ALS-PD70-01C/TR7 एम्बिएंट लाइट सेंसर स्पेसिफिकेशन शीट - आयाम 4.4x3.9x1.2mm - वोल्टेज 2.5V से 5.5V - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

ALS-PD70-01C/TR7 एक सरफेस माउंट एम्बिएंट लाइट सेंसर है। इसमें एक फोटोडायोड होता है जो एक मिनिएचर SMD पैकेज में एनकैप्सुलेटेड है, जिसे वाटर-क्लियर मटेरियल से मोल्ड किया गया है और इसका शीर्ष भाग समतल है। यह सेंसर मोबाइल डिवाइस (जैसे फोन और PDA) में डिस्प्ले बैकलाइट पावर सेविंग एप्लिकेशन के लिए डिज़ाइन किया गया एक कुशल समाधान है। इसकी प्रमुख विशेषता इन्फ्रारेड विकिरण के प्रति उच्च दमन अनुपात है, जो इसकी स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया वक्र को मानव आँख की प्रतिक्रिया के बहुत करीब लाती है।

1.1 मुख्य लाभ

• स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया मानव आँख के करीब है।
• विभिन्न प्रकाश स्रोतों के प्रति संवेदनशीलता में कम परिवर्तन।
• व्यापक कार्य तापमान सीमा: -40°C से +85°C।
• व्यापक बिजली आपूर्ति वोल्टेज सीमा: 2.5V से 5.5V।
• कॉम्पैक्ट आकार: 4.4 मिलीमीटर (लंबाई) x 3.9 मिलीमीटर (चौड़ाई) x 1.2 मिलीमीटर (ऊंचाई)।
• 符合RoHS、欧盟REACH及无卤标准（溴<900ppm，氯<900ppm，溴+氯<1500 ppm）。

1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग

यह सेंसर मुख्य रूप से पोर्टेबल और ऊर्जा खपत पर ध्यान देने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए है। इसके प्रमुख अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• टीएफटी एलसीडी डिस्प्ले की बैकलाइट को नियंत्रित करने के लिए परिवेशी प्रकाश का पता लगाना, जिससे बिजली की खपत बचती है।
• स्वचालित आवासीय और वाणिज्यिक प्रकाश प्रबंधन प्रणाली।
• इलेक्ट्रॉनिक विज्ञापन बोर्ड के लिए स्वचालित कंट्रास्ट वृद्धि।
• सूर्य के प्रकाश और कृत्रिम प्रकाश स्थितियों के लिए उपयुक्त परिवेश प्रकाश निगरानी उपकरण।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इस सीमा के बाहर संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है।

• Reverse breakdown voltage (V_BR)): 35 V (at I_R=100µA condition). This indicates the maximum reverse voltage the photodiode can withstand before breakdown.
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F)): 0.5 V से 1.3 V (I_F=10mA की स्थिति में)। यह डायोड के फॉरवर्ड बायस्ड होने पर वोल्टेज ड्रॉप है, जो परीक्षण से संबंधित है लेकिन विशिष्ट फोटोकंडक्टिव मोड में आम नहीं है।
• ऑपरेटिंग तापमान (T_opr)): -40°C से +85°C।
• भंडारण तापमान (T_stq)): -40°C से +85°C।
• वेल्डिंग तापमान (T_sol)): 260°C। यह रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 अनुशंसित कार्य स्थितियाँ

निर्दिष्ट प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, उपकरण को निम्नलिखित स्थितियों में कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

• ऑपरेटिंग तापमान (T_opr)): -40°C से +85°C।

2.3 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

ये पैरामीटर T_a=25°C पर मापे गए हैं, जो सेंसर के मुख्य प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• डार्क करंट (I_D)): टाइपिकल 2 nA, अधिकतम 10 nA (V_R=5V, E_V=0 Lux स्थितियों में)। यह प्रकाश के अभाव में एक छोटी सी लीकेज धारा है। यह मान जितना कम होगा, कम रोशनी की स्थितियों में संवेदनशीलता उतनी ही बेहतर होगी।
• फोटोकरंट (I_L1)): टाइपिकल मान 1.1 µA (V_R=5V, E_V=100 Lux, श्वेत फ्लोरोसेंट/LED प्रकाश स्रोत की स्थिति में)। यह निर्दिष्ट प्रकाशमान पर उत्पन्न प्रकाश धारा है।
• फोटोकरंट (I_L2)): विशिष्ट मान 9.5 µA (V_R=5V, E_V=1000 Lux, श्वेत फ्लोरोसेंट/LED प्रकाश स्रोत की स्थिति में)।
• फोटोकरंट (I_L3)): Typical value 12 µA (at V_R=5V, E_V=1000 Lux, CIE standard illuminant A / 2856K incandescent lamp conditions). I_L2और I_L3के बीच का अंतर सेंसर की विभिन्न प्रकाश स्रोतों के स्पेक्ट्रम के प्रति प्रतिक्रिया में परिवर्तन को उजागर करता है।
• शिखर संवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य (λ_p)): विशिष्ट मान 630 nm. यह पुष्टि करता है कि सेंसर की शिखर प्रतिक्रिया दृश्यमान प्रकाश के लाल-नारंगी क्षेत्र में स्थित है, जो मानव आँख की संवेदनशीलता से मेल खाती है।
• संवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य सीमा (λ): 390 nm से 700 nm। यह अधिकांश दृश्यमान स्पेक्ट्रम को कवर करता है, और इन्फ्रारेड (IR) तथा अल्ट्रावायलेट (UV) प्रकाश का दृढ़ता से दमन करता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कई विशिष्ट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषता वक्रों का संदर्भ दिया गया है, जो डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

3.1 फोटोकरंट बनाम प्रदीप्ति

यह वक्र आउटपुट फोटोकरंट और परिवेशी प्रकाशमान (इकाई: लक्स) के बीच संबंध दर्शाता है। यह आमतौर पर एक बहुत विस्तृत श्रेणी में रैखिक होता है, जो अनुप्रयोगों में प्रकाशमान को सीधे कैलिब्रेट करने में सुविधा प्रदान करता है। इस वक्र की ढलान सेंसर की प्रतिक्रियाशीलता का प्रतिनिधित्व करती है।

3.2 डार्क करंट बनाम तापमान

यह आरेख दर्शाता है कि डार्क करंट (I_D) तापमान में वृद्धि के साथ कैसे बढ़ता है। चूंकि डार्क करंट शोर के समतुल्य है, सटीक कम-रोशनी रीडिंग सुनिश्चित करने के लिए चरम तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों में इस संबंध को समझना महत्वपूर्ण है।

3.3 फोटोकरंट बनाम तापमान

यह वक्र एक निश्चित प्रदीप्ति पर, तापमान के साथ फोटोकरंट में परिवर्तन को दर्शाता है। कुछ तापमान निर्भरता की अपेक्षा है, और यदि संपूर्ण कार्यशील सीमा में उच्च सटीकता प्राप्त करनी है, तो तापमान मुआवजा सर्किट के डिजाइन के लिए यह डेटा आवश्यक है।

3.4 फोटोकरंट बनाम सप्लाई वोल्टेज

यह ग्राफ अनुशंसित सप्लाई वोल्टेज रेंज (2.5V से 5.5V) के भीतर फोटोकरंट आउटपुट की स्थिरता दर्शाता है। आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन स्थिर है, जो पावर सप्लाई डिज़ाइन को सरल बनाता है।

3.5 स्पेक्ट्रल रिस्पॉन्स

यह सबसे महत्वपूर्ण ग्राफ़ में से एक है। यह सेंसर की सापेक्ष संवेदनशीलता को तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध आलेखित करता है। वक्र को 630 nm के आसपास चरम पर पहुंचना चाहिए (जैसा कि विनिर्देश में बताया गया है) और 700 nm से ऊपर तेजी से गिरना चाहिए, जिससे प्रभावी अवरक्त दमन की पुष्टि होती है। इस वक्र की तुलना CIE फोटोपिक ल्यूमिनस एफिशिएंसी फ़ंक्शन (मानक मानव आंख प्रतिक्रिया) से करने पर, इसके "मानव आंख की प्रतिक्रिया के करीब" होने के दावे का सहजता से सत्यापन किया जा सकता है।

4. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

4.1 Package Dimensions

सेंसर एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज में आता है। मुख्य आयाम इस प्रकार हैं:

• लंबाई (L): 4.4 मिमी ±0.1 मिमी
• चौड़ाई (W): 3.9 मिमी ±0.1 मिमी
• ऊंचाई (H): 1.2 मिमी

डेटाशीट में विस्तृत यांत्रिक चित्र पैड डिज़ाइन के लिए आवश्यक सटीक आयाम प्रदान करते हैं, जिसमें पैड आकार और अंतर शामिल हैं, जो PCB लेआउट और सोल्डर जोड़ विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।

4.2 ध्रुवीयता पहचान

डेटाशीट चित्र पैकेज बॉडी पर कैथोड और एनोड अंकन दर्शाते हैं। सही ध्रुवीयता दिशा सर्किट के उचित संचालन के लिए असेंबली के दौरान महत्वपूर्ण है।

5. वेल्डिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

5.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स

वेल्डिंग तापमान का पूर्ण अधिकतम रेटेड मान 260°C है। इसका अर्थ है कि डिवाइस एक विशिष्ट लीड-फ्री रीफ्लो वेल्डिंग तापमान प्रोफाइल को सहन कर सकता है। डिजाइनरों को मानक SMD रीफ्लो वेल्डिंग विनिर्देशों का पालन करना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि शिखर तापमान 260°C से अधिक न हो, और PCB असेंबली विनिर्देशों के अनुसार लिक्विडस तापमान से ऊपर के समय को नियंत्रित करना चाहिए।

5.2 संचालन और भंडारण

डिवाइस को निर्दिष्ट भंडारण तापमान स्थितियों (-40°C से +85°C) में, इसके मूल नमी-रोधी बैग में संग्रहित किया जाना चाहिए। संचालन और असेंबली प्रक्रिया के दौरान, मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) रोकथाम उपायों का पालन किया जाना चाहिए।

6. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

6.1 पैकेजिंग विनिर्देश

• मानक पैकेजिंग: प्रति रोल/बैग 1000 टुकड़े।
• कार्टन पैकेजिंग: प्रति कार्टन 10 बॉक्स।
• रील पैकेजिंग: स्वचालित सतह माउंट असेंबली के लिए उपयुक्त, प्रति रील 1000 टुकड़ों की पैकेजिंग प्रदान करता है।

6.2 लेबल प्रारूप और ट्रेसेबिलिटी

पैकेजिंग लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए फ़ील्ड शामिल हैं:

• CPN (ग्राहक उत्पाद संख्या)
• P/N (उत्पाद संख्या: ALS-PD70-01C/TR7)
• QTY (Package Quantity)
• CAT (Grade - Possibly used for performance binning)
• HUE (Peak Wavelength)
• REF (Reference)
• LOT No (Batch Number, for traceability)

7. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

सेंसर फोटोकंडक्टिव मोड में कार्य करता है। एक विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट फोटोडायोड को रिवर्स बायस (कैथोड VCC से, एनोड एक ट्रांसइम्पेडेंस एम्पलीफायर या पुल-डाउन रेसिस्टर से जुड़ा) में जोड़ता है। उत्पन्न धारा प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होती है। बेहतर संवेदनशीलता और बैंडविड्थ के लिए इस धारा को एक रेसिस्टर या अधिक जटिल ऑप-एम्प-आधारित ट्रांसइम्पेडेंस एम्पलीफायर (TIA) के माध्यम से वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सकता है।_VCC, एनोड एक ट्रांसइम्पेडेंस एम्पलीफायर या पुल-डाउन रेसिस्टर से जुड़ा होता है)। उत्पन्न धारा प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होती है। बेहतर संवेदनशीलता और बैंडविड्थ के लिए इस धारा को एक रेसिस्टर या अधिक जटिल ऑप-एम्प-आधारित ट्रांसइम्पेडेंस एम्पलीफायर (TIA) के माध्यम से वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सकता है।

7.2 डिज़ाइन के मुख्य बिंदु

• बायस: सुनिश्चित करें कि रिवर्स बायस वोल्टेज (V_R) 2.5V से 5.5V की सीमा में है। सुसंगत रीडिंग के लिए स्थिर बिजली आपूर्ति का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
• सिग्नल कंडीशनिंग: आउटपुट एक छोटी धारा (माइक्रोएम्पीयर स्तर) है। शोर पिकअप को कम करने के लिए सावधानीपूर्वक PCB लेआउट की आवश्यकता होती है। इसकी इन्फ्रारेड दमन विशेषता के कारण, सेंसर को प्रत्यक्ष इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोतों (जैसे सूर्य के प्रकाश या गरमागरम बल्ब) से ढालने से सटीकता में सुधार हो सकता है, लेकिन फिर भी कुछ वर्णक्रमीय निर्भरता (जैसे I_L2बनाम I_L3) बनी रहती है।
• कैलिब्रेशन: सटीक लक्स मापन प्राप्त करने के लिए, विशिष्ट विविधताओं और चमक के प्रति मानव आँख की गैर-रैखिक धारणा के कारण, ज्ञात प्रकाश स्रोत के सापेक्ष अंतिम उत्पाद का कैलिब्रेशन आमतौर पर आवश्यक होता है।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन"वाटर क्लियर" फ्लैट-टॉप पैकेजिंग को अंतिम उत्पाद में एक लाइट गाइड प्लेट या डिफ्यूज़र की आवश्यकता हो सकती है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सेंसर को प्रतिनिधि परिवेश प्रकाश का नमूना प्राप्त हो, बिना पॉइंट लाइट स्रोतों या छायाओं के प्रभाव के।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

ALS-PD70-01C/TR7 अपनी प्रमुख विशेषताओं के संयोजन के माध्यम से विभेदीकरण प्राप्त करता है:

• मानव नेत्र प्रतिक्रिया: साधारण फोटोडायोड के विपरीत, इसकी फ़िल्टर-प्रसंस्कृत प्रतिक्रिया अवरक्त संवेदनशीलता को न्यूनतम करती है, जिससे इसका आउटपुट जटिल सॉफ़्टवेयर सुधार के बिना ही चमक धारणा कार्यों के लिए अधिक सीधे तौर पर उपयोग किया जा सकता है।
• विस्तृत वोल्टेज रेंज2.5V से 5.5V की सीमा इसे सीधे माइक्रोकंट्रोलर में आम 3.3V और 5V लॉजिक सिस्टम के लिए उपयोग करने योग्य बनाती है, बिना लेवल शिफ्टर या वोल्टेज रेगुलेटर की आवश्यकता के।
• मजबूत तापमान प्रदर्शन-40°C से +85°C की निर्दिष्ट संचालन सीमा इसे ऑटोमोटिव, औद्योगिक और बाहरी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है, जो सामान्य उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से आगे जाती है।
• अनुपालन: आधुनिक पर्यावरणीय नियमों (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) के साथ पूर्ण अनुपालन आज अधिकांश वैश्विक बाजारों के लिए एक अनिवार्य आवश्यकता है।

9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

9.1 यह सेंसर लक्स (Lux) मापन में कितना सटीक है?

सेंसर प्रकाश तीव्रता के समानुपाती फोटोकरंट प्रदान करता है। सटीक लक्स मापन प्राप्त करने के लिए, एप्लिकेशन में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट प्रकाश स्रोत (जैसे दिन का प्रकाश, फ्लोरोसेंट लैंप, LED) के लिए एक संदर्भ इल्यूमिनेंस मीटर का उपयोग करके कैलिब्रेशन करना आवश्यक है। डेटाशीट विभिन्न प्रकाश स्रोतों के तहत विशिष्ट प्रतिक्रिया प्रदान करती है (I_L2और I_L3), यह किसी भी प्रकाश सेंसर के अंतर्निहित स्पेक्ट्रल निर्भरता को उजागर करता है।

9.2 क्या इसे बाहर सीधी धूप में उपयोग किया जा सकता है?

虽然其工作温度范围允许，但直射阳光含有极高的红外成分。传感器的红外抑制功能有所帮助，但直射阳光下的照度水平（通常>50,000 Lux）可能会使传感器或后续放大级饱和。需要使用光学衰减器（中性密度滤光片）或在信号调理电路中仔细选择量程。

9.3 लेबल पर "CAT" और "HUE" का क्या उपयोग है?

ये सबसे अधिक संभावना प्रदर्शन बिनिंग का संकेत देते हैं। "CAT" (श्रेणी/ग्रेड) संभवतः फोटोकरंट संवेदनशीलता के आधार पर डिवाइस को बिन करता है (उदाहरण के लिए, मानक परीक्षण स्थितियों में उच्च/निम्न आउटपुट)। "HUE" (पीक वेवलेंथ) स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता के सटीक शिखर तरंगदैर्ध्य (लगभग 630 nm के आसपास) के आधार पर डिवाइस को बिन करता है। यह निर्माताओं को बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अधिक सख्ती से मेल खाने वाले प्रदर्शन वाले सेंसर का चयन करने में सक्षम बनाता है।

10. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस

परिदृश्य: मोबाइल डिवाइस की स्वचालित बैकलाइट डिमिंग

ALS-PD70-01C/TR7 को डिवाइस के बेज़ल पर एक छोटे छेद के पीछे या लाइट गाइड प्लेट के पीछे रखा जाता है। इसे माइक्रोकंट्रोलर के एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (ADC) इनपुट से एक साधारण रेसिस्टर के माध्यम से जोड़ा जाता है। माइक्रोकंट्रोलर का फर्मवेयर नियमित रूप से परिवेशी प्रकाश स्तर के अनुरूप वोल्टेज को पढ़ता है। पूर्व-प्रोग्राम्ड लुकअप टेबल या एल्गोरिदम (आमतौर पर मानव आंख की धारणा वक्र के लघुगणकीय रूप का अनुकरण करने वाला) के आधार पर, माइक्रोकंट्रोलर डिस्प्ले के LED बैकलाइट को चलाने वाले PWM (पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन) के ड्यूटी साइकिल को समायोजित करता है। अंधेरे कमरे में, बिजली की खपत बचाने और आंखों के तनाव को कम करने के लिए बैकलाइट मंद हो जाती है। तेज धूप में, पठनीयता सुनिश्चित करने के लिए बैकलाइट अधिकतम तक बढ़ जाती है। सेंसर की त्वरित प्रतिक्रिया और मानव-आंख जैसी स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता विभिन्न प्रकाश स्थितियों (कार्यालय फ्लोरोसेंट लाइट, घरेलू LED लाइट, बाहरी धूप) में सहज और प्राकृतिक समायोजन प्रभाव सुनिश्चित करती है।

11. कार्य सिद्धांत

यह उपकरण एक सिलिकॉन फोटोसेंसिटिव डायोड है। जब सिलिकॉन बैंडगैप से अधिक ऊर्जा वाले फोटॉन सेमीकंडक्टर जंक्शन से टकराते हैं, तो इलेक्ट्रॉन-होल पेयर्स उत्पन्न होते हैं। रिवर्स बायस वोल्टेज के तहत, ये चार्ज कैरियर जंक्शन क्षेत्र में बहते हैं और एक मापने योग्य फोटोकरंट उत्पन्न करते हैं, जो आपतित प्रकाश की तीव्रता के (एक विस्तृत श्रृंखला में) समानुपाती होता है। पैकेज में एक ऑप्टिकल फिल्टर शामिल होता है जो इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य को क्षीण करता है, जिससे स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया को इस प्रकार आकार दिया जाता है कि यह मानव आँख की फोटोपिक प्रतिक्रिया के अनुरूप हो जाती है।

12. उद्योग रुझान

परिवेशी प्रकाश संवेदन एक परिपक्व लेकिन अभी भी विकसित हो रही तकनीक है। वर्तमान रुझानों में शामिल हैं:

• एकीकरण: फोटोडायोड, एम्पलीफायर, ADC और डिजिटल लॉजिक (I2C/SPI इंटरफेस) को एक ही चिप में एकीकृत करके डिजिटल प्रकाश सेंसर बनाना। इससे डिजाइन सरल होता है, लेकिन कुछ प्रदर्शन या लचीलेपन का त्याग करना पड़ सकता है।
• प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग: आमतौर पर प्रॉक्सिमिटी सेंसर बनाने के लिए इन्फ्रारेड LED के साथ जोड़ा जाता है, जिसका उपयोग कॉल के दौरान डिस्प्ले बंद करने जैसे कार्यों के लिए किया जाता है।
• फ्लिकर डिटेक्शन: उन्नत सेंसर कृत्रिम प्रकाश स्रोतों की फ्लिकर आवृत्ति (जैसे LED या फ्लोरोसेंट लैंप से) का पता लगा सकते हैं, जिससे कैमरा शटर गति समायोजित कर सकता है और स्ट्राइपिंग प्रभाव को कम कर सकता है।
• अल्ट्रा-लो पावर कंजम्पशनIoT उपकरणों में लगातार चालू रहने वाले अनुप्रयोगों के लिए, नैनोएम्पियर स्तर की स्थिर धारा वाले सेंसर की आवश्यकता होती है।

ALS-PD70-01C/TR7 एक उच्च-प्रदर्शन वाला अलग समाधान का प्रतिनिधित्व करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए एक विकल्प प्रदान करता है जो एकीकरण के बजाय डिजाइन लचीलापन और अनुकूलित एनालॉग प्रदर्शन को प्राथमिकता देते हैं।