Apa itu optoisolator (optical coupler atau optocoupler)?
Optoisolator (juga dikenal sebagai optical coupler, photocoupler, atau optocoupler) adalah perangkat semikonduktor yang mentransfer sinyal listrik antara sirkuit yang terisolasi menggunakan cahaya.
Komponen elektronik ini digunakan dalam berbagai sistem komunikasi dan pemantauan yang memanfaatkan isolasi listrik untuk mencegah pemancar tegangan tinggi memengaruhi sirkuit daya rendah yang menerima sinyal.
Bagaimana cara kerja optoisolator?
Skema optoisolator terdiri dari pemancar, dalam hal ini dioda pemancar cahaya inframerah (IRED) atau dioda laser untuk transmisi sinyal input, serta fotosensor (atau fototransistor) untuk penerimaan sinyal.
Saat arus input diterapkan ke LED fotodioda (salah satu jenis umum dari photosensor), cahaya inframerah diproduksi dan melewati material di dalam isolator optik. Cahaya ini kemudian melintasi celah transparan dan ditangkap oleh penerima, yang berfungsi sebagai konverter. Dengan menggunakan isolasi sinyal, sensor dapat mengubah cahaya yang dimodulasi kembali menjadi sinyal output.
Pada sisi input, optoisolator dapat menggunakan fotoresistor, fotodioda, fototransistor, silicon-controlled rectifier, atau triac. Optocoupler dalam relay solid-state mengandung fotodioda optoisolator yang menggerakkan sakelar daya di sisi output, biasanya sepasang MOSFET yang saling melengkapi.
Mengapa optoisolator penting?
Peralatan elektronik seperti mikrokontroler, papan sirkuit cetak, dan transformator rentan terhadap lonjakan tegangan akibat transmisi frekuensi radio, sambaran petir, dan lonjakan daya listrik.
Optoisolator berbasis fotoresistor pertama kali digunakan pada tahun 1968 dalam industri audio dan musik untuk menghindari gangguan pada peralatan seperti amplifier gitar. Optoisolator memberikan cara yang aman untuk membuat komponen tegangan tinggi dan perangkat tegangan rendah bekerja bersama secara proporsional.
Optoisolator dikemas dalam satu perangkat (lihat gambar) dan memiliki tampilan seperti sirkuit terpadu atau transistor dengan tambahan beberapa kaki terminal. Dalam otomasi, organisasi dapat menggunakan optocoupler untuk mengisolasi sirkuit daya rendah dari sirkuit output berdaya lebih tinggi dan menghilangkan noise listrik dari sinyal.
Apa saja kegunaan optoisolator?
Optoisolator paling cocok untuk isolasi tegangan dari sinyal digital, tetapi juga dapat digunakan untuk mentransfer sinyal analog.
Isolasi dengan kecepatan data lebih dari 1 megabit per detik (Mbps) dianggap berkecepatan tinggi. Kecepatan yang paling umum untuk optoisolator digital dan analog adalah 1 Mbps, meskipun kecepatan 10 Mbps dan 15 Mbps juga tersedia.
Optoisolator dianggap terlalu lambat untuk banyak aplikasi digital modern, tetapi sejak tahun 1990-an, para peneliti telah mengembangkan alternatifnya.
Dalam komunikasi, optoisolator berkecepatan tinggi digunakan dalam catu daya untuk server dan aplikasi telekomunikasi, seperti teknologi Power over Ethernet (PoE) untuk jaringan Ethernet LAN. Komponen optoisolator juga dapat melindungi kabel Ethernet dan serat optik dari lonjakan listrik. Dalam telepon VoIP, sinyal listrik dapat diisolasi menggunakan optocoupler dengan output transistor.
Meskipun tidak lagi umum, dalam kasus di mana modem digunakan untuk menghubungkan ke saluran telepon, penggunaan optoisolator memungkinkan komputer terhubung ke saluran telepon tanpa risiko kerusakan akibat lonjakan atau loncatan listrik. Dalam skenario ini, dua optoisolator digunakan dalam bagian analog perangkat: satu untuk sinyal hulu dan satu lagi untuk sinyal hilir. Jika terjadi lonjakan tegangan pada saluran telepon, komputer tetap aman karena celah optik tidak menghantarkan arus listrik.