ఆప్టికల్ సిగ్నల్స్ను మాధ్యమంగా ఉపయోగించి సర్క్యూట్లను అనుసంధానించే ఆప్టోకప్లర్లు, వాటి అధిక బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు మన్నిక, ఇన్సులేషన్ వంటి విశ్వసనీయత కారణంగా, ధ్వనిశాస్త్రం, వైద్యం మరియు పరిశ్రమ వంటి అధిక ఖచ్చితత్వం అనివార్యమైన రంగాలలో చురుకైన పాత్ర పోషిస్తాయి.
అయితే ఆప్టోకప్లర్ ఎప్పుడు మరియు ఏ పరిస్థితులలో పనిచేస్తుంది, దాని వెనుక ఉన్న సూత్రం ఏమిటి? లేదా మీరు మీ సొంత ఎలక్ట్రానిక్స్ పనిలో ఫోటోకప్లర్ను వాస్తవంగా ఉపయోగించినప్పుడు, దానిని ఎలా ఎంచుకోవాలో మరియు ఉపయోగించాలో మీకు తెలియకపోవచ్చు. ఎందుకంటే ఆప్టోకప్లర్ను తరచుగా “ఫోటోట్రాన్సిస్టర్” మరియు “ఫోటోడయోడ్”లతో తికమక పడతారు. అందువల్ల, ఈ వ్యాసంలో ఫోటోకప్లర్ అంటే ఏమిటో పరిచయం చేయబడుతుంది.
ఫోటోకప్లర్ అంటే ఏమిటి?
ఆప్టోకప్లర్ అనేది ఒక ఎలక్ట్రానిక్ భాగం, దీని మూలం ఆప్టికల్.
కప్లర్ అంటే "కాంతితో కలపడం". దీనిని కొన్నిసార్లు ఆప్టోకప్లర్, ఆప్టికల్ ఐసోలేటర్, ఆప్టికల్ ఇన్సులేషన్ మొదలైన పేర్లతో కూడా పిలుస్తారు. ఇది కాంతిని విడుదల చేసే మూలకం మరియు కాంతిని స్వీకరించే మూలకాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మరియు ఆప్టికల్ సిగ్నల్ ద్వారా ఇన్పుట్ సైడ్ సర్క్యూట్ను అవుట్పుట్ సైడ్ సర్క్యూట్తో కలుపుతుంది. ఈ సర్క్యూట్ల మధ్య ఎటువంటి విద్యుత్ కనెక్షన్ ఉండదు, మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఇది ఇన్సులేషన్ స్థితిలో ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య సర్క్యూట్ కనెక్షన్ వేరుగా ఉంటుంది మరియు కేవలం సిగ్నల్ మాత్రమే ప్రసారం చేయబడుతుంది. ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య అధిక వోల్టేజ్ ఇన్సులేషన్తో, గణనీయంగా భిన్నమైన ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ స్థాయిలు ఉన్న సర్క్యూట్లను ఇది సురక్షితంగా కలుపుతుంది.
దీనికి అదనంగా, ఈ కాంతి సంకేతాన్ని ప్రసారం చేయడం లేదా నిరోధించడం ద్వారా, ఇది ఒక స్విచ్గా పనిచేస్తుంది. దీని వివరణాత్మక సూత్రం మరియు యంత్రాంగం తరువాత వివరించబడతాయి, కానీ ఫోటోకప్లర్ యొక్క కాంతి ఉద్గార మూలకం ఒక LED (లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్).
1960ల నుండి 1970ల వరకు, LEDలు కనుగొనబడినప్పుడు మరియు వాటి సాంకేతిక పురోగతి గణనీయంగా ఉన్నప్పుడు,ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ఒక పెద్ద విజృంభణగా మారింది. ఆ సమయంలో, వివిధఆప్టికల్ పరికరాలుఆవిష్కరించబడ్డాయి, మరియు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ కప్లర్ వాటిలో ఒకటి. తదనంతరం, ఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్స్ వేగంగా మన జీవితాల్లోకి ప్రవేశించింది.
① సూత్రం/యంత్రాంగం
ఆప్టోకప్లర్ యొక్క సూత్రం ఏమిటంటే, కాంతిని విడుదల చేసే మూలకం ఇన్పుట్ విద్యుత్ సంకేతాన్ని కాంతిగా మారుస్తుంది, మరియు కాంతిని స్వీకరించే మూలకం ఆ కాంతి విద్యుత్ సంకేతాన్ని తిరిగి అవుట్పుట్ సైడ్ సర్క్యూట్కు ప్రసారం చేస్తుంది. కాంతిని విడుదల చేసే మూలకం మరియు కాంతిని స్వీకరించే మూలకం బాహ్య కాంతి బ్లాక్ లోపల ఉంటాయి, మరియు కాంతిని ప్రసారం చేయడానికి ఆ రెండూ ఒకదానికొకటి ఎదురుగా ఉంటాయి.
కాంతిని వెలువరించే మూలకాలలో ఉపయోగించే సెమీకండక్టర్ LED (లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్). మరోవైపు, కాంతిని గ్రహించే పరికరాలలో, వినియోగ వాతావరణం, బాహ్య పరిమాణం, ధర మొదలైనవాటిని బట్టి అనేక రకాల సెమీకండక్టర్లను ఉపయోగిస్తారు, కానీ సాధారణంగా, అత్యంత సర్వసాధారణంగా ఉపయోగించేది ఫోటోట్రాన్సిస్టర్.
పనిచేయనప్పుడు, ఫోటోట్రాన్సిస్టర్లు సాధారణ సెమీకండక్టర్ల వలె చాలా తక్కువ కరెంట్ను కలిగి ఉంటాయి. దానిపై కాంతి పడినప్పుడు, ఫోటోట్రాన్సిస్టర్ P-రకం సెమీకండక్టర్ మరియు N-రకం సెమీకండక్టర్ ఉపరితలంపై ఫోటోఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, N-రకం సెమీకండక్టర్లోని హోల్స్ p ప్రాంతంలోకి ప్రవహిస్తాయి, p ప్రాంతంలోని స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్లు n ప్రాంతంలోకి ప్రవహిస్తాయి, మరియు కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది.
ఫోటోట్రాన్సిస్టర్లు ఫోటోడయోడ్ల వలె అంత వేగంగా స్పందించవు, కానీ (వాటి అంతర్గత విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా) ఇన్పుట్ సిగ్నల్ కంటే అవుట్పుట్ను వందల నుండి 1,000 రెట్లు పెంచే ప్రభావాన్ని కూడా కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, అవి బలహీనమైన సిగ్నల్లను కూడా గ్రహించగలిగేంత సున్నితంగా ఉంటాయి, ఇది ఒక ప్రయోజనం.
వాస్తవానికి, మనం చూసే “కాంతి నిరోధకం” అనేది అదే సూత్రం మరియు యంత్రాంగంతో పనిచేసే ఒక ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం.
అయితే, లైట్ ఇంటరప్టర్లు సాధారణంగా సెన్సర్లుగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు కాంతిని విడుదల చేసే మూలకానికి, కాంతిని స్వీకరించే మూలకానికి మధ్య కాంతిని అడ్డుకునే వస్తువును ఉంచడం ద్వారా తమ పాత్రను పోషిస్తాయి. ఉదాహరణకు, వెండింగ్ మెషీన్లు మరియు ఏటీఎంలలో నాణేలు మరియు నోట్లను గుర్తించడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.
② లక్షణాలు
ఆప్టోకప్లర్ కాంతి ద్వారా సంకేతాలను ప్రసారం చేస్తుంది కాబట్టి, ఇన్పుట్ వైపు మరియు అవుట్పుట్ వైపు మధ్య ఉండే ఇన్సులేషన్ ఒక ప్రధాన లక్షణం. అధిక ఇన్సులేషన్ శబ్దం (నాయిస్) వల్ల సులభంగా ప్రభావితం కాదు, అంతేకాకుండా పక్కపక్కనే ఉన్న సర్క్యూట్ల మధ్య ప్రమాదవశాత్తు కరెంట్ ప్రవహించకుండా నిరోధిస్తుంది, ఇది భద్రత పరంగా అత్యంత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. మరియు దీని నిర్మాణం కూడా సాపేక్షంగా సరళంగా మరియు సహేతుకంగా ఉంటుంది.
దాని సుదీర్ఘ చరిత్ర కారణంగా, వివిధ తయారీదారుల యొక్క విస్తృత శ్రేణి ఉత్పత్తులు కూడా ఆప్టోకప్లర్లకు ఒక ప్రత్యేక ప్రయోజనం. భౌతిక స్పర్శ ఉండదు కాబట్టి, భాగాల మధ్య అరుగుదల తక్కువగా ఉంటుంది మరియు జీవితకాలం ఎక్కువగా ఉంటుంది. మరోవైపు, కాలం గడిచేకొద్దీ మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పులతో LED నెమ్మదిగా క్షీణించడం వల్ల, కాంతి సామర్థ్యం సులభంగా హెచ్చుతగ్గులకు లోనయ్యే లక్షణం కూడా ఉంది.
ముఖ్యంగా పారదర్శక ప్లాస్టిక్ యొక్క అంతర్గత భాగాలు ఎక్కువ కాలం మసకబారినప్పుడు, కాంతి అంత బాగా ఉండదు. అయినప్పటికీ, యాంత్రిక స్పర్శతో పోలిస్తే దీని మన్నిక చాలా ఎక్కువ.
ఫోటోట్రాన్సిస్టర్లు సాధారణంగా ఫోటోడయోడ్ల కంటే నెమ్మదిగా ఉంటాయి, కాబట్టి వాటిని అధిక-వేగ కమ్యూనికేషన్ల కోసం ఉపయోగించరు. అయితే, ఇది ఒక ప్రతికూలత కాదు, ఎందుకంటే కొన్ని కాంపోనెంట్లలో వేగాన్ని పెంచడానికి అవుట్పుట్ వైపు యాంప్లిఫికేషన్ సర్క్యూట్లు ఉంటాయి. నిజానికి, అన్ని ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లకు వేగాన్ని పెంచాల్సిన అవసరం లేదు.
③ వినియోగం
ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ కప్లర్లుఇవి ప్రధానంగా స్విచ్చింగ్ ఆపరేషన్ కోసం ఉపయోగించబడతాయి. స్విచ్ ఆన్ చేయడం ద్వారా సర్క్యూట్ శక్తివంతం అవుతుంది, కానీ పైన పేర్కొన్న లక్షణాల దృష్ట్యా, ముఖ్యంగా ఇన్సులేషన్ మరియు సుదీర్ఘ జీవితకాలం కారణంగా, అధిక విశ్వసనీయత అవసరమయ్యే సందర్భాలకు ఇది బాగా సరిపోతుంది. ఉదాహరణకు, మెడికల్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు ఆడియో/కమ్యూనికేషన్ పరికరాలకు నాయిస్ (శబ్దం) ఒక పెద్ద శత్రువు.
దీనిని మోటార్ డ్రైవ్ సిస్టమ్స్లో కూడా ఉపయోగిస్తారు. మోటార్ను నడిపినప్పుడు దాని వేగాన్ని ఇన్వర్టర్ నియంత్రిస్తుంది, కానీ అధిక అవుట్పుట్ కారణంగా ఇది శబ్దాన్ని (నాయిస్) ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ శబ్దం మోటార్ పాడైపోవడానికి కారణం అవ్వడమే కాకుండా, "గ్రౌండ్" ద్వారా ప్రవహించి పరికరాలను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది. ముఖ్యంగా, పొడవైన వైరింగ్ ఉన్న పరికరాలు ఈ అధిక అవుట్పుట్ శబ్దాన్ని సులభంగా గ్రహిస్తాయి, కాబట్టి ఇది ఫ్యాక్టరీలో జరిగితే, అది భారీ నష్టాలకు మరియు కొన్నిసార్లు తీవ్రమైన ప్రమాదాలకు దారితీస్తుంది. స్విచ్చింగ్ కోసం అధిక ఇన్సులేషన్ ఉన్న ఆప్టోకప్లర్లను ఉపయోగించడం ద్వారా, ఇతర సర్క్యూట్లు మరియు పరికరాలపై ప్రభావాన్ని తగ్గించవచ్చు.
రెండవది, ఆప్టోకప్లర్లను ఎలా ఎంచుకోవాలి మరియు ఉపయోగించాలి
ఉత్పత్తి రూపకల్పనలో అప్లికేషన్ కోసం సరైన ఆప్టోకప్లర్ను ఎలా ఉపయోగించాలి? కింది మైక్రోకంట్రోలర్ డెవలప్మెంట్ ఇంజనీర్లు ఆప్టోకప్లర్లను ఎలా ఎంచుకోవాలో మరియు ఉపయోగించాలో వివరిస్తారు.
① ఎల్లప్పుడూ తెరిచి ఉంచండి మరియు ఎల్లప్పుడూ మూసివేయండి
ఫోటోకప్లర్లు రెండు రకాలుగా ఉంటాయి: వోల్టేజ్ వర్తింపజేయనప్పుడు స్విచ్ ఆఫ్ (ఆఫ్) అయ్యే రకం, వోల్టేజ్ వర్తింపజేసినప్పుడు స్విచ్ ఆన్ (ఆఫ్) అయ్యే రకం, మరియు వోల్టేజ్ లేనప్పుడు స్విచ్ ఆన్ (ఆఫ్) అయ్యి, వోల్టేజ్ వర్తింపజేసినప్పుడు ఆఫ్ అయ్యే రకం.
మొదటి దానిని నార్మల్లీ ఓపెన్ అని, రెండవ దానిని నార్మల్లీ క్లోజ్డ్ అని అంటారు. ఎలా ఎంచుకోవాలి అనేది, ముందుగా మీకు ఎలాంటి సర్క్యూట్ అవసరం అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
② అవుట్పుట్ కరెంట్ మరియు అప్లై చేసిన వోల్టేజ్ను తనిఖీ చేయండి
ఫోటోకప్లర్లకు సిగ్నల్ను విస్తరించే గుణం ఉంటుంది, కానీ అవి ఎల్లప్పుడూ ఇష్టానుసారంగా వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ను ప్రసరింపజేయవు. వాస్తవానికి, దీనికి రేటింగ్ ఉంటుంది, కానీ కావలసిన అవుట్పుట్ కరెంట్కు అనుగుణంగా ఇన్పుట్ వైపు నుండి వోల్టేజ్ను అందించాల్సి ఉంటుంది.
మనం ఉత్పత్తి డేటా షీట్ను చూస్తే, అందులో నిలువు అక్షం అవుట్పుట్ కరెంట్ (కలెక్టర్ కరెంట్) మరియు అడ్డ అక్షం ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ (కలెక్టర్-ఎమిటర్ వోల్టేజ్)గా ఉండే ఒక చార్ట్ను చూడవచ్చు. LED కాంతి తీవ్రతను బట్టి కలెక్టర్ కరెంట్ మారుతుంది, కాబట్టి కావలసిన అవుట్పుట్ కరెంట్కు అనుగుణంగా వోల్టేజ్ను వర్తింపజేయండి.
అయితే, ఇక్కడ లెక్కించిన అవుట్పుట్ కరెంట్ ఆశ్చర్యకరంగా తక్కువగా ఉందని మీరు అనుకోవచ్చు. కాలక్రమేణా LED యొక్క క్షీణతను పరిగణనలోకి తీసుకున్న తర్వాత కూడా విశ్వసనీయంగా అవుట్పుట్ చేయగల కరెంట్ విలువ ఇది, కాబట్టి ఇది గరిష్ట రేటింగ్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
దీనికి విరుద్ధంగా, అవుట్పుట్ కరెంట్ పెద్దగా ఉండని సందర్భాలు కూడా ఉన్నాయి. అందువల్ల, ఆప్టోకప్లర్ను ఎంచుకునేటప్పుడు, “అవుట్పుట్ కరెంట్”ను జాగ్రత్తగా తనిఖీ చేసి, దానికి సరిపోయే ఉత్పత్తిని ఎంచుకోవాలి.
③ గరిష్ట కరెంట్
గరిష్ట వాహక కరెంట్ అంటే, ఆప్టోకప్లర్ వాహకత సమయంలో తట్టుకోగల గరిష్ట కరెంట్ విలువ. మళ్ళీ, మనం కొనుగోలు చేసే ముందు ప్రాజెక్ట్కు ఎంత అవుట్పుట్ అవసరమో మరియు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ ఏమిటో మనకు ఖచ్చితంగా తెలిసి ఉండేలా చూసుకోవాలి. గరిష్ట విలువ మరియు ఉపయోగించే కరెంట్ పరిమితులు కాకుండా, కొంత మార్జిన్ ఉండేలా చూసుకోండి.
④ ఫోటోకప్లర్ను సరిగ్గా అమర్చండి
సరైన ఆప్టోకప్లర్ను ఎంచుకున్న తర్వాత, దానిని ఒక నిజమైన ప్రాజెక్ట్లో ఉపయోగిద్దాం. దీని ఇన్స్టాలేషన్ చాలా సులభం, కేవలం ప్రతి ఇన్పుట్ సైడ్ సర్క్యూట్ మరియు అవుట్పుట్ సైడ్ సర్క్యూట్కు కనెక్ట్ చేయబడిన టెర్మినల్స్ను అనుసంధానిస్తే సరిపోతుంది. అయితే, ఇన్పుట్ సైడ్ మరియు అవుట్పుట్ సైడ్లను తప్పు దిశలో అమర్చకుండా జాగ్రత్త వహించాలి. అందువల్ల, మీరు తప్పనిసరిగా డేటా టేబుల్లోని చిహ్నాలను కూడా సరిచూసుకోవాలి, తద్వారా PCB బోర్డును గీసిన తర్వాత ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ కప్లర్ ఫుట్ తప్పుగా ఉన్నట్లు మీరు కనుగొనలేరు.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: జూలై-29-2023