सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 3.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध वक्र (I-V कर्व)
- 3.2 विकिरण तीव्रता और फॉरवर्ड करंट संबंध
- 3.3 विकिरण तीव्रता और परिवेश तापमान के बीच संबंध
- 3.4 स्पेक्ट्रम वितरण
- 4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 पैकेज आयाम
- 4.2 ध्रुवीयता पहचान
- 5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
- 10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी विश्लेषण
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन इन्फ्रारेड (IR) एमिटर घटक के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह उपकरण तीव्र प्रतिक्रिया समय और महत्वपूर्ण प्रकाश आउटपुट शक्ति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मूल डिज़ाइन दर्शन पल्स ऑपरेटिंग वातावरण में विश्वसनीयता और दक्षता पर केंद्रित है, जो इसे विभिन्न संवेदन और संचार प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है। यह घटक एक विशिष्ट नीले पारदर्शी आवरण में संलग्न है, जो संयोजन प्रक्रिया के दौरान दृश्य पहचान में सहायता करता है और संभवतः उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य के लिए विशिष्ट फ़िल्टरिंग या संचरण विशेषताएं रखता है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। ये मान निरंतर संचालन के लिए नहीं हैं, बल्कि उन सीमाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जिन्हें किसी भी स्थिति में पार नहीं किया जाना चाहिए।
- शक्ति अपव्यय (PD):200 mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे डिवाइस ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर थर्मल रनवे और विफलता का जोखिम होता है।
- शिखर अग्र धारा (IFP):2 A। यह रेटिंग विशिष्ट पल्स स्थितियों (प्रति सेकंड 100 पल्स, 10 µs पल्स चौड़ाई) के लिए लागू होती है। यह दर्शाता है कि डिवाइस अत्यधिक उच्च तात्कालिक धारा को थोड़े समय के लिए सहन करने में सक्षम है, जो उच्च तीव्रता वाली प्रकाश स्पंद उत्पन्न करने के लिए महत्वपूर्ण है।
- निरंतर अग्र धारा (IF):100 mA। इसके प्रदर्शन या जीवनकाल को कम किए बिना डिवाइस के माध्यम से लगातार प्रवाहित की जा सकने वाली अधिकतम डीसी धारा।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V. रिवर्स बायस दिशा में लागू किया जा सकने वाला अधिकतम वोल्टेज। इस मान से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- ऑपरेटिंग तापमान रेंज (TA):-40°C से +85°C. वह परिवेश तापमान सीमा जिसमें डिवाइस अपने प्रकाशित विनिर्देशों को पूरा करने की गारंटी देता है।
- स्टोरेज तापमान रेंज (Tstg):-55°C से +100°C। गैर-परिचालन स्थिति में भंडारण के लिए तापमान सीमा जो प्रदर्शन में गिरावट का कारण नहीं बनेगी।
- पिन सोल्डरिंग तापमान:260°C, 5 सेकंड के लिए, मापन बिंदु पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी की दूरी पर। यह वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग प्रक्रिया के लिए थर्मल प्रोफाइल सहनशीलता को परिभाषित करता है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
ये पैरामीटर मानक परिवेश तापमान 25°C पर मापे गए हैं, जो निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।
- विकिरण तीव्रता (IE):35 mW/sr (न्यूनतम)। फॉरवर्ड करंट (IF) 50mA पर मापा गया। विकिरण तीव्रता प्रति इकाई ठोस कोण (स्टेरेडियन) उत्सर्जित प्रकाश शक्ति का वर्णन करती है, जो किसी विशिष्ट दिशा में प्रकाश स्रोत की चमक को दर्शाती है।
- चरम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):880 nm (विशिष्ट)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर प्रकाश आउटपुट शक्ति अधिकतम होती है। 880nm निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम से संबंधित है, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य है लेकिन सिलिकॉन फोटोडायोड और कई सेंसर द्वारा पता लगाया जा सकता है।
- स्पेक्ट्रल रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ):50 nm (अधिकतम)। इस पैरामीटर को पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) के रूप में भी जाना जाता है, जो उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय बैंडविड्थ को दर्शाता है। 50nm का मान इंगित करता है कि यह एक एकवर्णी प्रकाश स्रोत नहीं है, बल्कि 880nm पर केंद्रित तरंग दैर्ध्य की एक श्रृंखला पर प्रकाश उत्सर्जित करता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):1.5V (न्यूनतम), 1.75V (सामान्य), 2.1V (अधिकतम)। 350mA की उच्च पल्स धारा (100pps, 10µs पल्स) पर मापा गया। यह फॉरवर्ड बायस चालू होने पर डायोड के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने और बिजली की खपत की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR):100 µA (अधिकतम)। 5V रिवर्स बायस लगाने पर लीकेज करंट। इस मान का कम होना अपेक्षित है।
- राइज/फॉल टाइम (Tr/Tf):40 nS (अधिकतम)। यह डिवाइस की स्विचिंग गति को परिभाषित करता है, जिसे ऑप्टिकल आउटपुट के अपने अंतिम मान के 10% से 90% (राइज) और इसके विपरीत (फॉल) तक संक्रमण के लिए आवश्यक समय के रूप में मापा जाता है। 40ns का विनिर्देश उच्च-गति मॉड्यूलेशन और पल्स अनुप्रयोगों के लिए इसकी उपयुक्तता की पुष्टि करता है।
- दृष्टिकोण (2θ)1/2):16 डिग्री (विशिष्ट मान)। यह वह पूर्ण कोण है जब विकिरण की तीव्रता अपने अधिकतम मान (अक्षीय) के आधे तक कम हो जाती है। 16° का दृष्टिकोण इंगित करता है कि प्रकाश पुंज अपेक्षाकृत संकीर्ण है, जो दिशात्मक प्रकाश व्यवस्था या किसी विशिष्ट पथ पर संवेदन के लिए उपयुक्त है।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में विशिष्ट विशेषता वक्रों का उल्लेख किया गया है, जो विस्तृत डिज़ाइन विश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण हैं। हालांकि विशिष्ट आरेख प्रदान किए गए पाठ में पुन: प्रस्तुत नहीं किए गए हैं, लेकिन उनकी विशिष्ट सामग्री और महत्व नीचे समझाया गया है।
3.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध वक्र (I-V कर्व)
यह ग्राफ डायोड से प्रवाहित धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। यह संबंध अरेखीय है, जो एक चालू/दहलीज वोल्टेज (GaAs अवरक्त LED के लिए लगभग 1.2-1.4V) प्रदर्शित करता है, जिसके बाद वोल्टेज में मामूली वृद्धि पर धारा तेजी से बढ़ती है। डिजाइनर इस वक्र का उपयोग उपयुक्त धारा-सीमित प्रतिरोध चुनने या नियत धारा ड्राइवर डिजाइन करने के लिए करते हैं।
3.2 विकिरण तीव्रता और फॉरवर्ड करंट संबंध
यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे प्रकाश आउटपुट शक्ति ड्राइव धारा बढ़ने के साथ बदलती है। यह आमतौर पर एक विस्तृत श्रेणी में रैखिक संबंध दिखाती है, लेकिन अत्यधिक उच्च धारा पर तापीय प्रभावों और आंतरिक दक्षता में गिरावट के कारण संतृप्त हो सकती है। रेखा की ढलान डिवाइस की बाह्य क्वांटम दक्षता से संबंधित है।
3.3 विकिरण तीव्रता और परिवेश तापमान के बीच संबंध
यह वक्र प्रकाश आउटपुट की तापमान पर निर्भरता को दर्शाता है। एलईडी के लिए, विकिरण तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। यह डीरेटिंग फैक्टर एक सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए पूरे तापमान रेंज (-40°C से +85°C) में संचालित होने वाले सिस्टम को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
3.4 स्पेक्ट्रम वितरण
तरंगदैर्ध्य के साथ सापेक्ष प्रकाश शक्ति में परिवर्तन दर्शाने वाला आरेख। यह विशिष्ट 880nm पर शिखर पर होगा और 50nm पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम विनिर्देश द्वारा परिभाषित चौड़ाई रखेगा। उत्सर्जक को प्रयुक्त संसूचक की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता से मिलाने के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है।
4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
4.1 पैकेज आयाम
यह डिवाइस मैकेनिकल स्थिरता प्रदान करने के लिए एक फ्लैंज के साथ मानक LED पैकेजिंग प्रारूप में निर्मित है, और संभवतः ताप अपव्यय के लिए भी उपयोग किया जा सकता है। डेटाशीट में महत्वपूर्ण आयाम विवरण शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, कोष्ठकों में इंच में दिए गए हैं।
- जब तक किसी विशिष्ट विशेषता के लिए अलग से निर्दिष्ट न किया गया हो, अन्यथा ±0.25mm (±0.010") का सामान्य सहनशीलता लागू होता है।
- फ्लैंज के नीचे रेजिन अधिकतम 1.5mm (0.059") तक उभरा हुआ हो सकता है।
- पिन पिच को उस स्थान पर मापा जाता है जहां पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है, जो पीसीबी पैड डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
विस्तृत आयामी चित्र बॉडी की लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन व्यास और पिच के सटीक मान प्रदान करेगा।
4.2 ध्रुवीयता पहचान
इन्फ्रारेड LED एक ध्रुवीय घटक है। आमतौर पर पैकेज पर एक फ्लैट साइड या नॉच होता है जो कैथोड (नकारात्मक) पिन को इंगित करता है। लंबा पिन एनोड (सकारात्मक) का संकेत भी दे सकता है, लेकिन पैकेजिंग मार्किंग अंतिम संदर्भ है। सही ध्रुवीयता उचित कार्य के लिए महत्वपूर्ण है।
5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
यांत्रिक या थर्मल क्षति को रोकने के लिए वेल्डिंग विनिर्देशों का पालन करना महत्वपूर्ण है।
- वेल्डिंग तापमान:जब तक ऊष्मा प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन बॉडी से कम से कम 1.6mm (0.063") की दूरी पर लगाई जाती है, तब तक पिन 5 सेकंड तक 260°C का सामना कर सकते हैं। यह रेजिन के पिघलने या तापीय प्रतिबल से प्रभावित होने से रोकता है।
- प्रक्रिया सिफारिशें:रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए, 260°C से अधिक न होने वाले पीक तापमान वाला मानक लीड-फ्री तापमान प्रोफाइल उपयुक्त है। कुल तापीय इनपुट को न्यूनतम करने के लिए लिक्विडस तापमान से ऊपर के समय को नियंत्रित किया जाना चाहिए।
- सफाई:यदि सफाई आवश्यक हो, तो नीले पारदर्शी एपॉक्सी रेजिन के साथ संगत प्रक्रिया का उपयोग करें। कठोर सॉल्वेंट्स के उपयोग से बचना चाहिए।
- भंडारण की स्थिति:निर्दिष्ट भंडारण तापमान सीमा (-55°C से +100°C) के भीतर, सूखे, स्थिरवैद्युत-सुरक्षित वातावरण में संग्रहित करें। यदि लागू हो, तो आर्द्रता संवेदनशीलता स्तर (MSL) की जानकारी अलग पैकेजिंग विशिष्टता दस्तावेज़ में पाई जा सकती है।
6. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
स्पेसिफिकेशन शीट का अंतिम पृष्ठ विशेष रूप से पैकेजिंग विवरण के लिए समर्पित होता है। इसमें आम तौर पर शामिल होते हैं:
- पैकेजिंग प्रारूप:डिवाइस स्वचालित असेंबली के लिए टेप और रील पर उपलब्ध हो सकता है, जो सतह माउंट घटकों का मानक रूप है। यहां रील आयाम, कैरियर टेप चौड़ाई, पॉकेट आयाम और अभिविन्यास परिभाषित किए गए हैं।
- प्रति रील मात्रा:प्रति रील मानक मात्रा (उदाहरण के लिए, 1000, 2000, 4000)।
- मॉडल:पार्ट नंबरLTE-7377LM1-TAयह पूर्ण ऑर्डर कोड है। "-TA" जैसे प्रत्यय टेप और रील पैकेजिंग या विशिष्ट ग्रेडिंग विकल्पों को इंगित कर सकते हैं।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- इन्फ्रारेड सेंसिंग:प्रॉक्सिमिटी सेंसर, ऑब्जेक्ट डिटेक्शन, लाइन फॉलोइंग रोबोट और इंटर्रप्टेड-बीम फोटोइलेक्ट्रिक स्विच (उदाहरण के लिए, प्रिंटर में पेपर डिटेक्शन)। संकीर्ण देखने का कोण और उच्च गति फायदेमंद हैं।
- ऑप्टिकल कम्युनिकेशन:शॉर्ट-रेंज डेटा लिंक, रिमोट कंट्रोल ट्रांसमीटर (टीवी आदि के लिए), और औद्योगिक इन्फ्रारेड डेटा ट्रांसमिशन जहां विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। 40ns का राइज/फॉल टाइम मध्यम डेटा दरों का समर्थन करता है।
- मशीन विजन और प्रकाश व्यवस्था:नाइट विजन क्षमता वाले सीसीटीवी कैमरों या विशेष मशीन विजन सिस्टम के लिए अदृश्य प्रकाश व्यवस्था प्रदान करना।
7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- ड्राइवर सर्किट:अनुमत उच्च पल्स करंट (2A) के कारण, लगभग हमेशा समर्पित ड्राइविंग ट्रांजिस्टर (BJT या MOSFET) की आवश्यकता होती है। इतने उच्च करंट पल्स के लिए, एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला पर्याप्त नहीं है और अत्यधिक शक्ति व्यर्थ करेगा।
- करंट सीमा:डीसी या पल्स ऑपरेशन के लिए, पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक होने से रोकने के लिए करंट को सक्रिय रूप से सीमित किया जाना चाहिए। स्थिर प्रकाश आउटपुट के लिए कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करें।
- थर्मल प्रबंधन:हालांकि पैकेज में एक फ्लैंज होता है, लेकिन उच्च करंट (लगभग 100mA) के निरंतर संचालन के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान पर चलते समय, हीट सिंक के रूप में कार्य करने के लिए PCB लेआउट पर विचार किया जाना चाहिए।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:यदि विभिन्न बीम मोड की आवश्यकता हो, तो 16 डिग्री के दृश्य कोण के लिए लेंस या डिफ्यूज़र की आवश्यकता हो सकती है। 880nm तरंगदैर्ध्य के लिए उस रेंज में संवेदनशील डिटेक्टर (जैसे, सिलिकॉन फोटोडायोड, फोटोट्रांजिस्टर) की आवश्यकता होती है।
- इलेक्ट्रिकल प्रोटेक्शन:5V रिवर्स वोल्टेज रेटिंग के बावजूद, वोल्टेज स्पाइक्स को रोकने के लिए एक छोटे श्रृंखला प्रतिरोध या ट्रांजिएंट वोल्टेज सप्रेसर (TVS) के उपयोग की सिफारिश की जाती है, विशेष रूप से औद्योगिक वातावरण में।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
इसकी विशिष्टताओं के अनुसार, यह इन्फ्रारेड एमिटर प्रमुख विशेषताओं के संयोजन के माध्यम से बाजार में अपनी पहचान बनाता है:
- उच्च गति और उच्च शक्ति का संयोजन:40ns का स्विचिंग समय, उच्च विकिरण तीव्रता (न्यूनतम 35 mW/sr) और अत्यधिक उच्च पल्स धारा क्षमता (2A) के संयोजन से, उन अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है जिन्हें चमकीले स्पंदन और तीव्र डेटा दर या सटीक समय-क्रम की आवश्यकता होती है।
- पल्स संचालन के लिए अनुकूलित:पीक पल्स करंट के लिए एक स्पष्ट रेटिंग और पल्स स्थितियों के तहत निर्दिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज इंगित करता है कि यह डिवाइस इस कठोर मोड के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया है, जो केवल डीसी-रेटेड एलईडी की तुलना में बेहतर प्रदर्शन और विश्वसनीयता प्रदान करता है।
- संकीर्ण देखने का कोण:16 डिग्री का बीम कई मानक आईआर एलईडी (जो 30-60 डिग्री हो सकते हैं) की तुलना में संकरा है, जो अधिक दिशात्मक प्रकाश और उच्च अक्षीय तीव्रता प्रदान करता है, जिससे दिशात्मक संवेदन अनुप्रयोगों में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में सुधार होता है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
Q1: क्या मैं इस LED को 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से केवल एक श्रृंखला रोकनेवाला (सीरीज़ रेसिस्टर) का उपयोग करके चला सकता हूँ?
A: कम करंट (जैसे 20-50mA) के छोटे स्पंदों (पल्स) के लिए, श्रृंखला रोकनेवाला गणना की जा सकती है (R = (VCC- VF) / IF). हालाँकि, उच्च-धारा पल्स ऑपरेशन (350mA या 2A) के लिए, जिसके लिए यह उपकरण डिज़ाइन किया गया है, माइक्रोकंट्रोलर पिन पर्याप्त धारा प्रदान नहीं कर सकते। आवश्यक धारा को एक अलग बिजली आपूर्ति से MCU द्वारा नियंत्रित ट्रांजिस्टर स्विच (जैसे MOSFET) का उपयोग करके प्रदान किया जाना चाहिए।
Q2: नीले पैकेज का क्या उपयोग है? क्या यह सिर्फ रंग के लिए है?
A: नीला पारदर्शी एपॉक्सी एक शॉर्ट-वेवलेंथ पास फिल्टर के रूप में कार्य करता है। यह उत्सर्जित 880nm अवरक्त प्रकाश के लिए पारदर्शी है, लेकिन दृश्य प्रकाश को अवरुद्ध या क्षीण करता है। यह डिटेक्टर में परिवेशी दृश्य प्रकाश हस्तक्षेप को कम करने में मदद करता है, जिससे अवरक्त प्रणाली का सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात बेहतर होता है। यह एक दृश्य पहचानकर्ता के रूप में भी कार्य कर सकता है।
Q3: मेरे डिज़ाइन में "रेडिएंट इंटेंसिटी" मान को कैसे समझूं?
A: रेडिएंट इंटेंसिटी (mW/sr) एक दिए गए ठोस कोण में उत्सर्जित प्रकाश शक्ति के माप का सूचक है। अक्ष पर दूरी (d) पर इरडिएंस (प्रति इकाई क्षेत्र शक्ति) का अनुमान लगाने के लिए, सन्निकट सूत्र का उपयोग करें: छोटे कोणों के लिए, E ≈ I / d²।E/ d2, जहाँ यदि d सेंटीमीटर में है, तो E की इकाई mW/cm² होगी। यह निर्धारित करने में सहायता करता है कि आपके डिटेक्टर तक पर्याप्त प्रकाश पहुँच रहा है या नहीं।
Q4: भंडारण तापमान अधिकतम 100°C है, लेकिन सोल्डरिंग तापमान 260°C है। क्या यह विरोधाभासी नहीं है?
A: नहीं, यह विरोधाभासी नहीं है। भंडारण तापमान दीर्घकालिक, गैर-कार्यशील स्थितियों के लिए है, जहाँ पूरा पैकेज उस तापमान पर एकसमान रूप से होता है। सोल्डरिंग रेटिंग अत्यंत अल्पकालिक, स्थानीय तापीय एक्सपोजर (5 सेकंड) के लिए है, जो केवल धातु पिन पर लागू होती है, जो संवेदनशील सेमीकंडक्टर जंक्शन और पैकेज बॉडी से ऊष्मा को दूर ले जाती हैं।
10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी विश्लेषण
परिदृश्य: एक उच्च-गति वाला ऑप्टिकल एनकोडर डिज़ाइन करना।
एक ऑप्टिकल रोटरी एनकोडर को एक प्रकाश स्रोत की आवश्यकता होती है जो एनकोडर डिस्क से होकर फोटोडिटेक्टर सरणी पर पड़ता है। एनकोडर को उच्च घूर्णन गति पर काम करना चाहिए, जिसके लिए सटीक किनारा पहचान प्राप्त करने और धुंधलापन से बचने के लिए प्रकाश स्रोत का तेजी से चालू/बंद होना आवश्यक है।
- घटक चयन का कारण:LTE-7377LM1-TA का चयन इसलिए किया गया क्योंकि इसका 40ns का राइज/फॉल टाइम बहुत तीक्ष्ण प्रकाश स्पंद उत्पन्न करने की अनुमति देता है, जो सिस्टम को उच्च गति से सूक्ष्म स्थिति परिवर्तनों का विश्लेषण करने में सक्षम बनाता है। 16 डिग्री का संकीर्ण दृष्टिकोण प्रकाश को एनकोडिंग डिस्क की संकीर्ण स्लिट के माध्यम से केंद्रित करने में सहायता करता है, जिससे कंट्रास्ट में सुधार होता है।
- सर्किट डिजाइन:एक उच्च-गति MOSFET का उपयोग करने वाला एक स्थिर-धारा चालक परिपथ लागू किया गया है। MOSFET को टाइमर या FPGA आउटपुट द्वारा स्विच नियंत्रण के लिए संचालित किया जाता है। धारा को 100mA (निरंतर अधिकतम) या 350mA जैसे स्पंदन मान पर सेट किया गया है ताकि उच्च तीव्रता के स्पंदन प्राप्त किए जा सकें, जबकि डेटाशीट सीमा के भीतर रहा जा सके। इस धारा पर अग्र वोल्टेज का उपयोग चालक में शक्ति अपव्यय की गणना के लिए किया जाता है।
- लेआउट और तापीय प्रबंधन:PCB पैड पैकेज आरेख के पिन पिच से मेल खाते हैं। निरंतर संचालन के दौरान ताप अपव्यय में सहायता के लिए, एक छोटा ताप अपव्यय पैड जो ग्राउंड प्लेन से जुड़ा है, फ्लैंज के नीचे रखा गया है।
- प्रकाशीय संरेखण:एनकोडर डिस्क के दोनों ओर ट्रांसमीटर और डिटेक्टर संरेखित होते हैं। संकीर्ण बीम यह सुनिश्चित करती है कि डिस्क पर आसन्न ट्रैक्स के बीच क्रॉसटॉक न्यूनतम हो।
11. कार्य सिद्धांत
यह डिवाइस एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन पर आधारित लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है, जो आमतौर पर इन्फ्रारेड प्रकाश उत्पन्न करने के लिए गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) या एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs) जैसी सामग्रियों का उपयोग करता है। जब जंक्शन के ओपनिंग वोल्टेज से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन के पार इंजेक्ट होते हैं। जब ये चार्ज वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। सेमीकंडक्टर सामग्री की विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, जो इस मामले में लगभग 880 नैनोमीटर पर केंद्रित होती है। नीला एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन सेमीकंडक्टर चिप को घेरता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और आउटपुट बीम को आकार देने और छोटी तरंगदैर्ध्य को फ़िल्टर करने के लिए प्राथमिक लेंस के रूप में कार्य करता है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
इन्फ्रारेड एमिटर तकनीक व्यापक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक रुझानों के साथ विकसित हो रही है। बिजली की खपत और ताप उत्पादन को कम करने के लिए दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट अधिक प्रकाश आउटपुट) बढ़ाने की एक निरंतर प्रेरणा रहती है। इससे पोर्टेबल उपकरणों में प्रकाश स्रोत चमकदार होते हैं या बैटरी जीवन लंबा होता है। एक और रुझान सिस्टम डिजाइन को सरल बनाने के लिए एमिटर को ड्राइवर और कंट्रोल लॉजिक के साथ एकीकृत करके स्मार्ट मॉड्यूल बनाना है। इसके अलावा, ऑप्टिकल कम्युनिकेशन (जैसे Li-Fi) में उच्च डेटा दरों और 3D इमेजिंग तथा लिडार अनुप्रयोगों के लिए अधिक सटीक टाइम-ऑफ-फ़्लाइट (ToF) सेंसिंग का समर्थन करने के लिए तेज़ स्विचिंग गति विकसित की जा रही है। लघुकरण का प्रयास भी जारी है, जिसके परिणामस्वरूप प्रदर्शन विशेषताओं को बनाए रखते या सुधारते हुए पैकेज आकार छोटे हो रहे हैं।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. 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 ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर लैंप की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली की लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (Kelvin), jaise 2700K/6500K | Prakash ka rang garam ya thanda, kam maan peela/garam, adhik maan safed/thanda hota hai. | Prakashit mahaul aur upayukt sthaan nirdhaarit karta hai. |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 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 उपयोग किया जाता है। |
| Color Fidelity (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी दें। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | Rang-bhedak LED ke rangon ke saath sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek-rangi LED ke rang-ka (hue) ka nirdhaaran karta hai. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत पैरामीटर
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइवर पावर सप्लाई वोल्टेज Vf से अधिक या बराबर होना चाहिए, एकाधिक LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर निरंतर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे थोड़े समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth(°C/W) | चिप से सोल्डर जॉइंट 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 जाएगा। |
| Electrostatic Discharge Immunity (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति से उतना ही कम प्रभावित होगा। | उत्पादन में स्थिरवैद्युत निरोधी उपाय करने की आवश्यकता है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप 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 से जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक कम होने में लगने वाला समय। | एलईडी के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित उपयोग अवधि के बाद शेष रोशनी का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता का वर्णन करता है। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC गर्मी प्रतिरोधी अच्छा, लागत कम; सिरेमिक हीट डिसिपेशन बेहतर, जीवनकाल लंबा। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप चिप में बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी होती है, जो उच्च पावर के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू एलईडी चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | 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 | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत मिलान की सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग भेद के आधार पर श्रेणीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग एक अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडेशन | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | Constant temperature conditions mein lambe samay tak jalaye jaane par, prakash ke kshay hone ke aankdon ka rekord rakha jaata hai. | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल और थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पादों में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने की पुष्टि करें। | अंतर्राष्ट्रीय बाज़ार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | Energy efficiency and performance certification for lighting products. | Commonly used in government procurement and subsidy programs to enhance market competitiveness. |