Cómo Funcionan los Optoacopladores
Summary
TLDREste vídeo educativo explica cómo funcionan los optoacopladores, componentes electrónicos que permiten controlar circuitos y transferir señales entre ellos sin conexión eléctrica directa. Se detallan sus partes, cómo diseñar circuitos básicos con phototransistores y la importancia de su aislamiento para proteger circuitos. Además, se explora la tecnología de semiconductores en su fabricación y se presentan ejemplos prácticos de circuitos con LDR, LED y fototransistores, incluyendo la utilización de emisor y receptor de infrarrojos para control remoto.
Takeaways
- 😀 Los optoacopladores son componentes electrónicos que permiten controlar circuitos y están integrados con un aspecto similar a un relé de estado sólido.
- 🔌 Un optoacoplador tiene cuatro terminales: el ánodo, cátodo, colector y emisor, y una ranura circular para identificar las terminales.
- 📄 El número de parte en el cuerpo del optoacoplador se utiliza para identificar el tipo de dispositivo y encontrar la hoja de datos del fabricante.
- 🔄 Funcionan interconectando dos circuitos electrónicos separados, permitiendo que el circuito 1 controle al circuito 2 sin una conexión eléctrica directa.
- 🛡️ Los dos circuitos están aislados electrónicamente, lo que previene que picos de voltaje y ruido en un circuito afecten al otro.
- 🚫 Solo permiten que los electrones fluyan en una dirección debido a los materiales semiconductores en su interior.
- 🔧 Se pueden ampliar las capacidades del dispositivo añadiendo componentes adicionales, como un transistor a la salida del circuito 2.
- 👀 El símbolo de un optoacoplador en un circuito incluye un LED de la izquierda y un transistor de la derecha, siendo este último una versión modificada conocida como fototransistor.
- 💡 El fototransistor actúa como receptor y se enciende cuando la luz emitida por el LED llega a él, permitiendo que fluya la corriente en el circuito principal.
- 🔬 Dentro del fototransistor, diferentes capas de materiales semiconductores (tipo n y tipo p) crean una barrera eléctrica que se rompe con la exposición a la luz, permitiendo el flujo de corriente.
Q & A
¿Qué son los optoacopladores y para qué se utilizan?
-Los optoacopladores son componentes electrónicos integrados que permiten controlar circuitos y transferir señales entre dos circuitos electrónicos separados, manteniendo una aislación eléctrica entre ellos.
¿Cuáles son las funciones de los terminales en un optoacoplador?
-En un optoacoplador, el terminal 1 es el ánodo, el 2 es el cátodo, el 3 es el colector y el 4 es el emisor. Estos terminales permiten la conexión y el control de los circuitos electrónicos.
¿Cómo identifican las diferentes terminales en un optoacoplador?
-Las terminales en un optoacoplador se identifican a través de una pequeña ranura circular en el cuerpo junto a la terminal 1 y también por el número de parte impreso en el cuerpo del dispositivo.
¿Qué es un fototransistor y cómo funciona?
-Un fototransistor es una versión modificada de un transistor que actúa como receptor. Bloquea la corriente en el circuito principal a menos que esté expuesto a la luz, lo que lo enciende y permite que fluya la corriente.
¿Cómo se controla la corriente en un circuito utilizando un optoacoplador?
-Se controla la corriente en un circuito utilizando un optoacoplador encendiendo y apagando el LED interno, que a su vez activa o desactiva el transistor, permitiendo o bloqueando la corriente en el circuito secundario.
¿Qué es una LR y cómo varía su resistencia con la luz?
-Una LR, o resistencia dependiente de la luz, es un componente que cambia su resistencia en función de la luz a la que está expuesta. Tiene una resistencia alta en la oscuridad y baja en la luz brillante.
¿Cómo se calcula la resistencia necesaria para un LED en un circuito?
-Para calcular la resistencia necesaria para un LED, se resta la caída de voltaje del LED de la fuente de alimentación y se divide entre la corriente que consume el LED.
¿Qué es un emisor y receptor de infrarrojos y cómo se utilizan en un circuito?
-Un emisor de infrarrojos es un LED que emite luz infrarroja indetectable por el ojo humano. Un receptor de infrarrojos es un sensor que detecta la luz infrarroja. Se utilizan juntos en un circuito para activar o desactivar el circuito mediante la emisión y detección de luz infrarroja.
¿Cómo se evita que la luz ambiental active un circuito que utiliza un emisor y receptor de infrarrojos?
-Para evitar que la luz ambiental active un circuito que utiliza un emisor y receptor de infrarrojos, se pueden utilizar piezas de cinta adhesiva para bloquear la luz ambiental y mantener el receptor en un estado inactivo hasta que se active el emisor.
¿Qué es un optoacoplador PEZ de 817 y cómo se configura en un circuito?
-Un optoacoplador PEZ de 817 es un dispositivo que utiliza un LED interno para controlar un transistor foto. En un circuito, se configura con una fuente de alimentación, un interruptor para controlar el circuito y un LED rojo para indicar cuando está activado, además de las resistencias necesarias para la corriente adecuada.
Outlines
💡 Funcionamiento y diseño de optoacopladores
Este párrafo explica el uso y la estructura de los optoacopladores, componentes electrónicos que permiten controlar circuitos a través de la emisión de luz. Se describen las distintas terminales y cómo se utilizan para conectar dos circuitos electrónicos separados. Además, se menciona su capacidad para aislar electronicamente los circuitos, lo que protege de interferencias y mejora la eficiencia del dispositivo. Se detalla cómo se puede mejorar su funcionamiento añadiendo componentes adicionales como transistores.
🔬 Detalles de los fototransistores y su funcionamiento
En este segmento se profundiza en cómo funciona el fototransistor, una versión modificada de un transistor que utiliza la luz para controlar el flujo de corriente. Se explican los materiales semiconductores y cómo la luz afecta a los electrones en el material para permitir el paso de la corriente. También se menciona cómo los fototransistores pueden usarse para controlar circuitos secundarios con una luz dirigida.
🛠 Construcción de un circuito con LDR y LED
Este párrafo detalla el proceso de construcción de un circuito que utiliza un LED blanco y un LDR (Resistencia dependiente de la luz). Se calcula la resistencia necesaria para que el LED funcione correctamente y se explica cómo se conecta todo en el circuito. Además, se describe cómo se puede modificar el brillo del LED cambiando la resistencia y se incluyen los cálculos para verificar que el circuito funcionará como se espera.
🔄 Diseño de un circuito con emisor y receptor de infrarrojos
En este párrafo se describe cómo construir un circuito que utiliza un emisor y receptor de infrarrojos para controlar un LED rojo. Se calcula la resistencia y corriente necesarias para el funcionamiento del emisor y se explica cómo se conecta todo en el circuito. También se menciona cómo se puede verificar que el circuito esté funcionando correctamente al encender el LED rojo.
🔌 Creación de un circuito con optoacoplador 817
Este segmento explica cómo se construye un circuito utilizando un optoacoplador 817, incluyendo los cálculos de resistencia y corriente para el funcionamiento adecuado del dispositivo. Se describe el proceso de conexión de los componentes y cómo se puede verificar que el circuito funcione correctamente al encender un LED rojo que indica el estado del circuito.
Mindmap
Keywords
💡Optoacopladores
💡Transistor foto
💡LED
💡Resistencia dependiente de la luz (LDR)
💡Emisor de infrarrojos
💡Receptor de infrarrojos
💡Aislamiento eléctrico
💡Circuito primario y secundario
💡Transistor
💡Semiconductor
Highlights
Los optoacopladores son componentes electrónicos integrados que permiten controlar circuitos.
Tienen una apariencia similar a relés de estado sólido con cuatro terminales.
Los terminales están identificados como ánodo, cátodo, colector y emisor.
El optoacoplador permite que un circuito controle a otro sin conexión eléctrica directa.
Los dos circuitos están aislados para protegerse de picos de voltaje y ruido.
Los materiales semiconductores permiten que los electrones fluyan solo en una dirección.
Los optoacopladores pueden ampliarse con componentes como transistores para controlar voltajes y corrientes mayores.
Existen varios modelos de optoacopladores, pero el video se centra en el modelo básico de photo transistor.
El photo transistor es una versión modificada de un transistor que actúa como receptor de luz.
El funcionamiento del photo transistor se basa en la emisión de luz por un LED que activa el transistor.
Los materiales semiconductores en el photo transistor tienen capas de tipo n y p que crean una barrera eléctrica.
La luz hace que los electrones atraviesen la barrera y se desarrolle una corriente.
Los semiconductores pueden actuar como aislantes y conductores dependiendo de la energía proporcionada.
Se explica el funcionamiento de un circuito que utiliza una resistencia dependiente de la luz y un LED blanco.
Se calcula la resistencia necesaria para que un LED rojo indique el funcionamiento del circuito.
Se discuten los usos de emisor y receptor de infrarrojos para evitar la activación por luz ambiental.
Se describe un circuito que utiliza un emisor de infrarrojos y su correspondiente receptor.
Se explica cómo se calcula la resistencia para un LED infrarrojo y su receptor.
Se presenta un circuito que utiliza un optoacoplador PEZ de 817 y se calcula la resistencia para su funcionamiento.
Se discute cómo se configura el lado secundario del optoacoplador PEZ de 817 para manejar corriente y voltaje específicos.
Se ofrecen consejos para seguir aprendiendo sobre ingeniería eléctrica y electrónica.
Transcripts
este es un acto acoplador se utiliza
para controlar circuitos y en este vídeo
vamos a aprender cómo funcionan y
también cómo diseñar algunos circuitos
opto acopladores sencillas
los opto acopladores son componentes
electrónicos integrados con un aspecto
similar a este también se conocen como
aisladores aisladores ópticos y photo
acopladores
en este modelo tenemos el cuerpo
principal con cuatro terminales
el terminal 1 es el ánodo el 2 es el
cátodo el 3 es el colector y el 4 es el
emisor
también tenemos una pequeña ranura
circular en el cuerpo junto a la
terminal 1 y la utilizamos para
identificar las diferentes terminales
en el cuerpo también tenemos un texto
que es el número de parte lo utilizamos
para identificar el tipo de optó
acoplador y también para encontrar la
hoja de datos del fabricante este
dispositivo es básicamente un relé de
estado sólido que interconecta dos
circuitos electrónicos separados el
circuito uno se conecta a través de los
terminales 1 y 2 y el segundo circuito
se conecta a través de los terminales 3
y 4 esto permite que el circuito 1
controle al circuito 2 también podemos
utilizarlo para transferir una señal
pero los dos circuitos están aislados
electrónicamente entre sí porque es
importante
porque los picos de voltaje y el ruido
en un circuito no destruirá no
interrumpirán el otro circuito
además debido a los materiales
semiconductores en su interior solo
permiten que los electrones fluyan en
una dirección
por lo tanto los dos circuitos pueden
utilizar voltajes y corrientes
diferentes debido a esta separación
podemos ampliar las capacidades del
dispositivo añadiendo otros componentes
como un transistor a la salida del
circuito 2 esto nos permite controlar
voltajes y corrientes aún mayores y
automatizar el control del circuito
hay varios modelos de opto acopladores
pero para este vídeo nos quedaremos con
el modelo básico de photo transistor
cuando miramos el símbolo de opto
acoplador vemos que hay un símbolo de
led de la izquierda y en el lado derecho
el símbolo se parece mucho a un
transistor
eso es porque es una versión modificada
de un transistor conocida como foto
transistor los terminales se denominan
colector y emisor igual que un
transistor normal excepto que nos falta
el terminal de la base en un circuito de
transistor normal tenemos el circuito
principal y un circuito de control el
transistor bloquea la corriente en el
circuito principal para que la luz esté
apagada cuando aplicamos un pequeño
voltaje a la base esto encenderá el
transistor y permitirá que la corriente
fluya en el circuito principal por lo
que la luz principal se entiende por
cierto ya hemos explicado en detalle
cómo funcionan los transistores en
nuestro vídeo anterior los slot es para
encontrarlos se encuentran en la parte
inferior el transistor del actual
comprador funciona de forma ligeramente
diferente también bloquea la corriente
en el circuito principal pero actúa como
receptor
cuando la luz emitida por el led llega
al transistor este se enciende y permite
que fluya la corriente en el circuito
principal
así cuando el circuito 1 está completo
el led se entiende
este emite un haz de luz que alcanza el
transistor
el transistor lo detecta y se enciende
permitiendo que la corriente fluya en el
circuito 2
simplemente controlamos esto encendiendo
y apagando el led interno
el foto transistor actúa como un
aislante bloqueando el flujo de
corriente a menos que esté expuesto a la
luz
el led y el transistor están encerrados
dentro de la carcasa por lo que no
podemos verlos pero podemos ver cómo
funcionan con estos sencillos circuitos
que haremos más adelante en el vídeo
cómo entiende el led en el transistor
dentro del photo transistor tenemos
diferentes capas de materiales
semiconductores hay de tipo n y de tipo
p que están intercaladas
tanto el tipo n como el tipo p están
hechos de silicio pero cada uno ha sido
mezclado con otros materiales para
cambiar sus propiedades eléctricas el
tipo n se ha mezclado con un material
que le da muchos electrones adicionales
e innecesarios estos son libres de
moverse hacia otros a tomás
el tipo psa mezclado con otro material
que tiene menos electrones por lo tanto
tiene mucho espacio vacío al que puedan
desplazarse los electrones cuando los
materiales se unen se crea una barrera
eléctrica que impide el paso de los
electrones
sin embargo cuando él les entiende emite
otra partícula conocida como foto
los fotones golpean el material de tipo
p y hacen que los electrones atraviesen
la barrera y entren en el material de
tipo n los electrones que se encuentren
en la primera barrera ahora también
podrán realizar el salto y así se
desarrolla una corriente
una vez que el led se apaga los fotones
dejan de golpear a los electrones a
través de la barrera y la corriente en
el lado secundario se detiene
y así podemos controlar un circuito
secundario solo con un haz de luz
esto funciona gracias al material
semiconductor en los cables normales el
cobre es el conductor y el plástico es
el aislante los electrones pueden fluir
fácilmente a través del cobre pero no
pueden fluir a través del aislante de
plástico volviendo al modelo básico de
un conductor metálico tenemos el núcleo
en el centro que está rodeado por una
serie de capas orbitales que contienen
los electrones
cada capa contiene un número máximo de
electrones y un electrón necesita una
cierta cantidad de energía para ser
aceptado en cada capa las más alejadas
del núcleo son las que tienen más
energía
la capa externa se conoce como capa de
valencia un conductor tiene entre 1 y 3
electrones en su capa de valencia los
electrones se mantienen en su lugar
gracias al núcleo pero existe otra capa
conocida como banda de conducción
si un electrón puede llegar a esta banda
de conducción entonces pueden liberarse
del átomo y trasladarse a otros a tomás
en un átomo de metal como el cobre la
capa de valencia y la banda de
conducción se superponen por lo que es
muy fácil que un electrón se libere y se
mueva a otro átomo
en el caso de un aislante la capa
exterior está completamente compactada
por lo que hay muy poco o ningún espacio
para que un electrón se una el núcleo
tiene un fuerte control sobre los
electrones y la banda de conducción está
muy lejos por lo que los electrones no
pueden llegar a ella para escapar por lo
tanto la electricidad no puede fluir a
travestis de material sin embargo un
semiconductor es diferente tiene un
electrón de más en su capa de valencia
para ser conductor por lo que actúa como
un aislante
sin embargo la banda de conducción está
bastante cerca por lo que si
proporcionamos a los electrones alguna
energía externa como un fotón algunos
electrones ganarán suficiente energía
para dar el salto a la banda de
conducción y quedar libres por tanto un
semiconductor puede actuar como aislante
y como conductor
el primer circuito que veremos utiliza
una resistencia dependiente de la luz y
un led blanco
la lr varía su resistencia en función de
la luz a la que esté expuesta en la
oscuridad tiene una resistencia muy alta
en la luz brillante tiene una
resistencia muy baja
este led blanco ha sido diseñado para
20.000 amperes si lo conecto a la fuente
de alimentación de cd vemos que necesita
3 voltios para alcanzar los 20 emilia
pérez
cuando pruebo esta ldr vemos que con una
luz tenue sus resistencias de unos 40
kilos cuando la escondo en la mano tiene
unos 4 mega ons y con las dos manos
cubriendo la completamente tiene unos 9
mb
sin embargo cuando iluminó el led blanco
sobre la lcr la resistencia es de unos
66 oms si lo envuelvo con los dedos son
unos 70 oms
por lo tanto en el circuito primario
necesitamos un led blanco que tenga una
caída de voltaje de 3 volts y consuma
002 amperes
lo controlaremos con un interruptor y
utilizaremos una batería de 9 voltios
para alimentar el circuito la
resistencia se encuentra en 9 volts
restando 3 para el led lo que nos da 6
volt
esta será la caída de voltaje de la
resistencia la corriente del circuito es
de 0.02 amperes por lo que 6 volts
divididos por 0 con 02 amperes son 300
oms
ahora funcionará bien con 20.000 en
pérez pero voy a utilizar un valor de
resistencia ligeramente superior para
reducir la corriente del led esto
también reducirá ligeramente el brillo
del led
voy a utilizar una resistencia de 330
oms y otra de 22 que se combinan para
dar 352 de resistencia
así que para verificar los 6 volts
divididos por 352 oms son 0 017 amperes
o 17.000 pérez
colocó los componentes en el circuito y
queda así la corriente fluirá por el
circuito usando la corriente
convencional
cuando pulso el interruptor el led se
ilumina
en el lado secundario tenemos un led
rojo con una caída de voltaje de 2 volts
y una corriente de 0.02 amperes este se
entenderá para indicar que el circuito
está funcionando
colocamos la l de re frente al led
blanco esto proporcionará una
resistencia de aproximadamente 70 oms
cuando se exponga la luz
para encontrar la resistencia para el
led simplemente tenemos que hacer que 9
volts restan 2 volts que son 7
7 volts divididos por 0.02 amperes son
350 oms
350 y restando 70 aún para la l de renos
de 280 oms
en lugar de esto voy a utilizar dos
resistencias de 150 lo que equivale a
311 entonces asumiendo que la lcr es de
70 oms tenemos 370 oms de resistencia 7
volts divididos por 370 son 0 019
amperes
así que colocó los componentes en el
lado secundario del circuito y se ve así
observé que el led rojo está encendido
eso es porque la lcr está recibiendo la
luz ambiental de la habitación
para evitarlo es lo único que tenemos
que hacer es tomar un poco de cinta
aislante cortar algunos trozos pequeños
y envolverlos alrededor de la lcr y el
led esto bloquea la luz ambiental de la
habitación y el led está ahora apagado
cuando presionó el botón en el circuito
primario en led blanco se entiende esto
hace brillar la luz en el ldr que
enciende el rojo en el lado secundario
el problema del circuito 1 es que la luz
natural activa el circuito por lo tanto
utilizaremos un emisor y receptor de
infrarrojos en su lugar para este
circuito
en el lado primario tenemos un emisor de
infrarrojo
el que estoy usando tiene una capacidad
de 30.000 amperes pero voy a usar una
corriente mucho menor que está
cuando pruebe el led vemos que a 12
volts tiene una corriente de 0.02
amperes así que usamos este valor
por cierto si se mira esto con los ojos
no se podrá ver ninguna luz porque ese
infrarroja y los humanos no pueden ver
los infrarrojos
por eso vamos a suponer que el led está
apagado pero no es así
si utilizas la cámara de tu teléfono
podrás ver que está realmente encendida
también puedes probarlo tú mismo
utilizando el control remoto de tu
televisor ya que también utiliza un led
infrarrojo
así que en el lado primario tenemos un
suministro de 9 volts y un emisor de
infrarrojos led con una caída de voltaje
de 1 con 2
colocamos un led rojo en el circuito
para indicar cuando el circuito está
activado simplemente porque no podemos
ver el led infrarrojo
este led rojo tiene una caída de voltaje
de nox volts y una demanda de corriente
de 0.2 samper es así que 9 volts restan
2 restan 1 con 2 queda 5 con 8 volts
la corriente del circuito será de 0.02
amperes entonces 59 volts / 20 emilio
pérez 290 11
no tengo una resistencia de 290 oms así
que voy a usar una de 270 y otra de 22
esto da 292 songs y para verificar lo
hacemos cinco con ocho bolsas divididos
por 292 que son 00 1986 amperes así que
estará bien
vamos a añadir un interruptor en el
circuito para poder controlar esto
cuando conecto los componentes en el
circuito queda así
cuando pulsa el interruptor l rojo se
entiende y el emisor led infrarrojo
emite un haz de luz
en el dato secundario tenemos el led del
receptor
este tiene una capacidad de hasta 1.4
volts y 30.000 pérez
incluiremos un led rojo en este lado
para indicar cuando el circuito esté
activado
este tiene una caída de voltaje de 2
volts y tiene una corriente de 0.02
amperes
así que tenemos 9 bolsa en el suministro
que restan 2 volts y 14 que da 5 con 6
volt
5 con 6 dividido entre 0.0 2 pérez es
280 oms utilizaré unos 270 oms y unos 10
oms para obtener los 280 necesarios
coloco estos componentes en el circuito
y queda así
el emisor y el receptor están opuestos y
muy cerca cuando pulso el interruptor el
led primario se entiende y el emisor
emite un haz de luz infrarroja y el
receptor
el receptor lo detecta y permite que
fluya la corriente para que el leer rojo
del lado secundario también se entienda
el tercer circuito utiliza un auto
acoplador pez de 817 en el lado de la
entrada utiliza un led interno el dt
está diseñado para 12 volts y 20.000
amperes
puedo conectar uno a la fuente de
alimentación de cd y ver que a 1 con 2
la corriente es de 0 0 3 samper es así
que usaremos este valor
en el lado de la entrada utilizaremos un
interruptor para controlar el circuito y
también un led rojo para indicar cuando
el circuito está activado
esto también tiene una caída de voltaje
de 2 volts y una corriente de 0.02
amperes así que tiene un suministro de
nueve outs de los nueve se restan dos se
restan uno con dos y nos queda cinco con
ocho
5.8 volts / 0.02 pérez es 298
voy a usar una resistencia de 270 y otra
de 20 para obtener 292 oms esto nos dará
a 0 con 0 1986 amperes
colocó los componentes en la placa del
circuito y quedase cuando pulse el
interruptor se encenderá l rojo
para el lado secundario el acto
acoplador está diseñado para un máximo
de 50.000 amperes
vamos a utilizar un la rojo en el lado
secundario que tiene una caída de
voltaje de 2 volts y una corriente de 20
milián pérez
el lado secundario tendrá una
alimentación de 9 volts con el positivo
conectado al colector y el emisor
conectado al negativo
debemos utilizar una resistencia sino el
acto acoplador se destruirá consultando
la hoja de datos del fabricante podemos
ver un gráfico con la corriente del
colector frente al voltaje de colector
emisor la corriente de colector será de
20.000 amperes de nuestro leds rojo por
lo tanto leyendo el gráfico nos movemos
a lo largo hasta que llegamos a la línea
de 20.000 amperes esto muestra que el
voltaje del colector emisores de dos
moldes
tenemos una alimentación de 9 por lo que
9 restando 2 para el led y 2 para el
colector emisor del transistor es igual
a 5 volts
5 divididos por la corriente del
colector de 0.02 amperes es 250 euros
no tengo una resistencia de 250 así que
utilizaré una de 100 y otra de 150 que
se combinan para formar 250
así que colocó los componentes en el
circuito y quedan así
el lado secundario está apagado pero
cuando pulso el interruptor l rojo del
lado primario se entiende
el dentro del auto acoplador se entiende
y el haz de luz golpea el foto
transistor interno lo que permite que la
corriente fluya en el lado secundario
por lo que el de rojo del lado
secundario está ahora entendido
vea ahora uno de los vídeos en pantalla
para seguir aprendiendo sobre ingeniería
eléctrica y electrónica ya que esto es
tristemente el final del vídeo no te
olvides de seguirnos en facebook twitter
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