Lembaran Data LTH-301-07P5 Pemutus Foto - Suis Optik Berslot - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTH-301-07P5 ialah pemutus foto, sejenis komponen optoelektronik yang direka untuk aplikasi suis tanpa sentuh. Ia menggabungkan diod pemancar cahaya (LED) inframerah dan fototransistor dalam satu perumahan berslot yang padat. Prinsip operasi asas melibatkan gangguan pancaran cahaya inframerah antara pemancar dan pengesan oleh objek luar, yang menyebabkan perubahan sepadan dalam isyarat keluaran fototransistor. Reka bentuk ini menawarkan kaedah yang boleh dipercayai dan tepat untuk mengesan kehadiran, ketiadaan, atau kedudukan objek tanpa sentuhan fizikal.

Kelebihan teras peranti ini terletak pada sifat tanpa sentuhnya, yang menghapuskan haus dan lusuh mekanikal, membawa kepada kebolehpercayaan tinggi dan jangka hayat operasi yang panjang. Ia mempunyai kelajuan pensuisan yang pantas, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pengesanan pantas. Komponen ini direka untuk pemasangan terus papan litar bercetak (PCB) atau untuk digunakan dengan soket dua baris, memberikan fleksibiliti dalam reka bentuk dan pemasangan sistem.

Pasaran sasaran dan aplikasi biasa termasuk, tetapi tidak terhad kepada, peralatan automasi pejabat seperti mesin faks, mesin fotokopi, pencetak, dan pengimbas. Ia juga digunakan secara meluas dalam pelbagai sistem automasi perindustrian, elektronik pengguna, dan instrumentasi di mana pengesanan objek yang tepat diperlukan.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal Secara Objektif

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Penarafan ini ditentukan pada suhu ambien (TA) 25°C dan tidak boleh dilebihi, walaupun seketika, dalam keadaan operasi biasa.

Input LED:Arus hadapan berterusan adalah terhad kepada 50 mA, dengan arus hadapan puncak 1 A dibenarkan dalam keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10 μs). Penyerakan kuasa maksimum untuk LED ialah 80 mW. Keupayaan voltan songsang ialah 5 V, yang merupakan parameter kritikal untuk melindungi LED daripada bias songsang secara tidak sengaja.

Output Fototransistor:Penarafan voltan pemungut-pemancar (V_CE) ialah 30 V, manakala voltan pemancar-pemungut (V_EC) ialah 5 V. Arus pemungut maksimum ialah 20 mA, dan had penyerakan kuasa ialah 100 mW. Pematuhan kepada had ini adalah penting untuk memastikan jangka hayat dan operasi stabil fototransistor.

Had Persekitaran:Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi -25°C hingga +85°C. Julat suhu penyimpanan adalah lebih luas, dari -40°C hingga +100°C. Suhu pematerian kaki ditentukan sebagai 260°C selama 5 saat, diukur 1.6mm dari kes, yang merupakan maklumat penting untuk proses pemasangan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ciri-ciri ini mentakrifkan prestasi jangkaan peranti dalam keadaan operasi biasa pada 25°C. Ia menyediakan parameter utama untuk reka bentuk litar.

Ciri-ciri Input LED:Voltan hadapan tipikal (V_F) ialah 1.2 V pada arus hadapan (I_F) 20 mA, dengan maksimum 1.6 V. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk perintang had arus untuk litar pemacu LED. Arus songsang (I_R) adalah maksimum 100 μA pada voltan songsang (V_R) 5 V, menunjukkan kebocoran LED dalam keadaan mati.

Ciri-ciri Output Fototransistor:Arus gelap pemungut-pemancar (I_CEO) adalah maksimum 100 nA pada V_CE=10V, mewakili arus bocoran output apabila LED dimatikan (tiada cahaya). Voltan pecah (BV_CEOdan BV_ECO) mengesahkan penarafan maksimum.

Ciri-ciri Pengganding (Sistem):Parameter ini menerangkan prestasi gabungan LED dan fototransistor. Arus pemungut keadaan hidup (I_C(ON)) dijamin sekurang-kurangnya 0.6 mA apabila LED didorong dengan I_F=20mA dan V_CE=5V. Ini adalah tahap isyarat output utama apabila slot tidak terhalang. Voltan tepu pemungut-pemancar (V_CE(SAT)) adalah maksimum 0.4 V dalam keadaan yang sama dengan I_C=0.2mA, menunjukkan ciri keadaan "hidup" yang baik. Masa tindak balas, dengan masa naik tipikal (T_r) 3 μs dan masa jatuh (T_f) 4 μs (di bawah keadaan ujian tertentu), mentakrifkan keupayaan kelajuan pensuisan peranti.

3. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

3.1 Dimensi Garis Besar

LTH-301-07P5 mempunyai pakej lubang melalui standard. Lukisan mekanikal terperinci disediakan dalam lembaran data. Semua dimensi ditentukan dalam milimeter. Toleransi standard untuk dimensi yang tidak ditentukan ialah ±0.25 mm. Dimensi utama termasuk panjang, lebar, dan ketinggian kes keseluruhan, lebar dan kedalaman slot (yang mentakrifkan jurang di mana objek pengganggu lalu), dan jarak dan diameter kaki. Komponen ini direka untuk proses pematerian gelombang atau pematerian tangan.

Pengenalpastian Kutub:Peranti mempunyai pinout tertentu. Biasanya, kaki yang lebih panjang atau tanda tertentu pada kes menunjukkan anod LED. Adalah penting untuk merujuk lukisan dimensi untuk pengenalpastian pin yang tepat (contohnya, pin 1 selalunya anod LED, pin 2 ialah katod LED, pin 3 ialah pemancar fototransistor, dan pin 4 ialah pemungut) untuk memastikan orientasi yang betul semasa pemasangan PCB. Kutub yang salah akan menghalang peranti daripada berfungsi.

4. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian yang betul semasa pematerian adalah penting untuk mengelakkan kerosakan pada perumahan plastik dan die semikonduktor dalaman.

Langkah Berjaga-jaga Umum:Perumahan tidak boleh dicelup ke dalam pateri. Tiada tekanan luaran harus dikenakan pada bingkai kaki semasa produk berada pada suhu tinggi semasa pematerian, kerana ini boleh menyebabkan retakan dalaman atau ketidaksejajaran.

Pematerian Tangan/Kaki:Untuk pematerian manual, suhu besi maksimum yang disyorkan ialah 350°C. Masa pematerian setiap kaki tidak boleh melebihi 3 saat, dan ini harus dilakukan hanya sekali setiap kaki. Titik pematerian harus tidak lebih dekat daripada 2 mm dari pangkal perumahan komponen untuk mengelakkan kerosakan haba.

Pematerian Gelombang:Untuk pematerian gelombang automatik, profil tertentu disyorkan. Suhu pra-pemanasan tidak boleh melebihi 100°C, dengan masa pra-pemanasan sehingga 60 saat. Suhu gelombang pateri harus maksimum 260°C, dengan masa sentuhan tidak melebihi 5 saat. Kedudukan pencelupan mestilah tidak lebih rendah daripada 2 mm dari pangkal perumahan. Mematuhi profil ini menghalang kejutan haba dan memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai tanpa menjejaskan integriti pakej plastik.

5. Keadaan Penyimpanan dan Langkah Berjaga-jaga

Untuk mengekalkan kebolehpaterian dan mencegah kemerosotan prestasi, keadaan penyimpanan tertentu mesti dipatuhi.

Persekitaran penyimpanan ideal adalah pada suhu di bawah 30°C dan kelembapan relatif di bawah 70%. Komponen harus dipasang dalam tempoh 3 bulan dari tarikh penghantaran. Untuk melanjutkan jangka hayat penyimpanan sementara bahagian kekal dalam pembungkusan sensitif lembapan asal, ia harus disimpan dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan yang sesuai atau dalam pengering yang disucikan nitrogen. Walau bagaimanapun, penyimpanan tidak boleh melebihi satu tahun di bawah keadaan terkawal ini.

Sebaik sahaja pakej tertutup asal dibuka, komponen mesti digunakan dalam tempoh 3 bulan dan harus disimpan dalam persekitaran terkawal <25°C dan kelembapan relatif <60%. Peralihan pantas dalam suhu ambien, terutamanya dalam persekitaran kelembapan tinggi, mesti dielakkan untuk mencegah kondensasi, yang boleh menyebabkan pengoksidaan kaki komponen. Jika keadaan penyimpanan tidak memenuhi kriteria yang ditentukan, kebolehpaterian pin mungkin terjejas. Dalam kes sedemikian, penilaian kebolehpaterian dan penyusunan semula komponen yang berpotensi mesti dilakukan sebelum digunakan dalam pengeluaran.

6. Cadangan Aplikasi

6.1 Senario Aplikasi Biasa

LTH-301-07P5 adalah serba boleh dan digunakan dalam banyak aplikasi:

• Pengesanan Kertas dalam Pencetak/Mesin Fotokopi/Pengimbas:Mengesan kehadiran kertas, ketakungan kertas, atau penghujung gulungan kertas.
• Penderiaan Kedudukan:Mengesan kedudukan asal atau had perjalanan dalam mekanisme bergerak (contohnya, kereta pencetak, lengan robot).
• Pengekodan Putaran:Digunakan dengan roda berslot untuk mengukur kelajuan atau kedudukan aci berputar.
• Pengiraan Objek:Mengira item di atas tali sawat semasa ia melalui slot.
• Sistem Keselamatan:Sebagai sebahagian daripada penderia pemutus pancaran untuk pengesanan pencerobohan.

6.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mereka bentuk litar dengan pemutus foto ini, beberapa faktor mesti dipertimbangkan:

• Arus Pacuan LED:Arus operasi yang disyorkan ialah 20 mA. Perintang siri mesti dikira berdasarkan voltan bekalan (V_CC) dan voltan hadapan LED (V_F) menggunakan Hukum Ohm: R = (V_CC- V_F) / I_F. Menggunakan V_Ftipikal 1.2V dan bekalan 5V, perintang akan menjadi lebih kurang (5V - 1.2V) / 0.02A = 190 Ohm. Perintang standard 200 Ohm akan sesuai.
• Bias Fototransistor:Output fototransistor boleh digunakan dalam konfigurasi pemancar biasa (pemancar dibumikan, pemungut ditarik ke V_CCmelalui perintang beban, R_L) atau sebagai suis. Nilai R_Lmempengaruhi ayunan voltan output dan kelajuan pensuisan. R_Lyang lebih kecil memberikan tindak balas yang lebih pantas tetapi perubahan voltan output yang lebih kecil. Keadaan ujian lembaran data menggunakan R_L=100Ω.
• Penyelarasan Isyarat:Output adalah arus analog yang berubah dengan keamatan cahaya. Untuk aplikasi pensuisan digital, perbandingan atau litar pencetus Schmitt mungkin diperlukan selepas perintang beban untuk memberikan isyarat digital yang bersih, terutamanya jika objek pengganggu tidak menyekat pancaran cahaya sepenuhnya.
• Kekebalan Cahaya Ambien:Oleh kerana peranti menggunakan cahaya inframerah, ia agak kebal terhadap cahaya ambien yang boleh dilihat. Walau bagaimanapun, sumber cahaya inframerah yang kuat (contohnya, cahaya matahari, mentol pijar) boleh menjejaskan prestasi. Menggunakan isyarat pacuan LED termodulat dan pengesanan segerak boleh meningkatkan kekebalan terhadap cahaya ambien dengan ketara.
• Penjajaran Mekanikal:Objek pengganggu mesti melalui slot dengan boleh dipercayai dan menyekat pancaran sepenuhnya untuk operasi yang konsisten. Dimensi slot dan saiz serta laluan objek mesti dipertimbangkan dengan teliti.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pemutus foto seperti LTH-301-07P5 bersaing dengan teknologi penderiaan lain seperti suis mikro mekanikal, penderia kesan Hall, dan penderia optik pantulan.

berbanding Suis Mekanikal:Kelebihan utama ialah ketiadaan sentuhan fizikal sepenuhnya, membawa kepada jangka hayat mekanikal yang hampir tidak terhingga, tiada pantulan sentuhan, operasi senyap, dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi dalam persekitaran kotor atau berdebu. Kelemahannya mungkin kos yang sedikit lebih tinggi dan keperluan untuk litar pemacu elektronik.

berbanding Penderia Optik Pantulan:Pemutus foto berslot menawarkan ketepatan dan konsistensi kedudukan yang lebih tinggi kerana pemancar dan pengesan diselaraskan dengan tepat dalam geometri tetap. Ia kurang terdedah kepada variasi dalam pantulan objek sasaran. Penderia pantulan lebih sesuai untuk mengesan objek pada jarak atau di mana slot fizikal tidak boleh dilaksanakan.

berbanding Penderia Kesan Hall:Penderia Hall mengesan medan magnet, bukan gangguan cahaya. Ia digunakan untuk mengesan kedudukan magnet. Pilihan bergantung sepenuhnya pada aplikasi: mengesan sebarang objek legap (pemutus foto) berbanding mengesan medan magnet (penderia Hall).

Pembezaan khusus LTH-301-07P5 terletak pada set ciri elektriknya yang seimbang (voltan hadapan, arus output, kelajuan), pakej mekanikalnya yang kukuh sesuai untuk pematerian gelombang, dan keperluan penyimpanan dan pengendaliannya yang jelas ditakrifkan, menjadikannya pilihan yang boleh dipercayai untuk pembuatan volum.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan penarafan "Arus Hadapan Puncak" untuk LED?

J: Penarafan ini (1A pada 300pps, 10μs) membolehkan LED didenyut dengan arus yang jauh lebih tinggi daripada penarafan berterusannya (50mA) untuk tempoh yang singkat. Ini boleh digunakan untuk mencapai denyutan optik yang lebih terang, yang boleh meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi atau membenarkan kitar tugas yang lebih rendah, mengurangkan penggunaan kuasa purata dan penjanaan haba.

S: I_C(ON)ditentukan sebagai minimum 0.6mA. Apakah maksudnya untuk reka bentuk litar saya?

J: Ini adalah had bawah yang dijamin. Di bawah keadaan ujian standard (I_F=20mA, V_CE=5V), fototransistor akan menyerapsekurang-kurangnya0.6mA apabila slot jelas. Arus sebenar dalam aplikasi anda mungkin lebih tinggi. Anda mesti mereka bentuk perintang beban anda (R_L) dan mana-mana get logik berikutnya untuk mengenali tahap voltan yang sepadan dengan arus minimum ini. Contohnya, dengan R_L=1kΩ, voltan output akan turun kepada paling banyak V_CE= 5V - (0.6mA * 1kΩ) = 4.4V apabila pancaran tidak dihalang.

S: Mengapakah keadaan penyimpanan begitu ketat, terutamanya selepas membuka beg?

J: Kaki komponen mudah terdedah kepada pengoksidaan apabila terdedah kepada udara lembap. Kaki yang teroksida mempunyai kebolehpaterian yang lemah, membawa kepada sambungan pateri yang lemah atau tidak wujud ("dewetting"). Pembungkusan sensitif lembapan dan peraturan penyimpanan yang ketat adalah amalan standard industri (selaras dengan piawaian IPC/JEDEC) untuk memastikan hasil pemasangan yang tinggi dan kebolehpercayaan jangka panjang.

S: Bolehkah saya menggunakan penderia ini di luar rumah?

J: Julat suhu operasi ialah -25°C hingga +85°C, yang meliputi banyak keadaan luar rumah. Walau bagaimanapun, pendedahan langsung kepada cahaya matahari (sumber radiasi inframerah yang kuat) boleh memenuhi fototransistor, menyebabkan pencetus palsu. Peranti ini juga tidak tertutup terhadap kemasukan air atau habuk. Untuk penggunaan luar rumah, ia memerlukan pelindung optik yang teliti dari cahaya ambien dan perlindungan persekitaran, atau teknologi penderia yang berbeza mungkin lebih sesuai.

9. Pengenalan Prinsip Operasi

Pemutus foto beroperasi berdasarkan prinsip optoelektronik yang mudah. Ia mengandungi dua komponen utama yang ditempatkan bertentangan merentasi jurang fizikal (slot):

1. Pemancar Inframerah (LED):Ini adalah diod semikonduktor yang memancarkan cahaya inframerah (tidak kelihatan oleh mata manusia) apabila dibias hadapan dengan arus yang sesuai (contohnya, 20mA).
2. Fototransistor:Ini adalah transistor sensitif cahaya. Apabila foton dari pemancar inframerah melanda kawasan asasnya, ia menghasilkan pasangan elektron-lubang, yang bertindak sebagai arus asas. Arus asas yang disebabkan cahaya ini diperkuatkan oleh gandaan transistor, menghasilkan arus pemungut yang jauh lebih besar mengalir dari pemungut ke pemancar.

Keadaan Operasi:

- Tidak Terhalang (Pancaran Hadir):Cahaya inframerah dari pemancar jatuh terus pada fototransistor. Fototransistor hidup, membenarkan arus pemungut yang ketara (I_C(ON)) mengalir. Dalam litar pemancar biasa dengan perintang tarik atas, voltan output pada pemungut ditarik rendah (hampir V_CE(SAT)).

- Terhalang (Pancaran Diblok):Objek legap yang diletakkan dalam slot menyekat cahaya inframerah. Tiada cahaya sampai ke asas fototransistor, jadi ia mati. Hanya arus bocoran kecil (I_CEO, arus gelap) mengalir. Voltan output pada pemungut naik ke hampir voltan bekalan (V_CC).

Peralihan ini antara voltan output tinggi (pancaran diblok) dan voltan output rendah (pancaran jelas) memberikan isyarat digital yang bersih untuk logik pengesanan.

10. Trend Pembangunan

Bidang penderia optoelektronik, termasuk pemutus foto, terus berkembang. Trend objektif yang boleh diperhatikan dalam industri termasuk:

• Pengecilan:Terdapat dorongan berterusan ke arah saiz pakej yang lebih kecil (contohnya, peranti pemasangan permukaan dengan tapak kaki yang lebih kecil dan profil yang lebih rendah) untuk membolehkan produk akhir yang lebih padat dan pemasangan PCB berketumpatan lebih tinggi.
• Prestasi Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan semikonduktor dan pembungkusan bertujuan untuk memberikan kepekaan yang lebih tinggi (membenarkan arus pacuan LED yang lebih rendah untuk mengurangkan penggunaan kuasa), masa tindak balas yang lebih pantas untuk aplikasi berkelajuan tinggi, dan kestabilan suhu parameter yang lebih baik.
• Integrasi dan Ciri Pintar:Sesetengah pemutus foto moden mengintegrasikan litar pemacu untuk LED dan penyelarasan isyarat (penguat, perbandingan, pencetus Schmitt) untuk output fototransistor ke dalam pakej yang sama. Ini memudahkan reka bentuk litar luaran dan boleh memberikan output tahap logik digital langsung. Integrasi pelbagai elemen penderiaan juga merupakan trend.
• Fokus pada Kebolehpercayaan dan Pembuatan:Reka bentuk semakin mengutamakan kekukuhan untuk proses pemasangan automatik seperti pick-and-place dan pematerian refluks. Bahan dipilih untuk rintangan yang lebih baik terhadap tekanan haba dan faktor persekitaran.
• Varian Khusus Aplikasi:Pembangunan berterusan untuk penderia yang disesuaikan dengan keperluan pasaran tertentu, seperti penderia ultra-nipis untuk pengendalian kertas dalam peranti mudah alih, atau penderia dengan slot yang sangat sempit untuk pengesanan tepi ketepatan tinggi.

LTH-301-07P5 mewakili teknologi matang dan boleh dipercayai yang memenuhi keperluan teras untuk pelbagai aplikasi standard, manakala trend yang lebih luas ini membentuk pembangunan peranti generasi seterusnya.