Оптопары - незаменимые компоненты в современной электронике. Но что делать, если они вышли из строя? В этой статье мы подробно разберем, как с помощью мультиметра проверить работоспособность оптопары и найти неисправность.
Что такое оптопара и как она устроена
Оптопара (оптрон) - это электронный компонент, который обеспечивает передачу электрических сигналов между двумя цепями при помощи света. Внутри корпуса оптопары находятся оптически связанные между собой источник излучения (светодиод) и фотоприемник (фотодиод, фототранзистор, фоторезистор).
Принцип работы оптопары основан на том, что при подаче напряжения на светодиод он начинает излучать свет, который попадает на фотоприемник и вызывает изменение его сопротивления. Таким образом происходит передача электрического сигнала между входной и выходной цепями без прямого электрического контакта.
Существуют различные типы оптопар в зависимости от используемого фотоприемника:
- Резисторные - с фоторезистором
- Диодные - с фотодиодом
- Транзисторные - с фототранзистором
- Тиристорные - с фототиристором
Оптопары широко используются там, где нужно обеспечить гальваническую развязку цепей с разными потенциалами – в импульсных источниках питания, измерительных приборах, системах управления. Одна из популярных и недорогих моделей – PC817.
Зачем нужны оптопары в схемах
Главное предназначение оптопар – обеспечение электрической изоляции между цепями с разной коммутацией при сохранении связи между ними. Это нужно по нескольким причинам:
- Защита низковольтных цепей от высокого напряжения
- Предотвращение протекания паразитных токов
- Линейная передача аналоговых и цифровых сигналов
- Гальваническая развязка источника питания
Кроме того, оптопары позволяют коммутировать цепи с высоким напряжением и силой тока при помощи низковольтных сигналов. Это используется в системах управления мощными электроприводами, силовыми лампами, электронагревателями.
Основные причины выхода оптопар из строя
К сожалению, оптопары не вечны и со временем могут выйти из строя. Рассмотрим типичные неисправности:
- Механическое повреждение корпуса или выводов
- Пробой изоляции между каналами
- Обрыв или короткое замыкание внутри оптопары
- Выход из строя светодиода или фотоприемника
- Перегрев из-за превышения допустимых тока и напряжения
- Износ материалов со временем
Чтобы вовремя обнаружить неисправность, нужно периодически проверять работоспособность оптопар в изделиях. Это позволит предупредить серьезные поломки и сэкономит на дорогостоящем ремонте.
Подготовка к проверке оптопары
Прежде чем приступать к тестированию оптопары, нужно выполнить ряд подготовительных операций:
- Изучить схему устройства с оптопарой и определить тестовые точки
- Подготовить необходимые инструменты - мультиметр, осциллограф, источник питания
- Проверить их исправность и установить needed parameters
- При необходимости выпаять оптопару из платы
- Собрать тестовую схему
Перед началом проверки следует убедиться в отсутствии коротких замыканий и пробоев в схеме. Это позволит более точно диагностировать неисправности самой оптопары.
Теперь можно приступать непосредственно к тестированию оптопары на работоспособность. Рассмотрим пошаговую методику проверки с помощью мультиметра.
Как проверить оптопару мультиметром?
Для проверки оптопары потребуется мультиметр и источник питания. Воспользуемся режимом прозвонки диодов, который есть в любом современном мультиметре.
- Подключаем мультиметр к выводам оптопары в режиме diode check
- Подаем напряжение на светодиод оптопары от внешнего источника
- Светодиод начинает светиться и включает фототранзистор
- Мультиметр показывает падение напряжения на фототранзисторе в прямом включении
- Меняем полярность подключения мультиметра. Теперь он должен показать высокое сопротивление фототранзистора
- Если показания соответствуют норме - оптопара исправна
Таким образом можно полностью проверить работоспособность обоих каналов оптопары - светодиода и фототранзистора. Аналогично тестируются оптопары других типов.
Если при проверке обнаружатся отклонения от нормы - слишком высокое или низкое сопротивление, отсутствие проводимости - значит, оптопара неисправна и требует замены.
Такая простая методика позволяет как проверить оптопару мультиметром и выявить дефекты до возникновения серьезных поломок. Регулярное тестирование продлит срок службы электронных устройств с оптопарами.
Схема пробника для быстрой проверки оптопар
Хотя мультиметр позволяет определить исправность оптопары, этот метод не слишком удобен. Приходится каждый раз собирать тестовую схему, подключать приборы. Гораздо проще воспользоваться специальным пробником-тестером.
Рассмотрим схему и принцип работы простого устройства для экспресс-проверки оптопар типа PC817 или 817:
- Оптопара вставляется в разъем пробника
- При нажатии на кнопку SB1 подается питание на светодиод оптопары
- Если светодиод исправен, он включает фототранзистор
- Через фототранзистор загорается индикаторный светодиод VD2
- Яркое свечение VD2 сигнализирует об исправности обоих каналов
Такой пробник позволяет мгновенно определить работоспособность оптопары, не прибегая к дополнительным приборам и измерениям. Он значительно упрощает диагностику и экономит время.
Поиск и устранение типовых неисправностей оптопар
Если оптопара не прошла проверку пробником или мультиметром, нужно найти и устранить причину. Рассмотрим типовые неисправности и способы их решения.
Неисправности светодиода
- Обрыв цепи светодиода - проверить пайку выводов, припаять выпавший провод
- Короткое замыкание светодиода - заменить светодиод
- Потеря яркости свечения - заменить светодиод
Неисправности фототранзистора
- Обрыв фототранзистора - проверить пайку, заменить транзистор
- Короткое замыкание коллектор-эмиттер - заменить транзистор
- Утечка или низкий коэффициент передачи - заменить оптопару
При появлении проводимости между каналами оптопары, скорее всего, произошел пробой изоляции. Требуется полная замена оптопары.
Рекомендации по выбору и монтажу оптопар
Чтобы максимально продлить срок службы оптопар в устройствах, важно правильно выбрать и установить компонент. Давайте рассмотрим несколько полезных рекомендаций.
Критерии выбора оптопары
- Соответствие напряжения и тока параметрам схемы
- Достаточный коэффициент передачи
- Надежная изоляция для конкретного применения
- Устойчивость к внешним воздействиям
Правила монтажа
- Использовать низкоимпедансные проводники для светодиода
- Минимизировать петли проводов вокруг оптопары
- Не допускать механических напряжений корпуса
- Обеспечить надежный теплоотвод от корпуса
Соблюдение этих рекомендаций позволит максимально использовать все преимущества оптопар и продлить срок их службы.
