Prinsip Kerja Optoisolator ( Optocoupler ) pada rangkaian Interface I/O

Setelah mempelajari mengenai dasar sistem interface, kali ini dilanjutkan dengan mengenal prinsip kerja optoisolator.

Optoisolator atau optocoupler adalah komponen yang digunakan sebagai komponen kontrol I/O untuk peralatan yang beroperasi dengan tegangan DC atau AC. Sebuah optocoupler terdiri dari GaAs LED dan phototransistor NPN yang terbuat dari silicon. Untuk rangkaian penggunaan optoisolator dapat dilihat pada gambar berikut.



Pada gambar berikut optoisolator mendapat input TTL berbentuk sinyal kotak sehingga outputnya juga berupa sinyal kotak tetapi level tegangan berubah menjadi 0-+24 volt.

Pada gambar berikut optoisolator digunakan pada input yang termodulasi dengan tegangan Vin terisolasi dengan Vout modulasi yang tegangan puncaknya +12V.


Faktor yang paling penting pada interface I/O terutama untuk beban yang menggunakan tegangan AC maka isolasi merupakan hal yang paing penting dan harus diperhatikan dalam desain. Sistem digital menggunakan level tegangan +5volt sedangkan contoh aplikasi beban menggunakan tegangan 220VAC. Perbedaan tegangan ini sudah cukup untuk menyebabkan sistem kontrol digital, PC misalnya, untuk rusak jika port pada komputer ini menerima tegangan imbas dari beban 220VAC.



contoh dengan menggunakan skematik pada gambar diatas, optoisolator mendapatkan tegangan 115VAC namun arusnya dilewat hanya 8mA dan arus sebesar ini sudah cukup untuk membuat phototransistor aktif dan logika yang diterima inverter menjadi ‘low’. Dengan rangkaian ini kita mendapatkan pulsa periodik dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi tegangan PLN 50Hz tetapi berbentuk pulsa kotak. Dengan adanya pulsa pada Pulse Out maka dapat dipastikan bahwa masih ada tegangan pada jaringan PLN sedangkan jika sudah tidak terdapat pulsa lagi maka dapat dipastikan tegangan jaringan PLN adalah 0 VAC.

Kerugian atau keburukan dari optocoupler adalah pada kecepatan switchingnya. Hal ini disebabkan karena efek dari area yang sensistif terhadap cahaya dan timbulnya efek kapasitansi pada ‘junction’-nya. Jika diperlukan kecepatan switching yang cukup tinggi maka optoisolator harus dikonfigurasikan sehingga yang digunakan adalah sebagai photodiode-nya seperti tampak pada gambar berikut.

Cara lain untuk melakukan isolasi antara rangkaian tegangan tinggi dengan rangkaian tegangan rendah adalah menggunakan relay. Kelemahan dari relay adalah harga sebuah relay dengan kapasitas arus yang besar cukup mahal, ukuran dimensi relay besar sehingga PCB yang digunakan semakin besar pula, menimbulkan sinyal noise, dan responnya lambat. Sedangkan dengan menggunakan optocoupler, ukurannya kecil sehingga ukuran PCBnya menjadi lebih kecil dan pada akhirnya peralatan tersebut menjadi kecil pula, kecepatan responnya lebih cepat.


Prinsip Kerja Optoisolator ( Optocoupler ) pada rangkaian Interface I/O Rating: 4.5 Diposkan Oleh: budis

No comments:

Berlangganan Via Email