একটি ফটোকপলার কি, কিভাবে একটি ফটোকপলার চয়ন এবং ব্যবহার করতে হয়?

অপটোকপলার, যা মাধ্যম হিসাবে অপটিক্যাল সিগন্যাল ব্যবহার করে সার্কিটগুলিকে সংযুক্ত করে, এমন একটি উপাদান যেখানে উচ্চ নির্ভুলতা অপরিহার্য, যেমন ধ্বনিবিদ্যা, ওষুধ এবং শিল্প, তাদের উচ্চ বহুমুখিতা এবং নির্ভরযোগ্যতার কারণে, যেমন স্থায়িত্ব এবং নিরোধক।

কিন্তু কখন এবং কোন পরিস্থিতিতে অপটোকপলার কাজ করে এবং এর পিছনে নীতিটি কী? অথবা আপনি যখন আপনার নিজের ইলেকট্রনিক্স কাজে ফটোকপলার ব্যবহার করেন, তখন আপনি হয়তো জানেন না কিভাবে এটি বেছে নিতে হয় এবং ব্যবহার করতে হয়। কারণ অপটোকপলার প্রায়ই "ফটোট্রান্সিস্টার" এবং "ফটোডিওড" এর সাথে বিভ্রান্ত হয়। অতএব, একটি photocoupler কি এই নিবন্ধে চালু করা হবে.
একটি ফটোকপলার কি?

অপটোকপলার হল একটি ইলেকট্রনিক উপাদান যার ব্যুৎপত্তি হল অপটিক্যাল

কাপলার, যার অর্থ "আলোর সাথে মিলন।" কখনও কখনও অপটোকপলার, অপটিক্যাল আইসোলেটর, অপটিক্যাল ইনসুলেশন ইত্যাদি নামেও পরিচিত। এতে আলো নির্গত উপাদান এবং আলো গ্রহণকারী উপাদান থাকে এবং অপটিক্যাল সিগন্যালের মাধ্যমে ইনপুট সাইড সার্কিট এবং আউটপুট সাইড সার্কিটকে সংযুক্ত করে। এই সার্কিটগুলির মধ্যে কোন বৈদ্যুতিক সংযোগ নেই, অন্য কথায়, নিরোধক অবস্থায়। অতএব, ইনপুট এবং আউটপুটের মধ্যে সার্কিট সংযোগ পৃথক এবং শুধুমাত্র সংকেত প্রেরণ করা হয়। ইনপুট এবং আউটপুটের মধ্যে উচ্চ ভোল্টেজ নিরোধক সহ উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন ইনপুট এবং আউটপুট ভোল্টেজ স্তরের সাথে সার্কিটগুলিকে নিরাপদে সংযুক্ত করুন।

উপরন্তু, এই আলো সংকেত প্রেরণ বা ব্লক করে, এটি একটি সুইচ হিসাবে কাজ করে। বিস্তারিত নীতি এবং প্রক্রিয়া পরে ব্যাখ্যা করা হবে, কিন্তু ফটোকপলারের আলো নির্গত উপাদান হল একটি LED (আলো নির্গত ডায়োড)।

1960 থেকে 1970 এর দশক পর্যন্ত, যখন এলইড আবিষ্কার করা হয়েছিল এবং তাদের প্রযুক্তিগত অগ্রগতি উল্লেখযোগ্য ছিল,অপটোইলেক্ট্রনিক্সএকটি গর্জন হয়ে ওঠে এ সময় বিভিন্ন ডঅপটিক্যাল ডিভাইসউদ্ভাবিত হয়েছিল, এবং ফটোইলেকট্রিক কাপলার তাদের মধ্যে একটি ছিল। পরবর্তীকালে, অপটোইলেক্ট্রনিক্স আমাদের জীবনে দ্রুত প্রবেশ করে।

① নীতি/প্রক্রিয়া

অপটোকপলারের নীতি হল যে আলো-নিঃসরণকারী উপাদান ইনপুট বৈদ্যুতিক সংকেতকে আলোতে রূপান্তরিত করে এবং আলো-গ্রহণকারী উপাদানটি আউটপুট সাইড সার্কিটে আলোর ব্যাক বৈদ্যুতিক সংকেত প্রেরণ করে। আলো নির্গতকারী উপাদান এবং আলো গ্রহণকারী উপাদান বাহ্যিক আলোর ব্লকের অভ্যন্তরে থাকে এবং আলো প্রেরণ করার জন্য দুটি একে অপরের বিপরীতে থাকে।

আলো-নিঃসরণকারী উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত অর্ধপরিবাহী হল LED (আলো-নির্গত ডায়োড)। অন্যদিকে, ব্যবহারের পরিবেশ, বাহ্যিক আকার, দাম ইত্যাদির উপর নির্ভর করে আলো-গ্রহণকারী ডিভাইসগুলিতে অনেক ধরণের সেমিকন্ডাক্টর ব্যবহার করা হয়, তবে সাধারণভাবে, সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় ফটোট্রানজিস্টর।

যখন কাজ না করে, ফটোট্রান্সিস্টরগুলি সাধারণ সেমিকন্ডাক্টরগুলির তুলনায় খুব কম কারেন্ট বহন করে। সেখানে আলোর ঘটনা ঘটলে, P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর এবং N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের পৃষ্ঠে ফটোট্রান্সজিস্টর একটি ফটোইলেক্ট্রমোটিভ বল তৈরি করে, এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের ছিদ্রগুলি p অঞ্চলে প্রবাহিত হয়, p অঞ্চলে মুক্ত ইলেকট্রন সেমিকন্ডাক্টর প্রবাহিত হয়। n অঞ্চলে, এবং কারেন্ট প্রবাহিত হবে।

ফটোট্রান্সিস্টরগুলি ফটোডিওডের মতো প্রতিক্রিয়াশীল নয়, তবে তাদের আউটপুটকে ইনপুট সিগন্যালের (অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে) শত থেকে 1,000 গুণ পর্যন্ত প্রশস্ত করার প্রভাব রয়েছে। অতএব, তারা এমনকি দুর্বল সংকেত বাছাই করার জন্য যথেষ্ট সংবেদনশীল, যা একটি সুবিধা।

প্রকৃতপক্ষে, আমরা যে "লাইট ব্লকার" দেখি তা একই নীতি এবং প্রক্রিয়া সহ একটি ইলেকট্রনিক ডিভাইস।

যাইহোক, আলোক বিঘ্নকারীগুলি সাধারণত সেন্সর হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং আলো-নিঃসরণকারী উপাদান এবং আলো-গ্রহণকারী উপাদানের মধ্যে একটি আলো-অবরোধকারী বস্তুকে অতিক্রম করে তাদের ভূমিকা পালন করে। উদাহরণস্বরূপ, এটি ভেন্ডিং মেশিন এবং এটিএম-এ কয়েন এবং ব্যাঙ্কনোট সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

② বৈশিষ্ট্য

যেহেতু অপটোকপলার আলোর মাধ্যমে সংকেত প্রেরণ করে, তাই ইনপুট সাইড এবং আউটপুট সাইডের মধ্যে অন্তরণ একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য। উচ্চ নিরোধক সহজে শব্দ দ্বারা প্রভাবিত হয় না, তবে সংলগ্ন সার্কিটের মধ্যে দুর্ঘটনাজনিত বর্তমান প্রবাহকেও বাধা দেয়, যা নিরাপত্তার দিক থেকে অত্যন্ত কার্যকর। এবং গঠন নিজেই তুলনামূলকভাবে সহজ এবং যুক্তিসঙ্গত.

এর দীর্ঘ ইতিহাসের কারণে, বিভিন্ন নির্মাতাদের সমৃদ্ধ পণ্য লাইনআপও অপটোকপলারের একটি অনন্য সুবিধা। যেহেতু কোন শারীরিক যোগাযোগ নেই, অংশগুলির মধ্যে পরিধান ছোট, এবং জীবন দীর্ঘ হয়। অন্যদিকে, এমন বৈশিষ্ট্যও রয়েছে যে আলোকিত দক্ষতা ওঠানামা করা সহজ, কারণ সময় এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাথে LED ধীরে ধীরে ক্ষয় হবে।

বিশেষত যখন স্বচ্ছ প্লাস্টিকের অভ্যন্তরীণ উপাদান দীর্ঘ সময়ের জন্য মেঘলা হয়ে যায়, তখন এটি খুব ভাল আলো হতে পারে না। যাইহোক, যে কোনও ক্ষেত্রে, যান্ত্রিক যোগাযোগের যোগাযোগের যোগাযোগের তুলনায় জীবন খুব দীর্ঘ।

ফটোট্রান্সিস্টর সাধারণত ফটোডিওডের চেয়ে ধীর, তাই এগুলি উচ্চ-গতির যোগাযোগের জন্য ব্যবহার করা হয় না। যাইহোক, এটি একটি অসুবিধা নয়, কারণ কিছু উপাদানের গতি বাড়ানোর জন্য আউটপুট সাইডে অ্যামপ্লিফিকেশন সার্কিট রয়েছে। আসলে, সব ইলেকট্রনিক সার্কিটের গতি বাড়ানোর দরকার নেই।

③ ব্যবহার

ফটোইলেকট্রিক কাপলারপ্রধানত অপারেশন সুইচিং জন্য ব্যবহৃত হয়. সুইচটি চালু করার মাধ্যমে সার্কিটটি শক্তিশালী হবে, তবে উপরের বৈশিষ্ট্যগুলির দৃষ্টিকোণ থেকে, বিশেষ করে নিরোধক এবং দীর্ঘ জীবন, এটি উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার প্রয়োজনের পরিস্থিতিতে উপযুক্ত। উদাহরণস্বরূপ, শব্দ হল চিকিৎসা ইলেকট্রনিক্স এবং অডিও সরঞ্জাম/যোগাযোগ সরঞ্জামের শত্রু।

এটি মোটর ড্রাইভ সিস্টেমেও ব্যবহৃত হয়। মোটরটির কারণ হল এটি চালিত হলে গতি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, তবে উচ্চ আউটপুটের কারণে এটি শব্দ উৎপন্ন করে। এই শব্দটি কেবল মোটরটিকেই ব্যর্থ করবে না, তবে পেরিফেরিয়ালগুলিকে প্রভাবিত করে "ভূমি" দিয়ে প্রবাহিত হবে। বিশেষ করে, দীর্ঘ তারের সঙ্গে যন্ত্রপাতি এই উচ্চ আউটপুট শব্দ বাছাই করা সহজ, তাই যদি এটি কারখানায় ঘটে, এটি অনেক ক্ষতির কারণ হবে এবং কখনও কখনও গুরুতর দুর্ঘটনা ঘটাবে। স্যুইচিংয়ের জন্য অত্যন্ত উত্তাপযুক্ত অপটোকপলার ব্যবহার করে, অন্যান্য সার্কিট এবং ডিভাইসের উপর প্রভাব কমিয়ে আনা যায়।

দ্বিতীয়ত, অপটোকপলারগুলি কীভাবে চয়ন এবং ব্যবহার করবেন

পণ্য ডিজাইনে প্রয়োগের জন্য কীভাবে সঠিক অপ্টোকপ্লার ব্যবহার করবেন? নিচের মাইক্রোকন্ট্রোলার ডেভেলপমেন্ট ইঞ্জিনিয়াররা ব্যাখ্যা করবে কিভাবে অপটোকপলার নির্বাচন এবং ব্যবহার করতে হয়।

① সর্বদা খোলা এবং সর্বদা বন্ধ

দুই ধরনের ফটোকপলার রয়েছে: একটি প্রকার যেখানে ভোল্টেজ প্রয়োগ করা না হলে সুইচটি বন্ধ (অফ) করা হয়, একটি প্রকার যেখানে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে সুইচটি চালু (বন্ধ) হয় এবং একটি প্রকার যাতে সুইচটি চালু করা হয়। ভোল্টেজ না থাকলে চালু হয়। ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে প্রয়োগ করুন এবং বন্ধ করুন।

পূর্ববর্তীটিকে সাধারণত খোলা বলা হয় এবং পরেরটিকে সাধারণত বন্ধ বলা হয়। কীভাবে চয়ন করবেন, প্রথমে আপনার কী ধরণের সার্কিট প্রয়োজন তার উপর নির্ভর করে।

② আউটপুট কারেন্ট এবং প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ পরীক্ষা করুন

ফটোকপলারদের সিগন্যালকে প্রশস্ত করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তবে সবসময় ইচ্ছামত ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মধ্য দিয়ে যায় না। অবশ্যই, এটি রেট করা হয়েছে, তবে পছন্দসই আউটপুট কারেন্ট অনুযায়ী ইনপুট দিক থেকে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা দরকার।

আমরা যদি পণ্যের ডেটা শীটটি দেখি, আমরা একটি চার্ট দেখতে পারি যেখানে উল্লম্ব অক্ষটি আউটপুট কারেন্ট (সংগ্রাহক বর্তমান) এবং অনুভূমিক অক্ষটি ইনপুট ভোল্টেজ (সংগ্রাহক-ইমিটার ভোল্টেজ)। সংগ্রাহক কারেন্ট LED আলোর তীব্রতা অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়, তাই পছন্দসই আউটপুট কারেন্ট অনুযায়ী ভোল্টেজ প্রয়োগ করুন।

যাইহোক, আপনি মনে করতে পারেন যে এখানে গণনা করা আউটপুট বর্তমান আশ্চর্যজনকভাবে ছোট। এটি বর্তমান মান যা সময়ের সাথে সাথে LED এর অবনতি বিবেচনা করার পরেও নির্ভরযোগ্যভাবে আউটপুট হতে পারে, তাই এটি সর্বাধিক রেটিং থেকে কম।

বিপরীতভাবে, এমন কিছু ক্ষেত্রে রয়েছে যেখানে আউটপুট কারেন্ট বড় নয়। অতএব, অপটোকপলার নির্বাচন করার সময়, সাবধানে "আউটপুট কারেন্ট" পরীক্ষা করতে ভুলবেন না এবং এর সাথে মেলে এমন পণ্যটি বেছে নিন।

③ সর্বাধিক বর্তমান

সর্বাধিক পরিবাহী কারেন্ট হল সর্বাধিক বর্তমান মান যা অপ্টোকপলার পরিচালনা করার সময় সহ্য করতে পারে। আবার, আমরা কেনার আগে আমাদের নিশ্চিত করতে হবে যে প্রকল্পটির কতটা আউটপুট দরকার এবং ইনপুট ভোল্টেজ কী। নিশ্চিত করুন যে সর্বাধিক মান এবং বর্তমান ব্যবহৃত সীমা নয়, তবে কিছু মার্জিন রয়েছে।

④ ফটোকপলার সঠিকভাবে সেট করুন

সঠিক অপটোকপলার বেছে নেওয়ার পরে, আসুন এটি একটি বাস্তব প্রকল্পে ব্যবহার করি। ইনস্টলেশন নিজেই সহজ, প্রতিটি ইনপুট সাইড সার্কিট এবং আউটপুট সাইড সার্কিটের সাথে সংযুক্ত টার্মিনালগুলিকে সংযুক্ত করুন। যাইহোক, ইনপুট সাইড এবং আউটপুট সাইড যাতে ভুল না হয় সেদিকে খেয়াল রাখতে হবে। অতএব, আপনাকে অবশ্যই ডেটা টেবিলের প্রতীকগুলিও পরীক্ষা করতে হবে, যাতে আপনি পিসিবি বোর্ড আঁকার পরে ফটোইলেকট্রিক কাপলার ফুটটি ভুল দেখতে না পান।