ITR20001/T फोटोइंटरप्टर डेटाशीट - पैकेज आयाम 4.0x4.0x2.5mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.2V - पीक वेवलेंथ 940nm - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

ITR20001/T एक रिफ्लेक्टिव फोटोइंटरप्टर मॉड्यूल है, जिसे नॉन-कॉन्टैक्ट सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड और एक एनपीएन सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर को एक कॉम्पैक्ट काले थर्मोप्लास्टिक आवरण में एकीकृत करता है। दोनों घटक एक अभिसारी प्रकाश अक्ष पर साथ-साथ रखे गए हैं। डिफ़ॉल्ट अवस्था में, फोटोट्रांजिस्टर को एमिटर से कोई विकिरण प्राप्त नहीं होता है। जब कोई परावर्तक वस्तु संवेदन अंतराल में प्रवेश करती है, तो एमिटर से इन्फ्रारेड प्रकाश वस्तु द्वारा परावर्तित होकर फोटोट्रांजिस्टर द्वारा पता लगाया जाता है, जिससे इसकी आउटपुट अवस्था में परिवर्तन होता है। यह सिद्धांत विश्वसनीय वस्तु पहचान और स्थिति संवेदन को सक्षम बनाता है।

2. मुख्य विशेषताएँ और अनुपालन

यह उपकरण इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन के लिए कई लाभ प्रदान करता है:

• त्वरित प्रतिक्रिया समय:तेजी से पहचान का समर्थन करता है, उच्च गति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
• उच्च संवेदनशीलता:फोटोट्रांजिस्टर इनपुट विकिरण के सापेक्ष मजबूत आउटपुट सिग्नल प्रदान कर सकता है।
• इन्फ्रारेड संचालन:940nm की पीक एमिशन वेवलेंथ (λp) आंखों को दिखाई नहीं देती, जिससे परिवेशी प्रकाश व्यवधान कम होता है।
• पर्यावरण अनुपालन:产品无铅，符合RoHS和欧盟REACH法规，且不含卤素（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。

3. डिवाइस चयन और संरचना

यह मॉड्यूल इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए विशिष्ट सामग्री का उपयोग करके निर्मित किया गया है:

• इन्फ्रारेड एमिटर (IR):GaAlAs चिप का उपयोग करता है, जो पारदर्शी लेंस के पीछे सील किया गया है, ताकि कुशल इन्फ्रारेड प्रकाश संचरण प्राप्त किया जा सके।
• फोटोट्रांजिस्टर (PT):सिलिकॉन चिप का उपयोग करता है, जो काले लेंस के पीछे सील किया गया है, ताकि दृश्य प्रकाश को फ़िल्टर किया जा सके और सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में सुधार किया जा सके।

काला आवरण वस्तु की अनुपस्थिति में, ट्रांसमीटर और डिटेक्टर के बीच आंतरिक प्रकाश प्रतिबिंब (क्रॉसटॉक) को न्यूनतम करता है, एक विश्वसनीय ऑफ स्थिति सुनिश्चित करता है।

4. पूर्ण अधिकतम रेटिंग

इन सीमाओं से परे डिवाइस संचालित करने से स्थायी क्षति हो सकती है। सभी रेटिंग परिवेश तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।

4.1 Input (Infrared Emitter) Ratings

• शक्ति अपव्यय (Pd):75 mW
• Reverse Voltage (VR):5 V
• Continuous Forward Current (IF):50 mA
• Peak Forward Current (IFP):1 A (Pulse Width ≤100μs, Duty Cycle=1%)

4.2 आउटपुट (फोटोट्रांजिस्टर) रेटिंग

• कलेक्टर पावर डिसिपेशन (Pd):75 mW
• कलेक्टर करंट (IC):20 mA
• Collector-Emitter Voltage (BV_CEO):30 V
• Emitter-Collector Voltage (BV_ECO):5 V

4.3 सामान्य रेटिंग

• कार्य तापमान (T_opr):-40°C से +85°C
• भंडारण तापमान (T_stg):-40°C से +85°C
• पिन सोल्डरिंग तापमान (T_sol):260°C, 5 सेकंड के लिए (मापन बिंदु पैकेज बॉडी से 1/16 इंच की दूरी पर)।

5. ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत विद्युत और प्रकाशिक प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

5.1 इन्फ्रारेड एमिटर (इनपुट) विशेषताएँ

• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):1.2 V (typical), at I_F= 20mA. Maximum is 1.5V.
• Reverse current (I_R):maximum 10 μA, at V_R= 5V.
• पीक वेवलेंथ (λ_P):940 nm (टाइपिकल), I_F= 20mA पर।

5.2 फोटोट्रांजिस्टर (आउटपुट) विशेषताएँ

• डार्क करंट (I_CEO):अधिकतम 100 nA, V_CE= 5V और शून्य विकिरण (E_e=0) पर। यह सेंसर बंद होने पर रिसाव धारा है।
• कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (V_CE(sat)):अधिकतम 0.4 V, I_C= 2mA और 1 mW/cm² की विकिरण तीव्रता पर। स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए, कम V_CE(sat)आदर्श है।
• कलेक्टर करंट (ट्रांसफर अनुपात):
  • I_C(ON): न्यूनतम 200 μA, V_CE= 5V और I_F= 20mA पर। यह वस्तु का पता चलने पर धारा है।
  • I_C(OFF): अधिकतम 2 μA, समान परिस्थितियों में, यह किसी वस्तु की अनुपस्थिति में अवशिष्ट धारा का प्रतिनिधित्व करता है।
• स्विचिंग गति:
  • Rise time (t_r): 25 μs (typical)
  • Fall time (t_f): 25 μs (typical)_CEMeasurement conditions are V_C=100μA, और R_L=100Ω.

6. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट ग्राफिकल डेटा प्रदान करती है जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाती है।

6.1 इन्फ्रारेड एमिटर वक्र

• फॉरवर्ड करंट vs. एम्बिएंट टेम्परेचर:तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट के डेरेटिंग की स्थिति दर्शाता है।
• स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता:940nm पर केंद्रित संकीर्ण उत्सर्जन बैंड की पुष्टि की गई।
• पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य बनाम तापमान:It illustrates the slight shift in peak wavelength with temperature.
• Forward Current vs. Forward Voltage (IV Curve):It provides the relationship used to calculate the series resistance value.
• विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा:ड्राइव धारा के एक फलन के रूप में प्रकाशीय आउटपुट शक्ति प्रदर्शित करता है।
• सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम कोणीय विस्थापन:इन्फ्रारेड एलईडी के उत्सर्जन पैटर्न (बीम प्रोफाइल) का वर्णन करता है।

6.2 फोटोट्रांजिस्टर कर्व

• कलेक्टर पावर डिसिपेशन vs. परिवेश तापमान:फोटोट्रांजिस्टर पावर हैंडलिंग के लिए डेरेटिंग दिशानिर्देश प्रदान करता है।
• स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता:विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर फोटोट्रांजिस्टर की प्रतिक्रियाशीलता दर्शाता है, जो इन्फ्रारेड क्षेत्र में एमिटर से मेल खाने के लिए चरम पर पहुँचती है।
• रिलेटिव कलेक्टर करंट बनाम परिवेश तापमान:दर्शाता है कि फोटोट्रांजिस्टर की संवेदनशीलता तापमान के साथ कैसे बदलती है।
• कलेक्टर धारा बनाम विकिरणता:एक महत्वपूर्ण ग्राफ़, जो आपतित प्रकाश शक्ति और आउटपुट धारा के बीच रैखिक संबंध दर्शाता है, डिवाइस के स्थानांतरण गुणों को परिभाषित करता है।
• कलेक्टर अंधकार धारा बनाम परिवेश तापमान:यह दिखाता है कि तापमान बढ़ने पर लीकेज करंट कैसे बढ़ता है, जो उच्च तापमान संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।
• कलेक्टर करंट बनाम कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज:आउटपुट विशेषता वक्र, जो दिखाता है कि फोटोट्रांजिस्टर विभिन्न विकिरण स्तरों पर अपने सक्रिय क्षेत्र और संतृप्ति क्षेत्र में कैसे कार्य करता है।

7. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

ITR20001/T is encapsulated in a compact, surface-mount compatible package.

7.1 पैकेज आयाम

प्रदान की गई ड्राइंग के अनुसार, मुख्य आयाम लगभग लंबाई 4.0mm, चौड़ाई 4.0mm और ऊंचाई 2.5mm (पिन को छोड़कर) हैं। पिन पिच को मानक PCB इंस्टॉलेशन के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक महत्वपूर्ण नोट 10.0mm न्यूनतम एल्यूमीनियम वाष्पीकरण क्षेत्र निर्दिष्ट करता है, जो संभवतः PCB पर सुझाए गए नो-गो क्षेत्र या थर्मल विशेषताओं को संदर्भित करता है। सभी अनिर्दिष्ट सहनशीलताएं ±0.25mm हैं।

7.2 ध्रुवीयता पहचान

पैकेज में इन्फ्रारेड एमिटर के एनोड और कैथोड तथा फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर और एमिटर की पहचान के लिए एक मार्किंग या विशिष्ट आकार शामिल है। सही PCB लेआउट और असेंबली सुनिश्चित करने के लिए, डिज़ाइनरों को सटीक पिन व्यवस्था जानकारी के लिए आयामीय ड्राइंग का संदर्भ लेना चाहिए।

8. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

इस डिवाइस के लिए पिन सोल्डरिंग रेटिंग 260°C पर 5 सेकंड की है, जिसका मापन बिंदु पैकेज बॉडी से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) की दूरी पर है। यह लीड-फ्री (Sn-Ag-Cu) सोल्डर पेस्ट का उपयोग करने वाली मानक इन्फ्रारेड (IR) या कन्वेक्शन रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है। थर्मल शॉक या प्लास्टिक आवरण को नुकसान से बचने के लिए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करने पर ध्यान देना चाहिए। उपयोग से पहले डिवाइस को शुष्क, नियंत्रित वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए।

9. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

मानक पैकेजिंग विनिर्देश निम्नानुसार हैं:

• प्रति बैग 200 टुकड़े।
• प्रति बॉक्स 6 बैग।
• प्रति कार्टन 10 बॉक्स।

उत्पाद लेबल में ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), निर्माता पार्ट नंबर (P/N), मात्रा (QTY) और चमकदार तीव्रता (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (HUE) और फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) के लिए विभिन्न ग्रेडिंग कोड फ़ील्ड शामिल हैं। ट्रेसबिलिटी के लिए बैच नंबर और डेट कोड (महीने को 'X' से पहचाना जाता है) भी प्रदान किए गए हैं।

10. अनुप्रयोग सुझाव

10.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

ITR20001/T विभिन्न गैर-संपर्क संवेदन और स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जिनमें शामिल हैं:

• माउस और फोटोकॉपियर तंत्र:रोलर या एनकोडर डिस्क के घूर्णन का पता लगाएं।
• स्विच और स्कैनर सिस्टम:स्वचालित दरवाजों, वेंडिंग मशीनों में वस्तु की उपस्थिति का पता लगाने, या प्रिंटर में कागज का पता लगाने के लिए।
• फ्लॉपी डिस्क ड्राइव:ऐतिहासिक रूप से राइट-प्रोटेक्ट टैब या डिस्क इंसर्शन का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता था।
• सामान्य गैर-संपर्क स्विच:किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए जहाँ भौतिक संपर्क के बिना वस्तु का पता लगाना, गिनती या सीमा सेंसिंग की आवश्यकता हो।
• Direct On-Board Installation:इसका कॉम्पैक्ट SMD पैकेज इसे सीमित स्थान वाले PCB डिज़ाइन के लिए आदर्श विकल्प बनाता है।

10.2 डिज़ाइन विचार

• करंट सीमित करने वाला रोकनेवाला:इन्फ्रारेड एमिटर के साथ श्रृंखला में एक रोकनेवाला का उपयोग करना आवश्यक है, ताकि फॉरवर्ड करंट (I_F) को सुरक्षित मूल्य तक सीमित किया जा सके, आमतौर पर सामान्य संचालन के लिए 20mA। सूत्र R = (V_CC- V_F) / I_F.
• गणना।लोड रेसिस्टर:_CCआमतौर पर, पुल-अप रेसिस्टर फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर और पावर सप्लाई वोल्टेज (V_L) के बीच जुड़ा होता है। इस रेसिस्टर (R_L) का मान आउटपुट वोल्टेज स्विंग और स्विचिंग स्पीड निर्धारित करता है। छोटा R
• तेज स्विचिंग स्पीड प्रदान करता है, लेकिन आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन कम होता है।परिवेश प्रकाश:
• हालांकि काले लेंस और 940nm फ़िल्टर ने हस्तक्षेप कम कर दिया है, लेकिन बहुत मजबूत परिवेशीय अवरक्त प्रकाश स्रोत (जैसे सूरज की रोशनी, तापदीप्त बल्ब) प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं। प्रतिकूल वातावरण में शील्डिंग या ऑप्टिकल फ़िल्टरिंग की आवश्यकता हो सकती है।परावर्तक सतह:
• संवेदन दूरी और विश्वसनीयता लक्ष्य वस्तु की परावर्तन क्षमता पर निर्भर करती है। सफेद या धातु की सतहें सर्वोत्तम प्रतिक्रिया प्रदान करती हैं; गहरे रंग या मैट सतहों के लिए अंतर दूरी कम करने की आवश्यकता हो सकती है।संरेखण:

अभिसारी प्रकाशीय अक्ष एक विशिष्ट संवेदन अंतर को परिभाषित करती है। विश्वसनीय पहचान के लिए वस्तु को इस अंतर के भीतर से गुजरना चाहिए।

11. तकनीकी तुलना एवं लाभ

• यांत्रिक स्विच या अन्य ऑप्टिकल सेंसर की तुलना में, ITR20001/T महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है:vs. यांत्रिक स्विच:
• गैर-संपर्क संचालन प्रदान करता है, जो घिसाव को समाप्त करता है, उच्च स्विचिंग गति प्राप्त करता है, और शांत संचालन प्रदान करता है। यह संपर्क बाउंस से प्रभावित नहीं होता है।vs. फोटोडायोड-आधारित सेंसर:
• एकीकृत फोटोट्रांजिस्टर धारा लाभ प्रदान करता है, जो दिए गए प्रकाश इनपुट के लिए उच्च आउटपुट धारा उत्पन्न करता है, आमतौर पर सरल चालू/बंध पहचान सर्किट में अतिरिक्त प्रवर्धन चरण की आवश्यकता नहीं होती है।vs. अलग-अलग ट्रांसमीटर-डिटेक्टर जोड़े:

पूर्व-संरेखित पैकेज मॉड्यूल डिजाइन और असेंबली को सरल बनाता है, सुसंगत ऑप्टिकल संरेखण सुनिश्चित करता है, और बोर्ड स्थान बचाता है। एकीकृत काले आवास ने आंतरिक क्रॉसटॉक को न्यूनतम किया है।

12. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: एक विशिष्ट संवेदन दूरी क्या है?

उत्तर: संवेदन दूरी एक निश्चित पैरामीटर नहीं है; यह इन्फ्रारेड एमिटर की ड्राइव करंट, लक्ष्य वस्तु की परावर्तकता और फोटोट्रांजिस्टर के लिए आवश्यक आउटपुट करंट पर निर्भर करती है। डिजाइनरों को विशिष्ट अंतराल और परावर्तकता पर अपेक्षित सिग्नल की गणना करने के लिए "कलेक्टर करंट vs. इराडिएंस" चार्ट और "रेडिएंट इंटेंसिटी vs. फॉरवर्ड करंट" चार्ट का उपयोग करना चाहिए।
प्रश्न: क्या मैं इन्फ्रारेड एमिटर को सीधे वोल्टेज स्रोत से ड्राइव कर सकता हूँ?_Fउत्तर: नहीं। इन्फ्रारेड एमिटर एक डायोड है, और ओवरकरंट क्षति को रोकने के लिए, जैसा कि पूर्ण अधिकतम रेटिंग (I

max = 50mA) द्वारा निर्धारित किया गया है।
प्रश्न: आउटपुट को माइक्रोकंट्रोलर से कैसे जोड़ें?

उत्तर: सबसे सरल तरीका फोटोट्रांजिस्टर को एक स्विच के रूप में उपयोग करना है। एक पुल-अप रेसिस्टर (उदाहरण के लिए, 10kΩ) को कलेक्टर से माइक्रोकंट्रोलर के लॉजिक वोल्टेज (उदाहरण के लिए, 3.3V या 5V) से कनेक्ट करें। एमिटर को ग्राउंड करें। जब कोई वस्तु का पता नहीं चलता है (डार्क स्टेट), तो कलेक्टर नोड हाई (लॉजिक 1) पर खिंच जाएगा; जब कोई वस्तु फोटोट्रांजिस्टर पर प्रकाश को परावर्तित करती है और इसे चालू करती है, तो कलेक्टर नोड लो (लॉजिक 0) पर खिंच जाएगा।
प्रश्न: प्रतिक्रिया समय को 100Ω लोड प्रतिरोध के साथ क्यों निर्दिष्ट किया गया है?_Lउत्तर: स्विचिंग गति फोटोट्रांजिस्टर जंक्शन कैपेसिटेंस और लोड रेसिस्टेंस (R_L) द्वारा निर्मित RC टाइम कॉन्स्टेंट से प्रभावित होती है। छोटा R_L(जैसे 100Ω) तेज़ टाइम कॉन्स्टेंट देता है, जो डिवाइस की आंतरिक गति को मापने की अनुमति देता है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, बड़ा R

उच्च वोल्टेज स्विंग प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो स्विचिंग गति धीमी हो जाती है।

13. कार्य सिद्धांत_{ITR20001/T मॉड्यूलेटेड प्रकाश परावर्तन के सिद्धांत पर कार्य करता है। आंतरिक इन्फ्रारेड LED 940nm का प्रकाश उत्सर्जित करता है। इस तरंगदैर्ध्य के प्रति संवेदनशील फोटोट्रांजिस्टर को इस प्रकार रखा गया है कि सामान्य परिस्थितियों में (कोई वस्तु न होने पर) यह LED की किरण को सीधे "नहीं देखता"। इसका आउटपुट उच्च प्रतिबाधा/कम धारा अवस्था (डार्क करंट) में बना रहता है। जब एक परावर्तक वस्तु एमिटर और डिटेक्टर के बीच पूर्वनिर्धारित अंतराल में प्रवेश करती है, तो वह इन्फ्रारेड प्रकाश का एक हिस्सा फोटोट्रांजिस्टर के सक्रिय क्षेत्र पर परावर्तित कर देती है। यह आपतित प्रकाश फोटोट्रांजिस्टर में बेस करंट उत्पन्न करता है, जिससे वह संचालित होता है और काफी अधिक कलेक्टर करंट (I}C(ON)

). बाहरी सर्किट आउटपुट पिन पर करंट/वोल्टेज में इस परिवर्तन का पता लगाता है, जिससे वस्तु की उपस्थिति का संकेत मिलता है।

14. अस्वीकरण एवं उपयोग निर्देश

• डेटाशीट में दी गई महत्वपूर्ण अस्वीकरण का पालन करना अनिवार्य है:
• निर्माता उत्पाद सामग्री को समायोजित करने का अधिकार सुरक्षित रखता है।
• उत्पाद शिपमेंट की तारीख से 12 महीने की अवधि के लिए प्रकाशित विनिर्देशों के अनुरूप है।
• ग्राफ़ और विशिष्ट मान केवल संदर्भ के लिए हैं, कोई गारंटी नहीं है।
• पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए। निर्माता दुरुपयोग के कारण होने वाली क्षति के लिए कोई ज़िम्मेदारी नहीं लेता है।