Optocoupler

 

Pengertian Optocoupler

Optocoupler adalah sebuah komponen elektronik yang menggunakan cahaya untuk mentransfer sinyal listrik antara dua rangkaian yang terisolasi.

Komponen ini memiliki fungsi penting dalam menjaga kestabilan dan keamanan sinyal listrik yang ditransfer antara rangkaian yang satu dengan yang lainnya.

Salah satu fungsi utama optocoupler adalah untuk mencegah tegangan tinggi mempengaruhi rangkaian yang menerima sinyal.

Dengan adanya optocoupler, tegangan tinggi yang ada pada satu rangkaian tidak akan langsung mempengaruhi rangkaian lain yang menerima sinyal tersebut.

Hal ini sangat penting terutama pada rangkaian tegangan rendah atau rangkaian yang sangat sensitif terhadap noise.

Optocoupler digunakan untuk mengisolasi rangkaian agar terhindar dari kemungkinan tabrakan listrik atau untuk mengeliminasi noise yang tidak diinginkan.

Optocoupler memiliki perangkat dengan 6 pin dan terdiri dari LED (Light Emitting Diode) dan phototransistor.

LED berfungsi sebagai sumber cahaya optik yang akan dipancarkan, sedangkan phototransistor berperan sebagai penerima cahaya optik yang akan menghasilkan sinyal listrik. Optocoupler tersedia dalam berbagai jenis paket yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi elektronik tertentu.

Secara umum, optocoupler terdiri dari dua bagian utama, yaitu receiver (penerima) dan transmitter (pengirim).

Receiver berfungsi untuk mendeteksi sumber cahaya optik yang dipancarkan oleh LED, sedangkan transmitter berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dari LED.

Kedua bagian ini tidak memiliki koneksi langsung antara satu sama lain, namun keduanya dapat dihubungkan dengan menggunakan komponen optocoupler.

Di pasaran, kita dapat membeli optocoupler dengan berbagai spesifikasi dan kapasitas tegangan tahan output.

Ada optocoupler dengan kemampuan tahan tegangan input mulai dari 10 kV hingga 20 kV, sesuai dengan kebutuhan aplikasi yang berbeda. Selain itu, optocoupler juga memiliki spesifikasi transien tegangan yang dapat mencapai 25 kV per mikrodetik.

Dalam kesimpulannya, optocoupler merupakan komponen elektronik yang penting dalam menjaga isolasi dan transfer sinyal listrik antara dua rangkaian terisolasi.

Dengan menggunakan cahaya optik, optocoupler mampu mencegah tegangan tinggi mempengaruhi rangkaian yang menerima sinyal, menjaga kestabilan sinyal pada rangkaian tegangan rendah, serta mengisolasi rangkaian dari kemungkinan tabrakan listrik atau noise yang tidak diinginkan.

Simbol Optocoupler

Setelah mengetahui Pengertian Optocoupler, selanjutnya seperti komponen elektronika lainnya, optocoupler juga memiliki simbol dan bentuk yang dapat dilihat pada gambar simbol optocoupler di atas.

Pada gambar tersebut, terlihat bahwa optocoupler memiliki bentuk persegi panjang dan umumnya memiliki 4 hingga 6 pin. Setiap pin memiliki fungsinya masing-masing.

Cara Kerja Optocoupler

Optocoupler dengan kombinasi LED-Phototransistor adalah sebuah komponen elektronik yang terdiri dari LED (Light Emitting Diode) yang memancarkan cahaya infra merah (IR LED) dan sebuah fototransistor.

Komponen ini digunakan untuk mendeteksi cahaya infra merah yang dipancarkan oleh LED. Prinsip kerja optocoupler ini dapat dijelaskan melalui rangkaian internalnya.

Pada gambar di atas, arus listrik yang mengalir melalui IR LED akan menyebabkan LED tersebut memancarkan cahaya infra merah. Intensitas cahaya yang dipancarkan tergantung pada jumlah arus yang mengalir melalui LED.

Cahaya infra merah memiliki kelebihan dalam ketahanannya dibandingkan dengan cahaya tampak. Cahaya infra merah tidak dapat dilihat dengan mata telanjang.

Cahaya infra merah yang dipancarkan oleh LED akan dideteksi oleh fototransistor dan menyebabkan terjadinya hubungan atau “switch on” pada fototransistor.

Prinsip kerja fototransistor hampir sama dengan transistor bipolar biasa, namun yang membedakan adalah terminal basis (base) fototransistor yang sensitif terhadap cahaya.

Optocoupler dengan LED-Phototransistor digunakan untuk mengisolasi sinyal listrik antara dua bagian rangkaian yang berbeda.

Dengan adanya isolasi ini, sinyal dapat dikirimkan secara optik tanpa terjadi kontak langsung antara dua rangkaian tersebut.

Hal ini memberikan keuntungan seperti isolasi galvanik, pengurangan gangguan elektromagnetik, dan keamanan dalam mengendalikan beban listrik.

Optocoupler dengan kombinasi LED-Phototransistor banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti dalam sistem pengendalian industri, sistem proteksi, pengaturan daya, dan pengukuran. Kelebihan dari optocoupler ini adalah dapat mengisolasi sinyal yang berbeda secara aman dan efektif.

Dengan demikian, optocoupler dengan kombinasi LED-Phototransistor merupakan komponen penting dalam elektronika yang memungkinkan transmisi sinyal listrik secara optik dan isolasi yang aman antar rangkaian.

Fungsi Optocoupler untuk Kehidupan Sehari-hari

Sudah tahu Pengertian Optocoupler? Nah selanjutnya Optocoupler, atau sering disebut juga opto-isolator, adalah komponen elektronik yang memiliki fungsi penting dalam kehidupan sehari-hari.

Komponen ini digunakan untuk mengisolasi dan menghubungkan sinyal listrik antara dua bagian yang terpisah secara optik, tanpa adanya koneksi langsung antara keduanya. Berikut ini adalah beberapa contoh fungsi optocoupler dalam kehidupan sehari-hari:

1. Tombol Switch atau Saklar

Optocoupler digunakan dalam tombol switch atau saklar elektronik untuk menghubungkan dan memutuskan aliran listrik.

Dalam hal ini, cahaya dari LED di dalam optocoupler digunakan untuk mengendalikan transistor di bagian penerima optocoupler, yang kemudian mengalirkan arus listrik ke beban yang diinginkan.

2. Mesin Cuci Otomatis

Optocoupler juga digunakan dalam mesin cuci otomatis untuk mengendalikan berbagai fungsi secara otomatis.

Sebagai contoh, sensor optocoupler dapat digunakan untuk mendeteksi gerakan telapak tangan di bawah kran otomatis. Ketika cahaya dari sensor terputus, mesin cuci akan mengaktifkan aliran air.

3. Motor Hybrid

Optocoupler juga diterapkan dalam motor hybrid. Komponen ini dipasangkan di antara piringan hitam dan digunakan untuk menghasilkan data pada elektronik.

Dengan adanya optocoupler, informasi mengenai posisi dan kecepatan piringan hitam dapat dikirimkan ke sistem pengendali motor dengan aman dan akurat.

Untuk menggunakan optocoupler, Kalian dapat memilih modul isolator optocoupler dengan 1 channel seperti PC817.

Modul ini memiliki tingkat output yang mampu mengisolasi sistem mikrokontroler (SCM) untuk melindungi Kalian saat mengendarai sepeda motor.

Dengan beragam fungsi dan kegunaannya yang luas, optocoupler telah menjadi komponen penting dalam berbagai aplikasi elektronik di kehidupan sehari-hari.

Jenis Jenis Optocoupler

Masih dalam pembahasan Pengertian Optocoupler, ada banyak jenis Optocoupler yang tersedia secara komersial berdasarkan kebutuhan dan kemampuan switching mereka. Tergantung pada penggunaannya, ada empat jenis optocoupler yang tersedia, yaitu:

1. Optocoupler Phototransistor

Pada ilustrasi di atas, kita dapat melihat bagian dalam Optocoupler Phototransistor. Transistor yang digunakan dapat berupa jenis PNP atau NPN.

Optocoupler ini memiliki dua jenis tergantung pada pin output yang tersedia. Pada ilustrasi kedua di sebelah kiri, terdapat tambahan pin output yang terhubung secara internal dengan basis transistor.

Pin 6 ini digunakan untuk mengontrol sensitivitas phototransistor. Seringkali, pin ini dihubungkan ke ground atau negatif menggunakan resistor bernilai tinggi. Dalam konfigurasi ini, transien listrik dapat dikendalikan secara efektif, sehingga mencegah pemicu yang tidak diinginkan.

Sebelum menggunakan optocoupler berbasis Phototransistor, penting bagi pengguna untuk mengetahui rating maksimum transistor yang digunakan. Beberapa optocoupler yang banyak digunakan adalah PC816, PC817, LTV817, dan K847PH. Optocoupler berbasis transistor ini umumnya digunakan dalam rangkaian isolasi yang terkait dengan sinyal DC.

2. Optocoupler Transistor Photodarlington

Pada ilustrasi di atas, kita dapat melihat dua jenis simbol dan bagian dalam optocoupler berbasis photo Darlington.

Transistor Darlington terdiri dari dua pasang transistor, di mana salah satu transistor mengendalikan basis transistor lainnya.

Dalam konfigurasi ini, transistor Darlington memberikan kemampuan penguatan (gain) yang tinggi.

Seperti biasa, LED memancarkan cahaya inframerah dan mengontrol basis dari pasangan transistor tersebut. Jenis optocoupler ini juga digunakan dalam rangkaian yang berhubungan dengan sinyal DC untuk tujuan isolasi.

Pin ke-6, yang terhubung secara internal dengan basis transistor, digunakan untuk mengontrol sensitivitas transistor.

Beberapa contoh optocoupler berbasis photo Darlington yang umum digunakan antara lain 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, dan H21B3.

Dengan menggunakan optocoupler berbasis photo Darlington, kita dapat memanfaatkan fitur penguatan yang tinggi untuk mengendalikan rangkaian dan menjaga isolasi yang diperlukan dalam aplikasi yang berhubungan dengan sinyal DC.

3. Optocoupler PhotoTRIAC

TRIAC umumnya digunakan di situasi di mana kontrol atau switching yang berbasis AC diperlukan.

Sementara LED dapat dikontrol menggunakan DC, TRIAC digunakan untuk mengontrol beban AC.

Dalam konteks ini, optocoupler memberikan isolasi yang sangat baik. Salah satu aplikasi TRIAC yang umum adalah pengendalian kecepatan motor AC.

Dengan menggunakan optocoupler berbasis photo TRIAC seperti IL420, 4N35, dan sejenisnya, kita dapat mengendalikan TRIAC secara aman dan efektif.

Dalam rangkaian tersebut, cahaya dari LED di dalam optocoupler digunakan untuk mengaktifkan TRIAC, yang kemudian memungkinkan aliran arus AC ke beban yang diinginkan.

Dengan menggunakan TRIAC dan optocoupler, kita dapat mengendalikan berbagai beban AC seperti lampu, pemanas, atau motor secara presisi dan efisien.

4. Optocoupler PhotoSCR

SCR, yang merupakan kependekan dari Silicon Controlled Rectifier, juga dikenal sebagai Thyristor. Gambar di atas menunjukkan bagian dalam optocoupler berbasis Photo SCR.

Seperti jenis optocoupler lainnya, LED pada optocoupler ini memancarkan cahaya inframerah. Intensitas cahaya LED mengontrol SCR.

Optocoupler berbasis photo SCR digunakan dalam rangkaian AC. Beberapa contoh optocoupler berbasis photo SCR termasuk MOC3071, IL400, MOC3072, dan sebagainya.

Dalam rangkaian ini, cahaya yang dipancarkan oleh LED pada optocoupler digunakan untuk mengendalikan SCR.

Ketika intensitas cahaya mencapai ambang batas tertentu, SCR akan mengalirkan arus AC melalui rangkaian. Ini memungkinkan kontrol yang efektif pada beban AC yang dihubungkan.

Dengan menggunakan optocoupler berbasis photo SCR, kita dapat mengontrol SCR dengan cara yang lebih aman dan terisolasi secara galvanis.

Hal ini sangat penting dalam aplikasi yang melibatkan rangkaian AC, seperti pengendalian lampu, pengaturan kecepatan motor, atau aplikasi pengendali daya AC lainnya.

Dengan memanfaatkan keandalan dan keunggulan SCR, serta isolasi yang diberikan oleh optocoupler, kita dapat merancang sistem yang handal dan efisien dalam aplikasi yang berhubungan dengan rangkaian AC.