Bayanin Kayan Aikin IR Emitter da Detector - Kwandon Bayyananne - Farashin Gaba 1.6V - Ƙarfin Haske har zuwa 7.669 mW/sr - Takardar Fasaha ta Hausa

1. Bayanin Samfur

Wannan takarda ta yi cikakken bayani game da ƙayyadaddun ƙaramin kayan aikin infrared (IR) mai fitar da haske da mai gano haske, wanda aka sanya a cikin kwandon robobi mai bayyananne. An ƙera wannan na'urar don aikace-aikacen kallon ƙarshe, ma'ana wurin aiki na hankali/fitar da haske yana a ƙarshen kwandon. Ana zaɓe shi da rarrabe shi bisa ga takamaiman ƙarfin haske da kewayon shigar haske, don tabbatar da daidaiton aiki don aikace-aikacen da ke buƙatar daidaitaccen fitarwa ko hankali. Kwandon bayyananne yana ba da damar watsa hasken infrared yadda ya kamata yayin da yake ba da kariya ta jiki ga guntun semiconductor.

2. Bincike Mai zurfi na Ma'auni na Fasaha

2.1 Madaidaicin Iyaka

An ƙididdige na'urar don aiki mai dogaro a cikin waɗannan iyakoki, wanda bayan su za a iya haifar da lalacewa na dindindin. An ƙayyade yawan watsar da wutar lantarki a 90 mW. Don aikin bugun jini, zai iya ɗaukar kololuwar halin yanzu na gaba na 1 Ampere a ƙarƙashin yanayin bugun jini 300 a cikin daƙiƙa ɗaya tare da faɗin bugun jini na microsecond 10. Matsakaicin ci gaba na halin yanzu na gaba shine 60 mA. Kayan zai iya jure ƙarfin lantarki na baya har zuwa Volts 5. Kewayon zafin aiki daga -40°C zuwa +85°C ne, yayin da kewayon zafin ajiya ya faɗaɗa daga -55°C zuwa +100°C. Don haɗawa, ana iya siyar da igiyoyin a zafin 260°C na tsawon daƙiƙa 5, wanda aka auna a nisan 1.6mm daga jikin kwandon.

2.2 Halayen Lantarki da Haske

Duk ma'auni na lantarki da na haske an ƙayyade su a zafin yanayi (T_A) na 25°C. Maɓallan ma'auni suna bayyana aikin na'urar a ƙarƙashin daidaitattun yanayin gwaji.

• Shigar Haske na Budewa (E_e):Wannan ma'auni, wanda aka auna a cikin mW/cm², yana wakiltar ƙarfin haske da ke faruwa a wurin aiki na mai gano. Ana gwada shi tare da halin yanzu na gaba (I_F) na 20mA. Ana rarrabe ƙimomin, suna kewayo daga mafi ƙanƙanta na 0.096 mW/cm² (Bin A1) har zuwa matsakaicin matsakaici na 1.020 mW/cm² (Bin C).
• Ƙarfin Haske (I_E):Wanda aka auna a cikin mW/sr (milliwatts a kowace steradian), wannan yana bayyana ƙarfin hasken da aka fitar a kowace kusurwar ƙarfi don mai fitar da IR. Hakanan an gwada shi a I_F=20mA, yana kewayo daga 0.722 mW/sr (Bin A1) zuwa 7.669 mW/sr (Bin C).
• Matsakaicin Tsawon Tsawon Fitarwa (λ_Kololuwa):Fitarwar mai fitar da infrared tana tsakiya a matsakaicin tsawon zango na nanometers 940.
• Rabin Faɗin Layin Bakan (Δλ):Faɗin bakan, inda ƙarfin ya kasance aƙalla rabin ƙimar kololuwa, yawanci 50 nm ne, yana nuna ƙaramin tushen IR mai kunkuntar igiyar ruwa.
• Farashin Gaba (V_F):Faɗuwar ƙarfin lantarki a cikin na'urar lokacin da take gudanar da 20mA yawanci Volts 1.6 ne, tare da matsakaicin 1.6V.
• Halin Yanzu na Baya (I_R):Lokacin da aka yi amfani da karkatar da baya na 5V, halin yanzu na ɓarna shine 100 µA matsakaici.
• Kusurwar Dubawa (2θ_1/2):Faɗin kusurwar da ƙarfin haske ya faɗi zuwa rabin ƙimarsa a digiri 0 (a kan-axis) shine digiri 60. Wannan yana bayyana tsarin katako ko filin duba.

3. Bayanin Tsarin Rarrabe

Kayan yana amfani da tsarin rarrabe da farko bisa halayen fitarwa na gani. Wannan yana tabbatar da cewa na'urori a cikin takamaiman kwandon suna da aikin da ya dace sosai, wanda yake da mahimmanci ga aikace-aikacen da ke buƙatar daidaito, kamar a cikin jeri ko tsarin mai fitar da haske-mai gano.

• Rarrabe Ƙarfin Haske / Shigar Haske na Budewa:An rarraba na'urar zuwa kwandon da aka yiwa lakabi da A1, A, B, C, da D. Kowace kwando tana dacewa da takamaiman kewayon mafi ƙanƙanta da matsakaici/matsakaicin ƙimomi don duka Ƙarfin Haske (I_E) da Shigar Haske na Budewa (E_e). Misali, na'urar a cikin Bin C za ta sami I_Etsakanin 3.910 da 7.669 mW/sr da E_etsakanin 0.520 da 1.020 mW/cm² lokacin da aka tuƙa shi da 20mA. Wannan yana ba masu ƙira damar zaɓar kayan aiki tare da daidaitaccen matakin ƙarfin gani da ake buƙata don aikace-aikacensu, haɓaka ƙarfin siginar da aikin tsarin.

4. Bincike akan Lanƙwan Aiki

Takardar bayanan ta haɗa da jadawali da yawa da ke nuna halayen na'urar a ƙarƙashin yanayi daban-daban.

• Hoto na 1 - Rarraba Bakan:Wannan lanƙwani yana nuna ƙarfin haske na dangi a matsayin aikin tsawon zango. Yana tabbatar da kololuwar fitarwa a 940nm da kuma kusan rabin faɗin 50nm, yana ba da haske game da tsaftar bakan na fitarwar IR.
• Hoto na 2 - Halin Yanzu na Gaba vs. Zafin Yanayi:Wannan jadawali yana nuna raguwar matsakaicin halin yanzu na gaba da aka yarda da shi yayin da zafin yanayi ke ƙaruwa. Yana da mahimmanci don sarrafa zafi da kuma tabbatar da cewa na'urar tana aiki a cikin yankinta na aiki lafiya (SOA).
• Hoto na 3 - Halin Yanzu na Gaba vs. Farashin Gaba:Wannan shine lanƙwan halayen ƙarfin lantarki-halin yanzu (I-V). Yana nuna alaƙa tsakanin ƙarfin lantarki na gaba da sakamakon halin yanzu, yana nuna matsakaicin ƙarfin kunna da juriya mai ƙarfi na na'urar.
• Hoto na 4 - Ƙarfin Haske na Dangi vs. Zafin Yanayi:Wannan lanƙwani yana kwatanta yadda ƙarfin fitarwa na gani (dangane da ƙimarsa a 20mA da 25°C) ke canzawa da zafin jiki. Yawanci, fitarwar LED tana raguwa yayin da zafin jiki ya tashi, kuma wannan jadawali yana ƙididdige wannan alaƙar.
• Hoto na 5 - Ƙarfin Haske na Dangi vs. Halin Yanzu na Gaba:Wannan yana nuna ƙarfin fitarwa na gani a matsayin aikin halin yanzu na tuƙi. Gabaɗaya alaƙa ce mai ƙarfi, amma lanƙwani yana taimaka wa masu ƙira su fahimci inganci da wuraren jikewa a matakan halin yanzu daban-daban.
• Hoto na 6 - Zanen Radiation:Wannan makircin polar yana wakiltar kusurwar duba ko tsarin radiation. Da'irar da'ira suna nuna ƙarfin dangi (daga 0 a tsakiya zuwa 1.0 a gefen waje), kuma layukan kusurwa suna nuna rarraba. 2θ_1/2= 60° ƙayyadaddun an tabbatar da shi ta maki inda lanƙwani ya ketare da'irar ƙarfin dangi na 0.5.

5. Bayanin Injiniya da Kwandon

5.1 Girman Kwandon

Na'urar tana amfani da ƙaramin kwandon robobi mai kallon ƙarshe. Muhimman bayanan girma sun haɗa da: duk girmansu suna cikin millimeters (tare da inci a cikin baka); daidaitaccen haƙuri shine ±0.25mm sai dai idan an faɗi akasin haka; matsakaicin tsinkaya na guduro a ƙarƙashin flange shine 1.5mm; kuma ana auna tazarar jagora a wurin da igiyoyin suka fita daga jikin kwandon. An yi nuni da daidaitaccen zanen girma a cikin takardar bayanan, yana bayyana tsayin gabaɗaya, diamita na jiki, diamita na jagora, da tazara mai mahimmanci don ƙirar sawun PCB.

5.2 Gano Polarity

Don mai fitar da IR/mai gano a cikin kwandon mai jagora, yawanci ana nuna polarity ta hanyar fasalin jiki na na'urar, kamar gefe mai lebur a jikin kwandon ko ɗayan jagora ya fi ɗayan guntu. Yakamata a yi amfani da hanyar tantancewa ta musamman tare da cikakken zanen kwandon. Daidaitaccen haɗin polarity yana da mahimmanci don aiki mai kyau.

6. Jagororin Siyayya da Haɗawa

Kayan ya dace da daidaitattun hanyoyin siyarwa. Muhimmin ma'auni da aka ƙayyade shine zafin siyar da jagora: 260°C na matsakaicin daƙiƙa 5, tare da ma'anar ma'auni a matsayin 1.6mm (0.063") daga jikin kwandon. Wannan jagora yana da mahimmanci don siyar da igiyar ruwa ko siyar da hannu don hana lalacewar zafi ga guntun semiconductor na ciki ko kwandon robobi. Don sake siyar da siyarwa, yakamata a yi amfani da daidaitaccen bayanin martaba don abubuwan da ke cikin rami tare da irin wannan iyakokin zafi. Yakamata a adana kayan a cikin ƙayyadadden kewayon zafin jiki -55°C zuwa +100°C a cikin yanayi mai bushewa don hana shan danshi, wanda zai iya haifar da "popcorning" yayin sake siyarwa.

7. Shawarwarin Aikace-aikace

7.1 Yanayin Aikace-aikace na Yau da Kullun

Wannan nau'in mai fitar da IR/mai gano ya dace da kewayon aikace-aikacen hankali na kusa, gano abu, da watsa bayanai. Amfanin gama gari sun haɗa da:

• Hankali Abu/Kusa:A cikin injinan sayar da kayan sha, firinta, ko kayan aikin masana'antu don gano kasancewar ko rashin wani abu.
• Na'urori masu auna ramuka:Don gano takarda a cikin firinta ko tikitoci a cikin masu tabbatarwa.
• Hanyoyin Haɗin Bayanai Saurara:Watsa bayanan infrared mai sauri, ɗan gajeren nisa don sarrafa nesa ko tashoshi na sadarwa keɓe.
• Masu Rufe Ƙirƙira:A cikin na'urori masu juyawa ko layi don amsa matsayi, inda wuka mai katsewa ke wucewa tsakanin mai fitarwa da mai gano.

7.2 Abubuwan da ake la'akari da Ƙira

Lokacin ƙira tare da wannan ɓangaren, dole ne a yi la'akari da abubuwa da yawa:

• Iyakance Halin Yanzu:Ga mai fitarwa, resistor na jerin abubuwa ne dole don iyakance halin yanzu na gaba zuwa matakin da ake so (≤60mA ci gaba, ≤1A bugun jini). Ana ƙididdige ƙimar ta amfani da ƙarfin lantarki na wadata (V_CC), I_Fda ake so, da kuma V_Fna yau da kullun (misali, R = (V_CC- V_F) / I_F).
• Karkatar da Mai Gano da Ƙarfafawa:Mai gano hoto yawanci yana buƙatar karkatar da baya (har zuwa 5V) kuma fitarwar halin yanzu ta yi ƙanƙanta (mai alaƙa da E_e). Ana buƙatar ƙarfafa transimpedance (TIA) sau da yawa don canza wannan ƙaramin halin yanzu na hoto zuwa siginar ƙarfin lantarki mai amfani.
• Daidaituwar Gani:Don aikace-aikacen mai fitar da haske-mai gano, daidaitaccen daidaitawar injiniya yana da mahimmanci don haɓaka ƙarfin siginar. Kusurwar duba digiri 60 tana ba da ɗan haƙuri.
• Kin Hasken Yanayi:Tunda na'urar tana da hankali ga hasken 940nm, hasken rana ko wasu tushen IR na iya shafar ta. Yin amfani da siginar IR da aka daidaita da ganowa na aiki tare (misali, mai ɗaukar kaya na 38kHz na gama gari a cikin masu sarrafa nesa) na iya inganta juriyar amo sosai.
• Gudanar da Zafi:Dole ne a duba lanƙwan raguwa (Hoto na 2) don wurare masu zafi don guje wa wuce gona da iri na matsakaicin watsar da wutar lantarki.

8. Kwatancen Fasaha da Bambance-bambance

Idan aka kwatanta da sauran abubuwan IR, mahimman abubuwan da ke bambanta wannan na'urar sunekwandon robobi mai bayyananneda kumadaidaitaccen rarrabe gani. Yawancin LED na IR da photodiodes suna amfani da kwandon da aka yi wa launi (misali, shuɗi, baki) waɗanda ke tace hasken da ake iya gani amma kuma suna iya rage tsawon zangon IR da ake so kaɗan. Kwandon bayyananne yana ba da yuwuwar ingantaccen watsawa a 940nm. Tsananin rarrabe akan ƙarfin haske da abin da ya faru yana ba da damar tsinkaya da daidaiton aikin tsarin, wanda ke da fa'ida fiye da sassan da ba a rarrabe su ba ko kuma an rarrabe su sako-sako inda aikin zai iya bambanta sosai daga naúrar zuwa naúrar. Girman ƙarami da ƙaramin farashi sun sa ya dace da aikace-aikacen masu amfani da kasuwanci masu yawa.

9. Tambayoyin da ake yawan yi (Bisa Ma'auni na Fasaha)

Q: Menene bambanci tsakanin Shigar Haske na Budewa (E_e) da Ƙarfin Haske (I_E)?

A: E_ema'auni ne na ƙarfin ƙarfi (mW/cm²) da ke faruwa a saman (wurin aiki na mai gano). I_Ema'auni ne na fitarwar ƙarfin mai fitarwa a kowace kusurwar ƙarfi (mW/sr). Suna da alaƙa amma suna bayyana aikin ɓangaren mai gano da mai fitarwa, bi da bi.

Q: Zan iya tuƙa mai fitarwa tare da wadata 5V kai tsaye?

A: A'a. Tare da V_Fna yau da kullun na 1.6V, haɗa 5V kai tsaye zai haifar da halin yanzu mai yawa, mai yiwuwa ya lalata LED. Dole ne ka yi amfani da resistor mai iyakance halin yanzu.

Q: Ta yaya zan zaɓi daidaitaccen kwandon don aikace-aikacena?

A: Zaɓi bisa ga ƙarfin siginar da ake buƙata. Don nesa mai nisa ko ƙananan hankali, babban kwando (C, D) yana ba da ƙarin ƙarfin gani. Don ƙananan kewayon ko da'irori mai gano mai hankali, ƙananan kwando na iya isa kuma ya fi dacewa da farashi. Daidaito a cikin na'urori da yawa a cikin tsarin kuma na iya ƙayyade zaɓin kwandon.

Q: Menene ma'anar ƙayyadaddun kusurwar duba ga mai gano?

A: Ga mai gano, kusurwar duba digiri 60 (2θ_1/2) yana bayyana filin dubansa. Haske da ke faruwa a cikin wannan mazugi na digiri ±30 daga axis za a gano shi tare da hankali mai ma'ana. Za a yi watsi da hasken da ke waje da wannan kusurwa, wanda zai iya taimakawa wajen kin hasken ɓarna daga hanyoyin da ba a so.

10. Misalin Aikace-aikace na Aiki

Shari'ar Ƙira: Na'urar Hankali Ba Takarda a cikin Firinta

A cikin wannan aikace-aikacen, ana sanya mai fitar da IR da mai gano a ɓangarorin gaba da baya na hanyar takarda. Lokacin da takarda ta kasance, tana nuna katakon IR daga mai fitarwa zuwa mai gano. Lokacin da tiren takarda ya kasance fanko, katakon yana tafiya ba tare da tsangwama ba kuma ba a nuna shi zuwa mai gano ba (ko kuma ya bugi wani sami mai nunawa daban). Da'irar mai gano tana lura da matakin siginar da aka karɓa. Muhimmin matakin ƙira shine zaɓar daidaitaccen kwando (misali, Bin B) don tabbatar da cewa siginar da aka nuna daga takarda ya isa ya bambanta da yanayin "babu takarda", ko da tare da bambance-bambance a cikin nunawar takarda. An saita halin yanzu na tuƙi don mai fitarwa zuwa 20mA ta hanyar resistor, yana ba da fitarwar gani na tunani. Ana ciyar da fitarwar mai gano zuwa cikin mai kwatanta tare da saita kofa tsakanin matakan ƙarfin lantarki na "takarda ta kasance" da "babu takarda". Kusurwar duba digiri 60 tana taimakawa tabbatar da cewa na'urar tana aiki ko da tare da ɗan kuskuren daidaitawa yayin haɗa firinta.

11. Gabatarwa kan Ƙa'idar Aiki

Na'urar ta ƙunshi manyan abubuwan semiconductor guda biyu: Diode mai fitar da Haske na Infrared (IR LED) da Photodiode.IR LEDyana aiki bisa ka'idar electroluminescence. Lokacin da aka karkatar da gaba, electrons da ramuka suna sake haɗuwa a cikin yankin aiki na semiconductor, suna sakin makamashi a cikin nau'in photons. An ƙera abun da ke ciki (yawanci bisa GaAs, GaAs) ta yadda wannan makamashin photon ya dace da tsawon zango a cikin bakan infrared, musamman kusan 940nm.Photodiodeyana aiki a baya. Photons masu faruwa tare da makamashi mafi girma fiye da bandgap na semiconductor ana sha su, suna haifar da nau'i-nau'i na electron-ramu. Waɗannan masu ɗaukar caji ana share su ta hanyar filin lantarki na ciki na mahaɗin da aka karkatar da baya, suna haifar da halin yanzu na hoto wanda ya yi daidai da ƙarfin hasken da ya faru. Kwandon robobi mai bayyananne yana aiki azaman ruwan tabarau da taga, yana kare ƙananan guntun semiconductor yayin da yake ba da damar wucewa mai inganci na radiation infrared 940nm.

12. Trends na Fasaha da Ci gaba

A fagen optoelectronics don hankali, akwai trends da yawa masu dacewa da abubuwa kamar wannan. Akwai ci gaba mai ci gaba zuwaƙananan ƙira, tare da kwandon na'urar da aka sanya a saman (SMD) suna zama mafi yawa fiye da nau'ikan ramuka don haɗawa ta atomatik.Haɗin kai mafi girmawani trend ne, inda mai fitarwa, mai gano, da da'irar daidaita siginar (mai ƙarfi, mai kwatanta) aka haɗa su cikin na'ura ɗaya, yana sauƙaƙa ƙira ga masu amfani na ƙarshe. Bukataringantaccen rabo siginar zuwa amoda kin hasken yanayi yana tura amfani da takamaiman rukunin tsawon zango da ingantaccen tace gani da aka haɗa a cikin kwandon. Bugu da ƙari, aikace-aikace a cikin Intanet na Abubuwa (IoT) da na'urorin da ake sawa suna haifar da buƙatar abubuwan da ke daƙarancin amfani da wutar lantarkiyayin da ake kiyaye isasshen kewayon hankali da aminci. Yayin da wannan takamaiman ɓangaren ke wakiltar mafita mai girma da inganci, sabbin ƙira sau da yawa sun haɗa waɗannan buƙatun masu tasowa.