ITR8307/L24/TR8 Kichocheo cha Mwanga cha Kutafakari - Bure ya Plumbi, Inatii RoHS, REACH - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

ITR8307/L24/TR8 ni swichi ya mwanga ya kutafakari yenye ukubwa mdogo, iliyosanikishwa kwenye uso, iliyoundwa kwa matumizi ya kuchunguza umbali mfupi. Inaunganisha diode inayotoa mwanga wa infrared (IR) ya GaAs na mpokeaji wa transista-foto wa silikoni wa NPN wenye nyeti kubwa ndani ya kifurushi kimoja cha plastiki kilichopangwa kando. Usanidi huu unauwezesha kugundua uwepo au kutokuwepo kwa uso unaotafakari kwa kupima ukubwa wa mwanga wa IR unaotafakariwa kurudi kwa mpokeaji.

Kifaa hiki kina sifa ya wakati wa majibu wa haraka, nyeti kubwa kwa mwanga wa infrared, na majibu ya wigo ambayo hukata urefu wa mawimbi yanayoonekana, na kufanya hakiwezi kuingiliwa na mwanga wa mazingira unaoonekana. Imetengenezwa kuwa isiyo na risasi (bure ya plumbi), inatii maagizo ya RoHS na REACH ya Umoja wa Ulaya, na inakidhi mahitaji ya kutokuwa na halojeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Faida kuu za kichocheo hiki ni pamoja na umbo lake nyembamba, ukubwa mdogo, na majibu ya haraka ya mwanga, ambayo ni muhimu kwa matumizi yenye nafasi ndogo na kasi kubwa. Usanidi wake unaufanya uwe mwafaka kwa vifaa mbalimbali vya elektroniki vya watumiaji na vifaa vinavyodhibitiwa na kompyuta ndogo ambapo kugundua kitu bila kugusa kwa uaminifu kunahitajika.

Matumizi ya kawaida ya lengwa ni pamoja na kuchunguza nafasi katika vifaa kama vile kamera za dijiti (kwa ajili ya kugundua lenzi au kifuniko), virekodi vya video (VCR), diski za floppy, virekodi vya tepi za kaseti, na mifumo mingine ya udhibiti wa otomatiki.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Kifaa hiki hakipaswi kutumika zaidi ya mipaka hii ili kuzuia uharibifu wa kudumu. Viwango muhimu ni pamoja na utumiaji wa nguvu wa ingizo (LED) wa 75 mW kwa joto la hewa huru la 25°C, mkondo wa mbele wa juu kabisa (IF) wa 50 mA, na mkondo wa mbele wa kilele (IFP) wa 1 A kwa mipigo ≤100μs kwa mzunguko wa kazi wa 1%. Kwa pato (transista-foto), utumiaji wa nguvu wa juu kabisa wa kolekta ni 75 mW, mkondo wa kolekta (IC) ni 50 mA, na voltage ya kolekta-emita (BV_CEO) ni 30 V. Safu ya joto la uendeshaji ni kutoka -40°C hadi +85°C.

2.2 Sifa za Umeme-na-Mwanga

Vigezo hivi vimeainishwa kwa joto la mazingira (T_a) la 25°C na hufafanua utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji.

2.2.1 Sifa za Ingizo (LED ya IR)

• Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 1.2 V kwa mkondo wa mbele (I_F) wa 20 mA, na upeo wa 1.6 V. Hii ni muhimu sana kwa kubuni saketi ya kiendeshi cha LED.
• Urefu wa Mwamba wa Kilele (λ_P):940 nm, na kuweka utoaji wake kwenye wigo wa karibu wa infrared.

2.2.2 Sifa za Pato (Transista-Foto)

• Mkondo wa Giza (I_CEO):Mkondo wa uvujaji wakati hakuna mwanga unaoanguka, na upeo wa 100 nA kwa V_CE=10V. Thamani ya chini inaonyesha utendaji bora wa hali ya kuzima.
• Mkondo wa Mwanga (I_C(ON)):Mkondo wa kolekta wakati LED inafanya kazi na mwanga unatafakariwa kwenye mpokeaji. Ina safu pana kutoka 0.5 mA hadi 15.0 mA chini ya hali ya majaribio ya V_CE=2V na I_F=4mA. Kigezo hiki kinategemea sana uwezo wa kutafakari na umbali wa kitu lengwa.
• Wakati wa Kupanda/Kushuka (t_r, t_f):Kwa kawaida 20 μsec kila moja, na kufafanua kasi ya kubadili ya kichocheo.

3. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Hati ya data hutoa grafu kadhaa zinazoonyesha uhusiano kati ya vigezo muhimu chini ya hali tofauti. Hizi ni muhimu kwa kuelewa tabia ya ulimwengu halisi zaidi ya hatua ya kawaida ya 25°C.

3.1 Sifa za LED ya IR

Mikunjo inaonyesha jinsi mkondo wa mbele unavyobadilika na joto la mazingira na voltage ya mbele. Voltage ya mbele ina mgawo hasi wa joto, ikimaanisha hupungua kadri joto linavyoongezeka. Mkunjo wa usambazaji wa wigo unathibitisha utoaji wa kilele kwenye 940 nm, na urefu wa mwamba wa kilele lenyewe ukibadilika kidogo na joto.

3.2 Sifa za Transista-Foto

Mikunjo muhimu ni pamoja na Mkondo wa Giza wa Kolekta dhidi ya Joto la Mazingira (unaongezeka kwa kasi na joto), Mkondo wa Kolekta dhidi ya Mnururisho (unaonyesha majibu ya transista-foto kwa ukubwa wa mwanga), na Mkondo wa Kolekta dhidi ya Voltage ya Kolekta-Emita. Mkunjo wa nyeti ya wigo unaonyesha mpokeaji ana nyeti zaidi kwa mwanga wa infrared karibu 800-900 nm, na inalingana vizuri na pato la LED la 940 nm.

3.3 Sifa za Kichocheo Kamili (ITR)

Grafu hizi zinaiga tabia ya kichocheo katika usanidi wa vitendo wa kutafakari. Mkunjo waMkondo wa Kolekta wa Jamaa dhidi ya Umbalini muhimu sana kwa usanifu wa mfumo, unaonyesha jinsi ishara ya pato inavyopungua kadri pengo kati ya kichocheo na uso unaotafakari (kama kioo kilichoevaporishwa alumini) linavyoongezeka. Mkunjo mwingine unaonyesha tofauti ya pato kadri kadi inavyosonga kwenye uwanja wa maono wa kichocheo, na ni muhimu kwa kugundua kingo au mfereji. Grafu ya Wakati wa Majibu dhidi ya Upinzani wa Mzigo husaidia kuchagua upinzani wa kuvuta unaofaa kwa kuboresha kasi.

4. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

4.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki kinakuja kwenye kifurushi kidogo cha kushikilia uso. Hati ya data hutoa michoro ya kina ya vipimo na vipimo muhimu kama vile urefu wa jumla, upana, urefu, nafasi ya waya, na vipimo vya pedi. Tolerensi zote kwa kawaida ni ±0.1 mm isipokuwa imeainishwa vinginevyo. Wahandisi lazima warejelee michoro hii halisi kwa usanifu wa alama ya PCB ili kuhakikisha kuuza sahihi na usawazishaji wa mitambo.

4.2 Utambulisho wa Ubaguzi wa Umeme

Kifurushi hiki kinajumuisha alama au umbo maalum kuonyesha pini 1. Mwelekeo sahihi wakati wa usanikishaji ni muhimu sana, kwani muunganisho wa nyuma unaweza kuharibu kifaa. Mpangilio wa pini unatambua anodi na katodi ya LED ya IR na kolekta na emita ya transista-foto.

5. Mwongozo wa Kuuza, Usanikishaji, na Uhifadhi

5.1 Nyeti kwa Unyevunyevu na Uhifadhi

Kifaa hiki kimekadiriwa Kiwango cha Nyeti kwa Unyevunyevu (MSL) 4. Maagizo muhimu ya kushughulikia ni pamoja na:

• Maisha ya rafu kwenye begi la awali la kizuizi cha unyevunyevu lililofungwa: Miezi 12 kwa <40°C na <90% RH.
• Baada ya kufungua begi, vifaa lazima vishikiliwe ndani ya masaa 72 ikiwa vimehifadhiwa chini ya hali za kiwanda (<30°C/60%RH), au vimehifadhiwa kwenye mazingira kavu (<20% RH).
• Ikiwa Kadi ya Kiashiria cha Unyevunyevu (HIC) inazidi 20% RH, inahitaji kuokwa kabla ya kuuza kwa kutokwa tena (mfano, masaa 24 kwa 125°C).

5.2 Masharti ya Kuuza kwa Kutokwa Tena

Profa ya joto ya kuuza kwa kutokwa tena isiyo na plumbi inapendekezwa imetolewa. Tahadhari muhimu ni pamoja na:

• Kuweka kuuza kwa kutokwa tena kwa mzunguko wa juu kabisa wa mizunguko miwili.
• Kuepuka msongo wa mitambo kwenye kifurushi wakati wa kupokanzwa.
• Kuzuia kupinda kwa PCB baada ya kuuza.

5.3 Urekebishaji

Urekebishaji baada ya kuuza haupendekezwi. Ikiwa hauepukiki, chuma cha kuuza chenye vichwa viwili kinapaswa kutumiwa kupokanzwa pande zote mbili za sehemu kwa wakati mmoja, na kupunguza msongo wa joto. Athari inayoweza kutokea kwa sifa za kifaa lazima tathminiwe kabla.

6. Taarifa ya Ufungaji na Maagizo

6.1 Vipimo vya Ufungaji

Mtiririko wa kawaida wa kufunga ni: Vipande 1000 kwa kila reel, reel 15 kwa kila sanduku, na sanduku 2 kwa kila kasha.

6.2 Vipimo vya Utepe na Reel

Michoro ya kina ya utepe wa kubeba (vipimo vya mfuko, umbali) na reel (kipenyo, ukubwa wa kitovu) imetolewa kwa matumizi katika programu ya mashine ya kuchukua-na-kuweka otomatiki.

6.3 Vipimo vya Lebo

Lebo za ufungaji zinajumuisha sehemu za Nambari ya Sehemu ya Mteja (CPN), Nambari ya Bidhaa (P/N), Idadi (QTY), na Nambari ya Kundi (LOT No.), miongoni mwa mengine, kwa ajili ya kufuatilia.

7. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Usanifu

7.1 Saketi za Kawaida za Matumizi

Saketi ya msingi ya matumizi inahusisha kuunganisha upinzani wa kuzuia mkondo mfululizo na anodi ya LED ya IR. Transista-foto kwa kawaida huunganishwa na kolekta kwa upinzani wa kuvuta (V_CC) na emita kwenye ardhi. Voltage kwenye nodi ya kolekta hutumika kama ishara ya pato ya dijiti au analogi. Thamani ya upinzani wa kuvuta (R_L) huathiri mzunguko wa voltage ya pato na wakati wa majibu, kama inavyoonyeshwa kwenye mikunjo ya hati ya data.

7.2 Mazingatio ya Usanifu

• Uwezo wa Kutafakari wa Kitu:Pato la kichocheo (I_C(ON)) ni sawia moja kwa moja na uwezo wa kutafakari wa uso lengwa. Nyenzo zenye uwezo mkubwa wa kutafakari (mfano, plastiki nyeupe, chuma) hutoa ishara nzuri, wakati nyenzo nyeusi au zinazovuta mwanga zinaweza kutotoa.
• Umbali na Usawazishaji:Umbali wa kuchunguza ni mfupi (kwa kawaida milimita chache). Usawazishaji sahihi wa mitambo kati ya kichocheo na njia lengwa ni muhimu sana kwa uendeshaji thabiti.
• Kinga dhidi ya Mwanga wa Mazingira:Ingawa nyeti ya wigo ya mpokeaji hukata mwanga unaoonekana, vyanzo vikali vya infrared vya mazingira (mfano, mwanga wa jua, balbu za incandescent) vinaweza kusababisha usumbufu. Kinga ya mwanga au mbinu za kurekebisha/kutengua ishara zinaweza kuwa muhimu katika mazingira kama hayo.
• Kelele za Umeme:Katika mazingira yenye kelele, kondakta za kupita karibu na kifaa na mpangilio mwembamba wa PCB zinapendekezwa.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na transista-foto rahisi zaidi au diodi-foto, ITR8307 inaunganisha mtumaji na mpokeaji, na kurahisisha usanifu wa mwanga na usawazishaji. Ikilinganishwa na vichocheo vinavyopitisha (ambavyo vinahitaji kitu kuvunja mwamba kati ya sehemu tofauti), vichocheo vya kutafakari vinaruhusu usanifu rahisi wa mitambo na kuchunguza upande mmoja wa kitu. Tofauti zake kuu ni kifurushi chake kidogo cha SMD, kufuata kanuni za kisasa za mazingira (bure ya plumbi, isiyo na halojeni), na utendaji ulioandikwa vizuri kote joto.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQs) Kulingana na Vigezo vya Kiufundi

Q: Umbali wa kawaida wa kuchunguza ni nini?

A: Umbali sio kigezo kisichobadilika lakini hutegemea uwezo wa kutafakari wa lengwa na mkondo wa pato unaohitajika. Grafu ya "Mkondo wa Kolekta wa Jamaa dhidi ya Umbali" inaonyesha ishara hupungua sana zaidi ya 1-2 mm kwa uso wa kawaida unaotafakari. Buni kwa umbali mfupi zaidi unaoaminika.

Q: Naweza kuendesha LED kwa chanzo cha voltage moja kwa moja?

A: Hapana. LED ni kifaa kinachoendeshwa na mkondo. Lazima utumie upinzani wa mfululizo wa kuzuia mkondo kuweka mkondo wa mbele (I_F) kwa thamani unayotaka (mfano, 20 mA) kulingana na voltage yako ya usambazaji (V_CC) na voltage ya mbele ya LED (V_F≈ 1.2V). R_limit= (V_CC- V_F) / I_F.

Q: Kwa nini kuna safu pana kama hiyo kwa Mkondo wa Mwanga (0.5 hadi 15.0 mA)?

A> Safu hii inazingatia tofauti za kawaida za utengenezaji katika nguvu ya pato ya LED na nyeti ya transista-foto. Pia inasisitiza utegemezi mkubwa wa kigezo hiki kwa lengwa maalum la kutafakari na umbali katika matumizi. Usanifu wa saketi lazima uwezeshe safu hii, mara nyingi kwa kutumia kulinganisha na kizingiti kinachoweza kurekebishwa badala ya kutegemea thamani kamili ya mkondo.

Q: Ninawezaje kufasiri kiwango cha MSL 4?

A> MSL 4 inamaanisha kifurushi kinaweza kuvuta viwango vya unyevunyevu vinavyoharibu kutoka kwa hewa baada ya masaa 72 ya kufichuliwa kwa hali za kawaida za sakafu ya kiwanda. Ili kuepuka "popcorning" au kutenganishwa wakati wa mchakato wa joto la juu wa kutokwa tena, lazima ufuate mwongozo mkali wa uhifadhi, kushughulikia, na kuokwa ulioainishwa katika Sehemu ya 5.1.

10. Mfano wa Matumizi ya Vitendo

Hali: Kugundua Karatasi kwenye Kichapishi.

Kichocheo kinaweza kushikiliwa karibu na njia ya kusambaza karatasi. Utepe unaotafakari huwekwa kwenye roller au uso uliowekwa kinyume na eneo la kichocheo. Wakati karatasi haipo, mwanga wa IR unatafakari kutoka kwa utepe kurudi kwa mpokeaji, na kutoa pato la juu (LOGIKI YA JUU). Wakati karatasi inapopita kati ya kichocheo na utepe, huzuia au kupunguza sana mwanga unaotafakariwa, na kusababisha pato kupungua (LOGIKI YA CHINI). Mabadiliko haya yanaweza kugunduliwa na kontrolla ndogo kuthibitisha uwepo wa karatasi, kugundua misukosuko, au kuhesabu kurasa. Wakati wa majibu wa haraka (20 μs) huruhusu kugundua hata kwa kasi kubwa ya kusambaza karatasi.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Kifaa hiki hufanya kazi kwa kanuni ya kutafakari kwa mwanga uliorekebishwa. LED ya ndani ya IR hutoa mwamba wa mwanga wa infrared wa 940 nm. Mwanga huu husafiri nje kutoka kifurushi. Ikiwa kitu kinachotafakari kiko ndani ya umbali mfupi na katika uwanja wa maono ya LED na transista-foto, sehemu ya mwanga uliotolewa utatafakariwa kurudi. Transista-foto ya NPN hufanya kazi kama chanzo cha mkondo kinachodhibitiwa na mwanga. Wakati fotoni za infrared zilizotafakariwa zinapogonga eneo lake la msingi, huzalisha jozi za elektroni-na-shimo, na kwa ufanisi kuunda mkondo wa msingi. Mkondo huu wa msingi unaimarishwa na faida ya transista, na kusababisha mkondo mkubwa zaidi wa kolekta (I_C). Ukubwa wa mkondo huu wa kolekta ni sawia na ukubwa wa mwanga uliotafakariwa, ambao kwa upande wake hutegemea umbali wa kitu lengwa na uwezo wake wa kutafakari. Kwa kufuatilia I_C(au voltage kwenye upinzani wa mzigo), mfumo unaweza kubaini uwepo au ukaribu wa kitu.

12. Mienendo ya Teknolojia

Vichocheo vya mwanga vya kutafakari kama ITR8307 vinawakilisha teknolojia iliyokomaa na ya kuaminika kwa kugundua vitu kwa umbali mfupi na gharama nafuu. Mienendo ya sasa katika uwanja huu ni pamoja na kupunguzwa zaidi kwa ukubwa wa vifurushi ili kutoshea kwenye vifaa vidogo zaidi vya watumiaji, ujumuishaji wa saketi za kurekebisha ishara (vikuza sauti, vichocheo vya Schmitt, interfaces za dijiti) ndani ya kifurushi kimoja ili kurahisisha usanifu wa mfumo na kuboresha kinga dhidi ya kelele, na ukuzaji wa vichocheo vyenye matumizi ya nguvu ya chini zaidi kwa vifaa vya IoT vinavyotumia betri. Pia kuna juhudi za kuendelea kwa nyeti zaidi na kukataa bora mwanga wa mazingira kupitia usanifu bora wa mwanga na mbinu za kuchuja.