ITR20001/T Kikomo cha Mwanga (Opto Interrupter) - Kifurushi 4.0x4.0x2.5mm - Voltage ya Mbele 1.2V - Urefu wa Wimbi la Kilele 940nm - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

ITR20001/T ni moduli ya kikomo cha mwanga ya kutafakari iliyoundwa kwa matumizi ya kugundua yasiyo na mguso. Inajumuisha diode inayotoa infrared na phototransistor ya silikoni ya aina ya NPN ndani ya nyumba moja, ndogo ya plastiki nyeusi ya joto. Vipengele vimewekwa kando kwa mhimili wa mwanga unaokutana. Katika hali yake ya chaguomsingi, phototransistor haipokei mnururisho kutoka kwa emitter. Wakati kitu kinachoakisi kingia kwenye pengo la kugundua, mwanga wa infrared kutoka kwa emitter huakisiwa na kitu hicho na kugunduliwa na phototransistor, na kusababisha mabadiliko katika hali yake ya pato. Kanuni hii inawezesha kugundua kitu kwa uaminifu na kugundua nafasi.

2. Vipengele Muhimu na Uzingatiaji

Kifaa hiki kinatoa faida kadhaa kwa ubunifu wa elektroniki:

• Wakati wa Majibu wa Haraka:Inawezesha kugundua haraka inayofaa kwa matumizi ya kasi kubwa.
• Unyeti wa Juu:Phototransistor hutoa ishara ya pato yenye nguvu ikilinganishwa na mnururisho wa ingizo.
• Uendeshaji wa Infrared:Ina urefu wa wimbi la kilele la utoaji (λp) wa 940nm, ambao hauwezi kuonekana na jicho la mwanadamu, na hupunguza usumbufu wa mwanga wa mazingira.
• Uzingatiaji wa Mazingira:Bidhaa hii haina risasi, inafuata kanuni za RoHS na Udhibiti wa REACH wa Umoja wa Ulaya, na haina Halojeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

3. Uchaguzi na Ujenzi wa Kifaa

Moduli imejengwa kwa nyenzo maalum kwa utendaji bora:

• Emitter ya Infrared (IR):Inatumia chipi ya GaAlAs (Gallium Aluminum Arsenide), iliyowekwa nyuma ya lenzi wazi kwa usambazaji bora wa infrared.
• Phototransistor (PT):Inatumia chipi ya Silikoni, iliyowekwa nyuma ya lenzi nyeusi ili kuchuja mwanga unaoonekana na kuboresha uwiano wa ishara kwa kelele.

Nyumba nyeusi hupunguza uakisi wa mwanga wa ndani (crosstalk) kati ya emitter na kigunduzi wakati hakuna kitu, na kuhakikisha hali ya kuzima ya kuaminika.

4. Viwango Vya Juu Kabisa

Kuendesha kifaa zaidi ya mipaka hii kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu. Viwango vyote vimeainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C.

4.1 Viwango vya Ingizo (Emitter ya Infrared)

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):75 mW
• Voltage ya Nyuma (VR):5 V
• Mkondo wa Mbele unaoendelea (IF):50 mA
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (IFP):1 A (Upana wa pulse ≤100μs, Mzunguko wa kazi=1%)

4.2 Viwango vya Pato (Phototransistor)

• Mtawanyiko wa Nguvu wa Collector (Pd):75 mW
• Mkondo wa Collector (IC):20 mA
• Voltage ya Collector-Emitter (BV_CEO):30 V
• Voltage ya Emitter-Collector (BV_ECO):5 V

4.3 Viwango vya Jumla

• Joto la Uendeshaji (T_opr):-40°C hadi +85°C
• Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +85°C
• Joto la Kuuza Mshipa (T_sol):260°C kwa sekunde 5 (kipimo inchi 1/16 kutoka kwa mwili wa kifurushi).

5. Tabia za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi vinafafanua utendaji wa umeme na mwanga chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta=25°C).

5.1 Tabia za Emitter ya Infrared (Ingizo)

• Voltage ya Mbele (V_F):1.2 V (Kawaida) kwa I_F= 20mA. Upeo ni 1.5V.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):Upeo 10 μA kwa V_R= 5V.
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_P):940 nm (Kawaida) kwa I_F= 20mA.

5.2 Tabia za Phototransistor (Pato)

• Mkondo wa Giza (I_CEO):Upeo 100 nA kwa V_CE= 5V na mnururisho sifuri (E_e=0). Huu ndio mkondo wa uvujaji wakati kisensa kimezimwa.
• Voltage ya Collector-Emitter ya Ujazo (V_CE(sat)):Upeo 0.4 V kwa I_C= 2mA na mnururisho wa 1 mW/cm². V_CE(sat)ya chini inafaa kwa matumizi ya kubadili.
• Mkondo wa Collector (Uwiano wa Uhamishaji):
  • I_C(ON): Chini 200 μA kwa V_CE= 5V na I_F= 20mA. Huu ndio mkondo wakati kitu kimegunduliwa.
  • I_C(OFF): Upeo 2 μA chini ya hali sawa, inawakilisha mkondo uliobaki wakati hakuna kitu.
• Kasi ya Kubadili:
  • Wakati wa Kupanda (t_r): 25 μs (Kawaida)
  • Wakati wa Kushuka (t_f): 25 μs (Kawaida) Kipimo kwa V_CE=5V, I_C=100μA, na R_L=100Ω.

6. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka huu unatoa data ya michoro inayoonyesha tabia ya kifaa chini ya hali mbalimbali.

6.1 Miviringo ya Emitter ya Infrared

• Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira:Inaonyesha kupunguzwa kwa mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele kadiri joto linavyoongezeka.
• Unyeti wa Wigo:Inathibitisha bendi nyembamba ya utoaji inayozingatia karibu na 940nm.
• Urefu wa Wimbi la Kilele la Utoaji dhidi ya Joto:Inaonyesha mabadiliko madogo katika urefu wa wimbi la kilele na mabadiliko ya joto.
• Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mviringo wa IV):Inatoa uhusiano wa kuhesabu thamani za resistor za mfululizo.
• Ukubwa wa Mnururisho dhidi ya Mkondo wa Mbele:Inaonyesha nguvu ya pato ya mwanga kama kazi ya mkondo wa kuendesha.
• Ukubwa wa Mnururisho wa Jamaa dhidi ya Uhamishaji wa Pembe:Inaonyesha muundo wa utoaji (profa ya boriti) ya LED ya IR.

6.2 Miviringo ya Phototransistor

• Mtawanyiko wa Nguvu wa Collector dhidi ya Joto la Mazingira:Inatoa miongozo ya kupunguzwa kwa usimamizi wa nguvu wa phototransistor.
• Unyeti wa Wigo:Inaonyesha usikivu wa phototransistor kwenye urefu wa mawimbi, ikifikia kilele katika eneo la infrared ili kufanana na emitter.
• Mkondo wa Collector wa Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira:Inaonyesha jinsi unyeti wa phototransistor unavyobadilika na joto.
• Mkondo wa Collector dhidi ya Mnururisho:Grafu muhimu inayoonyesha uhusiano wa mstari kati ya nguvu ya mwanga inayopita na mkondo wa pato, na kufafanua tabia ya uhamishaji ya kifaa.
• Mkondo wa Giza wa Collector dhidi ya Joto la Mazingira:Inaonyesha jinsi mkondo wa uvujaji unavyoongezeka na joto, jambo muhimu kwa uendeshaji wa joto la juu.
• Mkondo wa Collector dhidi ya Voltage ya Collector-Emitter:Miviringo ya tabia ya pato inayoonyesha phototransistor ikifanya kazi katika maeneo yake ya kazi na ujazo chini ya viwango tofauti vya mnururisho.

7. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

ITR20001/T imewekwa ndani ya kifurushi kidogo, kinacholingana na uso wa kufunga.

7.1 Vipimo vya Kifurushi

Vipimo muhimu kutoka kwa mchoro uliotolewa ni takriban 4.0mm kwa urefu, 4.0mm kwa upana, na 2.5mm kwa urefu (bila mshipa). Nafasi ya mshipa imeundwa kwa kufunga kawaida ya PCB. Vidokezo muhimu vinaainisha eneo la chini la 10.0mm la uvukizi wa alumini, labda inarejelea eneo la kuepuka au kipengele cha kutawanya joto kwenye PCB. Toleransi zote zisizobainishwa ni ±0.25mm.

7.2 Utambuzi wa Upeo

Kifurushi hiki kinajumuisha alama au umbo maalum ili kutambua anode na cathode ya emitter ya IR na collector na emitter ya phototransistor. Wabunifu lazima watazame mchoro wa vipimo kwa taarifa sahihi za pini ili kuhakikisha mpangilio sahihi wa PCB na usanikishaji.

8. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Kifaa hiki kimekadiriwa kwa kuuza mshipa kwa 260°C kwa sekunde 5, kipimo inchi 1/16 (takriban 1.6mm) kutoka kwa mwili wa kifurushi. Hii inalingana na michakato ya kawaida ya kuuza tena ya infrared (IR) au convection kwa kutumia wino wa kuuza usio na risasi (Sn-Ag-Cu). Uangalifu unapaswa kuchukuliwa kufuata profaili inayopendekezwa ya kuuza tena ili kuepuka mshtuko wa joto au uharibifu wa nyumba ya plastiki. Kifaa kinapaswa kuhifadhiwa katika mazingira kavu, yaliyodhibitiwa kabla ya matumizi.

9. Taarifa za Ufungaji na Kuagiza

Uainishaji wa kawaida wa kufunga ni kama ifuatavyo:

• Vipande 200 kwa mfuko.
• Mifuko 6 kwa sanduku.
• Sanduku 10 kwa karatasi.

Lebo ya bidhaa inajumuisha sehemu za Nambari ya Sehemu ya Mteja (CPN), Nambari ya Sehemu ya Mtengenezaji (P/N), Idadi (QTY), na misimbo mbalimbali ya cheo kwa ukubwa wa mwanga (CAT), urefu wa wimbi kuu (HUE), na voltage ya mbele (REF). Nambari ya Kundi na msimbo wa tarehe (inayotambuliwa na 'X' kwa mwezi) pia hutolewa kwa ufuatiliaji.

10. Mapendekezo ya Matumizi

10.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

ITR20001/T inafaa vizuri kwa aina mbalimbali za matumizi ya kugundua na kubadili yasiyo na mguso, ikiwa ni pamoja na:

• Mifumo ya Panya na Nakala:Kugundua mzunguko wa gurudumu au diski ya encoder.
• Mifumo ya Swichi na Skana:Kugundua uwepo wa kitu kwa milango ya otomatiki, mashine ya kuuza, au kugundua karatasi kwenye printer.
• Dereva za Diski laini:Zimetumika zamani kwa kugundua tebu ya kulinda ya kuandika au kuingizwa kwa diski.
• Kubadili Kwa Jumla Kisicho na Mguso:Matumizi yoyote yanayohitaji kugundua kitu, kuhesabu, au kugundua kikomo bila mguso wa kimwili.
• Kufunga Bodi Moja kwa Moja:Kifurushi chake kidogo cha SMD kinaifanya bora kwa miundo ya PCB yenye nafasi ndogo.

10.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Resistor ya Kupunguza Mkondo:Resistor ya mfululizo lazima itumike na emitter ya IR ili kupunguza mkondo wa mbele (I_F) kwa thamani salama, kawaida 20mA kwa uendeshaji wa kawaida. Hesabu kwa kutumia R = (V_CC- V_F) / I_F.
• Resistor ya Mzigo:Resistor ya kuvuta juu kawaida huunganishwa kati ya collector ya phototransistor na voltage ya usambazaji (V_CC). Thamani ya resistor hii (R_L) huamua mabadiliko ya voltage ya pato na kasi ya kubadili. R_Lndogo hutoa kubadili haraka lakini mabadiliko ya chini ya voltage ya pato.
• Mwanga wa Mazingira:Ingawa lenzi nyeusi na uchujaji wa 940nm hupunguza usumbufu, vyanzo vikali vya infrared vya mazingira (k.m., jua, balbu za incandescent) vinaweza kuathiri utendaji. Kinga au uchujaji wa mwanga kunaweza kuwa muhimu katika mazingira magumu.
• Uso wa Kuakisi:Umbali wa kugundua na uaminifu hutegemea uakisi wa kitu lengwa. Nyuso nyeupe au za metali hutoa majibu bora; nyuso nyeusi au zisizo na mwanga zinaweza kuhitaji umbali mdogo wa pengo.
• Ulinganifu:Mhimili wa mwanga unaokutana unafafanua pengo maalum la kugundua. Kitu lazima kupite ndani ya pengo hili kwa kugundua kuaminika.

11. Ulinganisho wa Kiufundi na Faida

Ikilinganishwa na swichi za mitambo au visensa vingine vya mwanga, ITR20001/T inatoa faida tofauti:

• dhidi ya Swichi za Mitambo:Hutoa uendeshaji usio na mguso, na kuondoa kuchakaa, kuwezesha kasi kubwa za kubadili, na kutoa uendeshaji wa kimya. Haathiriki na bounce ya mawasiliano.
• dhidi ya Visensa vya Photodiode:Phototransistor iliyojumuishwa hutoa faida ya mkondo, na kusababisha mkondo wa pato wa juu kwa ingizo la mwanga lililopewa, mara nyingi kuondoa hitaji la hatua ya ziada ya kikuza katika saketi rahisi za kugundua washa/zima.
• dhidi ya Jozi Tofauti za Emitter-Kigunduzi:Moduli iliyopangwa tayari, iliyowekwa nyumbani hurahisisha ubunifu na usanikishaji, inahakikisha ulinganifu thabiti wa mwanga, na kuokoa nafasi ya bodi. Nyumba nyeusi iliyojumuishwa hupunguza crosstalk ya ndani.

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

Q: Umbali wa kawaida wa kugundua ni nini?

A: Umbali wa kugundua sio kigezo kisichobadilika; hutegemea mkondo wa kuendesha kwa emitter ya IR, uakisi wa kitu lengwa, na mkondo wa pato unaohitajika kutoka kwa phototransistor. Wabunifu wanapaswa kutumia grafu ya "Mkondo wa Collector dhidi ya Mnururisho" na grafu ya "Ukubwa wa Mnururisho dhidi ya Mkondo wa Mbele" ili kuhesabu ishara inayotarajiwa kwa pengo maalum na uakisi.

Q: Je, naweza kuendesha emitter ya IR na chanzo cha voltage moja kwa moja?

A: Hapana. Emitter ya IR ni diode na lazima iwe na mkondo wake uliopunguzwa na resistor ya mfululizo ya nje ili kuzuia uharibifu kutokana na mkondo mwingi, kama ilivyoainishwa na Viwango Vya Juu Kabisa (I_Fmax = 50mA).

Q: Je, ninaunganisha pato na microcontroller vipi?

A: Njia rahisi ni kutumia phototransistor kama swichi. Unganisha resistor ya kuvuta juu (k.m., 10kΩ) kutoka collector hadi voltage ya mantiki ya microcontroller (k.m., 3.3V au 5V). Unganisha emitter kwenye ardhi. Nodi ya collector itavutwa juu (mantiki 1) wakati hakuna kitu kinachogunduliwa (giza) na itavutwa chini (mantiki 0) wakati kitu kinaakisi mwanga kwenye phototransistor, na kuigeuza.

Q: Kwa nini wakati wa majibu umeainishwa na resistor ya mzigo ya 100Ω?

A> Kasi ya kubadili huathiriwa na mara kwa mara ya RC iliyoundwa na uwezo wa kiungo cha phototransistor na upinzani wa mzigo (R_L). R_Lndogo (kama 100Ω) hutoa mara kwa mara ya haraka, na kuwezesha kipimo cha kasi ya asili ya kifaa. Katika matumizi halisi na R_Lkubwa kwa mabadiliko makubwa ya voltage, kasi ya kubadili itakuwa polepole.

13. Kanuni ya Uendeshaji

ITR20001/T inafanya kazi kwa kanuni ya uakisi wa mwanga uliorekebishwa. LED ya ndani ya infrared hutoa mwanga kwa 940nm. Phototransistor, ambayo ni nyeti kwa urefu huu wa wimbi, imewekwa kwa namna ambayo haioni "moja kwa moja" boriti ya mwanga ya LED chini ya hali za kawaida (hakuna kitu). Pato lake linabaki katika hali ya upinzani wa juu/mkondo wa chini (mkondo wa giza). Wakati kitu kinachoakisi kingia kwenye pengo lililofafanuliwa kati ya emitter na kigunduzi, kinaakisa sehemu ya mwanga wa infrared kwenye eneo la kazi la phototransistor. Mwanga huu unaopita huunda mkondo wa msingi katika phototransistor, na kusababisha iwashwe na kuendesha mkondo wa collector mkubwa zaidi (I_C(ON)). Mabadiliko haya ya mkondo/voltage kwenye pini za pato hugunduliwa na saketi ya nje, na kuashiria uwepo wa kitu.

14. Kukataa Dhamana na Vidokezo vya Matumizi

Makataa muhimu kutoka kwa waraka lazima yazingatiwe:

• Mtengenezaji ana haki ya kurekebisha nyenzo za bidhaa.
• Bidhaa inakidhi vipimo vilivyochapishwa kwa miezi 12 tangu tarehe ya usafirishaji.
• Michoro na thamani za kawaida ni kwa kumbukumbu tu na hazijadhaminiwa.
• Viwango Vya Juu Kabisa havipaswi kuzidi. Mtengenezaji hachukui uwajibikaji wowote kwa uharibifu unaotokana na matumizi mabaya.
• Bidhaa haikusudiwa kutumika katika matumizi muhimu ya usalama, kijeshi, anga, magari, matibabu, au kuendeleza maisha bila mashauriano ya awali na idhini.