ITR20403 फोटोइंटरप्टर स्पेसिफिकेशन शीट - पैकेज 4.0x3.0x2.0mm - फॉरवर्ड वोल्टेज 1.6V - पावर डिसिपेशन 75mW - इन्फ्रारेड 940nm - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

ITR20403 एक कॉम्पैक्ट फोटोइंटरप्टर मॉड्यूल है, जो गैर-संपर्क संवेदन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक अवरक्त उत्सर्जक डायोड (IRED) और एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर को एक छोटे काले थर्मोप्लास्टिक आवरण में एकीकृत करता है। डिवाइस का मुख्य कार्य इसके एमिटर और रिसीवर घटकों के बीच अवरक्त बीम के अवरोध का पता लगाना है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

यह डिवाइस कई महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है, जो इसे सटीक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। इसका त्वरित प्रतिक्रिया समय और उच्च संवेदनशीलता तेजी से चलती वस्तुओं का विश्वसनीय रूप से पता लगाने में सक्षम बनाता है। पतली और छोटी पैकेजिंग सीमित स्थान वाले डिज़ाइन में एकीकरण की सुविधा देती है, जो उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑफिस ऑटोमेशन उपकरणों में आम है। एक महत्वपूर्ण तकनीकी विशेषता इसका हाउसिंग डिज़ाइन है, जो फोटोट्रांजिस्टर को मुख्य रूप से एकीकृत इन्फ्रारेड LED से विकिरण प्राप्त करने देता है, जिससे पर्यावरणीय प्रकाश स्रोतों से हस्तक्षेप और शोर कम से कम हो जाता है। मुख्य लक्षित बाजारों में इमेजिंग उपकरण, दस्तावेज़ प्रसंस्करण प्रणाली और विभिन्न स्वचालित नियंत्रण उपकरण शामिल हैं जिन्हें सटीक स्थिति या उपस्थिति का पता लगाने की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में परिभाषित डिवाइस की विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशिष्टताओं का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विवेचन प्रस्तुत करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

पूर्ण अधिकतम रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती है जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। ये अनुशंसित संचालन स्थितियाँ नहीं हैं।

• इनपुट (IRED) शक्ति अपव्यय (Pd):जब मुक्त हवा का तापमान 25°C या उससे कम हो, तो अधिकतम मान 75 mW है। इस सीमा से अधिक होने पर LED चिप को तापीय क्षति हो सकती है।
• इनपुट रिवर्स वोल्टेज (VR):अधिकतम 5 V। अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
• निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF):Maximum 50 mA. This is the highest DC current the IRED can withstand.
• Output (Phototransistor) Power Dissipation (Pd):Maximum 75 mW when the free-air temperature is equal to or below 25°C.
• कलेक्टर करंट (IC):फोटोट्रांजिस्टर आउटपुट अधिकतम 20 mA.
• कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (BV_CEO):अधिकतम 30 V. यह बेस ओपन स्थिति में ब्रेकडाउन वोल्टेज है।
• ऑपरेटिंग तापमान (T_opr):-25°C से +80°C। यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस परिवेश के तापमान की इस सीमा के भीतर सामान्य रूप से कार्य करता है।
• भंडारण तापमान (T_stg):-40°C से +85°C।
• पिन सोल्डरिंग तापमान (T_sol):पैकेज बॉडी से 3mm की दूरी पर मापा गया, अधिकतम 260°C, 5 सेकंड के लिए। यह असेंबली प्रक्रिया नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 Electro-Optical Characteristics

ये मापदंड मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत मापे गए हैं और डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• अग्र वोल्टेज (V_F):Typical value 1.23V, maximum 1.6V at I_F=20mA. This parameter is crucial for designing the current-limiting drive circuit for the IRED.
• Peak wavelength (λ_P):940 nm. This is the nominal wavelength of the emitted infrared light, matching the peak sensitivity of the receiving phototransistor.
• Collector dark current (I_CEO):V में_CE=20V और कोई प्रकाश न होने पर, अधिकतम 100 nA। यह लीकेज करंट सेंसर की 'ऑफ' स्थिति में शोर तल (noise floor) निर्धारित करता है।
• कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (V_CE(sat)):I में_C=2mA और विकिरण (E_e) 1 mW/cm² पर, अधिकतम 0.4V। डिजिटल स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए, कम संतृप्ति वोल्टेज आदर्श होता है।
• संचालन संग्राहक धारा (I_C(on)):V में_CE=5V और I_F=20mA की परीक्षण स्थितियों में, न्यूनतम 0.2 mA से अधिकतम 5.0 mA तक की सीमा। यह विस्तृत सीमा उपकरणों के बीच वर्तमान स्थानांतरण अनुपात (CTR) में भिन्नता को दर्शाती है, जिसे सर्किट डिजाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।
• Rise/Fall Time (t_r, t_f):Under specified switching conditions, typically 15 μs each. This defines the maximum switching frequency achievable by the device.

3. Performance Curve Analysis

डेटाशीट में विशिष्ट विशेषता वक्र शामिल होते हैं, जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने में सहायक होते हैं।

3.1 Forward Current vs. Ambient Temperature Relationship

यह वक्र दर्शाता है कि परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ, IRED के फॉरवर्ड करंट के लिए डीरेटिंग की आवश्यकता होती है। अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक होने से रोकने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, जब डिवाइस का उपयोग उच्च तापमान वाले वातावरण में किया जाता है, तो ऑपरेटिंग करंट को कम करना आवश्यक है। डिजाइनरों को अपने विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए अधिकतम परिवेश तापमान पर सुरक्षित ऑपरेटिंग करंट निर्धारित करने के लिए इस ग्राफ का संदर्भ लेना चाहिए।

3.2 स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता

इन्फ्रारेड एमिटर और फोटोट्रांजिस्टर के लिए स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता वक्र अलग-अलग प्रदान किए गए हैं। IRED वक्र तरंगदैर्ध्य के साथ सापेक्ष विकिरण तीव्रता दर्शाता है, जिसका शिखर 940 nm पर है। फोटोट्रांजिस्टर वक्र आपतित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य के साथ इसकी सापेक्ष प्रतिक्रिया दर्शाता है, जिसका शिखर एमिटर के आउटपुट के साथ संरेखित होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह संकीर्ण और मेल खाती प्रतिक्रिया दृश्यमान परिवेश प्रकाश के प्रति संवेदनशीलता को न्यूनतम करती है, जो परिवर्तनशील प्रकाश स्थितियों में स्थिर संचालन के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है।

3.3 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज का संबंध

IRED का यह IV कर्व फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। यह उपयुक्त करंट-सीमित करने वाले समाधान (जैसे रेसिस्टर, कॉन्स्टेंट करंट स्रोत) चुनने के लिए महत्वपूर्ण है, ताकि ऑपरेटिंग तापमान रेंज और उत्पादन भिन्नताओं के तहत स्थिर इन्फ्रारेड आउटपुट सुनिश्चित किया जा सके।

4. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

4.1 पैकेज आयाम

डिवाइस एक कॉम्पैक्ट आवरण में पैक किया गया है। मुख्य आयामों में लगभग 4.0 mm की बॉडी चौड़ाई, 3.0 mm गहराई और 2.0 mm ऊंचाई शामिल है। पिन पिच 2.54 mm (0.1 इंच) है, जो थ्रू-होल PCB माउंटिंग के लिए एक मानक पिच है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम सहनशीलता ±0.25 mm है। पिन आयाम पैकेज बॉडी से बाहर निकलने के बिंदु पर मापे जाते हैं।

4.2 ध्रुवीयता पहचान और स्थापना

इस घटक में चार पिन हैं। इस प्रकार के फोटोइंटरप्टर के लिए मानक प्रथा यह है कि एक तरफ के दो पिन इन्फ्रारेड एमिटर (एनोड और कैथोड) से संबंधित होते हैं, और दूसरी तरफ के दो पिन फोटोट्रांजिस्टर (एमिटर और कलेक्टर) से संबंधित होते हैं। सटीक पिन व्यवस्था पैकेज आरेख से सत्यापित की जानी चाहिए। स्थापना के दौरान, पीसीबी छिद्रों को पिन स्थिति के साथ सटीक रूप से संरेखित किया जाना चाहिए ताकि सम्मिलन प्रक्रिया के दौरान एपॉक्सी बॉडी पर यांत्रिक तनाव लागू होने से बचा जा सके, अन्यथा प्रदर्शन में गिरावट या विफलता हो सकती है।

5. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

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

5.1 पिन फॉर्मिंग

यदि पिन को मोड़ने की आवश्यकता हो, तो यह अवश्य किया जाना चाहिएसोल्डरिंग से पहलेकिया जाना चाहिए। मोड़ने का बिंदु एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन बॉडी के आधार से 3 मिमी से अधिक दूरी पर होना चाहिए। मोड़ते समय, लीड फ्रेम को मजबूती से स्थिर करना चाहिए ताकि नाजुक एपॉक्सी ब्लिस्टर तनाव से प्रभावित न हो, अन्यथा दरार या आंतरिक क्षति हो सकती है। पिन कटिंग कमरे के तापमान पर की जानी चाहिए।

5.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया

वेल्ड पॉइंट और एपॉक्सी रेजिन ब्लिस्टर के बीच कम से कम 3 mm की दूरी बनाए रखनी चाहिए। अनुशंसित शर्तें निम्नलिखित हैं:

• हैंड वेल्डिंग:सोल्डरिंग आयरन टिप का अधिकतम तापमान 300°C (30W आयरन के लिए) होता है, प्रत्येक पिन के लिए अधिकतम सोल्डरिंग समय 3 सेकंड है।
• वेव सोल्डरिंग / डिप सोल्डरिंग:प्रीहीट अधिकतम तापमान 100°C, अधिकतम 60 सेकंड। सोल्डर बाथ अधिकतम तापमान 260°C, अधिकतम निवास समय 5 सेकंड।

घटक के उच्च तापमान पर होने पर उसके पिनों पर किसी भी यांत्रिक तनाव से बचें। डिप सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग को दोहराया नहीं जाना चाहिए। सोल्डरिंग के बाद, घटक को कमरे के तापमान पर वापस आने से पहले, यांत्रिक झटके या कंपन से बचाएं। त्वरित शीतलन प्रक्रिया की अनुशंसा नहीं की जाती है।

5.3 सफाई और भंडारण

अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग निषिद्ध हैक्योंकि उच्च आवृत्ति वाले कंपन आंतरिक घटकों या एपॉक्सी सील को नुकसान पहुंचा सकते हैं। भंडारण के लिए, शिपमेंट के बाद डिवाइस को अधिकतम 3 महीने तक 10-30°C और 70% RH या उससे कम परिस्थितियों में रखा जाना चाहिए। लंबी अवधि के भंडारण (अधिकतम एक वर्ष) के लिए, नाइट्रोजन वातावरण वाले सीलबंद कंटेनर का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, तापमान 10-25°C, आर्द्रता 20-60%। नमी-रोधी पैकेजिंग खोलने के बाद, डिवाइस का उपयोग 24 घंटे के भीतर या यथाशीघ्र किया जाना चाहिए, और शेष घटकों को तुरंत पुनः सील कर देना चाहिए।

6. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

मानक पैकेजिंग विनिर्देश प्रति ट्यूब 120 टुकड़े, प्रति बॉक्स 96 ट्यूब, प्रति कार्टन 2 बॉक्स हैं। पैकेजिंग लेबल में ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), निर्माता पार्ट नंबर (P/N), पैकेजिंग मात्रा (QTY), संदर्भ संख्या (REF) और बैच संख्या (LOT No.) जैसे फ़ील्ड शामिल हैं।

7. अनुप्रयोग सुझाव

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• प्रिंटर/कॉपी मशीन/स्कैनर में कागज का पता लगाना:कागज की उपस्थिति, जाम या दस्तावेज़ के अग्र/पश्च किनारे का पता लगाना।
• कैमरे में लेंस कैप या फिल्टर की स्थिति का पता लगाना:लेंस कैप बंद है या फिल्टर व्हील सही स्थिति में है, इसका पता लगाना।
• गैर-संपर्क सीमा संवेदन:स्कैनर, प्लॉटर या स्वचालित प्लेटफॉर्म में उपयोग के लिए, बिना किसी भौतिक संपर्क के मूल बिंदु या सीमा स्थिति का पता लगाने हेतु।
• वस्तु गिनती या छंटाई:कन्वेयर बेल्ट पर अवरक्त किरण को अवरुद्ध करने वाली वस्तुओं का पता लगाना।
• रोटरी एनकोडर डिस्क सेंसिंग:गति या स्थिति मापने के लिए घूर्णन डिस्क पर स्लिट्स पढ़ना (हालांकि उच्च-रिज़ॉल्यूशन कार्यों के लिए समर्पित एनकोडर मॉड्यूल आमतौर पर अधिक उपयुक्त होते हैं)।

7.2 डिज़ाइन विचार एवं सर्किट इंटरफ़ेस

ITR20403 का उपयोग करके डिज़ाइन करते समय, निम्नलिखित कारकों पर विचार करना आवश्यक है:

1. IRED की करंट लिमिटिंग:इसे पावर सप्लाई वोल्टेज (V_CC), आवश्यक फॉरवर्ड करंट (I_F, आमतौर पर रेटेड आउटपुट के लिए 20mA) और फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप (V_F~1.23V) का उपयोग करके श्रृंखला प्रतिरोध की गणना करें। R = (V_CC- V_F) / I_F.
2. आउटपुट इंटरफ़ेस सर्किट:फोटोट्रांजिस्टर का उपयोग दो सामान्य विन्यासों में किया जा सकता है:
   • स्विचिंग मोड:एक पुल-अप रेसिस्टर (जैसे 1kΩ से 10kΩ) के माध्यम से कलेक्टर को V से कनेक्ट करें_CC. एमिटर ग्राउंडेड है। जब प्रकाश पुंज अवरुद्ध नहीं होता है (ट्रांजिस्टर संचालन में), कलेक्टर आउटपुट निम्न स्तर (V के करीब) पर होता है_CE(sat))；जब बीम अवरुद्ध होता है (ट्रांजिस्टर कट-ऑफ), आउटपुट उच्च स्तर (V_CC)।
   • एनालॉग मोड:फोटोट्रांजिस्टर का उपयोग कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में किया जा सकता है, जहां एक कलेक्टर रेसिस्टर के साथ यह प्रकाश तीव्रता के समानुपाती वोल्टेज उत्पन्न करता है। हालांकि, एक ऑप-एम्प सर्किट के साथ फोटोडायोड की तुलना में, इसकी गैर-रैखिक प्रतिक्रिया और तापमान निर्भरता इसे सटीक एनालॉग मापन के लिए कम उपयुक्त बनाती है।
3. शोर प्रतिरोध:परिवेशी प्रकाश के प्रति प्रतिरोध के बावजूद, सर्किट विद्युत शोर उठा सकता है। डिवाइस पावर पिन के पास बाईपास कैपेसिटर (0.1 μF) का उपयोग करने और सावधानीपूर्वक PCB लेआउट करने की सिफारिश की जाती है। लंबी केबल या शोरभरे वातावरण के लिए, शील्डिंग या आउटपुट को श्मिट ट्रिगर इनपुट को ड्राइव करने के लिए उपयोग करने से विश्वसनीयता बढ़ सकती है।
4. एपर्चर और स्लिट डिज़ाइन:बीम को अवरुद्ध करने वाली वस्तु इन्फ्रारेड प्रकाश के लिए अपारदर्शी होनी चाहिए। पहचान का रिज़ॉल्यूशन और पुनरावृत्ति वस्तु की चौड़ाई और डिवाइस आवरण में स्लिट की चौड़ाई के अनुपात पर निर्भर करता है। एज डिटेक्शन के लिए, तेज धार वाली ब्लेड या शटर सबसे सटीक टाइमिंग प्रदान करते हैं।

8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

ITR20403 मुख्य रूप से अपने कॉम्पैक्ट, पतले और हल्के फॉर्म फैक्टर के माध्यम से विभेदित होता है, जो लघुकृत उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में एक लाभ है। इसका 15 μs का तीव्र प्रतिक्रिया समय मध्यम से उच्च गति की घटनाओं का पता लगाने के लिए उपयुक्त है। स्पेक्ट्रल रूप से मेल खाने वाले एमिटर और रिसीवर के एकीकृत आवरण में अंतर्निहित एम्बिएंट लाइट रिजेक्शन क्षमता होती है, जो डिस्क्रीट घटकों के उपयोग की तुलना में डिज़ाइन को सरल बनाती है। रिफ्लेक्टिव ऑब्जेक्ट सेंसर की तुलना में, इंटरप्टर उच्च स्थिति सटीकता प्रदान करता है और लक्ष्य वस्तु के रंग या परावर्तकता के प्रति कम संवेदनशील होता है। व्यापक गैप वाले स्लॉट-टाइप ऑप्टोस्विच की तुलना में, इस डिवाइस का संकीर्ण गैप छोटी वस्तुओं का पता लगाने या अधिक सटीक एज डिटेक्शन को सक्षम बनाता है।

9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

9.1 एक इन्फ्रारेड एलईडी की सामान्य संचालन धारा क्या है?

प्रकाशविद्युत विशेषताएँ I_F= 20 mA पर परीक्षण किया जाता है, जो निर्दिष्ट चालू संग्राहक धारा प्राप्त करने के लिए एक सामान्य और अनुशंसित कार्य बिंदु है। सर्किट डिज़ाइन को 50 mA के पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक न होने का ध्यान रखना चाहिए।

9.2 संग्राहक धारा की संचालन सीमा (0.2mA से 5.0mA) इतनी विस्तृत क्यों है?

यह सीमा डिवाइसों के बीच वर्तमान स्थानांतरण अनुपात (CTR) में भिन्नता का प्रतिनिधित्व करती है, अर्थात फोटोट्रांजिस्टर आउटपुट धारा (I_C) और IRED इनपुट करंट (I_F) का अनुपात। यह अंतर ऑप्टोकपलर और इंटरप्टर के निर्माण प्रक्रिया में निहित है। सर्किट को इस तरह डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि यह निर्दिष्ट न्यूनतम I_C(on)(0.2mA) पर भी विश्वसनीय रूप से काम कर सके, ताकि सभी उत्पादन इकाइयों की विश्वसनीयता सुनिश्चित हो।

9.3 क्या इस सेंसर का उपयोग बाहरी स्थानों के लिए किया जा सकता है?

हालांकि आवरण में परिवेशी प्रकाश दमन की अच्छी क्षमता है, लेकिन सीधी धूप में बड़ी मात्रा में अवरक्त विकिरण होता है जो सेंसर को संतृप्त कर सकता है। बाहरी उपयोग के लिए, विश्वसनीय प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए अतिरिक्त ऑप्टिकल फ़िल्टरिंग, शील्डिंग, या सिंक्रोनस डिटेक्शन के साथ पल्स ऑपरेशन की आवश्यकता होती है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा (-25°C से +80°C) भी चरम वातावरण में इसके अनुप्रयोग को सीमित करती है।

9.4 बीम को अवरुद्ध करने के लिए वस्तु कितनी निकट होनी चाहिए?

इस उपकरण में एक संकीर्ण, केंद्रित अंतराल होता है। वस्तु को भौतिक रूप से एमिटर और डिटेक्टर के बीच की संकीर्ण दरार से गुजरना आवश्यक है। इसमें "प्रॉक्सिमिटी" संवेदन क्षमता नहीं है; आउटपुट स्थिति विश्वसनीय रूप से बदलने के लिए बीम को पूरी तरह से अवरुद्ध किया जाना चाहिए।

10. डिज़ाइन उपयोग केस अध्ययन

परिदृश्य: डेस्कटॉप प्रिंटर में पेपर-आउट सेंसर।

कार्यान्वयन योजना:ITR20403 प्रिंटर के पेपर फीड पथ पर स्थापित किया जाता है। एक लीवर या फ्लैप, जो एक स्प्रिंग से जुड़ा होता है, बिना कागज के सेंसर की स्लॉट में रहता है। जब कागज फीड किया जाता है, तो वह फ्लैप को स्लॉट से बाहर धकेल देता है, जिससे इन्फ्रारेड बीम गुजरती है और फोटोट्रांजिस्टर चालू हो जाता है।

सर्किट डिजाइन:IRED को प्रिंटर के 5V लॉजिक पावर स्रोत द्वारा 20mA पर एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से संचालित किया जाता है। फोटोट्रांजिस्टर का कलेक्टर एक 4.7kΩ पुल-अप रेसिस्टर के माध्यम से 3.3V माइक्रोकंट्रोलर इनपुट पिन से जुड़ा है। एमिटर ग्राउंडेड है।

सॉफ्टवेयर लॉजिक:माइक्रोकंट्रोलर पिन को डिजिटल इनपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। लो लेवल रीडिंग इंगित करती है कि बीम अवरुद्ध नहीं है (फ्लैपर हटा दिया गया है, पेपर मौजूद है)। हाई लेवल रीडिंग इंगित करती है कि बीम अवरुद्ध है (फ्लैपर स्लॉट में है, कोई पेपर नहीं है), जिससे उपयोगकर्ता को "पेपर आउट" अलर्ट ट्रिगर होता है। मैकेनिकल वाइब्रेशन को नज़रअंदाज़ करने के लिए डीबाउंस लॉजिक (जैसे सॉफ़्टवेयर में) जोड़ा गया है।

इस मामले के प्रमुख विचार:फ्लैपर तंत्र को इस तरह डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि वह सेंसर स्लिट में विश्वसनीय रूप से और पूरी तरह से प्रवेश कर सके। स्प्रिंग को सही स्थिति सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त बल प्रदान करना चाहिए, लेकिन इतना अधिक नहीं कि वह पेपर को नुकसान पहुंचाए या सेंसर घिसाव का कारण बने। संरेखण बनाए रखने के लिए सेंसर की स्थिति मजबूती से स्थिर होनी चाहिए।

11. कार्य सिद्धांत

ITR20403 मॉड्यूलेटेड प्रकाश संचरण और संसूचन के सिद्धांत पर कार्य करता है। इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड (IRED) को एक स्थिर अग्र धारा से अभिनत किया जाता है, जिससे यह 940 nm की शिखर तरंगदैर्ध्य पर फोटॉन उत्सर्जित करता है। एक ही आवास के भीतर, ठीक सामने एक सिलिकॉन NPN फोटोट्रांजिस्टर स्थित है। जब अवरक्त किरण पुंज बिना किसी बाधा के अंतराल से गुजरता है, तो यह फोटोट्रांजिस्टर के आधार क्षेत्र पर आपतित होता है। अवशोषित फोटॉन इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं, जो आधार धारा के रूप में कार्य करते हैं, ट्रांजिस्टर को चालू करते हैं और संग्राहक धारा (I_C) को प्रवाहित होने देते हैं, जो प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होती है। जब कोई अपारदर्शी वस्तु अंतराल में प्रवेश करती है, तो वह किरण पुंज को अवरुद्ध कर देती है, प्रकाश-जनित आधार धारा रुक जाती है और ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है। आउटपुट सर्किट इस चालू/बंद स्थिति परिवर्तन को एक उपयोगी विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। काला थर्मोप्लास्टिक आवास प्रकाश पथ को समाहित करने, प्रकाशीय क्रॉसटॉक को रोकने और अधिकांश परिवेशी दृश्य प्रकाश को अवरुद्ध करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिसके फोटॉनों में आमतौर पर सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर के बैंडगैप द्वारा अवशोषित होने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती है, जिससे अंतर्निहित प्रकाशीय फिल्टरिंग प्रदान की जाती है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

ITR20403 जैसे फोटोइंटरप्टर एक परिपक्व और विश्वसनीय तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस क्षेत्र में वर्तमान रुझान कई पहलुओं पर केंद्रित हैं: छोटे पोर्टेबल और वियरेबल उपकरणों में एकीकरण के लिए आगे लघुकरण; स्वचालित असेंबली के अनुकूल होने के लिए बेहतर रिफ्लो सोल्डरिंग संगतता वाले सरफेस माउंट डिवाइस (एसएमडी) संस्करणों का विकास; एनकोडर अनुप्रयोगों या तेज मशीनों में उच्च डेटा दरों का समर्थन करने के लिए स्विचिंग गति में वृद्धि; और उच्च तापमान, आर्द्रता और प्रदूषण जैसे पर्यावरणीय कारकों के प्रति मजबूती बढ़ाना। अतिरिक्त कार्यक्षमताओं को एकीकृत करने का भी एक रुझान है, जैसे हिस्टैरिसीस के लिए आउटपुट पर अंतर्निहित श्मिट ट्रिगर, यहां तक कि डिजिटल इंटरफेस (I2C, SPI) अधिक बुद्धिमान, एड्रेस करने योग्य सेंसर मॉड्यूल के लिए। हालाँकि, ITR20403 में दिखाए गए बुनियादी थ्रू-होल डिस्क्रीट घटक डिज़ाइन, उन अनुप्रयोगों में जहां इसका प्रदर्शन और फॉर्म फैक्टर पर्याप्त है, अभी भी अत्यधिक लागत प्रभावी और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।