सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशिक विशेषताएँ
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 3.1 स्पेक्ट्रम
- 3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज vs. फॉरवर्ड करंट
- 3.3 सापेक्ष विकिरण शक्ति vs. फॉरवर्ड डीसी करंट
- 3.4 सापेक्ष विकिरण शक्ति vs. पीक करंट
- 3.5 सापेक्ष विकिरण शक्ति बनाम तापमान
- 3.6 दिशात्मकता
- 4. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 पैकेज आयाम
- 4.2 ध्रुवीयता पहचान
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 5.1 लीड फॉर्मिंग
- 5.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया
- 5.3 सफाई
- 5.4 भंडारण
- 6. ड्राइव विधि और सर्किट डिजाइन
- 7. इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज संरक्षण
- 8. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ
- 8.2 पार्ट नंबर संरचना
- 9. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 9.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 9.2 डिज़ाइन विचार
- 10. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
- 11. सामान्य प्रश्न
- 11.1 विकिरण तीव्रता और दीप्ति तीव्रता में क्या अंतर है?
- 11.2 क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
- 11.3 विकिरण तीव्रता में ±15% सहनशीलता क्यों होती है?
- 11.4 क्या रिसीवर को इन्फ्रारेड फिल्टर की आवश्यकता है?
- 12. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 13. कार्य सिद्धांत
- 14. प्रौद्योगिकी रुझान
- LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
- 1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
- 2. विद्युत मापदंड
- 3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
- 4. पैकेजिंग एवं सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण एवं ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण एवं प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन, थ्रू-होल माउंटेड इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह उपकरण विश्वसनीय, उच्च-शक्ति वाले इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसकी विशिष्ट तरंगदैर्ध्य 850 नैनोमीटर है। इसमें वाटर क्लियर लेंस का उपयोग किया गया है और इसे AlGaAs अर्धचालक तकनीक का उपयोग करके निर्मित किया गया है, जो कुशल इन्फ्रारेड उत्सर्जन के लिए आदर्श है। यह उत्पाद RoHS निर्देश का अनुपालन करता है, जो दर्शाता है कि इसमें सीसा जैसे हानिकारक पदार्थ नहीं हैं। इसके मुख्य लाभों में उच्च-गति संचालन, उच्च विकिरण शक्ति आउटपुट और इसकी कम धारा आवश्यकता के कारण मानक एकीकृत सर्किट के साथ संगतता शामिल है। यह विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरण क्षेत्रों में मुद्रित सर्किट बोर्ड या पैनल पर बहुमुखी स्थापना के लिए उपयुक्त है।
2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
डिवाइस की परिचालन सीमाएँ 25°C के परिवेश तापमान पर परिभाषित की गई हैं। इन रेटिंग से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।
- शक्ति अपव्यय:अधिकतम 120 mW।
- शिखर अग्र धारा:पल्स स्थितियों (प्रति सेकंड 300 पल्स, पल्स चौड़ाई 10 μs) में अधिकतम 1 A।
- डीसी फॉरवर्ड करंट:निरंतर संचालन में अधिकतम 60 एमए।
- रिवर्स वोल्टेज:अधिकतम 5 वी। उच्च रिवर्स वोल्टेज लगाने से एलईडी जंक्शन टूट सकता है।
- ऑपरेटिंग तापमान सीमा:-30°C से +85°C।
- भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +100°C।
- पिन सोल्डरिंग तापमान:LED बॉडी से 2.0mm की दूरी पर मापा गया, अधिकतम 260°C, अधिकतम 5 सेकंड।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशिक विशेषताएँ
ये पैरामीटर 25°C परिवेश तापमान पर निर्दिष्ट हैं, जो डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता का प्रतिनिधित्व करते हैं।
- विकिरण तीव्रता:20mA फॉरवर्ड करंट पर चलाए जाने पर, न्यूनतम मान 20.0 mW/sr है। वास्तविक मान ±15% सहनशीलता को ध्यान में रखना चाहिए। विशिष्ट बिनिंग कोड उत्पाद पैकेजिंग बैग पर अंकित है।
- देखने का कोण:विशिष्ट मान 25 डिग्री है, न्यूनतम 18 डिग्री है। यह वह पूर्ण कोण है जब विकिरण तीव्रता अपने अक्षीय शिखर मान की आधी हो जाती है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य:विशिष्ट मान 850 nm है, जो निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रमी सीमा में आता है।
- स्पेक्ट्रमी अर्ध-चौड़ाई:विशिष्ट मान 40 nm है। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रमी बैंडविड्थ को परिभाषित करता है।
- अग्र वोल्टेज:IF = 20mA पर, विशिष्ट मान 1.3V है, अधिकतम मान 1.65V है।
- पश्च धारा:5V रिवर्स वोल्टेज लगाने पर, अधिकतम 10 μA होता है।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में कई विशिष्ट विशेषता वक्र शामिल हैं, जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार की गहन समझ प्रदान करते हैं। ये सर्किट डिज़ाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
3.1 स्पेक्ट्रम
स्पेक्ट्रम वितरण वक्र 850nm पीक वेवलेंथ पर केंद्रित, विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश तीव्रता के वितरण को दर्शाता है। 40nm की हाफ-विड्थ उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई को इंगित करती है।
3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज vs. फॉरवर्ड करंट
यह IV वक्र LED के पार वोल्टेज और उसके माध्यम से बहने वाली धारा के बीच संबंध को दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है, जो डायोड की एक विशिष्ट विशेषता है। डिजाइनर लक्षित ऑपरेटिंग करंट के लिए आवश्यक ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने के लिए इस वक्र का उपयोग करते हैं।
3.3 सापेक्ष विकिरण शक्ति vs. फॉरवर्ड डीसी करंट
यह वक्र दर्शाता है कि DC ड्राइव धारा में वृद्धि के साथ प्रकाश आउटपुट शक्ति कैसे बढ़ती है। यह वांछित चमक प्राप्त करते हुए बिजली की खपत का प्रबंधन करने के लिए उपयुक्त कार्य बिंदु चुनने में सहायक होता है।
3.4 सापेक्ष विकिरण शक्ति vs. पीक करंट
पल्स ऑपरेशन के लिए, यह वक्र पल्स पीक धारा और उत्पन्न विकिरण शक्ति आउटपुट के बीच संबंध प्रदर्शित करता है, जो इन्फ्रारेड डेटा ट्रांसमिशन जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
3.5 सापेक्ष विकिरण शक्ति बनाम तापमान
यह एक महत्वपूर्ण थर्मल प्रदर्शन वक्र है। यह दर्शाता है कि परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ प्रकाश आउटपुट कैसे कम होता है। निर्दिष्ट तापमान सीमा के भीतर सुसंगत प्रदर्शन बनाए रखने वाली प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए इस डीरेटिंग को समझना महत्वपूर्ण है।
3.6 दिशात्मकता
दिशात्मकता या विकिरण पैटर्न वक्र दृश्य कोण का एक दृश्य प्रतिनिधित्व है, जो दर्शाता है कि तीव्रता एलईडी के केंद्रीय अक्ष के चारों ओर स्थानिक रूप से कैसे वितरित होती है।
4. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
4.1 पैकेज आयाम
यह उपकरण एक मानक थ्रू-होल एलईडी पैकेज है। प्रमुख आयाम स्पष्टीकरण में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर में हैं (कोष्ठक में इंच)।
- जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ±0.25mm सहनशीलता लागू होती है।
- फ्लैंज के नीचे राल का अधिकतम प्रोट्रूज़न 1.0mm है।
- पिन पिच को उस स्थान पर मापा जाता है जहां पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है।
डेटाशीट में विशिष्ट आयामी चित्र संदर्भित हैं, जो बॉडी व्यास, पिन लंबाई और पिच का विस्तार से वर्णन करते हैं।
4.2 ध्रुवीयता पहचान
थ्रू-होल एलईडी के लिए, ध्रुवीयता आमतौर पर पिन लंबाई या एलईडी लेंस के किनारे पर एक फ्लैट मार्क द्वारा इंगित की जाती है। डेटाशीट का मैकेनिकल ड्राइंग सटीक पहचान विधि निर्दिष्ट करेगा।
5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और क्षति को रोकने के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।
5.1 लीड फॉर्मिंग
- बेंडिंग एलईडी लेंस के बेस से कम से कम 3 मिमी की दूरी पर की जानी चाहिए।
- बेंडिंग के दौरान लीड फ्रेम के बेस को फुलक्रम के रूप में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
- लीड फॉर्मिंग कमरे के तापमान पर की जानी चाहिए, और在वेल्डिंग प्रक्रिया से पहले पूरा करें।
- PCB डालते समय, LED बॉडी पर अत्यधिक यांत्रिक तनाव से बचने के लिए आवश्यक न्यूनतम क्लैंपिंग बल का उपयोग करें।
5.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया
- लेंस के आधार से सोल्डर पॉइंट तक न्यूनतम दूरी 2 मिमी रखें।
- लेंस को सोल्डर में डुबोने से बचें।
- जब LED वेल्डिंग के कारण उच्च तापमान पर हो, तो पिन पर कोई बाहरी तनाव न डालें।
अनुशंसित वेल्डिंग शर्तें:
- सोल्डरिंग आयरन:अधिकतम तापमान 350°C, अधिकतम 3 सेकंड (केवल एक बार वेल्डिंग के लिए)।
- वेव सोल्डरिंग:
- प्रीहीट: अधिकतम 100°C, अधिकतम 60 सेकंड।
- सोल्डर वेव: अधिकतम 260°C, अधिकतम 5 सेकंड।
महत्वपूर्ण सूचना:अत्यधिक वेल्डिंग तापमान या समय लेंस को विकृत कर सकता है या एलईडी में विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है। इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग不इस प्रकार के थ्रू-होल एलईडी के लिए उपयुक्त है।
5.3 सफाई
यदि सफाई आवश्यक हो, तो आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें।
5.4 भंडारण
इष्टतम शेल्फ लाइफ के लिए:
- भंडारण वातावरण 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं होना चाहिए।
- मूल सुरक्षात्मक पैकेजिंग से निकाले गए LED को तीन महीने के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए।
- यदि मूल पैकेजिंग के बाहर दीर्घकालिक भंडारण की आवश्यकता है, तो कृपया इसे डिसिकेंट के साथ एक सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन-भरे ड्रायर में संग्रहीत करें।
6. ड्राइव विधि और सर्किट डिजाइन
LED एक करंट-ड्रिवेन डिवाइस है। विशेष रूप से कई LED को ड्राइव करते समय, स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए उचित करंट रेगुलेशन महत्वपूर्ण है।
- अनुशंसित सर्किट:与प्रत्येकप्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला जोड़ें। यह पसंदीदा विधि है क्योंकि यह विभिन्न LED के फॉरवर्ड वोल्टेज लक्षणों में मामूली अंतर की भरपाई करती है, जिससे सरणी में सभी उपकरणों की चमक एक समान सुनिश्चित होती है।
- अनुशंसित नहीं सर्किट:एक ही करंट-सीमित रोकनेवाला साझा करके कई LED को सीधे समानांतर में जोड़ने की अनुशंसा नहीं की जाती है। प्रत्येक LED के I-V वक्र में प्राकृतिक भिन्नता के कारण, धारा समान रूप से वितरित नहीं होगी, जिससे कुछ LED दूसरों की तुलना में अधिक चमकीले होंगे।
7. इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज संरक्षण
यह घटक इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशील है। ESD से तत्काल या संभावित क्षति हो सकती है, जो उच्च रिवर्स लीकेज करंट, असामान्य रूप से कम फॉरवर्ड वोल्टेज, या कम करंट पर प्रकाश उत्सर्जन में विफलता के रूप में प्रकट हो सकती है।
सावधानियां:
- एलईडी संभालते समय ऑपरेटरों को कंडक्टिव रिस्ट स्ट्रैप या एंटीस्टैटिक दस्ताने पहनने चाहिए।
- सभी उपकरण, कार्य स्टेशन और मशीनों को उचित रूप से ग्राउंडेड किया जाना चाहिए।
- प्लास्टिक लेंस की सतह पर हैंडलिंग घर्षण से जमा हो सकने वाले स्टैटिक चार्ज को बेअसर करने के लिए आयन जनरेटर का उपयोग करें।
ESD क्षति सत्यापन:संदिग्ध एलईडी की जांच करने के लिए, उसके प्रकाश उत्सर्जन का परीक्षण करें और कम परीक्षण धारा पर फॉरवर्ड वोल्टेज मापें।
8. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
8.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ
उत्पाद एक बहु-परत पैकेजिंग प्रणाली के साथ आपूर्ति किया जाता है:
- मूल इकाई:प्रति एंटीस्टैटिक पैकेजिंग बैग 1000 टुकड़े।
- आंतरिक बॉक्स:6 पैकेजिंग बैग शामिल, कुल 6000 टुकड़े।
- बाहरी कार्टन:8 आंतरिक बॉक्स शामिल, कुल 48000 टुकड़े।
8.2 पार्ट नंबर संरचना
पार्ट नंबर LTL-E7939Q2K निम्नलिखित प्रमुख विशेषताओं को कोड करता है:
- LTL:उत्पाद लाइन पहचानकर्ता।
- E7939:विशिष्ट डिवाइस मॉडल/श्रृंखला।
- Q2K:यह पैकेजिंग बैग पर अंकित ग्रेडिंग कोड के आधार पर विकिरण तीव्रता और/या देखने के कोण की विशिष्ट ग्रेडिंग का संकेत दे सकता है।
9. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
9.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
यह उच्च-शक्ति 850nm इन्फ्रारेड LED विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जिनमें शामिल हैं लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं:
- इन्फ्रारेड प्रकाश व्यवस्था:सुरक्षा कैमरों, नाइट विजन सिस्टम और कम रोशनी की स्थितियों में मशीन विजन के लिए।
- ऑप्टिकल सेंसिंग:प्रॉक्सिमिटी सेंसर, वस्तु पहचान और लाइन फॉलोइंग रोबोट।
- डेटा ट्रांसमिशन:इन्फ्रारेड डेटा लिंक, रिमोट कंट्रोल और ऑप्टिकल एन्कोडर।
- औद्योगिक स्वचालन:पोजीशन सेंसिंग, काउंटिंग और बीम इंटररप्ट सेंसर।
9.2 डिज़ाइन विचार
- थर्मल मैनेजमेंट:हालांकि डिवाइस 120mW बिजली अपव्यय को संभाल सकता है, अधिकतम DC करंट के निकट संचालन से ऊष्मा उत्पन्न होगी। यदि उच्च परिवेश तापमान वाले वातावरण में उपयोग किया जाता है, तो प्रदर्शन में गिरावट को रोकने और सेवा जीवन बढ़ाने के लिए पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र या हीट सिंक उपाय सुनिश्चित करें।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:25 डिग्री का विशिष्ट व्यूइंग एंगल अपेक्षाकृत फोकस्ड बीम प्रदान करता है। व्यापक कवरेज के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स की आवश्यकता हो सकती है। लंबी दूरी के लिए, बीम को कोलिमेट करने के लिए लेंस का उपयोग किया जा सकता है।
- ड्राइव सर्किट:हमेशा कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर या सीरीज़ रेसिस्टर का उपयोग करें। पावर सप्लाई वोल्टेज, LED के विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज और वांछित ऑपरेटिंग करंट के आधार पर रेसिस्टर वैल्यू की गणना करें।
- सर्किट में ESD प्रोटेक्शन:ESD-प्रवण वातावरण में, LED से जुड़े लाइनों पर ट्रांजिएंट वोल्टेज सप्रेशन डायोड या अन्य सुरक्षा घटक जोड़ने पर विचार करें।
10. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
मानक विज़िबल लाइट LED या लो-पावर इन्फ्रारेड LED की तुलना में, इस डिवाइस के स्पष्ट लाभ हैं:
- उच्च विकिरण तीव्रता:न्यूनतम 20 mW/sr की तीव्रता संवेदन और प्रकाश व्यवस्था के लिए एक मजबूत सिग्नल शक्ति प्रदान करती है, जो लंबी परिचालन दूरी या रिसीवर संवेदनशीलता की कम आवश्यकता की अनुमति देती है।
- उच्च गति क्षमता:छोटे स्पंदनों के भीतर 1A पीक करंट को संभालने की क्षमता इसे मॉड्यूलेटेड डेटा ट्रांसमिशन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।
- RoHS अनुपालन:यह आधुनिक लीड-मुक्त विनिर्माण के पर्यावरणीय नियमों को पूरा करता है।
- थ्रू-होल विश्वसनीयता:कुछ सरफेस-माउंट विकल्पों की तुलना में, थ्रू-होल पैकेज मजबूत यांत्रिक कनेक्शन और उत्कृष्ट पीसीबी थर्मल चालकता प्रदान करता है, जो उच्च-शक्ति संचालन के लिए अनुकूल है।
11. सामान्य प्रश्न
11.1 विकिरण तीव्रता और दीप्ति तीव्रता में क्या अंतर है?
विकिरण तीव्रता प्रति इकाई ठोस कोण उत्सर्जित वास्तविक प्रकाश शक्ति को मापती है, जो मानव आँख की संवेदनशीलता से स्वतंत्र है, और इसका उपयोग अवरक्त और पराबैंगनी उपकरणों के लिए किया जाता है। दीप्त तीव्रता मानव आँख के फोटोपिक प्रतिक्रिया फ़ंक्शन के अनुसार भारित होती है, इसे कैंडेला में मापा जाता है, और यह केवल दृश्यमान प्रकाश के लिए प्रासंगिक है। यह अवरक्त LED mW/sr इकाई का सही उपयोग करता है।
11.2 क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
No.माइक्रोकंट्रोलर पिन की धारा आउटपुट/सिंक क्षमता सीमित होती है और ये निरंतर धारा ड्राइव के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं। LED को सीधे जोड़ने से पिन अधिभारित हो सकता है, माइक्रोकंट्रोलर क्षतिग्रस्त हो सकता है, और LED को अनियंत्रित धारा प्रदान की जा सकती है। हमेशा एक श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ ड्राइव सर्किट या समर्पित LED ड्राइवर IC का उपयोग करें।
11.3 विकिरण तीव्रता में ±15% सहनशीलता क्यों होती है?
यह अर्धचालक निर्माण प्रक्रिया में निहित एक सामान्य विविधता है। LED को मापी गई तीव्रता के आधार पर ग्रेड किया जाता है। पैकेजिंग बैग पर विशिष्ट "ग्रेडिंग कोड" LED के तीव्रता ग्रेड को इंगित करता है, जो डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए सुसंगत प्रदर्शन वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देता है।
11.4 क्या रिसीवर को इन्फ्रारेड फिल्टर की आवश्यकता है?
कई अनुप्रयोगों में इसकी आवश्यकता होती है। रिसीवर पर 850nm बैंडपास फिल्टर का उपयोग करने से सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में उल्लेखनीय सुधार होता है, क्योंकि यह परिवेशी दृश्य प्रकाश और अन्य अवांछित इन्फ्रारेड स्रोतों को अवरुद्ध करता है, जिससे प्रणाली अधिक विश्वसनीय हो जाती है, विशेष रूप से दिन के प्रकाश की स्थिति में।
12. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
डिज़ाइन केस: सरल इन्फ्रारेड प्रॉक्सिमिटी सेंसर
उद्देश्य:10 सेंटीमीटर के भीतर वस्तुओं का पता लगाना।
डिज़ाइन: 1. ट्रांसमीटर सर्किट:LTL-E7939Q2K LED को 20mA कॉन्स्टेंट करंट से ड्राइव करें। 5V पावर सप्लाई और टाइपिकल Vf 1.3V का उपयोग करते हुए, सीरीज़ रेसिस्टर की गणना करें: R = (5V - 1.3V) / 0.020A = 185 ओम। मानक 180 या 200 ओम रेसिस्टर का उपयोग करें।रिसीवर सर्किट:850nm प्रकाश के प्रति संवेदनशील एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर या फोटोडायोड को LED से कुछ सेंटीमीटर की दूरी पर रखें और LED के साथ समाक्षीय रूप से संरेखित करें। रिवर्स-बायस्ड फोटोडायोड जिसमें ट्रांसइम्पेडेंस एम्पलीफायर हो या साधारण स्विच के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया फोटोट्रांजिस्टर उपयोग करें।संचालन:LED लगातार अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करती है। जब कोई वस्तु संसूचन क्षेत्र में प्रवेश करती है, तो वह कुछ प्रकाश को रिसीवर पर वापस परावर्तित कर देती है। रिसीवर का आउटपुट सिग्नल बढ़ जाता है, जिसे किसी क्रिया को ट्रिगर करने के लिए कंपैरेटर या माइक्रोकंट्रोलर ADC द्वारा पढ़ा जा सकता है।विचार:संतृप्ति से बचाने के लिए, रिसीवर को प्रेषक के सीधे संपर्क से बचाकर सुरक्षित करें। मॉड्यूलेटेड प्रकाश और रिसीवर में सिंक्रोनस डिटेक्शन सर्किट का उपयोग करें ताकि सिस्टम परिवेशी प्रकाश के उतार-चढ़ाव से प्रभावित न हो।
13. कार्य सिद्धांत
यह उपकरण AlGaAs अर्धचालक जंक्शन पर आधारित एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड है। जब जंक्शन थ्रेशोल्ड वोल्टेज से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल जंक्शन क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। उनके पुनर्संयोजन से ऊर्जा फोटॉन के रूप में मुक्त होती है। AlGaAs अर्धचालक सामग्री की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य से संबंधित होती है - इस मामले में लगभग 850nm, जो विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम के निकट-अवरक्त क्षेत्र में आती है और मानव आंखों के लिए अदृश्य है।
14. प्रौद्योगिकी रुझान
इन्फ्रारेड एलईडी प्रौद्योगिकी का निरंतर विकास जारी है। उद्योग के समग्र रुझानों में शामिल हैं:
- दक्षता में वृद्धि:उच्च विद्युत-प्रकाश रूपांतरण दक्षता प्राप्त करने, ताप और बिजली की खपत को कम करने के लिए नए अर्धचालक पदार्थों और एपिटैक्सियल संरचनाओं का विकास।
- उच्च शक्ति घनत्व:पैकेजिंग और थर्मल प्रबंधन तकनीकों में प्रगति ने छोटे उपकरणों को उच्च ड्राइव करंट संभालने में सक्षम बनाया है, जिससे अधिक कॉम्पैक्ट और शक्तिशाली इन्फ्रारेड प्रकाश व्यवस्था संभव हुई है।
- तरंगदैर्ध्य विविधीकरण:हालांकि 850nm और 940nm आम हैं, लेकिन विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अन्य तरंगदैर्ध्य भी विकसित किए जा रहे हैं, जैसे चिकित्सा के लिए 810nm या विशिष्ट सेंसर संवेदनशीलता के लिए अनुकूलित तरंगदैर्ध्य।
- एकीकरण:प्रवृत्ति यह है कि एलईडी ड्राइवर सर्किट, सुरक्षा घटकों और कभी-कभी सेंसर को अंतिम उपयोगकर्ता के डिजाइन को सरल बनाने के लिए अधिक कॉम्पैक्ट मॉड्यूल या सिस्टम-इन-पैकेज समाधानों में एकीकृत किया जाए।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित दीप्त फ्लक्स, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडक, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| कलर टॉलरेंस (SDCM) | मैकएडम एलिप्स स्टेप्स, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक माप, 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 तरंगदैर्घ्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन LED के रंग से संबंधित तरंगदैर्घ्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी LED के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
2. विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | आमतौर पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शॉर्ट-टर्म सहने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना आवश्यक है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह के प्रतिरोध को दर्शाता है। कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को इंगित करता है। | उच्च थर्मल रेजिस्टेंस के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), उदाहरण के लिए 1000V | स्थैतिक बिजली के प्रति प्रतिरोधक क्षमता। उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की संभावना कम होना। | उत्पादन में स्थैतिक बिजली सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक के प्रारंभिक मूल्य के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव (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। |
| रंग परिवर्तन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम अंडाकार | 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 | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
4. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिकी एवं ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप चिप बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रकाश दक्षता, उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू LED 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 दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | फ्लैट, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह पर ऑप्टिकल संरचना, जो प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण एवं ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| लुमेन आउटपुट ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | यह सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर पावर स्रोत के मिलान को सुविधाजनक बनाना और सिस्टम दक्षता बढ़ाना। |
| रंग विभेदीकरण ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण, यह सुनिश्चित करना कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करना, एक ही ल्यूमिनेयर के भीतर रंग असमानता से बचना। |
| कलर टेम्परेचर ग्रेडिंग | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह के लिए संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण एवं प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करना। | 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 सेवा जीवन पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी मानक | प्रकाशिक, विद्युत और ऊष्मीय परीक्षण विधियों को शामिल करना। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पादों को हानिकारक पदार्थों (जैसे सीसा, पारा) से मुक्त सुनिश्चित करना। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश के लिए पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |