Salida optoacoplada para proteger los puertos del Arduino Uno

Procedemos a estudiar la salida optoacoplada con el chip de 4 pines PC817, el cual se muestra en la figura siguiente: 

El chip PC817 dispone internamente de un diodo infrarojo y un fototransistor tal como se muestra en el siguiente diagrama

En muchas ocasiones se hace indispensable, para evitar quemar  un puerto del Arduino por exceso de la corriente máxima permitida o para evitar  ruidos que pueden incidir en un mal funcionamiento de un circuito secuencial, el uso de un optoacoplador que aisle la carga del circuito secuencial. Para este situación es muy util implementar una salida optoacoplada con el PC817, tal como se muestra en el siguiente esquema para manejar a traves de un relé de 5 voltios  una bombilla azul y otra roja, a 120 voltios AC.

Si la Entrada es 0 el relé está desenergizado y se activa la bombilla roja, y si la entrada es 1 se energiza el relé y se activa la bombilla azulSi en lugar de bombillas se utilizaran motores, como el motor funciona al crearse un campo electromagnético en el,  si no existiera el aislamiento eléctrico causará ruido y molestaría en el circuito lógico que lo está activando, y por la alta corriente exigida dañaría el puerto del Arduino en donde se está efectuando la conexión.

 El  Optoacoplamiento, quiere decir que el acoplamiento de las bombillas con el circuito lógico que lo activa, se hace en forma óptica, a través del diodo infrarojo y el fototransistor que existen en el interior del chip de 4 pines PC817. Con el 0 lógico el led infrarojo no emite luz, y el fototransistor está abierto, en cambio, si se tiene un 1 lógico a la entrada, el led emite luz. y el fototransistor conduce.

Observe además que se están utilizando  tanto los contactos normalmente abiertos como los normalmente cerrados, o sea los 5 pines de que dispone el relé de 5 voltios.El diodo de conmutacion dispuesto inversamente y en paralelo con la bobina del relevo actúa como supresor de picos de corriente cotrarrestando la Ley de Lenz (  VL = - L di / dt), y evitando que el voltaje autoinducido negativo que se genera en la bobina del relevo queme el transistor 2N2222A que se está utilizando como interface entre la salida del optoacoplador y la bobina o entrada del relevo.

Mas información sobre este interesante tema del optoacoplamiento se puede obtener en http://es.wikipedia.org/wiki/Optoacoplador