ระบบออปโตคัปเปลอร์: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

บทความนี้อธิบายการเชื่อมต่อระบบออปโตคัปเปลอร์

ระบบนี้ใช้เพื่อแยกแหล่งพลังงานสองแหล่ง การใช้งานทั่วไป ได้แก่ ทางการแพทย์ ซึ่งผู้ป่วยจำเป็นต้องแยกตัวออกจากความผิดพลาดของแหล่งจ่ายไฟที่อาจเกิดขึ้นและไฟกระชากเพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าช็อต ระบบเหล่านี้ใช้ในเครื่อง EEG และ ECG

เครื่องขยายเสียงมักจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้

วงจรสามารถทำงานได้โดยใช้แหล่งจ่ายไฟ 1.5 V เพียงตัวเดียว

เสบียง

ชิ้นส่วน: ออปโตคัปเปลอร์, ซ็อกเก็ตพันลวด 8 พิน, ตัวต้านทาน 1 kohm - 5, 10 kohm - 1, 1 โพเทนชิโอมิเตอร์ Megohm - 2 (โพเทนชิออมิเตอร์ตัวที่สองอาจเป็นตัวต้านทานแบบปรับได้เพื่อประหยัดเงิน), ลวดพันลวด, ลวดหุ้มฉนวน, แหล่งจ่ายไฟ (3 V หรือ 1.5 V สามารถใช้กับแบตเตอรี่ AA/AAA/C/D), บอร์ดเมทริกซ์, ชุดสายไฟแบตเตอรี่

เครื่องมือ: USB Oscilloscope, คีมปอกสายไฟ, คีม, เครื่องมือพันลวด

อุปกรณ์เสริม: ประสาน

เครื่องมือเสริม: หัวแร้ง, มัลติมิเตอร์

ขั้นตอนที่ 1: ออกแบบวงจร

ฉันใช้ซอฟต์แวร์จำลอง PSpice รุ่นเก่าเพื่อลดเวลาในการวาด

อินพุตควรใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เพื่อป้องกันไม่ให้ไฟกระชากหรือไฟกระชากอื่นๆ เข้าสู่อินพุตและทำให้ผู้ใช้บาดเจ็บ

การให้น้ำหนักเอาต์พุตเป็นความคิดที่ดี เนื่องจากกำลังไฟจากโฟโต้ไดโอดอินพุตมีขนาดเล็กมาก

Ro ใช้สำหรับป้องกันการลัดวงจรของเอาต์พุต

Ci เป็นตัวเก็บประจุแบบไบโพลาร์

วงจรเอาต์พุตคล้ายกับทรานซิสเตอร์สองขั้ว BJT NPN

ขั้นตอนที่ 2: การจำลอง

สัญญาณเอาท์พุตกลับด้านและเล็กกว่าสัญญาณอินพุต อย่างไรก็ตาม การทดสอบจะพิสูจน์ว่าระบบมีกำไรเป็น -1

อาจมีพารามิเตอร์การลดทอนในโมเดล PSpice ที่ไม่ถูกต้องซึ่งฉันใช้

ขั้นตอนที่ 3: สร้างวงจร

คุณไม่จำเป็นต้องมีตัวต้านทานกำลังสูงสำหรับวงจรนี้ที่ฉันใช้

ฉันใช้แหล่งจ่ายไฟ 3 V หนึ่งตัวแทนที่จะเป็นสองตัวเพราะฉันไม่มีชุดสายไฟแบตเตอรี่ 3 V

ตัวต้านทานการให้น้ำหนักอินพุต Rb1 ต้องเป็นตัวต้านทานปรับค่าได้ที่แม่นยำมาก ฉันใช้โพเทนชิออมิเตอร์เท่านั้นเพราะฉันไม่มีส่วนประกอบอื่นๆ คุณสามารถลองใช้ trimpot ที่แม่นยำได้ ฉันใช้เวลานานในการปรับค่า Rb1 เพราะฉันไม่ได้ใช้ทริมพอท ค่าต่ำไปสูงเกินไปเพื่อป้องกันการตัดสัญญาณเอาต์พุต

ค่า Rc1 ไม่จำเป็นต้องแม่นยำ คุณสามารถใช้ตัวต้านทานตัวแปรใดก็ได้ที่คุณต้องการ คุณยังสามารถแทนที่ Rc1 ด้วยตัวต้านทานคงที่หลังจากวัดความต้านทานที่จำเป็นเพื่อให้เอาต์พุตอยู่ที่แรงดันไฟฟ้าครึ่งหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 4: การทดสอบ

ฉันใช้ออสซิลโลสโคป USB ราคา $ 25 จาก eBay

ขั้นตอนแรกคือการปรับโพเทนชิออมิเตอร์เอาท์พุท Rc1 เพื่อให้แรงดันไฟขาออกเป็นแรงดันไฟฟ้าครึ่งหนึ่ง

ขั้นตอนแรกที่สองคือการปรับโพเทนชิออมิเตอร์อินพุต Rb1 เพื่อให้สัญญาณอินพุตไม่อิ่มตัว โพเทนชิออมิเตอร์ตัวที่สองมีอิทธิพลเล็กน้อยต่อค่าการให้น้ำหนักของสัญญาณเอาท์พุต

ฉันตั้งค่าอินพุตของเครื่องกำเนิดสัญญาณเป็นแอมพลิจูดต่ำสุด ระบบมีกำไร -1 นั่นหมายถึงสัญญาณอินพุตกลับด้าน