6. Bộ ngẫu hợp quang điện
6.3.2.Mạch điều khiển motor
Hình 7.13 lă sơ đồ ngun lý mạch điều khiển motor câch ly bằng bộ nối quang.
Hình 7.13: Sơ đồ ngun lý mạch điều khiển motỏ câch ly bằng bộ nối quang R1: Điện trở bảo vệ bộ nối quang PC817
Q: Transistor khuếch đại dịng điện, tải của nó lă motor M D: Diode bảo vệ cho transistor Q.
PC817: Bộ nối quang có transistor ở đầu ra.
Motor được điều khiển bằng kỹ thuật số, trong đó mạch logic TTL (Transistor Transistor Logic) nhận nhiệm vụ tạo tín hiệu đầu văo điều khiển motor. Khi đầu văo nhận mức thấp (0) LED của bộ nối quang phđn cực thuận nín
125 thơng, quang transistor của PC817 nhận tín hiệu dưới dạng ânh sâng cũng thơng theo, dịng vực C của nó tăng lín, điện âp UC của nó ở mức 0, Q tắt, dịng cực thu của nó xấp xỉ 0, motor M ngưng quay. Khi đầu văo nhận mức cao (1) LED của bộ nối quang phđn cực nghịch nín tắt, quang transistor của PC817 khơng nhận tín hiệu dưới dạng ânh sâng cũng tắt theo, dịng vực C của nó xấp xỉ 0, điện âp UC của nó xấp xỉ Ucc, Q thơng, dịng cực thu tăng đến ICmax, motor M quay.
Ta thấy đđy chính lă một relay bân dẫn SSR (Solid State Relay). Dùng một dòng vă thế rất thấp để điều khiển một dòng vă thế rất cao ở đầu ra. Đồng thời câch ly về điện giữa hai tầng.
Tóm tắt chương
Câc dụng cụ quang điện tử bân dẫn có thể chia ra ba nhóm chính: Dụng cụ quang điện bân dẫn, hoạt động dựa trín hiện tượng quang dẫn; dụng cụ điện quang bân dẫn, hoạt động dựa trín hiện tượng quang âp; dụng cụ bân dẫn kết hợp điện quang.
Điện trở quang còn được gọi lă quang trở, lă loại điện trở có trị số tỷ lệ nghịch với cường độ tia sâng có bước sóng thích hợp chiếu văo nó. Khoảng thay đổi năy rất rộng có thể từ văi MΩ trong tối, giảm còn một văi trăm Ω khi được chiếu với nguồn sâng manh. Ký hiệu vă hình dạng như hình 7.1. Đặc tuyến volt ampere của quang trở cho biết quan hệ giữa điện âp vă dòng điện chảy qua quang trở dưới tâc dụng của từng độ chiếu sâng khâc nhau. Độ chiếu sâng đo bằng lux (lm/m2) hoặc bằng mw/cm2 (Hình 7.2). Đặc tuyến năng lượng dòng sâng cho biết quan hệ giữa cường độ dòng sâng vă năng lượng tia sâng chiếu văo quang dẫn khi điện âp hai đầu quang dẫn không đổi Is = f(ф) khi UR = const. (Hình 7.3). Đặc tuyến điện trở cho biết quan hệ giữa trị số của bản thđn quang dẫn vă năng lượng tia sâng chiếu văo quang dẫn. Đđy lă đặc tuyến quan trọng nhất, thường được sử dụng nhiều trong thực tế thiết kế câc mạch điện có dùng quang trở (Hình 7.4). Quang trở có câc tham số cơ bản: điện âp cực đại đặt trín hai đầu biến trở (Vmax); cơng suất cực đại (Pmax); nhiệt độ môi trường; quang phổ đỉnh; điện trở sâng; điện trở tối; thời gian đâp ứng. Quang trở thường được dùng lăm phần tử khống chế trong câc mạch tự động dùng ânh sâng như mạch thay đổi điện âp theo ânh sâng, mạch đóng mở đỉn bảo vệ tự động...
Diode phât sâng LED (Light Emetting Diode) còn được gọi lă diode phât quang, lă loại diode có thể phât ra ânh sâng khi được phđn cực thuận. Có cấu tạo,
126 ký hiệu vă hình dạng như hình 7.8. Diode phât sâng có câc tham số cơ bản: loại (type) bao gồm: tiíu chuẩn, độ nhạy cao, siíu sâng vă dịng thấp; mău; dòng thuận cực đại IF max; điện âp phđn cực thuận VF typ; điện âp thuận cực đại VF max; điện âp nghịch cực đại VR max; cường độ sâng; góc nhìn; bước sóng đỉnh.
Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) lă một thiết bị khuếch đại ânh sâng bằng phât xạ kích thích. Laser bân dẫn có cấu tạo như hình 7.9
Bộ ngẫu hợp quang điện còn được gọi lă bộ nối quang (opto coupler), cho phĩp kết nối hai tầng của câc thiết bị điện tử với nhau, nhờ thế có thể câch ly tầng trước thường có điện âp thấp vă tầng sau lă tầng cần hoạt động chính xâc vă trânh mọi loại nhiễu điện. Thực chất lă hai dụng cụ quang bân dẫn kết nối nhau. Nó có cấu tạo như hình 7.10. Dịng điện cần kết nối với tầng sau khi di qua 2 đầu của diode phât sâng có trong optron lăm cho led phât sâng, kích hoạt dụng cụ quang bân dẫn ở trong optron, dụng cụ quang bân dẫn năy sẽ kết nối với tầng sau.Tùy theo cấu tạo optron có câc ký hiệu khâc nhau (Hình 7.11). Bộ nối quang có câc tham số cơ bản sau: Phần phât đi: Dòng thuận IF, điện âp ngược VR; tổng cơng suất tiíu thụ. Phần nhận: Trạng thâi tắt điện âp ra VDRM; tổng cơng suất tiíu thụ
Băi tập ơn tập chương
1/ Trình băy ký hiệu, cấu tạo vă hình dạng của quang trở 2/ Trình băy câc tham số cơ bản của quang trở
3/ Vẽ vă phđn tích sơ đồ nguyín lý mạch tự động tắt mở đỉn bảo vệ. 4/ Trình băy ký hiệu, cấu tạo vă hình dạng của LED
5/ Trình băy câc tham số cơ bản của LED
6/ Trình băy ký hiệu, cấu tạo vă hình dạng của bộ nối quang 7/ Trình băy câc tham số cơ bản của bộ nối quang
8/Vẽ vă phđn tích sơ đồ nguyín lý mạch điều khiển motor dùng bộ nối
quang.
Câc nhiệm vụ học tập
- Sinh viín nắm vững câc hiện tượng quang dẫn vă quang âp ở giâo trình vật lý đại cương.
- Tải từ internet datasheet của quang trở, LED, bộ nối quang. Phđn tích câc tham số có ghi ở datasheet.
127 - Vẽ, phđn tích sơ đồ ngun lý câc mạch điện có dùng câc dụng cụ quang bân dẫn.
- Sinh viín tìm kiếm câc dụng cụ quang bân dẫn bằng câch mua ở thị trường hoặc thâo ở câc thiết bị điện tử hỏng. Tìm câch nhận diện từng loại, xâc định chất lượng của chúng.
- Tải từ internet câc mạch điện, điện tử có sử dụng SCR. triac, diac. Phđn tích hoạt động của chúng.
Câc đề tăi sinh viín
Đề tăi 1: Nghiín cứu quang trở ở những vấn đề sau:
b/Lắp râp một mạch thí nghiệm để vẽ đặc tuyến điện trở của quang trở c/Tiến hănh lấy số liệu vă vẽ đặc tuyến tĩnh.
d/ Phđn tích đặc tuyến vẽ được. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đề tăi 2: Nghiín cứu bộ ghĩp quang với đầu ra lă quang transistorở những vấn đề sau:
a/Xâc định chđn ra bằng câch tra cứu ở datasheet của nó.
b/Vẽ sơ đồ ngun lý của mạch điều khiển motor có dùng bộ ghĩp quang (dùng phần mềm electronicworkbench để vẽ)
c/Tính tơn, lắp râp mạch điều khiển motor vừa vẽ. Đề tăi 3: Nghiín cứu quang dẫn ở những vấn đề sau:
a/ Vẽ sơ đồ ngun lý của mạch đóng mở đỉn tự động có dùng quang trở (dùng phần mềm electronicworkbench để vẽ)
b/ Tính tơn, lắp râp mạch đóng mở đỉn tự động vừa vẽ.
Câc cđu hỏi đânh giâ
Cđu 1: Ngiín cứu diode phât sâng LED ở những vấn đề sau:
a/ Trình băy cấu tạo, ký hiệu vă hình dạng LED
b/Mắc LED như sơ đồ sau LED có sâng khơng? Tại sao?
128 d/ Hình dưới lả mạch dao động đa hăi, được dùng trong mạch quảng câo đỉn chớp tắt. Hêy tính giâ trị của tụ C để thấy được hai LED năy thay nhau sâng tối.
Cho biết: Mạch đối xứng: C1= C2 = C; Rb1= Rb2 = Rb = 10kΩ.
Chu kỳ dao động tạo ra được tính theo cơng thức: T = 2 RbC ln2
Cđu 2: Nghiín cứu quang trở ở những vấn đề sau:
a/Vẽ sơ đồ nguyín lý mạch thí nghiệm để vẽ đặc tuyến điện trở của quang trở. Trình băy phương phâp tiến hănh thí nghiệm
b/ Vẽ vă phđn tích đặc tuyến điện trở của quang trở. c/ Phđn tích đặc tuyến vẽ được
d/ Dựa văo sơ đồ nguyín lý mạch tắt mở đỉn tự động trong giâo trình, Vẽ vă phđn tích hoạt động sơ đồ nguyín lý mạch đếm sản phẩm
.
129