Dėl didelio universalumo ir patikimumo, pvz., ilgaamžiškumo ir izoliacijos, optronai, jungiantys grandines naudojant optinius signalus kaip terpę, yra elementas, veikiantis srityse, kuriose būtinas didelis tikslumas, pavyzdžiui, akustikoje, medicinoje ir pramonėje.
Tačiau kada ir kokiomis aplinkybėmis optronas veikia ir koks jo principas? Arba kai iš tikrųjų naudojate fotomovą savo elektronikos darbe, galite nežinoti, kaip ją pasirinkti ir naudoti. Kadangi optronas dažnai painiojamas su „fototranzistoriumi“ ir „fotodiodu“. Todėl šiame straipsnyje bus pristatyta, kas yra fotojungiklis.
Kas yra fotojungiklis?
Optronas yra elektroninis komponentas, kurio etimologija yra optinė
jungtis, o tai reiškia „sujungimas su šviesa“. Kartais taip pat žinomas kaip optronas, optinis izoliatorius, optinė izoliacija ir tt Jį sudaro šviesą skleidžiantis elementas ir šviesą priimantis elementas, kuris optiniu signalu sujungia įvesties šoninę grandinę ir išėjimo šoninę grandinę. Tarp šių grandinių nėra elektros jungties, kitaip tariant, izoliacijos būsenoje. Todėl grandinės jungtis tarp įėjimo ir išėjimo yra atskira ir perduodamas tik signalas. Saugiai prijunkite grandines, kurių įėjimo ir išėjimo įtampos lygiai skiriasi, su aukštos įtampos izoliacija tarp įvesties ir išvesties.
Be to, perduodamas arba blokuodamas šį šviesos signalą, jis veikia kaip jungiklis. Išsamus veikimo principas ir mechanizmas bus paaiškinti vėliau, tačiau šviesos diodas yra šviesos diodas (šviesos diodas).
Nuo septintojo dešimtmečio iki aštuntojo dešimtmečio, kai buvo išrasti šviesos diodai ir jų technologinė pažanga buvo reikšminga,optoelektronikatapo bumu. Tuo metu įvairiųoptiniai prietaisaibuvo išrastos, o fotoelektrinė jungtis buvo vienas iš jų. Vėliau optoelektronika greitai įsiskverbė į mūsų gyvenimą.
① Principas/mechanizmas
Optrono veikimo principas yra tas, kad šviesą skleidžiantis elementas įvesties elektrinį signalą paverčia šviesa, o šviesą priimantis elementas perduoda šviesos atgalinį elektrinį signalą į išėjimo pusės grandinę. Šviesą skleidžiantis elementas ir šviesos priėmimo elementas yra išorinės šviesos bloko vidinėje pusėje, o jie yra vienas priešais kitą, kad galėtų perduoti šviesą.
Šviesą spinduliuojančiuose elementuose naudojamas puslaidininkis yra LED (šviesos diodas). Kita vertus, šviesą priimančiuose įrenginiuose naudojama daugybė puslaidininkių, priklausomai nuo naudojimo aplinkos, išorinio dydžio, kainos ir pan., tačiau apskritai dažniausiai naudojamas fototranzistorius.
Kai neveikia, fototranzistoriai teka mažai srovės nei įprasti puslaidininkiai. Kai ten patenka šviesa, fototranzistorius sukuria fotoelektrovaros jėgą P tipo puslaidininkio ir N tipo puslaidininkio paviršiuje, N tipo puslaidininkio skylės teka į p sritį, laisvųjų elektronų puslaidininkis teka p srityje. į n sritį, ir srovė tekės.
Fototranzistoriai nėra tokie jautrūs kaip fotodiodai, tačiau jie taip pat sustiprina išvestį nuo šimtų iki 1000 kartų įvesties signalą (dėl vidinio elektrinio lauko). Todėl jie yra pakankamai jautrūs, kad paimtų net silpnus signalus, o tai yra privalumas.
Tiesą sakant, „šviesos blokatorius“, kurį matome, yra elektroninis įrenginys, turintis tą patį principą ir mechanizmą.
Tačiau šviesos pertraukikliai dažniausiai naudojami kaip jutikliai ir savo vaidmenį atlieka perleisdami šviesą blokuojantį objektą tarp šviesą skleidžiančio elemento ir šviesą priimančio elemento. Pavyzdžiui, jis gali būti naudojamas aptikti monetas ir banknotus prekybos automatuose ir bankomatuose.
② Savybės
Kadangi optronas perduoda signalus per šviesą, izoliacija tarp įvesties ir išvesties pusės yra pagrindinė savybė. Aukšta izoliacija nėra lengvai veikiama triukšmo, tačiau taip pat apsaugo nuo atsitiktinio srovės tekėjimo tarp gretimų grandinių, o tai yra ypač efektyvu saugumo požiūriu. Ir pati struktūra yra gana paprasta ir pagrįsta.
Dėl savo ilgos istorijos gausus įvairių gamintojų gaminių asortimentas taip pat yra unikalus optinių jungčių pranašumas. Kadangi nėra fizinio kontakto, dalių susidėvėjimas mažas, o tarnavimo laikas ilgesnis. Kita vertus, yra ir charakteristikų, kad šviesos efektyvumas lengvai svyruoja, nes šviesos diodas pamažu prastėja laikui bėgant ir keičiantis temperatūrai.
Ypač kai vidinis skaidraus plastiko komponentas ilgą laiką tampa drumstas, jis negali būti labai geras. Tačiau bet kuriuo atveju tarnavimo laikas yra per ilgas, palyginti su mechaninio kontakto kontaktiniu kontaktu.
Fototranzistoriai paprastai yra lėtesni nei fotodiodai, todėl jie nenaudojami didelės spartos ryšiui palaikyti. Tačiau tai nėra trūkumas, nes kai kurie komponentai turi stiprinimo grandines išėjimo pusėje, kad padidintų greitį. Tiesą sakant, ne visos elektroninės grandinės turi didinti greitį.
③ Naudojimas
Fotoelektrinės jungtysdaugiausia naudojami perjungimui. Grandinė bus maitinama įjungus jungiklį, tačiau, atsižvelgiant į aukščiau nurodytas charakteristikas, ypač izoliaciją ir ilgą tarnavimo laiką, ji puikiai tinka scenarijams, kuriems reikalingas didelis patikimumas. Pavyzdžiui, triukšmas yra medicinos elektronikos ir garso aparatūros/ryšių įrangos priešas.
Jis taip pat naudojamas variklio pavaros sistemose. Variklio priežastis yra ta, kad sukimosi greitį valdo keitiklis, tačiau jis kelia triukšmą dėl didelės galios. Dėl šio triukšmo ne tik pats variklis suges, bet ir tekės per „žemę“, paveikdamas periferinius įrenginius. Visų pirma, įranga su ilgais laidais lengvai atima šį didelį išėjimo triukšmą, todėl jei tai atsitiks gamykloje, tai sukels didelių nuostolių, o kartais ir rimtų nelaimingų atsitikimų. Perjungimui naudojant labai izoliuotas optines jungtis, galima sumažinti poveikį kitoms grandinėms ir įrenginiams.
Antra, kaip pasirinkti ir naudoti optines jungtis
Kaip naudoti tinkamą optroną gaminio projektavimui? Šie mikrovaldiklių kūrimo inžinieriai paaiškins, kaip pasirinkti ir naudoti optines jungtis.
① Visada atidarykite ir visada uždarykite
Yra dviejų tipų fotojungikliai: tipas, kuriame jungiklis išjungiamas (išjungiamas), kai nėra įtampa, tipas, kuriame jungiklis įjungiamas (išjungiamas), kai įjungiama įtampa, ir tipas, kuriame jungiklis įjungiamas, kai nėra įtampos. Įjunkite ir išjunkite, kai įjungta įtampa.
Pirmasis vadinamas normaliai atviru, o antrasis - normaliai uždaras. Kaip pasirinkti, pirmiausia priklauso nuo to, kokios grandinės jums reikia.
② Patikrinkite išėjimo srovę ir taikomą įtampą
Fotojungės turi savybę sustiprinti signalą, tačiau ne visada praleidžia įtampą ir srovę savo nuožiūra. Žinoma, jis yra vardinis, tačiau iš įvesties pusės reikia duoti įtampą pagal norimą išėjimo srovę.
Jei pažvelgsime į gaminio duomenų lapą, pamatysime diagramą, kurioje vertikali ašis yra išėjimo srovė (kolektoriaus srovė), o horizontali ašis - įėjimo įtampa (kolektoriaus-emiterio įtampa). Kolektoriaus srovė kinta priklausomai nuo LED šviesos intensyvumo, todėl naudokite įtampą pagal norimą išėjimo srovę.
Tačiau galite manyti, kad čia apskaičiuota išėjimo srovė yra stebėtinai maža. Tai yra dabartinė vertė, kurią vis tiek galima patikimai išvesti, atsižvelgiant į šviesos diodo gedimą laikui bėgant, todėl ji yra mažesnė už didžiausią įvertinimą.
Priešingai, yra atvejų, kai išėjimo srovė nėra didelė. Todėl rinkdamiesi optroną būtinai atidžiai patikrinkite „išėjimo srovę“ ir pasirinkite ją atitinkantį gaminį.
③ Didžiausia srovė
Didžiausia laidumo srovė yra didžiausia srovės vertė, kurią optronas gali atlaikyti laiduodamas. Vėlgi, prieš pirkdami turime įsitikinti, kad žinome, kiek projektui reikia išvesties ir kokia yra įvesties įtampa. Įsitikinkite, kad didžiausia vertė ir naudojama srovė nėra ribos, bet yra tam tikra atsarga.
④ Teisingai nustatykite fotojungiklį
Pasirinkę tinkamą optroną, panaudokime jį realiame projekte. Pats montavimas yra paprastas, tiesiog prijunkite gnybtus, prijungtus prie kiekvienos įvesties pusės grandinės ir išvesties pusės grandinės. Tačiau reikia pasirūpinti, kad nepažeistumėte įvesties ir išvesties pusių. Todėl taip pat turite patikrinti simbolius duomenų lentelėje, kad nubraižę PCB plokštę nepastebėsite, kad fotoelektrinės movos kojelė yra neteisinga.
Paskelbimo laikas: 2023-07-29