Optočleny
V optočlene je spojený vysielač na vstupe optočlena s prímačom na výstupe optočlena pomocou infračerveného signála. Vysielačom je v optočlene infračervená LED, alebo tiež IRED (infra Red Emitting Diode = infračervene vyžarujúca dióda). Prímačom je v optočlene fotoelektricky (resp. infraelektricky) citlivý elektrický prvok, napr. fototranzistor ( tabuľka 1). Vysielačom býva niekedy LED (Light Emitting Diode).
Vysielač a prímač môžu v optočlene ležať vedľa seba alebo oproti sebe (obr.1). Pri polohe oproti sebe býva navyššie prípustné napätie medzi vstupom a výstupom optočlena 600 V. Pre izolačné napätie až 10 kV sú na odpovedajúcej väčšej vzdialenosti sústredené vyžarované lúče spojnou šošovkou (obr.2). Vysielač aj prímač sú do jednej súčiastky optočlena spojené zalievacou živicou (obr.3).
Vstup aj výstup optočlena, tj. jeho vnútorný vysielač a prímač, sú galvanicky oddelené.
Dôležitým parametrom optočlena je jeho jednosmerné prúdové zosilnenie, označené CTR (Current Transfer Ratio = prúdový prenosový pomer)
Príklad:
Pri vstupnom prúde optočlena I1 = 10 mA je vstupný prúd 500 mA. Akú hodnotu má prenosový činiteľ CTR optočlena?
Riešenie:
CTR = I2 / I1 = 500 mA / (10 mA) = 50
Optočleny sa používajú pri potenciálovo nezosilnenom (obr.1) typické vnútorné usporiadanie optočlena
(bez spoločnej zeme) budení (riadení), napr. k riadeniu
tyristorov (obr.4)
Svetelné závory
Svetelné závory pracujú na rovnakom princípe ako optočleny, a však dráha medzi vysielačom a prímačom žiarenia je omnoho väčšia. Pracujú takmer bez výnimky s infračerveným lúčom vysielaným galiumarsenidovou IRED s vlnovou dĺžkou 850 nm.
(obr.2) Optočlen so svetlovodom a spojnou
šošovkou, s veľkým izolačným
napätím
(obr.3) Púzdro s vnútorným zapojením optočlena (obr.4) Optočlen ako riadiaci (spínací) stupeň triaku
Svetelné závory pracujú väčšinou s infračerveným lúčom
U svetelnej závory s jedným smerom lúča sú vypínač a prímač oddelene umiestnené diely (obr.1) a priestor medzi nimi stráži lúč prechádzajúci len jedným smerom. Inou formou jednosmernej svetelnej závory je štrbinový lúč snímač tvorený jedným celkom (obr.2), ktorému stačí jediný signál aj napájací prívod. Tento štrbinový snímač je však použiteľný len pre kontrolu priechodu malých predmetov. Ku kontrole väčších vzdialeností svetelnou závorou s reflektorom lúča (obr.3). Vypínač vyžaruje lúč smerom k reflektoru, od ktorého sa lúč odráža do prímača. Reflektor máva tvar vnútorného rohu kachle, vnútrajšku gule alebo inej dutiny, ktorá odráža dopadajúci lúč späť v tom istom smere bez ohľadu na natočenie (presné nasmerovanie). Dutinový reflektor, tvorený (obr.1) Jednoduchá svetelná závora
niekedy hranolom so zrkadlovými plochami (obr.3) sa jednoduchšie nastavuje, ale vzhľadom k svetelným stratám sa pri viacerých odrazoch a dvoch priechodoch rozhraním vzduch sklo stačí na menšie vzdialenosti než ťažko nastaviteľné rovinné zrkadlo a používa sa do vzdialenosti 10 m. Reflektor tvorený rovinovým zrkadlom má lepšiu odrážavosť, ale vyžaduje veľmi presné nastavenie a pevné uchytenie.
Na princípe reflexnej svetelnej závory pracujú aj reflexné svetelné spínače, ktoré reagujú na priblíženie alebo vzdialenie predmetu odrážajúceho svetlo (obr.4). Dosah týchto reflexných spínačov býva pri indikácii dobre reflektujúcich predmetov do 3m.
Najčastejšie používanými svetelnými závorami sú reflexné (obr.2) Štrbinová svetelná závora
svetelné závory a reflexné svetelné spínače.
Svetelné závory môžu pracovať v režime jednosmerného alebo striedavého svetelného signálu. V jednosmernom režime vyžaruje vysielač konštantné zariadenie, ktoré ovláda prímač cez fotosnímač, zosilňovač, Schmittov prahový spínač a stykač. Pri jednosmernom režime môže byť prímač nechcene vybudený napr. odrážaným slnečným lúčom. V striedavom režime vyžaruje vysielač impulzy určitej dĺžky (obr.5). Elektrické impulzy získané na strane snímača z fotosnímača sú vedené cez oddelovací kondenzátor do zosilňovača, potom usmernené a v demodulátore prevedené (obr.3) Reflexná svetelná závora
na jednosmerný signál, ktorý prepína výstup ako pri jednosmernom režime (obr.5). Oddelovací kondenzátor zabráni vplyvu jednosmernej zložky zariadenia, napr. slnečného svetla. Nechcenej inicializácie svetelnej závory sa dá zabrániť aj inými spôsobmi, napr. odpojovaním prímača v medzerách medzi impulzmi (protiporuchové vypínanie).