सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 प्रमुख विशेषताएं एवं मूलभूत लाभ
- 1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 प्रकाशविद्युत विशेषताएँ (Ta=25°C)
- 2.3 ऊष्मीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 Forward Current vs. Ambient Temperature Relationship
- 4.2 स्पेक्ट्रम वितरण
- 4.3 विकिरण तीव्रता और फॉरवर्ड करंट के बीच संबंध
- 4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और कोणीय विस्थापन संबंध
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 पिन फॉर्मिंग
- 6.2 भंडारण
- 6.3 वेल्डिंग प्रक्रिया
- 6.4 सफाई
- 6.5 थर्मल प्रबंधन
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 7.1 पैकेजिंग विनिर्देश
- 7.2 लेबल जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 8.2 Design Considerations
- 9. Technical Comparison and Differentiation
- 10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
- 11.1 सरल वस्तु निकटता सेंसर
- 11.2 इन्फ्रारेड डेटा लिंक
- 12. कार्य सिद्धांत
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह उपकरण एक उच्च-तीव्रता वाला इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड (IRED) है, जो मानक T-1 3/4 (5.0mm) पैकेज में आता है और एक पारदर्शी प्लास्टिक लेंस से सुसज्जित है। यह 850nm की चरम तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे इसका स्पेक्ट्रम सामान्य सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल से मेल खाता है, जिससे संवेदन और संचार प्रणालियों में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित होता है।
1.1 प्रमुख विशेषताएं एवं मूलभूत लाभ
- उच्च विकिरण तीव्रता:20mA अग्र धारा पर, विशिष्ट विकिरण तीव्रता 15 mW/sr तक पहुँच सकती है, जिससे मजबूत सिग्नल संचरण प्राप्त होता है।
- कम अग्र वोल्टेज:20mA करंट पर, टाइपिकल फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 1.45V है, जो सर्किट पावर कंजम्पशन को कम करने में मदद करता है।
- उच्च विश्वसनीयता:मजबूत सामग्री और प्रक्रियाओं का उपयोग करके निर्मित, औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
- लीड-मुक्त और RoHS अनुपालन:निर्माण प्रक्रिया पर्यावरणीय नियमों की आवश्यकताओं का अनुपालन करती है।
- मानक पिन पिच:2.54mm (0.1 इंच) पिन पिच, मानक ब्रेडबोर्ड और PCB के साथ संगत।
1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग
यह इन्फ्रारेड LED मुख्य रूप से उन इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम डिजाइनरों और इंजीनियरों के लिए है जिन्हें अदृश्य प्रकाश स्रोत की आवश्यकता है। इसके प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्र हैंइन्फ्रारेड अनुप्रयोग प्रणाली, व्यापक रूप से शामिल हैं:
- वस्तु का पता लगाना और निकटता संवेदन
- इन्फ्रारेड डेटा ट्रांसमिशन (उदाहरण के लिए, रिमोट कंट्रोल, शॉर्ट-रेंज कम्युनिकेशन)
- ऑप्टिकल एनकोडर और पोजीशन सेंसिंग
- बैरियर सिस्टम और सुरक्षा सेंसर
- औद्योगिक स्वचालन और मशीन विज़न प्रकाश व्यवस्था
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- निरंतर अग्र धारा (IF):100 mA
- शिखर अग्र धारा (IFP):1.0 A (पल्स चौड़ाई ≤100μs, ड्यूटी साइकिल ≤1%)
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr):-40°C से +85°C
- भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +100°C
- बिजली की खपत (Pd):150 mW (25°C या उससे कम मुक्त हवा के तापमान पर)
- सोल्डरिंग तापमान (Tsol):260°C, अवधि ≤5 सेकंड
2.2 प्रकाशविद्युत विशेषताएँ (Ta=25°C)
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं।
- विकिरण तीव्रता (Ie):न्यूनतम 7.8, विशिष्ट मान 15 mW/sr @ IF=20mA। पल्स स्थितियों में, @ IF=100mA पर लगभग 50 mW/sr तक पहुँच सकता है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λp):850 nm (विशिष्ट) @ IF=20mA। यह तरंगदैर्ध्य सिलिकॉन डिटेक्टर की शिखर संवेदनशीलता के निकट है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):45 nm (typical) @ IF=20mA. Defined as the spectral width at half maximum intensity.
- Forward voltage (VF):typical 1.45V, maximum 1.65V @ IF=20mA. typical 1.80V, maximum 2.40V @ IF=100mA (पल्स)।
- रिवर्स करंट (IR):अधिकतम 10 μA @ VR=5V।
- व्यू एंगल (2θ1/2):45 डिग्री (टिपिकल) @ IF=20mA। यह अर्ध-तीव्रता पूर्ण कोण है।
2.3 ऊष्मीय विशेषताएँ
150mW की शक्ति अपव्यय रेटिंग परिवेश के तापमान 25°C या उससे कम पर निर्दिष्ट है। परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ, अधिकतम अनुमेय शक्ति अपव्यय कम हो जाता है। डिजाइनरों को डेरेटिंग कर्व (डेटाशीट में निहित) का संदर्भ लेना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि जंक्शन तापमान सुरक्षा सीमा से अधिक न हो, जो दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है। -40°C से +85°C के ऑपरेटिंग तापमान रेंज के कारण यह कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
HIR7393C I = 20mA पर मापी गई विकिरण तीव्रता के आधार पर विभिन्न प्रदर्शन स्तर या "बिन" प्रदान करता है। यह विशिष्ट चमक आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उपकरणों के चयन की अनुमति देता है।Fविकिरण तीव्रता बिन (इकाई: mW/sr):
विकिरण तीव्रता बिन (इकाई: mW/sr):
- M मोड:न्यूनतम 7.8, अधिकतम 12.5
- N मोड:न्यूनतम 11.0, अधिकतम 17.6
- P गियर:न्यूनतम 15.0, अधिकतम 24.0
- Q गियर:न्यूनतम मान 21.0, अधिकतम मान 34.0
उच्च मोड (जैसे Q मोड) का चयन उच्च न्यूनतम विकिरण तीव्रता सुनिश्चित करता है, जो सेंसिंग अनुप्रयोगों में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को अधिकतम करने या अवरक्त संचरण दूरी बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
4.1 Forward Current vs. Ambient Temperature Relationship
डेरेटिंग वक्र अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान के बीच संबंध दर्शाता है। तापमान बढ़ने पर, अधिक गर्मी को रोकने और जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए अधिकतम करंट कम करना आवश्यक है। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन के लिए, विशेष रूप से उच्च तापमान वाले वातावरण में, यह वक्र महत्वपूर्ण है।
4.2 स्पेक्ट्रम वितरण
स्पेक्ट्रम वितरण वक्र सापेक्ष विकिरण तीव्रता और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध दर्शाता है। यह 850nm पर शिखर उत्सर्जन और लगभग 45nm के स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ की पुष्टि करता है। यह वक्र अपेक्षाकृत सममित है और 850nm पर केंद्रित है, जो लगभग 800-900nm पर शिखर संवेदनशीलता वाले सिलिकॉन-आधारित डिटेक्टरों के साथ मिलान के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है।
4.3 विकिरण तीव्रता और फॉरवर्ड करंट के बीच संबंध
यह वक्र दर्शाता है कि विकिरण तीव्रता अग्र धारा में वृद्धि के साथ बढ़ती है, लेकिन संबंध पूरी तरह से रैखिक नहीं है, विशेष रूप से उच्च धारा पर, ऊष्मा उत्पादन और दक्षता में कमी के कारण। पल्स मोड में कार्य करना (जैसा कि 100mA परीक्षण में निर्दिष्ट है) उच्चतम शिखर तीव्रता की अनुमति देता है, बिना निरंतर संचालन से जुड़े ताप संचय के।
4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और कोणीय विस्थापन संबंध
यह ध्रुवीय आरेख LED के स्थानिक उत्सर्जन पैटर्न को दर्शाता है। 45 डिग्री का देखने का कोण (FWHM) मध्यम बीम चौड़ाई को दर्शाता है। तीव्रता 0 डिग्री (अक्ष पर) पर सबसे अधिक होती है और किनारों की ओर सुचारू रूप से कम होती जाती है। पर्याप्त कवरेज या फोकस सुनिश्चित करने के लिए प्रकाशिकी प्रणाली डिजाइन करने में यह पैटर्न महत्वपूर्ण है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 Package Dimensions
यह डिवाइस मानक T-1 3/4 (व्यास 5.0mm) गोलाकार पैकेज में आता है। मुख्य आयामों में शामिल हैं:
- कुल व्यास: 5.0mm.
- पिन पिच: 2.54mm (मानक)।
- पिन व्यास: आमतौर पर 0.45mm।
- पैकेज ऊंचाई: माउंटिंग सतह से गुंबद के शीर्ष तक लगभग 8.6mm।
- सहनशीलता: जब तक विस्तृत आयाम चित्र में अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ±0.25 मिमी।
PCB पर महत्वपूर्ण लेआउट और पैड डिज़ाइन के लिए, सटीक यांत्रिक चित्र का संदर्भ लेना चाहिए।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
LED प्लास्टिक लेंस के किनारे पर एक समतल या खाँचा होता है, जो आमतौर पर कैथोड (नकारात्मक) पक्ष को दर्शाता है। कैथोड लीड भी आमतौर पर छोटी लीड होती है, हालाँकि असेंबली प्रक्रिया के दौरान इसे ट्रिम किया जा सकता है। रिवर्स बायस क्षति को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले ध्रुवीयता सत्यापित करना सुनिश्चित करें।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
6.1 पिन फॉर्मिंग
- एपॉक्सी एलईडी बल्ब के आधार से कम से कम 3 मिमी की दूरी पर पिन को मोड़ें।
- पिन फॉर्मिंगसोल्डरिंग से पहले soldering.
- की जानी चाहिए। मोड़ने की प्रक्रिया के दौरान LED पैकेज पर तनाव डालने से बचें।
- कमरे के तापमान पर लीड्स को काटें।
- स्थापना तनाव से बचने के लिए सुनिश्चित करें कि PCB होल और LED लीड्स पूरी तरह से संरेखित हों।
6.2 भंडारण
- अनुशंसित भंडारण स्थितियाँ: ≤30°C और सापेक्ष आर्द्रता (RH) ≤70%।
- इस स्थिति में शेल्फ लाइफ: शिपमेंट की तारीख से 3 महीने।
- लंबे समय तक भंडारण के लिए (अधिकतम 1 वर्ष): नाइट्रोजन वातावरण और नमी अवशोषक के साथ सील कंटेनर का उपयोग करें।
- संक्षेपण को रोकने के लिए नम वातावरण में तापमान में अचानक परिवर्तन से बचें।
6.3 वेल्डिंग प्रक्रिया
सामान्य नियम:वेल्ड बिंदु से epoxy resin LED तक न्यूनतम दूरी 3mm रखें।
हैंड सोल्डरिंग:
- सोल्डरिंग आयरन टिप तापमान: अधिकतम 300°C (अधिकतम 30W सोल्डरिंग आयरन के लिए उपयुक्त)।
- प्रत्येक पिन के लिए सोल्डरिंग समय: अधिकतम 3 सेकंड।
डिप सोल्डरिंग/वेव सोल्डरिंग:
- प्रीहीट तापमान: अधिकतम 100°C (अधिकतम 60 सेकंड)।
- सोल्डर बाथ तापमान: अधिकतम 260°C।
- सोल्डर में निवास समय: अधिकतम 5 सेकंड।
महत्वपूर्ण सावधानियाँ:
- उच्च तापमान चरण के दौरान पिन पर तनाव लगाने से बचें।
- एक से अधिक बार डिप सोल्डरिंग/हैंड सोल्डरिंग न करें।
- सोल्डरिंग के बाद, LED को कमरे के तापमान तक ठंडा होने से पहले यांत्रिक झटके/कंपन से बचाएं।
- तेजी से ठंडा होने की प्रक्रिया से बचें।
- विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने के लिए संभवतः सबसे कम तापमान का उपयोग करें।
6.4 सफाई
- यदि आवश्यक हो, तो केवल कमरे के तापमान पर isopropyl alcohol का उपयोग करके सफाई करें, समय ≤1 मिनट।
- उपयोग से पहले कमरे के तापमान पर सुखाएं।
- अल्ट्रासोनिक सफाई से बचें, जब तक कि यह पूर्णतः आवश्यक और पूर्व-सत्यापित न हो, क्योंकि इससे यांत्रिक क्षति हो सकती है।
6.5 थर्मल प्रबंधन
सर्किट डिजाइन चरण में हीट मैनेजमेंट पर विचार किया जाना चाहिए। परिवेश के तापमान के अनुसार करंट को उचित रूप से डीरेट किया जाना चाहिए, जैसा कि डीरेटिंग कर्व में दिखाया गया है। एलईडी पिन के आसपास पर्याप्त पीसीबी कॉपर एरिया (थर्मल पैड) हीट डिसिपेशन में सहायता करता है। उच्च करंट या उच्च ड्यूटी साइकिल वाली पल्स ऑपरेशन के लिए, अतिरिक्त कूलिंग उपायों की आवश्यकता हो सकती है।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
7.1 पैकेजिंग विनिर्देश
- आंतरिक पैकेजिंग:प्रति एंटीस्टैटिक बैग 500 टुकड़े।
- आंतरिक बॉक्स:प्रत्येक आंतरिक बॉक्स में 5 पाउच (कुल 2500 टैबलेट)।
- बाहरी कार्टन/मास्टर कार्टन:प्रत्येक बाहरी कार्टन में 10 आंतरिक बॉक्स (कुल 25,000 टैबलेट)।
7.2 लेबल जानकारी
उत्पाद लेबल में कई महत्वपूर्ण पहचानकर्ता शामिल होते हैं:
- CPN:ग्राहक उत्पाद संख्या।
- P/N:निर्माता उत्पाद संख्या (उदाहरण के लिए, HIR7393C)।
- QTQ:पैकेज के अंदर मात्रा।
- CAT:चमकदार तीव्रता ग्रेड (ग्रेडिंग कोड, उदाहरण के लिए M, N, P, Q)।
- HUE:प्रमुख तरंग दैर्ध्य ग्रेड।
- REF:फॉरवर्ड वोल्टेज रेटिंग।
- LOT No:उत्पादन बैच संख्या, जिसका उपयोग ट्रेसबिलिटी के लिए किया जाता है।
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
सबसे आम सर्किट एक करंट-सीमित रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है। रोकनेवाला मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vबिजली की आपूर्ति- VF) / IFउदाहरण के लिए, 5V बिजली की आपूर्ति का उपयोग करते हुए, VF=1.45V, अपेक्षित IF=20mA: R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5Ω। एक मानक 180Ω रेसिस्टर उपयुक्त होगा। उच्च तीव्रता वाले पल्स ऑपरेशन के लिए, आमतौर पर माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित ट्रांजिस्टर या MOSFET स्विच का उपयोग किया जाता है।
8.2 Design Considerations
- करंट ड्राइव:थर्मल रनवे को रोकने के लिए एलईडी को हमेशा कॉन्स्टेंट करंट स्रोत या करंट-लिमिटेड वोल्टेज स्रोत से चलाएं।
- रिवर्स वोल्टेज प्रोटेक्शन:अधिकतम रिवर्स वोल्टेज केवल 5V है। उन सर्किटों में जहां रिवर्स बायस संभव हो (जैसे, AC कपलिंग, इंडक्टिव लोड), एलईडी के समानांतर एक प्रोटेक्शन डायोड (कैथोड से एनोड) जोड़ा जाना चाहिए।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:सिस्टम के लिए लेंस, रिफ्लेक्टर या एपर्चर डिज़ाइन करते समय, 45-डिग्री व्यू एंगल पर विचार करें। पारदर्शी लेंस बाहरी ऑप्टिकल घटकों के साथ उपयोग के लिए उपयुक्त हैं।
- डिटेक्टर मिलान:सर्वोत्तम प्रदर्शन के लिए यह सुनिश्चित करें कि युग्मित डिटेक्टर (फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड, रिसीवर IC) 850nm क्षेत्र में संवेदनशील हों।
9. Technical Comparison and Differentiation
मानक दृश्यमान प्रकाश LED या अन्य अवरक्त LED की तुलना में, HIR7393C के विशिष्ट लाभ हैं:
- दृश्यमान प्रकाश LED की तुलना में:यह निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करता है, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य है, जिससे यह गुप्त संवेदन और संचार के लिए एक आदर्श विकल्प बन जाता है।
- 940nm अवरक्त LED की तुलना में:850nm प्रकाश को मानक सिलिकॉन डिटेक्टर द्वारा आसानी से पहचाना जा सकता है (जो 800-900nm के आसपास अधिक संवेदनशील होता है), और यह कुछ डिजिटल कैमरों के माध्यम से हल्के लाल प्रकाश के रूप में दिखाई देता है, जो प्रोटोटाइप डिजाइन के दौरान संरेखण में सहायता करता है।
- कम शक्ति वाले अवरक्त LED की तुलना में:इसकी उच्च विकिरण तीव्रता स्तर (P, Q) मजबूत आउटपुट प्रदान करते हैं, जो शोरगुल वाले वातावरण में लंबी दूरी या बेहतर सिग्नल अखंडता प्राप्त करने में सहायक हैं।
- गैर-मानक पैकेजिंग की तुलना में:T-1 3/4 पैकेज हर जगह उपलब्ध है, जिससे खरीद, प्रोटोटाइप बनाना और प्रतिस्थापन आसान हो जाता है।
10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
Q1: क्या मैं इस LED को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
A: यह माइक्रोकंट्रोलर पिन की करंट आउटपुट क्षमता पर निर्भर करता है। कई MCU पिन 20mA आउटपुट कर सकते हैं, लेकिन यह आमतौर पर ऊपरी सीमा पर होता है। LED को चलाने के लिए MCU पिन द्वारा नियंत्रित एक साधारण ट्रांजिस्टर (उदाहरण के लिए, 2N3904 जैसा NPN) को स्विच के रूप में उपयोग करना आमतौर पर अधिक सुरक्षित और अनुशंसित है।
Q2: अधिकतम पल्स करंट (1A) निरंतर करंट (100mA) से इतना अधिक क्यों है?
A: ऊष्मा उत्पादन करंट के वर्ग के समानुपाती होता है (I2R)। एक बहुत ही छोटा पल्स (≤100μs) और कम ड्यूटी साइकिल (≤1%) के कारण LED चिप को महत्वपूर्ण गर्मी जमा करने के लिए पर्याप्त समय नहीं मिलता है, जिससे थर्मल क्षति रोकी जाती है। उच्च करंट पर निरंतर संचालन से अत्यधिक गर्मी हो सकती है।
Q3: "स्पेक्ट्रल मिलान" से क्या अभिप्राय है?
A: इसका मतलब है कि इस LED की पीक एमिशन वेवलेंथ (850nm) सामान्य सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स की पीक स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता से अच्छी तरह मेल खाती है। यह मिलान दिए गए इन्फ्रारेड प्रकाश की मात्रा में, डिटेक्टर द्वारा उत्पन्न विद्युत संकेत को अधिकतम करता है, जिससे सिस्टम दक्षता और सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात बढ़ता है।
Q4: सही बिन (M, N, P, Q) का चयन कैसे करें?
A: अपनी प्रणाली की संवेदनशीलता आवश्यकताओं के आधार पर चयन करें। यदि आपको लगातार उच्च आउटपुट की आवश्यकता है (उदाहरण के लिए, लंबी दूरी के लिए या क्षीणन सामग्री को भेदने के लिए), तो P ग्रेड या Q ग्रेड निर्दिष्ट करें। लागत-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए जहां न्यूनतम चमक आवश्यकता अधिक नहीं है, M ग्रेड या N ग्रेड पर्याप्त हो सकते हैं। सटीक न्यूनतम/अधिकतम मानों के लिए ग्रेडिंग तालिका देखें।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
11.1 सरल वस्तु निकटता सेंसर
एक क्लासिक अनुप्रयोग रिफ्लेक्टिव ऑब्जेक्ट सेंसर है। HIR7393C को एक फोटोट्रांजिस्टर के बगल में रखें। LED सेंसर के सामने के क्षेत्र को प्रकाशित करता है। जब कोई वस्तु निकट आती है, तो वह इन्फ्रारेड प्रकाश को फोटोट्रांजिस्टर पर वापस परावर्तित करती है, जिससे इसका कलेक्टर करंट बढ़ जाता है। इस परिवर्तन को कम्पेरेटर या माइक्रोकंट्रोलर ADC द्वारा पता लगाया जा सकता है, जिससे एक क्रिया ट्रिगर होती है। LED की 45-डिग्री बीम इस प्रकार के सेंसिंग के लिए स्पॉट आकार और तीव्रता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करती है।
11.2 इन्फ्रारेड डेटा लिंक
सरल सीरियल डेटा ट्रांसमिशन (जैसे टीवी रिमोट कंट्रोल) के लिए, मॉड्यूलेटेड डिजिटल सिग्नल (उदाहरण के लिए, 38kHz कैरियर) के अनुसार एलईडी को उच्च करंट (उदाहरण के लिए, 100mA पल्स) से ड्राइव किया जा सकता है। पल्स मोड में उच्च विकिरण तीव्रता उचित ट्रांसमिशन दूरी की अनुमति देती है। रिसीविंग साइड समान आवृत्ति पर ट्यून किए गए मिलान इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल (अंतर्निहित डिमॉड्यूलेटर के साथ) का उपयोग करेगी।
12. कार्य सिद्धांत
इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड (IRED) एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो n-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) से बने IRED में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम (इस मामले में लगभग 850nm) में फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। पारदर्शी एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन एक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो उत्सर्जित प्रकाश को विशिष्ट बीम पैटर्न में आकार देता है। इस इलेक्ट्रोलुमिनिसेंट प्रक्रिया की दक्षता किसी दिए गए ड्राइव करंट के तहत विकिरण तीव्रता निर्धारित करती है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
हालांकि मूल T-1 3/4 पैकेज और 850nm प्रौद्योगिकी परिपक्व हो चुकी है, इन्फ्रारेड LED के रुझानों में शामिल हैं:
- उच्च दक्षता:निरंतर सामग्री विज्ञान सुधार का लक्ष्य प्रति इकाई विद्युत इनपुट शक्ति पर अधिक प्रकाश शक्ति (विकिरण तीव्रता) उत्पन्न करना है, जिससे ऊष्मा उत्पादन और ऊर्जा खपत कम हो।
- संकीर्ण स्पेक्ट्रम:कुछ अनुप्रयोग, जैसे गैस सेंसिंग या उच्च गति संचार, बहुत विशिष्ट, संकीर्ण उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य वाले एलईडी से लाभान्वित होते हैं।
- एकीकृत उपकरण:रुझानों में अवरक्त एलईडी और फोटोडिटेक्टर को एकल पैकेज (ऑप्टोकपलर शैली) में संयोजित करना या ड्राइवर सर्किट के साथ एकीकृत करना शामिल है, ताकि सरल प्रणाली एकीकरण प्राप्त किया जा सके।
- लघुरूपण:हालांकि 5mm पैकेज अभी भी लोकप्रिय है, लेकिन सतह माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज स्वचालित असेंबली और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन में तेजी से आम हो रहे हैं।
- नेत्र सुरक्षा:HIR7393C एक विश्वसनीय, समझने में आसान घटक का प्रतिनिधित्व करता है, जो व्यापक इलेक्ट्रॉनिक संवेदन और नियंत्रण प्रणालियों में एक मौलिक निर्माण खंड के रूप में जारी है।
HIR7393C एक विश्वसनीय, सुविदित घटक का प्रतिनिधित्व करता है जो इलेक्ट्रॉनिक संवेदन और नियंत्रण प्रणालियों की एक विस्तृत श्रृंखला में एक मौलिक निर्माण खंड के रूप में कार्य करना जारी रखता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
LED तकनीकी शब्दावली की संपूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म, अधिक मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी रंग उतने ही अधिक एकसमान होंगे। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा चालन का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए थोड़े समय में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, नहीं तो अधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके डैमेज होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक सावधानियाँ आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
IV. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक तथा तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | बिनिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान में सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standards | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | यह सरकारी खरीद और सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिससे बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ती है। |