फोटोकपलर क्या है, फोटोकपलर का चयन और उपयोग कैसे करें?

ऑप्टोकपलर्स, जो माध्यम के रूप में ऑप्टिकल संकेतों का उपयोग करके सर्किटों को जोड़ते हैं, उन क्षेत्रों में सक्रिय तत्व हैं जहां उच्च परिशुद्धता अपरिहार्य है, जैसे ध्वनिकी, चिकित्सा और उद्योग, उनकी उच्च बहुमुखी प्रतिभा और विश्वसनीयता के कारण, जैसे स्थायित्व और इन्सुलेशन।

लेकिन ऑप्टोकपलर कब और किन परिस्थितियों में काम करता है, और इसके पीछे क्या सिद्धांत है? या जब आप वास्तव में अपने इलेक्ट्रॉनिक्स काम में फोटोकपलर का उपयोग करते हैं, तो आपको यह नहीं पता होगा कि इसे कैसे चुनना और उपयोग करना है। क्योंकि ऑप्टोकपलर को अक्सर "फोटोट्रांजिस्टर" और "फोटोडायोड" के साथ भ्रमित किया जाता है। इसलिए, इस लेख में फोटोकपलर क्या है, इसका परिचय दिया जाएगा।
फोटोकपलर क्या है?

ऑप्टोकपलर एक इलेक्ट्रॉनिक घटक है जिसकी व्युत्पत्ति ऑप्टिकल है

कपलर, जिसका अर्थ है "प्रकाश के साथ युग्मन।" कभी-कभी इसे ऑप्टोकपलर, ऑप्टिकल आइसोलेटर, ऑप्टिकल इंसुलेशन आदि के रूप में भी जाना जाता है। इसमें प्रकाश उत्सर्जक तत्व और प्रकाश प्राप्त करने वाला तत्व होता है, और ऑप्टिकल सिग्नल के माध्यम से इनपुट साइड सर्किट और आउटपुट साइड सर्किट को जोड़ता है। इन सर्किटों के बीच कोई विद्युत कनेक्शन नहीं है, दूसरे शब्दों में, इन्सुलेशन की स्थिति में। इसलिए, इनपुट और आउटपुट के बीच सर्किट कनेक्शन अलग है और केवल सिग्नल प्रसारित होता है। इनपुट और आउटपुट के बीच उच्च वोल्टेज इन्सुलेशन के साथ, काफी अलग इनपुट और आउटपुट वोल्टेज स्तरों वाले सर्किट को सुरक्षित रूप से कनेक्ट करें।

इसके अलावा, इस प्रकाश संकेत को संचारित या अवरुद्ध करके, यह एक स्विच के रूप में कार्य करता है। विस्तृत सिद्धांत और तंत्र को बाद में समझाया जाएगा, लेकिन फोटोकपलर का प्रकाश उत्सर्जक तत्व एक एलईडी (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) है।

1960 से 1970 के दशक तक, जब एलईडी का आविष्कार हुआ और उनकी तकनीकी प्रगति महत्वपूर्ण थी,Optoelectronicsउस समय, विभिन्नऑप्टिकल उपकरणऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स का आविष्कार हुआ और फोटोइलेक्ट्रिक कपलर उनमें से एक था। इसके बाद, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स ने तेज़ी से हमारे जीवन में प्रवेश किया।

① सिद्धांत/तंत्र

ऑप्टोकपलर का सिद्धांत यह है कि प्रकाश उत्सर्जक तत्व इनपुट विद्युत संकेत को प्रकाश में परिवर्तित करता है, और प्रकाश प्राप्त करने वाला तत्व प्रकाश वापस विद्युत संकेत को आउटपुट साइड सर्किट में संचारित करता है। प्रकाश उत्सर्जक तत्व और प्रकाश प्राप्त करने वाला तत्व बाहरी प्रकाश के ब्लॉक के अंदर होते हैं, और प्रकाश संचारित करने के लिए दोनों एक दूसरे के विपरीत होते हैं।

प्रकाश उत्सर्जक तत्वों में इस्तेमाल किया जाने वाला अर्धचालक एलईडी (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) है। दूसरी ओर, प्रकाश-प्राप्त करने वाले उपकरणों में कई प्रकार के अर्धचालक उपयोग किए जाते हैं, जो उपयोग के वातावरण, बाहरी आकार, कीमत आदि पर निर्भर करते हैं, लेकिन सामान्य तौर पर, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला फोटोट्रांजिस्टर है।

काम न करने पर, फोटोट्रांजिस्टर साधारण अर्धचालकों की तुलना में बहुत कम धारा प्रवाहित करते हैं। जब प्रकाश वहां पड़ता है, तो फोटोट्रांजिस्टर P-प्रकार अर्धचालक और N-प्रकार अर्धचालक की सतह पर एक फोटोइलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न करता है, N-प्रकार अर्धचालक में छिद्र p क्षेत्र में प्रवाहित होते हैं, p क्षेत्र में मुक्त इलेक्ट्रॉन अर्धचालक n क्षेत्र में प्रवाहित होते हैं, और धारा प्रवाहित होगी।

फोटोट्रांजिस्टर फोटोडायोड की तरह प्रतिक्रियाशील नहीं होते हैं, लेकिन वे आउटपुट को इनपुट सिग्नल से सैकड़ों से 1,000 गुना तक बढ़ाने का प्रभाव भी रखते हैं (आंतरिक विद्युत क्षेत्र के कारण)। इसलिए, वे कमज़ोर सिग्नल को भी पकड़ने के लिए पर्याप्त संवेदनशील होते हैं, जो एक फायदा है।

वास्तव में, हम जो “प्रकाश अवरोधक” देखते हैं वह उसी सिद्धांत और तंत्र वाला एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है।

हालांकि, लाइट इंटरप्टर्स का इस्तेमाल आमतौर पर सेंसर के तौर पर किया जाता है और ये लाइट-एमिटिंग एलिमेंट और लाइट-रिसीविंग एलिमेंट के बीच लाइट-ब्लॉकिंग ऑब्जेक्ट को पास करके अपनी भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, इसका इस्तेमाल वेंडिंग मशीनों और एटीएम में सिक्कों और बैंक नोटों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।

② विशेषताएं

चूंकि ऑप्टोकपलर प्रकाश के माध्यम से संकेत प्रेषित करता है, इसलिए इनपुट साइड और आउटपुट साइड के बीच इन्सुलेशन एक प्रमुख विशेषता है। उच्च इन्सुलेशन शोर से आसानी से प्रभावित नहीं होता है, बल्कि आसन्न सर्किट के बीच आकस्मिक वर्तमान प्रवाह को भी रोकता है, जो सुरक्षा के मामले में बेहद प्रभावी है। और संरचना स्वयं अपेक्षाकृत सरल और उचित है।

अपने लंबे इतिहास के कारण, विभिन्न निर्माताओं की समृद्ध उत्पाद लाइनअप भी ऑप्टोकपलर का एक अनूठा लाभ है। क्योंकि कोई भौतिक संपर्क नहीं है, भागों के बीच पहनने का जोखिम कम है, और जीवन लंबा है। दूसरी ओर, ऐसी विशेषताएँ भी हैं कि चमकदार दक्षता में उतार-चढ़ाव होना आसान है, क्योंकि एलईडी समय बीतने और तापमान में बदलाव के साथ धीरे-धीरे खराब हो जाएगी।

खासकर जब पारदर्शी प्लास्टिक के आंतरिक घटक लंबे समय तक बादल बन जाते हैं, तो यह बहुत अच्छी रोशनी नहीं हो सकती है। हालांकि, किसी भी मामले में, यांत्रिक संपर्क के संपर्क संपर्क की तुलना में जीवन बहुत लंबा है।

फोटोट्रांजिस्टर आम तौर पर फोटोडायोड की तुलना में धीमे होते हैं, इसलिए उनका उपयोग उच्च गति वाले संचार के लिए नहीं किया जाता है। हालाँकि, यह कोई नुकसान नहीं है, क्योंकि कुछ घटकों में गति बढ़ाने के लिए आउटपुट साइड पर प्रवर्धन सर्किट होते हैं। वास्तव में, सभी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को गति बढ़ाने की आवश्यकता नहीं होती है।

③ उपयोग

फोटोइलेक्ट्रिक कपलरमुख्य रूप से स्विचिंग ऑपरेशन के लिए उपयोग किया जाता है। स्विच चालू करने से सर्किट सक्रिय हो जाएगा, लेकिन उपरोक्त विशेषताओं, विशेष रूप से इन्सुलेशन और लंबे जीवन के दृष्टिकोण से, यह उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले परिदृश्यों के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है। उदाहरण के लिए, शोर चिकित्सा इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑडियो उपकरण/संचार उपकरणों का दुश्मन है।

इसका उपयोग मोटर ड्राइव सिस्टम में भी किया जाता है। मोटर का कारण यह है कि जब इसे चलाया जाता है तो इसकी गति इन्वर्टर द्वारा नियंत्रित होती है, लेकिन यह उच्च आउटपुट के कारण शोर उत्पन्न करता है। यह शोर न केवल मोटर को विफल कर देगा, बल्कि परिधीय उपकरणों को प्रभावित करते हुए "ग्राउंड" के माध्यम से भी प्रवाहित होगा। विशेष रूप से, लंबी वायरिंग वाले उपकरण इस उच्च आउटपुट शोर को उठाना आसान है, इसलिए यदि यह कारखाने में होता है, तो इससे बहुत नुकसान होगा और कभी-कभी गंभीर दुर्घटनाएँ भी हो सकती हैं। स्विचिंग के लिए अत्यधिक इंसुलेटेड ऑप्टोकपलर्स का उपयोग करके, अन्य सर्किट और उपकरणों पर प्रभाव को कम किया जा सकता है।

दूसरा, ऑप्टोकपलर्स का चयन और उपयोग कैसे करें

उत्पाद डिजाइन में अनुप्रयोग के लिए सही ऑप्टोकपलर का उपयोग कैसे करें? निम्नलिखित माइक्रोकंट्रोलर विकास इंजीनियर बताएंगे कि ऑप्टोकपलर का चयन और उपयोग कैसे करें।

① हमेशा खोलें और हमेशा बंद करें

फोटोकपलर दो प्रकार के होते हैं: एक प्रकार जिसमें वोल्टेज लागू न होने पर स्विच बंद (ऑफ) हो जाता है, एक प्रकार जिसमें वोल्टेज लागू होने पर स्विच चालू (ऑफ) हो जाता है, और एक प्रकार जिसमें वोल्टेज न होने पर स्विच चालू हो जाता है। वोल्टेज लागू होने पर स्विच चालू करें और बंद करें।

पहले वाले को सामान्य रूप से खुला कहा जाता है, और दूसरे वाले को सामान्य रूप से बंद कहा जाता है। कैसे चुनना है, यह सबसे पहले इस बात पर निर्भर करता है कि आपको किस तरह के सर्किट की ज़रूरत है।

② आउटपुट करंट और लागू वोल्टेज की जाँच करें

फोटोकपलर्स में सिग्नल को बढ़ाने का गुण होता है, लेकिन हमेशा इच्छानुसार वोल्टेज और करंट से होकर नहीं गुजरता। बेशक, यह रेटेड है, लेकिन वांछित आउटपुट करंट के अनुसार इनपुट साइड से वोल्टेज लगाने की जरूरत होती है।

अगर हम उत्पाद डेटा शीट को देखें, तो हम एक चार्ट देख सकते हैं जहाँ ऊर्ध्वाधर अक्ष आउटपुट करंट (कलेक्टर करंट) है और क्षैतिज अक्ष इनपुट वोल्टेज (कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज) है। कलेक्टर करंट एलईडी लाइट की तीव्रता के अनुसार बदलता रहता है, इसलिए वांछित आउटपुट करंट के अनुसार वोल्टेज लागू करें।

हालाँकि, आपको लग सकता है कि यहाँ पर गणना की गई आउटपुट करंट आश्चर्यजनक रूप से छोटी है। यह वह करंट वैल्यू है जिसे समय के साथ LED की गिरावट को ध्यान में रखते हुए भी विश्वसनीय रूप से आउटपुट किया जा सकता है, इसलिए यह अधिकतम रेटिंग से कम है।

इसके विपरीत, ऐसे मामले भी हैं जहाँ आउटपुट करंट बड़ा नहीं होता है। इसलिए, ऑप्टोकपलर चुनते समय, "आउटपुट करंट" को ध्यान से जाँचना सुनिश्चित करें और उससे मेल खाने वाले उत्पाद को चुनें।

③ अधिकतम धारा

अधिकतम चालन धारा वह अधिकतम धारा मान है जिसे ऑप्टोकपलर चालन करते समय झेल सकता है। फिर से, हमें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि हम जानते हैं कि परियोजना को कितने आउटपुट की आवश्यकता है और खरीदने से पहले इनपुट वोल्टेज क्या है। सुनिश्चित करें कि अधिकतम मान और उपयोग की जाने वाली धारा सीमाएँ नहीं हैं, लेकिन कुछ मार्जिन है।

④ फोटोकपलर को सही ढंग से सेट करें

सही ऑप्टोकपलर चुनने के बाद, आइए इसे वास्तविक प्रोजेक्ट में इस्तेमाल करें। इंस्टॉलेशन अपने आप में आसान है, बस प्रत्येक इनपुट साइड सर्किट और आउटपुट साइड सर्किट से जुड़े टर्मिनलों को कनेक्ट करें। हालाँकि, इनपुट साइड और आउटपुट साइड को गलत दिशा में न रखने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए। इसलिए, आपको डेटा टेबल में प्रतीकों की भी जांच करनी चाहिए, ताकि आपको पीसीबी बोर्ड को खींचने के बाद यह न लगे कि फोटोइलेक्ट्रिक कपलर फ़ुट गलत है।