Mengapa relay begitu sering digerakkan oleh optocoupler?

Sejak munculnya banyak papan pengembangan mikrokontroler, seperti Arduino, ada sejumlah modul relai yang dijual untuk menggerakkan muatan listrik AC.

Banyak dari ini tampaknya menggunakan optocoupler, driver transistor dan relay untuk menggerakkan beban (contoh di Amazon )

Mengapa mereka diimplementasikan seperti ini?

Beberapa pemikiran saya:

• Relai memberikan isolasi yang baik atau lebih baik daripada kebanyakan optocoupler
• Masih ada driver transistor yang hadir, sehingga tidak menghemat komponen
• Masih ada perlindungan kickback induktif, sehingga tidak menyimpan komponen
• Optocoupler tidak semurah transistor, jadi biaya tambahan dibandingkan dengan hanya driver transistor
• Tidak perlu memenuhi persyaratan peraturan karena ini adalah produk DIY
• Saya belum pernah melihat relay listrik kecil yang digerakkan oleh optocoupler pada peralatan komersial
• Sejumlah papan ini tampaknya tidak dirancang dengan cemerlang (tanpa memperhatikan izin atau rambat), sehingga meskipun optocoupler hanya untuk menyediakan dua lapisan isolasi, papan gagal dalam hal ini.

Pertama, tautan yang mungkin lebih permanen untuk produk ini ada di sini . Dan skematisnya ada di sini . (Sunting 7/29/2015: Ironisnya, kedua tautan saya sekarang rusak dan tautan Amazon OP masih berguna)

Dua alasan masuk akal untuk menggunakan optoisolator di sini:

• Perangkat pengendali mungkin sangat jauh sehingga tidak berbagi referensi tanah yang sama dengan papan relai (kecuali terhubung melalui kabel panjang). Menggunakan optoisolator berarti sinyal kontrol digunakan murni sebagai sinyal diferensial antara Vcc dan sinyal kontrol, keduanya bersumber dari rangkaian pengontrol; perbedaan potensial tanah tidak akan memengaruhi operasi.

• Tegangan koil relay tidak harus sama dengan Vcc pengontrol. Itu bahkan dapat dihasilkan oleh pasokan off-line (tidak terisolasi). Optoisolator kemudian memberikan isolasi antara JD-VCCsuplai yang mungkin tidak terisolasi dan sirkuit pengontrol.

Mungkin sejumlah atau alasan, tetapi yang paling penting adalah bahwa hal itu akan mencegah tegangan transien dari merusak transistor penggerak. Dan tergantung pada aplikasinya, ini akan membantu mencegah gangguan AC dari sisa sirkuit.

Anda memunculkan beberapa poin bagus, namun optocoupler biasanya digunakan untuk mengisolasi komponen dari sumber luar yang berpotensi berbahaya. Mereka murah dan mudah diimplementasikan. Dan mereka berpotensi menawarkan lebih banyak perlindungan daripada dioda. Dan tentu saja, seperti yang Anda tunjukkan:

Sejumlah papan ini tampaknya tidak dirancang dengan cemerlang (tanpa memperhatikan izin atau rambat), sehingga meskipun optocoupler hanya untuk menyediakan dua lapisan isolasi, papan gagal dalam hal ini.

Saya menduga sebagian besar alasannya berkaitan dengan gagasan bahwa jika ada dua hambatan isolasi, akan terus ada penghalang isolasi bahkan jika seseorang secara tidak sengaja atau sengaja dijembatani. Ketika bekerja dengan sirkuit, terutama jika seseorang adalah klutz, seseorang kadang-kadang dapat membuat hal-hal singkat yang benar-benar tidak boleh korslet (misalnya karena klip penjepit ruang lingkup memutuskan untuk dibatalkan dan mengayunkan dirinya sendiri di seluruh papan). Menambahkan lapisan isolasi tambahan mengurangi kemungkinan kecelakaan seperti itu akan menyebabkan kerusakan signifikan pada apa pun. Sebagian besar produk yang diproduksi secara massal tidak akan pernah berada di meja kerja siapa pun, apalagi meja kerja milik klutz, tetapi banyak produk buatan sendiri akan menghabiskan banyak waktu di meja kerja semacam itu. Selanjutnya, papan buatan rumah sering dibuat tanpa topeng solder,

Selain memberikan perlindungan terhadap penghubung yang tidak disengaja, jika ada dua penghalang isolasi penuh, dimungkinkan untuk menjembatani satu saat melakukan diagnosa yang melibatkan yang lain sambil mempertahankan penghalang isolasi antara dua bagian utama sistem. Sebagai contoh, jika seseorang ingin menentukan jumlah waktu yang berlalu antara prosesor mengatur output dan daya penerima solenoida, seseorang dapat memulai dengan mengkonfirmasi ground koil-relay dan ground sisi kontak diisolasi, menjembatani ground relay dan CPU ground, dan mengukur waktu antara output CPU dan koil relay. Seseorang kemudian dapat mengisolasi ground relay-coil dan CPU ground dan - setelah memeriksa ulang apakah mereka benar-benar terisolasi, menjembatani ground koil-relai dan tanah sisi kontak dan mengukur timing antara koil dan hal-hal yang mereka kontrol. Melakukan pengukuran seperti itu dalam sistem dengan hanya isolasi tunggal mungkin akan memerlukan memiliki ruang lingkup dengan dua probe yang diisolasi satu sama lain. Rig seperti itu ada, tetapi umumnya mahal.

Relai sebenarnya menyediakan isolasi AC yang agak buruk ke sumber gangguan yang SANGAT berisik - pergantian kontak mekanis karena pergantian beban yang secara induktif lebih atau kurang pasti, dan seringkali pada tegangan listrik, dengan dv / dt yang dapat ratusan volt per mikrodetik.

Relay kecil yang murah biasanya sangat buruk, dan membuatnya lebih baik cenderung membuat relay lebih mahal, lebih besar dan kurang efisien.

Sirkuit dengan banyak input dan output sangat rentan.

Ketika digunakan dengan benar, sebuah OPTO dapat membantu mencegah gangguan yang disebabkan oleh kopling kontak-koil dari mempengaruhi sirkuit.

Tidak ada kekurangan contoh dalam forum kesedihan ini dari sumber ini (misalnya relay dan reset acak ketika beban diaktifkan, misalnya), dan banyak contoh alat yang kuat dan desain industri yang bagus di mana opto digunakan bersama dengan relay.

Alasan yang sangat bagus adalah memiliki catu daya terpisah untuk logika dan bagian antarmuka daya. Bagian logika dalam desain normal didukung pada 5V atau 3.3V, dan diisolasi secara galvanis dari bagian daya, di mana pasokan yang paling umum adalah 24V, sehingga optocoupler diperlukan.

Memang benar bahwa hal itu dapat dihindari menggunakan relay dengan kumparan dinilai untuk 5V, tetapi banyak relay tidak tersedia dengan kumparan ini, dan akan perlu untuk memiliki daya yang jauh lebih tinggi di sisi 5V, dengan konverter DC / DC yang lebih besar .

Lebih umum menggunakan medan yang tidak diatur, 12V atau 24V, otomotif atau industri (relay tidak memerlukan tegangan yang sangat tepat), dan konverter DC / DC kecil yang diisolasi secara galvanis untuk mendapatkan 5V / 3.3V hanya untuk bagian logika , sehingga skrup terisolasi diperlukan.

Saya menduga bahwa ini hanya kasus penggemar yang mencoba memulai bisnis penjualan papan sirkuit. Mereka mungkin memperumit papan mereka hanya untuk membuatnya terlihat lebih rumit, karena komplikasi membenarkan keberadaan elektronik dan tampaknya menambah nilai.

Saya yakin jika Anda menghubungi vendor, mereka akan memiliki cerita meyakinkan bahwa sirkuit mereka adalah bagaimana memiliki harus dilakukan, dan mereka memilikinya siap pakai, hal yang paling mudah adalah dengan hanya membeli papan mereka.

Semua yang Anda butuhkan untuk mengontrol beban AC dengan voltase dan arus kecil dapat ditemukan dalam satu komponen: relai keadaan padat seperti ini .

Papan apa pun yang dapat mengarahkan 20 mA ke LED dapat menggunakan ini, yang berarti bahwa Anda tidak memerlukan papan khusus.

Alasan yang paling penting adalah koil dalam relay adalah beban yang cukup kompleks di sirkuit. Seperti yang kita ketahui, diperlukan dioda untuk melindungi sirkuit dari arus balik yang diinduksi dari koil saat daya mati dari relai. Beberapa waktu metode ini tidak cukup untuk catu daya yang dikonfigurasi dengan buruk, seperti yang dimiliki sebagian besar modul DIY. Pengendali sering mendapatkan impuls atau bahkan dipecat oleh relay. Saya pikir jika catu daya cukup kuat, isolator optik tidak diperlukan.

saat menggunakan relay paling sering Anda ingin memisahkan mcu digital GND AND VDD dari relay GND dan vcc, maka Anda mendapatkan baris mcu GND AND VDD yang sangat bersih .....

jika relay memberikan kembali EMS, pilih tegangan tinggi dan tajam dan - NO - flyback diode dan perlindungan TV. Transistor di dalam optocoupler akan hancur dari sisi relay, jadi resean utama, adalah pemisahan total gnd, saluran listrik.

jika relai digunakan untuk AC, ia dapat memancarkan EMC ke sirkuit dari, GND, VCC, jadi, optocoupler akan menyelesaikan sebagian besar masalah ini.