Optocoupler-systeem: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

In dit artikel wordt uitgelegd hoe u een Optocoupler-systeem aansluit.

Dit systeem wordt gebruikt om de twee stroombronnen te isoleren. Typische toepassingen zijn onder meer medische toepassingen waarbij de patiënt moet worden geïsoleerd van mogelijke stroomstoringen en spanningspieken om elektrische schokken te voorkomen. Die systemen worden gebruikt in EEG- en ECG-machines.

De versterker wordt meestal gevoed door oplaadbare batterijen.

De schakeling kan werken met slechts één voeding van 1,5 V.

Benodigdheden

Onderdelen: optocoupler, 8 pin wire wrap socket, 1 kohm weerstand - 5, 10 kohm - 1, 1 megohm potentiometer - 2 (tweede potentiometer kan gewoon een variabele weerstand zijn om geld te besparen), wire wrap draad, geïsoleerde draad, voeding (3 V of 1,5 V kan worden geïmplementeerd met AA/AAA/C/D-batterijen), matrixbord, batterijharnas.

Gereedschap: USB-oscilloscoop, draadstripper, tang, draadwikkelgereedschap.

Optionele onderdelen: Soldeer.

Optioneel gereedschap: soldeerbout, multimeter.

Stap 1: Ontwerp het circuit

Ik gebruikte de oude PSpice-simulatiesoftware om de tekentijd te verminderen.

De ingang moet op batterijen werken om te voorkomen dat stroompieken of andere stroompieken de ingang binnendringen en de gebruiker verwonden.

Het is een goed idee om de uitvoer te vertekenen, omdat het vermogen van de ingangsfotodiodes erg klein is.

Ro wordt gebruikt voor beveiliging tegen kortsluiting.

Ci is een bipolaire condensator.

Het uitgangscircuit is vergelijkbaar met een BJT NPN bipolaire transistor.

Stap 2: Simulaties

Het uitgangssignaal is geïnverteerd en is kleiner dan het ingangssignaal. Testen zal echter bewijzen dat het systeem een winst van -1 heeft.

Er kunnen verzwakkingsparameters zijn in het onnauwkeurige PSpice-model dat ik heb gebruikt.

Stap 3: Maak het circuit

Je hebt geen hoogvermogenweerstanden nodig voor dit circuit dat ik heb gebruikt.

Ik gebruikte één 3 V-voeding in plaats van twee omdat ik geen 3 V-batterijharnas had.

De ingangsvoorspanningsweerstand Rb1 moet een zeer nauwkeurige variabele weerstand zijn. Ik heb alleen de potmeter gebruikt omdat ik geen andere componenten had. Je kunt proberen een precieze trimpot te gebruiken. Het kostte me veel tijd om de Rb1-waarde aan te passen omdat ik geen trimpot gebruikte. De waarde was te laag tot hoog om clipping van het uitgangssignaal te voorkomen.

De waarde van Rc1 hoeft niet nauwkeurig te zijn. U kunt elke gewenste variabele weerstand gebruiken. Je kunt zelfs Rc1 vervangen door een vaste weerstand nadat je de weerstand hebt gemeten die nodig is om de uitgang op halve voedingsspanning te houden.

Stap 4: Testen

Ik gebruikte een goedkope $ 25 USB-oscilloscoop van eBay.

De eerste stap was het aanpassen van de uitgangspotentiometer, Rc1, zodat de uitgangsspanning de halve voedingsspanning is.

De tweede eerste stap was het aanpassen van de ingangspotentiometer Rb1 zodat het ingangssignaal niet verzadigt. De tweede potentiometer heeft een kleine invloed op de voorspanningswaarde van het uitgangssignaal.

Ik heb de ingang van mijn signaalgenerator ingesteld op minimale amplitude. Het systeem heeft een winst van -1. Dat betekent dat het ingangssignaal geïnverteerd is.