Оптрон - это просто. Защита микросхем оптроном. С примерами расчетов.
HTML-код
- Опубликовано: 1 май 2024
- Простейший оптрон - это инфракрасный светодиод плюс фототранзистор, который размещены в одном корпусе и закрыты от попадания стороннего внешнего освещения. Как правило, светодиод включают в электрическую цепь с меньшим напряжением по сравнению с цепью, в которую подключают выводы фоторезистора. За счет оптического каналы связи обеспечивается гальваническая развязка электрических цепей.
Таким образом, оптрон или оптопару можно применять для защиты разных низковольтных микросхем, микроконтроллеров, Arduino и т.п. от попадания на их входы высокого потенциала, который может повредить микросхему. Например, если микроконтроллер применяется в качестве источника ШИМ для управления мощной относительно высоковольтной нагрузкой, то высока вероятность попадания высокого напряжения на вывод с ШИМ микроконтроллера даже при использовании в качестве промежуточного элемента драйвера, управляющего силовым транзистором, поскольку во многих драйверах отсутствует гальваническая развязка. В этом случае проще и надежно будет установить оптрон, стоимость которого копейки, а польза велика.
В данном видео рассмотрено как рассчитать токоограничивающий резистор, как со стороны светодиода, так и со стороны фототранзистора. Также уделено внимание даташиту на оптрон и особенностям разных типов данного полупроводникового прибора.
1. Первая часть. Как работает оптопара: • Как работает Оптопара ...
2. Транзисторный ключа от А до Я плюс расчеты: • Транзисторный ключ от ...
#оптрон #микросхема #electronicsclub 
Наука
Электроника для начинающих. Мощный курс: diodov.net/elektronika-dlya-nachinayushhih/
КУРС по электротехнике для начинающих: diodov.net/teoreticheskie-osnovy-elektrotehniki-dlya-nachinayushhih/
Программирование микроконтроллеров для начинающих: diodov.net/programmirovanie-mikrokontrollerov-avr/
Спасибо, Дмитрий. Вопрос ради общего развития: отличается ли фототранзистор без ножки базы и фотодиод по смыслу и по применению? Или последние уже не применяются из-за меньшей эффективности?
@@_Dmitry_Pavlov, конечно отличаются. Различие такое же как между фотодиодом и фототранзистором. Фотодиоды быстрее, но дают слабый сигнал который для дальнейшего использования приходится усиливать внешним усилителем. А фототранзисторы на порядок медленнее, но усиливают фототок внутри себя до единиц-десятков мА. Такой сигнал можно сразу преобразовать например в логические уровни просто нагрузив его на резистор.
@@SaihoS1 , не знал про то, что фотодиоды сильно быстрее, спасибо. Надо бубет попробовать подцепить его ко входу быстрой КМОП логики.
@@_Dmitry_Pavlov, смотрите даташиты. Это ведь общая тенденция, но не обязательно конкретный фотодиод будет быстрым. И не забывайте что его сигнал придется усилить, недостаточно будет просто нагрузить его на высокоомный резистор. В идеале нужен трансимпедансный усилитель. Если полезете в это дело, то учтите и то что емкость любого диода уменьшается с увеличением приложенного обратного напряжения и соответственно его быстродействие тоже от этого увеличивается.
Фототранзисторные оптопары работают на частотах до примерно 250 кГц (дешевые 100 кГц) и только в линейном режиме. Выше справляются только фотодиодные или изоляторы на основе индуктивной или емкостной связи.
И еще одно замечание - ограничение ведь не только в приемной части. Светодиоды тоже имеют свой предел. Для распространенных инфракрасных светодиодов это примерно 20-30 МГц, крайне редко до 50 МГц, а 100 МГц теоретически существуют, но простому смертному их не достать. Да и эффективность у них низкая, а стоимость высокая.
Коммент в поддержку адекватного автора. Пусть начинающие радиолюбители чаще выбирают тех, кто просто и профессионально всё объясняет. Не тратье зря время на всяких мямлющих непонятную чушь, здесь вё конкретно, ясно и без ошибок! Как далеко не начинающий электрнщик, ответоственно и категорически рекомендую данного автора! Берегите своё время- подписывайтесь на адекватный канал.
Это самый лучший конал для саморазвития по электронике! Спасибо автору
Большое спасибо Дмитрий за вашу работу!
Классный канал. Всегда всё подробно по каждой теме. И я в первый раз увидел оптроны с регулировкой и логикой
Луганск смотрит, как всегда замечательное видео!
Успехов и удачи!!
Отличный урок, всегда нравится Ваше подробное объяснение, продолжайте в том же духе.
Спасибо за видеоурок!!!
Ай да красавчик, спасибо! И курс хороший. Удачи. Ждем еще роликов.
Очень полезное видео
Спасибо большое за Вашу работу.
Здравствуйте хороший урок
Спасибо большое за твой труд друг!
На таких как вы, держится земля!
Спасибо Вам большое, Дмитрий за то что Вы делаете!!! Являюсь владельцем всех курсов, приобретенных от Вас. Это замечательные курсы!!! По микроконтроллерам курс прошел онлайн в конце 2019 начало годов 2020. Сейчас осваиваю STM32. Надеюсь, что когда нибудь и по этим микроконтроллерам у Вас будет курс. СПАСИБО БОЛЬШОЕ ВАМ!!!
Коментар, на підтримку та просування каналу.
Спасибо дружище 👍
Оговорка однако тайминг 25:53 прозванивается не внутренний светодиод, а защитный. А у оптрона с выводом базы ( тайминг 44:23) время в микросекундах, а не в миллисекундах. Главное, чтобы радиолюбители были внимательными во время работы, а иначе схема не заработает.)
❤отлично!
Спасибо за ваш труд🥺❤️
Отличное видео 🙏👍
👍👍👍
Просто, наглядно, доступно!
Супер
Где видео о компьютере на транзисторах!? Думаешь мы не помним? Помним ещё как!
А так красиво пел, я да я, компьютер, детали купил, ляляля
Детали купить мало, надо ещё дом построить. БЭСМ 6 она компактностью не хвастается
👍👍👍💪💪💪
спасибо
❤❤❤
👍 сьемка под углом хуже чем съёмка сверху
Спасибо.
🔥🔥🔥🔥🔥👍👍👍👍👍
👍👍👍👍
Молодец
👍
👍🤝
это одна из любимых моих деталей всегда достаю из разных блоков питания.
Привет. Спасибо тебе за такие полезные ролики. Очень полезное дело делаешь.
Есть просьба. Можешь создать такой же полезный ролик, как на практике установить транзистор в линейный режим.
А то роликов на Ютубе полно, но так хорошо объяснить ни у кого не получается. (( Начинаешь применять их советы на практике и ни фига не получается. Ты как-то начал объяснять в ролике про транзисторы в ключевом режиме, но как-то с середины ушел с темы. Если считаешь по предложенным формулам, получается жуткое искажение синусоиды. Пересчитываешь на онлайн-калькуляторах совсем другие значения элементов получаются. Хотелось бы научиться без чужих шпаргалок научиться делать хотя бы упрощенные расчеты.
Заранее спасибо. 🧐🤝
А в чём трудность? Отдельно на транзистор смотреть не надо, надо смотреть сразу на весь весь каскад, линейнвй режим- это не про транзистолр, это про каскад, то есть, транзистор вместе с окружающими его деталями,обычно это резисторы и конденсаторы. Линейность - значит выходная точка каскада "отслеживает" входную точку, увеличивая любое изменение в одно и то же количество раз. Изменение напряжеия(или тока,или того и другого) на выходе каскада в идеале определяется, как изменеие нпряжения (или тока) на входе, умноженое на коэффициент усиления К.
Тот режим, вкотором работает транзистор в линейном каскаде, назыают не линейным, а активным. Характерно, что в линейном режиме на транзисторе обязательно выделяется тепло. Выделение тепла означает, что черз коллектроный переход протекает ток, при этом межэду коллекторм и базой есть напряжение, по орядку величины сопоставимое с половиной напряжния питания.
Важно при проектировании каскада не задавать какой-либо определённый коэффициент усиления транзистоа Н21е, считая, что удастся настроить каскад, подгоняя ток, подаваемый на базу. Многие авторы схем "экономят" детали, сводя всё к двум резисторам- один, с высоким значением сопротивления (30...100к) между плюсом питания и базой, второй- несколько килоом- между плюсом питания и коллектором, а эмиттер прямо подключают к минусу питания. Такая схема, если повезёт угадать сопротивлеие многокиломного резистора, обеспечивает максимальное усиление при больших искажениях, рабочая точка транзистора улетает от отсечки(транзистор полностью закрыт, коллектроный ток почти нулевой) к насыщению (транзистор распахнут настежь, на коллекторе почти нулевой потенциал относителдьно минуса питания). фактически это ближе к ключевому режиму, чем к линейному. Да, чувствительность такого кскада может быть очень высокой, но, в реальности Вы получите прямоугольник из синусоиды.
И да, симуляторы и формулы-хорошо,но паяльник и живые приборы - нагляднее. Готов Вас консультировать, только не спрашивайте, какая формула верна, а какая- нет и почему. Никто ещё не постиг электричества, изучая формулы и симуляции! От практики знания приходят быстрее.Запаситесь транзисторами- на первых порах Вы их непременно будете акивно жечь.
@@AlexeySivokhin Так, да не так.
Примерно в таком ключе в большинстве статей и написано. Пытался на днях создать однокаскадный усилитель для микрофона. Расчитал примерно так, как вы сейчас описали. И Фиг! Ваще не заработал.
Потом ввел те же исходные данные в онлайн-калькулятор каскада с ОК и получил вообще не то. Напряжение на коллекторе совсем не половина питания, а на много выше. Нулевая точка вообще не там как выходит по графику из даташита. И при этом все отлично работает на практике.
У меня этому объяснений нет. Ибо не Лобачевский. 🤣
Но пересчитывал разными способами и всегда каскад не работал или работал не правильно. А при параметрах когда он по идее вообще не должен работать, он усиливал шикарную синусоиду.
Вот я и пытаюсь разобраться где собака порылась. Но подавляющее большинство блогеров тянут один и тот же баян на разные лады.)) И стараются не заходить дальше ключевого режима.
По этому у Вас и спросил. Поскольку после Ваших роликов, вопросов вообще не возникает настолько они подробные. После ролика про транзисторы, я ключевые каскады теперь могу в уме и спросони расчитать. 🤣 🤣
Хотелось бы так же и усилительные каскады расчитывать. Хотя бы приближенно, по постоянному току. Ибо у транзисторов, как я понял целые ворота для работы, и если правильно настроить каскад по постоянному току, то переменнка и так влезет. 🤣 🤣
@@interoad При усилении аналоговогоо сигнала возникает очень много параметров, которые надо учитывать. Начнём с сигнала, котоый надо усилить, нужно понять его свойства. Нужно ставить вопрос о внутреннем сопротивлении источника сигнала. Вход усилителя для источника сигнала является нагрузкой, и поэтому сигнал на входе уже не будет таким, каким он был до подключения. Второй вопрос- это какова исходная амплитуда сигнала, во сколько разеё нужно увеличить? ответ на эти вопросы позволяет спроектировать входгную часть усилиельного кскада. Обычный подход- это выбор как можно более высокого входного сопротивления каскада, чтобы не уменьшать то, что нужно увеличить. Но бывает, что выбирают равенство входного вопротивления каскада внутреннему сопротивлению источника- в этом случае каскад получает максимум энергии входного сигнала. Ещё один вопрос- о согласовании уровня по постоянному току. Подсоединение источника сигнала должно либо не изменять режимы усилительного каскада по постоянному току, либо рассчётным образом участвовать в их задании.
Вот например, Пусть есть динамический микрофон (мембрана, катушка, магнит- маленький динамик). Сопротивление омотки 10 Ом. Внуреннее сопротивление как источника сигнала- того же порядка.
Так как сопротивление низкое, насчёт высокоомных входныхцепей усилительного каскада можно не заморачиваться- если определённый звук выдавао сигнал 10 милливольт, то, нагрузив его на делитель, фиксирующий значение рабочей точки базы транзистора, состоящий из резисторов поорядка полкилоома, можно не заморачиваться, что делитель засадит входой сигнал. Однако как быть спостоянной составляющей? Если второй конец обмотки подключить к общему проводу- минусу питания, то без раздлительного конденсатора напоряжение на базе транзистора упадёт до того,что он закроется. Поэтому необходим конденсатор.
Про сам каскад напишу чуть позже.
@@interoad работу транзистора в режиме усилителя сигналов проще всего понять, начав с эмиттерного повторителя (каскад с общим коллектором). Транзистор n-p-n. Между эмиттером трнзистора и минусом питания включён резистор, плюс питания подаётся прямо на коллектлор,
выходная точка каскада- точка соединения резистора с эмиттером транзистора. Общая точка- минус источника питания.
На базу - входную точку каскада- подаётся некое положительное напряжение, будем сначала считать, что постоянное, неважно, откуда, величиной больше полвольта, но меньше напряжения источника питания.
Итак, две детали, источник питания каскада и нкий источник питания входа.
Коэффициент усиления транзистора по току будем считать очень-очень большим.
Разберём, как это работает.
Пусть в начальный момет времени ток через резистор не течёт, поэтому напряжение на нём нулевое (резистор обеспечивает однозначное соответствие тока и напряжения на нём, связь выражается законом Ома) ток и напряжение связаны законом Ома).То есть, на базе транзистора относительно минуса рположительное напряжение есть, а на эмиттере- нет, поэтому через эмиттерный переход, включённыйв прямом направлении, начинает течь ток. По свойствам транзистора, ток через эмиттерный пееход открывает пенеход коллекторный, и ток начинает течь в эмиттер не только из базы, но и из коллектра, причём токколлектора во много раз превышаеток базы. Но ток, вышедший из эмиттера, это тот же ток, что идёт через резистор, поэтому на нём возникает падение напряжения, и в точке соединения эмиттера транзистора с резистором напряжение начинает повышаться. Когда напряжение на эмиттере достигает того напряжения, котре извне приложили к базе (за вычетом 0.5...0.7 вольт), транзистор начинает закрываться, и закрывется ровно настолько. чтобы напряжение на резисторе в цепи эмиттера оказалось таким же, как на базе за вычетом 0.5 вольт, необходимых для поддержки транзистора в полуоткрытом (активном) состоянии.
Немного рассчёта. Напряжение на эмиттерном резисторе есть напряжение на базе минус полвольта. ток через резистор связан с напряжением законом Ома через его сопротивление, он же вытекает из эмиттера танзистора. Если сопротивление транзистора R, то ток через него равен (U-0.5)/R, если U- напряжение , поданное на базу.
Ток эмиттера складывается из тока коллектора и тока базы- иначе быть не может, ведь транзистор не умеет накапливать заряд, всё, что втекло, обязательо вытекает.
Если теперь напряжение на базе меняется, не слишком быстро, оставаясь в указанных выше пределах, то ток становится то больше, то меньше, осаваясь таким, чтобы напряжение на эмиттере повторяло бы напряжение на базе. При этом ток коллектора остаётся, по свойствам транзистора, больше тока базы, котрым в примерном расчёте вообще пренебрегают.
Прочувствуйте этот баланс токов и напряжений в схеме эмиттерного повторителя, почувствойте практически полную независимость тока через резистор и коллектор транзистора от напряжения источника питания каскада. Все электронщики всегда напрягают воображение,чтобы понять работу схем, хотя этого Вам никто не скажет. Каждый имеет в голове свои собственные образы, понятные только автору. Создавайте свои- и Вам всё станет ясно.
Чуть позже я поясню, что поисходит, когда транзистор в схеме ОЭ увеличивает амплитуду сигнала, подаваемого на базу, но я буду считать, что у Вас сложилось образное представление работы эмиттерного повторителя.
@@AlexeySivokhin Наверное так глубоко копать нет необходимости. Сейчас детальки весьма талерантны к косякам разработчика. И не обязательно все к идеалу приводить. Для этого есть толстенные книги по транзисторам, где ни фига ни чего не понятно. 🤣
А вот какой-то упрощеный метод узнать было бы не плохо. К примеру как выбрать рабочую точку. Если её выбирать по графику зависимости силы тока коллектора, то там половина источника питания по напряжению точно не получается. 🤔
Дмитрий, а не влияет ли резистр в 1к на затворе полевика, на скорость его отпирания? Ведь если я правильно понял смысл МОП транзисторов, на "базе" у них конденсатор. И резистр с затвором образуют RC цепочку. Может "ключ" просто не успевает открываться с резистором на 1к?
Влияет. Я даже расчет приводил в видео про драйвера. Я этот транзистор переключал с помощью драйвера и с меньшим сопротивлением затвора, но сам транзистор низкочастотный. Другие полевые транзисторы переключались на более высоких частотах.
@@electronicsclub1
Мы с сыном увлеклись dc-dc. Из 12 в 310. При таком входном напряжени нам драйвер не нужен. Видимо по этому пропустил видео про них. Обязательно посмотрим.
Благодарю автора! Мне неоднократно встречалось утверждение, что со временем в оптопаре светодиод деградирует и оптопара перестаёт устойчиво работать. Хотелось бы понять насколько это соответствует действительности? Можно как-то минимальными усилиями оттянуть это время при сохранении нормальной работы?
Мне конечно бесконечно далеко до автора, но по всей видимости деградация светодиода в оптроне подвергается тем же процессам, что и обычных светодиодов. Если вы дадите ему предельный или запредельный ток, то должен деградировать.
И тут же у меня немного другой вопрос: повышенное импульсное напряжение и ток на светодиодах, например такое, какое иногда подается для динамической индикации, приводит к деградации?
@@_Dmitry_Pavlov я сам с этим явлением лицом к лицу не сталкивался, но мне о нём напоминают - вроде в этом случае не с током дело, а во времени. Ищё интересно, почему в оптронах не нашли применение современные сверхяркие светодиоды - величину тока можно было бы существенно сократить...
@@enginetica, а зачем сокращать величину тока? 817-й я пристраивал к stm32 и pi pico с током восемь миллиампер для управьения затворами полевых транзисторов, вроде хорошо работают, но на наводки не реагируют.
Наверное есть какие-то новые оптроны, может даже по нанотехнологиям, встроенные в выходы контроллеров, не знаю, есть наверное и сверхбыстрые, но для обычной обратной связи хватает и классики.
@@_Dmitry_Pavlov для оптимизации энергопотребления - сэкономив везде по чуть-чуть можно добиться хороших общих показателей. Взять по рублю с миллиона человек и получишь миллион рублей - думаю понятная аналогия.
Одно не понимаю: в биполярном транзисторе стрелочка обозначает направление тока ( острие стрелки направлено в сторону " минуса" ,а ( даже не знаю как выразить мысль) на основании стрелки или направлении сидит " плюс"); в полевом транзисторе все вверх тормашками: - острие стрелки идёт на " плюс" ,а основание стрелки соединяется с " минусом" . Зачем такая путаница ?
+++
Тинькофф? 😅
1:48 Полная безграмотность !!!
Было бы намного удобнее, если б справочники переводили на русский язык. Уж извините, почти все иностранные слова я не понимаю. Думаю, что если б англо саксы не были б такие коварные и агрессивные, то наша отечественная сфера образования и просвещения давно бы уже перешла на латинский алфавит, а английский язык был бы вторым государственным языком. Но увы ... История и сама жизнь идёт ( нравится нам или нет) своим курсом.
Hey guys. I wish you a good mood. Click like, comment and subscribe. Video is ok. Привет чел. Желаю вам хорошего настроения. Ставь лайк, коммент и подписку. Видео окей.
👍👍👍
👍
👍👍👍
👍👍👍👍👍