ITR9606-F फोटोइंटरप्टर डेटाशीट - पैकेज आयाम 4.0x3.2x2.5mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.2V - पीक वेवलेंथ 940nm - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

ITR9606-F एक कॉम्पैक्ट, साइड-बाय-साइड रिफ्लेक्टिव फोटोइंटरप्टर मॉड्यूल है। यह एक इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड (IRED) और एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर को एक ही काले थर्मोप्लास्टिक आवास में एकीकृत करता है। दोनों घटक एक अभिसारी प्रकाशीय अक्ष पर स्थित हैं। इसका मूल संचालन सिद्धांत यह है कि फोटोट्रांजिस्टर IRED द्वारा उत्सर्जित विकिरण का पता लगाता है। जब एक अपारदर्शी वस्तु एमिटर और डिटेक्टर के बीच के प्रकाश पथ को अवरुद्ध करती है, तो फोटोट्रांजिस्टर का आउटपुट स्थिति बदल जाती है, जिससे संपर्क-रहित संवेदन और स्विचिंग कार्यक्षमता प्राप्त होती है।

1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ

• त्वरित प्रतिक्रिया समय:एनकोडर और गति सेंसर जैसे उच्च-गति पहचान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
• उच्च संवेदनशीलता:सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर कम अवरक्त प्रकाश तीव्रता पर भी विश्वसनीय सिग्नल पहचान प्रदान कर सकते हैं।
• विशिष्ट तरंगदैर्ध्य:940nm का शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp) निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में आता है, जो पर्यावरणीय दृश्य प्रकाश के हस्तक्षेप को कम करता है।
• पर्यावरण अनुपालन:उत्पाद सीसा मुक्त है, RoHS निर्देश का अनुपालन करता है, और EU REACH विनियमन का पालन करता है।
• कॉम्पैक्ट डिज़ाइन:एकीकृत साइड-बाय-साइड पैकेजिंग PCB माउंटिंग के लिए एक स्पेस-सेविंग समाधान प्रदान करती है।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह फोटोइंटरप्टर विभिन्न गैर-संपर्क संवेदन और स्थिति पहचान अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिनमें शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं:

• कंप्यूटर माउस और फोटोकॉपियर में स्थिति संवेदन।
• स्कैनर और प्रिंटर में कागज का पता लगाना और किनारा पहचान।
• फ्लॉपी डिस्क ड्राइव और अन्य मीडिया ड्राइव में डिस्क उपस्थिति का पता लगाना।
• सामान्य गैर-संपर्क स्विच।
• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक नियंत्रण में प्रत्यक्ष सर्किट बोर्ड माउंटिंग।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डिवाइस की विद्युत और प्रकाशीय विशिष्टताओं का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विवेचन प्रस्तुत करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।

• इनपुट (IRED):
  • पावर डिसिपेशन (Pd): 75 mW (25°C या उससे कम तापमान पर)। उच्च परिवेशी तापमान पर डीरेटिंग की आवश्यकता होती है।
  • रिवर्स वोल्टेज (VR): 5 V। इस मान से अधिक होने पर LED जंक्शन क्षतिग्रस्त हो सकता है।
  • फॉरवर्ड करंट (IF): 50 mA। दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए, निरंतर DC करंट आमतौर पर 20mA तक सीमित रखना चाहिए।
• आउटपुट (फोटोट्रांजिस्टर):
  • कलेक्टर पावर डिसिपेशन (Pd): 75 mW।
  • कलेक्टर करंट (IC): 20 mA.
  • कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (BV_CEO): 30 V.
  • एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज (BV_ECO): 5 V.
• तापमान सीमा:
  • कार्य तापमान (T_opr):-25°C से +85°C तक।
  • भंडारण तापमान (T_stg):-40°C से +85°C तक।
  • Pin soldering temperature (T_sol): 260°C, maximum 5 seconds, measurement point 3mm from the package body.

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

T_a= 25°C पर मापा गया, ये पैरामीटर सामान्य कार्यशील परिस्थितियों में डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।

• इनपुट (IRED) विशेषताएँ:
  • फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F): टाइपिकल वैल्यू 1.2V, I_F=20mA पर अधिकतम 1.5V। यह LED के करंट लिमिटिंग सर्किट के डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
  • रिवर्स करंट (I_R): V_Rअधिकतम 10 μA =5V पर।
  • चरम तरंगदैर्ध्य (λ_P): 940 nm। यह अवरक्त तरंगदैर्ध्य मानव आँखों के लिए अदृश्य है, जो प्रकाश शोर को कम करने में सहायक है।
• आउटपुट (फोटोट्रांजिस्टर) विशेषताएँ:
  • डार्क करंट (I_CEO): V_CE=20V, शून्य प्रकाश (E_e=0) पर अधिकतम 100 nA। यह सेंसर के ढके होने पर लीकेज करंट है।
  • कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (V_CE(sat)): I_C=2mA, 1mW/cm² विकिरण पर अधिकतम 0.4V। कम V_CE(sat)डिजिटल स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए अधिक अनुकूल।
  • कलेक्टर करंट (I_C(ON)): V_CE=5V और I_F=20mA पर, सीमा न्यूनतम 0.5mA से अधिकतम 10mA तक है। यह विस्तृत सीमा यह दर्शाती है कि उपकरणों के बीच संवेदनशीलता में भिन्नता हो सकती है।
• गतिशील प्रतिक्रिया:
  • उदय काल (t_r) और पतन काल (t_f): निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत (V_CE=5V, I_C=1mA, R_L=1kΩ), टाइपिकल मान सभी 15 μs हैं। यह अधिकतम स्विचिंग आवृत्ति क्षमता को परिभाषित करता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

Graphical data provides deeper insights into device behavior under different conditions.

3.1 इन्फ्रारेड एमिटर विशेषताएँ

डेटाशीट में इन्फ्रारेड एमिटर घटकों की विशिष्ट वक्र शामिल हैं।

• फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I_F-V_Fवक्र):यह घातांकीय वक्र डायोड की विशिष्ट वक्र है। विशिष्ट कार्य बिंदु I_F=20mA पर, V_Fलगभग 1.2V होता है। यह वक्र ताप प्रबंधन विश्लेषण में सहायक है क्योंकि V_Fमें ऋणात्मक तापमान गुणांक होता है।
• स्पेक्ट्रम वितरण:940nm पर शिखर उत्सर्जन की पुष्टि की गई, और GaAlAs LED के विशिष्ट पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) को दर्शाया गया, दृश्यमान वर्णक्रम सीमा के भीतर न्यूनतम उत्सर्जन के साथ।

3.2 फोटोट्रांजिस्टर विशेषताएँ

• वर्णक्रमीय संवेदनशीलता:सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर निकट-अवरक्त क्षेत्र में चरम संवेदनशीलता रखता है, जो युग्मित IRED के 940nm उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य से निकटता से मेल खाता है। यह मेल युग्मन दक्षता और सिग्नल-टू-शोर अनुपात को अधिकतम करता है।
• कलेक्टर पावर डिसिपेशन बनाम परिवेश तापमान:यह एक डेरेटिंग वक्र है जो दर्शाता है कि जब परिवेश तापमान 25°C से अधिक हो जाता है, तो अधिकतम अनुमेय शक्ति अपव्यय रैखिक रूप से घट जाता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में विश्वसनीयता गणना के लिए यह महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक एवं पैकेजिंग सूचना

4.1 पैकेज आयाम

ITR9606-F एक कॉम्पैक्ट आयताकार आवरण का उपयोग करता है।

• कुल आयाम:लंबाई लगभग 4.0mm, चौड़ाई लगभग 3.2mm, ऊंचाई लगभग 2.5mm (पिन को छोड़कर)।
• पिन पिच:मानक पिन पिच 2.54mm (0.1 इंच) है, जो सामान्य PCB लेआउट के साथ संगत है।
• पिन प्रकार:पिन थ्रू-होल माउंटिंग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। आयाम चित्र कनेक्टिंग बार की स्थिति और अनुशंसित झुकने के बिंदु निर्दिष्ट करता है।
• Tolerance:Unless otherwise specified, dimensional tolerance is ±0.3mm.

4.2 ध्रुवीयता पहचान और स्थापना

काला आवरण आंतरिक प्रकाशीय क्रॉसटॉक को रोकने में मदद करता है। यह घटक पूरी तरह से सममित नहीं है; डेटाशीट आरेख ट्रांसमीटर और डिटेक्टर पक्ष की स्थिति निर्दिष्ट करता है। अपेक्षित रूप से कार्य करने के लिए अभिसारी प्रकाश अक्ष के लिए सही अभिविन्यास महत्वपूर्ण है। यांत्रिक तनाव से बचने के लिए पीसीबी पैड को सटीक रूप से पिन स्थिति के साथ संरेखित किया जाना चाहिए।

5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

उचित हैंडलिंग डिवाइस की अखंडता और प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।

5.1 पिन फॉर्मिंग निर्देश

• मोड़ एपॉक्सी पैकेज बॉडी के आधार से 3mm से अधिक की दूरी पर किया जाना चाहिए।
• पिन फॉर्मिंग सोल्डरिंग प्रक्रिया से पहले पूरी होनी चाहिए।पहलेपूरा किया जाना चाहिए।
• झुकाते समय लीड फ्रेम को मजबूती से स्थिर करना चाहिए और एपॉक्सी बॉडी पर तनाव लगाने से बचना चाहिए, ताकि दरार या आंतरिक क्षति रोकी जा सके।
• पिन कटिंग कमरे के तापमान पर की जानी चाहिए।

5.2 अनुशंसित सोल्डरिंग पैरामीटर

• हैंड सोल्डरिंग:सोल्डरिंग आयरन टिप का अधिकतम तापमान 300°C (30W आयरन के लिए), प्रत्येक पिन का सोल्डरिंग समय अधिकतम 3 सेकंड। सोल्डर जॉइंट और एपॉक्सी रेजिन गोले के बीच कम से कम 3mm की दूरी बनाए रखें।
• वेव सोल्डरिंग/डिप सोल्डरिंग:प्रीहीट अधिकतम तापमान 100°C (अधिकतम 60 सेकंड)। सोल्डर बाथ अधिकतम तापमान 260°C, अधिकतम 5 सेकंड तक रहना। 3mm दूरी नियम का पालन करें।
• महत्वपूर्ण सावधानियां:
  • डिवाइस के गर्म होने पर पिन पर तनाव न डालें।
  • एक से अधिक बार डिप सोल्डरिंग/हैंड सोल्डरिंग न करें।
  • डिवाइस को कमरे के तापमान तक ठंडा होने से पहले, इसे यांत्रिक आघात से बचाएं।
  • अल्ट्रासोनिक सफाई विधि का उपयोग न करें।

5.3 भंडारण की शर्तें

• अल्पकालिक (≤3 महीने):10-30°C, सापेक्ष आर्द्रता (RH) ≤70% की स्थिति में संग्रहित करें।
• दीर्घकालिक (≥3 महीने):नाइट्रोजन वातावरण वाले सीलबंद कंटेनर में, 10-25°C, 20-60% RH पर संग्रहित करें।
• खोलने के बाद:यदि संभव हो, तो डिवाइस को 24 घंटे के भीतर उपयोग करें। शेष डिवाइस को 10-25°C, 20-60% RH वातावरण में संग्रहित करें और पैकेजिंग बैग को तुरंत पुनः सील कर दें।
• संक्षेपण से बचने के लिए आर्द्र वातावरण में तापमान में अचानक परिवर्तन से बचें।

6. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

6.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

• प्रति ट्यूब 90 टुकड़े।
• प्रति बॉक्स 48 ट्यूब।
• प्रति कार्टन 4 बॉक्स।

6.2 लेबल जानकारी

पैकेजिंग लेबल में ट्रेसबिलिटी के लिए मानक फ़ील्ड शामिल हैं: ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), निर्माता पार्ट नंबर (P/N), मात्रा (QTY), ग्रेड (CAT), संदर्भ संख्या (REF) और बैच नंबर (LOT No.)।

7. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

7.1 विशिष्ट सर्किट विन्यास

The basic application circuit includes a current-limiting resistor in series with the anode of the IRED. The phototransistor typically has a pull-up resistor connected to its collector, forming a common-emitter configuration. The output is taken from the collector, which is pulled low when infrared light is detected (object absent) and goes high when the light path is blocked (object present). The value of the pull-up resistor and the IRED current will determine the output voltage swing and response speed.

7.2 डिज़ाइन एवं लेआउट सर्वोत्तम अभ्यास

• ऑप्टिकल पथ:सुनिश्चित करें कि जांच की जाने वाली वस्तु एमिटर और डिटेक्टर के बीच की स्लॉट से साफ़ गुजरती है। वस्तु के आकार, परावर्तन क्षमता और गति पर विचार करें।
• परिवेशी प्रकाश हस्तक्षेप प्रतिरोध:हालांकि 940nm फ़िल्टर और आवरण कुछ सुरक्षा प्रदान करते हैं, लेकिन IRED धारा को मॉड्यूलेट करने और रिसीवर सर्किट में सिंक्रोनस डिटेक्शन का उपयोग करने के लिए सिस्टम को डिज़ाइन करने से परिवेशी प्रकाश और विद्युत शोर के प्रति हस्तक्षेप प्रतिरोध क्षमता काफी बढ़ सकती है।
• ताप प्रबंधन:पावर डिरेटिंग वक्र का पालन करें। उच्च परिवेश तापमान या उच्च ड्यूटी साइकिल अनुप्रयोगों में, ऑपरेटिंग करंट (I_F).
• यांत्रिक स्थापना:विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाले कंपन को कम करने के लिए, डिवाइस को PCB पर मजबूती से स्थापित करें। सुनिश्चित करें कि पैकेज पर पिन के माध्यम से कोई तनाव संचारित न हो।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

ITR9606-F सामान्य साइड-व्यू फोटोइंटरप्टर श्रेणी से संबंधित है। इसकी प्रमुख विभेदक विशेषताओं में इसकी विशिष्ट 940nm तरंगदैर्ध्य जोड़ी, विशिष्ट 15μs प्रतिक्रिया समय और कॉम्पैक्ट थ्रू-होल पैकेज शामिल हैं। भौतिक अंतराल वाले ट्रांसमिसिव सेंसर की तुलना में, यह परावर्तक साइड-बाय-साइड विन्यास शून्य अंतराल वस्तु पहचान की अनुमति देता है, लेकिन प्रभावी संवेदन दूरी थोड़ी कम हो सकती है और लक्ष्य वस्तु की परावर्तन क्षमता के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है।

9. सामान्य प्रश्न (FAQ)

9.1 तकनीकी मापदंडों के आधार पर

Prashn: Is interruptor ki typical inductive doori ya antaral kya hai?
Uttar: Data sheet mein adhiktam inductive antaral nirdharit nahi hai. Yah kafi had tak IRED drive current, phototransistor gain aur lakshya vastu ke paravartan/ aakaar par nirbhar karta hai. Yah sameep doori ya antarik prakash marg ko seedhe rokne ke liye banaaya gaya hai, door doori ki pehchan ke liye nahi.

प्रश्न: कलेक्टर करंट (I_C(ON)) की रेंज इतनी व्यापक (0.5mA से 10mA) क्यों है?
उत्तर: यह रेंज ऑप्टोकपलर के करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) में प्राकृतिक भिन्नता को ध्यान में रखती है, जो फोटोट्रांजिस्टर के आउटपुट करंट और IRED के इनपुट करंट का अनुपात है। सर्किट डिजाइन करते समय यह सुनिश्चित करना चाहिए कि निर्दिष्ट न्यूनतम I_C(ON)यह सभी उत्पादन इकाइयों की कार्यक्षमता सुनिश्चित करने के लिए विश्वसनीय रूप से काम कर सकता है।

प्रश्न: क्या मैं IRED को 20mA से अधिक पल्स करंट से चला सकता हूँ?
उत्तर: निरंतर फॉरवर्ड करंट का पूर्ण अधिकतम रेटिंग 50mA है। हालांकि 20mA से अधिक के अल्पकालिक पल्स संभव हो सकते हैं, लेकिन ड्यूटी साइकिल और परिवेश के तापमान को ध्यान में रखते हुए, औसत बिजली की खपत 75mW के रेटेड मूल्य से अधिक नहीं होनी चाहिए। रेटेड मूल्य से अधिक होने पर सेवा जीवन कम होने या तत्काल विफलता का जोखिम होता है।

10. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

10.1 प्रिंटर पेपर डिटेक्शन

प्रिंटर पेपर ट्रे में, ITR9606-F को इस प्रकार स्थापित किया जा सकता है कि कागज का ढेर एमिटर और डिटेक्टर के बीच के प्रकाश पथ में स्थित हो। जब कागज मौजूद होता है, तो वह इन्फ्रारेड प्रकाश को फोटोट्रांजिस्टर पर परावर्तित करता है, जो "पेपर लोडेड" संकेत देता है। जब ट्रे खाली होती है, तो परावर्तक सतह की कमी के कारण फोटोट्रांजिस्टर का आउटपुट स्थिति बदल जाती है, जिससे "पेपर लो" अलार्म ट्रिगर होता है। इसकी तीव्र प्रतिक्रिया समय इसे कागज के तेजी से फीड होने पर भी पता लगाने में सक्षम बनाती है।

10.2 मोटर स्पीड रोटरी एनकोडर

मोटर शाफ्ट से जुड़ी एक खांचेदार डिस्क सेंसर के डिटेक्शन क्षेत्र से होकर गुजर सकती है। जब खांचे और स्पोक्स बारी-बारी से गुजरते हैं, तो वे इन्फ्रारेड बीम को बाधित करते हैं, जिससे फोटोट्रांजिस्टर आउटपुट पर एक डिजिटल पल्स ट्रेन उत्पन्न होती है। इस सिग्नल की आवृत्ति मोटर की गति के समानुपाती होती है। 15μs का रिस्पॉन्स टाइम, खांचों के घनत्व के आधार पर, अधिकतम वियोज्य गति की एक ऊपरी सीमा निर्धारित करता है।

11. कार्य सिद्धांत

ITR9606-F मॉड्यूलेटेड इन्फ्रारेड प्रकाश परावर्तन के सिद्धांत पर कार्य करता है। आंतरिक IRED 940nm का प्रकाश उत्सर्जित करता है। अपनी डिफ़ॉल्ट स्थिति (बिना लक्ष्य वस्तु के) में, यह प्रकाश आवरण की आंतरिक ज्यामिति या डिफ़ॉल्ट पृष्ठभूमि से परावर्तित होता है और वहीं रखे फोटोट्रांजिस्टर द्वारा पता लगाया जाता है, जिससे यह संचालित होता है। जब कोई वस्तु संवेदन क्षेत्र में प्रवेश करती है, तो वह इस परावर्तित प्रकाश पथ को बदल देती है - आमतौर पर इन्फ्रारेड प्रकाश को अवशोषित या प्रकीर्णन करके - जिसके परिणामस्वरूप फोटोट्रांजिस्टर द्वारा प्राप्त विकिरणता और उसकी आउटपुट धारा में मापने योग्य कमी आती है। इस आउटपुट परिवर्तन का उपयोग किसी वस्तु की उपस्थिति या स्थिति को इंगित करने वाले डिजिटल या एनालॉग सिग्नल के रूप में किया जाता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

ITR9606-F जैसे फोटोइंटरप्टर एक परिपक्व और विश्वसनीय तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस क्षेत्र की वर्तमान प्रवृत्तियाँ कई पहलुओं पर केंद्रित हैं:

• लघुरूपण:आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में PCB स्थान बचाने के लिए छोटे सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज विकसित करना।
• एकीकृत:सेंसर पैकेज में अतिरिक्त सर्किट जैसे कि श्मिट ट्रिगर, एम्पलीफायर या लॉजिक आउटपुट को एकीकृत करना, ताकि बाहरी डिज़ाइन सरल हो और शोर प्रतिरोध क्षमता बढ़े।
• प्रदर्शन वृद्धि:उच्च गति वाले अनुप्रयोगों के अनुरूप प्रतिक्रिया समय में सुधार करें, और बिजली की खपत बचाने के लिए कम ड्राइव करंट का उपयोग करके संवेदनशीलता बढ़ाएं।
• विशेषज्ञता:ऑटोमोटिव या औद्योगिक स्वचालन जैसे विशिष्ट बाजार क्षेत्रों के लिए, विभिन्न तरंग दैर्ध्य, संवेदन दूरी या आउटपुट प्रकार (डिजिटल, एनालॉग) वाले प्रकार बनाएं।

इन रुझानों के बावजूद, मूल साइड-बाय-साइड रिफ्लेक्टिव डिज़ाइन असंख्य प्रॉक्सिमिटी और पोजिशन सेंसिंग अनुप्रयोगों में एक लागत-प्रभावी और मजबूत समाधान बना हुआ है।