Linh kiện quang điện tử là gì và ứng dụng của nó trong mạch điện!

        Các bài viết trước hầu hết tôi nói về những linh kiện điện tử cơ bản và linh kiện bán dẫn. Nhìn chung đó là những kiến thức cơ bản được coi là nền tảng để phát triển kỹ thuật điện, điện tử. Nhưng để tạo ra được một chiếc máy hoàn chỉnh như bếp từ , lò vi sóng, máy hàn điện tử, nồi cơm cao tần.... thì chỉ những linh kiện đó là chưa đủ.Ở trường lớp chúng ta ít được học đến linh kiện quang điện tử vì nó không được tính toán nhiều trong mạch điện. Bài viết này tôi sẽ giới thiệu đến các bạn một số linh kiện quang điện tử được sử dụng phổ biến trong cá thiết bị điện tử, đặc biệt là trong các thiết bị điều khiển tự động.

Linh kiện quang điện tử là gì?

      Trước hết nó là một linh kiện điện tử nhưng điều đặc biệt là nó hoạt động trên cơ sở chịu sự tác động của ánh sáng hoặc là nó sẽ phát ra ánh sáng. Nói một cách tổng quát thì linh kiện quang điện tử có thể chịu tác động của  ánh sáng làm biến đổi điện trở, biến đổi dòng điện và biến đổi hiệu điện thế trên nó hoặc khi ta cung cấp một dòng điện đi qua nó thì nó sẽ phát ra một bước sóng ánh sáng nào đó với các màu xanh, đỏ, lam hoặc không màu.

MỘT SỐ LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ TRONG THỰC TẾ

Linh kiện quang điện tử phát ra ánh sáng khi cấp điện cho nó

- Những linh kiện này được chế tạo nhằm mục đích chiếu sáng, trang trí và một số được sử dụng trong các mạch điều khiển. Đặc điểm của những linh kiện này đó là khi ta cấp cho nó một dòng điện chạy qua thì bản thân nó sẽ phát ra ánh sáng. Các linh kiện phổ biến nhất thuộc loại này được biết đến với các tên gọi như đèn Led, Laser và đèn phát hồng ngoại.

         Bóng đèn Led chủ yếu được dùng trong các biển quảng cáo, đèn chỉ thị và gần đây thì người ta đã chế tạo nhiều bóng đèn Led với mục đích chiếu sáng gia đình cũng như đường phố.

Một số bóng đèn led chiếu sáng thông dụng

       Laser được ứng dụng nhiều trong trang trí, trong truyền tín hiệu và điều khiển từ xa hoặc được dùng để cắt  gọt, gia công cơ khí.  Đặc điểm của ánh sáng Laser đó là truyền đi với một phương cực thẳng, năng lượng có công suất lớn và bị suy hao năng lượng trong không khí rất ít. Chính vì những đặc điểm đó mà Laser còn được dùng làm tia định vị trong những vũ khí bắn tỉa.

THIẾT BỊ PHÁT LASER

       Đèn phát hồng ngoại nhìn bề ngoài rất giống một bóng đèn Led bình thường nhưng khi cấp điện vào ta không thể nhìn thấy ánh sáng mà nó phát ra . Nó được sử dụng trong các thiết bị điều khiển từ xa trong các thiết bị điện tử gia dụng. Tại sao nó được sử dụng nhiều trong các thiết bị điều khiển từ xa bởi vì nó phát ra một sóng hồng ngoại có bước sóng nằm ngoài vùng ánh sáng chúng ta nhìn thấy nên nó it bị nhiễu bởi ánh sáng.

Một số đèn Led phát tia hồng ngoại

Linh kiện quang điện tử  chịu sự tác động của sóng  ánh sáng.

- Đây là những linh kiện có các thông số vật lý như điện trở, hiệu điện thế thay đổi khi có sóng ánh sáng tác động vào. Chính sự biến đổi đó của những linh kiện này lên con người có thể dùng ánh sáng để điều khiển những thiết bị này hoặc dùng chính những linh kiện quang điện tử ở phần trên để điều khiển. Một số linh kiện quang điện tử phổ biến thuộc loại này có thể nói đến như pin mặt trời, quang điện trở , photo quang điện , phototransistor, tế bào quang điện...

       Pin mặt trời ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong xu thế sử dụng nguồn năng lượng sạch từ thiên nhiên. Nguyên lý hoạt động của nó rất đơn giản, chỉ cần có sóng ánh sáng chiếu vào là nó sinh ra một hiệu điện thế. Người ta tích trữ năng lượng của nó vào một hệ thống ắc quy để sử dụng điện năng vào ban đêm

Pin mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi

      Quang điện trở là một linh kiện điện tử thông dụng , thường được thấy trong các thiết bị dùng ánh sáng để điều khiển. Điện trở của linh kiện này sẽ thay đổi khi có ánh sáng chiếu vào, ở môi trường tối sáng thì những linh kiện này có điện trở rất lớn cỡ mê ga ohm , còn khi ra ngoài ánh sáng thì nó lại trở thành một vật dẫn điện. Dựa vào đặc điểm này mà quang điện trở còn được sử dụng với chức năng như một cảm biến ánh sáng. Nếu bạn nào muốn tìm hiểu sâu hơn về cảm biến thì có thể đọc bài này ---> Cảm biến là gì và các loại cảm biến?

Hình dạng thực tế của quang điện trở

     Photodiode và photo transistor là những linh kiện có điện trở giảm dần khi chịu sự tác động của sóng hồng ngoại. Khi  ta chiếu một chùm tia hồng ngoại vào nó thì nó dẫn dòng điện rất mạnh và ngược lại. Photodiode, photo transistor kết hợp với đèn phát hồng ngoại tạo ra một bộ thu phát tín hiệu hồng ngoại hoàn chỉnh được ứng dụng rộng dãi trong các thiết bị điện có điều khiển từ xa.

Hình dạng thực tế của photodiode và photo transistor

Ứng dụng của linh kiện quag điện tử trong điều khiển cách ly

      Một trong những yêu cầu tối quan trọng trong các máy móc chính xác đó là độ bền và tính an toàn điện. Bài toán đặt ra đó là khi thiết bị tiêu thụ như bóng đèn, máy bơm,.. chạy ở điện áp hàng trăm vôn trong khi đó chíp điều khiển lại chạy ở điện áp thấp từ 3.3 đến 5 V.  Trong quá trình hoạt động để tránh dò điện áp cao đánh thủng chíp điều khiển thì linh kiện quang điện tử được sử dụng để nâng cao tính ổn định của hệ thống.  Các chip vi xử lý sẽ điều khiển các chuyển mạch bán dẫn thông qua các linh kiện quang điện tử như opto couple để đóng cắt điện áp cao cung cấp nguồn điện đến các tải tiêu thụ. Những linh kiện quang điện tử loại này được cấu tạo bới một đèn phát hồng ngoại và một photodiode. Các linh kiện quang điện tử thông dụng trong điều khiển cách ly thường được dùng như PC817,  MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023.... Chúng thường được dùng để giao tiếp giữa vi xử lý với ---> triac, thyristor, mosfet nhằm đáp ứng yêu cầu cao về độ an toàn cho vi xử lý.

TRUNG TÂM KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CÔNG NGHỆ CAO NVT

BÁC SĨ ĐIỆN TỬ CHO GIA ĐÌNH BẠN - ĐÀO TẠO THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CHUYÊN SÂU

WWW.BACHKHOADIENTU.COM