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 स्पेक्ट्रम वितरण
- 3.2 फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान संबंध
- 3.3 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच संबंध
- 3.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता, फॉरवर्ड करंट और तापमान के बीच संबंध
- 3.5 विकिरण पैटर्न
- 4. Mechanical and Packaging Information
- 4.1 Outline Dimensions
- 4.2 अनुशंसित पैड आयाम
- 4.3 ध्रुवीयता पहचान
- 5. वेल्डिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
- 5.1 भंडारण की शर्तें
- 5.2 रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
- 5.3 हैंड सोल्डरिंग
- 5.4 क्लीनिंग
- 6. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 6.1 टेपिंग एवं रील विनिर्देश
- 6.2 पार्ट नंबर
- 7. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 7.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 7.3 अनुप्रयोग सीमाएँ
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक डिस्क्रीट इन्फ्रारेड (IR) डिवाइस के विनिर्देशों का विस्तृत वर्णन करता है, जिसे विश्वसनीय प्रकाश स्रोत और संवेदन क्षमता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डिवाइस एक इन्फ्रारेड एमिटर और डिटेक्टर को एकीकृत करता है, जिसकी चरम तरंगदैर्ध्य 850 नैनोमीटर है, और यह उच्च आउटपुट और स्थिर संचालन की मांग वाले उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है।
इस डिवाइस का मुख्य लाभ एक उच्च-शक्ति इन्फ्रारेड एमिटर और एक संगत डिटेक्टर को एक ही पैकेज में एकीकृत करना है। यह एकीकरण रिफ्लेक्टिव या प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग अनुप्रयोगों के डिज़ाइन को सरल बनाता है। एमिटर में उच्च विकिरण तीव्रता और व्यापक दृश्य कोण है, जबकि डिटेक्टर सिग्नल प्राप्ति के लिए आवश्यक संवेदनशीलता प्रदान करता है। यह उत्पाद पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करता है और RoHS और ग्रीन प्रोडक्ट श्रेणी में आता है।
लक्षित बाजारों में रिमोट कंट्रोल सिस्टम, लघु दूरी वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन, सुरक्षा अलार्म सिस्टम, और विभिन्न औद्योगिक या उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स सेंसिंग अनुप्रयोग शामिल हैं जो इन्फ्रारेड तकनीक के उपयोग को प्राथमिकता देते हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है, और दीर्घकालिक विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए ऐसे संचालन से बचना चाहिए।
- शक्ति अपव्यय (Pd):3.6 वाट। यह परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर डिवाइस द्वारा अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम ऊष्मा है। इस मान से अधिक होने पर जंक्शन तापमान में अत्यधिक वृद्धि होगी।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):5 एम्पीयर। यह पल्स स्थितियों (प्रति सेकंड 300 पल्स, 10μs पल्स चौड़ाई) के तहत अनुमत अधिकतम धारा है। यह डीसी रेटेड मान से काफी अधिक है, और डिवाइस की क्षणिक तापीय क्षमता का लाभ उठाता है।
- Direct Forward Current (IF):1 Ampere. The maximum continuous forward current that the emitter can withstand.
- Reverse Voltage (VR):5 Volts. Applying a reverse voltage higher than this value may cause semiconductor junction breakdown.
- Thermal Resistance (RθJ):9 K/W। यह पैरामीटर अर्धचालक जंक्शन से पर्यावरण में ऊष्मा संचालन की दक्षता को दर्शाता है। संख्या जितनी कम होगी, ताप अपव्यय प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा।
- कार्य तापमान सीमा:-40°C से +85°C। डिवाइस को इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर सामान्य रूप से कार्य करने के लिए निर्दिष्ट किया गया है।
- भंडारण तापमान सीमा:-55°C से +100°C।
- इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:पैकेज 260°C तक की अधिकतम रिफ्लो पीक तापमान को 10 सेकंड तक की अधिकतम अवधि के लिए सहन कर सकता है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत मापे गए हैं और डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता का प्रतिनिधित्व करते हैं।
- विकिरण तीव्रता (IE):630 mW/sr (विशिष्ट), IF=1A की स्थिति में। यह पैरामीटर केंद्रीय अक्ष के साथ प्रति इकाई ठोस कोण उत्सर्जित प्रकाश शक्ति को मापता है, जो प्रकाश स्रोत की चमक को दर्शाता है।
- कुल विकिरण प्रवाह (Φe):1340 mW (typical), at IF=1A condition. This is the total optical power emitted in all directions.
- Peak emission wavelength (λP):850 nm (typical). The wavelength at which the optical output power reaches its maximum.
- Spectral line half-width (Δλ):50 nm (टिपिकल)। अधिकतम तीव्रता के आधे पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई, जो स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाती है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):3.1 V (टिपिकल), IF=1A पर, रेंज 2.5V से 3.6V। निर्दिष्ट करंट प्रवाहित होने पर डिवाइस पर वोल्टेज ड्रॉप।
- रिवर्स करंट (IR):10 μA (अधिकतम), VR=5V पर। डिवाइस रिवर्स बायस्ड होने पर कम लीकेज करंट।
- राइज/फॉल टाइम (tr/tf):30 ns (typical). The time required for the light output to rise from 10% to 90% (or fall from 90% to 10%) of its maximum value. This determines the maximum modulation speed.
- Viewing Angle (2θ1/2):90 degrees (typical). The full angle at which the radiation intensity is half of its value at the center (0°). A wide viewing angle is beneficial for broad coverage applications.
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में कई महत्वपूर्ण विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं, जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
3.1 स्पेक्ट्रम वितरण
वर्णक्रमीय वितरण वक्र तरंगदैर्ध्य के साथ सापेक्ष विकिरण तीव्रता में परिवर्तन को दर्शाता है। इस उपकरण के लिए, शिखर केंद्र 850nm पर स्थित है, और विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई 50nm है। यह विशेषता युग्मित डिटेक्टर की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता से मेल खाने या सिस्टम में ऑप्टिकल फ़िल्टर के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
3.2 फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान संबंध
यह डिरेटिंग कर्व दर्शाता है कि अधिकतम अनुमेय डीसी फॉरवर्ड करंट परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ कैसे कम होता है। अधिकतम जंक्शन तापमान को पार करने से रोकने के लिए, उच्च तापमान वाले वातावरण में काम करते समय ड्राइव करंट को कम करना आवश्यक है। कर्व आमतौर पर 25°C पर रेटेड करंट से लेकर अधिकतम जंक्शन तापमान पर शून्य करंट तक रैखिक गिरावट दिखाता है।
3.3 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच संबंध
I-V कर्व फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच घातांकीय संबंध दिखाता है। 1A करंट पर एक विशिष्ट VF3.1V का मान, ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन और बिजली की खपत (Pd= VF* IF) की गणना के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
3.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता, फॉरवर्ड करंट और तापमान के बीच संबंध
ये वक्र दर्शाते हैं कि प्रकाश आउटपुट शक्ति ड्राइव करंट और परिवेश के तापमान के साथ कैसे बदलती है। आउटपुट आमतौर पर एक बिंदु तक करंट के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है, लेकिन अत्यधिक उच्च धारा पर, ताप उत्पन्न होने के कारण दक्षता में गिरावट आ सकती है। आउटपुट तापमान बढ़ने के साथ भी कम हो जाता है, जो आंतरिक क्वांटम दक्षता में कमी के कारण होता है।
3.5 विकिरण पैटर्न
पोलर रेडिएशन पैटर्न दृश्य कोण का सहज प्रतिनिधित्व करता है। यह ग्राफ 90 डिग्री के अर्ध-कोण की पुष्टि करता है, विभिन्न ऑफ-एक्सिस कोणों पर सापेक्ष तीव्रता दर्शाता है। यह ऑप्टिकल सिस्टम डिजाइन करने और सिस्टम के भीतर एमिटर और डिटेक्टर को संरेखित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
4. Mechanical and Packaging Information
4.1 Outline Dimensions
यह उपकरण सतह माउंट पैकेज में आता है। आउटलाइन ड्राइंग सभी महत्वपूर्ण भौतिक आयामों को निर्दिष्ट करती है, जिसमें लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच और ऑप्टिकल विंडो का स्थान शामिल है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता आमतौर पर ±0.1mm होती है। PCB पैड लेआउट डिजाइन करते समय इस चित्र का संदर्भ अवश्य लें।
4.2 अनुशंसित पैड आयाम
अनुशंसित PCB पैड लेआउट (पैकेज) प्रदान किया गया है। इसमें पैड आकार, आकार और अंतर शामिल हैं, ताकि रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनें और पर्याप्त यांत्रिक शक्ति प्रदान हो। इन सिफारिशों का पालन करने से टॉम्बस्टोनिंग और खराब सोल्डरिंग को रोकने में मदद मिलती है।
4.3 ध्रुवीयता पहचान
कैथोड को पैकेज आरेख में स्पष्ट रूप से चिह्नित किया गया है। घटक को क्षति से बचाने के लिए असेंबली के दौरान सही पोलैरिटी पर ध्यान देना आवश्यक है। प्रदान की गई टेप और रील पैकेजिंग स्वचालित प्लेसमेंट के दौरान सुसंगत अभिविन्यास भी बनाए रखती है।
5. वेल्डिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
5.1 भंडारण की शर्तें
यह उपकरण नमी के प्रति संवेदनशील है। अनओपन्ड पैकेजिंग को ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए, और एक वर्ष के भीतर उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। एक बार मॉइस्चर बैरियर बैग खुल जाने पर, घटकों को ≤30°C और ≤60% सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। यदि परिवेशी वायु में एक सप्ताह से अधिक समय तक उजागर किया गया है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक करने की आवश्यकता होती है।
5.2 रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
JEDEC मानकों के अनुरूप रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। मुख्य पैरामीटर्स में शामिल हैं:
- प्रीहीट:150–200°C, अधिकतम 120 सेकंड, ताकि सर्किट बोर्ड को धीरे-धीरे गर्म किया जा सके और फ्लक्स सक्रिय हो सके।
- पीक तापमान:अधिकतम 260°C। 260°C से अधिक का समय न्यूनतम रखा जाना चाहिए।
- शिखर समय:अधिकतम 10 सेकंड। डिवाइस इस तापमान प्रोफ़ाइल को अधिकतम दो बार सहन कर सकता है।
वास्तविक PCB डिज़ाइन, सोल्डर पेस्ट और उपयोग किए गए रीफ्लो ओवन के अनुसार विशिष्ट तापमान प्रोफ़ाइल को अभिलक्षणित किया जाना चाहिए।
5.3 हैंड सोल्डरिंग
यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रत्येक सोल्डर जोड़ के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। यह ऑपरेशन केवल एक बार किया जा सकता है।
5.4 क्लीनिंग
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें। उत्तेजक या संक्षारक रासायनिक क्लीनर के उपयोग से बचना चाहिए।
6. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
6.1 टेपिंग एवं रील विनिर्देश
घटक एम्बॉस्ड कैरियर टेप पर आपूर्ति किए जाते हैं, जो 7-इंच रील पर लपेटे जाते हैं। प्रत्येक रील में 600 घटक होते हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक के अनुरूप है। घटकों की सुरक्षा के लिए कैरियर टेप पर कवर टेप लगा होता है। विनिर्देश एक रील में लगातार अधिकतम दो घटकों के गायब होने की अनुमति देते हैं।
6.2 पार्ट नंबर
बेस पार्ट नंबर LTE-R38386AS-S है। ऑर्डर करते और पहचानते समय इस नंबर का उपयोग करें।
7. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
7.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
यह उपकरण सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है। ट्रांसमीटर चलाने के लिए, यह एक करंट ड्राइव उपकरण है।सर्किट मॉडल (A) का उपयोग करने की दृढ़ता से अनुशंसा करें:जब कई डिवाइस समानांतर में जुड़े हों, तो प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर जोड़ा जाना चाहिए। यह विभिन्न LED के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के प्राकृतिक अंतर की क्षतिपूर्ति करके चमक की एकरूपता सुनिश्चित करता है।सर्किट मॉडल (B) के उपयोग की अनुशंसा नहीं की जाती:यानी, बिना अलग-अलग रोकनेवाला के एलईडी को सीधे समानांतर में जोड़ना, क्योंकि इससे महत्वपूर्ण चमदी असंतुलन हो सकता है, और सबसे कम फॉरवर्ड वोल्टेज (VF.
) वाला एलईडी अत्यधिक धारा खींच सकता है।
- 7.2 डिज़ाइन विचारथर्मल प्रबंधन:
- 3.6W तक की उच्च बिजली खपत के कारण, PCB पर सही थर्मल डिजाइन महत्वपूर्ण है। जंक्शन से गर्मी को दूर ले जाने के लिए डिवाइस पिन से जुड़े पर्याप्त तांबे की पन्नी क्षेत्र (हीट सिंक पैड) का उपयोग करें।ड्राइव करंट चयन:
- आवश्यक विकिरण तीव्रता और एप्लिकेशन की अधिकतम परिवेश तापमान पर थर्मल डिरेटिंग के आधार पर ऑपरेटिंग करंट चुनें। 1A के पूर्ण अधिकतम डीसी करंट को पार न करें।ऑप्टिकल अलाइनमेंट:
- रिफ्लेक्टिव सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए जहां एमिटर और डिटेक्टर दोनों का उपयोग किया जाता है, डिटेक्टर के फील्ड ऑफ व्यू को एमिटर के इल्युमिनेशन क्षेत्र के साथ संरेखित करने के लिए सावधानीपूर्वक यांत्रिक डिजाइन की आवश्यकता होती है।इलेक्ट्रिकल नॉइज:
डिटेक्टर पक्ष के लिए, परिवेशी प्रकाश शोर के संभावित प्रभाव पर विचार करने की आवश्यकता है। डेटाशीट में उल्लेख है कि फोटोडायोड/ट्रांजिस्टर के लिए फिल्टर प्रदान किए जा सकते हैं, लेकिन यह स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट नहीं किया गया है कि इस विशिष्ट डिटेक्टर में फिल्टर शामिल है या नहीं।
7.3 अनुप्रयोग सीमाएँ
यह उपकरण उन स्थितियों में उपयोग के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है जहाँ विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है, जैसे कि विमानन, यातायात नियंत्रण, चिकित्सा या महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रणालियाँ। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए, डिज़ाइन में शामिल करने से पहले निर्माता से परामर्श करने की आवश्यकता है।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- हालांकि यह विशिष्टता पत्रक अन्य पार्ट नंबरों के साथ सीधी तुलना प्रदान नहीं करता है, लेकिन इस उपकरण की प्रमुख विभेदक विशेषताओं का अनुमान लगाया जा सकता है:एकीकृत समाधान:
- ट्रांसमीटर और डिटेक्टर को एकीकृत किया गया है, जो अलग-अलग घटकों की खरीद की तुलना में घटकों की संख्या को कम करता है और ऑप्टिकल संरेखण को सरल बनाता है।उच्च शक्ति:
- 630 mW/sr की विकिरण तीव्रता और 3.6W की बिजली खपत रेटिंग इंगित करती है कि यह एक उच्च आउटपुट डिवाइस है, जो लंबी दूरी या मजबूत सिग्नल की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।उच्च गति:
- 30 ns का राइज/फॉल टाइम उच्च-आवृत्ति मॉड्यूलेशन का समर्थन करता है, जो तेज डेटा ट्रांसमिशन या पल्स ऑपरेशन के लिए उपयुक्त है।चौड़ा दृश्य कोण:
90 डिग्री का अर्ध-कोण व्यापक कवरेज प्रदान करता है, जो प्रॉक्सिमिटी सेंसिंग या कम सटीकता वाले संरेखण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं इस LED को लगातार 1A पर चला सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, लेकिन केवल तभी जब परिवेश का तापमान 25°C या उससे कम हो, और आपने जंक्शन तापमान को सीमा के भीतर रखने के लिए पर्याप्त ताप अपव्यय उपाय किए हों। उच्च परिवेश तापमान पर, प्रदत्त वक्र के अनुसार धारा को डीरेट करना आवश्यक है।
प्रश्न: विकिरण तीव्रता और कुल विकिरण फ्लक्स में क्या अंतर है?
उत्तर: विकिरण तीव्रता (mW/sr) एक विशिष्ट दिशा (आमतौर पर अक्षीय) में प्रति इकाई ठोस कोण शक्ति को मापती है। कुल विकिरण फ्लक्स (mW) सभी दिशाओं में उत्सर्जित प्रकाश शक्ति के योग को मापता है। पूर्व फोकसिंग अनुप्रयोगों से संबंधित है, जबकि बाद वाला कुल प्रकाश उत्पादन से संबंधित है।
प्रश्न: समानांतर में जुड़े प्रत्येक LED के लिए श्रृंखला में एक अवरोधक की आवश्यकता क्यों होती है?Fउत्तर: LED का फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है और निर्माण में भिन्नताएं होती हैं। यदि प्रत्येक का अपना अवरोधक नहीं होता, तो थोड़ा कम फॉरवर्ड वोल्टेज (V
) वाला LED अनुपात से अधिक धारा ग्रहण कर लेगा, जिससे चमक में असमानता और उस उपकरण में थर्मल रनवे हो सकता है।
प्रश्न: "260°C लगातार 10 सेकंड" वेल्डिंग शर्त को कैसे समझें?
उत्तर: इसका अर्थ है कि डिवाइस पैकेज लीड-फ्री रिफ्लो सोल्डरिंग के उच्च तापमान को सहन कर सकता है। आपके रिफ्लो ओवन का तापमान प्रोफाइल ऐसा डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि डिवाइस बॉडी का तापमान 260°C से अधिक न हो, और उस चरम तापमान के आसपास कुछ डिग्री के भीतर का समय 10 सेकंड से कम हो।
10. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
डिज़ाइन केस: ऑटोमैटिक नल निकटता सेंसर
इस एप्लिकेशन में, ट्रांसमीटर और डिटेक्टर को वाटरप्रूफ विंडो के पीछे साइड-बाय-साइड स्थापित किया गया है। ट्रांसमीटर 850nm इन्फ्रारेड बीम का निरंतर उत्सर्जन करता है। जब हाथ नल के नीचे रखा जाता है, तो इन्फ्रारेड प्रकाश हाथ से परावर्तित होकर डिटेक्टर पर वापस आता है। डिटेक्टर आउटपुट की निगरानी करने वाला माइक्रोकंट्रोलर सिग्नल में उल्लेखनीय वृद्धि का पता लगाता है, जिससे वॉटर वाल्व खुलने का ट्रिगर होता है।
1. डिज़ाइन चरण:ड्राइवर सर्किट:
2. सर्किट मॉडल (A) का उपयोग करें। उदाहरण के लिए 500mA पर ट्रांसमीटर करंट सेट करने के लिए एक कॉन्स्टेंट करंट स्रोत या श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ वोल्टेज स्रोत का उपयोग करें, ताकि सीमा से काफी नीचे मजबूत सिग्नल प्रदान किया जा सके।डिटेक्टर इंटरफ़ेस:
3. फोटोडिटेक्टर (इस पैकेज में एक फोटोट्रांजिस्टर हो सकता है) को कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में एक पुल-अप रेसिस्टर के साथ जोड़ा जाएगा। जब इन्फ्रारेड प्रकाश का पता चलता है, तो कलेक्टर वोल्टेज गिर जाता है।PCB लेआउट:
4. अनुशंसित पैड लेआउट का पालन करें। ताप अपव्यय के लिए डिवाइस ग्राउंड पिन से जुड़े तांबे के बड़े क्षेत्र शामिल करें। एनालॉग सेंसिंग ट्रेस को शोरग्रस्त डिजिटल लाइनों से दूर रखें।ऑप्टिकल/मैकेनिकल:
5. आवरण को इस प्रकार डिज़ाइन करें कि ट्रांसमीटर की 90 डिग्री शंक्वाकार बीम और डिटेक्टर का दृष्टि क्षेत्र वांछित संवेदन क्षेत्र (जैसे, नल के सिर से 5-15 सेमी की दूरी पर) में ओवरलैप हो जाए।सॉफ्टवेयर:
परावर्तित सिग्नल को परिवेशी अवरक्त शोर (जैसे, सूर्य के प्रकाश या हीटर से) से अलग करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर में फ़िल्टरिंग लागू करें।
11. कार्य सिद्धांत
यह उपकरण दो मुख्य घटकों से बना है:इन्फ्रारेड एमिटर (IRED):
यह आमतौर पर एक गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) या एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs) सेमीकंडक्टर डायोड होता है। जब फॉरवर्ड बायस्ड होता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। सामग्री संरचना (AlGaAs) को लगभग 850nm तरंगदैर्ध्य वाले फोटॉन उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में आता है और मानव आँखों के लिए अदृश्य है।इन्फ्रारेड डिटेक्टर:
यह सिलिकॉन या अन्य इन्फ्रारेड प्रकाश के प्रति संवेदनशील अर्धचालक सामग्री से बना एक फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर है। जब पर्याप्त ऊर्जा वाले फोटॉन डिटेक्टर के सक्रिय क्षेत्र से टकराते हैं, तो वे इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं। फोटोडायोड में, जब रिवर्स बायस्ड होता है, तो यह प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती एक फोटोकरंट उत्पन्न करता है। फोटोट्रांजिस्टर में, फोटोकरंट बेस करंट के रूप में कार्य करता है, जिससे अधिक कलेक्टर करंट प्रवाहित होता है और इस प्रकार आंतरिक लाभ प्रदान करता है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
इन्फ्रारेड डिवाइस इस उत्पाद श्रेणी से संबंधित कई दिशाओं में निरंतर विकास कर रहे हैं:दक्षता वृद्धि:
निरंतर सामग्री विज्ञान अनुसंधान का लक्ष्य IRED की वॉल-प्लग दक्षता (प्रकाश शक्ति आउटपुट/विद्युत शक्ति इनपुट) में सुधार करना है, जिससे समान प्रकाश आउटपुट पर ताप और बिजली की खपत कम हो।उच्च गति:
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (उदाहरण के लिए, इन्फ्रारेड डेटा एसोसिएशन प्रोटोकॉल) में तेज डेटा ट्रांसफर की मांग ने कम राइज/फॉल टाइम वाले उपकरणों के विकास को प्रेरित किया है, जिससे उच्च बैंडविड्थ संचार संभव हो पाया है।लघुरूपण:
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लघुरूपण के रुझान ने उपकरणों के पैकेज आकार को कम करते हुए भी प्रदर्शन को बनाए रखने या बेहतर बनाने की दिशा में प्रेरित किया है।एकीकरण:
LED विनिर्देश 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 |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (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 जिस पर प्रकाश की 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 देता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल 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 ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्प समय में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक 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 सुरक्षा 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 से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता 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 के 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। |
चतुर्थ, पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकी 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 किया गया है, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा 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। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |