Opto quang là gì? Cách đo kiểm tra opto quang chuẩn kỹ thuật

Opto quang có lẽ là cái tên còn khá xa lạ đối với những ai mới tiếp cận lĩnh vực điện tử, điện lạnh. Vậy Opto quang là gì? Cấu tạo, nguyên lý và cách đo opto quang thế nào? Cùng tìm hiểu thông tin cụ thể ở bài viết dưới đây.

Opto quang là gì?

Opto quang (optocoupler) hay còn được gọi là bộ opto cách ly quang, đây là một linh kiện quang điện tử chuyên dùng để truyền tín hiệu điều khiển giữa hai phần mạch hoạt động ở mức điện áp khác nhau thông qua việc sử dụng ánh sáng. 

Ưu điểm của opto quang chính là cách ly được điện áp giữa các mạch đầu vào và đầu ra. Nơi tiếp xúc duy nhất ở giữa đầu vào và đầu ra của opto là một chùm ánh sáng. Điện trở cách ly giữa hai phần mạch lên đến hàng nghìn MΩ. Chính vì thế, nó được ứng dụng rộng rãi trong các mạch có điện áp cao hay các phần mạch có điện thế khác nhau tới vài nghìn vôn.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Opto quang

Về cấu tạo

Opto quang có cấu tạo khá đơn giản, gồm hai bộ phận chính:

• Bộ phận phát ánh sáng: Thường sẽ nằm ở phía đầu vào và là một điốt phát quang. Bộ phận này có nhiệm vụ lấy tín hiệu rồi chuyển thành tín hiệu ánh sáng. 

• Bộ phận nhận ánh sáng: Đây là linh kiện dò với nhiệm vụ phát hiện ánh sáng nằm trong bộ ghép quang. Bộ phận này sẽ nhận ánh sáng từ phần phát, sau đó chuyển nó thành tín hiệu điện. Linh kiện này có thể là một quang trở, một photodiode, transistor quang, SCR quang hoặc TRIAC quang.

Xem thêm:

• Thyristor SCR là gì? Cách đo kiểm tra Thyristor SCR sống hay chết
• Triac là gì? Cách kiểm tra triac sống hay chết đơn giản bằng đồng hồ vạn năng

Về nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của opto khá đơn giản. Bộ phận phát ánh sáng sẽ phát tín hiệu ánh sáng với một cường độ nhất định. Lúc này, vùng base của transistor sẽ cảm quang và giảm mức điện trở thuần, khi đó transistor IC tăng. Hai mức cấp độ làm việc của opto như sau: 

• Trong trường hợp cường độ ánh sáng mạnh, transistor cảm quang có thể đạt tới trạng thái bão hòa. Photocoupler sẽ làm nhiệm vụ truyền tín hiệu điện. 

• Trường hợp ngược lại, cường độ ánh sáng yếu khiến transistor sẽ không ở mức bão hòa. Lúc đó, bộ phận nhận ánh sáng chỉ có thể truyền tín hiệu với dạng analog. Photocoupler vẫn có thể làm việc, tuy nhiên không đảm bảo tính ổn định và chính xác. Bởi đường truyền tuyến tính khá hẹp. 

Các loại opto quang phổ biến hiện nay

Trên thị trường có rất nhiều loại opto quang khác nhau nhưng phổ biến nhất vẫn là hai loại opto rãnh và opto phản xạ. 

Opto rãnh

Sở dĩ có tên gọi này là do loại opto này có thiết kế với một rãnh ngăn cách giữa đèn LED phát sáng và transistor tiếp nhận. Khi không có vật đặt giữa rãnh ngăn, ánh sáng từ LED sẽ được truyền đến transistor tiếp nhận. Ngược lại, ánh sáng sẽ không được truyền nếu xuất hiện vật thể đặt giữa rãnh ngăn.

Opto rãnh thường được sử dụng phổ biến trong các dải băng, chuyển mạch giới hạn hoặc để phát hiện độ chất lỏng. 

Opto phản xạ

Loại opto này sẽ bố trí led và transistor quang ở cùng phía và có mặt hướng ra bên ngoài. Khi led phát sáng và transistor tiếp nhận tín hiệu sẽ thực hiện theo quy tắc phản xạ ánh sáng bằng cách phản chiếu qua các vật thể như lớp sương, khói, lớp sơn… 

Hướng dẫn cách đo và kiểm tra Opto quang

Để đo điện trở của opto quang, người ta thường dùng đồng hồ vạn năng. Chỉ cần lựa chọn đồng hồ vom có chức năng đo điện trở là có thể kiểm tra được opto quang.

Một số dòng sản phẩm nổi bật mà bạn có thể sử dụng để đo opto như: đồng hồ vạn năng Hioki DT4256, Kyoritsu 1009, Sanwa CD800A... 

Các bước đo và kiểm tra opto quang thực hiện đơn giản như sau:

• Bước 1: Xác định chân cực dương và cực âm của led phát sáng. 

• Bước 2: Xoay núm vặn của đồng hồ đo điện tới thang đo X1Ω. Sau đó, kết nối que đo vào cực âm và cực dương của opto.

• Bước 3: Khi có kết quả điện trở, tiến hành đổi chiều kiểm tra một chân khác của LED. Nếu không hiển thị kết quả đo, nghĩa là led của opto đã bị hỏng. Ngược lại, nếu vẫn hiển thị kết quả đo thì opto vẫn còn sống.

• Bước 4: Nếu bộ phận đèn led vẫn tốt, tiếp tục kiểm tra opto tại bộ phận transistor quang. Tại chân 3 và 4, tiến hành đo tương tự như với đèn led. Nếu đồng hồ đo trả về kết quả điện trở cao nghĩa là transistor quang vẫn hoạt động tốt. Trong trường hợp, đồng hồ không đo được thì nguyên nhân là do transistor quang có điện trở cao, cần mắc nối tiếp hai đồng hồ vạn năng để gia tăng giá trị thang đo.

Nếu không có đủ 2 đồng hồ đo điện trở thì bạn có thể thực hiện phương pháp thực nghiệm dưới đây.

• Bước 1: Ở thang đo X1KΩ hoặc X10KΩ, chạm que đo màu đỏ vào chân 4 (Collector), que đo màu đen vào chân 3 (Emitter ).
• Bước 2: Tiếp theo, mắc nối tiếp một điện trở khoảng 300Ω với cực dương của LED.
• Bước 3: Bật nguồn cấp điện sau đó tăng điện áp từ 0 - 3 volt. Lúc này đồng hồ VOM sẽ hiển thị giá trị điện trở đầu ra giảm nếu điện áp đầu vào tăng và ngược lại.

Trên đây là toàn bộ hướng dẫn cách đo opto quang đơn giản, hiệu quả. Nếu bạn có nhu cầu sử dụng đồng hồ vạn năng, hãy liên hệ thbvn.com hoặc maydochuyendung.com để được tư vấn sớm nhất