Descubre ¿Qué es y Cómo funciona el Optoacoplador?

De seguro que es primera vez que escuchas la palabra “optoacoplador” este singular artefacto eléctrico es el que le da vida a ciertos dispositivos que usas en la vida diaria, es por ello que no puedes perderte todos los detalles de este pequeño objeto, acompáñanos a conocer todo sobre el circuito optoacoplador.

optoacoplador

¿Qué es un Optoacoplador?

Se entiende por optoacoplador como aquel dispositivo que se encarga de emitir y recibir energía eléctrica por medio de la activación de un interruptor con el que viene acoplado, el cual se activa por medio de un diodo led que satura los componentes optoelectrónicos que generan los fototransistores. El fotoemisor y el fotorreceptor se unen y se crea un solo dispositivo mediante los cuales se genera una conexión óptica.

Todos estos elementos se pueden apreciar en la parte interna del optoacoplador, generalmente se le da el uso de aislador para aparatos eléctricos que son eléctricamente sensibles ante otros dispositivos.

¿Cuál es su funcionamiento?

Considerando que este pequeño aparato funciona como emisor y receptor al mismo tiempo, funciona por medio de su led infrarrojo que se encarga de emitir una pequeña luz hacia el receptor que funge como fototransistor, cuando este aparato recibe la señal de luz, se convierte en un interruptor cerrado, y cuando la luz se corta, vuelve a ser un interruptor abierto.

Si la tensión de la entrada es cambiante, la cantidad de luz emitida también cambiará, esto se refiere a que la tensión de salida será resultante de intensidad de acuerdo a la fuerza de la luz con la que tenga entrada el circuito. Es necesario saber que la tensión de la luz led no es lineal, pudiendo entonces la señal distorsionarse.  Si se combina una fuente óptica con un detector óptico dentro de un solo dispositivo encapsulado, resulta un optoacoplador o interruptor óptico.

Como bien se decía anteriormente, la ventaja que ofrece un optoacoplador se trata del aislamiento eléctrico que resulta de la unión de los fototransmisores y fotoreceptores, por medio de un optoacoplador el contacto que existe entre cualquiera de estos circuitos es un pequeño haz de luz. Este tipo de aislamientos son necesarios aplicarlos en corrientes de alta tensión donde los potenciales de los circuitos puedan generar miles de voltios.

Estos dispositivos DIP tienen un encapsulado que es similar al de un circuito integrado, portando incluso hasta 8 pines en cada extremo del mismo, por lo que tiene 4 optoacopladores individuales bajo un mismo encapsulado. Existen diferentes tipos de optoacopladores pero no todos poseen el foco emisor de la luz LED, ciertamente, puede variar el receptor de luz que se adopta bajo un fotodiodo o LASCR.

Tipos de optoacoplador

Pueden existir diferentes tipos de estos dispositivos, considerando que pueden tener funciones múltiples de acuerdo a su salida y el uso que se le vaya a dar a los mismos, estos son:

Encapsulado DIP

Estos son usados en placas electrónicas, puesto que el funcionamiento que tienen se trata de la activación y la desactivación de los circuitos por medio del voltaje. Su uso es aislar las posibles interferencias que se puedan generar en ambas etapas que funcionan a voltajes distintos, pudiendo ser estas etapas la de control y la de potencia, puede tener varias versiones de acuerdo al tipo de salida, estos son:

  • Fototransistor.
  • Fotodarlington.
  • Fototiristor.
  • Fototriac.
  • Schmmit trigger.
  • Entrada AC – salida de transistor.

Los sensores

Este tipo de optoacoplador es usado mayormente como un sensor óptico, puesto que el emisor y el receptor propiamente dichos se encuentran adecuados linealmente y desde que se genera la luz infrarroja la misma rebota en una superficie y hace que regrese al receptor, si el receptor no detecta señal alguna, supone que no existe ningún objeto cercano.

Los interruptores ópticos

Generalmente este tipo de optoacoplador es el más usado, ya que el mismo usa una interfaz ante circuitos lógicos, el uso que le da el usuario es pasarle una tarjeta u otro objeto que sea delgado, cuando el objeto pasa a través del mismo la señal es interrumpida y genera un cambio de estado que indica que el circuito lógico ya puede funcionar, ya sea para activar o desactivar alguna función, por ejemplo una cerradura, un motor, entre otros…

¿Cuáles son los usos de un optoacoplador?

Los optoacopladores tienen diversos usos, los cuales pueden servir de diferentes maneras de acuerdo al tipo de dispositivo que sea, como se mencionaba anteriormente, por lo general los principales usos que se les da son los siguientes:

  • De interfaz ante circuitos lógicos.
  • Como interfaz de señales con corriente alterna y circuitos lógicos.
  • Para controles de potencia.
  • Como un relé.
  • Para usos de telefonía móvil.

Conexión de un optoacoplador

Para que un optoacoplador pueda funcionar perfectamente, se debe siempre tener una resistencia entre el led y el detector de señales para que puedan aislarse y protegerse, limitando de esta manera la corriente que se refleja en el led. Estos dispositivos tienden a encender un led donde se conecta una salida y se puede generar un voltímetro que es utilizado para comprobar el funcionamiento del optoacoplador.

Algunos optoacopladores poseen una cámara de aire dentro del encapsulado el cual es bastante eficiente para la transmisión de la luz, por lo que si existe algún tipo de objeto cercano al dispositivo, no se interrumpirá la luz respecto al detector, es posible también que la tensión led no llegue al resistor y por lo tanto no se tenga una tensión de salida, es necesario conocer cuál es la conexión que se desea lograr con estos complejos artefactos.

¿Cuáles son los componentes de un optoacoplador?

Un optoacoplador básicamente se encuentra compuesto por un par de elementos, principalmente se trata de un LED de luz infrarroja el cual sirve para activar el opto-transistor, y luego viene el dispositivo electrónico de control que, dependiendo del tipo de optoacoplador que sea, puede ser un TRIAC o una compuerta digital. Uno de los optoacopladores más usados es el 4N25, este tipo de artefacto tiene un dispositivo de control.

 optoacoplador

Aplicación del Optoacoplador

Las aplicaciones que respectan a los optoacopladores se refieren a la activación de una carga, de manera tal que pueda inducir un ruido eléctrico al sistema principal de control es decir, cuando una carga inductiva como por ejemplo el motor de un vehículo es activado, este produce una perturbación eléctrica en la alimentación del sistema. El optoacoplador se encarga de aislar este tipo de perturbaciones electrónicas, proporcionando entonces una corriente sumisa.

En diversas ocasiones los optoacopladores pueden servir junto con otros elementos de control, como es el llamado MOSFET’S y los TRIACS, los transistores de potencia o los relevadores de estado sólido, cuando estos son usados con un optoacoplador la intención principal es aislar la fuente del sistema de control ante las perturbaciones eléctricas que puedan crearse cuando un artefacto es activado o desactivado, como bien decíamos antes, una luz o un motor.

Esta clase de optoacopladores no se usan de manera individual ya que no poseen la capacidad necesaria para disipar la potencia, es decir, se encuentran limitados respecto a la corriente y el voltaje que circula por sus terminales de control, por lo que mayormente se usan acompañados de diversos elementos de masa potencia como un relevador de corriente o de clase TRIAC. Son elementos de aplicación fundamental en la mayoría de los aparatos electrónicos de uso habitual en casa.

¿Cuáles son los optoacopladores más usados?

A nivel mundial, existen diversos optoacopladores pero singularmente existen algunos que son los más usados para diversas situaciones y conexiones, hay que tener en consideración que tipo de carga se desea controlar y cual es el tipo de control de voltaje que se tiene respecto a la lógica del control, se tienen los siguientes:

  • 4N25 que sirven como salida para un transistor.
  • MOC3011, los cuales fungen como optoacoplador con una salida para TRIAC.
  • MOC3010, con una única salida TRIAC.
  • 4n35 con una salida a un transistor.
  • PC817 también con una salida de transistor.

Como habrá podido notarse a lo largo del artículo, estos dispositivos tienen la única intención de mejorar las conexiones eléctricas evitando las perturbaciones eléctricas, por lo que son muy recomendables a nivel mundial para controlar las potencias y aislar las etapas eléctricas, esperamos que haya servido de gran ayuda el conocimiento compartido a través de este espacio.

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