ITR20002 फोटोइंटरप्टर डेटाशीट - साइड-लुकिंग पैकेज - 940nm वेवलेंथ - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज

1. उत्पाद अवलोकन

ITR20002 एक कॉम्पैक्ट, साइड-लुकिंग इन्फ्रारेड फोटोइंटरप्टर मॉड्यूल है। यह एक इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड और एक एनपीएन सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर को एक काली थर्मोप्लास्टिक आवास के भीतर एक अभिसारी ऑप्टिकल अक्ष पर साथ-साथ लगाकर एकीकृत करता है। यह विन्यास एमिटर और डिटेक्टर के बीच इन्फ्रारेड बीम पथ को अवरुद्ध करके वस्तु का पता लगाने, स्थिति संवेदन और गैर-संपर्क स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ

• त्वरित प्रतिक्रिया समय: तीव्र पहचान और स्विचिंग सक्षम करता है, उच्च-गति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
• उच्च संवेदनशीलता: सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर आईआर एमिटर से विश्वसनीय सिग्नल डिटेक्शन प्रदान करता है।
• विशिष्ट कट-ऑफ तरंगदैर्ध्य: 940nm की शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λp), अवरक्त संवेदन के लिए अनुकूलित और दृश्य प्रकाश से हस्तक्षेप को न्यूनतम करती है।
• पर्यावरण अनुपालन: The product is Pb-free, compliant with RoHS, EU REACH, and Halogen-Free standards (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• अभिसारी प्रकाशीय अक्ष: साइड-बाय-साइड, अभिसरण डिज़ाइन घटकों के बीच के अंतराल में वस्तु पहचान के लिए संरेखण को सरल बनाता है।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

मॉड्यूल को विभिन्न ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक संवेदन कार्यों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिनमें शामिल हैं:

• माउस और कॉपियर में गति या कागज की उपस्थिति का पता लगाने के तंत्र।
• फ्लॉपी डिस्क ड्राइव में डिस्क डालने या ट्रैक स्थिति का पता लगाने के लिए तंत्र।
• सामान्य-उद्देश्य गैर-संपर्क स्विचिंग।
• मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCBs) पर सीधी माउंटिंग।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत और प्रकाशिक पैरामीटर्स की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

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

• इनपुट (IR LED):
  • पावर डिसिपेशन (Pd): 25°C पर 100 mW। उच्च परिवेशी तापमान पर डिरेटिंग आवश्यक है।
  • रिवर्स वोल्टेज (VR): 5 V। इससे अधिक होने पर LED जंक्शन टूट सकता है।
  • फॉरवर्ड करंट (IF): 60 mA निरंतर।
  • Peak Forward Current (IFP): 1 A for pulses ≤100μs at a 1% duty cycle. This allows for brief, high-intensity pulses.
• Output (Phototransistor):
  • Collector Power Dissipation (Pc): 80 mW. यह कलेक्टर करंट और वोल्टेज के संयोजन को सीमित करता है।
  • Collector Current (IC): 20 mA अधिकतम सतत धारा।
  • Collector-Emitter Voltage (BV_CEO): 35 V. ट्रांजिस्टर के आधार खुले होने पर इसके पार लगाया जा सकने वाला अधिकतम वोल्टेज।
  • एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज (BV_ECO): 6 V. एमिटर और कलेक्टर के बीच अधिकतम रिवर्स वोल्टेज।
• थर्मल रेटिंग्स:
  • ऑपरेटिंग तापमान (T_opr): -25°C to +85°C.
  • Storage Temperature (T_stg): -40°C से +85°C.
  • Lead Soldering Temperature (T_sol): पैकेज बॉडी से 1/16 इंच (1.6 मिमी) की दूरी पर 260°C पर 5 सेकंड के लिए।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ (Ta=25°C)

ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट संचालन पैरामीटर हैं।

• इनपुट विशेषताएँ (IR LED):
  • फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F): आमतौर पर 1.2V से 1.5V, I_F=20mA पर। यह करंट-लिमिटिंग ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
  • Peak Wavelength (λ_P): 940nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर IR LED सबसे अधिक प्रकाशीय शक्ति उत्सर्जित करती है।
• Output Characteristics (Phototransistor):
  • Dark Current (I_CEO): V पर अधिकतम 100 nA_CE=20V बिना प्रकाश के (E_e=0). यह वह रिसाव धारा है जो "ऑफ" अवस्था के शोर तल को परिभाषित करती है।
  • कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (V_CE(sat)): अधिकतम 0.4V at I_C=0.04mA and I_F=40mA. एक कम V_CE(sat) वांछनीय है जब ट्रांजिस्टर को स्विच के रूप में उपयोग किया जाता है।
  • कलेक्टर करंट (I_C(ON)): V=5V और I=20mA पर 0.04mA से 0.9mA तक की सीमा में होता है।_CE=5V और I_F=20mA. यह पैरामीटर, ट्रांसफर विशेषता, कपलर की संवेदनशीलता को परिभाषित करता है। विस्तृत सीमा इंगित करती है कि यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जिसे बिन किया जा सकता है।
  • राइज/फॉल टाइम (t_r/t_f): विशिष्ट परीक्षण स्थितियों (V=2V, I=100μA, R=100Ω) के तहत, क्रमशः विशिष्ट 20μs और 25μs।_CE=2V, I_C=100μA, R_L=100Ω)। ये मान डिवाइस की अधिकतम स्विचिंग आवृत्ति निर्धारित करते हैं।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

The datasheet references typical characteristic curves for both the IR emitter and the phototransistor. While the exact graphs are not reproduced here, their significance is explained.

3.1 IR Emitter Curves

ये वक्र आमतौर पर अग्र धारा (I_F) और अग्र वोल्टेज (V_F) के बीच संबंध को विभिन्न तापमानों पर दर्शाते हैं, जो V_Fके ऋणात्मक तापमान गुणांक को दिखाते हैं। ये सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम अग्र धारा और कोणीय विकिरण पैटर्न भी दिखा सकते हैं, जो साइड-लुकिंग पैकेज में बीम प्रसार को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

3.2 Phototransistor Curves

ये वक्र सर्किट डिजाइन के लिए आवश्यक हैं। इनमें आमतौर पर शामिल हैं:

• कलेक्टर करंट बनाम कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (I_C-V_CE): विभिन्न स्तरों की विकिरणता (या विभिन्न IR LED धाराओं) के लिए वक्रों का परिवार। यह ट्रांजिस्टर की आउटपुट विशेषताओं को दर्शाता है और लोड लाइन निर्धारित करने में सहायता करता है।
• कलेक्टर धारा बनाम विकिरणता (या I_F): यह स्थानांतरण वक्र संवेदनशीलता को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करता है, जो दर्शाता है कि दिए गए इनपुट प्रकाश स्तर के लिए कितनी आउटपुट धारा उत्पन्न होती है।
• डार्क करंट बनाम तापमान: दिखाता है कि कैसे लीकेज करंट तापमान के साथ बढ़ता है, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को प्रभावित कर सकता है।

4. यांत्रिक और पैकेज सूचना

4.1 पैकेज आयाम

ITR20002 एक मानक साइड-लुकिंग, थ्रू-होल पैकेज में आता है। डेटाशीट में दिया गया आयामीय चित्र PCB लेआउट और यांत्रिक एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण माप प्रदान करता है। प्रमुख विशेषताओं में लीड स्पेसिंग, पैकेज बॉडी आयाम और ऑप्टिकल एपर्चर का स्थान शामिल है। नोट निर्दिष्ट करता है कि सहनशीलता ±0.25mm है, जब तक कि आयामीय चित्र पर अन्यथा निर्दिष्ट न किया गया हो।

4.2 ध्रुवता पहचान

थ्रू-होल पैकेजों के लिए, पोलैरिटी आमतौर पर पैकेज की भौतिक आकृति (एक फ्लैट या नॉच) या लीड्स की लंबाई से इंगित की जाती है। डेटाशीट ड्राइंग में आईआर एलईडी के एनोड और कैथोड तथा फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर और एमिटर को स्पष्ट रूप से चिह्नित करना चाहिए। डिवाइस के संचालन और क्षति को रोकने के लिए सही पोलैरिटी आवश्यक है।

5. अनुप्रयोग और डिजाइन दिशानिर्देश

5.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

एक मूल अनुप्रयोग में वोल्टेज स्रोत से जुड़े करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ आईआर एलईडी को चलाना शामिल है। फोटोट्रांजिस्टर आमतौर पर कॉमन-एमिटर कॉन्फ़िगरेशन में जुड़ा होता है: कलेक्टर को एक लोड रेसिस्टर (आर) के माध्यम से आपूर्ति वोल्टेज तक खींचा जाता है।_L), और एमिटर ग्राउंडेड है। आउटपुट सिग्नल कलेक्टर से लिया जाता है। R का मान_L आउटपुट वोल्टेज स्विंग, गति और करंट खपत को प्रभावित करता है। एक छोटा R_L तेज स्विचिंग प्रदान करता है लेकिन वोल्टेज स्विंग छोटा होता है; बड़ा R_L अधिक स्विंग देता है लेकिन प्रतिक्रिया धीमी होती है।

5.2 Design Considerations

• Alignment: साइड-बाय-साइड, अभिसरण अक्ष डिज़ाइन का अर्थ है कि संवेदनशील पहचान क्षेत्र एमिटर और डिटेक्टर के बीच के अंतराल में स्थित है। विश्वसनीय संचालन के लिए वस्तु पथ का सटीक यांत्रिक संरेखण आवश्यक है।
• परिवेशी प्रकाश प्रतिरक्षा: हालांकि आवास में 940nm फ़िल्टर सहायता करता है, मजबूत परिवेशी IR स्रोत (सूर्य का प्रकाश, तापदीप्त बल्ब) फोटोट्रांजिस्टर को संतृप्त कर सकते हैं। मॉड्यूलेटेड IR सिग्नल और सिंक्रोनस डिटेक्शन का उपयोग करने से प्रतिरक्षा में काफी सुधार हो सकता है।
• करंट ड्राइव: दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए IR LED को अनुशंसित I या उससे कम पर संचालित करें।_F (उदाहरण के लिए, 20mA)। उच्च धारा पर LED को स्पंदित करना (I के भीतर)_FP सीमाएं) संवेदन सीमा या सिग्नल शक्ति बढ़ा सकती हैं।
• आउटपुट इंटरफ़ेस: फोटोट्रांजिस्टर आउटपुट को सीधे माइक्रोकंट्रोलर के डिजिटल इनपुट (उपयुक्त पुल-अप के साथ) या एनालॉग अनुप्रयोगों में सटीक थ्रेशोल्ड पहचान के लिए कंपेरेटर में फीड किया जा सकता है।

6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

6.1 लेबल विशिष्टता

उत्पाद लेबल में कई कोड होते हैं:

• CPN: ग्राहक का पार्ट नंबर.
• P/N: Manufacturer's Product Number (ITR20002).
• मात्रा: पैकेज में मात्रा.
• CAT / HUE / REF: ये संभवतः चमकीली तीव्रता (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (HUE), और अग्र वोल्टेज (REF) जैसे मापदंडों के लिए आंतरिक बिनिंग कोड को संदर्भित करते हैं।
• LOT No: Traceability lot number.

6.2 पैकिंग विशिष्टता

मानक पैकिंग 150 टुकड़े प्रति बैग, 5 बैग प्रति बॉक्स और 10 बॉक्स प्रति कार्टन है। यह जानकारी इन्वेंटरी योजना और उत्पादन लाइन फीडिंग के लिए महत्वपूर्ण है।

7. तकनीकी तुलना और पोजिशनिंग

ITR20002 वस्तु का पता लगाने के लिए एक क्लासिक, लागत प्रभावी समाधान का प्रतिनिधित्व करता है। इसके मुख्य अंतर इसके विशिष्ट साइड-लुकिंग मैकेनिकल फॉर्म फैक्टर और अभिसारी ऑप्टिकल अक्ष हैं, जो किसी विशिष्ट स्लॉट या अंतराल से गुजरने वाली वस्तुओं का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। रिफ्लेक्टिव सेंसर की तुलना में, यह उच्च विश्वसनीयता और स्थिरता प्रदान करता है क्योंकि यह लक्ष्य वस्तु की परावर्तकता पर कम निर्भर करता है। विपरीत एमिटर और डिटेक्टर वाले ट्रांसमिसिव सेंसर की तुलना में, यह अधिक कॉम्पैक्ट मैकेनिकल डिज़ाइन की अनुमति देता है जहां वस्तु एक ही मॉड्यूल के भीतर बीम को तोड़ती है। 940nm तरंगदैर्ध्य एक सामान्य मानक है, जो घटक उपलब्धता, लागत और परिवेश प्रकाश अस्वीकृति के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।

8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

8.1 सामान्य संवेदन दूरी या अंतराल क्या है?

The datasheet specifies the I_C(ON) test condition as "with reflector in 5mm away." This suggests the device is optimized for very short-range detection, likely in the range of a few millimeters. The actual usable gap depends on the drive current to the IR LED, the sensitivity of the receiver circuit, and the required signal margin.

8.2 मैं डिवाइस को विद्युत ट्रांसिएंट से कैसे सुरक्षित रखूं?

आईआर एलईडी के लिए, आमतौर पर एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला पर्याप्त होता है। शोर वाले वातावरण में काम करने वाले फोटोट्रांजिस्टर के लिए, उच्च-आवृत्ति शोर को फ़िल्टर करने के लिए कलेक्टर और एमिटर के बीच एक छोटा संधारित्र (जैसे, 1-10nF) जोड़ने पर विचार करें, यह ध्यान में रखते हुए कि इससे प्रतिक्रिया समय धीमा हो जाएगा। कठोर औद्योगिक वातावरण के लिए, इनपुट/आउटपुट लाइनों पर अतिरिक्त बाहरी क्लैंपिंग डायोड या टीवीएस डायोड की आवश्यकता हो सकती है।

8.3 क्या मैं इसे घूमने वाली स्लॉटेड डिस्क पर गति संवेदन के लिए उपयोग कर सकता हूं?

हाँ, यह एक सामान्य अनुप्रयोग है। अधिकतम स्विचिंग आवृत्ति राइज/फॉल टाइम्स (आमतौर पर ~20-25μs) द्वारा सीमित होगी, जो सैद्धांतिक रूप से लगभग 20 kHz तक की आवृत्तियों की अनुमति देती है। व्यवहार में, सर्किट और ड्यूटी साइकिल की बाधाओं के कारण आवृत्ति कम होगी। सुनिश्चित करें कि डिस्क पर स्लॉट्स और गैप्स इतने चौड़े हों कि फोटोट्रांजिस्टर पूरी तरह से चालू और बंद हो सके।

9. Operational Principle

ITR20002 प्रेषित प्रकाश अवरोधन के सिद्धांत पर कार्य करता है। आंतरिक अवरक्त उत्सर्जक डायोड (IRED) फॉरवर्ड-बायस्ड है, जिसके कारण यह 940nm की शिखर तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। एक अभिसारी अक्ष पर स्थित NPN सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर सामान्य रूप से इस विकिरण को प्राप्त करता है जब मार्ग में कोई बाधा नहीं होती है। पर्याप्त ऊर्जा वाले फोटॉन फोटोट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र से टकराते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न होते हैं। यह फोटोकरंट एक बेस करंट के रूप में कार्य करता है, जिसे ट्रांजिस्टर के करंट गेन (बीटा) द्वारा प्रवर्धित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कलेक्टर करंट बहुत अधिक हो जाता है। जब एमिटर और डिटेक्टर के बीच के अंतराल में एक अपारदर्शी वस्तु रखी जाती है, तो प्रकाश मार्ग अवरुद्ध हो जाता है। फोटोकरंट बंद हो जाता है, और ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है, जिससे कलेक्टर करंट बहुत कम मान (डार्क करंट) तक गिर जाता है। कलेक्टर करंट में यह ऑन/ऑफ परिवर्तन एक डिजिटल सिग्नल प्रदान करता है जो किसी वस्तु की उपस्थिति या अनुपस्थिति को इंगित करता है।

10. Disclaimer and Reliability Notes

इस तकनीकी दस्तावेज़ में प्रदान की गई जानकारी मूल डेटाशीट पर आधारित है। निर्माता के प्रमुख अस्वीकरण और नोट्स में शामिल हैं:

• Specifications and materials are subject to change.
• उत्पाद शिपमेंट की तारीख से 12 महीने तक प्रकाशित विशिष्टताओं को पूरा करता है।
• ग्राफ़ और विशिष्ट मान केवल संदर्भ के लिए हैं और इनकी गारंटी नहीं है।
• निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स के बाहर संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है।
• स्पष्ट प्राधिकरण के बिना, यह उत्पाद सुरक्षा-महत्वपूर्ण, सैन्य, विमानन, ऑटोमोटिव, चिकित्सा या जीवन-समर्थन अनुप्रयोगों के लिए अभिप्रेत नहीं है।