অপটোকাপ্লার, যা অপটিক্যাল সিগন্যালকে মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করে সার্কিটগুলিকে সংযুক্ত করে, এমন একটি উপাদান যেখানে উচ্চ নির্ভুলতা অপরিহার্য, যেমন অ্যাকোস্টিকস, চিকিৎসা এবং শিল্প, তাদের উচ্চ বহুমুখীতা এবং নির্ভরযোগ্যতা, যেমন স্থায়িত্ব এবং অন্তরণ, এর কারণে।
কিন্তু কখন এবং কোন পরিস্থিতিতে অপটোকাপ্লার কাজ করে এবং এর পিছনের নীতিটি কী? অথবা যখন আপনি আপনার নিজস্ব ইলেকট্রনিক্সে ফটোকাপ্লার ব্যবহার করেন, তখন আপনি হয়তো জানেন না যে এটি কীভাবে নির্বাচন করবেন এবং ব্যবহার করবেন। কারণ অপটোকাপ্লার প্রায়শই "ফটোট্রান্সিস্টর" এবং "ফটোডায়োড" এর সাথে বিভ্রান্ত হয়। অতএব, এই নিবন্ধে ফটোকাপ্লার কী তা পরিচয় করিয়ে দেওয়া হবে।
ফটোকাপলার কী?
অপটোকাপ্লার হল একটি ইলেকট্রনিক উপাদান যার ব্যুৎপত্তি অপটিক্যাল
কাপলার, যার অর্থ "আলোর সাথে সংযোগ স্থাপন"। কখনও কখনও এটি অপটোকাপ্লার, অপটিক্যাল আইসোলেটর, অপটিক্যাল ইনসুলেশন ইত্যাদি নামেও পরিচিত। এটি আলোক নির্গমনকারী উপাদান এবং আলোক গ্রহণকারী উপাদান নিয়ে গঠিত এবং অপটিক্যাল সিগন্যালের মাধ্যমে ইনপুট সাইড সার্কিট এবং আউটপুট সাইড সার্কিটকে সংযুক্ত করে। এই সার্কিটগুলির মধ্যে, অন্য কথায়, অন্তরক অবস্থায়, কোনও বৈদ্যুতিক সংযোগ নেই। অতএব, ইনপুট এবং আউটপুটের মধ্যে সার্কিট সংযোগ পৃথক এবং কেবল সংকেত প্রেরণ করা হয়। উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন ইনপুট এবং আউটপুট ভোল্টেজ স্তর সহ সার্কিটগুলিকে নিরাপদে সংযুক্ত করুন, ইনপুট এবং আউটপুটের মধ্যে উচ্চ ভোল্টেজ ইনসুলেশন সহ।
উপরন্তু, এই আলোক সংকেত প্রেরণ বা ব্লক করে, এটি একটি সুইচ হিসেবে কাজ করে। বিস্তারিত নীতি এবং প্রক্রিয়াটি পরে ব্যাখ্যা করা হবে, তবে ফটোকাপলারের আলোক নির্গমনকারী উপাদান হল একটি LED (আলো নির্গমনকারী ডায়োড)।
১৯৬০ থেকে ১৯৭০ এর দশক পর্যন্ত, যখন এলইডি আবিষ্কার হয়েছিল এবং তাদের প্রযুক্তিগত অগ্রগতি উল্লেখযোগ্য ছিল,অপটোইলেকট্রনিক্সসেই সময়ে, বিভিন্নঅপটিক্যাল ডিভাইসউদ্ভাবিত হয়েছিল, এবং ফটোইলেকট্রিক কাপলার ছিল তাদের মধ্যে একটি। পরবর্তীকালে, অপটোইলেকট্রনিক্স দ্রুত আমাদের জীবনে প্রবেশ করে।
① নীতি/প্রক্রিয়া
অপটোকাপ্লারের নীতি হল আলো-নির্গমনকারী উপাদান ইনপুট বৈদ্যুতিক সংকেতকে আলোতে রূপান্তরিত করে এবং আলো-গ্রহণকারী উপাদান আলোর পিছনের বৈদ্যুতিক সংকেতকে আউটপুট সাইড সার্কিটে প্রেরণ করে। আলো নির্গতকারী উপাদান এবং আলো গ্রহণকারী উপাদান বহিরাগত আলোর ব্লকের ভিতরে অবস্থিত এবং আলো প্রেরণের জন্য দুটি একে অপরের বিপরীতে অবস্থিত।
আলো-নির্গমনকারী উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত অর্ধপরিবাহী হল LED (আলো-নির্গমনকারী ডায়োড)। অন্যদিকে, ব্যবহারের পরিবেশ, বাহ্যিক আকার, দাম ইত্যাদির উপর নির্ভর করে আলো-গ্রহণকারী ডিভাইসগুলিতে অনেক ধরণের অর্ধপরিবাহী ব্যবহৃত হয়, তবে সাধারণভাবে, সর্বাধিক ব্যবহৃত হল ফটোট্রানজিস্টর।
যখন কাজ না করে, তখন ফটোট্রান্সিস্টরগুলি সাধারণ সেমিকন্ডাক্টরের তুলনায় খুব কম কারেন্ট বহন করে। যখন সেখানে আলোর আক্রমন ঘটে, তখন ফটোট্রান্সিস্টর P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর এবং N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের পৃষ্ঠে একটি ফটোইলেক্ট্রোমোটিভ বল তৈরি করে, N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের ছিদ্রগুলি p অঞ্চলে প্রবাহিত হয়, p অঞ্চলে মুক্ত ইলেকট্রন সেমিকন্ডাক্টর n অঞ্চলে প্রবাহিত হয় এবং কারেন্ট প্রবাহিত হয়।
ফটোট্রানজিস্টরগুলি ফটোডায়োডের মতো প্রতিক্রিয়াশীল নয়, তবে তাদের আউটপুটকে ইনপুট সিগন্যালের শত শত থেকে 1,000 গুণ পর্যন্ত বৃদ্ধি করার প্রভাব রয়েছে (অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে)। অতএব, তারা দুর্বল সংকেতগুলিও গ্রহণ করার জন্য যথেষ্ট সংবেদনশীল, যা একটি সুবিধা।
আসলে, আমরা যে "আলো ব্লকার" দেখতে পাই তা হল একই নীতি এবং প্রক্রিয়া সহ একটি ইলেকট্রনিক ডিভাইস।
তবে, আলোর বাধা প্রদানকারী যন্ত্রগুলি সাধারণত সেন্সর হিসেবে ব্যবহৃত হয় এবং আলো নির্গমনকারী উপাদান এবং আলো গ্রহণকারী উপাদানের মধ্যে একটি আলো-প্রতিরোধকারী বস্তুকে অতিক্রম করে তাদের ভূমিকা পালন করে। উদাহরণস্বরূপ, এটি ভেন্ডিং মেশিন এবং এটিএম-এ মুদ্রা এবং নোট সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
② বৈশিষ্ট্য
যেহেতু অপটোকাপলার আলোর মাধ্যমে সংকেত প্রেরণ করে, তাই ইনপুট পাশ এবং আউটপুট পাশের মধ্যে অন্তরণ একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য। উচ্চ অন্তরণ শব্দ দ্বারা সহজে প্রভাবিত হয় না, তবে সংলগ্ন সার্কিটগুলির মধ্যে দুর্ঘটনাজনিত কারেন্ট প্রবাহকেও বাধা দেয়, যা সুরক্ষার দিক থেকে অত্যন্ত কার্যকর। এবং কাঠামোটি নিজেই তুলনামূলকভাবে সহজ এবং যুক্তিসঙ্গত।
দীর্ঘ ইতিহাসের কারণে, বিভিন্ন নির্মাতাদের সমৃদ্ধ পণ্য লাইনআপ অপটোকাপ্লারের একটি অনন্য সুবিধা। যেহেতু কোনও শারীরিক যোগাযোগ নেই, তাই যন্ত্রাংশের মধ্যে ক্ষয়ক্ষতি কম এবং আয়ু দীর্ঘ। অন্যদিকে, এমন বৈশিষ্ট্যও রয়েছে যে আলোকিত দক্ষতা ওঠানামা করা সহজ, কারণ সময় এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাথে LED ধীরে ধীরে ক্ষয়প্রাপ্ত হবে।
বিশেষ করে যখন স্বচ্ছ প্লাস্টিকের অভ্যন্তরীণ উপাদান দীর্ঘ সময়ের জন্য মেঘলা হয়ে যায়, তখন এটি খুব ভালো আলো হতে পারে না। যাইহোক, যাই হোক না কেন, যান্ত্রিক যোগাযোগের যোগাযোগের তুলনায় এর জীবনকাল অনেক দীর্ঘ।
ফটোট্রানজিস্টরগুলি সাধারণত ফটোডায়োডের তুলনায় ধীর গতির হয়, তাই উচ্চ-গতির যোগাযোগের জন্য এগুলি ব্যবহার করা হয় না। তবে, এটি কোনও অসুবিধা নয়, কারণ কিছু উপাদানের আউটপুট দিকে গতি বাড়ানোর জন্য অ্যামপ্লিফিকেশন সার্কিট থাকে। আসলে, সমস্ত ইলেকট্রনিক সার্কিটের গতি বাড়ানোর প্রয়োজন হয় না।
③ ব্যবহার
আলোক-ইলেকট্রিক কাপলারমূলত সুইচিং অপারেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। সুইচটি চালু করলে সার্কিটটি শক্তি পাবে, তবে উপরের বৈশিষ্ট্যগুলির দৃষ্টিকোণ থেকে, বিশেষ করে অন্তরণ এবং দীর্ঘ জীবনকালের দৃষ্টিকোণ থেকে, এটি উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার প্রয়োজন এমন পরিস্থিতিতে উপযুক্ত। উদাহরণস্বরূপ, শব্দ হল মেডিকেল ইলেকট্রনিক্স এবং অডিও সরঞ্জাম/যোগাযোগ সরঞ্জামের শত্রু।
এটি মোটর ড্রাইভ সিস্টেমেও ব্যবহৃত হয়। মোটরের কারণ হল, যখন এটি চালানো হয় তখন গতি ইনভার্টার দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, তবে উচ্চ আউটপুট থাকার কারণে এটি শব্দ উৎপন্ন করে। এই শব্দ কেবল মোটরকেই ব্যর্থ করে না, বরং "ভূমি" দিয়ে প্রবাহিত করে পেরিফেরালগুলিকে প্রভাবিত করে। বিশেষ করে, দীর্ঘ তারযুক্ত সরঞ্জামগুলি এই উচ্চ আউটপুট শব্দ সহজেই গ্রহণ করে, তাই যদি এটি কারখানায় ঘটে তবে এটি প্রচুর ক্ষতির কারণ হবে এবং কখনও কখনও গুরুতর দুর্ঘটনা ঘটাবে। সুইচিংয়ের জন্য অত্যন্ত উত্তাপযুক্ত অপটোকাপ্লার ব্যবহার করে, অন্যান্য সার্কিট এবং ডিভাইসের উপর প্রভাব কমানো যেতে পারে।
দ্বিতীয়ত, অপটোকাপ্লার কীভাবে নির্বাচন এবং ব্যবহার করবেন
পণ্য নকশায় প্রয়োগের জন্য সঠিক অপটোকাপ্লার কীভাবে ব্যবহার করবেন? নিম্নলিখিত মাইক্রোকন্ট্রোলার ডেভেলপমেন্ট ইঞ্জিনিয়াররা অপটোকাপ্লার নির্বাচন এবং ব্যবহার করার পদ্ধতি ব্যাখ্যা করবেন।
① সর্বদা খোলা এবং সর্বদা বন্ধ
দুই ধরণের ফটোকাপলার রয়েছে: একটি ধরণের যেখানে কোনও ভোল্টেজ প্রয়োগ না করা হলে সুইচটি বন্ধ (বন্ধ) করা হয়, একটি ধরণের যেখানে ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে সুইচটি চালু (বন্ধ) করা হয় এবং একটি ধরণের যেখানে কোনও ভোল্টেজ না থাকলে সুইচটি চালু করা হয়। ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে প্রয়োগ করুন এবং বন্ধ করুন।
প্রথমটিকে বলা হয় স্বাভাবিকভাবে খোলা, এবং দ্বিতীয়টিকে বলা হয় স্বাভাবিকভাবে বন্ধ। কীভাবে নির্বাচন করবেন, প্রথমে আপনার কী ধরণের সার্কিট প্রয়োজন তার উপর নির্ভর করে।
② আউটপুট কারেন্ট এবং প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ পরীক্ষা করুন
ফটোকাপলারগুলির সিগন্যালকে প্রশস্ত করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তবে সর্বদা ইচ্ছামত ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মধ্য দিয়ে যায় না। অবশ্যই, এটির রেট দেওয়া হয়, তবে পছন্দসই আউটপুট কারেন্ট অনুসারে ইনপুট দিক থেকে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা প্রয়োজন।
যদি আমরা পণ্যের ডেটা শিটটি দেখি, তাহলে আমরা একটি চার্ট দেখতে পাব যেখানে উল্লম্ব অক্ষ হল আউটপুট কারেন্ট (সংগ্রাহক কারেন্ট) এবং অনুভূমিক অক্ষ হল ইনপুট ভোল্টেজ (সংগ্রাহক-ইমিটার ভোল্টেজ)। সংগ্রাহক কারেন্ট LED আলোর তীব্রতা অনুসারে পরিবর্তিত হয়, তাই পছন্দসই আউটপুট কারেন্ট অনুসারে ভোল্টেজ প্রয়োগ করুন।
তবে, আপনার মনে হতে পারে যে এখানে গণনা করা আউটপুট কারেন্ট আশ্চর্যজনকভাবে ছোট। এটি হল বর্তমান মান যা সময়ের সাথে সাথে LED এর অবনতি বিবেচনা করার পরেও নির্ভরযোগ্যভাবে আউটপুট করা যেতে পারে, তাই এটি সর্বোচ্চ রেটিং এর চেয়ে কম।
বিপরীতে, এমন কিছু ক্ষেত্রে আছে যেখানে আউটপুট কারেন্ট বড় হয় না। অতএব, অপটোকাপ্লার নির্বাচন করার সময়, "আউটপুট কারেন্ট" সাবধানে পরীক্ষা করতে ভুলবেন না এবং এর সাথে মেলে এমন পণ্যটি বেছে নিন।
③ সর্বোচ্চ বর্তমান
সর্বাধিক পরিবাহী কারেন্ট হল সর্বোচ্চ বর্তমান মান যা অপটোকাপ্লার সঞ্চালনের সময় সহ্য করতে পারে। আবার, কেনার আগে আমাদের নিশ্চিত করতে হবে যে প্রকল্পটির কত আউটপুট প্রয়োজন এবং ইনপুট ভোল্টেজ কী তা আমরা জানি। নিশ্চিত করুন যে সর্বাধিক মান এবং ব্যবহৃত কারেন্ট সীমা নয়, তবে কিছু মার্জিন আছে।
④ ফটোকাপলার সঠিকভাবে সেট করুন
সঠিক অপটোকাপ্লারটি বেছে নেওয়ার পর, আসুন এটি একটি বাস্তব প্রকল্পে ব্যবহার করি। ইনস্টলেশন নিজেই সহজ, কেবল প্রতিটি ইনপুট সাইড সার্কিট এবং আউটপুট সাইড সার্কিটের সাথে সংযুক্ত টার্মিনালগুলি সংযুক্ত করুন। তবে, ইনপুট সাইড এবং আউটপুট সাইডকে ভুলভাবে নির্দেশ না করার জন্য যত্ন নেওয়া উচিত। অতএব, আপনাকে ডেটা টেবিলের প্রতীকগুলিও পরীক্ষা করতে হবে, যাতে পিসিবি বোর্ড আঁকার পরে আপনি দেখতে না পান যে ফটোইলেকট্রিক কাপলারের পা ভুল।
পোস্টের সময়: জুলাই-২৯-২০২৩