[{"data":1,"prerenderedAt":548},["ShallowReactive",2],{"schematic:pc817-optocoupler-isolated-logic-interface:pt":3},{"schematic":4,"title":19,"shortDescription":22,"proseSource":510,"localizationFallbackIssues":511,"related":512,"confirmations":511},{"schemaVersion":5,"governance":6,"slug":18,"title":19,"cluster":20,"tier":21,"shortDescription":22,"deepTechnicalOverview":23,"theoryOfOperation":24,"keySpecifications":25,"applications":53,"gotchas":59,"formulas":78,"bom":163,"interactiveElements":192,"circuitJson":273,"svg":505,"relatedSchematicSlugs":506,"relatedComponentSlugs":509},"1.0",{"publication":7,"verification":10,"provenance":15},{"status":8,"publishedDate":9},"published","2026-11-03",{"status":11,"verifiedDate":9,"verifiedBy":12,"checklist":13},"verified","Gemini (AI documentary, CAD and hardware-localization review against Sharp Corporation D2-A03101EN; owner publication authorization; no bench, simulation, independent second review or native-speaker claim)",{"schema":14,"technicalFacts":14,"relationships":14,"sources":14},true,{"sourceUrls":16},[17],"https:\u002F\u002Fglobal.sharp\u002Fproducts\u002Fdevice\u002Flineup\u002Fdata\u002Fpdf\u002Fdatasheet\u002Fpc817xxnsz1b_e.pdf","pc817-optocoupler-isolated-logic-interface","PC817: Isolador Lógico com Optoacoplador","microcontroller_interfaces","Tier 1","Esquema com optoacoplador Sharp PC817 de 4 pinos fornecendo isolamento galvânico de 5000 Vrms entre entradas de campo e lógica de microcontrolador com proteção antiparalela e pull-up de coletor.","O circuito de interface lógica isolada com optoacoplador PC817 fornece isolamento galvânico unidirecional robusto entre circuitos de campo ruidosos ou de alta tensão (como CLPs industriais de 24 V, linhas longas de sensores e encoders de motores) e sistemas lógicos de microcontroladores sensíveis de 3.3 V ou 5.0 V.\n\nNo encapsulamento compacto DIP-4 de 4 pinos, o isolamento elétrico é obtido transmitindo sinais opticamente através de uma barreira dielétrica interna de silicone transparente capaz de suportar 5000 Vrms. Um diodo emissor de infravermelho (IRED) de arsenieto de gálio (GaAs) com queda direta de VF ≈ 1.2 V emite luz proporcional à corrente direta IF estabelecida pelo resistor em série de entrada R1. Os fótons atravessam o espaço de isolamento e iluminam a base de um fototransistor de silício NPN de alta tensão (VCEO = 80 V).\n\nQuando um nível lógico ALTO (+5.0 V) é aplicado na porta de entrada P_IN, a corrente direta IF flui por R1 e pelo IRED até o terra de campo GND1. Os fótons emitidos induzem fotocorrente de base, conduzindo o fototransistor à saturação profunda coletor-emissor (VCE(sat) ≤ 0.1 V a 0.2 V). Isso puxa a porta de saída isolada P_OUT para GND_ISO contra o resistor de pull-up de coletor R2. Quando a tensão de entrada cai abaixo do limiar de condução do IRED (VF ≈ 1.0 V), o LED se apaga, a fotocorrente cessa e R2 restaura P_OUT para VCC_ISO (+5.0 V). O circuito opera como isolador digital inversor com rápida resposta transitória.\n\nPara assegurar durabilidade em campo, o diodo de comutação rápida D1 (1N4148) é conectado em antiparalelo aos terminais do IRED. Como o LED de GaAs possui limite de tensão reversa de apenas VR = 6.0 V, picos indutivos ou inversões de polaridade causariam quebra destrutiva por avalanche. O diodo D1 grampeia picos negativos em cerca de -0.7 V, protegendo o optoacoplador.\n\nA segregação física e galvânica entre o retorno de entrada (GND1) e o terra do sistema isolado (GND_ISO) elimina loops de terra, rejeita ruídos em modo comum (alto dV\u002Fdt) e evita que transientes de alta tensão danifiquem o microcontrolador hospedeiro.","A interface lógica com isolamento galvânico PC817 opera através de cinco fases elétricas e ópticas sequenciais:\n\n1. **Aplicação do sinal de entrada e polarização direta do IRED:** Quando o controlador externo ou sensor estabelece nível lógico ALTO (+5.0 V nominal) em P_IN, a corrente flui através do resistor de filme metálico R1 (390 Ω). Superando a barreira direta do diodo GaAs (VF ≈ 1.2 V), estabelece-se corrente direta estável IF = (VIN - VF) \u002F R1 ≈ (5.0 V - 1.2 V) \u002F 390 Ω ≈ 9.74 mA.\n\n2. **Transmissão óptica de fótons através da barreira galvânica:** A corrente direta excita a recombinação radiativa no GaAs, emitindo fótons infravermelhos com comprimento de onda de pico de 940 nm. Esses fótons atravessam o dielétrico interno de silicone óptico, mantendo isolamento elétrico pleno de 5000 Vrms com capacitância de acoplamento de apenas 0.6 pF.\n\n3. **Condução do fototransistor e saturação do coletor:** Os fótons incidentes na base fotossensível do fototransistor NPN geram pares elétron-lacuna, estabelecendo fotocorrente de base Iph. Com taxa de transferência de corrente (CTR) mínima de 80% a 160% (Classificação A), o transistor fornece capacidade de dreno IC = IF × CTR ≈ 9.74 mA × 0.8 ≈ 7.8 mA, superando amplamente os ~1.04 mA demandados por R2 e garantindo saturação profunda (VCE(sat) ≤ 0.1 V).\n\n4. **Pull-up de saída e restauração de lógica inversora:** Quando o sinal de entrada comuta para nível BAIXO (0 V), a corrente direta cessa. A emissão de fótons é interrompida e os portadores recombinam durante o tempo de queda (ts + tf ≈ 3 μs a 5 μs). O fototransistor corta para alta impedância (corrente de escuro ICEO ≤ 100 nA) e o resistor R2 (4.7 kΩ) restaura P_OUT para a linha de alimentação VCC_ISO (+5.0 V).\n\n5. **Grampeamento de polaridade reversa e supressão de transitórios:** Durante comutações ou ruídos em cabos industriais, picos negativos podem surgir na entrada. Como o emissor de GaAs tem tensão reversa máxima de apenas VR = 6.0 V, o diodo rápido D1 (1N4148) conduz assim que VIN cai abaixo de GND1, grampeando transientes negativos em -0.7 V e evitando queima por avalanche reversa.",[26,29,32,35,38,41,44,47,50],{"label":27,"value":28},"Tensão de isolamento galvânico","5000 Vrms (resistência dielétrica 1 min)",{"label":30,"value":31},"Nível lógico de operação","+5.0 V DC (escalável de 3.3 V a 24 V)",{"label":33,"value":34},"Tensão de alimentação isolada","+5.0 V DC (compatível de 3.3 V a 36 V)",{"label":36,"value":37},"Corrente direta de entrada (IF)","9.74 mA nominal (com entrada de 5.0 V)",{"label":39,"value":40},"Corrente de coletor de saída (IC)","1.04 mA em saturação",{"label":42,"value":43},"Taxa de transferência de corrente (CTR)","80% a 160% (Classificação A com IF = 5 mA)",{"label":45,"value":46},"Tensão de ruptura coletor-emissor (VCEO)","80 V DC mínimo",{"label":48,"value":49},"Tensão de saturação (VCE(sat))","≤ 0.2 V máx (0.1 V típico)",{"label":51,"value":52},"Tempo de comutação (tr \u002F tf)","4 μs \u002F 3 μs típico (com RL = 100 Ω)",[54,55,56,57,58],"Entradas lógicas digitais com isolamento galvânico para GPIO de STM32, Arduino, ESP32 e Raspberry Pi","Módulos de E\u002FS digital para CLPs industriais de 24 V DC e receptores de linha","Eliminação de loops de terra em redes de sensores distribuídos e controle de motores","Sensoriamento isolado de contatos secos, chaves fim de curso e sensores ópticos","Detecção de passagem por zero da rede CA (após ponte retificadora)",[60,65,70,74],{"title":61,"trap":62,"solution":63,"severity":64},"Interconexão de terras de isolamento no layout da PCB","Conectar inadvertidamente o terra de entrada (GND1) ao terra do microcontrolador (GND_ISO) no plano de cobre anula a barreira de 5000 Vrms, permitindo a propagação de transientes destrutivos.","Mantenha segregação física rigorosa na placa com espaçamento de fuga (creepage) de pelo menos 6.3 mm (ou 8.0 mm para isolamento reforçado) sob o encapsulamento DIP-4 sem trilhas intermediárias.","critical",{"title":66,"trap":67,"solution":68,"severity":69},"Degradação do CTR a longo prazo e derating térmico","Os LEDs de GaAs sofrem perda gradual de fluxo luminoso (10% a 30% em 5 a 10 anos de operação) e menor eficiência sob alta temperatura (-0.5%\u002F°C), tirando circuitos marginais projetados com CTR de 1:1 da saturação.","Adote uma margem de sobredrive K_OD ≥ 2.0 a 3.0 no dimensionamento de R1 e R2 para garantir que a capacidade de dreno do coletor supere a corrente de pull-up em mais de 200%.","warning",{"title":71,"trap":72,"solution":73,"severity":69},"Atraso de desligamento lento com resistores de pull-up altos","Utilizar um resistor de pull-up muito elevado (R2 = 47 kΩ ou 100 kΩ) aumenta expressivamente o tempo de subida (tf > 20 μs a 50 μs) devido à capacitância da junção (Cob ≈ 10 pF), deformando pulsos rápidos.","Utilize R2 entre 2.2 kΩ e 4.7 kΩ para frequências de até 20 kHz a 50 kHz. Para taxas mais altas (>100 kbps), utilize isoladores digitais dedicados ou estágios buffer adicionais.",{"title":75,"trap":76,"solution":77,"severity":64},"Ruptura reversa do IRED sem diodo em antiparalelo","Conectar cabos de campo longos sem diodo de grampeamento antiparalelo expõe o LED emissor do optoacoplador PC817 a transientes indutivos, ESD e inversão de cablagem. Como o LED de GaAs suporta tensão reversa de apenas VR = 6.0 V, picos reversos causam quebra destrutiva ou curto-circuito.","Sempre conecte um diodo rápido D1 (1N4148) em antiparalelo aos pinos 1 e 2 do PC817 para conduzir em reversão e grampear picos em -0.7 V.",[79,103,130,146],{"name":80,"latexOrText":81,"description":82,"variables":83},"Corrente direta de entrada do IRED","I_F = \\frac{V_{IN} - V_F}{R_1}","Calcula a corrente de acionamento que flui pelo LED emissor infravermelho de GaAs para nível lógico ALTO, considerando a queda de 1.2 V.",[84,89,94,98],{"symbol":85,"name":86,"typicalValue":87,"unit":88},"I_F","Corrente direta do IRED","9.74","mA",{"symbol":90,"name":91,"typicalValue":92,"unit":93},"V_{IN}","Tensão lógica de entrada ALTA","5.0","V",{"symbol":95,"name":96,"typicalValue":97,"unit":93},"V_F","Queda de tensão direta do LED GaAs","1.2",{"symbol":99,"name":100,"typicalValue":101,"unit":102},"R_1","Resistor limitador de corrente de 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coletor","4.7","kΩ",{"symbol":85,"name":129,"typicalValue":87,"unit":88},"Corrente direta de excitação do IRED",{"name":131,"latexOrText":132,"description":133,"variables":134},"Fator de margem de saturação por sobredrive","K_{OD} = \\frac{\\text{CTR}_{min}}{\\text{CTR}_{req}}","Quantifica a margem de segurança pela qual o CTR mínimo de catálogo supera o valor teórico necessário, compensando o envelhecimento de 10 anos do emissor.",[135,140,144],{"symbol":136,"name":137,"typicalValue":138,"unit":139},"K_{OD}","Fator de margem de sobredrive","7.5","dimensionless",{"symbol":141,"name":142,"typicalValue":143,"unit":112},"\\text{CTR}_{min}","CTR mínimo garantido em catálogo (Classe A)","80",{"symbol":109,"name":145,"typicalValue":111,"unit":112},"CTR mínimo necessário para saturação",{"name":147,"latexOrText":148,"description":149,"variables":150},"Frequência de corte estimada de comutação","f_c \\approx \\frac{1}{2\\pi \\cdot R_2 \\cdot C_L}","Estima a frequência de corte a -3 dB imposta pelo resistor de pull-up de coletor e a capacitância de carga total do nó de saída.",[151,156,158],{"symbol":152,"name":153,"typicalValue":154,"unit":155},"f_c","Frequência de corte de comutação","33.8","kHz",{"symbol":124,"name":157,"typicalValue":126,"unit":127},"Resistência de pull-up do coletor",{"symbol":159,"name":160,"typicalValue":161,"unit":162},"C_L","Capacitância total de carga da saída","100","pF",[164,173,180,186],{"refDes":165,"componentName":166,"value":167,"package":168,"quantity":169,"componentSlug":170,"role":171,"notes":172},"U1","PC817X1NSZ0F","PC817","DIP-4",1,"pc817","Optoacoplador com saída a fototransistor (isolamento 5000 Vrms, CTR Classe A 80%..160%)","Encapsulamento Sharp Corporation PC817X1NSZ0F DIP de 4 pinos through-hole.",{"refDes":174,"componentName":175,"value":176,"package":177,"quantity":169,"role":178,"notes":179},"R1","MFR-25FRF52-390R","390 Ω","Axial 0207","Resistor limitador de corrente do IRED de entrada (IF ≈ 9.7 mA a 5.0 V IN)","Resistor de filme metálico Yageo 390 Ω 1% 250 mW axial.",{"refDes":181,"componentName":182,"value":182,"package":183,"quantity":169,"role":184,"notes":185},"D1","1N4148","DO-35","Diodo de proteção reversa antiparalelo contra transientes","Diodo de comutação rápida onsemi 1N4148 100 V 200 mA 4 ns.",{"refDes":187,"componentName":188,"value":189,"package":177,"quantity":169,"role":190,"notes":191},"R2","MFR-25FRF52-4K7","4.7 kΩ","Resistor de pull-up de coletor para lógica isolada","Resistor de filme metálico Yageo 4.7 kΩ 1% 250 mW axial.",{"P_IN":193,"R1":203,"D1":211,"U1":220,"GND1":229,"VCC1":238,"R2":248,"P_OUT":254,"GND2":264},{"refDes":194,"name":195,"value":196,"role":197,"description":198,"specs":199},"P_IN","Porta de entrada lógica digital","IN","Porta de sinal lógico de entrada","Entrada digital a partir de microcontrolador ou CLP que polariza o LED emissor GaAs do PC817.",{"Tensão lógica ALTA":200,"Impedância de entrada":201,"Polaridade do sinal":202},"3.3 V a 24 V DC (nominal 5.0 V)","390 Ω (definido por R1)","Ativo ALTO (liga fototransistor, saída vai para BAIXO)",{"refDes":174,"name":204,"value":176,"role":205,"description":206,"footprint":177,"specs":207},"Resistor limitador de corrente do IRED","Resistor limitador de corrente do emissor GaAs","Determina a corrente direta IF ≈ 9.74 mA a +5.0 V através do emissor GaAs de 1.2 V garantindo saturação em todas as classes de CTR.",{"Resistência":176,"Tolerância":208,"Potência nominal":209,"Dissipação de potência":210},"±1%","250 mW (1\u002F4 W)","37 mW (com 5.0 V na entrada)",{"refDes":181,"name":212,"value":182,"role":213,"description":214,"footprint":183,"specs":215},"Diodo de proteção reversa","Diodo antiparalelo de supressão de transientes","Grampeia picos indutivos negativos, inversão de polaridade e oscilações nos terminais do PC817 em -0.7 V, protegendo o IRED contra quebra reversa de 6.0 V.",{"Tensão reversa de pico":216,"Corrente direta contínua":217,"Tempo de recuperação reversa":218,"Queda de tensão direta":219},"100 V","200 mA","4 ns","0.7 V típico a 10 mA",{"refDes":165,"name":221,"value":167,"role":222,"description":223,"componentSlug":170,"footprint":168,"specs":224},"Optoacoplador PC817","Optoacoplador com saída a fototransistor","Garante 5000 Vrms de isolamento galvânico entre campo ruidoso e lógica digital sensível.",{"Tensão de isolamento":225,"Ruptura VCEO":226,"Taxa de transferência de corrente (CTR)":43,"Corrente de escuro do coletor":227,"Frequência de corte":228},"5000 Vrms (suporte 1 min)","80 V","100 nA máx","80 kHz",{"refDes":230,"name":231,"value":232,"role":233,"description":234,"specs":235},"GND1","Terra de campo de entrada","GND","Terra de sinal do circuito de entrada","Referência para o sinal de entrada e diodo protetor, estritamente isolado de GND_ISO para preservar a barreira galvânica de 5000 Vrms.",{"Domínio de terra":236,"Suporte de isolamento":237},"Domínio de campo \u002F entrada","5000 Vrms para GND_ISO",{"refDes":239,"name":240,"value":241,"role":242,"description":243,"specs":244},"VCC1","Barra de alimentação isolada","+5V_ISO","Barra de alimentação de saída isolada","Tensão independente para polarizar o resistor de pull-up e a lógica do microcontrolador.",{"Tensão nominal":245,"Faixa de operação":246,"Fonte de alimentação":247},"+5.0 V DC (ou +3.3 V)","3.0 V a 36.0 V DC","Barra auxiliar CC isolada",{"refDes":187,"name":125,"value":189,"role":249,"description":250,"footprint":177,"specs":251},"Resistor de carga pull-up de coletor","Restaura o sinal para VCC_ISO (+5.0 V) com o emissor apagado e estabelece 1.04 mA em saturação.",{"Resistência":189,"Tolerância":208,"Potência nominal":252,"Corrente de dreno em saturação":253},"250 mW","1.04 mA (a 5.0 V em VCC)",{"refDes":255,"name":256,"value":257,"role":258,"description":259,"specs":260},"P_OUT","Porta de saída lógica isolada","OUT","Porta de saída digital com isolamento galvânico","Entrega o sinal lógico isolado e invertido ao 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Typical application response time and logic interface 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esp32 (dtr\u002Frts)\no circuito de dois transistores das placas de desenvolvimento da espressif com o qual o esptool, o arduino ide e o platformio resetam um esp32 e iniciam seu bootloader serial pelas linhas dtr e rts de uma ponte usb-uart, sem apertar botões.\nesp32 auto-reset and boot circuit (dtr\u002Frts)\nthe two-transistor circuit from espressif development boards that lets esptool, arduino ide and platformio reset an esp32 and start its serial bootloader through the dtr and rts lines of a usb-to-uart bridge, with no buttons pressed.\nmicrocontroller_interfaces\ntransistor npn de pequenos sinais\n2n3904\nq1\ntransistor npn de pequenos sinais\n2n3904\nq2\nresistor fixo\n10kω\nr1\nresistor fixo\n10kω\nr2\nresistor fixo\n10kω\nr3\ncapacitor cerâmico\n1µf\nc1\nchave táctil\nboot\nsw1\nchave táctil\nen\nsw2",1793836434769]