Optokuplör Nedir?
Optokuplör Nedir?
Optokuplör, birbiri ile optik bağlantılı ışın verici ve foto alıcıdan oluşan bir devre elemanıdır. Elektriksel bir bağlantı olmadan düşük gerilimlerle yüksek gerilim ve akımları kontrol edebilen ve iki devrenin elektriksel olarak izolasyonunu (yalıtılmasını) sağlar. Optoizolatör, fotokuplör veya izolatör olarak da bilinir. Görevi, iki devreyi birbirinden fiziksel olarak ayırmak, yani elektriksel olarak yalıtmaktır. Örnek verecek olursak, 12 Voltluk ve 220 Voltluk gerilimin kullanıldığı devrelerde, bu gerilimleri ayrı tutmak için kullanılır. Böylece, farklı akımlar aynı devrede birbirinden izole edilerek güvenli bir şekilde akar ve devre sorunsuz bir şekilde çalışır.
Optokuplörün Yapısı Ve Çalışma Prensibi
Optokuplörlerin giriş uçlarında bir LED ve çıkış uçlarında LED’in yaydığı ışıktan etkilenerek iletimi sağlayan bir adet foto eleman bulunur. Optokuplörlerin giriş uçlarına elektrik akımı verildiğinde LED ışık yayar ve yayılan bu ışık foto transistör tarafından algılanarak iletime geçirilir. Bu sayede elektrik akımı ışık ile iletilir. Böylece farklı gerilimler birbirinden ayırt edilerek devrenin sorunsuz çalışması sağlanır.
Foto diyot kullanılan optokuplörlerde LED’den yayılan ışığın şiddeti arttıkça diyot iletime geçer ve diyot üzerinden geçen akım ışık şiddetiyle doğru orantılı olarak artar. Bu şekilde foto diyot transistör veya başka devre elemanını iletime geçirebilir. Foto diyot ters polarizasyon altında çalışmalıdır.
Foto transistör kullanılan optokuplörlerde Beyz yüzeyine düşen ışığın şiddeti artmaya başladıkça Emiter-Kollektör arası iletime geçerek istenen bir elemanı kontrol edebilir. Bildiğiniz gibi ışık istenen yüzeye düştüğünde burada küçük bir gerilim düşüşü olur. İşte bu gerilim ile eleman akım geçirmeye başlar.
Foto tristör kullanılan optokuplörde ise Geyt yüzeyine düşen ışığın şiddeti artmaya başladıkça Anot-Katot arası iletime geçerek akım geçişine izin verir. Bu sistem daha çok yüksek Alternatif Akımların kontrolünde kullanılmaktadır. (Alternatif Akım nedir diye merak ediyorsanız Alternatif Akım (AC) Nedir? adlı yazımıza buraya tıklayarak ulaşabilirsiniz.)
Foto triyak kullanılan optokuplörlerde ise Geyt yüzeyine düşen ışığın şiddeti artmaya başladıkça A1-A2 arası akım geçişine açılır. Triyaklar çift yönlü akım geçişine izin verdikleri için AC ve DC’de kullanışlıdır. (DC nedir diye merak ediyorsanız Doğru Akım (DC) Nedir? adlı yazımıza buraya tıklayarak ulaşabilirsiniz.)
Gelin şimdi Optokuplörün çalışmasını bir devre üzerinden inceleyelim.
İncelediğimiz devrede, 3V’luk bir kontrol sinyali ile, 24V gerilimde çalışan bir lambanın kontrolü yapılmak istenmiştir. Devrede S1 anahtarı kapatıldığında R1 direnci üzerinden geçen akımla optokuplör içindeki LED enerjilenecek, böylece paket içerisindeki foto transistörün Kollektör-Emiter uçları arası iletime geçecektir. Bu işlem sonucunda 24V’luk lamba ışık verecektir.
Özetle 3V ile 24V’un kontrolü sağlanmış, kontrol sinyalini sağlayan devre ile gücü kontrol edilmek istenen devre birbirinden elektriksel olarak tamamen ayrılmıştır. Bu uygulamada Optokuplör kullanımı sayesinde devrenin 24V’luk kısmında oluşabilecek bir arıza durumunda, kontrol sinyalini sağlayan 3V gerilimli devre bundan etkilenmeyecektir. Çünkü aralarında bir elektriksel bağ bulunmamaktadır.
Optokuplör Çeşitleri
Diyot Optokuplör:
Infrared LED ışık ve silikon foto diyot sensör kullanılır. Hızı yüksektir.
Dirençli Optokuplör:
Doğrusal akkor teli lamba, neon lamba veya infrared LED kullanılır. Sensör olarak CdS veya CdSe foto direnç vardır. Hızı genellikle düşüktür.
Transistör Optokuplör:
Infrared LED kullanılır. Sensör olarak çift kutuplu silikon foto transistör veya Darlington tipi foto transistör kullanılır. Ortalama bir hıza sahiptir.
SCR Optokuplör:
Infrared LED ve silikonlu doğrultucu sensör kullanılır. Hızı yavaş ve orta arasıdır.
Triak Optokuplör:
Infrared LED kullanılır. Sensör olarak TRIAC yani Alternatif Akım Triyodu kullanılır. Hızı yavaş ve orta arasıdır.
Katıhal Röle:
Infrared LED kümesi ve sensör olarak fotodiyot kümesi kullanılır. Hızı yavaştan hızlıya kadar çıkabilmektedir.
Optokuplörün Kullanım Alanları
-Ses ve Müzik endüstrisi
-Bilgisayar ve Telekomünikasyon teknolojisi
-Otomasyon endüstrisi
-PLC’ler
-Mikroişlemcili sistemler
-Endüstriyel sistemler
-Veri transferi
-MOSFET ve IGBT sürücüleri
Optokuplör Nedir? adlı yazımızın sonuna geldik.
Diğer teknoloji haberleri için tıklayınız.
Eğitim haberleri ve daha fazlası için tıklayınız.
Savunma Sanayii hakkında bilgiler için tıklayınız.
Konferans arşivi için tıklayınız.
Mikroişlemciler Nedir?
Baskı Devre (PCB) Nedir?
Gömülü Sistemler Nedir?
Doğru Akım (DC) Nedir?
Diyot Nedir?
Alternatif Akım (AC) Nedir?
PLC Nedir?
Kondansatör (Kapasitör) Nedir?
Güç Elektroniği Nedir?
Röle Nedir?
Kaynakça:
https://tr.wikipedia.org/wiki/Optokupl%C3%B6rler
https://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/optokuplor-nedir
https://www.mekatronikmuhendisligi.com/optocoupler-nedir
Balıkesir Üniversitesi | Elektrik Elektronik Mühendisliği
