LTE-R38381L-S इन्फ्रारेड एमिटर और डिटेक्टर डेटाशीट - 940nm वेवलेंथ - 1A फॉरवर्ड करंट - 1.8W पावर - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक अलग इन्फ्रारेड एमिटर घटक की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह उपकरण उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें उच्च शक्ति, विश्वसनीय इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत की आवश्यकता होती है। यह गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) चिप का उपयोग करता है, जो 940 नैनोमीटर की शिखर तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करता है, जो निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम से संबंधित है और मानव आँखों के लिए अदृश्य है। इस घटक का प्राथमिक कार्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में एक नियंत्रित इन्फ्रारेड उत्सर्जन स्रोत के रूप में कार्य करना है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

यह घटक इन्फ्रारेड अनुप्रयोगों के लिए कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है। इसमें उच्च विकिरण तीव्रता है, जो मजबूत सिग्नल संचरण सक्षम करती है। इसका डिज़ाइन उच्च ड्राइव करंट का समर्थन करता है, जो इसके आउटपुट पावर को बढ़ाने में योगदान देता है। इस उपकरण में लंबी सेवा जीवन और उच्च प्रदर्शन विश्वसनीयता भी है। यह RoHS जैसे पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करता है और एक हरित उत्पाद है। इस इन्फ्रारेड एमिटर के लक्षित अनुप्रयोग क्षेत्र व्यापक हैं, जो मुख्य रूप से रिमोट कंट्रोल सिस्टम के लिए इन्फ्रारेड एमिटर, और प्रॉक्सिमिटी डिटेक्शन, वस्तु संवेदन या डेटा ट्रांसमिशन के लिए PCB-माउंटेड इन्फ्रारेड सेंसर जैसे क्षेत्रों पर केंद्रित हैं।

2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विवेचन

निम्नलिखित अनुभाग इसकी विशिष्टता सीमाओं के अनुसार, उपकरण के प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करते हैं।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर काम करने की स्थिति की गारंटी नहीं दी जा सकती है और विश्वसनीय डिजाइन में इससे बचा जाना चाहिए।

• पावर डिसिपेशन (Pd):1.8 वाट। यह परिवेश के तापमान (TA) 25°C पर डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है। इस मान से अधिक होने पर जंक्शन तापमान में अत्यधिक वृद्धि होगी।
• पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):5 एम्पियर। यह पल्स स्थितियों (प्रति सेकंड 300 पल्स, 10 माइक्रोसेकंड पल्स चौड़ाई) में अनुमत अधिकतम धारा है। यह डीसी रेटिंग से काफी अधिक है और डिवाइस की थर्मल जड़ता का लाभ उठाता है।
• डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):1 एम्पियर। यह डिवाइस द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड धारा है।
• रिवर्स वोल्टेज (VR):5 वोल्ट। इससे अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से सेमीकंडक्टर जंक्शन के ब्रेकडाउन का कारण बन सकता है।
• थर्मल रेजिस्टेंस (RθJ):10 K/W। यह पैरामीटर सेमीकंडक्टर जंक्शन से पर्यावरण में गर्मी के संचालन की दक्षता को दर्शाता है। कम मान का अर्थ है बेहतर हीट डिसिपेशन प्रदर्शन।
• ऑपरेटिंग तापमान रेंज:-40°C से +85°C। यह डिवाइस को इस परिवेश तापमान रेंज के भीतर सामान्य रूप से कार्य करने की गारंटी देता है।
• स्टोरेज तापमान रेंज:-55°C से +100°C।

2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ

ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों (जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, TA=25°C) के तहत मापे गए विशिष्ट और गारंटीकृत प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

• विकिरण तीव्रता (I_E):160 mW/sr (न्यूनतम)। यह पैरामीटर अक्षीय दिशा में प्रति इकाई ठोस कोण (स्टेरेडियन) उत्सर्जित प्रकाश शक्ति को मापता है। यह किसी विशिष्ट दिशा में बीम की तीव्रता को परिभाषित करता है।
• कुल विकिरण फ्लक्स (Φ_e):590 mW (विशिष्ट)। यह डिवाइस द्वारा सभी दिशाओं (4π स्टेरेडियन) में उत्सर्जित कुल प्रकाश शक्ति है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λ_P):940 nm (विशिष्ट)। वह तरंगदैर्ध्य जिस पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति अधिकतम होती है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):50 nm (टिपिकल)। यह वह स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ है जब विकिरण तीव्रता कम से कम उसके शिखर मान की आधी होती है। यह उत्सर्जित प्रकाश के रंग (तरंगदैर्ध्य) की शुद्धता का वर्णन करता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):1.8V (टिपिकल), 2.3V (मैक्सिमम), I_F=1A पर। निर्दिष्ट फॉरवर्ड करंट के संचालन पर डिवाइस के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप।
• रिवर्स करंट (I_R):10 μA (मैक्सिमम), V_R=5V पर। डिवाइस के रिवर्स बायस्ड होने पर बहने वाली अल्प लीकेज करंट।
• राइज/फॉल टाइम (t_r/t_f):30 ns (टिपिकल)। ऑप्टिकल आउटपुट के स्टेप करंट की प्रतिक्रिया में, इसके अंतिम मान के 10% से 90% तक बढ़ने (या 90% से 10% तक गिरने) में लगने वाला समय। यह अधिकतम मॉड्यूलेशन स्पीड निर्धारित करता है।
• व्यूइंग एंगल (2θ_1/2):90 डिग्री (विशिष्ट मान)। वह पूर्ण कोण जिस पर विकिरण तीव्रता केंद्र (0°) मान की आधी हो जाती है। 90° का कोण एक विस्तृत बीम पैटर्न को दर्शाता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कई ग्राफ़ शामिल हैं जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाते हैं। ये वक्र अरेखीयता और तापमान निर्भरता को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

3.1 स्पेक्ट्रम वितरण

ग्राफ़ (चित्र 1) तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष सापेक्ष विकिरण तीव्रता को दर्शाता है। वक्र 940 nm पर केंद्रित है, जिसकी विशिष्ट अर्ध-चौड़ाई 50 nm है। यह पुष्टि करता है कि डिवाइस निकट-अवरक्त क्षेत्र में उत्सर्जित करता है, जो दृश्य प्रकाश को फ़िल्टर करने वाले कई सेंसर और रिमोट कंट्रोल के लिए आदर्श है।

3.2 फॉरवर्ड करंट vs. फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)

I-V कर्व (चित्र 3) एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध दर्शाता है। 1A की रेटेड करंट पर, फॉरवर्ड वोल्टेज का विशिष्ट मान 1.8V है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइवर सर्किट आवश्यक करंट पर यह वोल्टेज प्रदान कर सके।

3.3 तापमान निर्भरता

प्रमुख ग्राफ तापमान के प्रभाव को दर्शाता है:

• फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान (चित्र 2):यह दर्शाता है कि कैसे एक निश्चित पावर डिसिपेशन सीमा के कारण, अधिकतम अनुमत फॉरवर्ड करंट परिवेश तापमान बढ़ने के साथ घटता है।
• सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (चित्र 4):यह दर्शाता है कि कैसे ऑप्टिकल आउटपुट पावर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम होती है। यह प्रदर्शन स्थिरता बनाए रखने का एक महत्वपूर्ण कारक है।
• सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा (चित्र 5):यह ड्राइव करंट और प्रकाश आउटपुट के बीच एक उप-रैखिक संबंध दर्शाता है, विशेष रूप से उच्च धाराओं पर, जहां दक्षता कम हो सकती है और ताप उत्पादन बढ़ सकता है।

3.4 विकिरण पैटर्न

विकिरण आरेख (चित्र 6) एक ध्रुवीय आरेख है जो उत्सर्जित प्रकाश के कोणीय वितरण को दर्शाता है। 90° देखने के कोण की सहज पुष्टि होती है, जो दर्शाती है कि तीव्रता केंद्रीय अक्ष के ±45° पर आधी हो जाती है। उत्सर्जक और संसूचक को संरेखित करने, या यह सुनिश्चित करने के लिए कि संवेदन अनुप्रयोगों में पर्याप्त कवरेज है, यह पैटर्न महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

4.1 आयाम

यह उपकरण एक मानक थ्रू-होल पैकेज में आता है। आयाम चित्र मुख्य आकार, पिन पिच और पिन व्यास निर्दिष्ट करता है। जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जिनकी विशिष्ट सहनशीलता ±0.1 मिमी है। कैथोड को पैकेज पर चिह्नित किया गया है, जो पीसीबी असेंबली के दौरान सही अभिविन्यास के लिए महत्वपूर्ण है।

4.2 अनुशंसित पैड आयाम

चार्ट पीसीबी डिज़ाइन के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) आयाम प्रदान करता है। इन अनुशंसाओं का पालन करने से विश्वसनीय सोल्डर जोड़ सुनिश्चित करने और वेव सोल्डरिंग या रीफ्लो सोल्डरिंग के बाद उचित यांत्रिक स्थिरता प्राप्त करने में मदद मिलती है।

5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

5.1 सोल्डरिंग शर्तें

डेटाशीट दो सोल्डरिंग विधियों के लिए स्पष्ट मार्गदर्शन प्रदान करती है:

• रीफ्लो सोल्डरिंग:सरफेस माउंट असेंबली के लिए अनुशंसित। तापमान प्रोफ़ाइल में प्रीहीट चरण (150-200°C) शामिल होना चाहिए, चरम तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और 260°C से ऊपर का समय अधिकतम 10 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। डिवाइस इस तापमान प्रोफ़ाइल को अधिकतम दो बार सहन कर सकता है।
• हैंड सोल्डरिंग (सोल्डरिंग आयरन):सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और प्रत्येक पिन के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड से कम सीमित होना चाहिए। यह ऑपरेशन केवल एक बार किया जाना चाहिए।

JEDEC मानकों के अनुरूप एक सामान्य लक्ष्य संदर्भ के रूप में रिफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल प्रदान की गई है, यह जोर देते हुए कि JEDEC सीमाओं और सोल्डर पेस्ट निर्माता विनिर्देशों दोनों का पालन करने की आवश्यकता है।

5.2 भंडारण और हैंडलिंग

• भंडारण (सील बैग):डिवाइस को ≤30°C और ≤90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। डिसिकेंट युक्त नमी-रोधी बैग में, शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
• भंडारण (खोला हुआ बैग):खोलने के बाद, परिवेश 30°C / 60% RH से अधिक नहीं होना चाहिए। घटकों को एक सप्ताह के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि मूल पैकेजिंग बैग के बाहर दीर्घकालिक भंडारण की आवश्यकता हो, तो उन्हें डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन ड्रायर में संग्रहित किया जाना चाहिए।
• बेकिंग:यदि डिवाइस एक सप्ताह से अधिक समय तक परिवेशी हवा के संपर्क में रहा है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले कम से कम 20 घंटे के लिए 60°C पर बेक करने की सिफारिश की जाती है।

5.3 सफाई

यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो पैकेज या लेंस सामग्री को नुकसान से बचाने के लिए केवल आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें।

5.4 चालन विधि

एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन नोट इस बात पर जोर देता है कि LED करंट-चालित उपकरण हैं। एक साथ कई LED को ड्राइव करते समय समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक स्वतंत्र करंट-सीमित रोकनेवाला जोड़ना आवश्यक है। यह प्रत्येक उपकरण के फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) में मामूली अंतर की भरपाई करता है, करंट असंतुलन और असंगत प्रकाश या आउटपुट पावर को रोकता है।

6. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी

6.1 टेप एवं रील पैकेजिंग आयाम

विस्तृत यांत्रिक चित्र कैरियर टेप, घटकों को रखने वाले कैविटी और समग्र रील (7 इंच व्यास का उल्लेख) के आयाम निर्दिष्ट करते हैं। परिवहन और स्वचालित असेंबली के दौरान घटकों की सुरक्षा के लिए कैरियर टेप को कवर टेप से सील किया जाता है।

6.2 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

प्रमुख पैकेजिंग विवरण में शामिल हैं:

• रील आकार: 7 इंच।
• मात्रा: प्रति रील 600 टुकड़े।
• गुणवत्ता: कैरियर टेप में लगातार गुम घटकों की अधिकतम संख्या दो है।
• मानक: पैकेजिंग ANSI/EIA 481-1-A-1994 विनिर्देश के अनुरूप है।

7. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

इसके विनिर्देशों के अनुसार, यह इन्फ्रारेड एमिटर इनके लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है:

• इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोलर:टेलीविजन, साउंड सिस्टम और अन्य उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग किया जाता है। 940nm तरंगदैर्ध्य अधिकांश इन्फ्रारेड रिसीवर के लिए मानक है।
• निकटता और वस्तु संवेदन:फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़कर, इसके परावर्तित इन्फ्रारेड प्रकाश के माध्यम से किसी वस्तु की उपस्थिति, अनुपस्थिति या दूरी का पता लगाने के लिए।
• ऑप्टिकल स्विच और एनकोडर:एक गैर-संपर्क स्विच बनाने या घूर्णन/स्थिति मापने के लिए ट्रांसमीटर और डिटेक्टर के बीच प्रकाश किरण को अवरुद्ध करना।
• लघु दूरी डेटा संचारण:IrDA जैसे अनुप्रयोगों या सरल वायरलेस डेटा लिंक के लिए उपयोग किया जाता है, जो मॉड्यूलेशन के लिए इसके तीव्र उदय/पतन समय का लाभ उठाता है।

7.2 डिज़ाइन विचार

• थर्मल प्रबंधन:1.8W की बिजली खपत और 10 K/W के थर्मल प्रतिरोध के साथ, अधिकतम DC धारा पर इस उपकरण को चलाने से काफी ऊष्मा उत्पन्न होती है। निरंतर संचालन के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान पर, पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र (थर्मल पैड) या हीटसिंक की आवश्यकता हो सकती है।
• करंट ड्राइव सर्किट:करंट सेट करने के लिए कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर या श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ वोल्टेज स्रोत का उपयोग करें। सीधे लॉजिक पिन या अनियमित वोल्टेज स्रोत से ड्राइव करने से बचें।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:90° व्यू एंगल पर विचार करें। लंबी दूरी या निर्देशित बीम के लिए, प्रकाश को समानांतर करने के लिए लेंस की आवश्यकता हो सकती है। विस्तृत क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए, मूल कोण पर्याप्त हो सकता है।
• डिटेक्टर के साथ युग्मन:सुनिश्चित करें कि चयनित फोटोडिटेक्टर (PIN फोटोडायोड, फोटोट्रांजिस्टर) 940nm क्षेत्र के प्रति संवेदनशील है। डेलाइट ब्लॉकिंग फिल्टर वाले डिटेक्टर का उपयोग करने से परिवेशी प्रकाश की स्थिति में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में सुधार होगा।

8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण

हालांकि प्रत्यक्ष तुलना के लिए विशिष्ट प्रतिस्पर्धी डेटा की आवश्यकता होती है, लेकिन इसके स्वयं के डेटाशीट के अनुसार, इस उपकरण की प्रमुख विभेदक विशेषताओं में शामिल हैं:

• उच्च शक्ति क्षमता:1A DC फॉरवर्ड करंट और 5A पल्स करंट रेटिंग इंगित करती है कि इसकी चिप और पैकेजिंग डिज़ाइन मजबूत है, जो उच्च आउटपुट प्राप्त करने में सक्षम है।
• विस्तृत दृष्टि कोण:90° का कोण एक व्यापक कवरेज प्रदान करता है, जो उन सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां सख्त संरेखण की आवश्यकता नहीं है या क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता है।
• तीव्र स्विचिंग गति:विशिष्ट 30ns राइज/फॉल टाइम उच्च-आवृत्ति मॉड्यूलेशन की अनुमति देता है, जो धीमी गति वाले उपकरणों की तुलना में संचार अनुप्रयोगों में तेज़ डेटा ट्रांसफर दर सक्षम करता है।
• परिपक्व विश्वसनीयता:JEDEC मानकों और विस्तृत सोल्डरिंग/नमी संवेदनशीलता दिशानिर्देशों का संदर्भ दर्शाता है कि यह घटक मजबूत विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है।

9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

9.1 क्या मैं इस LED को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?

नहीं, ऐसा करने की अनुशंसा नहीं की जाती है और इससे LED या माइक्रोकंट्रोलर क्षतिग्रस्त हो सकता है।इस LED का 1A करंट पर विशिष्ट वोल्टेज ड्रॉप 1.8V है। माइक्रोकंट्रोलर पिन 1A करंट प्रदान नहीं कर सकता, और बिना करंट सीमा के सीधे 5V से जोड़ने पर विनाशकारी उच्च करंट लेने का प्रयास होगा। आपको वांछित मान तक करंट को सीमित करने के लिए एक ड्राइवर सर्किट (ट्रांजिस्टर/MOSFET) श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ उपयोग करना चाहिए।

9.2 उच्च तापमान पर आउटपुट कम क्यों हो जाता है?

अर्धचालक सामग्री द्वारा विद्युत धारा को प्रकाश (आंतरिक क्वांटम दक्षता) में परिवर्तित करने की दक्षता जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटती है। यह एक मौलिक भौतिक गुण है। चित्र 4 में दिया गया ग्राफ इस कमी को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है, जिसे व्यापक तापमान सीमा में काम करने वाले डिज़ाइनों में सुसंगत प्रकाशीय प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए ध्यान में रखा जाना चाहिए।

9.3 विकिरण तीव्रता और कुल विकिरण प्रवाह में क्या अंतर है?

विकिरण तीव्रता (mW/sr)एकदिशात्मकतामाप: एक विशिष्ट ठोस कोण (आमतौर पर केंद्रीय अक्ष के साथ) में उत्सर्जित शक्ति। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां डिटेक्टर एक विशिष्ट स्थान पर रखा जाता है।कुल विकिरण फ्लक्स (mW)是总सभी दिशाओं (संपूर्ण गोले) में उत्सर्जित समाकलित शक्ति। यह उत्सर्जक की कुल "चमक" का प्रतिनिधित्व करता है, दिशा पर विचार किए बिना। यदि प्रकाश बहुत व्यापक रूप से फैला हुआ है, तो एक उपकरण में उच्च कुल फ्लक्स लेकिन कम अक्षीय तीव्रता हो सकती है।

9.4 पैकेज खोलने के बाद 1 सप्ताह की उपयोग अवधि कितनी महत्वपूर्ण है?

यह विश्वसनीय सोल्डरिंग के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। प्लास्टिक पैकेजिंग हवा से नमी अवशोषित कर लेती है। उच्च तापमान रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से वाष्पित हो जाती है, जिससे आंतरिक डिलैमिनेशन, दरार या "पॉपकॉर्न" प्रभाव होता है, जिससे घटक क्षतिग्रस्त हो जाता है। 1 सप्ताह की सीमा और बेकिंग आवश्यकता पैकेज की नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) पर आधारित है, ताकि इन विफलताओं को रोका जा सके।

10. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग केस

मामला: बहु-उत्सर्जक वस्तु पहचान बाधा डिजाइन करना
एक प्रणाली को 50 सेमी चौड़ी मार्ग से गुजरने वाली वस्तुओं का पता लगाने के लिए एक अवरक्त प्रकाश पर्दे की आवश्यकता है। पांच उत्सर्जक-संसूचक जोड़े का उपयोग किया जाएगा।

1. ड्राइवर सर्किट:प्रत्येक एमिटर को एक समर्पित एन-चैनल MOSFET द्वारा संचालित किया जाएगा, जिसे इन्फ्रारेड प्रकाश (उदाहरण के लिए, 38kHz पर) को मॉड्यूलेट करने के लिए साझा माइक्रोकंट्रोलर PWM सिग्नल द्वारा नियंत्रित किया जाएगा। प्रत्येक LED शाखा के लिए एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना की जाएगी: R = (V_{पावर सप्लाई}- V_{F_LED}) / I_F। मान लें कि पावर सप्लाई 5V है, V_F=1.8V, और I_F=500mA (विश्वसनीयता के लिए डीरेटेड), R = (5 - 1.8) / 0.5 = 6.4Ω (मानक मान 6.2Ω का उपयोग करें)। रेसिस्टर की पावर रेटिंग कम से कम I²R = (0.5)²*6.2 ≈ 1.55W, इसलिए 2W या 3W के रेसिस्टर की आवश्यकता है।
2. थर्मल प्रबंधन:प्रत्येक LED की बिजली खपत P = V_F* I_F= 1.8V * 0.5A = 0.9W। PCB में LED के कैथोड और एनोड पैड से जुड़े बड़े कॉपर एरिया होने चाहिए, जो हीट सिंक के रूप में कार्य करके जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा में रखें।
3. ऑप्टिकल अलाइनमेंट:90° व्यू एंगल गैप के विपरीत तरफ संबंधित डिटेक्टर के साथ अलाइनमेंट को सरल बनाता है। बीम को अत्यधिक सीमित किए बिना परिवेशी प्रकाश व्यवधान को सीमित करने के लिए एमिटर और डिटेक्टर के चारों ओर छोटे ट्यूबलर लाइट शील्ड रखे जा सकते हैं।
4. मॉड्यूलेशन:एमिटर को चलाने के लिए 38kHz स्क्वायर वेव का उपयोग करें, जो डिटेक्टर को समान आवृत्ति पर ट्यून करने की अनुमति देता है, जिससे निरंतर परिवेशी अवरक्त प्रकाश (जैसे सूर्य के प्रकाश या लैंप से) को प्रभावी ढंग से फ़िल्टर किया जाता है और इस प्रकार पहचान विश्वसनीयता में काफी वृद्धि होती है।

11. कार्य सिद्धांत परिचय

यह उपकरण इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में कार्य करने वाला एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है। इसका मूलभूत भाग गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) से निर्मित एक सेमीकंडक्टर चिप है। जब चिप के P-N जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो N-टाइप सामग्री से इलेक्ट्रॉन और P-टाइप सामग्री से होल्स पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया ऊर्जा मुक्त करती है। मानक सिलिकॉन डायोड में, यह ऊर्जा मुख्य रूप से ऊष्मा के रूप में मुक्त होती है। जबकि GaAs जैसी सामग्रियों में, इस ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा फोटॉन (प्रकाश कण) के रूप में उत्सर्जित होता है। GaAs सामग्री की विशिष्ट ऊर्जा बैंड गैप इन फोटॉनों की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है, इस उदाहरण में यह लगभग 940 nm पर केंद्रित है, जो इसे निकट इन्फ्रारेड क्षेत्र में रखता है। उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता पुनर्संयोजन दर के समानुपाती होती है, और पुनर्संयोजन दर डायोड से प्रवाहित होने वाली फॉरवर्ड धारा द्वारा नियंत्रित होती है।

12. तकनीकी रुझान (वस्तुनिष्ठ दृष्टिकोण)

इन्फ्रारेड एमिटर का क्षेत्र व्यापक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स रुझानों के साथ विकसित हो रहा है। उच्च शक्ति घनत्व और दक्षता की ओर एक निरंतर प्रेरणा बनी रहती है, जिससे छोटे पैकेजिंग या कम बिजली की खपत के साथ चमकदार आउटपुट प्राप्त करना संभव होता है। इससे सेंसर डिज़ाइन अधिक कॉम्पैक्ट और पोर्टेबल उपकरणों की बैटरी लाइफ लंबी होती है। एकीकरण एक और प्रमुख रुझान है, जहाँ घटकों को एमिटर, ड्राइवर सर्किट, और कभी-कभी बुनियादी डिटेक्टर या मॉनिटरिंग फोटोडायोड को एकल मॉड्यूल या IC पैकेज में संयोजित किया जाता है, जिससे सिस्टम डिज़ाइन सरल हो जाता है। इसके अलावा, सामग्री में प्रगति, जैसे कि अधिक कुशल एपिटैक्सियल संरचनाओं का विकास या नए सेमीकंडक्टर यौगिकों का उपयोग, प्रदर्शन पैरामीटरों जैसे इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता (प्रति इकाई विद्युत इनपुट प्रकाश आउटपुट) और तापमान स्थिरता में सुधार करने के उद्देश्य से की जाती है। उच्च मॉड्यूलेशन गति का समर्थन करने वाले उपकरणों की मांग भी बनी रहती है, जो तेज़ डेटा संचार और लिडार (लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग) सिस्टम अनुप्रयोगों द्वारा प्रेरित है। ये रुझान सिस्टम डिजाइनरों के लिए प्रदर्शन, विश्वसनीयता और उपयोग में आसानी बढ़ाने पर केंद्रित हैं।