El objetivo principal de utilizar un fotoacoplador, también conocido como optoacoplador u optoaislador, en un circuito es proporcionar aislamiento eléctrico entre dos partes separadas del circuito. Consiste en un diodo emisor de luz (LED) en un lado y un componente fotosensible, como un fototransistor o fotodiodo, en el otro lado, encapsulados dentro del mismo paquete pero aislados eléctricamente entre sí. Cuando se aplica una señal eléctrica al lado del LED (lado de entrada), emite luz. La luz activa entonces el componente fotosensible en el lado de salida, transmitiendo así la señal sin conexión eléctrica directa. Este aislamiento ayuda a prevenir ruido, interferencias y posibles daños entre diferentes partes del circuito, especialmente en aplicaciones donde existen diferencias en los potenciales de tierra o donde el aislamiento eléctrico es necesario por razones de seguridad.
La aplicación de un fotoacoplador abarca varios campos, como la electrónica, las telecomunicaciones, el control industrial y los equipos médicos. Una aplicación común es la interconexión de señales de control de bajo voltaje (como las de microcontroladores o circuitos digitales) con cargas de alto voltaje o alta corriente (como relés, motores o transistores de potencia). Al utilizar un fotoacoplador, la señal de control puede activar la carga de forma segura y confiable sin riesgo de interferencias eléctricas o bucles de tierra. Los fotoacopladores también se utilizan en sistemas de control de retroalimentación, donde proporcionan aislamiento entre los circuitos de detección y los circuitos de control, lo que garantiza una medición y un control precisos sin introducir ruido ni distorsión.
Un optoacoplador, o fotoacoplador, realiza la función de transferir señales eléctricas entre dos circuitos aislados mediante luz. Cuando se aplica una señal eléctrica al lado LED del optoacoplador, emite luz que activa el componente fotosensible (como un fototransistor o fotodiodo) en el lado de salida. Este acoplamiento óptico permite transmitir señales sin conexión eléctrica directa, proporcionando aislamiento galvánico entre los circuitos de entrada y salida. Además del aislamiento, los optoacopladores también pueden proporcionar amplificación de señal, cambio de nivel de voltaje y reducción de ruido en circuitos, lo que los convierte en componentes versátiles en electrónica y telecomunicaciones.
La necesidad de un optoacoplador surge principalmente del requisito de garantizar el aislamiento eléctrico entre diferentes partes de un circuito o entre circuitos completamente diferentes. El aislamiento eléctrico es crucial en aplicaciones donde existen diferencias de potencial en los potenciales de tierra, niveles de voltaje variables o donde la interferencia de un circuito podría afectar el funcionamiento de otro. Los optoacopladores proporcionan un método seguro y confiable de transmisión de señales mediante el uso de luz para transferir señales, evitando así el ruido eléctrico, reduciendo la interferencia electromagnética (EMI) y protegiendo los componentes sensibles de posibles daños debido a picos o sobretensiones de voltaje.
La principal diferencia entre un relé y un fotoacoplador radica en sus principios de funcionamiento y aplicaciones. Un relé es un interruptor electromecánico que utiliza un electroimán para abrir o cerrar contactos mecánicamente en respuesta a una señal eléctrica. Se utiliza para controlar circuitos de alta potencia o alto voltaje con una señal de control de baja potencia. Los relés proporcionan aislamiento eléctrico entre el circuito de control y el circuito de carga, pero lo hacen a través de contactos mecánicos, lo que puede introducir limitaciones como desgaste mecánico, velocidades de conmutación más lentas y susceptibilidad al ruido eléctrico.
Por otro lado, un fotoacoplador (u optoacoplador) utiliza luz para transmitir señales entre circuitos aislados. Consiste en un LED en el lado de entrada que emite luz cuando se activa mediante una señal eléctrica y un componente fotosensible (como un fototransistor o fotodiodo) en el lado de salida que detecta esta luz y genera una señal eléctrica correspondiente. Los fotoacopladores proporcionan aislamiento eléctrico sin el uso de contactos mecánicos, lo que ofrece ventajas como tiempos de respuesta más rápidos, menor interferencia electromagnética, mayor confiabilidad y vida operativa más larga en comparación con los relés. Son particularmente adecuados para aplicaciones que requieren transmisión de señales de alta velocidad, inmunidad al ruido y protección contra picos de voltaje.
