Transoptory - działanie, charakterystyka, interfejsy, obwody aplikacyjne

OPTOIZOLATORY LUB OPTOIZOLATORY to urządzenia umożliwiające sprawną transmisję sygnału DC i innych danych na dwóch stopniach obwodów, przy jednoczesnym zachowaniu doskonałego poziomu separacji galwanicznej między nimi.

Transoptory stają się szczególnie przydatne, gdy wymagane jest przesłanie sygnału elektrycznego przez dwa stopnie obwodu, ale z ekstremalnym stopniem izolacji elektrycznej między stopniami.

Urządzenia optoizolacyjne działają jako przełączniki poziomów logicznych między dwoma obwodami, mają możliwość blokowania przenoszenia szumów przez układy scalone, do izolowania poziomów logicznych z linii wysokiego napięcia AC oraz do eliminacji pętli masy.

Transoptory stają się skutecznym zamiennikiem do przekaźników i dla transformatorów do łączenia stopni obwodów cyfrowych.

Dodatkowo charakterystyka częstotliwościowa transoptora okazuje się nieporównywalna w obwodach analogowych.

Budowa wewnętrzna transoptora

Wewnątrz transoptor zawiera diodę LED emitującą podczerwień lub IR (zwykle zbudowaną z arsenku galu). Ta dioda podczerwieni jest optycznie połączona z sąsiednim silikonowym fotodetektorem, którym jest na ogół fototranzystor, fotodioda lub inny podobny element światłoczuły). Te dwa uzupełniające się urządzenia są hermetycznie osadzone w nieprzezroczystej, odpornej na światło obudowie.

Powyższy rysunek przedstawia szczegółowy widok typowego sześciopinowego układu transoptora typu dual-in-line (DIP). Gdy końcówki połączone z diodą IR LED są zasilane odpowiednim napięciem spolaryzowanym do przodu, wewnętrznie emituje promieniowanie podczerwone o długości fali w zakresie od 900 do 940 nanometrów.

Ten sygnał w podczerwieni pada na sąsiedni fotodetektor, który zwykle jest fototranzystorem NPN (o czułości ustawionej na identyczną długość fali) i natychmiast przewodzi, tworząc ciągłość na zaciskach kolektora / emitera.

Jak widać na obrazie, dioda podczerwieni i fototranzystor są zamontowane na sąsiednich ramionach ramki wyprowadzeń.

Ołowiana rama ma postać wytłoczki wyciętej z cienkiej przewodzącej blachy z kilkoma odgałęzieniami wykończeniowymi. Izolowane podłoża, które są zawarte w celu wzmocnienia urządzenia, są tworzone za pomocą wewnętrznych gałęzi. Odpowiednie wyprowadzenia DIP są odpowiednio rozwinięte z zewnętrznych odgałęzień.

Po ustanowieniu połączeń przewodzących między obudową matrycy a odpowiednimi pinami ramy wyprowadzeń, przestrzeń otaczająca diodę podczerwieni i fototranzystor zostaje uszczelniona przezroczystą żywicą na podczerwień, która zachowuje się jak `` światłowód '' lub światłowód pomiędzy dwa urządzenia IR.

Cały zespół jest ostatecznie formowany w odpornej na działanie światła żywicy epoksydowej, tworząc pakiet DIP. Na końcu końcówki pinowe ramy wyprowadzeń są starannie zagięte w dół.

Pinout transoptora

Powyższy schemat przedstawia schemat wyprowadzeń typowego transoptora w obudowie DIP. Urządzenie jest również znane jako izolator optyczny, ponieważ między dwoma układami scalonymi nie występuje prąd, a raczej tylko sygnały świetlne, a także dlatego, że nadajnik podczerwieni i detektor podczerwieni mają 100% izolację elektryczną i izolację.

Inne popularne nazwy związane z tym urządzeniem to transoptor lub izolatory sprzężone fotosprzężone.

Widzimy, że podstawa wewnętrznego tranzystora IR jest zakończona na pinie 6 układu scalonego. Ta podstawa jest zwykle nie podłączona, ponieważ głównym celem urządzeń jest połączenie dwóch obwodów za pomocą izolowanego wewnętrznego sygnału światła podczerwonego.

Podobnie pin 3 jest otwarty lub niepołączony i nie ma znaczenia. Możliwe jest przekształcenie wewnętrznego fototranzystora IR w fotodiodę, po prostu zwierając i łącząc styk bazowy 6 ze stykiem 4 emitera.

Jednak powyższa funkcja może nie być dostępna w przypadku 4-pinowego transoptora lub wielokanałowego transoptora.

Charakterystyka transoptora

Transoptor wykazuje jedną bardzo użyteczną cechę, a jest nią skuteczność sprzężenia światła, określana jako aktualny współczynnik transferu lub CTR.

Współczynnik ten jest wzmocniony idealnie dopasowanym widmem sygnału diody LED IR z sąsiednim widmem detekcji fototranzystora.

CTR jest zatem definiowany jako stosunek prądu wyjściowego do prądu wejściowego, przy znamionowym poziomie polaryzacji określonego urządzenia transoptorowego. Jest reprezentowany przez procent:

CTR = I_ced/ JA_fax 100%

Gdy specyfikacja sugeruje CTR 100%, odnosi się do transferu prądu wyjściowego 1 mA na każdy mA prądu do diody LED IR. Minimalne wartości CTR mogą wykazywać wahania od 20 do 100% dla różnych transoptorów.

Czynniki, które mogą zmieniać CTR, zależą od chwilowych specyfikacji wejściowego i wyjściowego napięcia zasilania oraz prądu doprowadzanego do urządzenia.

Powyższy rysunek przedstawia charakterystyczny wykres prądu wyjściowego wewnętrznego fototranzystora transoptora (I_CB) w porównaniu z prądem wejściowym (I_fa) po przyłożeniu VCB o napięciu 10 V na kołki kolektora / podstawy.

Ważne specyfikacje OptoCouplera

Na podstawie poniższych danych można przeanalizować kilka podstawowych parametrów specyfikacji transoptora:

Napięcie izolacji (Viso) : Jest definiowane jako bezwzględne maksymalne napięcie AC, które może występować na stopniach obwodu wejściowego i wyjściowego transoptora, bez powodowania jakichkolwiek uszkodzeń urządzenia. Standardowe wartości tego parametru mogą mieścić się w zakresie od 500 V do 5 kV RMS.

TY JESTEŚ: można to rozumieć jako maksymalne napięcie prądu stałego, które można przyłożyć do styków fototranzystora urządzenia. Zwykle może to wynosić od 30 do 70 woltów.

Gdyby : Jest to maksymalny ciągły prąd przewodzenia DC, który może płynąć w IR LED lub I_NETTO . Są to standardowe wartości obciążalności prądowej podawane na wyjściu fototranzystora transoptora, które mogą wynosić od 40 do 100 mA.

Czas narastania / opadania : Ten parametr określa logiczną szybkość odpowiedzi transoptora na wewnętrznej diodzie LED IR i fototranzystorze. Zwykle może to trwać od 2 do 5 mikrosekund zarówno dla wzrostu, jak i spadku. To mówi nam również o przepustowości urządzenia transoptorowego.

Podstawowa konfiguracja transoptora

Powyższy rysunek przedstawia podstawowy obwód transoptora. Ilość prądu, który może przepłynąć przez fototranzystor jest określana przez przyłożony prąd polaryzacji do przodu diody IR lub I_NETTOpomimo całkowitego oddzielenia.

Gdy przełącznik S1 jest otwarty, prąd płynie przez I_NETTOjest zablokowana, co oznacza, że ​​fototranzystor nie dysponuje energią IR.

Powoduje to, że urządzenie jest całkowicie nieaktywne, powodując zerowe napięcie na rezystorze wyjściowym R2.

Gdy S1 jest zamknięty, prąd może przepływać przez I_NETTOi R1.

To aktywuje diodę IR LED, która zaczyna emitować sygnały IR na fototranzystorze, umożliwiając mu włączenie, a to z kolei powoduje wzrost napięcia wyjściowego na R2.

Ten podstawowy obwód transoptorowy będzie szczególnie dobrze reagował na przełączające sygnały wejściowe WŁ. / WYŁ.

Jednak w razie potrzeby obwód można zmodyfikować, aby współpracował z analogowymi sygnałami wejściowymi i generował odpowiednie analogowe sygnały wyjściowe.

Rodzaje transoptorów

Fototranzystor dowolnego transoptora może mieć wiele różnych wzmocnień wyjściowych i specyfikacji roboczych. Schemat wyjaśniony poniżej przedstawia sześć innych form wariantów transoptorów, które mają swoje własne specyficzne kombinacje IRED i fotodetektora wyjściowego.

Pierwszy wariant powyżej wskazuje schemat dwukierunkowego wejścia i wyjścia fototranzystora z transoptorem z kilkoma połączonymi plecami IRED z arsenkiem galu do sprzęgania wejściowych sygnałów AC, a także do zabezpieczenia przed odwrotną polaryzacją na wejściu.

Zwykle ten wariant może wykazywać minimalny CTR na poziomie 20%.

Następny typ powyżej ilustruje opto-sprzęgacz, którego moc jest wzmocniona przez oparty na krzemie wzmacniacz fotodarlingtona. Pozwala to na wytwarzanie wyższego prądu wyjściowego w porównaniu z innym normalnym transoptorem.

Dzięki elementowi Darlingtona na wyjściu tego typu transoptory są w stanie wytworzyć minimum 500% CTR, gdy napięcie kolektor-emiter wynosi około 30 do 35 woltów. Ta wielkość wydaje się być około dziesięć razy większa niż w przypadku normalnego transoptora.

Jednak mogą one nie być tak szybkie, jak inne normalne urządzenia i może to być znaczący kompromis podczas pracy ze sprzęgłem fotodarlington.

Może też mieć mniej więcej dziesięciokrotnie mniej efektywnego pasma. Standardowe w branży wersje transoptorów fotoDarlington to 4N29 do 4N33 oraz 6N138 i 6N139.

Możesz je również otrzymać jako dwu- i czterokanałowe sprzęgacze fotodarlingtona.

Trzeci schemat powyżej przedstawia transoptor z IRED i fotosensor MOSFET z dwukierunkowym liniowym wyjściem. Zakres napięcia izolacji w tym wariancie może wynosić nawet 2500 V RMS. Zakres napięcia przebicia może wynosić od 15 do 30 woltów, a czasy narastania i opadania wynoszą po około 15 mikrosekund.

Następny wariant powyżej przedstawia podstawowy SCR lub tyrystor oparty na optycznym czujniku optycznym. Tutaj wyjście jest kontrolowane przez SCR. Napięcie izolacji sprzęgaczy typu OptoSCR wynosi zwykle około 1000 do 4000 woltów RMS. Charakteryzuje się minimalnymi napięciami blokującymi od 200 do 400 V. Najwyższe prądy załączania (I_fr) może wynosić około 10 mA.

Powyższy obrazek przedstawia transoptor z wyjściem fototriaka. Tego rodzaju oparte na tyrystorach sprzęgacze wyjściowe generalnie charakteryzują się napięciami blokującymi w kierunku przewodzenia (VDRM) 400 V.

Dostępne są również transoptory z właściwością wyzwalania Schmitta. Ten typ transoptora jest pokazany powyżej, który zawiera optosensor oparty na układzie scalonym z układem wyzwalającym Schmitta, który przekształca falę sinusoidalną lub jakąkolwiek formę impulsowego sygnału wejściowego na prostokątne napięcie wyjściowe.

Te urządzenia oparte na fotodetektorach IC są w rzeczywistości zaprojektowane do działania jak obwód multiwibratora. Napięcia izolacji mogą wynosić od 2500 do 4000 woltów.

Prąd włączenia jest zwykle określany w zakresie od 1 do 10 mA. Minimalne i maksymalne robocze poziomy zasilania mieszczą się w zakresie od 3 do 26 woltów, a maksymalna szybkość transmisji danych (NRZ) wynosi 1 MHz.

Obwody aplikacji

Wewnętrzne działanie transoptorów jest dokładnie podobne do działania dyskretnie skonfigurowanego zespołu nadajnika i odbiornika podczerwieni.

Kontrola prądu wejściowego

Podobnie jak każda inna dioda LED, dioda LED podczerwieni transoptora również potrzebuje rezystora, aby kontrolować prąd wejściowy do bezpiecznych granic. Ten rezystor można podłączyć na dwa podstawowe sposoby z diodą LED transoptora, jak pokazano poniżej:

Rezystor można dodać szeregowo z zaciskiem anodowym (a) lub zaciskiem katodowym (b) IRED.

Transoptor AC

We wcześniejszych dyskusjach dowiedzieliśmy się, że dla wejścia AC zalecane są transoptory AC. Jednak każdy standardowy transoptor można również bezpiecznie skonfigurować z wejściem AC, dodając zewnętrzną diodę do pinów wejściowych IRED, jak pokazano na poniższym schemacie.

Taka konstrukcja zapewnia również bezpieczeństwo urządzenia przed przypadkowym odwróceniem napięcia wejściowego.

Konwersja cyfrowa lub analogowa

Aby uzyskać konwersję cyfrową lub analogową na wyjściu transoptora, rezystor można dodać szeregowo odpowiednio z pinem kolektora optotranzystora lub pinem emitera, jak pokazano poniżej:

Konwersja do fototranzystora lub fotodiody

Jak wskazano poniżej, zwykły 6-pinowy foto-tranzystor wyjściowy DIP transoptora można przekształcić w wyjście fotodiody, łącząc styk bazowy tranzystora 6 z jego fototranzystora z masą i pozostawiając emiter niepodłączony lub zwierając go z pinem 6 .

Taka konfiguracja powoduje znaczne wydłużenie czasu narastania sygnału wejściowego, ale również powoduje drastyczne zmniejszenie wartości CTR do 0,2%.

Interfejs cyfrowy transoptora

Transoptory mogą być doskonałe, jeśli chodzi o cyfrowe interfejsy sygnału, działające na różnych poziomach zasilania.

Transoptory mogą być używane do łączenia cyfrowych układów scalonych w identycznej rodzinie TTL, ECL lub CMOS, a także w tych rodzinach chipów.

Transoptory są również faworytami, jeśli chodzi o łączenie komputerów osobistych lub mikrokontrolerów z innymi komputerami typu mainframe lub obciążeniami takimi jak silniki, przekaźniki , solenoid, lampy itp. Poniższy schemat przedstawia schemat połączeń transoptora z obwodami TTL.

Połączenie TTL IC z transoptorem

Tutaj widzimy, że IRED transoptora jest podłączony przez + 5V i wyjście bramki TTL, zamiast w zwykły sposób, który znajduje się między wyjściem TTL a masą.

Dzieje się tak, ponieważ bramki TTL są przystosowane do wytwarzania bardzo niskich prądów wyjściowych (około 400 uA), ale są przeznaczone do pobierania prądu z dość dużą szybkością (16 mA). Dlatego powyższe połączenie zapewnia optymalny prąd aktywacji dla IRED, gdy TTL jest niskie. Jednak oznacza to również, że odpowiedź wyjściowa zostanie odwrócona.

Inną wadą, która istnieje w przypadku wyjścia bramki TTL, jest to, że gdy jej wyjście jest WYSOKIE lub logiczne 1, może wytwarzać poziom około 2,5 V, co może nie wystarczyć do całkowitego wyłączenia IRED. Musi wynosić co najmniej 4,5 V lub 5 V, aby umożliwić całkowite wyłączenie IRED.

Aby rozwiązać ten problem, dołączono R3, który zapewnia, że ​​IRED wyłącza się całkowicie, gdy wyjście bramki TTL zmienia się w WYSOKI nawet przy 2,5 V.

Widać, że pin wyjściowy kolektora transoptora jest podłączony między wejściem a masą TTL IC. Jest to ważne, ponieważ wejście bramki TTL musi być odpowiednio uziemione co najmniej poniżej 0,8 V przy 1,6 mA, aby umożliwić prawidłową logikę 0 na wyjściu bramki. Należy zauważyć, że konfiguracja pokazana na powyższym rysunku umożliwia nieodwracającą odpowiedź na wyjściu.

Łączenie CMOS IC z transoptorem

W przeciwieństwie do odpowiednika TTL, wyjścia CMOS IC mogą bez problemu dostarczać i odprowadzać wystarczające prądy o wartości do wielu mA.

Dlatego te układy scalone można łatwo łączyć z transoptorem IRED w trybie ujścia lub źródła, jak pokazano poniżej.

Bez względu na to, która konfiguracja jest wybrana po stronie wejściowej, R2 po stronie wyjściowej musi być wystarczająco duży, aby umożliwić pełną zmianę napięcia wyjściowego między stanami logicznymi 0 i 1 na wyjściu bramki CMOS.

Połączenie mikrokontrolera Arduino i BJT z transoptorem

Powyższy rysunek pokazuje jak połączyć mikrokontroler lub Arduino sygnał wyjściowy (5 woltów, 5 mA) przy stosunkowo dużym obciążeniu prądowym przez transoptor i stopnie BJT.

Dzięki logice HIGH + 5 V z Arduino, transoptor IRED i fototranzystor pozostają wyłączone, co pozwala Q1, Q2 i silnikowi obciążenia pozostać włączone.

Teraz, gdy tylko wyjście Arduino spadnie do stanu niskiego, transoptor IRED aktywuje się i włącza fototranzystor. Powoduje to natychmiastowe uziemienie podstawowego obciążenia Q1, wyłączając Q1, Q2 i silnik.

Łączenie sygnałów analogowych za pomocą transoptora

Transoptor może być również skutecznie używany do łączenia sygnałów analogowych na dwóch etapach obwodu poprzez określenie prądu progowego przez IRED, a następnie modulowanie go za pomocą zastosowanego sygnału analogowego.

Poniższy rysunek przedstawia, w jaki sposób można zastosować tę technikę do sprzężenia analogowego sygnału audio.

Wzmacniacz operacyjny IC2 jest skonfigurowany jak obwód wtórnika napięcia o wzmocnieniu jedności. Podczerwień IRED opto-sprzęgacza można zobaczyć podłączoną do pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Ta pętla powoduje, że napięcie na R3 (a tym samym prąd płynący przez IRED) dokładnie podąża lub śledzi napięcie, które jest przyłożone do pinu nr 3 wzmacniacza operacyjnego, który jest pinem wejściowym nieodwracającym.

Ten pin3 jest wzmacniaczem operacyjnym ustawionym na połowę napięcia zasilania przez sieć dzielnika potencjału R1, R2. Pozwala to na modulowanie styku 3 za pomocą sygnałów AC, które mogą być sygnałem audio i powoduje, że oświetlenie IRED zmienia się zgodnie z tym dźwiękiem lub modulującym sygnałem analogowym.

Prąd spoczynkowy lub pobór prądu jałowego dla prądu IRED jest osiągany przy 1 do 2 mA przez R3.

Po stronie wyjściowej transoptora prąd spoczynkowy jest określany przez fototranzystor. Prąd ten wytwarza napięcie na potencjometrze R4, którego wartość należy regulować tak, aby generował wyjście spoczynkowe, które jest również równe połowie napięcia zasilania.

Odpowiednik modulowanego sygnału wyjściowego audio ze śledzeniem jest wyodrębniany przez potencjometr R4 i odsprzęgany przez C2 w celu dalszego przetwarzania.

Połączenie triaka z transoptorem

Transoptory mogą być idealnie wykorzystane do stworzenia doskonale izolowanego sprzężenia w obwodzie sterującym o niskim DC i obwodzie sterującym triaka o wysokim napięciu AC.

Zaleca się, aby strona uziemienia wejścia DC była podłączona do odpowiedniej linii uziemienia.

Całość konfiguracji można zobaczyć na poniższym schemacie:

Powyższy projekt może być użyty do izolowanego sterowanie lampami sieciowymi AC , grzejniki, silniki i inne podobne obciążenia. Ten obwód nie jest konfiguracją sterowaną przejściem przez zero, co oznacza, że ​​wyzwalanie wejścia spowoduje przełączenie triaka w dowolnym punkcie przebiegu prądu przemiennego.

Tutaj sieć utworzona przez R2, D1, D2 i C1 tworzy różnicę potencjałów 10 V wyprowadzoną z wejścia linii AC. To napięcie jest używane do wyzwalanie triaka przez Q1 zawsze, gdy strona wejściowa jest załączana poprzez zamknięcie przełącznika S1. Oznacza to, że tak długo, jak S1 jest otwarty, transoptor jest wyłączony z powodu zerowego odchylenia podstawy dla Q1, co powoduje, że triak jest wyłączony.

W momencie zamknięcia S1 aktywuje IRED, który włącza Q1. Q1 następnie podłącza 10 V DC do bramki triaka, która włącza triak, a ostatecznie również włącza podłączone obciążenie.

Następny obwód powyżej jest zaprojektowany z monolitycznym krzemowym przełącznikiem napięcia zerowego, CA3059 / CA3079. Obwody te umożliwiają synchroniczne wyzwalanie triaka, czyli tylko podczas przejście przez zero napięcia przebiegu cyklu AC.

Po naciśnięciu S1 wzmacniacz operacyjny reaguje na to tylko wtedy, gdy cykl wejściowy triaka AC jest bliski kilku mV w pobliżu linii przejścia przez zero. Jeśli wyzwalanie sygnału wejściowego jest wykonywane, gdy prąd przemienny nie znajduje się w pobliżu linii przejścia przez zero, wówczas wzmacniacz operacyjny czeka, aż przebieg osiągnie przejście przez zero i dopiero wtedy wyzwala triak poprzez logikę dodatnią ze swojego pinu 4.

Ta funkcja przełączania przejścia przez zero zabezpiecza podłączone urządzenie przed nagłym, ogromnym wzrostem i skokiem prądu, ponieważ włączanie odbywa się na poziomie przejścia przez zero, a nie wtedy, gdy napięcie przemienne osiąga wyższe wartości szczytowe.

Eliminuje to również niepotrzebne szumy RF i zakłócenia w linii energetycznej. Ten oparty na transoptorze triakowy przełącznik przejścia przez zero może być skutecznie używany do wytwarzania SSR lub przekaźniki półprzewodnikowe .

Zastosowanie transoptorów PhotoSCR i PhotoTriacs

Transoptory posiadające fotodetektor w postaci wyjścia fotoSCR i foto-triaka są generalnie znamionowane z niższym prądem wyjściowym.

Jednak w przeciwieństwie do innych transoptorów, optoTriac lub optoSCR charakteryzują się dość wysoką zdolnością przenoszenia prądu udarowego (impulsowego), która może być znacznie wyższa niż ich znamionowe wartości RMS.

W przypadku transoptorów SCR specyfikacja prądu udarowego może wynosić nawet 5 amperów, ale może mieć postać impulsu o szerokości 100 mikrosekund i cyklu pracy nie przekraczającym 1%.

W przypadku transoptorów z triakiem specyfikacja przepięcia może wynosić 1,2 A, co musi trwać tylko przez 10 mikrosekundowy impuls przy maksymalnym cyklu pracy 10%.

Poniższe obrazy przedstawiają kilka obwodów aplikacji wykorzystujących transoptory triakowe.

Na pierwszym schemacie można zobaczyć, że fotoTriac jest skonfigurowany do aktywacji lampy bezpośrednio z linii AC. Tutaj żarówka musi mieć znamionową wartość mniejszą niż 100 mA RMS i współczynnik szczytowego prądu rozruchowego niższy niż 1,2 A, aby zapewnić bezpieczną pracę transoptora.

Drugi projekt pokazuje, w jaki sposób transoptor fotoTriac można skonfigurować do wyzwalania podrzędnego triaka, a następnie aktywowania obciążenia zgodnie z dowolną preferowaną mocą znamionową. Ten obwód jest zalecany do użytku tylko z obciążeniami rezystancyjnymi, takimi jak żarówki lub elementy grzejne.

Trzeci rysunek powyżej ilustruje, jak można zmodyfikować dwa górne obwody obsługa obciążeń indukcyjnych jak silniki. Obwód składa się z R2, C1 i R3, które generują przesunięcie fazowe w sieci napędu bramki triaka.

Pozwala to triakowi przejść przez prawidłowe działanie wyzwalające. Rezystory R4 i C2 są wprowadzane jako sieć tłumiąca w celu tłumienia i kontrolowania skoków przepięć spowodowanych indukcyjnymi wstrząsami elektromagnetycznymi.

We wszystkich powyższych zastosowaniach R1 musi być tak zwymiarowane, aby do IRED dostarczany był prąd przewodzenia co najmniej 20 mA w celu prawidłowego wyzwolenia fotodetektora triakowego.

Aplikacja licznika prędkości lub detektora obrotów

Powyższe rysunki wyjaśniają kilka unikalnych niestandardowych modułów transoptorów, które mogą być używane w aplikacjach pomiaru prędkości lub prędkości obrotowej.

Pierwsza koncepcja przedstawia niestandardowy zespół szczelinowego łącznika-przerywacza. Widzimy, że szczelina w postaci szczeliny powietrznej jest umieszczona między IRED a fototranzystorem, które są zamontowane na oddzielnych skrzynkach zwróconych do siebie w poprzek szczeliny powietrznej.

Zwykle sygnał podczerwieni może przejść przez gniazdo bez żadnych blokad, gdy moduł jest zasilany. Wiemy, że sygnały podczerwone można całkowicie zablokować, umieszczając na ich drodze nieprzezroczysty obiekt. W omawianym zastosowaniu, gdy dopuści się do przejścia przez szczelinę przeszkody, takiej jak szprychy kół, powoduje to przerwanie przepływu sygnałów IR.

Są one następnie konwertowane na częstotliwość zegara na wyjściu zacisków fototranzystora. Ta wyjściowa częstotliwość zegara będzie się zmieniać w zależności od prędkości koła i może być przetwarzana w celu wykonania wymaganych pomiarów. .

Wskazana szczelina może mieć szerokość 3 mm (0,12 cala). Fototranzystor zastosowany wewnątrz modułu ma fototranzystor powinien mieć minimalny CTR około 10% w stanie „otwartym”.

Moduł jest w rzeczywistości repliką pliku standardowy transoptor z wbudowanym IR i fotoranzystorem, jedyna różnica polega na tym, że są one dyskretnie zamontowane w oddzielnych skrzynkach z oddzielającą je szczeliną powietrzną.

Pierwszy moduł powyżej może służyć do pomiaru obrotów lub jako licznik obrotów. Za każdym razem, gdy języczek koła przecina szczelinę transoptora, fototranzystor wyłącza się generując pojedyncze zliczanie.

Załączony drugi projekt przedstawia moduł transoptora zaprojektowany do reagowania na odbite sygnały IR.

IRED i fototranzystor są zainstalowane w oddzielnych przedziałach w module, tak że normalnie nie mogą się „widzieć”. Jednak oba urządzenia są zamontowane w taki sposób, że oba mają wspólny kąt ogniskowania oddalony o 5 mm (0,2 cala).

Umożliwia to modułowi przerywacza wykrywanie znajdujących się w pobliżu poruszających się obiektów, których nie można włożyć do cienkiego gniazda. Ten typ modułu odbłyśnika optycznego może być używany do zliczania przelotu dużych obiektów nad taśmami transportowymi lub obiektów ślizgających się po rurze zasilającej.

Na drugim rysunku powyżej widzimy, że moduł jest stosowany jako licznik obrotów, który wykrywa odbite sygnały IR między IRED a fototranzystorem poprzez odbłyśniki lustrzane zamontowane na przeciwległej powierzchni obracającego się dysku.

Odstęp między modułem transoptora a wirującym dyskiem jest równy ogniskowej 5 mm pary detektorów emitera.

Powierzchnie odblaskowe na kole mogą być wykonane przy użyciu metalicznej farby lub taśmy lub szkła. Te niestandardowe, dyskretne moduły transoptorów można również skutecznie zastosować liczenie obrotów wału silnika , oraz pomiar obrotów wału silnika lub obrotów na minutę itp. Wyjaśniona powyżej koncepcja przerywaczy foto i fotoreflektorów może być zbudowana przy użyciu dowolnego urządzenia detektora optycznego, takiego jak fotodarlington, fotoSCR i fotoTriac, zgodnie ze specyfikacjami konfiguracji obwodu wyjściowego.

Alarm włamania do drzwi / okien

Wyjaśniony powyżej moduł przerywacza optoizolatora może być również skutecznym alarmem włamaniowym do drzwi lub okna, jak pokazano poniżej:

Ten obwód jest bardziej efektywny i łatwiejszy do zainstalowania niż konwencjonalny alarm włamaniowy typu kontaktron magnetyczny .

W tym przypadku obwód wykorzystuje liczniki czasu IC 555 jako czasomierz jednorazowy do włączania alarmu.

Szczelina powietrzna optoizolatora jest blokowana za pomocą dźwigni, która jest również zintegrowana z oknem lub drzwiami.

W przypadku otwarcia drzwi lub okna blokada w gnieździe zostaje usunięta, a dioda IR dociera do fototranzystorów i uruchamia jeden strzał monostabilny stopień IC 555 .

IC 555 natychmiast wyzwala piezoelektryczny brzęczyk ostrzegający o włamaniu.