مدار اپتوکوپلر برای سیگنال دی سی خطی

optocoupler-digispark

این مدار ساده با استفاده از اتصال نوری در سیگنال ولتاژ DC دقت را ۱ درصد افزایش میدهد .برای جبران جریان غیرخطی در یک عایق چشمی دستگاه یکسان ساز در حلقه ی فیدبک وصل میشود  , .بمنظور افزایش ثبات بیشتر هر دو عایق چشمی در نزدیکی ICقرار میگیرند .

هر دو مدار ورودی و خروجی با استفاده از قدرت سیگنال عمل میکنند که از طریق قطب مثبت و منفی منبع تغذیه این نیاز برطرف میشود .

اپتوکوپلر چیست:

اپتوکوپلر (Optocoupler) یک قطعه الکترونیکی است که در بسته بندی هایی همانند آی سی تولید می شود و همانطور که از نام آن پیداست، وظیفه آن کوپل کردن یا اتصال دو نقطه با استفاده از فرمان های نوری می باشد. داخل اپتوکوپلرها یک دیود نوری به همراه یک فتوترانزیستور قرار گرفته که هردو نسبت به محیط خارج اپتوکوپلر ایزوله شده اند ؛ بدین معنی که فتوترانزیستور داخلی تنها می تواند نور ساطع شده توسط دیود نوری داخلی را دریافت کند. بیس فتوترانزیستور توسط نور دریافتی از طرف دیود نوری تحریک می شود و می تواند با توجه به آن ، جریان را از خود عبور بدهد . معمولا در هر اپتوکوپلر حداقل دو پایه برای آند و کاتد دیود نوری و دو پایه هم برای کلکتور و امیتر فتوترانزیستور تعبیه شده است. هرگاه یک ولتاژ ایزولاسیون (معمولا ۳ تا ۵ ولت) را با رعایت قطب مثبت و منفی به آند و کاتد اپتوکوپلر متصل کنیم، فتوترانزیستور به محض دریافت نور ساطع شده از دیود نوری تحریک می شود و می تواند جریان را از خود عبور دهد. نکته اصلی در رابطه با قابلیت های این قطعه اینجاست که ولتاژ ایزولاسیون (ولتاژ اعمال شده به دیود نوری) نسبت به ولتاژ عبوری از فتوترانزیستور کاملا ایزوله است و هیچ گونه اتصال فیزیکی میان آن ها برقرار نمی شود. شما می توانید یک ولتاژ ۵ ولت را از میکروکنترلر به آند و کاتد اپتوکوپلر اعمال کنید و توسط آن عبور یک ولتاژ بالا یا یک جریان پر از نویز را از فتوترانزیستور کنترل کنید ؛ بدون آن که ذره ای از آن نویز وارد مدار اصلی شما شود و یا در عملکرد میکروکنترلر اختلال ایجاد کند. به عنوان مثال اگر بخواهیم از طریق میکروکنترلر مستقیما به موتوری فرمان بدهیم یا رله ای را فعال کنیم ممکن است عمکرد موتور باعث ایجاد نویز شده و بر روی عملکرد میکروکنترلر یا مدار فرمان تاثیر بگذارد و باعث اختلال در سیستم شود ؛ اما اپتوکوپلر این دو قسمت را کاملا از هم مجزا می کند. یکی دیگر از کاربردهای این قطعه استفاده در قسمت فیدبک برخی از منابع تغذیه سوییچینگ است. اگر یک شارژر گوشی موبایل را بازکنید، حتما درون آن یک اپتوکوپلر خواهید دید.

انتخاب ایزولاتور نوری:

ایزولاتور نوری زیادی در بازار موجود هستند که قیمت کمی دارند .این قطعه به راحتی در برد آموزشی نصب میشوند .همه ی آنها CTR بین ۵۰ تا ۵۰۰ درصد دارند .

ایزولیت ولتاژ:

زمانی که DIP نوری دارای  توانایی ایزوله کردن تا حد ۵KV  باشد مدار نمیتواند جریانی بیش از ۱۰۰V را پشتیبانی کند زیرا یکی از خروجی ها به خروجی آمپلی فایر (این امپلی فایر ولتاژی را بین پینهای مجاور در روی دستگاه قرار میدهد )فیدبک میدهد .برای حفظ ولتاژ بالا از دو دستگام مجزا استفاده کنید و CRT  را  برای درجه های دیگر تطبیق بدهید .

انتخاب اوپ امپ:

به طور کلی استفاده از آمپر دوگانه LM358 نیاز ما را برای آمپر زمین برطرف میکند .ولی ما این کار را انجام نمیدهیم زیرا دستگاه سیگنال DIP به تنهایی  کار را انجام دهد .ما یک LM321 تک آمپر داریم ولی مقبول ما نیست و و بتنهایی در بسته ی SO-23-5 SMD قرار میگیرد .به  هر حال LM358 قیمت مناسبی دارد .

عملکرد مدار:

سیگنال ورودی مثبت باعث میشود که خروجی U1هم تغییر کند .این باعث میشود که هر دو LED وارد عمل شوند .U3-B روشن میشود  و ولتاژ مثبت را آماده میکند که به سمت سیگنال فید بک بشود . وقتی هردو ورودی آمپر برابر باشند ,خروجی U1متوقف میشود . در همان لحظه خروجی U3A سیگنالی مثبت به U2 میدهد .تنظیم R2 باعث میشود که خروجی U2 باعث بسته شدن ولتاژ بشود .

تست مدار:

مدار اپتوکوپلر برای سیگنال دی سی خطی -دیجی اسپارک

ساده ترین راه برای تست مدار وصل کردن یک DVM  بین خروجی و ورودی است .برای تست از ولتاژ ۱۲ استفاده کنید .

لیست قطعات:

مدار اپتوکوپلر برای سیگنال دی سی خطی -دیجی اسپارک

شماتیک مدار اپتوکوپلر برای سیگنال دی سی خطی  :

مدار اپتوکوپلر برای سیگنال دی سی خطی -دیجی اسپارک مدار اپتوکوپلر برای سیگنال دی سی خطی -دیجی اسپارک

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *