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

thbvn.com 28/03/2025 5906 lượt xem

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.

*Opto quang hay còn được gọi là opto cách ly quang*

Ưu điểm của Opto Quang

Cách ly hoàn toàn giữa mạch đầu vào và đầu ra bằng ánh sáng.
Giảm nhiễu điện và bảo vệ thiết bị điện tử.
Hoạt động ổn định trong môi trường có điện áp cao.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Opto quang

Về cấu tạo

Opto quang có cấu tạo đơn giản nhưng rất hiệu quả, bao gồm 3 phần chính:

Bộ phát ánh sáng: Thường là một đèn LED phát quang (Infrared LED - IR LED). Khi có dòng điện chạy qua, LED phát ra ánh sáng hồng ngoại.
Bộ nhận ánh sáng: Là một linh kiện nhạy sáng như phototransistor, photodiode, SCR quang hoặc TRIAC quang. Khi nhận được ánh sáng từ LED, linh kiện này sẽ chuyển ánh sáng thành tín hiệu điện để kích hoạt hoặc điều khiển mạch khác.
Lớp cách ly: Thông thường là một lớp nhựa trong suốt hoặc thủy tinh giúp ánh sáng truyền đi mà không có sự tiếp xúc vật lý giữa hai mạch điện.

Tùy vào loại opto quang, bộ nhận ánh sáng có thể có thêm các linh kiện phụ trợ để khuếch đại tín hiệu hoặc điều khiển đóng/ngắt dòng điện.

Xem thêm:

Về nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của opto khá đơn giản. Khi dòng điện được cấp vào LED phát quang, LED phát ra ánh sáng hồng ngoại. Ánh sáng này đi qua lớp cách ly và chiếu vào bộ nhận ánh sáng.

Bộ nhận ánh sáng (phototransistor, photodiode, SCR quang hoặc TRIAC quang) cảm nhận ánh sáng và thay đổi trạng thái dẫn điện:

Nếu là phototransistor, nó sẽ dẫn điện khi có ánh sáng, cho phép dòng điện chạy qua.
Nếu là photodiode, nó tạo ra dòng điện khi có ánh sáng tác động.
Nếu là SCR quang hoặc TRIAC quang, nó sẽ kích hoạt trạng thái dẫn điện trong các ứng dụng dòng điện xoay chiều.

Khi LED tắt, bộ nhận ánh sáng ngừng hoạt động và không dẫn điện nữa, giúp ngắt tín hiệu giữa hai mạch.

Hai Trạng Thái Hoạt Động Chính:

Trạng thái đóng (ON): Khi LED phát sáng, bộ nhận ánh sáng kích hoạt và cho dòng điện chạy qua.
Trạng thái ngắt (OFF): Khi LED tắt, bộ nhận ánh sáng không hoạt động, dòng điện bị chặn lại.

Opto quang có thể hoạt động trong hai chế độ:

Chế độ Digital (Bật/Tắt hoàn toàn): Dùng trong các ứng dụng cách ly tín hiệu số.
Chế độ Analog (Điều chỉnh liên tục): Dùng trong các ứng dụng đo lường và điều khiển tín hiệu.

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