Opto quang là gì . Hiểu rõ opto quang trong 5 phút

Mở đầu

Opto quang còn có các cách gọi khác là Photocouplers, Opto-couplers hoặc Opto-isolators. Để đơn giản trong bài viết này Dientu5ngay  chúng mình sẽ sử dụng tên gọi “Opto quang” cho thống nhất nhé. Rồi, chúng ta cùng bắt đầu đi tìm hiểu về Opto quang là gì ngay nào.

Opto quang là gì ?

Opto quang là một linh kiện điện tử dùng để truyền tín hiệu điện gián tiếp ( nhờ vào ánh sáng ) giữa những mạch điện có sự chênh lệch cao về điện áp .

Thay vì phải truyền tín hiệu điện trực tiếp từ mạch này sang mạch kia, chỉ cần sử dụng Opto quang có một bộ phận phát quang, một bộ phận thu quang. Điều này hoàn toàn có thể xử lý được yếu tố này một cách đơn thuần. Vậy thì tất cả chúng ta cùng đi tìm hiểu và khám phá cụ thể về cấu trúc của Opto quang nhé .

Cấu tạo của Opto quang

Cấu tạo của Opto quang có chứa hai phần thiết yếu đó là :

Bộ phận phát quang (phát ánh sáng ):

Bộ phát quang nằm ở phía đầu vào và lấy tín hiệu điện và chuyển nó thành tín hiệu ánh sáng. Điển hình của bộ phát sáng là một điốt phát quang .

Bộ thu quang (thu ánh sáng):

Bộ phát hiện ánh sáng trong Opto quang và chuyển nó trở lại thành tín hiệu điện. Bộ phận thu quang hoàn toàn có thể là bất kể một trong số những loại thiết bị như điốt quang, điện trở quang, photo transistor, photodarlington, v.v.

Bộ phát quang và thu quang được kiểm soát và điều chỉnh để tương thích với nhau, có bước sóng tương thích để đạt được sự ghép nối tối đa .
Opto quang cũng hoàn toàn có thể chứa những mạch điện khác. Ví dụ : nó hoàn toàn có thể gồm có điện trở tiếp nối đuôi nhau cho đèn LED hoặc cũng hoàn toàn có thể gồm có bộ khuếch đại đầu ra .

Thuật ngữ photocoupler / optocoupler

Các thuật ngữ photocoupler, optocoupler và opto-isolator thường được sử dụng sửa chữa thay thế cho nhau trong tài liệu kỹ thuật và điện tử. Để đơn thuần trong kỹ thuật những kỹ sư chỉ gọi chung là opto cho dễ nhớ .

Về lý thuyết mà nói, có sự khác biệt giữa các thuật ngữ optoisolator và optocoupler. Yếu tố phân biệt giữa bộ ghép quang và bộ cách ly quang là ở sự chênh lệch điện áp hiệu dụng ​​giữa đầu vào và đầu ra:

Opto-coupler

Opto-coupler thường được sử dụng để truyền thông tin kỹ thuật số tựa như giữa những mạch trong khi vẫn duy trì sự cách ly về điện ở điện thế lên đến 5000 Vôn .

Opto-isolator

Bộ cách ly quang thường được sử dụng trong mạng lưới hệ thống điện và được sử dụng để truyền thông tin tương tự như hoặc kỹ thuật số giữa những mạch có điện thế chênh lệch trên 5000 Vôn .

Đây là hướng dẫn sơ bộ về sự khác biệt giữa optocouplers và optoisolator. Tuy nhiên, các thuật ngữ vẫn được sử dụng rộng rãi thay thế cho nhau.

Nguyên lý hoạt động giải trí của Opto quang như thế nào ?

Ở đây để đơn thuần, trong bài viết này sẽ lấy ví dụ về Opto quang PC817. Sơ đồ được trình diễn như hình vẽ :

Opto PC817 là một loại Opto quang cấu tạo từ Diode và PhotoTransistor- loại Opto quang phổ biến nhất hiện nay. Trên sơ đồ ta thấy, khi có tín hiệu điện 5V chạy qua phần phát quang (Diode) của PC817. Lúc này diode phát ra một ánh sáng có bước sóng sáng định. PhotoTransistor (bộ phận thu quang) thu được ánh sáng phát ra và lúc này mở thông mạch. Lúc này có Transistor T1 được định thiên, mạch hoạt động làm cho tải M hoạt động. Vậy nên, dù tải có ăn dòng lớn nhưng qua bộ cách ly quang (Opto quang) sẽ giúp bảo vệ an toàn cho mạch điện điều khiển.

Ứng dụng của Opto trong thực tiễn

Sau khi đã trả lời được câu hỏi Opto quang là gì chúng ta tiếp tục tìm hiểu ứng dụng của Opto quang.IC quang hay bộ ghép quang (Optocouplers) và bộ cách ly quang (opto-isolators)  có thể được sử dụng riêng hoặc để chuyển đổi một loạt các thiết bị điện tử lớn hơn khác như bóng bán dẫn và triac cung cấp cách ly điện cần thiết bằng tín hiệu điều khiển điện áp thấp hơn, ví dụ tín hiệu từ Arduino hoặc bộ điều khiển MCU, và tín hiệu đầu ra điện áp hoặc dòng điện cao hơn nhiều.

Các ứng dụng phổ cập cho Opto quang gồm có chuyển mạch đầu vào / đầu ra của bộ vi giải quyết và xử lý, điều khiển và tinh chỉnh nguồn DC và AC, truyền thông online PC, cách ly tín hiệu và kiểm soát và điều chỉnh nguồn phân phối điện, v.v. Tín hiệu điện được truyền hoàn toàn có thể là tín hiệu tương tự như ( Analog ) hoặc kỹ thuật số ( Digital ). Dưới đây là một số ít ứng dụng đơn cử :

Ứng dụng Opto quang làm công tắc nguồn DC

Trong ứng dụng này, optocoupler được sử dụng để phát hiện hoạt động của công tắc hoặc một loại tín hiệu đầu vào kỹ thuật số khác. Điều này rất hữu ích nếu công tắc hoặc tín hiệu được phát hiện nằm trong môi trường nhiễu điện. Đầu ra có thể được sử dụng để vận hành mạch ngoài, đèn hoặc làm đầu vào cho PC hoặc bộ vi xử lý.

Ở đây trong ví dụ này, điện trở 270 kΩ được liên kết bên ngoài được sử dụng để trấn áp độ nhạy của cực B của PhotoTransistor. Giá trị của điện trở hoàn toàn có thể được chọn để tương thích với thiết bị phát quang đã chọn. Bên cạnh đó độ nhạy chuyển mạch cũng cần lựa chọn cần tương thích. Tụ điện ngăn ngừa mọi đột biến hoặc quá độ không mong ước từ việc kích sai cực B của PhotoTransistor .

Ứng dụng Opto quang tích hợp với Triac

Ngoài việc phát hiện tín hiệu và dữ liệu DC, bộ cách ly Opto-triac cũng cho phép điều khiển thiết bị cấp nguồn AC. Các triac kết hợp với opto như MOC 3020 chẳng hạn. Nó có thể chịu điện áp khoảng 400 Vôn. Điều này làm cho chúng lý tưởng cho kết nối nguồn điện trực tiếp và dòng điện tối đa khoảng 100mA. Đối với các tải được cấp nguồn cao hơn, opto-triac có thể được sử dụng để cung cấp xung cổng cho một triac khác lớn hơn thông qua một điện trở hạn chế dòng điện như được minh họa.

Loại thông số kỹ thuật optocoupler này tạo thành cơ sở của một ứng dụng rơle trạng thái rắn rất đơn thuần. Chúng hoàn toàn có thể được sử dụng để điều khiển và tinh chỉnh bất kể tải nào được cấp nguồn AC như đèn và động cơ. Cũng không giống như thyristor ( SCR ), một triac có năng lực dẫn điện trong cả hai nửa của chu kỳ luân hồi nguồn AC với năng lực phát hiện giao cắt bằng không được cho phép tải nhận rất đầy đủ hiệu suất mà không có dòng khởi động nặng khi quy đổi tải cảm ứng .

Ưu điểm khi sử dụng Opto quang

Optocouplers và Opto-isolator là những thiết bị điện tử tuyệt vời. Ưu điểm chính của bộ ghép quang là khả năng cách ly điện cao. Opto quang cách ly giữa các thiết bị đầu cuối đầu vào và đầu ra. Nó cho phép các tín hiệu tương đối nhỏ điều khiển điện áp, dòng điện AC lớn hơn nhiều.

Bộ ghép quang hoàn toàn có thể được sử dụng với cả tín hiệu DC và AC. Thông thường để điều khiển và tinh chỉnh dòng xoay chiều người ta hay sử dụng bộ ghép quang SCR ( thyristor ) hoặc triac. Vì vậy thiết bị thu quang hầu hết được phong cách thiết kế cho những ứng dụng tinh chỉnh và điều khiển nguồn AC. Ưu điểm chính của photo-SCRs và photo-triac là cách ly trọn vẹn. Nó hoàn toàn có thể cách ly trọn vẹn khỏi bất kể nhiễu hoặc xung điện áp nào. Bên cạnh đó nó còn giúp phát hiện điểm không của dạng sóng hình sin. Điều này giúp giảm dòng chuyển mạch và dòng khởi động. Vì vây hoàn toàn có thể bảo vệ bất kể tải hiệu suất nào khỏi hiện tượng kỳ lạ “ sốc điện ” .

Lời kết

Vừa rồi chúng tớ, Dientu5ngay  đã cùng các bạn đi tìm hiểu Opto quang là gì  và làm thế nào để hiểu rõ opto quang trong 5 phút. Hy vọng chút kiến thức này giúp ích được phần nào cho các bạn trên con đường học điện tử. Nếu có bất cứ ý kiến đóng góp gì, đừng ngần ngại phản hồi cho chúng mình nhé.

CHÚC CÁC BẠN THÀNH CÔNG

Có thể bạn quan tâm

NƠI MUA LINH KIỆN GIÁ TỐT

Source: https://baoduongdieuhoa24h.com
Category: Điện Tử