CC BY
13840 www.finestreet.ru компоненты датчики
Юрий ЛЕВАШОВ
levashov@alkon.net
Оптопрерыватели COSMO
COSMO Electronics Corp. — тайваньская компания, один из самых широко известных мировых производителей реле (твердотельных, герконов, с выходом MOSFET) и различных оптоэлектронных компонентов (оптопар, оптореле, светодиодов). Линейка последних сформирована широким ассортиментом оптопар, среди которых на сегодня наиболее значительную долю составляют оптопрерыватели. В этой статье дан обзор и приведены основные технические характеристики продукции оптопрерывателей COSMO.
В1981 году, когда создавалась компания, ключевым компонентом в номенклатуре ее продукции были именно реле, а затем, по мере расширения линейки продукции, к ним добавились оптопары.
Сегодня корпорация производит высококачественные реле и оптопары различного назначения — для телекоммуникационных, компьютерных систем, промышленного и потребительского использования, занимается также выпуском изделий в соответствии со спецификациями пользователя.
Линейку основной выпускаемой продукции дополняют группы специализированных компонентов, например оптические трансиверы (в том числе оптопрерыватели) и датчики для компьютерных мышек.
Реле и оптопары — ключевые компоненты большого числа изделий, где требуется регулировать электрический ток, поэтому важнейшими критериями данной продукции являются качество и безопасность.
COSMO уделяет значительное внимание повышению качества производства реле и оптопар, поэтому имеет собственный штат исследователей и разработчиков.
Продукция COSMO сертифицирована в соответствии со стандартами качества ISO 9002 и ISO 9001, а также отмечена удостоверениями стандартов безопасности многих соответствующих организаций, например UL, C-UL, VDE, FIMKO, DEMKO и NEMKO.
Основу любой оптопары или оптоэлектронной интегральной микросхемы составляют излучающий диод (работающий в видимом спектре или инфракрасный) и оптически согласованный с ним приемник излучения. Все оптопары и оптоэлектронные микросхемы могут быть разделены на две основные группы: устройства с закрытым оптическим каналом и приборы с открытым оптическим каналом.
Первые нашли широкое применение в электронной технике в качестве устройств гальванической развязки различных участков схемы, устройств обратной связи в импульсных блоках питания и др.
В системах, где требуется регистрировать периодически повторяющиеся механические события, например движение ленты конвейера, перемещение приводных механизмов в устройствах автоматики, применяются так называемые щелевые оптроны — оптопрерыватели, принцип действия которых основывается на изменении состояния фототранзистора (открытое или закрытое) при пересечении оптической оси непрозрачным предметом. Щелевой оптрон характеризуется малыми габаритами и весом, низким энергопотреблением, совместимостью с цифровыми уровнями, малой стоимостью.
Главный недостаток щелевых оптронов — чувствительность к загрязнениям, которые появляются в процессе эксплуатации устройства (в первую очередь, это касается оптопрерывателей, излучатель и приемник которого работает в видимом спектре). При постепенном засорении апертур излучателя и приемника передаточные характеристики оптрона заметно снижаются, вплоть до полного нарушения функционирования изделия. Один из методов борьбы с указанным недостатком — применение защитных экранов и проведение периодических профилактических работ по обслуживанию установки.
Компания COSMO выпускает девять моделей щелевых оптронов серии KW с установленным на выходе фототранзистором. Все представленные модели щелевых оптронов являются оптопрерывателями, то есть работают на «разрыв» оптического канала.
Оптопрерыватель серии KW (рис. 1) состоит из мощного (с высокой мощностью излучения) инфракрасного (ИК) светодиода на основе материала GaAs и кремниевого фототранзистора. Устройство в корпусе с проводными выводами предназначено для автоматического монтажа.
Отличия оптронов в рамках серии заключаются в конструктивных особенностях способа крепления оптрона, а также в размерах оптического канала между излучателем и приемником — ширины зазора.
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 8 '2005
Таблица. Основные технические характеристики щелевых оптронов компании Cosmo серии KW
Зазор между « Передаточные характеристики Время отклика
Модель излучателем ( рту)р Структурная схема
и приемником (мм) (мм) и (мА) Vce (В) CTR, % Ic (мА) Rl (Ом) Vce (В) ^ (мкС)
KW1S10FC 0,5 20 2,5 0,5 100
KW1S20FC 0,5 20 2,5 0,5 100
KW1S40FC 0,5 20 2,5 0,5 100 1 4
KW1S50FC 4,2 0,5 20 2,5 0,5 100
KW1S53FC 0,15 20 0,4 1000 38 Ж
KW1S54FC 0,5 20 2,5 0,5 100
KW1S55FC 0,5 20 0,4 100
KW1S56FC 0,5 20 2,5 0,5 100
KW1S57FC 0,5 20 2,5 0,5 100
Варианты ширины оптического канала дают большую свободу разработчику при проектировании системы сбора и обработки данных.
Базовое обозначение модели щелевого оптрона COSMO — KW1S______FC.
Основные технические характеристики щелевых оптронов компании Cosmo серии KW представлены в таблице.
По функциональному назначению щелевые оптроны относятся к группе сенсорных устройств — датчиков.
Как правило, выход щелевого оптрона подключается к модулю микроконтроллера, который ведет регистрацию и подсчет числа импульсов с выхода оптрона (равных числу прерываний оптической оси щелевого оптрона). Данная информация обрабатывается микроконтроллером и, в соответствии с логикой работы устройства, поступает на исполнительные механизмы или блок индикации микроконтроллерной системы.
Типовая схема подключения щелевого оптрона подразумевает обязательное наличие двух токоограничивающих резисторов: установленных в цепи инфракрасного диода и в коллекторной цепи фототранзистора.
Когда оптический канал щелевого оптрона открыт, на вход фототранзистора непрерывно будет поступать инфракрасное излучение от установленного напротив ИК — светодиода. Под действием этого излучения фототранзистор перейдет в режим насыщения и будет находиться в нем до тех пор, пока не произойдет прерывание оптического канала. При пересечении пространства между светодиодом и фотоприемником оптически непрозрачным предметом поток излучения перекрывается, и фототранзистор переходит в закрытое состояние, при этом
на выходе оптрона установится потенциал, близкий к верхнему логическому уровню напряжения питания.
Таким образом, на выходе щелевого оптрона формируется сигнал, представляющий собой электрический отклик работы детектируемой системы в реальном времени.
Пример типового включения щелевого оптрона показан на рис. 2.
Щелевые оптроны применяются, в основном, в качестве датчиков положения, электронных концевых выключателей, датчиков угла поворота, счетчиков числа оборотов — тахометров.
Оптопрерыватели серии KW рассчитаны на использование преимущественно в офисной технике — принтерах, копирах, факсах, банковском оборудовании.
Кроме перечисленных выше сфер применения серии KW и промышленного использования, продукция COSMO может применяться в телекоммуникациях, компьютерных системах и интернет-устройствах, в системах охранной сигнализации и т. д.
Более подробную информацию об оптопрерывателях компании COSMO можно получить на сайте производителя: www.cosmo-ic.com. ■
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 8 '2005
