Bir devrede optokuplör veya optoizolatör olarak da bilinen fotokuplör kullanmanın temel amacı, devrenin iki ayrı parçası arasında elektriksel izolasyon sağlamaktır. Bir tarafında ışık yayan diyot (LED) ve diğer tarafında fototransistör veya fotodiyot gibi ışığa duyarlı bir bileşenden oluşur; aynı paket içinde kapsüllenmiş ancak elektriksel olarak birbirinden izole edilmiştir. LED tarafına (giriş tarafına) bir elektrik sinyali uygulandığında ışık yayar. Işık daha sonra çıkış tarafındaki ışığa duyarlı bileşeni etkinleştirir ve böylece sinyali doğrudan elektrik bağlantısı olmadan aktarır. Bu izolasyon, özellikle toprak potansiyellerinde farklılıkların olduğu veya güvenlik nedeniyle elektriksel izolasyonun gerekli olduğu uygulamalarda, devrenin farklı bölümleri arasındaki gürültüyü, paraziti ve potansiyel hasarı önlemeye yardımcı olur.
Fotokuplör uygulaması elektronik, telekomünikasyon, endüstriyel kontrol ve tıbbi ekipman gibi çeşitli alanları kapsamaktadır. Yaygın bir uygulama, düşük voltajlı kontrol sinyallerini (mikro denetleyicilerden veya dijital devrelerden gelenler gibi) yüksek voltajlı veya yüksek akımlı yüklere (röleler, motorlar veya güç transistörleri gibi) bağlamaktır. Bir fotokuplör kullanıldığında, kontrol sinyali, elektriksel girişim veya topraklama döngüsü riski olmadan yükü emniyetli ve güvenilir bir şekilde etkinleştirebilir. Fotokuplörler aynı zamanda geri besleme kontrol sistemlerinde de kullanılır; burada algılama devreleri ve kontrol devreleri arasında izolasyon sağlayarak gürültü veya bozulma yaratmadan doğru ölçüm ve kontrol sağlarlar.
Bir optokuplör veya fotokuplör, ışık kullanarak iki izole devre arasında elektrik sinyallerini aktarma işlevini yerine getirir. Optokuplörün LED tarafına bir elektrik sinyali uygulandığında, çıkış tarafındaki ışığa duyarlı bileşeni (fototransistör veya fotodiyot gibi) etkinleştiren ışık yayar. Bu optik bağlantı, giriş ve çıkış devreleri arasında galvanik izolasyon sağlayarak sinyallerin doğrudan elektrik bağlantısı olmadan iletilmesine olanak tanır. Optokuplörler izolasyonun yanı sıra sinyal amplifikasyonu, voltaj seviyesi değişimi ve devrelerde gürültü azaltma da sağlayabilir, bu da onları elektronik ve telekomünikasyonda çok yönlü bileşenler haline getirir.
Bir optokuplöre olan ihtiyaç, öncelikle bir devrenin farklı bölümleri arasında veya tamamen farklı devreler arasında elektriksel izolasyonun sağlanması gerekliliğinden kaynaklanmaktadır. Toprak potansiyellerinde potansiyel farklılıkların olduğu, voltaj seviyelerinin değiştiği veya bir devreden gelen parazitin diğerinin çalışmasını etkileyebileceği uygulamalarda elektriksel izolasyon çok önemlidir. Optokuplörler, sinyalleri aktarmak için ışık kullanarak güvenli ve güvenilir bir sinyal iletimi yöntemi sağlar, böylece elektriksel gürültüyü önler, elektromanyetik girişimi (EMI) azaltır ve hassas bileşenleri voltaj yükselmeleri veya dalgalanmalarından kaynaklanan potansiyel hasarlardan korur.
Röle ile fotokuplör arasındaki temel fark, çalışma prensipleri ve uygulamalarında yatmaktadır. Röle, bir elektrik sinyaline yanıt olarak kontakları mekanik olarak açmak veya kapatmak için bir elektromıknatıs kullanan elektromekanik bir anahtardır. Düşük güçlü kontrol sinyali ile yüksek güçlü veya yüksek voltajlı devreleri kontrol etmek için kullanılır. Röleler, kontrol devresi ile yük devresi arasında elektriksel izolasyon sağlar, ancak bunu mekanik aşınma, daha yavaş anahtarlama hızları ve elektriksel gürültüye duyarlılık gibi sınırlamalara neden olabilecek mekanik kontaklar aracılığıyla yapar.
Öte yandan, bir fotokuplör (veya optokuplör), izole edilmiş devreler arasında sinyal iletmek için ışığı kullanır. Giriş tarafında bir elektrik sinyali ile etkinleştirildiğinde ışık yayan bir LED ve çıkış tarafında bu ışığı algılayan ve karşılık gelen bir elektrik sinyali üreten ışığa duyarlı bir bileşenden (fototransistör veya fotodiyot gibi) oluşur. Fotokuplörler, mekanik kontak kullanmadan elektriksel izolasyon sağlayarak, rölelere kıyasla daha hızlı tepki süreleri, daha düşük elektromanyetik girişim, daha yüksek güvenilirlik ve daha uzun çalışma ömrü gibi avantajlar sunar. Özellikle yüksek hızlı sinyal iletimi, gürültü bağışıklığı ve voltaj yükselmelerine karşı koruma gerektiren uygulamalar için uygundurlar.
