Optocoupler adalah komponen elektronik yang mentransfer sinyal listrik antara dua rangkaian terisolasi. Optocoupler juga disebut Opto-isolator, photo coupler atau optical isolator.
Optocoupler umumnya digunakan sebagai switch atau saklar elektronik yang dapat berfungsi secara otomatis. Ini juga sangat mirip dan terkait erat dengan sensor atau detektor cahaya.
Pada artikel kali ini Kelasplc.com akan menjelaskan tentang apa itu optocoupler, simbol, cara kerja, macam macam optocoupler, dan fungsi optocoupler pada kehidupak sehari hari.
Pengertian Optocoupler
Optocoupler adalah komponen elektronik yang menggunakan cahaya untuk mentransfer sinyal listrik antara dua rangkaian terisolasi.
Salah satu fungsi optocoupler adalah untuk mencegah tegangan tinggi mempengaruhi rangkaian yang menerima sinyal. Ini adalah perangkat 6 pin dan terdiri dari LED dan phototransistor dan tersedia dalam berbagai paket.
Pada rangkaian tegangan rendah atau rangkaian yang sangat sensitif terhadap noise, Optocoupler digunakan untuk mengisolasi rangkaian untuk mencegah kemungkinan tabrakan listrik atau untuk mengecualikan noise yang tidak diinginkan.
Pada dasarnya optocoupler terdiri dari dua bagian utama, yakni receiver dan transmitter. Receiver berfungsi untuk mendeteksi sumber cahaya dan Transmitter berfungsi sebagai pengirim cahaya optik.
Dalam rangkaian optocoupler, tidak ada koneksi langsung antara dua bagian utama tetapi keduanya dapat dihubungkan. Sehingga menjadi komponen optocoupler.
Di pasaran, kita dapat membeli Opto-coupler dengan input 10 kV hingga 20 kV untuk kapasitas tegangan tahan output, dengan spesifikasi transien tegangan 25 kV / uS.
Simbol Optocoupler
Sama seperti komponen elektronika lainnya, optocoupler juga memiliki simbol dan bentuk yang dapat Kamu lihat pada gambar simbol optocoupler diatas.
Pada gambar diatas, Kita dapat mengetahui bahwa bentuknya persegi panjang dan umumnya optocoupler memiliki 4 hingga 6 Pin. Setiap pin memiliki fungsinya masing masing.
Konstruksi Optocoupler
Optocoupler terutama terdiri dari LED inframerah dan perangkat fotosensitif yang mendeteksi sinar inframerah yang dipancarkan. Perangkat fotosensitif semikonduktor dapat berupa photodioda, phototransistor, Pasangan Darlington, SCR atau TRIAC.
Pada gambar diagram dasar optocoupler diatas, LED inframerah dan perangkat fotosensitif dikemas dalam satu paket. LED disimpan di sisi input dan komponen fotosensitif ditempatkan di sisi output.
Resistansi dihubungkan pada awal rangkaian yang digunakan untuk membatasi arus dan resistansi lainnya dihubungkan antara tegangan suplai dan terminal kolektor.
Sebelum mengetahui bagaimana cara kerja optocoupler, mari Kita mengetahui deskripsi pin optocoupler:
- Pin 1: Anoda
- Pin 2: Katoda
- Pin 3: Ground
- Pin 4: Emitor
- Pin 5: Kolektor
- Pin 6: Basis
Cara Kerja Optocoupler
Optocoupler adalah kombinasi LED dan Photodioda yang dikemas dalam satu paket. Seperti yang dapat kita lihat pada diagram rangkaian diatas, ketika tegangan tinggi muncul di sisi input Optocoupler, arus mulai mengalir melalui LED.
Karena arus listrik, LED ini akan memancarkan cahaya. Cahaya yang dipancarkan ini ketika mengenai phototransistor menyebabkan arus mengalir melaluinya.
Arus yang mengalir melalui phototransistor berbanding lurus dengan tegangan input yang diberikan. Resistansi input yang ditempatkan di awal rangkaian akan mengurangi jumlah arus yang mengalir melalui LED jika nilainya dinaikkan.
Seperti yang telah kita bahas sebelumnya, intensitas cahaya yang dipancarkan oleh LED akan sama dengan arus yang mengalir melalui phototransistor.
Seperti yang telah kita bahas sebelumnya, intensitas cahaya yang dipancarkan oleh LED akan sama dengan arus yang mengalir melalui phototransistor.
Ini berarti cahaya intensitas rendah yang dipancarkan oleh LED akan menyebabkan arus level rendah mengalir melalui phototransistor. Jadi tegangan yang berubah dihasilkan melintasi terminal kolektor-emitor dari transistor.
Dapat disimpulkan, Prinsip kerja optocoupler yakni sinyal masuk dari rangkaian input digabungkan ke rangkaian output.
Jenis Jenis Optocoupler
Ada banyak jenis Optocoupler yang tersedia secara komersial berdasarkan kebutuhan dan kemampuan switching mereka. Tergantung pada penggunaannya, ada empat jenis optocoupler yang tersedia, yaitu:
- Optocoupler yang menggunakan Phototransistor
- Optocoupler yang menggunakan Photo Darlington Transistor
- Optocoupler yang menggunakan Photo TRIAC
- Optocoupler yang menggunakan Photo SCR
Adapun penjelasan dari macam macam optocoupler diatas dijelasakan lengkap dibawah ini.
Optocoupler Phototransistor
Pada gambar diatas, Kita dapat melihat bagian dalam dari Optocoupler Phototransistor. Adapun Jenis transistor yang digunakan bisa PNP atau NPN.
Jenis optocoupler ini terdiri dari dua jenis tergantung pada ketersediaan pin output. Pada gambar kedua di sebelah kiri, terdapat tambahan pin out yang terhubung secara internal dengan basis transistor.
Pin 6 ini digunakan untuk mengontrol sensitivitas phototransistor. Seringkali pin digunakan untuk terhubung dengan ground atau negatif menggunakan resistor bernilai tinggi. Dalam konfigurasi ini, trigger yang salah karena transien listrik dapat dikontrol secara efektif.
Selain itu, sebelum menggunakan optocoupler berbasis Phototransistor, pengguna harus mengetahui rating maksimum transistor. PC816, PC817, LTV817, K847PH adalah beberapa optocoupler berbasis phototransistor yang banyak digunakan. Optocoupler berbasis transistor digunakan dalam isolasi terkait rangkaian DC.
Optocoupler Transistor Photodarlington
Pada gambar diatas, Kita dapat melihat dua jenis simbol dan bagian dalam optocoupler berbasis photo Darlington.
Transistor Darlington adalah dua pasang transistor, dimana salah satu transistor mengendalikan basis transistor lainnya. Dalam konfigurasi ini Darlington Transistor memberikan kemampuan gain yang tinggi.
Seperti biasa LED memancarkan led infra merah dan mengontrol basis dari pasangan transistor. Jenis opto-coupler ini juga digunakan di area yang berhubungan dengan rangkaian DC untuk isolasi.
Pin ke-6 yang terhubung secara internal ke basis transistor, digunakan untuk mengontrol sensitivitas transistor. 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, H21B3 adalah beberapa contoh optocoupler berbasis photo Darlington.
Optocoupler PhotoTRIAC
TRIAC terutama digunakan di mana kontrol atau switching berbasis AC diperlukan. LED dapat dikontrol menggunakan DC, dan TRIAC digunakan untuk mengontrol beban AC.
Optocoupler memberikan isolasi yang sangat baik dalam hal ini juga. Ini adalah salah satu Aplikasi Triac. Contoh optocoupler berbasis photo TRIAC adalah IL420, 4N35 dll.
Optocoupler PhotoSCR
SCR adalah singkatan dari Silicon controlled rectifier, SCR juga disebut sebagai Thyristor. Gambar diataas menunjukan bagian internal optocoupler berbasis Photo SCR.
Sama seperti jenis optocoupler lainnya, LED memancarkan Inframerah. SCR dikendalikan oleh intensitas LED. Optocoupler berbasis photo SCR digunakan dalam rangkaian AC. Beberapa Contoh optocoupler berbasis photo SCR adalah MOC3071, IL400, MOC3072 dll.
Kegunaan Optocoupler
Seperti yang telah dibahas sebelumnya, beberapa Optocoupler digunakan dalam rangkaian DC dan beberapa Optocoupler digunakan dalam rangkain AC.
Karena Optocoupler tidak memungkinkan sambungan listrik langsung antara dua sisi, Fungsi utama Optocoupler adalah untuk mengisolasi dua rangkaian.
Seperti halnya transistor, Optocoupler juga dapat digunakan sebagai perangkat switching. Dan dapat digunakan dalam berbagai operasi terkait mikrokontroler di mana pulsa digital atau informasi analog diperlukan dari rangkaian tegangan tinggi, Optocoupler dapat digunakan untuk isolasi yang sangat baik antara keduanya.
Optocoupler dapat digunakan untuk deteksi AC, operasi terkait kontrol DC. Berikut ada beberapa kegunaan optocoupler dalam rangkaian elektronika.
Optocoupler untuk Switching Rangkaian DC
Pada rangkaian di atas digunakan rangkaian optocoupler berbasis Photo Transistor. Ini akan bertindak seperti sakelar Transistor pada umumnya.
Dalam skema rangkaian diatas digunakan optocoupler berbasis phototransistor PC817. Led infra merah akan dikendalikan oleh saklar S1.
Ketika saklar ditekan, sumber baterai 9V akan memberikan arus ke LED melalui resistor pembatas arus 10k. Intensitas dikendalikan oleh resistor R1.
Jika kita mengubah nilainya dan membuat resistansi lebih rendah, intensitas led akan tinggi sehingga transistor mendapatkan gain yang tinggi.
Di sisi lain transistor adalah phototransistor yang dikendalikan oleh led infra merah internal, ketika led memancarkan cahaya infra merah photo transistor akan menghubungi dan VOUT akan menjadi 0 mematikan beban yang terhubung di atasnya.
Perlu diingat bahwa sesuai datasheet, arus kolektor transistor adalah 50mA. R2 menyediakan VOUT 5v. R2 adalah resistor pull-up.
Dalam konfigurasi ini, optocoupler berbasis phototransistor dapat digunakan dengan mikrokontroler untuk mendeteksi pulsa atau interupsi.
Optocoupler untuk Mendeteksi Tegangan AC
Rangkaian diatas adalah rangkaian untuk mendeteksi tegangan AC. Led infra merah dikendalikan menggunakan dua resistor 100k.
Dua resistor 100k yang digunakan sebagai pengganti satu resistor 200k adalah untuk keamanan ekstra untuk kondisi yang berhubungan dengan arus pendek.
LED terhubung di stopkontak dinding Line (L) dan Line Netral (N). Ketika S1 ditekan, led mulai memancarkan cahaya infra merah. Phototransistor membuat respons dan mengubah VOUT dari 5V ke 0V.
Dalam konfigurasi ini, optocoupler dapat dihubungkan melalui rangkaian tegangan rendah seperti unit mikrokontroler dimana deteksi tegangan AC diperlukan.
Optocoupler untuk Mengontrol Rangkaian AC menggunakan tegangan DC
Pada rangkaian di atas LED dikendalikan oleh baterai 9V melalui resistor 10k dan sebagai status sakelar. Di sisi lain digunakan opto-coupler berbasis photo TRIAC.
Itu dapat mengontrol AC LAMP dari stopkontak AC 220V. Resistor 68R digunakan untuk Mengontrol TRIAC BT136 yang dikendalikan oleh photo-TRIAC di dalam unit opto-coupler.
Jenis konfigurasi ini digunakan untuk mengontrol peralatan listrik menggunakan rangkaian tegangan rendah. IL420 digunakan dalam skema atas yang merupakan Optocoupler berbasis photo TRIAC.
Fungsi Optocoupler untuk Kehidupan Sehari-hari
Ada banyak fungsi Optocoupler yang berperan penting dalam kehidupan sehari-hari kita. Salah satu contoh penggunaannya adalah dalam tombol switch atau saklar, serta mesin cuci otomatis.
Bagaimana cara kerjanya? Kamu cukup menggerakkan telapak tangan di bawah kran otomatis, dan optocoupler akan memainkan peran kunci dalam proses tersebut.
Selain itu, optocoupler juga sangat berguna dalam motor hybrid. Komponen ini dapat dipasangkan di antara piringan hitam dan berkontribusi pada pengumpulan data elektronik yang sangat penting.
Jika kamu berencana untuk menggunakan komponen ini, kamu dapat memilih optocoupler isolator modul dengan PC817 yang memiliki 1 channel.
Kelebihan dari komponen ini adalah tingkat outputnya mampu mengisolasi sistem kontrol mikro (SCM), yang pada gilirannya akan melindungi kamu saat mengendarai sepeda motor.
Jadi, optocoupler tidak hanya bermanfaat dalam banyak situasi sehari-hari, tetapi juga dapat memberikan perlindungan tambahan bagi penggunaannya yang cerdas.
Kesimpulan
Kehadiran komponen optocoupler di rangkaian elektronik akan memungkinkan beberapa perangkat beroperasi dengan cara yang lebih kompleks. Tentunya tujuan utamanya adalah untuk meringkas dan meringankan beban yang sebelumnya dilakukan secara manual.
Demikian informasi terkait Pengertian optocoupler dan fungsinya pada kehidupan sehari hari yang bisa tim Kelasplc.com jabarkan. Semoga bisa memberikan wawasan untuk Kamu semuanya.
