گیلوینک تنہائی۔ سگنل تنہائی اور طاقت کی تنہائی

110 / 220V AC پر چلنے والا اوسط گھریلو مائکروویو وون اس کے اندر 2800V تک پیدا کرسکتا ہے ، جو خطرناک حد تک مہلک ہے۔ اس کے علاوہ اس میں نچلی سطح کا AC وولٹیج بھی ہے جس میں تنت کو روشن کرنے کے لئے 3.5V کے ارد گرد ہے اور ڈیجیٹل الیکٹرانکس حصے جیسے کام کرنے کے ل time ٹائمر جیسے ڈی ویلیٹ الیکٹرانکس حصے کے لئے 5V / 3.3V کی طرح ایک ریگولیٹڈ DC وولٹیج ہے۔ کیا آپ نے کبھی سوچا ہے کہ تندور کو چھونے پر بٹنوں کے ذریعہ آپ کی انگلیوں تک پہنچنے یا کیسیج کرنے سے ان ہائی وولٹیجس کو کیا روکا جاتا ہے؟ آپ کے سوال کا جواب "تنہائی" ہے. جب ایک سے زیادہ قسم کے سگنل یا ایک سے زیادہ آپریٹنگ وولٹیج پر مشتمل الیکٹرانکس کی مصنوعات کو ڈیزائن کرتے وقت ، تنہائی کا استعمال ایک سگنل کو دوسرے میں خلل ڈالنے سے روکنے کے لئے کیا جاتا ہے۔ صنعتی درجے کی مصنوعات میں غلطی کی صورتحال کو روکنے کے ذریعہ یہ حفاظت میں بھی اہم کردار ادا کرتا ہے۔ اس تنہائی کو عام طور پر گالوانی تنہائی کہا جاتا ہے ۔ اصطلاح "گیلوانک" کیوں؟ اس کی وجہ یہ ہے کہ گالوانک کسی طرح کیمیائی عمل کے ذریعہ تیار کردہ موجودہ کی نمائندگی کرتا ہے ، اور چونکہ ہم کنڈکٹر سے رابطہ توڑ کر اس کرنٹ کو الگ تھلگ کررہے ہیں اس کو گالوینک الگ تھلگ کہا جاتا ہے۔

گیلوینک الگ تھلگ تکنیک کی متعدد قسمیں ہیں اور صحیح انتخاب کا انتخاب انحصار کی قسم پر ہے ، صلاحیت ، درخواست کی ضروریات کا مقابلہ کرنا اور ظاہر ہے کہ لاگت کا عنصر بھی اس میں شامل ہے۔ اس مضمون میں ہم تنہائی کی مختلف اقسام کے بارے میں سیکھیں گے ، وہ کس طرح کام کرتے ہیں اور انہیں ہمارے ڈیزائنوں میں کہاں استعمال کریں گے۔

جستی تنہائی کی اقسام

• سگنل تنہائی
• پاور لیول تنہائی
• الگ تھلگ کی حیثیت سے کیپسیٹرز

سگنل تنہائی

سگنل کی سطح کی تنہائی کی ضرورت ہے جہاں مختلف نوعیت کے دو سرکٹس کسی نہ کسی طرح کے سگنل کا استعمال کرتے ہوئے ایک دوسرے سے بات چیت کر رہے ہیں۔ مثال کے طور پر ، دو سرکٹس آزاد طاقت کے منبع کا استعمال کرتے ہوئے اور مختلف وولٹیج کی سطحوں کا آپریٹنگ۔ ایسے معاملات میں ، بجلی کے دو آزاد وسائل کی انفرادی بنیاد کو الگ کرنے اور ان دو سرکٹس کے مابین مواصلت کرنے کے ل signal ، سگنل کی سطح کی تنہائی کی ضرورت ہوتی ہے۔

سگنل تنہائی مختلف قسم کے الگ تھلگ استعمال کرکے کی جاتی ہے۔ آپٹیکل اور برقی مقناطیسی الگ تھلگ بڑے پیمانے پر سگنل تنہائی کے مقصد میں استعمال ہوتے ہیں۔ یہ دونوں الگ تھلگ مختلف زمینی ذرائع کو ایک ساتھ جوڑنے سے محفوظ رکھتے ہیں۔ ہر آئسولیٹر کا اپنا الگ آپریٹنگ اصول اور اطلاق ہوتا ہے جس پر ذیل میں تبادلہ خیال کیا جاتا ہے۔

1. آپٹیکل الگ تھلگ

آپٹیکل الگ تھلگ روشنی کے استعمال کرتے ہیں دو آزاد سرکٹس کے درمیان بات چیت کرنے کے لئے ۔ عام طور پر ، نظری تنہائیوں والے عرف آپٹکوپلر کے پاس ایک ہی سلیکن چپ کے اندر دو اجزا ہوتے ہیں ، ایک روشنی کو خارج کرنے والا ڈایڈڈ اور فوٹو ٹرانسٹسٹر۔ ایل ای ڈی کو ایک سرکٹ کے ذریعہ کنٹرول کیا جاتا ہے اور ٹرانجسٹر سائیڈ دوسرے سرکٹ سے منسلک ہوتا ہے۔ لہذا ، ایل ای ڈی اور ٹرانجسٹر بجلی سے جڑے ہوئے نہیں ہیں۔ مواصلات صرف روشنی کے ذریعہ ہوتا ہے ، نظری طور پر۔

مندرجہ بالا تصویر پر غور کریں۔ ایک مقبول اوپٹواسولیٹر پی سی 817 دو آزاد سرکٹس کو الگ تھلگ کررہا ہے۔ سرکٹ 1 ایک سوئچ کے ساتھ طاقت کا منبع ہے ، سرکٹ 2 ایک منطقی سطح کی پیداوار ہے جو مختلف 5V سپلائی سے منسلک ہے۔ منطق کی کیفیت کو بائیں سرکٹ کے ذریعہ کنٹرول کیا جاتا ہے۔ جب سوئچ بند ہو رہا ہے تو ، آپٹکوپلر کے اندر ایل ای ڈی روشنی کرتا ہے اور ٹرانجسٹر کو آن کرتا ہے۔ منطق کی حالت کو ہائی سے لو میں تبدیل کیا جائے گا۔

سرکٹ 1 اور سرکٹ 2 مندرجہ بالا سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے الگ تھلگ ہیں۔ مندرجہ بالا سرکٹ کے لئے جستی تنہائی بہت مفید ہے۔ بہت سے حالات ایسے ہیں جہاں اعلی ممکنہ زمینی شور کم استعداد والے گراؤنڈ میں مبتلا ہوتا ہے اور ایک گراؤنڈ لوپ پیدا کرتا ہے جو غلط پیمائش کے لئے مزید ذمہ دار ہے۔ پی سی 817 کی طرح مختلف اطلاق کے مختلف تقاضوں کے لئے آپٹکوپلر کی بہت سی قسمیں ہیں۔

2. برقناطیسی الگ تھلگ

اوپیٹوسولیٹرز ڈی سی سگنل تنہائی کے لئے مفید ہیں ، لیکن الیکٹومیگینکٹک الگ تھلگ جیسے چھوٹے سگنل ٹرانسفارمر AC سگنل تنہائی کے لئے مفید ہیں ۔ آڈیو ٹرانسفارمر جیسے ٹرانسفارمروں کے اپنے بنیادی اور ثانوی پہلو الگ تھلگ ہوتے ہیں جو مختلف آڈیو سگنل تنہائی کے لئے استعمال ہوسکتے ہیں ۔ ایک اور عام استعمال نیٹ ورک ہارڈ ویئر یا ایتھرنیٹ سیکشن میں ہے۔ پلس ٹرانسفارمر کا استعمال بیرونی وائرنگ کو اندرونی ہارڈ ویئر سے الگ کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔ یہاں تک کہ ٹیلیفون لائنیں ٹرانسفارمر پر مبنی سگنل الگ تھلگ استعمال کی جاتی ہیں۔ لیکن ، چونکہ ٹرانسفارمر برقی مقناطیسی طور پر الگ تھلگ ہیں ، یہ صرف AC کے ساتھ کام کرتا ہے۔

تصویر کے اوپر آؤٹ پٹ کے ساتھ ایم سی یو حصے کو الگ کرنے کے لئے مربوط پلس ٹرانسفارمر والے آر جے 45 جیک کی اندرونی سکیمیٹک ہے۔

پاور لیول تنہائی

کم سطح کے حساس آلات کو ہائی پاور شور لائنوں سے الگ کرنے یا اس کے برعکس پاور لیول تنہائیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ نیز ، پاور لیول تنہائی آپریٹر اور سسٹم کے دیگر حصوں سے ہائی وولٹیج لائنوں کو الگ کرکے خطرناک لائن وولٹیجز سے مناسب حفاظت فراہم کرتی ہے۔

1. ٹرانسفارمر

مقبول پاور لیول کا الگ تھلگ ایک بار پھر ٹرانسفارمر ہے۔ ٹرانسفارمروں کے ل en بہت زیادہ ایپلی کیشنز موجود ہیں جن کا عام استعمال ہائی وولٹیج کے ذریعہ سے کم وولٹیج فراہم کرنا ہے۔ ٹرانسفارمر پرائمری اور سیکنڈری کے مابین رابطے نہیں رکھتا ہے لیکن وہ جالوی تنہائی کو کھونے کے بغیر وولٹیج کو ہائی وولٹیج AC سے کم وولٹیج AC میں قدم رکھ سکتا ہے۔

مذکورہ بالا شبیہہ ایک اسٹیپ ڈاون ٹرانسفارمر ایکشن میں دکھا رہی ہے جہاں پرائمری سائیڈ ان پٹ دیوار ساکٹ میں منسلک ہے اور ثانوی مزاحمتی بوجھ سے منسلک ہے۔ ایک مناسب تنہائی ٹرانسفارمر میں 1: 1 موڑ کا تناسب ہوتا ہے اور دونوں اطراف میں وولٹیج یا موجودہ سطح کو تبدیل نہیں کرتے ہیں۔ تنہائی کے ٹرانسفارمر کا واحد مقصد تنہائی فراہم کرنا ہے۔

2. ریلے

ریلے الیکٹرانکس اور الیکٹریکل کے شعبے میں بہت بڑی ایپلی کیشن کے ساتھ ایک مشہور تنہائی ہے۔ درخواست پر منحصر ہے الیکٹرانکس مارکیٹ میں ریل کی بہت سی مختلف قسمیں دستیاب ہیں۔ مقبول قسمیں برقی مقناطیسی ریلے اور ٹھوس ریاست رلی ہیں۔

ایک برقی مقناطیسی ریلے برقی مقناطیسی اور مکینیکل طور پر متحرک حصوں کے ساتھ کام کرتا ہے جو اکثر کھمبے کے طور پر جانا جاتا ہے۔ اس میں ایک برقی مقناطیس ہے جو قطب کو حرکت دیتا ہے اور سرکٹ کو مکمل کرتا ہے۔ جب ہائی ولٹیج سرکٹ کو کم ولٹیج سرکٹ یا اس کے برعکس کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تو ریلے تنہائی پیدا کرتا ہے۔ ایسی صورتحال میں دونوں سرکٹس الگ تھلگ ہیں لیکن ایک سرکٹ دوسرے کو کنٹرول کرنے کے لئے ریلے کو تقویت بخش سکتا ہے۔

مذکورہ تصویر میں ، دو سرکٹس ایک دوسرے سے برقی طور پر آزاد ہیں۔ لیکن سرکٹ 1 پر سوئچ کا استعمال کرکے ، صارف سرکٹ 2 پر بوجھ کی حالت کو کنٹرول کرسکتا ہے۔ اس بارے میں مزید معلومات حاصل کریں کہ سرکٹ میں ریلے کو کس طرح استعمال کیا جاسکتا ہے۔

سالڈ اسٹیٹ ریلے اور کام کرنے کے معاملے میں الیکٹرو مکینیکل ریلے میں زیادہ فرق نہیں ہے ۔ ٹھوس ریاست کے ریلے بالکل وہی کام کرتے ہیں لیکن الیکٹرو مکینیکل حصہ کو آپٹیکل کنٹرولڈ ڈایڈڈ کے ساتھ تبدیل کیا جاتا ہے۔ ٹھوس ریاست کے ریلے کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان براہ راست تعلق کی عدم موجودگی کی وجہ سے گالوینک تنہائی کو مضبوط کیا جاسکتا ہے۔

3. ہال اثر سینسر

یہ کہنا ضروری نہیں ہے کہ موجودہ پیمائش الیکٹریکل اور الیکٹرانکس انجینئرنگ کا ایک حصہ ہے۔ سینسنگ کے موجودہ مختلف طریقے دستیاب ہیں۔ اکثر پیمائش ہائی وولٹیج اور تیز حالیہ راستوں کے لئے ضروری ہوتی ہے اور پڑھی گئی قیمت کو کم ولٹیج سرکٹری میں بھیجنا پڑتا ہے جو پیمائش سرکٹ کا ایک حصہ ہے۔ صارف کے نقطہ نظر سے ، ناگوار پیمائش خطرناک اور اس پر عمل درآمد ناممکن ہے۔ ہال ایفیکٹ سینسر کنٹیکٹ لیس حالیہ پیمائش کو درست طریقے سے فراہم کرتے ہیں اور ایک ناگوار طریقے سے کسی موصل کے ذریعے بہنے والے موجودہ کی پیمائش میں مدد کرتے ہیں ۔ یہ مناسب تنہائی فراہم کرتا ہے اور مضر بجلی سے حفاظت کو یقینی بناتا ہے۔ ہال اثر سینسر اس کے بہتے ہوئے موجودہ کا اندازہ کرنے کے لئے موصل کے پار تیار کردہ برقی مقناطیسی فیلڈ کا استعمال کرتا ہے۔

بنیادی انگوٹھی کو ایک نان وائسیو طریقے سے ایک کنڈکٹر کے اوپر جھکادیا جاتا ہے اور یہ اوپر کی تصویر میں دکھائے جانے کے مطابق بجلی سے الگ تھلگ رہتا ہے۔

الگ تھلگ کی حیثیت سے کیپسیٹرز

سرکٹس کو الگ تھلگ کرنے کا کم سے کم مقبول طریقہ یہ ہے کہ کاپسیٹر استعمال کریں۔ نا اہلیت اور خطرناک ناکامی کے نتائج کی وجہ سے اب اس کی ترجیح نہیں دی جاتی ہے ، لیکن پھر بھی جاننا یہ آپ کے کام آسکتا ہے جب آپ کسی خام الگ تھلگ کی تعمیر کرنا چاہتے ہیں۔ کیپسیٹرز ڈی سی کو روکتا ہے اور اعلی تعدد AC سگنل کو منتقل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس عمدہ پراپرٹی کی وجہ سے ، کیپسیٹر کو ڈیزائنوں میں الگ تھلگ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے جہاں دو سرکٹس کی ڈی سی کرینٹس کو بلاک کرنے کی ضرورت ہے لیکن پھر بھی ڈیٹا منتقل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

مذکورہ بالا شبیہہ دکھا رہی ہے کہ کیپسیٹرس کو تنہائی کے مقاصد کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ٹرانسمیٹر اور وصول کنندہ دونوں الگ تھلگ ہیں ، لیکن ڈیٹا مواصلت کیا جاسکتا ہے۔

جستی تنہائی - درخواستیں

گالوانی تنہائی بہت ضروری ہے اور اس کی درخواست بہت بڑی ہے۔ یہ صارفین کے سامانوں کے ساتھ ساتھ صنعتی ، میڈیکل اور مواصلات کے شعبے میں بھی ایک اہم پیرامیٹر ہے۔ ایک صنعتی الیکٹرانکس مارکیٹ میں ، بجلی کی تقسیم کے نظام ، بجلی پیدا کرنے والے ، پیمائش کے نظام ، موٹر کنٹرولرز ، ان پٹ آؤٹ پٹ لاجک ڈیوائسز ، وغیرہ کے لئے جستی تنہائی کی ضرورت ہے۔

میں طبی شعبے ، تنہائی طبی آلات براہ راست مریض کے جسم کے ساتھ منسلک کیا جا سکتا ہے کے طور پر آلات کے لئے اہم ترجیحات میں سے ایک ہے. اس طرح کے آلات ای سی جی ، اینڈو سکوپز ، ڈیفبریلیٹرز ، مختلف قسم کے امیجائننگ ڈیوائس ہیں۔ صارفین کی سطح کے مواصلات کے نظام میں بھی جستی تنہائی کا استعمال ہوتا ہے۔ ایک عام مثال ایتھرنیٹ ، راؤٹرز ، سوئچرز ، ٹیلی فون سوئچز ، وغیرہ ہیں۔ عام استعمال کنندہ سامان ، جیسے چارجرز ، ایس ایم پی ایس ، کمپیوٹر کے لاجک بورڈ سب سے زیادہ عام مصنوعات ہیں جو جستی تنہائی کو استعمال کرتی ہیں۔

گالوانی تنہائی کی عملی مثال

مائکرو کنٹرولر یونٹ کے ساتھ RS-485 مواصلاتی لائن پر جالوی طور پر الگ تھلگ ڈوپلیکس IC MAX14852 (500 KB مواصلات کی رفتار کے لئے) یا MAX14854 (25 MBS مواصلات کی رفتار کے لئے) کا ایک عام ایپلی کیشن سرکٹ ذیل میں ہے ۔ یہ آئی سی مشہور سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ کمپنی میکسم انٹیگریٹڈ نے تیار کی ہے۔

یہ مثال صنعتی سامان پر جستی تنہائی کی ایک بہترین مثال ہے۔ RS-485 ایک وسیع پیمانے پر استعمال شدہ روایتی مواصلات کا پروٹوکول ہے جو صنعتی سامان میں استعمال ہوتا ہے۔ RS-485 کا مقبول استعمال TDL طبقہ پر MODBUS پروٹوکول کو ملازمت دینا ہے۔

فرض کریں کہ ہائی وولٹیج کا اے سی ٹرانسفارمر سینسروں کا ڈیٹا فراہم کررہا ہے جو RS-485 پروٹوکول کے توسط سے ٹرانسفارمر کے اندر نصب ہے۔ کسی کو پی ایل سی ڈیوائس کو RS-485 پورٹ کے ساتھ ٹرانسفارمر سے ڈیٹا کٹانے کے لئے مربوط کرنے کی ضرورت ہے۔ لیکن مسئلہ براہ راست مواصلات کی لائن میں ہے۔ PLC بہت کم وولٹیج کی سطح استعمال کرتا ہے اور اعلی ESD یا اضافے کے ساتھ بہت حساس ہے۔ اگر براہ راست تعلق استعمال کیا جاتا ہے تو ، PLC زیادہ خطرہ میں ہوسکتا ہے اور اسے جزباتی طور پر الگ تھلگ کرنے کی ضرورت ہے۔

PLs ESD یا surges سے محفوظ رکھنے کے لئے وہ آئی سی بہت مفید ہیں۔

ڈیٹا شیٹ کے مطابق ، دونوں آئی سی میں +/- 35kV ESD اور 2.75kVrms کی روک تھام کی گنجائش 60 سیکنڈ تک الگ تھلگ وولٹیج کا مقابلہ کرتی ہے۔ نہ صرف یہ ، بلکہ ان آئی سیوں نے بھی 445Vrms ورکنگ-تنہائی وولٹیج کی تصدیق کی ہے ، جس سے یہ صنعتی آٹومیشن آلات میں استعمال ہونے کے لئے ایک مناسب تنہائی کی حیثیت رکھتا ہے۔