Los optoacopladores son de mucha utilidad cuando es necesario separar circuitos eléctricamente, esto es sirven como una interface entre circuitos eléctricos que están relacionados, que pueden depender uno de otro pero que no tienen que estar conectados eléctricamente.
Un ejemplo son los circuitos de control que trabajan en continua pero lo que controlan son circuitos de alterna, se utilizan también para cuando se tienen circuitos que producen muchos armónicos no afecten a otra parte del circuito.
También ayudan en el tema de la seguridad eléctrica, ya que si ocurre algún cortocircuito por ejemplo, solo una parte del circuito será afectada ya que como se ha comentado estos estarán separados eléctricamente.
En el caso de los microcontroladores, al trabajar con el control de motores suelen surgir muchos problemas si se conecta directamente el motor al microcontrolador, dependiendo de la corriente que necesite el motor, el microcontrolador puede resultar dañado, ya que el motor suele generar picos de corriente que hacen que el microcontrolador se reseteo o se bloquee.
Es aquí donde resultan importantes los optoacopladores pues nos ayudarán a separar el circuito de control que vendrá a ser el microcontrolador del circuito del motor.
Los optoacopladores están formados internamente por un led emisor de luz infrarroja y por un elemento fotosensible, estos no están conectados eléctricamente, solo están conectados o relacionados mediante la luz que emite su led.
El elemento fotosensible puede ser un fotorresistor, un fotodiodo, un fototransistor, un fotoscr, un fototriac.
En el siguiente vídeo publicado en el canal de Youtube de mrelberni, se comenta el porque se usan los optoacopladores y el como es su funcionamiento.
Un circuito común mediante el uso de un microcontrolador y un optoacoplador para manejar alguna carga puede ser como el que se muestra a continuación.
El led emitirá una cierta cantidad de luz que dependerá de la corriente que pase a través de el, esta corriente se conoce como la corriente de entrada, esta corriente se tiene que le limitar por medio de una resistencia, ya que la corriente que puede soportar el led tiene un valor máximo, esto se puede ver en la hoja de datos del optoacoplador que se utilice.
Dependiendo de la corriente de entrada Ientrada se tendrá una corriente de salida Isalida, cuando el elemento fotosensible es un fototransistor, el optoacoplador vendría a ser un optotransistor, por ejemplo para el optoacoplador PC817, a la corriente de entrada en su hoja de datos se le llama IF, que viene a ser la corriente que pasa por el diodo y a la corriente de salida se le llama IC ya que es la corriente que pasa por el colector del fototransistor.
Existe una relación entre la IC y la IF que se conoce como la relación de transferencia de corriente o el CTR que viene a ser algo similar a la ganancia o el ß del transistor bjt, lo que pasa que el CTR no es constante varia mucho le afecta la misma IF, la VCE del fototransistor, la temperatura ambiente, la intensidad luminosa del led, el tiempo.
CTR=IC/IF
En la hoja de datos del PC817 se puede ver unos gráficos de algunas pruebas realizadas con este optoacoplador a 25ºC para una VCE de 5V.
En el siguiente vídeo publicado por mrelberni en su canal de Youtube se comenta justamente como ver la información que nos brinda la hoja de datos del optoacoplador PC817, para posteriormente utilizarlo en el diseño de circuitos y comprender el funcionamiento de los optoacopladores.
OPTOACOPLADORES FUNCIONAMIENTO, CIRCUITO DE PRUEBA
La siguiente es la imagen del circuito de prueba utilizado con el optoacoplador PC817, para ver como funciona un optoacoplador.
La prueba del circuito se puede ver en el siguiente vídeo publicado en el canal de Youtube de mrelberni, se muestra como con la ayuda de la hoja de datos del PC817 se hacen los cálculos para hallar las resistencias adecuadas para no dañar el dispositivo, respetando no sobrepasar los valores máximos que soporta este dispositivo para no dañarlo.
Con la ayuda de una resistencia variable se va controlando la corriente de entrada IF, observando como varía la corriente de salida IC, se hacen varias medidas, luego se hallan los CTR para estas medidas, los valores obtenidos se pueden ver en la siguiente imagen.
En los resultados se puede ver que como en la hoja de datos el CTR va de un valor mínimo, aumenta de valor y luego vuelve a bajar.
Esperamos de todo corazón haber podido ayudar en este tema tan interesante como es comprender el funcionamiento de los optoacopladores.
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