Este artigo faz parte de nossa série de livros Como Testar Componentes em 4 volumes. O teste de acopladores ópticos ou optoacopladores se encontra no volume 3. No site, na seção de instrumentação o leitor encontrará o teste de muitos outros componentes.
O que são
Existem diversos tipos de acopladores ópticos, o que nos leva a necessidade de descrever procedimentos de teste diferentes, conforme as características elétricas de cada um. Assim, faremos a divisão desses componentes de forma apropriada, sugerindo procedimentos de testes compatíveis.
Lembramos entretanto que, basicamente um acoplador óptico consiste numa fonte emissora, geralmente um LED infravermelho e um foto-receptor que pode ser um foto-diodo, um foto-transistor, um foto-darlington, um foto diac ou mesmo um foto-SCR.
A figura 1 mostra os principais tipos de acopladores ópticos, com os componentes indicados.
(a) Foto-diodo
(b) Foto-transistor
(c) Foto-transistor Darlington
(d) Foto SCR
(e) Foto-diac
(f) Foto-disparador integrado (detector de passagem por zero)
O que testar
O teste básico consiste em se medir a continuidade ou resistência dos componentes internos ao acoplador, levando em conta a categoria a que eles pertencem. Por exemplo, num opto-acoplador com LED e FotoTransistor, testando separadamente o LED e o foto-transistor. No entanto, o melhor teste é o que se faz com a colocação em funcionamento do acoplador, ou seja, com um circuito de teste tendo como detector um multímetro ou ainda um osciloscópio.
No caso dos dispositivos com foto-diacs e foto disparadores será preciso contar com circuito especiais de prova.
Instrumentos Usados
• Multímetro ou provador de continuidade
• Circuito de teste
• Fonte de sinais ou gerador de funções e osciloscópio
Os Testes
a. Prova com o Multímetro ou Provador de Continuidade
Conforme explicamos é a prova mais simples, consistindo em se verificar as junções dos componentes internos ao acoplador.
Procedimento
a) Coloque o multímetro numa escala intermediária de resistências (ohms x 10 ou x100 para os analógicos e ohms 2000 ou 20 000 para os digitais). Zere o instrumento se for digital. Para o provador de continuidade basta colocá-lo em condições de uso.
b) Identifique os terminais do acoplador óptico a ser testado. Ele deve estar fora do circuito.
c) Meça a resistência de forma combinada nos terminais que correspondem aos elementos ativos do componente. Na figura 94 mostramos como exemplo um acoplador óptico com LED e transistor.
d) Anote os resultados das medidas para comparação com os indicados na interpretação das provas.
A figura 2 mostra como essa prova deve ser feita.
Interpretação dos Provas.
Os resultados coincidem com os esperados para os componentes internos ao acoplador. Neste caso podemos ter certeza de que não existem curtos, mas nada podemos saber sobre o funcionamento real. Foram encontradas baixas resistências onde deveriam ser lidas altas resistências. Neste caso, o componente se encontra em curto. Se as resistências forem altas no lugar em que se espera que sejam baixas, o componente se encontra aberto.
b. Circuito de Teste
Muito melhor para a verificação dinâmica do funcionamento do componente é a montagem de um circuito de prova. Na figura 3 temos os circuitos para os principais tipos de acopladores.
Procedimento
a) Alimente o circuito excitador conforme a corrente exigida pelo LED. Para tensões de 5 V, normalmente são usados resistores de 330 ohms, já que a maioria dos acopladores prevê a operação com lógica TTL. Para 6 V use use um resistor de 470 ohms.
b) Conecte o instrumento usado na prova do receptor (multímetro ou osciloscópio) de acordo com o tipo.
c) Observe o comportamento do receptor quando a fonte de excitação é ligada e desligada.
A figura 4 dá um exemplo de como isso pode ser feito.
Obs: cuidado com os circuitos alimentados pela rede de energia, pois o setor de potência não está isolado da rede, podendo causar choques perigosos.
c. Osciloscópio
Excitando o emissor com um sinal modulado, podemos verificar de que modo o sensor de um acoplador óptico se comporta, usando para essa finalidade o circuito mostrado na figura 5.
O teste proposto é exatamente o mesmo que indicamos para foto-diodos e foto-transistores. Sua simulação no Multisim é mostrada na figura 5. Na prática, dependendo do sensor do acoplador pode ser necessário usar um circuito diferente.
A frequência de modulação depende do sensor e da aplicação, mas sinais retangulares a partir de 1 kHz com 50% de ciclo ativo são os mais recomendados para esta prova.
Veja que como se trata do mesmo teste realizado com um foto-transistor ou um foto-diodo para se verificar a sua sensibilidade, o leitor pode ter mais detalhes sobre esse procedimento no item de prova de foto-diodos e foto-transistores. Para acopladores ópticos que possuam elementos disparadores como opto-diacs ou ainda opto-SCRs, devemos usar um circuito de teste diferente, o qual é mostrado na figura 6.
Alimentando o dispositivo com um sinal alternado, podemos verificar o ângulo de disparo no próprio osciloscópio, relevando assim características de seu funcionamento.
Observação
Os mesmos procedimentos descritos para a prova dos acopladores ópticos também servem para as chaves ópticas, como as mostradas na figura 7, com a vantagem de que podemos inserir um objeto para interromper a luz e verificar o que ocorre com o dispositivo sensor.
