دارة ذات خرج فولتية عالية نسبيا، و تستخدم وحدات العزل الضوئي في تطبيقات كثيرة، حيث حلت مكان المرحلات ومحولات العزل، حيث يمكن استخدام دارة للتحكم بعمل دارة أخرى مختلفتين في فولتية التشغيل دون حدوث تغيرات غير مرغوب فيها أو لحماية دارة التحكم من أي خلل كهربائي .
وحدات الربط الضوئي Opto Couplers
 |
| وحدات الربط الضوئي Opto Couplers |
الرابط الضوئي أو العازل الضوئي هو عنصر يوصل دارتين بعضهما ببعض باستخدام الضوء لغرض العزل.
تتكون وحدات العزل الضوئية من ثنائي مشع للضوء يرتبط بعنصر إلكتروني (ترانزستور ضوئي، ثايرستور ضوئي).
ويستخدم عادة ثنائي مشع LED كمصدر للضوء وترانزستور ضوئي كمجس ضوئي موضوعان في غلاف معتم بحيث يؤدي تشغيل الثنائي المشع إلى تشغيل الترانزستور الضوئي .
يستخدم الربط المغلق في العزل الكهربائي وفي تحويلات المستوى وفي المفعلات الكهربائية، كما يستخدم الربط مع مفتاح (الحاجز) لتقطيع الإشارة كمجس لكشف الأجسام والاهتزازات وكمفاتيح، وكما يستخدم زوج الانعكاس في عناصر المراقبة وكشف الحركة.
وتتوفر هذه الدارات كدارات متكاملة فيها (ثنائي مشع مع ترانزستور أو ثنائي مشع مع ثايرستور أو ثنائي مشع مع ترانزستور دارلنجتون) تمكن من الحصول على عزل كهربائي قد يصل إلى أكثر من 7000 فولت حسب مواصفات التصنيع.
مبدأ عمل الأوبتوكبلر Optocoupler
عند الضغط على مفتاح التشغيل يسري تيار خلال المقاومة، ثم الثنائي المشع للضوء، فيصدر عن الثنائي شعاع ضوئي، يسقط الشعاع الضوئي على قاعدة الترانزستور فيعمل، ثم يمر تيار من المجمع إلى الباعث، تعمل هذه الوحدات على توفير عزل كهربائي كامل بين الدارات الكهربائية، وتهدف عملية العزل إلى الحماية من الفولتيات العابرة، وتخفيض مستوى الضجيج وعزله بين الدارات الكهربائية، والربط بين الدارات ذوات النقاط الأرضية المختلفة.
ربط دارات ذات جهد عال مع دارات ذات جهد منخفض
 |
| ربط دارات ذات جهد عال مع دارات ذات جهد منخفض |
من الدائرة السابقة يلاحظ أنه يتحكم بتشغيل الحمل ( هنا مصباح كهربائي) الذي يعمل على جهد 220 فو لت بو اسطة جهد مستمر صغير مقداره 5 V عند إغلاق المفتاح S يعمل على تشغيل الثنائي داخل وحدة الربط فيعمل على تشغيل الترانزستور، ومن ثم يقدح
الثايرستور ويضيء المصباح، أو ممكن أن يكون مكان المفتاح إشارة كهربائية قادمة من أحد المجسات.
دارة التاكوميتر
 |
| دارة التاكوميتر |
يبين الشكل السابق كيفية استخدام وحدة الربط الضوئي كمقياس سرعة دوران أو عدد الدورات، وتسمى هذه الدارة بالتاكوميتر ، وتسمى أيضا ENCODER ويوجد منها أنواع متعددة حسب الاستخدام، حيث يستخدم قرص دوار فيه عدد من الثقوب يسمح بمرور الضوء من خلاله، يؤدي الضوء المار عبر الثقب (الثقوب) إلى قدح الترانزستور الضوئي المتصل بدوره إلى عداد يعرض سرعة الدوران أو عدد الدورات الكلي .
ولمعرفة سرعة محرك مثلا يوصل القرص الدوار مع المحرك حيث يدور القرص بدوران المحرك بنفس السرعة، وفي أثناء دورانه تولد الدارة عددا من النبضات يساوي عدد الثقوب على القرص لكل دورة كاملة ، ولمعرفة تردد النبضات المتولدة (عدد النبضات في الثانية)، يجب معرفة سرعة دوران المحرك N دورة / دقيقة ومعرفة عدد الثقوب في القرص H.
فإن عدد النبضات المتولدة في الدقيقة الواحدة يساوي H×N ، ومنها يمكن معرفة التردد (عدد النبضات في الثانية) HN/60
إذن يمكن معرفة سرعة المحرك إذا عرف التردد الناتج وعدد الثقوب من خلال القانون التالي:
F=HN/60
N=60F/H
مثال
احسب سرعة محرك إذا كان التردد الناتج من جهاز تاكوميتر يساوي 0.5KHz وعدد الثقوب H=10
السرعة
N=60F/H
N=60×500/10
سرعة المحرك تساوي 3000 دورة في الدقيقة.
أنواع الأوبتوكبلر Opto Couplers
 |
| أنواع الأوبتوكبلر Opto Couplers |
توجد أنواع مختلفة من وحدات العزل الضوئية منها:
- وحدات العزل الضوئية التي تستخدم الترانزستور الضوئي PhotoTransistor.
- وحدات العزل الضوئية التي تستخدم ترانزستورات دارلنغتون الضوئية Photo Darlington Transistor.
- وحدات العزل الضوئية التي تستخدم الترياك الضوئي Photo TRIAC.
- وحدات العزل التي تستخدم الثايرستور الضوئي Photo SCR.
مميزات دارات الربط الضوئي
- الحماية من الفولتيات العابرة.
- تخفيض مستوى الضجيج.
- الربط بين دارات بنقاط أرضية غير مشتركة.
المصادر
كتاب الاتصالات والالكترونيات منهج أردني
مصادر أخرى