Lembaran Data LTH-301-19 Photointerrupter - Suis Tanpa Sentuhan - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTH-301-19 ialah peranti pensuisan tanpa sentuhan yang padat, direka untuk aplikasi yang memerlukan pengesanan objek atau penderiaan kedudukan yang boleh dipercayai. Ia beroperasi berdasarkan prinsip diod pemancar cahaya inframerah (IR LED) yang dipasangkan dengan fototransistor. Apabila sesuatu objek menyekat pancaran inframerah antara pemancar dan pengesan, keadaan output fototransistor berubah, memberikan isyarat pensuisan. Peranti ini sesuai untuk pemasangan PCB secara langsung atau digunakan dengan soket dua baris, menawarkan penyelesaian yang pantas dan boleh dipercayai untuk pelbagai aplikasi elektronik industri dan pengguna.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Diod IR boleh mengendalikan arus hadapan berterusan 60 mA dan voltan songsang 5 V. Arus pengumpul fototransistor adalah terhad kepada 20 mA dengan penyerakan kuasa 100 mW. Untuk diod IR, arus hadapan puncak 1 A dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (lebar denyut 10 μs, 300 pps). Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi -25°C hingga +85°C dan julat penyimpanan -40°C hingga +100°C. Suhu pateri kaki tidak boleh melebihi 260°C selama 5 saat apabila diukur 1.6mm dari badan peranti.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Bahagian ini memperincikan prestasi peranti di bawah keadaan operasi biasa pada suhu ambien 25°C.

2.2.1 Ciri-ciri LED Input

Voltan hadapan (VF) IR LED biasanya 1.6V pada arus hadapan (IF) 20mA, dengan maksimum 1.6V. Arus songsang (IR) adalah maksimum 100 μA pada voltan songsang (VR) 5V.

2.2.2 Ciri-ciri Fototransistor Output

Voltan pecah pengumpul-pemancar (V(BR)CEO) adalah minimum 30V. Voltan pecah pemancar-pengumpul (V(BR)ECO) adalah minimum 5V. Arus gelap pengumpul-pemancar (ICEO) adalah maksimum 100 nA pada VCE=10V, menunjukkan arus bocor apabila LED dimatikan.

2.2.3 Ciri-ciri Pengganding

Voltan ketepuan pengumpul-pemancar (VCE(SAT)) adalah maksimum 0.4V apabila fototransistor didorong ke ketepuan (IC=70μA, IF=1.4mA). Arus pengumpul keadaan hidup (IC(ON)) biasanya 70 μA pada VCE=3.3V dan IF=1.4mA, dan boleh mencapai 10 mA pada VCE=5V dan IF=20mA, menunjukkan kepekaan dan keupayaan output peranti di bawah keadaan pacuan yang berbeza.

2.2.4 Masa Tindak Balas

Kelajuan pensuisan dicirikan oleh masa naik (tr) dan masa turun (tf). Masa naik tipikal ialah 3 μs (maks 15 μs), dan masa turun tipikal ialah 4 μs (maks 20 μs), diukur di bawah keadaan ujian tertentu (VCE=5V, Ic=2mA, RL=100Ω). Ini menentukan keupayaan peranti untuk pengesanan berkelajuan tinggi.

3. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

3.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mempunyai pakej lubang tembus standard. Semua dimensi dinyatakan dalam milimeter dengan toleransi lalai ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan dimensi tepat disediakan dalam lembaran data, memperincikan saiz badan, jarak kaki, dan tapak keseluruhan untuk susun atur PCB.

3.2 Pengenalpastian Kutub

Orientasi yang betul adalah kritikal. Lembaran data termasuk rajah yang menandakan dengan jelas anod dan katod IR LED serta pengumpul dan pemancar fototransistor. Memasang peranti dengan cara yang salah boleh menyebabkan kerosakan atau kegagalan fungsi.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data termasuk lengkung ciri elektrik dan optik tipikal, diplot pada suhu ambien 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya. Graf ini penting untuk memahami tingkah laku peranti di luar nilai minimum, tipikal, dan maksimum yang ditabulasikan.

4.1 Ciri-ciri Pemindahan

Lengkung kemungkinan menunjukkan hubungan antara arus hadapan LED input (IF) dan arus pengumpul fototransistor output (IC) pada pelbagai voltan pengumpul-pemancar (VCE). Ini menggambarkan nisbah pemindahan arus (CTR), parameter utama untuk gandaan.

4.2 Ciri-ciri Ketepuan Output

Graf yang menggambarkan VCE(SAT) berbanding IC untuk tahap IF yang berbeza membantu pereka bentuk memahami tahap voltan output apabila fototransistor hidup sepenuhnya, yang penting untuk antara muka dengan litar logik.

4.3 Kebergantungan Suhu

Walaupun data utama adalah pada 25°C, lengkung ciri mungkin menunjukkan bagaimana parameter seperti arus gelap (ICEO) dan arus output berubah dengan suhu, yang penting untuk mereka bentuk sistem yang stabil sepanjang julat operasi yang ditentukan.

5. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

5.1 Parameter Pateri

Penarafan maksimum mutlak menentukan bahawa kaki boleh dipateri pada 260°C selama maksimum 5 saat, dengan suhu diukur 1.6mm (0.063") dari perumahan plastik. Ini adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan haba kepada komponen dalaman dan pakej plastik.

5.2 Pengendalian & Penyimpanan

Peranti harus disimpan dalam julat suhu yang ditentukan -40°C hingga +100°C. Langkah berjaga-jaga ESD (nyahcas elektrostatik) standard harus dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan untuk mengelakkan kerosakan pada simpang semikonduktor.

6. Cadangan Aplikasi

6.1 Senario Aplikasi Biasa

LTH-301-19 adalah sesuai untuk penderiaan tanpa sentuhan dalam pencetak (pengesanan ketulan kertas, paras toner), mesin fotokopi, mesin layan diri (pengesanan syiling/objek), automasi industri (penderiaan kedudukan, suis had), dan elektronik pengguna. Kelajuan pensuisannya yang pantas menjadikannya sesuai untuk aplikasi pengiraan atau pengukuran kelajuan.

6.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Perintang Had Arus:Perintang luaran mesti digunakan secara bersiri dengan IR LED untuk menghadkan arus hadapannya (IF) kepada nilai yang selamat, biasanya antara keadaan ujian 1.4mA dan maksimum mutlak 60mA, mengimbangi kecerahan dan jangka hayat.
Perintang Beban:Nilai perintang beban (RL) yang disambungkan ke pengumpul fototransistor mempengaruhi kedua-dua ayunan voltan output dan masa tindak balas. RL yang lebih kecil memberikan pensuisan yang lebih pantas tetapi ayunan voltan output yang lebih kecil.
Cahaya Ambien:Sebagai peranti inframerah, ia kurang terdedah kepada gangguan cahaya ambien yang kelihatan. Walau bagaimanapun, untuk aplikasi kritikal, perisai mekanikal atau teknik modulasi/penyahmodulasi boleh digunakan untuk meningkatkan kekebalan bunyi bising.
Penjajaran:Penjajaran mekanikal yang tepat antara slot pemancar dan pengesan adalah perlu untuk prestasi optimum dan jarak penderiaan maksimum.

7. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding suis mekanikal, LTH-301-19 menawarkan kelebihan utama operasi tanpa sentuhan, mengakibatkan tiada haus, jangka hayat yang lebih panjang, operasi senyap, dan kelajuan pensuisan berpotensi yang lebih tinggi. Berbanding sensor optik lain, pakej berslot bersepadunya menyediakan laluan optik terbina dalam, memudahkan reka bentuk mekanikal dan meningkatkan kebolehpercayaan penjajaran berbanding komponen pemancar dan pengesan yang berasingan. Voltan ketepuan yang ditentukan (VCE(SAT)<0.4V) memastikan keserasian yang baik dengan litar logik voltan rendah.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan parameter arus gelap (ICEO)?
J: Arus gelap ialah arus bocor kecil yang mengalir melalui fototransistor apabila tiada cahaya dari IR LED jatuh (iaitu pancaran disekat atau LED dimatikan). Arus gelap yang rendah (maks 100 nA) adalah diingini kerana ia meminimumkan arus "keadaan mati", membawa kepada perbezaan yang lebih jelas antara keadaan hidup dan mati suis.

S: Bagaimana saya memilih nilai untuk perintang had arus LED?
J: Gunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Vcc ialah voltan bekalan anda, VF ialah voltan hadapan LED (gunakan 1.6V untuk margin reka bentuk), dan IF ialah arus operasi yang dikehendaki (contohnya, 20mA untuk output penuh). Pastikan penyerakan kuasa yang dikira dalam perintang berada dalam penarafannya.

S: Bolehkah sensor ini digunakan di luar rumah?
J: Julat suhu operasi ialah -25°C hingga +85°C, yang merangkumi banyak persekitaran. Walau bagaimanapun, cahaya matahari langsung mengandungi sinaran inframerah yang kuat yang boleh menepukan sensor. Pengedap persekitaran terhadap habuk dan kelembapan bukan sebahagian daripada spesifikasi pakej dan perlu dipertimbangkan secara berasingan.

S: Apa yang mempengaruhi jarak atau jurang penderiaan?
J: Jurang penderiaan dipengaruhi oleh arus pacuan LED (IF), kepekaan fototransistor, penjajaran, dan ketelusan objek yang menyekat pancaran. Lembaran data tidak menentukan jurang maksimum; ia mesti ditentukan secara empirikal untuk objek tertentu dan margin isyarat yang diperlukan.

9. Kes Penggunaan Praktikal

Kes: Pengesanan Kertas dalam Pencetak Meja.LTH-301-19 boleh dipasang supaya laluan kertas melalui slotnya. Pin GPIO mikropengawal, dikonfigurasikan dengan perintang tarik-atas, memantau pengumpul fototransistor. Apabila tiada kertas, pancaran IR sampai ke pengesan, menghidupkan fototransistor dan menurunkan voltan pengumpul (hampir VCE(SAT)). Apabila kertas memasuki slot, ia menyekat pancaran, mematikan fototransistor, membenarkan perintang tarik-atas menarik voltan pengumpul tinggi ke Vcc. Mikropengawal mengesan peralihan voltan ini untuk mengesahkan kehadiran kertas atau mencetuskan amaran kertas habis. Masa tindak balas yang pantas memastikan pengesanan walaupun untuk kertas yang bergerak dengan cepat.

10. Pengenalan Prinsip Operasi

LTH-301-19 ialah sensor optik jenis penghantaran yang ditempatkan dalam pakej plastik berbentuk U. Di satu sisi, diod pemancar cahaya inframerah (IR LED) memancarkan cahaya pada panjang gelombang biasanya sekitar 940nm. Bertentangan secara langsung, di sisi lain slot, fototransistor silikon NPN bertindak sebagai penerima. Fototransistor direka supaya cahaya yang jatuh pada kawasan asasnya menghasilkan pasangan elektron-lubang, yang bertindak sebagai arus asas, seterusnya mengawal arus pengumpul-pemancar yang lebih besar. Apabila tiada objek dalam slot, cahaya dari IR LED mengenai fototransistor, menyebabkannya mengkonduksi (keadaan HIDUP). Apabila objek memasuki slot, ia menghalang laluan cahaya, mengurangkan cahaya pada fototransistor dengan ketara, menyebabkannya berhenti mengkonduksi (keadaan MATI). Perubahan dalam arus/voltan output ini digunakan sebagai isyarat pensuisan.

11. Trend Teknologi

Photointerrupter seperti LTH-301-19 mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai. Trend semasa dalam bidang ini termasuk pengecilan pakej untuk pemasangan PCB berketumpatan lebih tinggi, pembangunan versi peranti permukaan-pasang (SMD) untuk memudahkan pemasangan automatik, dan integrasi litar tambahan seperti pencetus Schmitt atau penguat dalam pakej untuk menyediakan isyarat output digital yang bersih dan meningkatkan kekebalan bunyi bising. Terdapat juga fokus untuk mengurangkan penggunaan kuasa, terutamanya untuk aplikasi berkuasa bateri, dengan mengoptimumkan kecekapan LED dan kepekaan fototransistor. Tambahan pula, beberapa varian maju menggabungkan berbilang pemancar atau pengesan dalam satu pakej untuk penderiaan kedudukan berpengekodan atau untuk menyediakan redundansi.