Spesifikasi ITR20002 - Modul Pemutus Foto Sisi - Panjang Gelombang 940nm - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

ITR20002 ialah modul pemutus foto inframerah sisi yang padat. Ia menggabungkan diod pemancar inframerah dan fototransistor silikon NPN yang dipasang bersebelahan pada paksi optik yang menumpu dalam perumahan termoplastik hitam. Konfigurasi ini direka untuk pengesanan objek, pengesan kedudukan, dan aplikasi pensuisan tanpa sentuh dengan memutus laluan pancaran inframerah antara pemancar dan pengesan.

1.1 Ciri dan Kelebihan Teras

• Masa Tindak Balas Pantas:Membolehkan pengesanan dan pensuisan pantas, sesuai untuk aplikasi berkelajuan tinggi.
• Kepekaan Tinggi:Fototransistor silikon menyediakan pengesanan isyarat yang boleh dipercayai daripada pemancar IR.
• Panjang Gelombang Potong Spesifik:Panjang gelombang pancaran puncak (λp) 940nm, dioptimumkan untuk pengesanan inframerah sambil mengurangkan gangguan daripada cahaya nampak.
• Pematuhan Alam Sekitar:Produk ini bebas Pb, mematuhi piawaian RoHS, EU REACH, dan Bebas Halogen (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Paksi Optik Menumpu:Reka bentuk bersebelahan dan menumpu ini memudahkan penjajaran untuk pengesanan objek dalam celah antara komponen.

1.2 Aplikasi Sasaran

Modul ini direka untuk pelbagai tugas pengesanan optoelektronik, termasuk:

• Mekanisme tetikus dan mesin salinan untuk mengesan pergerakan atau kehadiran kertas.
• Pemacu cakera liut untuk mengesan kemasukan cakera atau kedudukan trek.
• Pensuisan tanpa sentuh kegunaan am.
• Pemasangan langsung pada papan litar bercetak (PCB).

2. Analisis Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang parameter elektrik dan optik utama yang dinyatakan dalam lembaran data.

2.1 Had Maksimum Mutlak

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

• Input (LED IR):
  • Pelesapan Kuasa (Pd):100 mW pada 25°C. Pengurangan kuasa diperlukan pada suhu ambien yang lebih tinggi.
  • Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi ini boleh merosakkan simpang LED.
  • Arus Hadapan (IF):60 mA berterusan.
  • Arus Hadapan Puncak (IFP):1 A untuk denyutan ≤100μs pada kitar tugas 1%. Ini membolehkan denyutan intensiti tinggi yang singkat.
• Output (Fototransistor):
  • Pelesapan Kuasa Pengumpul (Pc):80 mW. Ini menghadkan gabungan arus pengumpul dan voltan.
  • Arus Pengumpul (IC):20 mA arus berterusan maksimum.
  • Voltan Pengumpul-Pemancar (BV_CEO):35 V. Voltan maksimum yang boleh dikenakan merentasi transistor apabila tapak terbuka.
  • Voltan Pemancar-Pengumpul (BV_ECO):6 V. Voltan songsang maksimum merentasi pemancar dan pengumpul.
• Had Terma:
  • Suhu Operasi (T_opr):-25°C hingga +85°C.
  • Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +85°C.
  • Suhu Pateri Kaki (T_sol):260°C selama 5 saat pada jarak 1/16 inci (1.6mm) dari badan pakej.

2.2 Ciri Elektro-Optik (Ta=25°C)

Ini adalah parameter operasi tipikal di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Ciri Input (LED IR):
  • Voltan Hadapan (V_F):Biasanya 1.2V hingga 1.5V pada I_F=20mA. Ini penting untuk mereka bentuk litar pemacu had arus.
  • Panjang Gelombang Puncak (λ_P):940nm. Ini adalah panjang gelombang di mana LED IR memancarkan kuasa optik paling banyak.
• Ciri Output (Fototransistor):
  • Arus Gelap (I_CEO):Maksimum 100 nA pada V_CE=20V tanpa penyinaran (E_e=0). Ini adalah arus bocor yang mentakrifkan paras hingar keadaan "mati".
  • Voltan Ketepuan Pengumpul-Pemancar (V_CE(sat)):Maksimum 0.4V pada I_C=0.04mA dan I_F=40mA. V_CE(sat)yang rendah adalah diingini apabila transistor digunakan sebagai suis.
  • Arus Pengumpul (I_C(ON)):Julat dari 0.04mA hingga 0.9mA pada V_CE=5V dan I_F=20mA. Parameter ini, ciri pemindahan, mentakrifkan kepekaan gandingan. Julat yang luas menunjukkan ia adalah parameter kritikal yang mungkin dikelaskan.
  • Masa Naik/Jatuh (t_r/t_f):Biasanya 20μs dan 25μs masing-masing, di bawah keadaan ujian tertentu (V_CE=2V, I_C=100μA, R_L=100Ω). Nilai ini menentukan frekuensi pensuisan maksimum peranti.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada lengkung ciri tipikal untuk kedua-dua pemancar IR dan fototransistor. Walaupun graf tepat tidak diterbitkan semula di sini, kepentingannya dijelaskan.

3.1 Lengkung Pemancar IR

Lengkung ini biasanya menggambarkan hubungan antara arus hadapan (I_F) dan voltan hadapan (V_F) pada suhu berbeza, menunjukkan pekali suhu negatif V_F. Ia juga mungkin menunjukkan keamatan sinaran relatif berbanding arus hadapan dan corak sinaran sudut, yang penting untuk memahami penyebaran pancaran dalam pakej sisi.

3.2 Lengkung Fototransistor

Lengkung ini penting untuk reka bentuk litar. Ia biasanya termasuk:

• Arus Pengumpul vs. Voltan Pengumpul-Pemancar (I_C-V_CE):Keluarga lengkung untuk tahap sinaran yang berbeza (atau arus LED IR yang berbeza). Ini menunjukkan ciri output transistor dan membantu menentukan garis beban.
• Arus Pengumpul vs. Sinaran (atau I_F):Lengkung pemindahan ini mengukur kepekaan, menunjukkan berapa banyak arus output dijana untuk tahap cahaya input tertentu.
• Arus Gelap vs. Suhu:Menunjukkan bagaimana arus bocor meningkat dengan suhu, yang boleh menjejaskan nisbah isyarat-ke-hingar dalam persekitaran suhu tinggi.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Pakej

ITR20002 datang dalam pakej sisi lubang melalui standard. Lukisan dimensi dalam lembaran data memberikan ukuran kritikal untuk susun atur PCB dan integrasi mekanikal. Ciri utama termasuk jarak kaki, dimensi badan pakej, dan lokasi apertur optik. Nota menyatakan bahawa toleransi adalah ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya pada lukisan berdimensi.

4.2 Pengenalpastian Polarity

Untuk pakej lubang melalui, polarity biasanya ditunjukkan oleh bentuk fizikal pakej (rata atau takuk) atau panjang kaki. Lukisan lembaran data harus menandakan dengan jelas anod dan katod LED IR serta pengumpul dan pemancar fototransistor. Polarity yang betul adalah penting untuk operasi peranti dan untuk mengelakkan kerosakan.

5. Panduan Aplikasi dan Reka Bentuk

5.1 Litar Aplikasi Tipikal

Aplikasi asas melibatkan memacu LED IR dengan perintang had arus yang disambungkan kepada sumber voltan. Fototransistor biasanya disambungkan dalam konfigurasi pemancar biasa: pengumpul ditarik ke voltan bekalan melalui perintang beban (R_L), dan pemancar dibumikan. Isyarat output diambil dari pengumpul. Nilai R_Lmempengaruhi ayunan voltan output, kelajuan, dan penggunaan arus. R_Lyang lebih kecil memberikan pensuisan lebih pantas tetapi ayunan voltan lebih kecil; R_Lyang lebih besar memberikan ayunan lebih besar tetapi tindak balas lebih perlahan.

5.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Penjajaran:Reka bentuk paksi bersebelahan dan menumpu bermaksud kawasan pengesanan sensitif berada dalam celah antara pemancar dan pengesan. Penjajaran mekanikal tepat laluan objek adalah perlu untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Kekebalan Cahaya Ambien:Walaupun penapis 940nm dalam perumahan membantu, sumber IR ambien yang kuat (cahaya matahari, mentol pijar) boleh menepu fototransistor. Menggunakan isyarat IR termodulat dan pengesanan segerak boleh meningkatkan kekebalan dengan ketara.
• Pacu Arus:Operasikan LED IR pada atau di bawah I_Fyang disyorkan (contohnya, 20mA) untuk kebolehpercayaan jangka panjang. Mendenyutkan LED pada arus lebih tinggi (dalam had I_FP) boleh meningkatkan julat pengesanan atau kekuatan isyarat.
• Antara Muka Output:Output fototransistor boleh dihantar terus ke input digital pengawal mikro (dengan tarik-naik sesuai) atau ke pembanding untuk pengesanan ambang tepat dalam aplikasi analog.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Label

Label produk mengandungi beberapa kod:

• CPN:Nombor Bahagian Pelanggan.
• P/N:Nombor Produk Pengilang (ITR20002).
• QTY:Kuantiti dalam pakej.
• CAT / HUE / REF:Ini mungkin merujuk kepada kod pengelasan dalaman untuk parameter seperti keamatan bercahaya (CAT), panjang gelombang dominan (HUE), dan voltan hadapan (REF).
• No. LOT:Nombor lot kebolehkesanan.

6.2 Spesifikasi Pembungkusan

Pembungkusan standard ialah 150 keping setiap beg, 5 beg setiap kotak, dan 10 kotak setiap karton. Maklumat ini penting untuk perancangan inventori dan suapan barisan pengeluaran.

7. Perbandingan dan Kedudukan Teknikal

ITR20002 mewakili penyelesaian klasik dan kos efektif untuk pengesanan objek. Pembeza utama adalah faktor bentuk mekanikal sisi spesifik dan paksi optik menumpu, yang direka untuk mengesan objek yang melalui slot atau celah tertentu. Berbanding sensor pantulan, ia menawarkan kebolehpercayaan dan konsistensi lebih tinggi kerana kurang bergantung pada keterbalikan objek sasaran. Berbanding sensor transmisi dengan pemancar dan pengesan bertentangan, ia membolehkan reka bentuk mekanikal lebih padat di mana objek memutus pancaran dalam satu modul tunggal. Panjang gelombang 940nm adalah piawaian biasa, menawarkan keseimbangan baik antara ketersediaan komponen, kos, dan penolakan cahaya ambien.

8. Soalan Lazim (FAQ)

8.1 Apakah jarak atau celah pengesanan tipikal?

Lembaran data menyatakan keadaan ujian I_C(ON)sebagai "dengan pemantul pada jarak 5mm." Ini mencadangkan peranti dioptimumkan untuk pengesanan jarak sangat dekat, mungkin dalam julat beberapa milimeter. Celah boleh guna sebenar bergantung pada arus pacu ke LED IR, kepekaan litar penerima, dan margin isyarat yang diperlukan.

8.2 Bagaimana saya melindungi peranti daripada gangguan elektrik sementara?

Untuk LED IR, perintang siri ringkas biasanya mencukupi. Untuk fototransistor yang beroperasi dalam persekitaran bising, pertimbangkan menambah kapasitor kecil (contohnya, 1-10nF) merentasi pengumpul dan pemancar untuk menapis hingar frekuensi tinggi, dengan ingatan ini akan memperlahankan masa tindak balas. Untuk persekitaran industri yang keras, diod pengapit luaran tambahan atau diod TVS mungkin diperlukan pada talian input/output.

8.3 Bolehkah saya menggunakan ini untuk pengesan kelajuan pada cakera berlot berputar?

Ya, ini adalah aplikasi biasa. Frekuensi pensuisan maksimum akan dihadkan oleh masa naik/jatuh (biasanya ~20-25μs), yang secara teori membolehkan frekuensi sehingga kira-kira 20 kHz. Dalam amalan, frekuensi akan lebih rendah disebabkan kekangan litar dan kitar tugas. Pastikan slot dan celah pada cakera cukup lebar untuk membolehkan fototransistor menyala dan padam sepenuhnya.

9. Prinsip Operasi

ITR20002 beroperasi berdasarkan prinsip gangguan cahaya yang dihantar. Diod pemancar inframerah dalaman (IRED) dicondongkan ke hadapan, menyebabkannya memancarkan cahaya pada panjang gelombang puncak 940nm. Fototransistor silikon NPN, yang diletakkan pada paksi menumpu, biasanya menerima sinaran ini apabila tiada halangan pada laluan. Foton dengan tenaga yang mencukupi menghentam kawasan tapak fototransistor, menjana pasangan elektron-lubang. Arus foto ini bertindak sebagai arus tapak, yang kemudiannya dikuatkan oleh gandaan arus transistor (beta), menghasilkan arus pengumpul yang jauh lebih besar. Apabila objek legap diletakkan dalam celah antara pemancar dan pengesan, laluan cahaya terganggu. Arus foto terhenti, dan transistor padam, menyebabkan arus pengumpul jatuh ke nilai yang sangat rendah (arus gelap). Perubahan hidup/mati dalam arus pengumpul ini memberikan isyarat digital yang menunjukkan kehadiran atau ketiadaan objek.

10. Penafian dan Nota Kebolehpercayaan

Maklumat yang diberikan dalam dokumen teknikal ini adalah berdasarkan lembaran data asal. Penafian dan nota utama daripada pengilang termasuk:

• Spesifikasi dan bahan tertakluk kepada perubahan.
• Produk memenuhi spesifikasi yang diterbitkan selama 12 bulan dari tarikh penghantaran.
• Graf dan nilai tipikal adalah untuk rujukan sahaja dan tidak dijamin.
• Operasi di luar Had Maksimum Mutlak boleh menyebabkan kerosakan kekal.
• Produk ini tidak bertujuan untuk aplikasi kritikal keselamatan, ketenteraan, penerbangan, automotif, perubatan, atau sokongan hayat tanpa kebenaran eksplisit.

Ia adalah tanggungjawab pereka untuk mengesahkan kesesuaian dan prestasi peranti dalam aplikasi khusus mereka.