Datasheet Optokopler MOC3021 – Konfigurasi Terperinci & Aplikasi Praktis

Rangkaian sering memerlukan cara intuitif untuk mengalihkan supply daya atau melindungi komponen tegangan rendah lainnya. Oleh karena itu, komponen rangkaian kecil yang dikenal sebagai optokopler sangat penting. Ia mentransmisikan arus listrik antara rangkaian yang terisolasi. Ia juga dikenal sebagai photocoupler atau isolator optik. Anda dapat menemukan pin empat atau enam hitam dalam perangkat rumah tangga seperti charger Anda. Oleh karena itu, gabunglah kami untuk peninjauan komprehensif tentang optokopler dan mengapa komponen elektronik ini sangat berharga. Selain itu, Anda dapat menemukan IC dan detail pendampingnya di situs web kami.

1. Apa Itu Optokopler, dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Secara ideal, transistor standar hanya akan mengizinkan aliran arus setelah pemicu terjadi pada pin basis. Namun, jika Anda dengan cermat membuka kapasitor transistor diskrit, Anda dapat mengamati aliran arus kecil melalui pin emitter. Tentu saja, itu setelah memberikan tegangan pada pin kolektor.

Jadi, arus akan mengalir meskipun bagian yang lain adalah bahan non-konduktif seperti kaca atau plastik.

Tegangan yang terlihat tidak disebabkan oleh aplikasi AC tetapi oleh foton pada basis bare transistor. Itu berarti cahaya menginduksi konduktivitas dalam semiconductor sehingga keberadaan phototransistor.

Secara tambahan, phototransistor adalah transistor dua terminal (tanpa pin basis). Mereka juga hadir dalam kemasan bening.

Secara komparatif, mereka terlihat seperti dioda dan menggunakan cahaya sebagai mata uang basis. Mereka juga bekerja dengan photodioda untuk mendeteksi pergeseran arus dalam perangkat tergantung pada intensitas cahaya masuk.

Akibatnya, contoh praktisnya adalah dalam aplikasi indikasi kedekatan.

Optokopler memiliki dua bagian untuk mentransmisikan sinyal listrik antara dua rangkaian. Selain itu, dua rangkaian terpisah dari garis AC untuk mencegah kejutan listrik, proses yang dikenal sebagai isolasi.

（Representasi kerja optokopler）

Dua bagian dalam isolator optik adalah; dioda LED internal dan phototransistor yang mendeteksi cahaya. Di samping itu, switching terjadi tergantung pada intensitas cahaya masuk. Oleh karena itu, optokopler menggabungkan phototransistor dan LED untuk mengontrol switching tegangan.

Itu menjelaskan bagaimana ia menangani elemen switching tanpa kontak fisik.

Input arus ke coupler menyalakan LED, sehingga menghasilkan cahaya inframerah yang proporsional dengan tegangan input. Kemudian, transistor memulai proses normalnya saat mendeteksi cahaya pagi.

Seseorang dapat menghubungkan resistor eksternal ke ground untuk kecepatan switching yang lebih cepat.

2. Input dan Output Optokopler

Secara umum, optokopler terdiri dari dioda pada input dan elemen switching pada output.

Dioda adalah LED; namun, Anda tidak dapat melihat cahaya karena kotak optokopler. Juga, cahaya dari dioda adalah inframerah, jadi tidak mudah dilihat.

Dioda cahaya beroperasi pada amplitudo tegangan yang sama dengan LED standar.

Ujung output mungkin memiliki transistor NPN, TRIAC, rectifier terkontrol silicon, atau bahkan output yang mampu logika lengkap.

Karena arus basis pada output didorong oleh energi cahaya, biasanya rendah.

Tegangan basis output yang rendah juga memperlambat waktu naik dan turun. Namun, seseorang dapat menggunakan output logika dan optokopler dengan kecepatan yang cocok untuk mengatasi ini. Namun, melakukannya akan membutuhkan tegangan terminal output yang berbeda.

（Diagram pinout optokopler）

Keuntungan utama output optokopler adalah ia dapat melakukan isolasi tegangan dari tegangan input. Jadi, ia bertindak sebagai switch floating, meskipun bukan yang berkualitas.

Misalnya, Anda dapat menggunakan transistor di ujung rendah dan menambahkan pull-up. Setiap kali dioda menyala, ia mengaktifkan transistor untuk menarik kolektor ke bawah.

Juga, transistor di ujung tinggi ditambah resistor antara ground output dan emitter akan menarik emitter ke atas pada output.

Namun, optokopler reguler memiliki drive basis yang terbatas yang menghasilkan saturasi tinggi hingga satu volt keseluruhan. Kecepatan lambat dan karakteristik isolasi tegangan optokopler adalah loop umpan balik supply daya yang efisien.

Secara tambahan, rating arus tidak memungkinkannya untuk menyediakan daya seperti generator.

Di sisi lain, optokopler dapat mentransfer sinyal antara rangkaian dengan efisien tanpa bantuan driver terpisah.

3. Datasheet MOC3021: Fitur dan Spesifikasi MOC3021

Sebuah versi optokopler zero-crossing TRIAC ada, MOC3021.

Dioda pemancar inframerahnya mengandung arsenida galium dan switch silicon bilateral.

Fitur lainnya adalah;

• Saat tegangan AC puncak pada 60Hz selama 1 detik, ia memiliki isolasi surge voltage 7500Vac (pk).
• Rentang suhu ambien (TA) -40 hingga + 85 °C.
• Rentang suhu penyimpanan (T stg) -40 hingga +150 °C
• Dissipasi daya total (PD) dengan TA pada 25 °C adalah 330mW. Durasi di atas 25 °C adalah 4.4m/W°C
• Rentang suhu junti (TJ) -40 hingga 100 °C.
• Suhu soldering (TL) selama 10 detik adalah 260°C

4.Konfigurasi Pin MOC3021

PIN	Nama pin	Deskripsi
1	Anoda (A)	Pin anoda LED IR. Terhubung ke input logika
2	Katoda (C)	Pin katoda LED IR
4	Terminal Utama TRIAC 1	Ujung TRIAC di dalam IC
6	Terminal Utama TRIAC 2	Ujung TRIAC lain di dalam IC

Pin 3 dan 5 tidak terhubung.

5. Datasheet MOC3021: Di mana menggunakan Optokopler Phototransistor MOC3021

MOC3021 adalah pilihan optokopler yang mengontrol aplikasi AC melalui arus searah. Namun, suhu operasi pada beban tinggi mempengaruhi kinerja rangkaian. Untungnya, MOC3021 dapat menahan suhu tinggi, sehingga mempertahankan kualitas kehidupan optokopler.

Karena outputnya diwakili oleh TRIAC, ia dapat menyebabkan beban 100V. Itu, ditambah fakta bahwa TRIAC beroperasi di kedua arah, membuatnya mudah untuk mengontrol beban AC.

Kemampuan zero-crossing memungkinkannya untuk mencegah kerusakan karena tegangan puncak langsung. Ia melakukan ini dengan memulai konduksi AC. Namun, itu setelah gelombang AC mencapai 0V saat menyala untuk pertama kali saja. Waktu naik dan turun yang layak juga memungkinkan kontrol tegangan output.

Oleh karena itu, MOC3021 ideal untuk mengontrol beban tegangan AC yang lebih besar dalam kontroler digital seperti MCU/MPU.

Karena mungkin untuk mengontrol output, juga mungkin untuk mempertahankan intensitas cahaya/kecepatan motor AC.

Ini adalah video proyek yang melibatkan optokopler.

6. Datasheet MOC3021: Cara menggunakan MOC3021

Pembatasan arus MOC3021 tidak memungkinkannya untuk mengemudi beban tegangan secara langsung. Seperti TRIAC, ia membutuhkan switch daya lain yang menyediakan arus cukup untuk menggerakkan beban.

Secara menarik, dalam pengaturan ini, optokopler bertindak sebagai kontroler.

Juga, MOC3021 mengalihkan beban dengan menyalakan atau mematikan LED. Alternatifnya, sinyal PWM juga dapat membantu mengubah LED sehingga TRIAC. Setelah TRIAC menyala, ia dapat mengontrol kecerahan dan kecepatan beban.

Kecepatan switching photocoupler adalah faktor penting saat mengalihkan beban AC. Kecepatan bergantung pada amplitudo tegangan dan suhu ambien operasi photocoupler.

（Diagram interfacing MOC3021）

7. Aplikasi Datasheet MOC3021

Penggunaan umum MOC3021 adalah untuk mengontrol alat listrik AC. Oleh karena itu, ia berguna dalam;

• Kontrol daya AC/DC
• Kontrol kecepatan motor AC
• Dimmer cahaya AC
• Lampu stroboskop
• Menggunakan MCU/MPU untuk mengontrol beban AC
• Rangkaian coupling kebisingan

（Lampu stroboskop sirine)

8. Datasheet MOC3021: Setara MOC3021

Alternatifnya, seseorang dapat menggunakan optokopler berikut sebagai pengganti MOC3021.

• FOD3180 (MOSFET High-Speed)
• MCT2E (transistor non-zero)
• MOC3041 (TRIAC Non-Zero Cross)

Kesimpulan

Optokopler adalah perangkat yang menarik, terutama penerapannya dalam berbagai perangkat. Semoga ilustrasi di atas meningkatkan pemahaman Anda tentang perangkat ini. Jika Anda memiliki pertanyaan atau membutuhkan bantuan, hubungi kami melalui situs web kami.