सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
- 2.2.1 इनपुट LED विशेषताएँ
- 2.2.2 आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर विशेषताएँ
- 2.2.3 कपलर (सिस्टम) विशेषताएँ
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 3.1 ट्रांसमिशन विशेषताएँ
- 3.2 तापमान निर्भरता
- 3.3 आउटपुट संतृप्ति वोल्टेज
- 4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 पैकेज आयाम
- 4.2 ध्रुवीयता पहचान
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 5.1 सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
- 5.2 सफाई और हैंडलिंग
- 5.3 भंडारण की शर्तें
- 6. अनुप्रयोग सुझाव
- 6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 6.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- 6.3 सामान्य अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7. तकनीकी तुलना एवं चयन मार्गदर्शिका
- 8. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 8.1 LED की पीक फॉरवर्ड करंट रेटिंग का क्या उपयोग है?
- 8.2 पुल-अप रेसिस्टर (RLOAD) के मान का चयन कैसे करें?
- L8.3 रिस्पॉन्स टाइम के लिए लोड रेसिस्टर (R
- * C) का उपयोग क्यों निर्दिष्ट किया जाता है? राइज टाइम धीमा होगा। फॉल टाइम मुख्य रूप से डिवाइस के अंदर चार्ज कैरियर रिकॉम्बिनेशन द्वारा निर्धारित होता है और बाहरी रेसिस्टर पर इसकी निर्भरता कम होती है।
- और I
- ऑप्टो-इंटरप्टर फोटोइलेक्ट्रिक युग्मन सिद्धांत पर कार्य करता है। इस उपकरण में एक ही आवरण के भीतर दो स्वतंत्र घटक होते हैं: एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) और एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर। ये एक वायु अंतराल (स्लॉट) के माध्यम से एक-दूसरे के सामने होते हैं। जब IR LED को शक्ति प्रदान की जाती है, तो यह अदृश्य इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करती है। यह प्रकाश स्लॉट से होकर गुजरता है और फोटोट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र पर पड़ता है। फोटॉन बेस क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं, जो बेस करंट के रूप में कार्य करते हैं, जिससे ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है। इससे एक बड़ा कलेक्टर करंट प्रवाहित होता है, जिसका परिमाण बाह्य सर्किट द्वारा सीमित होता है।
- LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
- एक, प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
- दो, विद्युत मापदंड
- तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
- चार, पैकेजिंग और सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
LTH-301-32 एक स्लॉट-प्रकार का फोटोइलेक्ट्रिक स्विच है, जिसे आमतौर पर फोटो-इंटररप्टर कहा जाता है। यह एक गैर-संपर्क संवेदी उपकरण है जो एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) और एक फोटोट्रांजिस्टर को एक ही पैकेज में एकीकृत करता है, जिसे एक भौतिक अंतराल द्वारा अलग किया जाता है। इसका मुख्य कार्य यह पता लगाना है कि कोई वस्तु (जैसे फ्लैग या मार्कर) इस स्लॉट से होकर गुजरती है और अवरक्त किरण पुंज को बाधित करती है या नहीं। यह इसे उन अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है जिनमें स्थिति पहचान, सीमा स्विच, या गैर-संपर्क वस्तु पहचान की आवश्यकता होती है, जिससे यांत्रिक घिसाव समाप्त हो जाता है और उच्च-गति संचालन का समर्थन होता है।
यह उपकरण सीधे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) या मानक डुअल इन-लाइन पैकेज (DIP) सॉकेट में स्थापित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो असेंबली और एकीकरण में लचीलापन प्रदान करता है। इसके मुख्य लाभों में विश्वसनीय गैर-संपर्क स्विचिंग, यांत्रिक बाउंस से मुक्ति और डिजिटल सिस्टम के लिए उपयुक्त त्वरित प्रतिक्रिया समय शामिल हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- इन्फ्रारेड डायोड निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF)): 60 mA. यह इन्फ्रारेड LED के माध्यम से प्रवाहित होने वाली अधिकतम स्थिर-अवस्था धारा है।
- इन्फ्रारेड डायोड रिवर्स वोल्टेज (VR)): 5 V. LED के पार इस रिवर्स बायस वोल्टेज से अधिक वोल्टेज ब्रेकडाउन का कारण बन सकता है।
- ट्रांजिस्टर कलेक्टर करंट (IC)): 20 mA. आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर द्वारा संभाला जा सकने वाला अधिकतम निरंतर धारा।
- ट्रांजिस्टर पावर डिसिपेशन (PD)): 75 mW. फोटोट्रांजिस्टर द्वारा अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति, जिसकी गणना VCE* IC.
- इन्फ्रारेड डायोड पीक फॉरवर्ड करंट: 1 A (पल्स चौड़ाई = 10 μs, 300 pps)। यह उच्च क्षणिक प्रकाश उत्पादन के लिए अल्पकालिक उच्च धारा स्पंदों की अनुमति देता है, जो हस्तक्षेप प्रतिरोध में सहायक है, लेकिन ड्यूटी साइकिल सीमा का कड़ाई से पालन किया जाना चाहिए।
- डायोड पावर डिसिपेशन: 100 mW। इन्फ्रारेड LED द्वारा अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति (VF* IF)।
- फोटोट्रांजिस्टर कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (VCEO)): 30 V। फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर और एमिटर के बीच लागू किया जा सकने वाला अधिकतम वोल्टेज।
- फोटोट्रांजिस्टर एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज (VECO)): 5 V. एमिटर और कलेक्टर के बीच अधिकतम रिवर्स वोल्टेज।
- ऑपरेटिंग तापमान सीमा: -25°C से +85°C. विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने वाला परिवेश तापमान सीमा।
- भंडारण तापमान सीमा: -40°C से +100°C।
- पिन सोल्डरिंग तापमान260°C पर 5 सेकंड तक, मापन बिंदु आवरण से 1.6mm दूर। यह रिफ्लो या हैंड सोल्डरिंग के लिए तापमान प्रोफ़ाइल सीमा को परिभाषित करता है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
ये पैरामीटर परिवेश तापमान (TA) 25°C पर निर्दिष्ट हैं, जो विशिष्ट कार्य प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
2.2.1 इनपुट LED विशेषताएँ
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF)): IF= 20mA पर, 1.2V (न्यूनतम), 1.6V (विशिष्ट)। यह विशिष्ट कार्य धारा पर चलने वाले LED का वोल्टेज ड्रॉप है। एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर श्रृंखला में जोड़ना आवश्यक है।
- रिवर्स करंट (IR)): VR= 5V पर, 100 μA (अधिकतम)। LED रिवर्स बायस्ड होने पर कम लीकेज करंट।
2.2.2 आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर विशेषताएँ
- कलेक्टर-एमिटर ब्रेकडाउन वोल्टेज (V(BR)CEO)): 30V (न्यूनतम)। पूर्ण अधिकतम रेटिंग से संबंधित।
- एमिटर-कलेक्टर ब्रेकडाउन वोल्टेज (V(BR)ECO)): 5V (न्यूनतम)।
- कलेक्टर-एमिटर डार्क करंट (ICEO)): VCE=10V पर, 100 nA (अधिकतम)। यह प्रकाश आपतन के अभाव में (यानी स्लॉट अवरुद्ध होने पर) फोटोट्रांजिस्टर की लीकेज धारा है। यह "ऑफ स्टेट" के सिग्नल स्तर को निर्धारित करती है।
2.2.3 कपलर (सिस्टम) विशेषताएँ
ये पैरामीटर LED और फोटोट्रांजिस्टर के संयोजन के व्यवहार का वर्णन करते हैं।
- कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (VCE(SAT))): IC=0.2mA और IF=20mA पर, 0.4V (अधिकतम)। यह फोटोट्रांजिस्टर के पूर्णतः "चालू" (प्रकाश अवरुद्ध न होने पर) होने पर इसके सिरों के बीच का वोल्टेज है। कम VCE(SAT)लॉजिक सर्किट के साथ इंटरफेसिंग के लिए अधिक अनुकूल होता है।
- चालू अवस्था कलेक्टर धारा (IC(ON))): VCE=5V और IF=20mA पर, 0.6 mA (न्यूनतम)। यह प्रकाश पथ के खुले होने पर उत्पन्न न्यूनतम फोटोकरंट है। वास्तविक धारा LED ड्राइव धारा और डिवाइस लाभ के आधार पर अधिक हो सकती है।
- प्रतिक्रिया समय: स्विचिंग गति को परिभाषित करता है।
- उदगम समय (tr)): 3 μS (विशिष्ट), 15 μS (अधिकतम)। जब बीम का अवरोध हटाया जाता है, तो आउटपुट को अपने अंतिम मान के 10% से 90% तक बढ़ने में लगने वाला समय।
- पतन समय (tf)): 4 μS (विशिष्ट), 20 μS (अधिकतम)। जब बीम अवरुद्ध होता है, तो आउटपुट को अपने अंतिम मान के 90% से 10% तक गिरने में लगने वाला समय।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में महत्वपूर्ण संबंधों को चित्रात्मक रूप से दर्शाने के लिए विशिष्ट प्रदर्शन वक्रों का उल्लेख किया गया है। हालांकि पाठ में विशिष्ट चार्ट प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन उनकी विशिष्ट सामग्री और व्याख्या इस प्रकार है:
3.1 ट्रांसमिशन विशेषताएँ
एक स्थिर कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (जैसे VC=5V) पर, आउटपुट कलेक्टर करंट (IF) इनपुट एलईडी फॉरवर्ड करंट (ICE) के साथ संबंध का ग्राफ। यह वक्र करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) के रुझान को दर्शाता है, अर्थात IC/ IFका अनुपात। यह डिजाइनरों को वांछित आउटपुट करंट स्तर प्राप्त करने के लिए दिए गए लोड या लॉजिक थ्रेशोल्ड के लिए उपयुक्त एलईडी ड्राइव करंट चुनने में मदद करता है।
3.2 तापमान निर्भरता
पैरामीटर जैसे IC(ON)और डार्क करंट (ICEO) को ऑपरेटिंग तापमान रेंज (-25°C से +85°C) में कैसे बदलते हैं, दिखाने वाला वक्र। फोटोट्रांजिस्टर का गेन आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जबकि डार्क करंट बढ़ता है। पूरे तापमान रेंज में स्थिर सिस्टम डिजाइन करने के लिए इन परिवर्तनों को समझना महत्वपूर्ण है, जिसके लिए अक्सर चयनित IFथ्रेशोल्ड डिटेक्शन स्तर पर मार्जिन छोड़ें।
3.3 आउटपुट संतृप्ति वोल्टेज
विभिन्न I के लिएमान, VCE(SAT)Cऔर I के बीचFका संबंध ग्राफ। यह ट्रांजिस्टर के चालू होने पर न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है, जो कम वोल्टेज लॉजिक श्रृंखलाओं के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।
4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
4.1 पैकेज आयाम
LTH-301-32 एक मानक, कॉम्पैक्ट DIP-शैली पैकेजिंग का उपयोग करता है। डेटाशीट में महत्वपूर्ण आयामों का विवरण:
- सभी आयाम मिलीमीटर में दिए गए हैं, कोष्ठकों में इंच मान हैं।
- जब तक किसी विशिष्ट विशेषता के लिए अलग से निर्दिष्ट न किया गया हो, डिफ़ॉल्ट सहनशीलता ±0.25mm (±0.010") है।
इस पैकेज में एक सटीक खांचे वाला ढाला हुआ बॉडी है। पिन मानक 0.1" (2.54mm) पिच का उपयोग करते हैं, जो DIP सॉकेट और PCB लेआउट के साथ संगत है। सटीक लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, खांचे की चौड़ाई और पिन स्थिति डेटाशीट में संदर्भित आयाम चित्र में परिभाषित हैं।
4.2 ध्रुवीयता पहचान
सही ढंग से काम करने के लिए, सही पिन पहचान महत्वपूर्ण है। यह पैकेज मानक चिह्नों का उपयोग करता है: इन्फ्रारेड LED के कैथोड और फोटोट्रांजिस्टर के एमिटर आमतौर पर एक सामान्य पिन या आसन्न से जुड़े होते हैं। पहचान के लिए डेटाशीट के पिनआउट आरेख का परामर्श लेना आवश्यक है:
- इन्फ्रारेड एलईडी का एनोड।
- इन्फ्रारेड एलईडी का कैथोड।
- फोटोट्रांजिस्टर का कलेक्टर।
- फोटोट्रांजिस्टर का एमिटर।
5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
5.1 सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
पिन वेल्डिंग तापमान के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग 260°C पर 5 सेकंड निर्दिष्ट करती है, मापन बिंदु प्लास्टिक आवरण से 1.6 मिमी दूर है। यह वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
- रीफ्लो सोल्डरिंग: यदि रीफ्लो प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है, तो आमतौर पर एक ऐसे तापमान प्रोफाइल का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है जिसका शिखर तापमान 260°C से अधिक न हो और 240°C (TL) से ऊपर का समय 10 सेकंड से कम हो। प्लास्टिक बॉडी थर्मल स्ट्रेस के प्रति संवेदनशील है।
- हैंड सोल्डरिंग: तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। बॉडी के बजाय पिन को गर्म करें, प्रत्येक पिन को 3-5 सेकंड के भीतर सोल्डर करें, पैकेज में गर्मी के प्रवेश से बचें।
5.2 सफाई और हैंडलिंग
आईपीए या समान विलायक का उपयोग करके मानक पीसीबी सफाई प्रक्रिया आमतौर पर स्वीकार्य है। जब तक सत्यापित न हो, अल्ट्रासोनिक सफाई से बचें क्योंकि इससे प्लास्टिक या आंतरिक चिप बॉन्डिंग में माइक्रोक्रैक हो सकते हैं। यांत्रिक तनाव को सील पर लागू होने से रोकने के लिए, डिवाइस को पिन के बजाय उसके मुख्य भाग से संभालें।
5.3 भंडारण की शर्तें
निर्दिष्ट भंडारण तापमान सीमा (-40°C से +100°C) के भीतर, सूखे, इलेक्ट्रोस्टैटिक-सुरक्षित वातावरण में संग्रहित करें। प्रदान किए गए पाठ में नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट नहीं है, लेकिन दीर्घकालिक भंडारण के लिए, घटकों को उनके मूल नमी-रोधी बैग में रखना एक अच्छा अभ्यास है।
6. अनुप्रयोग सुझाव
6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
ऑप्टोइंटरप्टर का उपयोग करने का सबसे आम विन्यास इसे एक डिजिटल स्विच के रूप में कार्य करना है।
- एलईडी ड्राइवर सर्किट: एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (RLIMIT) इन्फ्रारेड एलईडी के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। RLIMIT= (VCC- VF) / IF। 5V पावर सप्लाई और IF=20mA, RLIMIT≈ (5V - 1.6V) / 0.02A = 170Ω (180Ω मानक मान का उपयोग करें)।
- फोटोट्रांजिस्टर आउटपुट सर्किट: फोटोट्रांजिस्टर का उपयोग दो सामान्य कॉन्फ़िगरेशन में किया जा सकता है:
- पुल-अप रेसिस्टर कॉन्फ़िगरेशन: एक रेसिस्टर (RLOAD) को कलेक्टर से VCCसे जोड़ें। एमिटर ग्राउंडेड है। आउटपुट कलेक्टर से लिया जाता है। जब प्रकाश अवरुद्ध होता है, तो ट्रांजिस्टर कट-ऑफ हो जाता है और आउटपुट हाई (VCC)। जब प्रकाश होता है, तो ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है, आउटपुट को निम्न (V के करीब) खींचता है।CE(SAT))। RLOADका मान आवश्यक I के अनुसारCऔर गति चयन; 1kΩ से 10kΩ सामान्य हैं।
- Current-Voltage Conversion Configurationफोटोट्रांजिस्टर को कॉमन-एमिटर विन्यास में रखकर, इसे ऑप-एम्प के साथ ट्रांसइम्पिडेंस एम्पलीफायर के रूप में जोड़ा जाता है, जो प्रकाश धारा को सटीक वोल्टेज में परिवर्तित करता है। इसका उपयोग एनालॉग संवेदन के लिए किया जाता है।
6.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- हस्तक्षेप प्रतिरोधपरिवेशी प्रकाश (विशेष रूप से अवरक्त प्रकाश) की उपस्थिति वाले वातावरण के लिए, मॉड्यूलेटेड एलईडी ड्राइव सिग्नल और सिंक्रोनस डिटेक्शन का उपयोग करें, या सुनिश्चित करें कि स्लॉट में भौतिक प्रकाश अवरोधक है।
- डिबाउंसिंग: हालांकि डिवाइस स्वयं यांत्रिक रूप से कंपन नहीं करता है, यदि पता लगाया जाने वाला वस्तु स्लॉट के अंदर कांपता है, तो आउटपुट सिग्नल को सॉफ्टवेयर डिबाउंसिंग की आवश्यकता हो सकती है।
- वस्तु सामग्री: इन्फ्रारेड बीम को बाधित करने वाली वस्तु अवरक्त प्रकाश के लिए अपारदर्शी होनी चाहिए। पतली या पारभासी सामग्री विश्वसनीय रूप से पता नहीं लगा सकती है।
- संरेखण: स्लॉट से गुजरने वाली वस्तु को सुसंगत संचालन सुनिश्चित करने के लिए सटीक यांत्रिक संरेखण की आवश्यकता होती है।
6.3 सामान्य अनुप्रयोग परिदृश्य
- प्रिंटर और कॉपियर: कागज की कमी का पता लगाना, टोनर स्तर का पता लगाना, कैरिज स्थिति होमिंग।
- औद्योगिक स्वचालन: लीनियर एक्ट्यूएटर पर लिमिट स्विच, कन्वेयर बेल्ट पर घटक उपस्थिति का पता लगाना, रोटरी शाफ्ट पर फ्लैंज का पता लगाना (टैकोमीटर)।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:
- सुरक्षा प्रणाली: दरवाजा/खिड़की स्थिति का पता लगाना।
- वेंडिंग मशीनसिक्का या उत्पाद वितरण सत्यापन।
7. तकनीकी तुलना एवं चयन मार्गदर्शिका
ऑप्टिकल इंटरप्टर चुनते समय, प्रमुख अंतर करने वाले कारकों में शामिल हैं:
- स्लॉट चौड़ाई और अंतराल: पता लगाने योग्य वस्तु के आकार को निर्धारित करता है। LTH-301-32 में एक विशिष्ट स्लॉट आकार होता है।
- आउटपुट प्रकार: फोटोट्रांजिस्टर (यहां के रूप में) बनाम फोटो-डार्लिंगटन (उच्च लाभ, धीमी गति) बनाम लॉजिक आउटपुट (अंतर्निहित श्मिट ट्रिगर)।
- करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR): उच्च CTR किसी दिए गए इनपुट करंट पर अधिक आउटपुट करंट प्रदान करता है, जो उच्च मान के पुल-अप रेसिस्टर्स या लंबी केबल ट्रेस के उपयोग की अनुमति देता है।
- गति (tr, tf)): उच्च-गति गिनती या एन्कोडिंग अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण।
- पैकेजिंग एवं माउंटिंग: थ्रू-होल (DIP) बनाम सरफेस माउंट (SMD)। LTH-301-32 एक थ्रू-होल डिवाइस है।
- ऑपरेटिंग वोल्टेज: 30V का V(BR)CEOयह 3.3V से 24V तक की विस्तृत शक्ति आपूर्ति वोल्टेज प्रणालियों के साथ इंटरफेस करने में सक्षम बनाता है।
LTH-301-32 को एक सामान्य-उद्देश्य, विश्वसनीय उपकरण के रूप में स्थापित किया गया है, जिसमें संतुलित विशेषताएं हैं और यह व्यापक मध्यम-गति डिजिटल संवेदन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
8. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
8.1 LED की पीक फॉरवर्ड करंट रेटिंग का क्या उपयोग है?
1A की पीक रेटिंग LED को उसके डीसी रेटेड मान (60mA) से कहीं अधिक करंट पर पल्स ड्राइव करने की अनुमति देती है। इसका उपयोग अधिक चमकीला प्रकाश स्पंद उत्पन्न करने, शोरगुल वाले वातावरण में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात बेहतर करने, या बिजली की खपत बचाने के लिए कम ड्यूटी साइकिल का उपयोग करने की अनुमति देने के लिए किया जा सकता है। ओवरहीटिंग को रोकने के लिए पल्स चौड़ाई (10μs) और पुनरावृत्ति आवृत्ति (300 pps) की सीमाओं का कड़ाई से पालन करना आवश्यक है।
8.2 पुल-अप रेसिस्टर (RLOAD) का मान कैसे चुनें?
चयन में बिजली की खपत, स्विचिंग गति और शोर प्रतिरोधकता के बीच समझौता शामिल है। छोटा प्रतिरोध (जैसे 1kΩ) तेज उदगम समय (छोटा RC समय स्थिरांक) और बेहतर शोर प्रतिरोधकता प्रदान करता है, लेकिन ट्रांजिस्टर चालू होने पर अधिक धारा (IC= VCC/RLOAD) की खपत करता है। बड़ा प्रतिरोध (जैसे 10kΩ) बिजली की बचत करता है, लेकिन गति धीमी होती है और यह शोर के प्रति अधिक संवेदनशील होता है। यह सुनिश्चित करें कि न्यूनतम बिजली आपूर्ति वोल्टेज पर, चुना गया RLOADअभी भी पर्याप्त ICप्रदान कर सकता है ताकि आउटपुट को रिसीवर सर्किट के लॉजिकल लो थ्रेशोल्ड से नीचे खींच सके, जबकि न्यूनतम IC(ON) specification को ध्यान में रखते हुए।
。L8.3 प्रतिक्रिया समय निर्दिष्टीकरण के लिए लोड रेसिस्टर (R
=100Ω) का उपयोग क्यों किया जाता है?फोटोट्रांजिस्टर की स्विचिंग गति उसकी जंक्शन कैपेसिटेंस और चार्ज/डिस्चार्ज प्रतिरोध द्वारा सीमित होती है। इसे निर्दिष्ट करने के लिए छोटे लोड रेसिस्टर (100Ω) का उपयोग डिवाइस की आंतरिक गति सीमा दर्शाता है। व्यावहारिक सर्किट में, बड़े पुल-अप रेसिस्टर का उपयोग करने पर, बड़े RC स्थिरांक (triseLOAD≈ R
* C) का उपयोग क्यों निर्दिष्ट किया जाता है? राइज टाइम धीमा होगा। फॉल टाइम मुख्य रूप से डिवाइस के अंदर चार्ज कैरियर रिकॉम्बिनेशन द्वारा निर्धारित होता है और बाहरी रेसिस्टर पर इसकी निर्भरता कम होती है।
8.4 तापमान संचालन को कैसे प्रभावित करता है?
- तापमान बढ़ने पर:फोटोट्रांजिस्टर का लाभ (और IC(ON)F) कम हो जाता है। आपको क्षतिपूर्ति के लिए I
- बढ़ाने की आवश्यकता हो सकती है।CEOडार्क करंट (I
- ) बढ़ जाता है। इससे 'ऑफ' वोल्टेज लेवल बढ़ जाता है, जो डिटेक्शन थ्रेशोल्ड के बहुत टाइट सेट होने पर गलत ट्रिगरिंग का कारण बन सकता है।FLED का फॉरवर्ड वोल्टेज (V
और I
के लिए मार्जिन छोड़कर हासिल किया जाता है।
9. कार्य सिद्धांत
ऑप्टो-इंटरप्टर फोटोइलेक्ट्रिक युग्मन सिद्धांत पर कार्य करता है। इस उपकरण में एक ही आवरण के भीतर दो स्वतंत्र घटक होते हैं: एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) और एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर। ये एक वायु अंतराल (स्लॉट) के माध्यम से एक-दूसरे के सामने होते हैं। जब IR LED को शक्ति प्रदान की जाती है, तो यह अदृश्य इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करती है। यह प्रकाश स्लॉट से होकर गुजरता है और फोटोट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र पर पड़ता है। फोटॉन बेस क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं, जो बेस करंट के रूप में कार्य करते हैं, जिससे ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है। इससे एक बड़ा कलेक्टर करंट प्रवाहित होता है, जिसका परिमाण बाह्य सर्किट द्वारा सीमित होता है।
जब स्लॉट में कोई अपारदर्शी वस्तु डाली जाती है, तो वह प्रकाश मार्ग को अवरुद्ध कर देती है। बेस करंट का फोटोजेनरेशन बंद हो जाता है, फोटोट्रांजिस्टर बंद हो जाता है, और कलेक्टर करंट रुक जाता है। इस प्रकार, आउटपुट की विद्युत स्थिति (चालू/बंद) सीधे स्लॉट की यांत्रिक स्थिति (खुला/अवरुद्ध) द्वारा नियंत्रित होती है, जबकि इनपुट (LED साइड) और आउटपुट (ट्रांजिस्टर साइड) के बीच कोई विद्युत संपर्क नहीं होता है। यह उत्कृष्ट विद्युत पृथक्करण प्रदान करता है, जो आमतौर पर सैकड़ों से हजारों वोल्ट की सीमा में होता है।
- 10. उद्योग रुझान और पृष्ठभूमिLTH-301-32 जैसे ऑप्टो-इंटरप्टर एक परिपक्व और मौलिक संवेदन तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस क्षेत्र को प्रभावित करने वाले प्रमुख रुझानों में शामिल हैं:
- लघुरूपण:
- : आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में PCB स्थान बचाने के लिए छोटे सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) पैकेजों की मजबूत मांग।एकीकृत
- उच्च गति: उच्च-रिज़ॉल्यूशन एनकोडर और डेटा संचार अनुप्रयोगों के लिए तेज प्रतिक्रिया समय (नैनोसेकंड रेंज) वाले उपकरणों का विकास।
- सटीकता में सुधार: अधिक सटीक स्थिति पहचान के लिए स्लॉट आकार और ऑप्टिकल संरेखण में सख्त सहनशीलता।
वैकल्पिक प्रौद्योगिकी
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, 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 प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नार पर्याप्त चमकीले हैं या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | यह प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडापन, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्यों को निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| रंग सहनशीलता (SDCM) | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापक, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतने ही अधिक सुसंगत होंगे। | यह सुनिश्चित करता है कि एक ही बैच के सभी लैंपों के रंगों में कोई अंतर न हो। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी LED के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED 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 स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प अवधि के लिए सहन करने योग्य शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | स्पंद चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| विपरीत वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | एलईडी द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह के प्रतिरोध को दर्शाता है, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता 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), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, स्टैटिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही कम होगी। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से लुमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| लुमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | वह समय जब चमक प्रारंभिक मान का 70% या 80% तक कम हो जाती है। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | उपयोग के एक निश्चित अवधि के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| तापीय वृद्धि (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| एनकैप्सुलेशन प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिकी व ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप चिप में बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग विषयवस्तु | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करना कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज बिनिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइव पावर स्रोत मिलान की सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत संकीर्ण सीमा में आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही लाइट फिक्स्चर के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडिंग | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकरण करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करें। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन 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 जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी मानक | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | Environmental Certification | Ensures products are free from harmful substances (e.g., lead, mercury). | Entry requirements for the international market. |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सामान्यतः सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |