ITR1502SR40A/TR8 كتيب بيانات قاطع الضوء العاكس - الأبعاد 4.0x3.0x2.0mm - جهد أمامي 1.2V - استهلاك الطاقة 75mW - عدسة شفافة سوداء - وثيقة تقنية

1. نظرة عامة على المنتج

ITR1502SR40A/TR8 هو قاطع ضوئي عاكس عالي التكامل وسطح التثبيت، مصمم خصيصًا لتطبيقات الاستشعار غير التلامسية. فهو يدمج باعثًا للأشعة تحت الحمراء وكاشفًا ضوئيًا من الترانزستور السيليكوني في غلاف عدسة مضغوط أسود شفاف. تم تصميم الجهاز للكشف الموثوق عن وجود أو حركة الأجسام، مع مسافة استشعار مثالية اسمية تبلغ 4 ملم. تم تصميم غلافه الخالي من الأسلاك لتكون متوافقة مع عمليات اللحام بالتدفق الحديثة، مما يجعله مناسبًا للتجميع الآلي بكميات كبيرة.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• حساسية عالية:يستجيب الترانزستور الضوئي من السيليكون بقوة كهربائية قوية للضوء تحت الأحمر المنعكس، مما يحقق كشفًا موثوقًا.
• قطع الضوء المرئي:مادة العدسة السوداء الشفافة تمنع الضوء المرئي البيئي بشكل فعال، مما يقلل إلى الحد الأدنى من احتمالية التشغيل الخاطئ الناجم عن مصادر الضوء البيئية.
• تصميم مدمج:أبعادها 4.0 مم × 3.0 مم × 2.0 مم، مما يجعلها مثالية لتصميمات لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) المحدودة المساحة.
• قابل لإعادة التدفق باللحام:التغليف الخالي من الأطراف (في شريط) يدعم التجميع السطحي القياسي (SMT) ويتحمل درجات حرارة لحام ذروية تصل إلى 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ.
• الامتثال البيئي:该器件符合无卤标准（Br < 900ppm，Cl < 900ppm，Br+Cl < 1500ppm）、欧盟 REACH 法规，并且符合 RoHS 标准。
• البعد البؤري الطويل:ضمن سلسلة التغليف الخاصة به، يوفر مسافة استشعار مثالية طويلة نسبيًا تبلغ 4 ملم.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

تم تصميم هذا المكون لمهندسي الأنظمة في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية، وأتمتة المكاتب، والتحكم الصناعي الذين يحتاجون إلى استشعار موثوق ومنخفض التكلفة للأجسام. وظيفته الأساسية هي اكتشاف وجود جسم ما، أو غيابه، أو مروره دون اتصال مادي.

• الطابعات وآلات النسخ:اكتشاف انحشار الورق، أو حالة الدرج، أو وجود الوسائط.
• محركات الأقراص الضوئية (مثل CD/DVD):استشعار موضع درج القرص الضوئي أو اكتشاف وجود القرص.
• أجهزة العرض والشاشات:مراقبة حالة مرشح الضغط، أو وضع الغطاء، أو الآليات الداخلية الأخرى.
• آلات البيع والأكشاك المعلوماتية:اكتشاف توزيع المنتجات أو تفاعل المستخدم.
• الأجهزة المنزلية:استشعار الموقع في الأقفال الذكية أو آلات صنع القهوة أو الأجهزة الآلية الأخرى.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يتم تعريف أداء ITR1502SR40A/TR8 من خلال مجموعة شاملة من المعلمات الكهربائية والبصرية. يعد فهم هذه المعلمات أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الدوائر الصحيح والتشغيل الموثوق للنظام.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود القصوى للإجهاد التي قد تؤدي إلى تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• استهلاك الطاقة المدخلة (Pd):75 mW عند درجة حرارة الهواء الحر ≤25°C.
• التيار الأمامي (IF):50 مللي أمبير (مستمر).
• تيار الذروة الأمامي (IFP):عند دورة عمل 1%، يمكن أن يصل النبض إلى 1 أمبير بزمن ≤100 ميكروثانية.
• الجهد العكسي (VR):5 V.
• استهلاك طاقة المجمع (PC):75 ميغاواط.
• تيار المجمع (IC):25 مللي أمبير.
• جهد المجمع-الباعث (V_CEO):30 V.
• جهد الباعث-المجمع (V_ECO):5 V.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -25 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة لحام الدبوس:260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ على مسافة 1/16 بوصة من الجسم.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (Ta=25°C)

هذه هي معايير الأداء المضمونة تحت ظروف الاختبار المحددة.

الإدخال (باعث الأشعة تحت الحمراء - شريحة IR GaAs):

• الجهد الأمامي (V_F):القيمة النموذجية 1.2V، الحد الأقصى 1.4V عند I_F= 20 mA. هذا يحدد انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء أثناء التشغيل.
• التيار العكسي (I_R):عند V_R= 6V، الحد الأقصى 10 μA.
• الطول الموجي الذروي (λ_P):عند I_F= 10 mA هو 940 نانومتر (قيمة اسمية). هذا ينتمي إلى طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة، وغير مرئي للعين البشرية.

الإخراج (الترانزستور الضوئي - شريحة السيليكون):

• التيار المظلم (I_CEO):القيمة النموذجية 1 nA، عند V_CE= 20V، الحد الأقصى 100 nA. هذا هو تيار التسرب عندما لا يصل أي ضوء إلى الكاشف.
• خصائص النقل - تيار المجمع (I_C(ON)):تحت ظروف الاختبار: V_CE=2V، I_F=4mA، مع مسافة الهدف العاكس d=4mm، الحد الأدنى 60 μA، القيمة النموذجية، الحد الأقصى 450 μA. هذه هي المعلمة الرئيسية التي تشير إلى الحساسية.
• خصائص النقل - تيار حالة الإيقاف (I_C(OFF)):600 nA كحد أقصى في ظل ظروف الاختبار نفسها ولكن بدون هدف عاكس (أو ماص).
• وقت الاستجابة (t_r، t_f):قيم وقت الصعود والهبوط النموذجية هي 20 ميكروثانية كحد أقصى 100 ميكروثانية. ظروف الاختبار: V_CE=2V، I_C=100μA، R_L=1kΩ، d=4mm. هذا يحدد سرعة التبديل.

ملاحظة: تيار الظلام التشغيلي قد يتأثر بالبيئة المحيطة (مثلاً، مصادر الأشعة تحت الحمراء المحيطة).

2.3 نطاق تصنيف تيار المجمع

يتم تصنيف الجهاز بناءً على تيار المجمع (I_C(ON)يتم التصنيف على أساس ذلك. وهذا يتيح للمصممين اختيار مكونات ذات حساسية متسقة لتطبيقاتهم.

• الدرجة A:60 μA ≤ I_C(ON)< 120 μA
• المستوى B:100 μA ≤ I_C(ON)< 220 μA
• C:180 μA ≤ I_C(ON)< 350 μA
• D:310 ميكرو أمبير ≤ I_C(ON)≤ 450 ميكرو أمبير

3. تحليل منحنى الأداء

توفر منحنيات الخصائص المقدمة رؤى قيمة لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم نظام قوي.

3.1 الخصائص الكهربائية

التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي:يُظهر هذا المنحنى الخاصية النموذجية للتيار والجهد (IV) لصمام LED باعث للأشعة تحت الحمراء. وهي غير خطية، تشبه الصمام الثنائي القياسي. عند تيار 20 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي النموذجي حوالي 1.2 فولت.

التيار الأمامي مقابل تيار المجمع:هذا هو منحنى النقل، ويُظهر تيار الخرج (I_Cكيفية زيادة تيار تشغيل LED مع زيادة تيار الإدخال (I_Fيزداد. داخل نطاق التشغيل، تكون العلاقة خطية تقريبًا، مما يُظهر كسب الجهاز.

تيار المجمع مقابل جهد المجمع-الباعث:تُظهر مجموعة المنحنيات هذه عند قيم مختلفة لـ I_Cعند مستويات مختلفة (مثل 5mA، 10mA، 20mA، 50mA)، I_Fيتغير مع تغير V_CEيوضح هذا أن الترانزستور الضوئي يعمل كمصدر تيار؛ بعد تجاوز قيمة معينة لـ V_CE(جهد التشبع، وعادة ما يكون منخفضًا)، I_Cيتم تحديده بشكل أساسي بواسطة الضوء الساقط (وبالتالي I_F).

3.2 الخصائص الحرارية

الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة البيئة:يتمتع الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بمعامل درجة حرارة سالب للجهد الأمامي، حيث ينخفض قليلاً مع ارتفاع درجة الحرارة (من حوالي 1.21 فولت عند -20 درجة مئوية إلى 1.16 فولت عند 80 درجة مئوية).

تيار المجمع النسبي مقابل درجة حرارة البيئة:هذا منحنى حاسم. ينخفض تيار المجمع (الحساسية) بشكل ملحوظ مع ارتفاع درجة الحرارة. عند 80 درجة مئوية، يكون الناتج النسبي حوالي 80٪ من قيمته عند 25 درجة مئوية. يجب أخذ ذلك في الاعتبار في التصميمات التي تعمل في درجات حرارة عالية لضمان هامش إشارة كافٍ.

تيار الظلام للمجمع مقابل درجة حرارة البيئة:يزداد تيار الظلام بشكل أسي مع درجة الحرارة (من حوالي 0.1 نانو أمبير عند -40°C إلى ما يقرب من 1000 نانو أمبير عند 100°C). في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، يمكن أن يصبح تيار التسرب المتزايد هذا مكونًا مهمًا للإشارة، مما قد يقلل من نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

استهلاك الطاقة مقابل درجة حرارة البيئة:يُظهر منحنى تخفيض التصنيف هذا أن الحد الأقصى المسموح به لاستهلاك الطاقة للجهاز ينخفض خطيًا عندما تتجاوز درجة الحرارة المحيطة 25 درجة مئوية، ليصل إلى 0 ميغاواط عند 100 درجة مئوية.

3.3 الخصائص البصرية والمكانية

طيف الطول الموجي:يُظهر منحنى شدة الإشعاع النسبي أن ناتج الباعث يتمركز عند 940 نانومتر، بعرض طيفي نموذجي. العدسة السوداء الشفافة تنقل هذا الضوء تحت الأحمر بكفاءة، بينما تحجب الأطوال الموجية الأقصر للضوء المرئي.

التيار المجمع النسبي مقابل مسافة الحركة المحورية Z (السطح العاكس):يُعرِّف هذا المنحنى ملامح الاستشعار. يكون تيار الخرج في ذروته عندما يكون الهدف العاكس على المسافة المثلى (4 مم). يضعف الإشارة مع اقتراب الهدف أو ابتعاده، مما يحدد نافذة الاستشعار الفعلية. يكون شكل المنحنى تقريبًا توزيعًا غاوسيًا.

وقت التبديل مقابل مقاومة الحمل:وقت الصعود (t_r) ووقت الهبوط (t_f) يزدادان مع زيادة مقاومة الحمل (R_L). للحصول على أسرع سرعة تبديل، يجب استخدام R منخفضة._Lلكن هذا يؤدي أيضًا إلى تقليل مدى جهد الخرج. يجب على المصممين تحقيق توازن بين السرعة ومستوى الإشارة.

4. المعلومات الميكانيكية ومعلومات التغليف

4.1 أبعاد التغليف

يتميز هذا الجهاز بتغليف مضغوط بدون أطراف سطحية، بأبعاد طول 4.0 ملم، وعرض 3.0 ملم، وارتفاع 2.0 ملم. تتضمن التوضيحات الرئيسية للأبعاد:

• جميع وحدات القياس هي بالمليمتر.
• ما لم يُذكر خلاف ذلك، فإن التسامح هو ±0.1 مم.
• يتم قياس تباعد الأرجل عند نقطة خروجها من الغلاف.
• يبلغ وزن المنتج حوالي 0.025 جرام.

4.2 نمط لوحات اللحام الموصى بها لـ PCB

يتم تقديم تخطيط موصى به للوحات اللحام لضمان لحام موثوق واستقرار ميكانيكي. تم التأكيد على قاعدة تصميم رئيسية: يجب التحكم بعناية في كمية القصدير لمنع امتصاصه أو تسربه إلى الفجوة بين الـ PCB وجسم العلبة. القصدير الزائد في هذه المنطقة يولد إجهادًا، مما قد يضر بالوظيفة أو يقلل من الموثوقية على المدى الطويل. يتضمن تصميم لوحة اللحام عادةً اتصالًا حراريًا ومساحة نحاسية كافية لتحقيق رابطة قوية.

4.3 القطبية والاتجاه

تحتوي هذه الأداة على علامة اتجاه (عادةً نقطة أو شق في السطح العلوي) تشير إلى الطرف 1. توزيع أطراف هذه الأجهزة قياسي: يشكل قطب الأنود والكاثود لباعث الأشعة تحت الحمراء زوجًا، ويشكل قطب المجمع والباعث للترانزستور الضوئي زوجًا آخر. يجب الرجوع إلى مخطط ورقة البيانات للحصول على تخصيص الأطراف الدقيق. سيؤدي الاتجاه الخاطئ إلى عدم عمل الجهاز.

5. دليل اللحام والتجميع والتخزين

5.1 ظروف لحام إعادة التدفق

ITR1502SR40A/TR8 مصنف لعمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص. يتم توفير منحنى درجة الحرارة الموصى به، والذي يتضمن عادةً:

• التسخين المسبق/الرفع الحراري:رفع درجة الحرارة بشكل مضبوط لتنشيط المادة المساعدة على اللحام.
• منطقة الترطيب:الحفاظ على درجة حرارة أقل من نقطة السيولة لفترة زمنية لضمان التسخين المتجانس.
• منطقة الارتجاع:يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260 درجة مئوية، ويجب تقييد الوقت الذي تتجاوز فيه درجة الحرارة 240 درجة مئوية (على سبيل المثال 30-60 ثانية).
• التبريد:فترة تبريد خاضعة للرقابة.

ملاحظة هامة:لا ينبغي إجراء لحام إعادة التدفق لأكثر من مرتين على نفس المكون لتجنب إلحاق ضرر بالإجهاد الحراري بالمكونات الداخلية والمركب القولبة.

5.2 الحساسية للرطوبة والتخزين (MSL 3)

هذه الحزمة حساسة للرطوبة. يجب اتباع الإجراءات التالية لمنع ظاهرة "الفشار" (تشقق الحزمة بسبب ضغط البخار أثناء عملية إعادة التدفق).

• تخزين العبوة غير المفتوحة:التخزين في ظروف ≤30°C و ≤90% RH. الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ الشحن.
• بعد الفتح:التخزين في ظروف ≤30°C و ≤70% RH.
• عمر الورشة:يجب إكمال لحام الجهاز في غضون 168 ساعة (7 أيام) من فتح كيس مقاومة الرطوبة.
• التحميص:إذا تجاوز عمر الورشة أو أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة (المجفف) تشبعًا، فيجب تحميص الجهاز عند 60°C ±5°C لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام لإزالة الرطوبة الممتصة.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات الشريط

يتم توريد هذا المكون معبأً في شريط حامل متوافق مع معيار EIA-481، وهو مناسب للتجميع الآلي على اللوحات السطحية.

• كمية التغليف:800 قطعة لكل بكرة.
• عدد البكرات في كل صندوق:38 لفة في كل صندوق خارجي.
• أبعاد الصندوق الخارجي:409 ملم (A) × 245 ملم (B) × 360 ملم (C).

تحتوي البكرة على ملصقات اتجاه محددة تشير إلى اتجاه التقدم. يتم توفير أبعاد مفصلة للبكرة (قطر المحور، عرض البكرة، إلخ) لضمان التوافق مع معدات التركيب.

6.2 برنامج التغليف

يتم تغليف البكرات في أكياس رطوبة محكمة الإغلاق من رقائق الألومنيوم. يحتوي كل كيس على حزمة مجففة وبطاقة مؤشر رطوبة لمراقبة مستويات الرطوبة. ثم يتم وضع عدة أكياس في صندوق الشحن الرئيسي.

7. اعتبارات تصميم التطبيق

7.1 دائرة التطبيق النموذجية

تتضمن الدائرة التطبيقية الأساسية جزأين رئيسيين:

1. تشغيل المرسل:مقاومة تحد من التيار متصلة على التوالي مع الصمام الثنائي الباعث للأشعة تحت الحمراء. تحسب قيمة المقاومة على أنها R_حد= (V_CC- V_F) / I_Fعلى سبيل المثال، باستخدام مصدر طاقة 5V، مع توقع أن يكون I_F20mA: R_حد= (5V - 1.2V) / 0.02A = 190Ω (استخدام مقاومة قياسية 200Ω). يمكن تشغيل LED بشكل مستمر أو بنبضات لتقليل استهلاك الطاقة.
2. واجهة الكاشف:عادةً ما يتم توصيل الترانزستور الضوئي عبر مقاومة سحب علوية (R_L) من المجمع إلى V_CC. الباعث متصل بالأرض. في حالة عدم وجود ضوء منعكس، يكون الترانزستور في حالة قطع، ويكون جهد الخرج عند المجمع مرتفعًا (V_CC). عندما يتم اكتشاف الضوء، يبدأ الترانزستور في التوصيل، مما يسحب جهد الخرج إلى مستوى الأرض. R_Lتؤثر قيمة R على كل من مدى تأرجح جهد الخرج وسرعة الاستجابة (انظر منحنى الأداء). القيمة الشائعة هي من 1 كيلو أوم إلى 10 كيلو أوم.

7.2 عوامل التصميم للاستشعار الموثوق

• انعكاسية الهدف:شدة الإشارة تتناسب طرديًا مع انعكاسية السطح المستهدف. ستنتج الأسطح البيضاء العاكسة أقوى إشارة، بينما ستنتج الأسطح السوداء غير اللامثة أضعف إشارة. يجب تصميم النظام ليعمل في أسوأ ظروف الهدف.
• مسافة الهدف والمحاذاة:يحتوي المستشعر على "نقطة مثالية" محددة عند 4mm. يمكن أن تؤثر اختلافات تحمل التجميع أو موضع الهدف على مستوى الإشارة. صمم المشابك الميكانيكية للحفاظ على محاذاة متسقة.
• مقاومة الضوء المحيط:على الرغم من أن العدسات السوداء تحجب معظم الضوء المرئي، إلا أن مصادر الأشعة تحت الحمراء القوية (ضوء الشمس، مصابيح التنجستين) قد تسبب تداخلاً. يمكن تحسين مقاومة الضوء المحيط بشكل كبير باستخدام إشارة قيادة LED مُعدَّلة (نابضة) والكشف المتزامن في دائرة المستقبل.
• تعويض درجة الحرارة:كما يوضح المنحنى، تنخفض الحساسية مع انخفاض درجة الحرارة. بالنسبة للتطبيقات التي تعمل ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، يجب أن تتضمن الدائرة هامشًا أو تعويضًا نشطًا (على سبيل المثال، ضبط I وفقًا لدرجة الحرارة_F)، لضمان الكشف الموثوق به حتى في درجات الحرارة المرتفعة.
• الضوضاء الكهربائية:حافظ على مسارات المستشعر قصيرة وبعيدة عن خطوط الطاقة أو الخطوط الرقمية الصاخبة. قم بتوصيل مكثف تجاوز بالقرب من الطرف V_CCاستخدام مكثف تجاوزي على مصدر طاقة LED (إذا كان يتم استخدام القيادة النبضية).

8. المقارنة التقنية والتمييز

يتميز مستشعر ITR1502SR40A/TR8 في سوق المستشعرات العاكسة من خلال عدة خصائص رئيسية:

• بالمقارنة مع قاطع الدائرة ذو الفتحة الكبيرة:ميزتها الرئيسية هي حجمها الفائق الصغر بتغليف SMD مقاس 4.0x3.0 مم، مما يتيح التصغير والتجميع الآلي، وهو ما لا يمكن تحقيقه مع المكونات ذات الفتحات الكبيرة.
• بالمقارنة مع أجهزة الاستشعار العاكسة SMD الأخرى:في هذا التصميم الصغير الحجم، يجمع بين مسافة مثالية تبلغ 4 ملم وعدسة سوداء شفافة لحجب الضوء المرئي، وهذه نقطة تصميم محددة. قد يقدم بعض المنافسين مسافة استشعار أقصر أو مواد عدسة مختلفة.
• مقارنةً بمستشعر الإخراج التناظري مقابل الرقمي:يوفر هذا الجهاز إخراجًا تناظريًا للفوتوترانزستور، مما يمنح المصممين تحكمًا كاملاً في العتبة ويسمح بإجراء قياسات تناظرية للمسافة/الانعكاسية. وهذا يوفر مرونة أكبر مقارنةً بأجهزة الاستشعار الرقمية ذات المنطق المدمج التي توفر إشارة تبديل فقط.
• مقارنةً بأزواج الباعث/الكاشف المنفصلة:يضمن التغليف المتكامل محاذاة دقيقة وثابتة بين المرسل والكاشف، وهو أمر يصعب تحقيقه ومكلف بالنسبة لعنصرين منفصلين. كما أنه يبسط تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة والتجميع.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المواصفات الفنية)

Q1: ما الفرق بين التصنيفات (A، B، C، D)؟ كيف أختار؟
A: تمثل التصنيفات نطاقات حساسية مختلفة (I_C(ON)). اختر التصنيف بناءً على هامش الإشارة المطلوب. بالنسبة للتطبيقات ذات الأهداف عالية الانعكاسية أو المسافات القصيرة، قد تكون التصنيفات المنخفضة (A أو B) كافية. بالنسبة للأهداف منخفضة الانعكاسية، أو المسافات الأطول، أو التشغيل في درجات حرارة مرتفعة حيث تنخفض الحساسية، توفر التصنيفات الأعلى (C أو D) هامشًا أكبر. كما أن الاتساق داخل نفس التصنيف مهم أيضًا للإنتاج.

Q2: هل يمكنني تشغيل LED الأشعة تحت الحمراء مباشرة بجهد كهربي دون استخدام مقاومة تحديد التيار؟
A: لا يجوز. جهد التشغيل الأمامي لـ LED ليس قيمة ثابتة، بل يتغير مع درجة الحرارة والجهاز. تشغيله مباشرة بمصدر جهد سيؤدي إلى تيار غير منضبط، ومن المحتمل أن يتجاوز الحد الأقصى المطلق للتصنيف ويُتلف الباعث. يجب استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي.

Q3: حساسي لا يعمل بشكل مستقر. ما هو السبب المحتمل؟
A: تشمل المشاكل الشائعة: 1)هامش الإشارة غير كافٍ:تحقق من I الخاص بهدفك المحدد_C(ON)، وتأكد من أنه أعلى بكثير من عتبة الكشف لدائرة الكهربائية، مع مراعاة تخفيض درجة الحرارة. 2)تداخل الضوء المحيط:حجب المستشعر عن الضوء المباشر القوي، أو تطبيق التعديل. 3)مشكلة نقاط اللحام:التحقق من استخدام نمط اللحام الموصى به، وفحص وجود جسور لحام أو نقص في اللحام. 4)تيار الظلام المفرط:في درجات الحرارة المرتفعة جدًا، قد يصبح تيار الظلام ملحوظًا؛ تأكد من قدرة دائرة الكهرباء على تمييزه عن الإشارة الحقيقية.

س4: كيف يتم حساب استهلاك الطاقة للجهاز؟
ج: إجمالي استهلاك الطاقة هو مجموع استهلاك الطاقة في المدخل (LED) والمخرج (الترانزستور الضوئي). P_{D(الإجمالي)}≈ (V_F* I_F) + (V_CE(sat)* I_C). تحت الظروف النموذجية (I_F=20mA، V_F=1.2V، I_C=5mA، V_CE=0.2V)، P_D≈ 24mW + 1mW = 25mW، وهي أقل بكثير من القيمة المقدرة البالغة 75mW عند درجة حرارة 25°C. إذا كان التشغيل عند درجة حرارة أعلى من 25°C، تذكر تخفيض قيمة هذا المعدل.

10. مبدأ العمل

يعمل ITR1502SR40A/TR8 على مبدأ انعكاس الضوء المُعدَّل. يبعث الصمام الثنائي الباعث للضوء بالأشعة تحت الحمراء (IR LED) الداخلي ضوءًا بطول موجي ذروة يبلغ 940 نانومتر. يخرج هذا الضوء من العبوة عبر العدسة، ويضيء الجسم المستهدف أمام المستشعر، وينعكس جزئيًا مرة أخرى. يكتشف الترانزستور الضوئي السيليكوني المتكامل الحساس للضوء تحت الأحمر هذا الضوء المنعكس. عندما تصطدم الفوتونات بمنطقة قاعدة الترانزستور الضوئي، يتم إنشاء أزواج إلكترون-فجوة، والتي تعمل كتيار قاعدة. ثم يتم تضخيم تيار القاعدة الضوئي هذا بواسطة كسب الترانزستور، مما ينتج عنه تيار مجمع أكبر (I_C). هذا تيار المجمع هو إشارة الخرج الكهربائية، وهو يتناسب طرديًا مع شدة الضوء المنعكس. مادة العدسة الشفافة السوداء شفافة للضوء تحت الأحمر بطول 940 نانومتر، ولكنها معتمة لمعظم الضوء المرئي، مما يوفر حصانة ضد مصادر الضوء المرئي البيئية. يخلق المحاذاة الثابتة والمستوية للمُرسل والمكتشف داخل العبوة المصبوبة مسارًا ضوئيًا دقيقًا، يحسن القدرة على اكتشاف الأجسام على مسافة محددة (4 مم) أمام المستشعر.