फोटोकपलर क्या है, फोटोकपलर कैसे चुनें और उपयोग करें?

ऑप्टोकॉप्लर, जो माध्यम के रूप में ऑप्टिकल सिग्नल का उपयोग करके सर्किट 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, जैसे स्थायित्व और इन्सुलेशन के कारण।

लेकिन ऑप्टोकॉप्लर कब और किन परिस्थितियों में काम करता है और इसके पीछे का सिद्धांत क्या है? या जब आप वास्तव में अपने इलेक्ट्रॉनिक्स कार्य में फोटोकपलर का उपयोग करते हैं, तो आप नहीं जानते होंगे कि इसे कैसे चुनना और उपयोग करना है। क्योंकि ऑप्टोकॉप्लर को अक्सर "फोटोट्रांजिस्टर" और "फोटोडायोड" के साथ भ्रमित किया जाता है। इसलिए, फोटोकपलर क्या है, इस लेख में पेश किया जाएगा।
फोटोकपलर क्या है?

ऑप्टोकॉप्लर एक इलेक्ट्रॉनिक घटक है जिसकी व्युत्पत्ति ऑप्टिकल है

युग्मक, जिसका अर्थ है "प्रकाश के साथ युग्मन।" कभी-कभी इसे ऑप्टोकॉप्लर, 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, दूसरे शब्दों में, इन्सुलेशन की स्थिति में कोई विद्युत कनेक्शन नहीं है। इसलिए, इनपुट और आउटपुट के बीच सर्किट कनेक्शन अलग होता है और केवल सिग्नल प्रसारित होता है। इनपुट और आउटपुट के बीच उच्च वोल्टेज इन्सुलेशन के साथ, महत्वपूर्ण रूप से भिन्न इनपुट और आउटपुट वोल्टेज स्तरों वाले सर्किट को सुरक्षित रूप से कनेक्ट करें।

इसके अलावा, यह प्रकाश संकेत को प्रसारित या अवरुद्ध करके 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,Optoelectronicsधूम मच गई. उस समय, विभिन्नऑप्टिकल उपकरणका आविष्कार किया गया था, और फोटोइलेक्ट्रिक कपलर उनमें से एक था। इसके बाद, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स तेजी से हमारे जीवन में प्रवेश कर गया।

① सिद्धांत/तंत्र

ऑप्टोकॉप्लर 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 तक पहुंचाता है। प्रकाश उत्सर्जित करने वाला 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 प्रयुक्त अर्धचालक एलईडी (प्रकाश उत्सर्जक डायोड) है। दूसरी ओर, उपयोग के माहौल, बाहरी आकार, कीमत आदि के आधार पर, प्रकाश प्राप्त करने वाले उपकरणों में कई प्रकार के अर्धचालकों का उपयोग किया जाता है, लेकिन सामान्य तौर पर, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला फोटोट्रांसिस्टर है।

जब काम नहीं कर रहे होते हैं, तो फोटोट्रांजिस्टर सामान्य अर्धचालकों की तुलना में बहुत कम धारा प्रवाहित करते हैं। जब प्रकाश वहां आपतित होता है, तो फोटोट्रांजिस्टर पी-प्रकार अर्धचालक और एन-प्रकार अर्धचालक की सतह पर एक फोटोइलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न करता है, एन-प्रकार अर्धचालक में छेद पी क्षेत्र में प्रवाहित होते हैं, पी क्षेत्र में मुक्त इलेक्ट्रॉन अर्धचालक प्रवाहित होता है n क्षेत्र में, और धारा प्रवाहित होगी।

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

वास्तव में, हम जो "प्रकाश अवरोधक" देखते हैं वह समान सिद्धांत और तंत्र वाला एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है।

हालाँकि, प्रकाश अवरोधक आमतौर पर सेंसर के रूप में उपयोग किए जाते हैं और प्रकाश-उत्सर्जक तत्व और प्रकाश-प्राप्त तत्व के बीच एक प्रकाश-अवरोधक वस्तु को पारित करके अपनी भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग वेंडिंग मशीनों और एटीएम में सिक्कों और बैंक नोटों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।

② विशेषताएँ

चूंकि ऑप्टोकॉप्लर प्रकाश के माध्यम से सिग्नल प्रसारित करता है, इसलिए इनपुट पक्ष और आउटपुट पक्ष के बीच इन्सुलेशन एक प्रमुख विशेषता है। उच्च इन्सुलेशन आसानी से शोर से प्रभावित नहीं होता है, बल्कि आसन्न सर्किट के बीच आकस्मिक वर्तमान प्रवाह को भी रोकता है, जो सुरक्षा की दृष्टि से बेहद प्रभावी है। और संरचना स्वयं अपेक्षाकृत सरल और उचित है।

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

खासकर जब पारदर्शी प्लास्टिक का आंतरिक घटक लंबे समय तक धुंधला हो जाता है, तो इससे बहुत अच्छी रोशनी नहीं मिल पाती है। हालाँकि, 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 संचार के लिए नहीं किया जाता है। हालाँकि, यह कोई नुकसान नहीं है, क्योंकि कुछ घटकों में गति बढ़ाने के लिए आउटपुट पक्ष पर प्रवर्धन सर्किट होते हैं। वास्तव में, सभी इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों को गति बढ़ाने की आवश्यकता नहीं होती है।

③ उपयोग

फोटोइलेक्ट्रिक कप्लर्समुख्य 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 उपयुक्त है। उदाहरण के लिए, शोर मेडिकल इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑडियो उपकरण/संचार उपकरण का दुश्मन है।

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

दूसरा, ऑप्टोकॉप्लर्स का चयन और उपयोग कैसे करें

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

①हमेशा खुला और हमेशा बंद

फोटोकपलर्स दो प्रकार के होते हैं: एक प्रकार जिसमें वोल्टेज लागू नहीं होने पर स्विच बंद (ऑफ) हो जाता है, एक प्रकार जिसमें वोल्टेज लागू होने पर स्विच चालू (बंद) हो जाता है, और एक प्रकार जिसमें वोल्टेज लागू होने पर स्विच बंद हो जाता है वोल्टेज न होने पर चालू किया जाता है। वोल्टेज लागू होने पर लगाएं और बंद कर दें।

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

② आउटपुट करंट और लागू वोल्टेज की जांच करें

फोटोकपलर्स में सिग्नल को प्रवर्धित करने का गुण होता है, लेकिन वे हमेशा इच्छानुसार वोल्टेज और करंट से नहीं गुजरते हैं। बेशक, यह रेटेड है, लेकिन वांछित आउटपुट करंट के अनुसार इनपुट साइड से वोल्टेज लागू करने की आवश्यकता होती है।

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

हालाँकि, आप सोच सकते हैं कि यहाँ परिकलित आउटपुट करंट आश्चर्यजनक रूप से छोटा है। यह वर्तमान मूल्य है जिसे समय के साथ एलईडी की गिरावट को ध्यान में रखने के बाद भी विश्वसनीय रूप से आउटपुट किया जा सकता है, इसलिए यह अधिकतम रेटिंग से कम है।

इसके विपरीत, ऐसे मामले भी हैं जहां आउटपुट करंट बड़ा नहीं है। इसलिए, ऑप्टोकॉप्लर चुनते समय, "आउटपुट करंट" की सावधानीपूर्वक जांच करना सुनिश्चित करें और उससे मेल खाने वाले उत्पाद का चयन करें।

③ अधिकतम धारा

अधिकतम चालन धारा वह अधिकतम धारा मान है जिसे संचालन करते समय ऑप्टोकॉप्लर झेल सकता है। फिर, हमें खरीदने से पहले यह सुनिश्चित करना होगा कि प्रोजेक्ट को कितने आउटपुट की आवश्यकता है और इनपुट वोल्टेज क्या है। सुनिश्चित करें कि अधिकतम मूल्य और उपयोग की जाने वाली धारा सीमा नहीं है, लेकिन कुछ मार्जिन है।

④ फोटोकपलर को सही ढंग से सेट करें

सही ऑप्टोकॉप्लर चुनने के बाद, आइए इसे एक वास्तविक प्रोजेक्ट में उपयोग करें। इंस्टॉलेशन स्वयं आसान है, बस प्रत्येक इनपुट साइड सर्किट और आउटपुट साइड सर्किट से जुड़े टर्मिनलों को कनेक्ट करें। हालाँकि, इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि इनपुट पक्ष और आउटपुट पक्ष गलत न हों। इसलिए, आपको डेटा तालिका में प्रतीकों की भी जांच करनी चाहिए, ताकि आप यह न पाएं कि पीसीबी बोर्ड खींचने के बाद फोटोइलेक्ट्रिक कपलर फुट गलत है।