Optočleny - příklad aplikace
Ukážeme si příklad pro logické aplikace používající dvouúrovňové signály.
Nejjednodušší optron obsahuje diodu LED a fototranzistor bez vyvedené báze (viz obrázek 1).
Obr. 1: Příklad vnitřního zapojení optronu s detekčním fototranzistorem
Příklad zapojení pro přenos logických signálů je na obrázku 2.
Obr. 2: Schéma zapojení optronu pro přenos s hradlem NAND
Aby byly logické obvody odděleny, je třeba vždy použít dva nezávislé a elektricky nepropojené zdroje napětí U1 a U2.
Důležité parametry optronů s fototranzistorem
-
CTR přenosový rozměr – poměr kolektorového proudu fototranzistoru k propustnému proudu diody LED IC/IF. Platí pro jmenovité hodnoty proud IF diody LED a kolektorového napětí UCE fototranzistoru. Často je udáván v % vstupního proudu;
-
UIORM (UISOL) izolační napětí vstup-výstup - je maximální napětí, které může být přiloženo mezi vstupní a výstupní svorky optronu, aniž by došlo k průrazu. Optrony pro klasickou montáž mívají velikost izolačního napětí i více než 5 kV;
-
tON/tOFF - doba sepnutí/doba rozepnutí jsou doby zpoždění průchodu signálu optronem při předepsaném impulsním buzení vstupního obvodu;
-
CIO kapacita optronu – je to vazební kapacita vstup – výstup. Je důležitá pro posouzení průniku střídavého rušení a vysokofrekvenčního vysokého napětí;
-
Tamb rozsah provozních teplot – v něm výrobce zaručuje správnou činnost při jmenovitých parametrech;
Vstup optronu
-
IF proud LED v propustném směru – trvalý proud, který může téci diodou LED;
-
IFSM (IF(pk)) špičkový proud v propustném směru – hodnota proudového impulzu, který může téci diodou LED, aniž došlo k jejímu zničení;
-
UF napětí v propustném směru pro jmenovitý proud IF;
-
UR napětí v závěrném směru, kterým je možno zatížit vstupní LED diodu bez zhoršení jejích vlastností.
Výstup optronu
-
UCEO průrazné napětí kolektor – emitor;
-
UECO průrazné napětí emitor- kolektor;
-
UCEsat saturační napětí kolektor – emitor;
-
CCE kapacita kolektor-emitor.
Typ optického vazebního členu optron s fotorezistorem je díky vlastnostem fotorezistoru velmi pomalý. Hodí se proto jen pro nízkofrekvenční aplikace. Má ale dobrou přesnost linearity převodu, a uplatní se proto s výhodou v lineárních obvodech.
Fotorezistor v něm pracuje jako řízený proměnný odpor, jehož hodnota je úměrná proudu diodou LED.
Použití optoelektrických prvků v senzorech
Princip optoelektrického senzoru spočívá v detekování změny intenzity přijímaného optického signálu. Změna může být způsobena nepřítomností kontrolovaného předmětu, změnou tvaru, rozměrů, průhlednosti, odrazivosti, barvy a podobně.
Jednotlivé typy využívají přerušení paprsku, odraz paprsku, difusní odraz paprsku, měření intenzity odrazu a podobně.
Fotoelektrické senzory umožňují měřit bezkontaktně, a to i na značnou vzdálenost. Jako příklad můžeme uvést pravidelné měření vzdálenosti Země – Měsíc pomocí detekce odrazu laserového paprsku o odražeč na povrchu Měsíce. Výrobci moderních optosenzorů nabízejí nepřeberné množství typů pro různorodé aplikace. Většina z nich má i provedení pro jejich přímé propojení na normalizované sběrnice řídicích programovatelných systémů.
Zdroje
- KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Elektronika I učebnice. VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Obrázky
- Obr. 1: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Příklad vnitřního zapojení optronu s detekčním fototranzistorem, Elektronika I učebnice. VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
- Obr. 2: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Schéma zapojení optronu pro přenos s hradlem NAND, Elektronika I učebnice. VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
