Исправление от 25.10.2022
Оптроны (оптопары) — электросветовые приборы, служащие для двойного преобразования электрического тока в свет и света в электрический ток.
Обозначение в схемах
Или так
Внутренне строение на рентгене
По принципу исполнения бывают с:
- открытым оптическим каналом
- закрытым оптическим каналом
С открытым каналом
Имеет механическое разделение приемное и передающей частей, таким образом можно прерывать световой поток.
Данный электронный компонент входит в компьютерную мышь, это мы о оптическом энкодере, в дешевые мыши ставится механический (о нем в статье: "Энкодер что, зачем, почему?"). Просматривая эту информацию вы прокручиваете страничку колесиком мышки - и вот там в колесике как раз и работает вот такой оптрон с открытым оптическим каналом (конечно если у вас дорогая премиальная мышь)
С закрытым каналом
Оптрон тут это полностью закрытый прибор служит для гальванической развязки элементов схемы, т. е. электрически разделяются элементы схемы. Применений может быть огромное множество.
Выскажу банальную вещь, но. Исходя из принципа работы, оптрон проводит сигнал только в одну сторону от светодиода к фототранзистору. В другую сторону передача информации не возможна.
Может применятся для согласования логических уровней, статья: "Логические уровни и их преобразование", но только как однонаправленный конвертер
У меня есть оптроны двух типов, заказывал я их как всегда на Ali, это :
- PC817
- PC357C
Разберемся с этими оптронами (PC817, PC357C) они с закрытым каналом и выполнены в едином неразрывном корпусе
PC817
Характеристики:
- Количество каналов: 1
- Тип выхода: фототранзистор
- Напряжение изоляции: 5000В
- Максимальный прямой ток: 50мА
- Максимальное выходное напряжение: 35В
- Время включения: 4мкс
- Время выключения: 3мкс
Принцип работы
Принцип работы прост, но нужно понимать что по сути это два электрически разных прибора объединённых в одном корпусе
- С одной стороны на входе это светодиод и рассчитываем параметры схемы мы исходя из принципа расчета для светодиода.
- С другой стороны на выходе это фототранзистор, это обычный транзистор, но он открывается при освещении, а освещается он светодиодом
Все характеристики я приводит не буду, но вот основные:
Для входа (светодиод)
Типовое напряжение питания (прямое напряжение) 1,2 В, при токе (прямой ток) 20 мА (0,02 А) По сути это питания светодиода.
Если мы захоти его подключить к ПИНу ESP8266 "стандартный "резистор будет на 1КОм (1000 Ом)
Поговорим о выходе
Для выхода (фототранзистор)
напряжение коллектор-эмиттер до 35 В;
напряжение эмиттер - коллектор до 6 В;
Коллекторный ток до 50 мА (0,05 А)
Так как там расположен фототранзистор то электрические характеристики и соответствуют ему
Фототранзистор это как обычный транзистор только на базу (полупроводниковый базовый слой) не подается электрический ток для открытия транзистора, а подается свет (в данном случае от светодиода) и под воздействием света транзистор открывается.
Транзистор работает в режиме переключения это означает, что он либо открыт (включен), либо закрыт (выключен)
Так как это NPN транзистор то в направлении коллектор-эмиттер он хорошо пропускает ток и способен пропустить до 35 вольт
А вот в обратном направлении он то же способен пропускать ток, но делает это плохо неохотно всего до 6 вольт
Распайка PC817
Или вот так
Или вот так, прямо на чипе
Исходя из описанного выше типовая схема включения будет следующей
№1 с подтяжкой (стягивающий) к питанию
№2 с подтяжкой к земле
А как подключать? А как удобнее в конкретном случае так и подключайте.
Где R - резистор (сопротивление):
- R1 - Токоограничивающий резистор светодиода, около 1КОм при напряжении 3,3-5 вольт
- R2 - Подтягивающий резистор, 1кОм-10 кОм.
- R3 - Токоограничивающий резистор пина контролера, 200 Oм - 2 кОм
Про подтягивающий и стягивающий резисторы отдельная статья: "Подтягивающий (стягивающий), токоограничивающий резисторы. Зачем, для чего, почему и конечно, что делать?"
PC357C
Перейдем к PC357C
Распиновка: абсолютно такая же как для PC817, см. выше.
Характеристики
Вход
Типовое напряжение питания (прямое напряжение) 1,2 В, при токе (прямой ток) 20 мА (0,02 А).По сути это питания светодиода. Все то же что и выше для PC817
Выход
Напряжение коллектор-эмиттер до 80 В (больше почти в два раза)
Напряжение эмиттер - коллектор до 6 В (то же что и выше)
Коллекторный ток до 50 мА (0,05 А) (то же что и выше)
Но по сути все тоже самое что и выше.
Создаем простейший тестер оптопары
Теперь зная все это мы можем создать сами тестер оптопары которыми переполнен интернет с условием использовать минимум деталей. Нам обязательно понадобится светодиод для детекции работы и два токоограничивающего резистора и все.
- R1 - токоограничивающий резистор для оптопары 1Kom
- R2- токоограничивающий резистор для светодиода 1Kom
- VCC1-питание (+) для светодиода
- VCC2 -питание (+) для оптопары
- Индикаторный светодиод
Я специально разделил питание на две части, для лучшего понимания схемы.
Принцип работы для самых маленьких
Когда есть питание только на VCC1 (+) светодиод не горит потому как коллектор-эмитер закрыт светодиод оптопары не работает
Когда есть питание только на VCC2 (+) светодиод не горит потому как на нем нет положительного потенциала, но оптопара работает мы просто этого не видим.
И только когда есть питание и на VCC1 (+) и на VCC2 (+) светодиод горит в этом случае транзистор оптопары открылся - оптопара рабочая.
И вот как это выглядит в реальности
Практическая реализация
Перейдем к практической реализации. Мне нужно собрать контроллер наличия напряжения в сети, а именно наличия/отсутствия постоянного напряжения в12 вольт для ESP8266. Можно это сделать разными способами, например с помощью резистивного делителя напряжения или с помощью оптрона и это хороший вариант так как в данном случае разные части схемы будут гальванически развязаны.
Контроллер постоянного напряжение сети 12 вольт на оптроне
Мне понадобится:
- Один оптрон, например PC817
- Сопротивление (R), я взял все по 1.5 кОм (SMD 152)
На данной схеме земля общая т. е. гальванической развязки нет.
Схема
По сути это схема которая была выше
Если напряжение 12 вольт есть то на ПИНе будет "+" т. е. высокий уровень или, по другому "1". Если 12 вольт нет, светодиод не светит, транзистор закрыт на ПИНе минус, низкий уровень, "0".
Настройка в прошивке ESP Easy
Настроим все это в прошивке ESP Easy, по сути это выключатель, включено/выключено (один или ноль) поэтому выбираем "Switch input - Switch"
А затем стандартная настройка как для выключателя. Можно посмотреть в статьях
- Подключаем кнопку и светодиод и настраиваем их в прошивке ESP Easy
Вот скриншот, все как обычно
Конечно вы выбираете свое GPIO, то которое используете, у меня это GPIO0
Если есть напряжение в сети, значение ("Values") будет "1"
Если нет напряжения в сети 12 вольт, значение ("Values") будет "0"
На сегодня все, но к оптронам мы еще вернемся, это был разогрев перед более серьезными вещами, и да, я интригую., поэтому, как всегда.
Продолжение следует...
Я могу забыть добавить сюда актуальные ссылки на новые статьи, поэтому не забывайте подписаться на мой канал TehnoZet-2 и пользуйтесь рубрикатором по каналу, там все по разделам: "Страничка путеводитель по каналу TehnoZet-2"
Статьи по теме на нашем канале:
- Подключаем кнопку и светодиод и настраиваем их в прошивке ESP Easy
Прошивка ESP Easy
- Подключаем кнопку и светодиод и настраиваем их в прошивке ESP Easy
Подписывайтесь на наш канал TehnoZet-2, будет интересно! Мы только развиваемся! Понравилась статья, хотите продолжения - ставьте лайк, жмите палец вверх!
Тэги
#простоосложном
#длямаленьких
#щасспаяю
#подключаемся
#чтотамвнутри
#впоискахнеонки
