותאמת אישית של מצמד מחורר. אנו יכולים לראות חריץ בצורת פער אוויר ממוקם בין ה- IRED לפוטו-טרנזיסטור, המותקנים על תיבות נפרדות זו מול זו על פני חריץ פער האוויר.
בדרך כלל האות האינפרא אדום מסוגל לעבור על פני החריץ ללא חסימה בזמן שהמודול מופעל. אנו יודעים כי ניתן לחסום אותות אינפרא אדום לחלוטין על ידי הצבת אובייקט אטום בדרכו. ביישום הנדון כאשר מותר לחסום חסימה כמו חישורי גלגל דרך החריץ, גורם להפרעות במעבר אותות ה- IR.
אלה הופכים לאחר מכן לתדר שעון על פני הפלט של מסופי הפוטו-טרנזיסטור. תדר שעון פלט זה ישתנה בהתאם למהירות הגלגל, וניתן יהיה לעבד אותו למדידות הנדרשות. .
החריץ המצוין עשוי להיות ברוחב של 3 מ'מ (0.12 אינץ '). יש לציין את פוטו-טרנזיסטור שמשמש בתוך המודול עם פוטו-טרנזיסטור עם CTR מינימלי של כ -10% במצב 'פתוח'.
המודול הוא למעשה העתק של מצמד אופטי סטנדרטי עם IR משובץ ומנוע פוטו, ההבדל היחיד הוא שכאן אלה מורכבים באופן דיסקרטי בתוך קופסאות נפרדות עם חריץ פער אוויר המפריד ביניהם.
המודול הראשון שלעיל יכול לשמש למדידת מהפכה או כמו מונה מהפכה. בכל לשונית גלגל שחוצה את החריץ של מצמד האופטות, פוטו-טרנזיסטור נכבה ויוצר ספירה אחת.
התכנון השני המצורף מראה מודול מצמד אופטי שנועד להגיב לאותות IR מוחזרים.
ה- IRED והפוטו-טרנזיסטור מותקנים בתאים נפרדים במודול כך שבדרך כלל הם לא יכולים 'לראות' זה את זה. עם זאת שני המכשירים מותקנים בצורה כזו ששניהם חולקים זווית מוקד משותפת המרוחקת 5 מ'מ (0.2 אינץ ').
זה מאפשר למודול ההפרעה לאתר עצמים נעים בקרבת מקום שלא ניתן להכניסם לחריץ דק. ניתן להשתמש בסוג זה של מודול האופטו לרפלקטור לספירת מעבר של חפצים גדולים על גבי מסוע או חפצים המחליקים במורד צינור הזנה.
באיור השני לעיל אנו יכולים לראות את המודול מיושם כנגד מהפך המגלה את אותות ה- IR המשתקפים בין ה- IRED לפוטו-טרנזיסטור דרך מחזירי המראה המותקנים על המשטח הנגדי של הדיסק המסתובב.
ההפרדה בין מודול מצמד האופטי לדיסק המסתובב שווה לאורך המוקד 5 מ'מ של זוג גלאי הפולט.
ניתן לייצר את המשטחים המחזירים על הגלגל באמצעות צבע מתכתי או סרט, או זכוכית. ניתן ליישם באופן יעיל גם את המודולים המותאמים אישית של מצמדים אופטיים ספירת מהירות פיר המנוע , וסיבוב סל'ד של פיר המנוע או סיבוב לדקה וכו '. ניתן לבנות את המושגים של מפרידי צילום ומצלפי פוטו לעיל באמצעות כל מכשיר גלאי אופטו, כגון מכשירי פוטו דרלינגטון, פוטוסקר, פוטו טריאק, בהתאם למפרט תצורת מעגל הפלט.
אזעקת חדירת דלת / חלון
מודול ההפרעה האופטו-סולאטית שהוסבר לעיל יכול להיות יעיל גם כאל אזעקת חדירת דלתות או חלונות, כפי שמוצג להלן:
מעגל זה יעיל וקל יותר להתקנה מאשר המקובל מעורר חדירה ממסר קנה מגנטי .
כאן המעגל משתמש בטיימרים של IC 555 כטיימר חד פעמי להפעלת אזעקה.
חריץ פער האוויר של האופטואיזולטור חסום בעזרת סוג של חיבור מנוף, המשולב גם בחלון או בדלת.
במקרה שהדלת נפתחת או החלון נפתח, הסתימה בחריץ מוסרת, וה- IR IR מגיע לפוטו-טרנזיסטורים ומפעיל את הזריקה האחת. שלב IC 555 מונוסטאלי .
ה- IC 555 מפעיל באופן מיידי את זמזם הפיזו המתריע בנוגע לחדירה.
קודם: מעגלי LDR ועקרון עבודה הבא: מעגל אזהרת קרח למכוניות
