Σε αυτό το σεμινάριο πρόκειται να διασυνδέσουμε έναν Optocoupler με μικροελεγκτή ATMEGA8. Τα Octocouplers είναι συναρπαστικές συσκευές που χρησιμοποιούνται για την απομόνωση των ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Αυτή η απλή συσκευή απομονώνει τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά από ισχυρά ηλεκτρονικά όπως κινητήρες, διατηρώντας ωστόσο το φορτίο σε έλεγχο της πηγής.
Ας πούμε ότι θέλουμε να ελέγξουμε την ταχύτητα ενός μοτέρ AC όπως ανεμιστήρα, με λογική ελέγχου από έναν ελεγκτή. Μπορούμε να τροφοδοτήσουμε το σήμα από τον ελεγκτή στο σύστημα ελέγχου που οδηγεί τον κινητήρα. Αλλά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας λαμβάνουμε επίσης το θόρυβο από το σύστημα ελέγχου της ταχύτητας του κινητήρα. Επειδή το κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος και ότι και οι κινητήρες θα πρέπει να κάνουμε πολύ φιλτράρισμα θορύβου. Με τα OPTOELECTRONICS μπορούμε να αποφύγουμε την άμεση επαφή της μονάδας ελεγκτή από τη μονάδα κινητήρα. Με αυτό αποφεύγουμε τη μετάδοση θορύβου μεταξύ συστημάτων, αλλά μπορούμε να διατηρήσουμε το φορτίο σε απόλυτο έλεγχο.
OPTOELCTRONICS, όπως λέει το ίδιο το όνομα, θα συμπεριλάβουμε το σύστημα ενεργοποίησης φωτός. Θα στείλουμε σήμα σε μια συσκευή εκπομπής φωτός στο τέλος της πηγής και θα υπάρχει ένας διακόπτης ενεργοποίησης φωτός στο τέλος φόρτωσης. Θα το συζητήσουμε περισσότερο στην περιγραφή. Εδώ πρόκειται να διεπαφή 4N25 ένα IC 6 ακίδων με τον ελεγκτή ATMEGA8. Όταν πατηθεί ο διακόπτης στο άκρο του ελεγκτή, ένα LED που είναι συνδεδεμένο στο τέλος φόρτωσης ανάβει.
Απαιτούμενα στοιχεία
Υλικό: Μικροελεγκτής ATmega8, Τροφοδοσία (5v), AVR-ISP PROGRAMMER, 4N25 OPTOCOUPLER, 1KΩ resistor (3 pieces), LED
Λογισμικό: Atmel Studio 6.1, Progisp ή Flash magic.
Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση
Το διάγραμμα κυκλώματος για διασύνδεση OPTOCOUPLER με μικροελεγκτή AVR φαίνεται στην εικόνα,
Πριν προχωρήσουμε περαιτέρω, ας συζητήσουμε πώς λειτουργεί το OPTOCOUPLER, το εσωτερικό κύκλωμα της συσκευής φαίνεται στην παρακάτω εικόνα,
Εδώ τα PINA και PINC συνδέονται στην πλευρά της πηγής.
Οι PINB, PINC, PINE αντιπροσωπεύουν την πλευρά φόρτωσης.
Από το διάγραμμα είναι σαφές ότι υπάρχει μια λυχνία LED (Light Emitting Diode) στο τέλος της πηγής και ότι υπάρχει ένας ΦΩΤΟΤΡΑΝΙΣΤΟΣ στην πλευρά φόρτωσης. Το σύστημα πλαισιώνεται μέσα σε ένα τσιπ, έτσι το κέρδος του PHOTOTRANSISTOR είναι υψηλό.
Τώρα, όταν ένα σήμα μεταβιβάζεται στο LED στην πλευρά της πηγής, το LED εκπέμπει ακτινοβολία φωτός, καθώς το τρανζίστορ φωτογραφιών είναι δίπλα στο LED, στη λήψη φωτός το τρανζίστορ συντονίζεται. Έτσι, το σήμα ελέγχου από τον ελεγκτή μετατρέπεται σε φως για ενεργοποίηση του οδηγού φορτίου ευαίσθητου στο φως.
Επιπλέον, το κύκλωμα τσιπ μπορεί να αναπαρασταθεί ως:
Με τη δίοδο στο τέλος της πηγής και το τρανζίστορ στο τέλος φόρτωσης, το παραπάνω κύκλωμα έχει πλήρη σημασία για το όνομα. Τώρα στον ελεγκτή παρέχεται ένα κουμπί, κατά την ενεργοποίησή του, ο ελεγκτής στέλνει έναν παλμό στο άκρο διόδου του OPTOCOUPLER Με το φορτίο τοποθετημένο ως LED, το τρανζίστορ στο OPTOCOUPLER οδηγεί το LED. Έτσι το LED ανάβει.
Η μέθοδος επικοινωνίας μεταξύ OPTOCOUPLER και μικροελεγκτή εξηγείται βήμα προς βήμα στον κώδικα C που δίνεται παρακάτω.