Spesifikasi Teknikal ITR9707 Opto Interrupter - Dimensi 7.0x4.0x3.0mm - Voltan Hadapan 1.2V - Panjang Gelombang Puncak 940nm - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

ITR9707 ialah modul pemutus opto yang padat, juga dikenali sebagai pemutus foto atau sensor slot. Ia mengintegrasikan diod pemancar inframerah (IRED) dan fototransistor silikon dalam satu perumahan termoplastik hitam. Komponen-komponen ini diletakkan bersebelahan pada paksi optik yang menumpu. Prinsip operasi asas adalah berdasarkan gangguan pancaran cahaya inframerah. Dalam keadaan normal, fototransistor menerima radiasi yang dipancarkan oleh LED IR yang terletak bersama. Apabila objek legap melalui slot antara pemancar dan pengesan, laluan cahaya disekat, menyebabkan output fototransistor berubah keadaan. Ini menyediakan kaedah pengesanan tanpa sentuh yang boleh dipercayai untuk kehadiran, ketiadaan, atau kedudukan objek.

1.1 Ciri dan Kelebihan Teras

• Masa Tindak Balas Pantas:Membolehkan pengesanan peristiwa berkelajuan tinggi dengan masa naik dan turun tipikal 15 mikrosaat.
• Kepekaan Tinggi:Fototransistor silikon memberikan tindak balas elektrik yang kuat kepada penyinaran inframerah.
• Panjang Gelombang Spesifik:Menggunakan LED IR dengan panjang gelombang pancaran puncak (λp) 940nm, yang berada di luar spektrum cahaya nampak, mengurangkan gangguan daripada cahaya ambien.
• Pematuhan Alam Sekitar:Produk ini bebas Pb, mematuhi arahan RoHS, dan mematuhi peraturan EU REACH.

1.2 Aplikasi Sasaran

Peranti ini direka untuk pelbagai aplikasi pengesanan dan pensuisan tanpa sentuh, termasuk tetapi tidak terhad kepada: pengesanan kedudukan dalam tetikus komputer dan mesin salinan, pengesanan tepi dalam pengimbas dan pemacu cakera liut, pensuisan tanpa sentuh kegunaan am, dan pemasangan papan langsung dalam pelbagai pemasangan elektronik.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Input (LED IR):Arus hadapan berterusan maksimum (IF) ialah 50 mA. Voltan songsang maksimum (VR) ialah 5 V. Penyerakan kuasa (Pd) ialah 75 mW pada atau di bawah suhu udara bebas 25°C.
• Output (Fototransistor):Arus pengumpul maksimum (IC) ialah 20 mA. Voltan pecah pengumpul-pemancar (BVCEO) ialah 30 V. Penyerakan kuasa (Pd) ialah 75 mW.
• Terma:Julat suhu operasi (Topr) ialah -25°C hingga +85°C. Julat suhu penyimpanan (Tstg) ialah -40°C hingga +85°C.
• Pateri:Suhu pateri lead (Tsol) tidak boleh melebihi 260°C untuk tempoh 5 saat atau kurang, diukur 3mm dari badan pakej.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C, yang menentukan tingkah laku operasi peranti.

• Ciri Input:Voltan hadapan (VF) LED IR biasanya 1.2V pada arus pacuan (IF) 20mA, dengan maksimum 1.5V. Arus songsang (IR) adalah maksimum 10 µA pada VR=5V.
• Ciri Output:Arus gelap pengumpul (ICEO), iaitu arus bocor tanpa penyinaran, adalah maksimum 100 nA pada VCE=20V. Voltan tepu pengumpul-pemancar (VCE(sat)) adalah maksimum 0.4V apabila fototransistor didorong ke tepu (IC=2mA, Ee=1mW/cm²).
• Ciri Pemindahan:Ini menentukan hubungan antara input dan output. Arus pengumpul keadaan hidup (IC(on)) dijamin sekurang-kurangnya 0.5mA apabila LED IR didorong dengan IF=20mA dan fototransistor dibias dengan VCE=5V. Parameter ini, yang dikenali sebagai nisbah pemindahan arus (CTR), adalah penting untuk mereka bentuk litar antara muka.
• Tindak Balas Dinamik:Kedua-dua masa naik (tr) dan masa turun (tf) biasanya 15 µs di bawah keadaan ujian yang ditentukan (VCE=5V, IC=1mA, RL=1kΩ). Ini menentukan frekuensi pensuisan maksimum.

3. Analisis Lengkung Prestasi

3.1 Ciri LED IR

Spesifikasi teknikal menyediakan lengkung tipikal untuk komponen pemancar inframerah. GrafArus Hadapan vs. Suhu Ambienmenunjukkan bagaimana arus hadapan maksimum yang dibenarkan menurun apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C, yang penting untuk pengurusan terma. LengkungArus Hadapan vs. Voltan Hadapanmenggambarkan ciri IV diod, penting untuk memilih perintang pembatas arus. PlotKepekaan Spektrummengesahkan pancaran puncak pada 940nm dan lebar jalur pancaran.

3.2 Ciri Fototransistor

LengkungKepekaan Spektrumuntuk fototransistor menunjukkan responsiviti merentasi panjang gelombang yang berbeza. Ia memuncak di rantau inframerah-dekat, sepadan rapat dengan output 940nm LED IR berpasangan. Padanan spektrum ini memaksimumkan kepekaan dan meminimumkan tindak balas kepada sumber cahaya ambien yang tidak diingini.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Pakej

ITR9707 ditempatkan dalam pakej padat standard. Dimensi utama termasuk lebar badan keseluruhan kira-kira 7.0mm, ketinggian 4.0mm, dan kedalaman 3.0mm. Lebar jurang slot, yang menentukan saiz objek yang boleh dikesan, adalah dimensi kritikal. Jarak lead distandarkan untuk pemasangan PCB lubang melalui. Semua toleransi dimensi biasanya ±0.3mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

4.2 Pengenalpastian Pola dan Pemasangan

Komponen ini mempunyai pinout standard di mana anod dan katod LED IR berada di satu sisi, dan pemancar serta pengumpul fototransistor berada di sisi lain. Perumahan hitam dan panjang lead tertentu atau tanda pakej biasanya menunjukkan orientasi. Pola yang betul mesti diperhatikan semasa susun atur PCB dan pemasangan.

5. Panduan Pateri dan Pemasangan

5.1 Langkah Berjaga-jaga Pembentukan Lead

Jika lead perlu dibengkokkan untuk pemasangan, ia mesti dilakukansebelumpateri. Pembengkokan harus berlaku tidak lebih dekat daripada 3mm dari pangkal badan pakej epoksi untuk mengelakkan penghantaran tekanan yang boleh memecahkan perumahan atau merosakkan die dalaman. Lead mesti diikat semasa membengkok, dan operasi harus dilakukan pada suhu bilik.

5.2 Parameter Pateri yang Disyorkan

• Pateri Tangan:Suhu hujung besi tidak boleh melebihi 300°C (untuk besi 30W maks). Masa pateri setiap lead hendaklah 3 saat atau kurang. Sambungan pateri mestilah sekurang-kurangnya 3mm dari mentol epoksi.
• Pateri Gelombang/Celup:Suhu pemanasan awal hendaklah 100°C maksimum sehingga 60 saat. Suhu tab mandi pateri tidak boleh melebihi 260°C, dengan masa tinggal dalam gelombang 5 saat atau kurang. Sekali lagi, kekalkan jarak minimum 3mm dari pakej.

Profil suhu pateri disyorkan, menekankan kenaikan terkawal, dataran suhu puncak, dan penyejukan terkawal untuk mengelakkan kejutan terma.

5.3 Pengendalian Lepas Pateri

Elakkan menggunakan tekanan mekanikal atau getaran pada peranti semasa ia masih panas daripada pateri. Biarkan ia menyejuk secara semula jadi ke suhu bilik. Pateri celup atau tangan tidak boleh diulang lebih daripada sekali. Pembersihan ultrasonik tidak disyorkan untuk peranti ini.

6. Penyimpanan dan Pengendalian

Untuk penyimpanan jangka panjang melebihi jangka hayat rak standard 3 bulan dari penghantaran, peranti harus disimpan dalam bekas tertutup dengan atmosfera nitrogen pada 10°C~25°C dan kelembapan relatif 20%~60%. Selepas membuka pembungkusan sensitif lembapan, komponen harus digunakan dalam masa 24 jam atau secepat mungkin. Perubahan suhu pantas dalam persekitaran kelembapan tinggi mesti dielakkan untuk mengelakkan kondensasi, yang boleh menyebabkan kakisan atau kerosakan lain semasa pateri seterusnya.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Konfigurasi pembungkusan standard ialah 78 keping setiap tiub. Empat puluh dua tiub dibungkus ke dalam satu kotak, dan empat kotak dibungkus ke dalam satu karton induk. Label pada pembungkusan termasuk medan untuk Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Nombor Bahagian Pengilang (P/N), kuantiti (QTY), penanda rujukan (REF), dan Nombor Lot (LOT No) untuk kebolehjejakan.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Konfigurasi Litar Tipikal

Litar aplikasi tipikal melibatkan perintang pembatas arus bersiri dengan anod LED IR. Nilainya dikira berdasarkan voltan bekalan (Vcc), voltan hadapan LED (VF ~1.2V), dan arus hadapan yang dikehendaki (IF, contohnya, 20mA). Fototransistor biasa digunakan dalam mod suis, disambungkan sebagai peranti tarik-turun dengan pengumpulnya ke Vcc (melalui perintang tarik-atas jika perlu) dan pemancarnya ke tanah. Voltan pada nod pengumpul akan rendah apabila pancaran tidak terganggu (transistor HIDUP) dan tinggi apabila pancaran disekat (transistor MATI).

8.2 Faktor Reka Bentuk

• Pengesanan Objek:Peranti mengesan objek legap yang sepenuhnya mengganggu pancaran inframerah dalam slot. Bahan reflektif atau lutsinar mungkin tidak mencetuskan perubahan keadaan yang boleh dipercayai.
• Kekebalan Cahaya Ambien:Panjang gelombang 940nm dan tindak balas spektrum yang sepadan menawarkan penolakan yang baik terhadap cahaya ambien nampak biasa. Walau bagaimanapun, sumber cahaya inframerah yang kuat (contohnya, cahaya matahari, mentol pijar) berpotensi menyebabkan gangguan dan mungkin memerlukan perisai optik atau teknik modulasi/penyahmodulasi untuk aplikasi kritikal.
• Kelajuan Tindak Balas:Masa tindak balas 15 µs membolehkan pengesanan objek bergerak pada kelajuan yang agak tinggi, sesuai untuk pengekod dan sensor kelajuan.
• Penjajaran:Optik penumpuan terbina dalam memudahkan penjajaran, tetapi PCB mesti direka supaya lead dimasukkan tanpa tekanan, dan slot mesti kekal tidak terhalang.

9. Perbandingan dan Kedudukan Teknikal

ITR9707 mewakili penyelesaian standard dan kos efektif untuk pemasangan lubang melalui. Pembeza utama adalah panjang gelombang spesifik 940nm, yang merupakan piawaian industri biasa, dan pembinaannya yang teguh. Berbanding dengan sensor reflektif, pemutus menyediakan pengesanan yang lebih boleh dipercayai dan konsisten kerana ia kurang terdedah kepada variasi dalam reflektiviti permukaan sasaran. Berbanding dengan peranti pemasangan permukaan moden, pakej lubang melalui menawarkan keteguhan mekanikal dalam aplikasi yang terdedah kepada getaran atau di mana pemasangan manual digunakan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah jarak atau jurang operasi tipikal?

J: "Jurang" operasi adalah slot fizikal dalam pakej itu sendiri. Peranti mengesan sebarang objek legap yang masuk dan menyekat slot dalaman ini. Ia tidak digunakan untuk mengesan objek pada jarak di luar pakej.

S: Bolehkah saya memacu LED IR dengan sumber voltan secara langsung?

J: Tidak. LED adalah peranti pacuan arus. Perintang pembatas arus bersiri adalah wajib untuk mengelakkan arus berlebihan yang akan memusnahkan LED, walaupun voltan bekalan kelihatan rendah.

S: Bagaimanakah saya mentafsir nilai minimum IC(on) 0.5mA?

J: Ini adalah arus output minimum terjamin apabila input didorong di bawah keadaan ujian standard (IF=20mA, VCE=5V). Reka bentuk litar anda harus berfungsi dengan betul walaupun peranti sebenar berada pada spesifikasi minimum ini, memastikan keteguhan terhadap variasi pengeluaran.

S: Adakah sensor ini kebal terhadap cahaya matahari?

J: Walaupun penapis 940nm membantu, cahaya matahari langsung mengandungi jumlah radiasi inframerah yang ketara dan boleh memenuhi sensor. Untuk penggunaan luar atau dalam persekitaran dalaman yang sangat terang, perisai optik tambahan atau penapisan elektronik (contohnya, cahaya termodulat) disyorkan.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Contoh 1: Pengesanan Ketakalan Kertas dalam Pencetak.Pemutus dipasang supaya bendera kertas atau kertas itu sendiri melalui slotnya. Apabila kertas hadir, pancaran disekat, dan fototransistor mati. Keadaan ketakalan kertas atau kehabisan kertas (tiada sekatan) menyebabkan transistor hidup, memberi isyarat kepada mikropengawal.

Contoh 2: Pengekod Putar untuk Kelajuan Motor.Cakera berslot yang dilekatkan pada aci motor berputar di antara lengan pemutus. Apabila setiap slot melalui, pancaran diganggu dan dibenarkan melalui secara bergilir-gilir, menghasilkan rangkaian denyut gelombang segi empat sama. Frekuensi isyarat ini berkadar langsung dengan kelajuan putaran motor.

12. Prinsip Operasi

ITR9707 beroperasi berdasarkan prinsip gangguan cahaya yang dihantar. Pancaran cahaya inframerah dihasilkan oleh LED GaAlAs. Pancaran ini merentasi jurang udara kecil dalam perumahan peranti dan difokuskan ke kawasan sensitif fototransistor NPN silikon. Fototransistor bertindak sebagai sumber arus; foton tuju menjana pasangan elektron-lubang di rantau asasnya, mendorong arus asas yang kemudiannya dikuatkan oleh gandaan transistor, menghasilkan arus pengumpul yang jauh lebih besar. Apabila objek menyekat pancaran, fluks foton jatuh kepada sifar, arus asas berhenti, dan arus pengumpul jatuh ke tahap arus gelap yang sangat rendah. Perubahan tajam dalam arus output ini digunakan sebagai isyarat digital yang menunjukkan kehadiran objek.

13. Trend Teknologi

Pemutus opto kekal sebagai komponen asas dalam pengesanan kedudukan dan gerakan. Trend semasa termasuk pembangunan versi peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, yang menawarkan tapak kaki yang lebih kecil dan profil yang lebih rendah. Terdapat juga peralihan ke arah mengintegrasikan litar tambahan pada cip, seperti pencetus Schmitt untuk output digital dengan histeresis, penguat untuk output analog, atau bahkan logik pengekod penuh. Tambahan pula, kemajuan dalam bahan pembungkusan bertujuan untuk meningkatkan prestasi terma dan rintangan kepada proses pembasuhan papan. Walau bagaimanapun, prinsip teras gangguan optik terus dihargai kerana kesederhanaan, kebolehpercayaan, dan sifat tanpa sentuhnya.