सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ (TA = 25°C)
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 3.1 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (IF-VF)
- 3.2 संग्राहक धारा बनाम अग्र धारा (IC-IF)
- 3.3 तापमान निर्भरता
- 4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 पैकेज आयाम
- 4.2 ध्रुवीयता पहचान
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 5.1 मैन्युअल सोल्डरिंग
- 5.2 वेव सोल्डरिंग
- 5.3 सफाई
- 6. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
- 6.1 इनपुट LED ड्राइव करना
- 6.2 आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर कनेक्ट करना
- 6.3 पर्यावरणीय विचार
- 7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 8. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 8.1 इस उपकरण का सामान्य कार्य जीवनकाल क्या है?
- 8.2 लोड रेसिस्टर (RL) के मान का चयन कैसे करें?
- 8.3 क्या मैं इसे बाहर उपयोग कर सकता हूँ?
- 8.4 मेरे आउटपुट सिग्नल में शोर या अस्थिरता क्यों है?
- 9. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 9.1 रोटरी एन्कोडर डिस्क
- 9.2 प्रिंटर में पेपर आउट डिटेक्शन
- 9.3 सेफ्टी इंटरलॉक
- 10. कार्य सिद्धांत
- 11. उद्योग रुझान
- LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
- 1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
- 2. विद्युत मापदंड
- 3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
- चार, पैकेजिंग और सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
LTH-306-04 एक स्लॉट प्रकार का फोटोइलेक्ट्रिक स्विच है, जिसे आमतौर पर फोटोइलेक्ट्रिक इंटरप्टर कहा जाता है। यह एक गैर-संपर्क संवेदी उपकरण है जो एक कॉम्पैक्ट आवरण के भीतर एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (LED) और एक फोटोट्रांजिस्टर को एकीकृत करता है। इसका मुख्य कार्य उत्सर्जक और संसूचक के बीच प्रकाश पथ को अवरुद्ध करके किसी वस्तु की उपस्थिति या अनुपस्थिति का पता लगाना है। यह उपकरण सीधे PCB माउंटिंग या ड्यूल इन-लाइन सॉकेट के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में स्थिति संसूचन, सीमा स्विच और वस्तु संसूचन के लिए एक विश्वसनीय समाधान प्रदान करता है।
1.1 मुख्य लाभ
- गैर-संपर्क संचालन:यांत्रिक घिसाव को समाप्त करता है, दीर्घकालिक विश्वसनीयता और शांत संचालन सुनिश्चित करता है।
- तीव्र स्विचिंग गति:उच्च गति वाली घटनाओं का पता लगाने में सक्षम, गिनती और समय निर्धारण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
- कॉम्पैक्ट आकार:मानकीकृत पैकेजिंग सीमित स्थान वाले डिज़ाइन में एकीकरण को सुविधाजनक बनाती है।
- विद्युत पृथक्करण:इनपुट (LED) और आउटपुट (फोटोट्रांजिस्टर) विद्युत रूप से पृथक, शोर प्रतिरोध और सुरक्षा प्रदान करते हैं।
1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग
यह घटक उन उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जिन्हें सटीक, विश्वसनीय गैर-संपर्क वस्तु पहचान की आवश्यकता होती है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:प्रिंटर, स्कैनर और कॉपियर में कागज पहचान; CD/DVD प्लेयर में डिस्क ट्रे स्थिति पहचान।
- औद्योगिक स्वचालन:रैखिक एक्ट्यूएटर पर लिमिट स्विच, रोटरी एन्कोडर डिस्क, कन्वेयर बेल्ट पर वस्तुओं की गिनती और रोबोटिक आर्म की स्थिति प्रतिक्रिया।
- कार्यालय उपकरण:पेपर जाम, टोनर स्तर और कवर खुलने/बंद होने की स्थिति का पता लगाना।
- उपकरण और माप:टैकोमीटर, फ्लो मीटर और अन्य उपकरण जिन्हें घूर्णन या रैखिक गति माप की आवश्यकता होती है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
फोटोइलेक्ट्रिक ब्रेकर का प्रदर्शन उसकी विद्युत और प्रकाशीय विशेषताओं द्वारा परिभाषित होता है, जिन पर सर्किट डिजाइन करते समय सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- इनपुट LED:
- शक्ति अपव्यय: 75 mW
- निरंतर अग्र धारा (IF): 60 mA
- शिखर अग्र धारा (300 pps, 10 μs पल्स): 1 A
- रिवर्स वोल्टेज: 5 V
- आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर:
- पावर डिसिपेशन: 100 mW
- कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (VCE): 30 V
- कलेक्टर करंट (IC): 20 mA
- परिवेश:
- कार्य तापमान सीमा: -25°C से +85°C
- भंडारण तापमान सीमा: -40°C से +100°C
- पिन सोल्डरिंग तापमान (केस से 1.6 मिमी): 260°C, 5 सेकंड के लिए
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ (TA= 25°C)
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट कार्य पैरामीटर हैं।
- इनपुट LED फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):1.2V (न्यूनतम), 1.6V (विशिष्ट), IF= 20mA पर। LED के करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के चयन के लिए यह पैरामीटर महत्वपूर्ण है।
- आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर डार्क करंट (ICEO):अधिकतम 100 nA, VCE= 10V पर। यह LED बंद होने पर लीकेज करंट है, जो "ऑफ स्टेट" सिग्नल लेवल को प्रभावित करता है।
- ऑन-स्टेट कलेक्टर करंट (IC(ON)):0.5mA (न्यूनतम), 2mA (विशिष्ट), VCE= 5V और IF= 20mA पर। यह प्रकाश पथ के खुले होने पर आउटपुट सिग्नल की ताकत को परिभाषित करता है।
- कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (VCE(SAT)):विशिष्ट 0.4V, IC= 0.25mA और IF= 20mA पर। कम संतृप्ति वोल्टेज स्वच्छ डिजिटल सिग्नल आउटपुट प्राप्त करने के लिए अनुकूल है।
- प्रतिक्रिया समय:
- उदगम समय (tr): 3 μS (विशिष्ट), 15 μS (अधिकतम)
- पतन समय (tf): 4 μS (विशिष्ट), 20 μS (अधिकतम)
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट वक्रों का विस्तृत वर्णन नहीं है, लेकिन इस प्रकार के डिवाइस के विशिष्ट प्रदर्शन ग्राफ महत्वपूर्ण डिज़ाइन अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
3.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (IF-VF)
यह वक्र एलईडी करंट और वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। यह कुशल ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने में सहायक है, जो एलईडी को उसके सुरक्षित संचालन क्षेत्र में कार्य करते हुए पर्याप्त प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करता है।
3.2 कलेक्टर करंट बनाम फॉरवर्ड करंट (IC-IF)
इस आरेख को आमतौर पर ट्रांसफर विशेषता या करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) वक्र कहा जाता है, जो मौलिक है। यह दर्शाता है कि फोटोट्रांजिस्टर का आउटपुट करंट एलईडी के इनपुट करंट के साथ कैसे बदलता है। ढलान CTR का प्रतिनिधित्व करती है, जो एक महत्वपूर्ण दक्षता पैरामीटर है। डिजाइनर वांछित आउटपुट करंट स्विंग प्राप्त करने के लिए आवश्यक एलईडी ड्राइव करंट निर्धारित करने हेतु इस आरेख का उपयोग करते हैं।
3.3 तापमान निर्भरता
विभिन्न तापमानों (जैसे -25°C, 25°C, 85°C) पर प्रदर्शन वक्र उपकरण के गैर-परिवेशीय परिस्थितियों में व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं। आमतौर पर, एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज तापमान बढ़ने के साथ घटता है, और फोटोट्रांजिस्टर की संवेदनशीलता भी बदल सकती है। सटीक या विस्तृत तापमान रेंज वाले अनुप्रयोगों में इन प्रभावों का प्रतिकार करना आवश्यक है।
4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
4.1 पैकेज आयाम
LTH-306-04 एक मानक थ्रू-होल पैकेज का उपयोग करता है। प्रमुख आयाम स्पष्टीकरण में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर (इंच) में हैं।
- जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता ±0.25mm (.010") है।
- पिन पिच को उस स्थान पर मापा जाता है जहां पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है, जो PCB लेआउट के लिए महत्वपूर्ण है।
स्लॉट की चौड़ाई, गहराई और समग्र पैकेज आकार पता लगाने योग्य वस्तु के आकार और स्थापना आवश्यकताओं को निर्धारित करते हैं।
4.2 ध्रुवीयता पहचान
सही संचालन के लिए, पिनों की सही पहचान महत्वपूर्ण है। लंबा पिन आमतौर पर LED के एनोड को दर्शाता है। फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर और एमिटर को भी स्पेसिफिकेशन शीट के पिन आरेख (पाठ में निहित लेकिन विस्तृत नहीं) के अनुसार सही ढंग से जोड़ा जाना चाहिए। पोलैरिटी त्रुटि से उपकरण काम न करना या क्षतिग्रस्त हो सकता है।
5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
5.1 मैन्युअल सोल्डरिंग
मैनुअल सोल्डरिंग करते समय, अत्यधिक गर्म होने से बचने का ध्यान रखना चाहिए। पूर्ण अधिकतम रेटिंग निर्दिष्ट करती है कि पिन को प्लास्टिक बॉडी से 1.6 मिमी (0.063") की दूरी पर, 260°C तापमान पर 5 सेकंड के लिए सोल्डर किया जा सकता है। इस सीमा से अधिक होने पर बॉडी पिघल सकती है या आंतरिक सेमीकंडक्टर चिप क्षतिग्रस्त हो सकती है।
5.2 वेव सोल्डरिंग
वेव सोल्डरिंग के लिए, थ्रू-होल घटकों के लिए मानक सोल्डरिंग प्रोफाइल आम तौर पर लागू होती है। थर्मल शॉक को कम करने के लिए प्रीहीटिंग की सिफारिश की जाती है। डिवाइस को आवश्यकता से अधिक समय तक सोल्डर वेव में नहीं डुबोना चाहिए।
5.3 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो डिवाइस की प्लास्टिक सामग्री के अनुकूल सॉल्वेंट का उपयोग करें। कठोर रसायन या अनुचित आवृत्ति की अल्ट्रासोनिक सफाई पैकेज या आंतरिक कनेक्शन को नुकसान पहुंचा सकती है।
6. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
6.1 इनपुट LED ड्राइव करना
LED को स्थिर धारा स्रोत या श्रृंखला में करंट सीमित प्रतिरोधक के साथ वोल्टेज स्रोत की आवश्यकता होती है। प्रतिरोधक का उपयोग सबसे आम तरीका है। प्रतिरोध मान (RLIMIT) की गणना के लिए सूत्र है: RLIMIT= (VCC- VF) / IF। सभी स्थितियों में धारा चुने गए IFसे अधिक न हो, यह सुनिश्चित करने के लिए डेटाशीट में अधिकतम VFमान का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, जब VCC= 5V, VF= 1.6V, और अपेक्षित IF= 20mA पर: RLIMIT= (5 - 1.6) / 0.02 = 170 Ω। एक मानक 180 Ω रोकनेवाला उपयुक्त होगा।
6.2 आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर कनेक्ट करना
फोटोट्रांजिस्टर का उपयोग दो सामान्य विन्यासों में किया जा सकता है:
- कॉमन एमिटर (स्विचिंग मोड):कलेक्टर एक पुल-अप रोकनेवाला (RCC) V से कनेक्ट करेंL, एमिटर ग्राउंडेड है। आउटपुट कलेक्टर से लिया जाता है। जब प्रकाश ट्रांजिस्टर पर पड़ता है, तो यह चालू हो जाता है, कलेक्टर वोल्टेज को नीचे (V के करीब) खींचता है।CE(SAT))। जब प्रकाश अवरुद्ध हो जाता है, तो यह बंद हो जाता है, और पुल-अप रेसिस्टर वोल्टेज को V तक उच्च खींचता है।CC। यह लॉजिक लेवल आउटपुट प्रदान करता है।
- कॉमन कलेक्टर (एमिटर फॉलोअर):कलेक्टर सीधे V से जुड़ा हुआ है।CC, एमिटर एक रेसिस्टर के माध्यम से ग्राउंडेड है। आउटपुट एमिटर से लिया जाता है। यह कॉन्फ़िगरेशन करंट गेन प्रदान करती है लेकिन वोल्टेज इनवर्जन नहीं।
लोड रेसिस्टर (RL) का मान आउटपुट वोल्टेज स्विंग और प्रतिक्रिया समय को प्रभावित करता है। छोटा RLतेज़ स्विचिंग गति प्रदान करता है (जैसे टेस्ट कंडीशन RL=100Ω दिखाया गया है), लेकिन दिए गए फोटोकरंट के लिए आउटपुट वोल्टेज स्विंग कम हो जाता है। बड़ा RLअधिक स्विंग प्रदान करता है लेकिन प्रतिक्रिया धीमी होती है।
6.3 पर्यावरणीय विचार
- परिवेश प्रकाश:यह डिवाइस इन्फ्रारेड LED का उपयोग करती है, जो दृश्यमान परिवेश प्रकाश के हस्तक्षेप को कम करती है। हालांकि, तीव्र इन्फ्रारेड स्रोत (सूरज की रोशनी, गरमागरम बल्ब) गलत ट्रिगरिंग का कारण बन सकते हैं। मॉड्यूलेटेड LED सिग्नल और सिंक्रोनस डिटेक्शन का उपयोग करने से हस्तक्षेप प्रतिरोधक क्षमता में काफी सुधार हो सकता है।
- प्रदूषक:लेंस पर या स्लॉट में धूल, तेल या अन्य प्रदूषक प्रकाश सिग्नल को कमजोर कर सकते हैं और संवेदनशीलता कम कर सकते हैं। एप्लिकेशन को कार्य वातावरण पर विचार करना चाहिए।
- वस्तु विशेषताएँ:पता लगाई जाने वाली वस्तु को अवरक्त तरंगदैर्ध्य के प्रति अपारदर्शी होना चाहिए। पारभासी या परावर्तक सामग्री किरण को विश्वसनीय रूप से अवरुद्ध करने में असमर्थ हो सकती है।
7. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
यांत्रिक स्विच और अन्य संवेदन तकनीकों की तुलना में, LTH-306-04 फोटोइलेक्ट्रिक बीम ब्रेकर के स्पष्ट लाभ हैं:
- यांत्रिक माइक्रो स्विच से तुलना:कोई संपर्क बाउंस नहीं, लगभग असीमित जीवनकाल (कोई चलती भागों का घिसाव नहीं), तेज प्रतिक्रिया, और शांत संचालन।
- परावर्तक सेंसर से तुलना:स्लॉट सेंसर लक्ष्य वस्तु के रंग और परावर्तन क्षमता से प्रभावित नहीं होते। जब एकमात्र आवश्यकता एक विशिष्ट अंतराल में किसी वस्तु की उपस्थिति का पता लगाना हो, तो वे अधिक सुसंगत और विश्वसनीय सिग्नल प्रदान करते हैं।
- हॉल प्रभाव सेंसर से तुलना:फोटोइंटरप्टर को चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है, यह गैर-लौहचुंबकीय सामग्री या ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है।
फोटोइंटरप्टर श्रेणी में इसका प्रमुख अंतर इसका विशिष्ट पैकेज आकार, स्लॉट आकार, करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) और स्विचिंग स्पीड है, जिनकी तुलना विशिष्ट अनुप्रयोग में प्रतिस्पर्धी मॉडलों के डेटाशीट से की जानी चाहिए।
8. सामान्य प्रश्न (FAQ)
8.1 इस उपकरण का सामान्य कार्य जीवनकाल क्या है?
चूंकि इसमें कोई चलने वाला भाग नहीं है, जीवनकाल मुख्य रूप से LED के प्रकाश उत्पादन में क्रमिक कमी (ल्यूमेन डिप्रिसिएशन) द्वारा निर्धारित होता है। जब इसे इसके निर्दिष्ट रेटिंग्स (विशेष रूप से करंट और तापमान) के भीतर चलाया जाता है, तो यह आमतौर पर दसियों हज़ार घंटे तक काम कर सकता है।
8.2 लोड रेसिस्टर (RL) का मान कैसे चुनें?
चुनाव में समझौता शामिल होता है। डिजिटल ऑन/ऑफ सिग्नल के लिए, R का चयन करेंL, ऐसा कि जब फोटोट्रांजिस्टर पूरी तरह से चालू हो (IC(ON)* RL)其上的压降占电源电压的很大一部分(例如,对于5V系统,> 2.5V以确保良好的逻辑低电平)。然后验证由此产生的响应时间是否满足您的速度要求。以测试条件值(100Ω)作为参考起点。
8.3 क्या मैं इसे बाहर उपयोग कर सकता हूँ?
कार्य तापमान सीमा (-25°C से +85°C) कई बाहरी वातावरणों में उपयोग की अनुमति देती है। हालांकि, सीधी धूप में मजबूत इन्फ्रारेड किरणें होती हैं, जो सेंसर को संतृप्त कर सकती हैं। इसके अलावा, नमी, संघनन या गंदगी से स्लॉट का अवरुद्ध होना कार्यक्षमता को नुकसान पहुंचा सकता है। विश्वसनीय बाहरी उपयोग के लिए सुरक्षात्मक आवरण या सावधानीपूर्वक सीलिंग की आवश्यकता होती है।
8.4 मेरे आउटपुट सिग्नल में शोर या अस्थिरता क्यों है?
सामान्य कारणों में शामिल हैं: 1) अपर्याप्त LED ड्राइव करंट, जिससे कमजोर सिग्नल होता है। 2) उच्च-प्रतिबाधा फोटोट्रांजिस्टर आउटपुट द्वारा विद्युत शोर का उठाया जाना। छोटे तारों का उपयोग करें, आउटपुट से ग्राउंड तक एक छोटा कैपेसिटर जोड़ें (जैसे 10nF से 100nF), या शील्डेड केबल का उपयोग करें। 3) परिवेश प्रकाश का हस्तक्षेप। 4) पता लगाई जा रही वस्तु का इन्फ्रारेड के प्रति पूरी तरह से अपारदर्शी न होना।
9. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
9.1 रोटरी एन्कोडर डिस्क
मोटर शाफ्ट से जुड़ा एक स्लॉटेड व्हील ट्रांसमीटर और डिटेक्टर के बीच घूमता है। जब स्लॉट गुजरते हैं, तो वे पल्स आउटपुट उत्पन्न करते हैं। इन पल्सों को गिनकर, घूर्णन गति मापी जा सकती है। दो थोड़ा ऑफसेट फोटोइंटरप्टर का उपयोग करने से क्वाड्रैचर आउटपुट उत्पन्न हो सकता है, जिससे दिशा का भी पता लगाया जा सकता है।
9.2 प्रिंटर में पेपर आउट डिटेक्शन
फोटोइंटरप्टर को इस तरह स्थापित किया जाता है कि पेपर ट्रे का फ्लैप इसके स्लॉट से होकर गुजरे। जब कागज मौजूद होता है, तो फ्लैप बाहर धकेल दिया जाता है, प्रकाश किरण को अवरुद्ध करता है और आउटपुट स्थिति बदल देता है। एक माइक्रोकंट्रोलर इस सिग्नल की निगरानी करता है और कागज की आपूर्ति कम होने पर उपयोगकर्ता को सचेत करता है।
9.3 सेफ्टी इंटरलॉक
चलती भागों या उच्च वोल्टेज वाले उपकरणों में, फोटोइलेक्ट्रिक बीम ब्रेकर का उपयोग सुरक्षा कवर पर सुरक्षा इंटरलॉक के रूप में किया जा सकता है। जब ढक्कन खोला जाता है, तो संलग्न ब्लेड स्लॉट में प्रवेश करता है, प्रकाश किरण को काटता है और खतरनाक सबसिस्टम की बिजली तुरंत काटने के लिए एक संकेत भेजता है।
10. कार्य सिद्धांत
यह उपकरण फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण के सिद्धांत पर कार्य करता है। इनपुट साइड पर लगाया गया करंट इन्फ्रारेड LED को चमकने के लिए प्रेरित करता है। यह प्रकाश डिवाइस के आवरण के भीतर एक छोटे हवा के अंतराल से गुजरता है। आउटपुट साइड पर, इस प्रकाश को प्राप्त करने के लिए एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर रखा जाता है। जब फोटॉन फोटोट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र से टकराते हैं, तो वे इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं जो बेस करंट के रूप में कार्य करते हैं। इस प्रकाश-जनित बेस करंट को ट्रांजिस्टर के लाभ द्वारा प्रवर्धित किया जाता है, जिससे कहीं अधिक बड़ा कलेक्टर करंट उत्पन्न होता है, जिसे विद्युत आउटपुट सिग्नल के रूप में उपयोग किया जा सकता है। जब स्लॉट में कोई अपारदर्शी वस्तु रखी जाती है, तो यह प्रकाश मार्ग को अवरुद्ध कर देती है। बेस करंट का प्रकाश-जनन रुक जाता है, फोटोट्रांजिस्टर बंद हो जाता है, जिससे कलेक्टर करंट बहुत कम मान (डार्क करंट) तक गिर जाता है। आउटपुट करंट में यह ऑन/ऑफ परिवर्तन स्विचिंग क्रिया का निर्माण करता है।
11. उद्योग रुझान
स्लॉट-टाइप फोटोइलेक्ट्रिक बीम ब्रेकर की मूलभूत तकनीक परिपक्व और स्थिर है। हालाँकि, व्यापक फोटोइलेक्ट्रिक और सेंसिंग क्षेत्र की प्रवृत्तियाँ उनके अनुप्रयोग और विकास को प्रभावित करती हैं:
- लघुरूपण:तेजी से कॉम्पैक्ट होते उपभोक्ता और चिकित्सा उपकरणों में फिट होने के लिए, छोटे पैकेज आकारों की मांग बनी हुई है।
- सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (SMT):हालांकि थ्रू-होल संस्करण प्रोटोटाइपिंग और कुछ अनुप्रयोगों में अभी भी लोकप्रिय हैं, स्वचालित, उच्च-मात्रा वाली असेंबली में SMT ऑप्टोइंटरप्टर तेजी से आम होते जा रहे हैं।
- एकीकरण:कुछ आधुनिक प्रकार एलईडी के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर, और यहां तक कि आउटपुट साइड पर श्मिट ट्रिगर बफर को एकीकृत करते हैं, जिससे बाहरी सर्किट सरल हो जाता है और सीधे साफ डिजिटल सिग्नल प्रदान किया जाता है।
- प्रदर्शन वृद्धि:एलईडी और फोटोडिटेक्टर सामग्री में विकास से उच्च संवेदनशीलता, तेज प्रतिक्रिया समय और बेहतर तापमान स्थिरता वाले उपकरण प्राप्त हो सकते हैं।
- अनुप्रयोग-विशिष्ट डिजाइन:सेंसर विशिष्ट बाजारों के लिए अनुकूलित किए जा रहे हैं, जैसे ऑटोमोटिव (व्यापक तापमान सीमा के साथ) या औद्योगिक (धूल और नमी के खिलाफ उच्च सुरक्षा स्तर के साथ)।
इन रुझानों के बावजूद, LTH-306-04 जैसे मूल थ्रू-होल स्लॉट-टाइप फोटोइंटरप्टर, कई गैर-संपर्क संवेदन कार्यों के लिए एक अत्यधिक विश्वसनीय, लागत-प्रभावी और उपयोग में आसान समाधान बने हुए हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन में उनकी निरंतर प्रासंगिकता सुनिश्चित करते हैं।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| 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 दक्षता। | सीधे लैंप की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| दृश्य कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | प्रकाश तीव्रता आधी रह जाने पर का कोण, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के विस्तार 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, अधिक मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | इकाई रहित, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित 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 प्रयुक्त। |
| कलर टॉलरेंस (SDCM) | मैकएडम अंडाकार चरण, जैसे "5-step" | रंग स्थिरता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक सुसंगत होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग से संबंधित तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंगत (ह्यू) का निर्धारण करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता 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 की "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइवर 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 | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| 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 स्पाइक को रोकना आवश्यक है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, 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 | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मान इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक 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) | एलईडी चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करें। |
| 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 एलिप्स | 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। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक तथा ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च तापसहिष्णुता, कम लागत; सिरेमिक बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप चिप बेहतर ताप अपव्यय, उच्चतर 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 | प्लेन, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | 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 सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, 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 समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर मिलान की सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदन श्रेणी | 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 बिनिंग | 2700K, 3000K, इत्यादि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | 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 standard | Illuminating Engineering Society standard | प्रकाशिक, विद्युत और ऊष्मा परीक्षण विधियों को शामिल करना। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |