LTH-301-23P1 Photointerrupter Datasheet - Vipimo 7.62mm - Voltage 1.6V - Nguvu 60mW - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTH-301-23P1 ni moduli ndogo ya photointerrupter inayosanikishwa kupitia shimo. Inafanya kazi kama swichi ya mwanga isiyogusa, ikitumia diode inayotoa mwanga wa infrared (IR LED) iliyowekwa pamoja na phototransistor. Kanuni ya msingi inahusisha IR LED inayotoa mwanga, ambao hugunduliwa na phototransistor. Wakati kitu kinazuia njia ya mwanga kati ya kitoa na kigunduzi, hali ya pato la phototransistor hubadilika, na kuwezesha kugundua nafasi kwa usahihi, kugundua kitu, au kubadilisha kikomo bila kugusa kimwili. Faida zake kuu ni pamoja na kasi ya kubadilisha, uendeshaji wa kuaminika bila kugusa, na muundo unaofaa kwa kusanikishwa moja kwa moja kwenye PCB au soketi ya laini-mbili, na kuifanya bora kwa matumizi katika printa, nakala, mashine za kuuza, na otomatiki ya viwanda ambapo uimara na usahihi vinahitajika.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Viwango hivi hufafanua mipaka ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Haipendekezwi kuendesha kifaa kwa kuendelea kwenye au karibu na mipaka hii.

• Mkondo wa Mbele wa Diode ya IR (I_F):50 mA. Hii ndio mkondo wa juu kabisa wa hali thabiti unaoweza kupitishwa kupitia LED ya infrared.
• Voltage ya Nyuma ya Diode ya IR (V_R):5 V. Kuzidi voltage hii ya upendeleo wa nyuma kwenye LED kunaweza kusababisha kuvunjika.
• Mkondo wa Collector wa Transistor (I_C):20 mA. Mkondo wa juu kabisa wa kuendelea ambao collector ya phototransistor inaweza kushughulikia.
• Mtawanyiko wa Nguvu wa Transistor (P_D):75 mW kwa 25°C, kupungua kwa mstari kwa 1.33 mW/°C juu ya 25°C. Hii inapunguza joto linalozalishwa kwenye phototransistor.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele cha Diode ya IR:1 A (upana wa pulse = 10 µs, 300 pps). Inaruhusu mipigo mifupi ya mkondo wa juu kwa matumizi yanayohitaji pato la papo hapo la mwanga wa juu.
• Mtawanyiko wa Nguvu wa Diode (P_D):60 mW kwa 25°C, pia kupungua kwa 1.33 mW/°C. Hii inadhibiti mipaka ya joto ya IR LED.
• Voltage ya Collector-Emitter ya Phototransistor (V_CEO):30 V. Voltage ya juu kabisa inayoweza kutumiwa kati ya collector na emitter wakati transistor imezimwa.
• Voltage ya Emitter-Collector ya Phototransistor (V_ECO):5 V. Voltage ya juu kabisa ya nyuma kwenye makutano ya collector-emitter.
• Safu ya Joto la Uendeshaji:-25°C hadi +85°C. Safu ya joto la mazingira kwa uendeshaji wa kuaminika wa kifaa.
• Safu ya Joto la Hifadhi:-55°C hadi +100°C. Safu ya joto kwa ajili ya hifadhi isiyo ya uendeshaji.
• Joto la Kuuza Pini:260°C kwa sekunde 5 kwa umbali wa 1.6mm kutoka kwa kifurushi. Inafafanua wasifu wa kuyeyusha au kuuza kwa mkono ili kuzuia uharibifu wa kifurushi.

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hupimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (T_A= 25°C) na hufafanua utendaji wa kawaida wa kifaa.

2.2.1 Tabia za LED ya Ingizo

• Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 1.2V hadi 1.6V kwa I_F= 20 mA. Hii ndio kupungua kwa voltage kwenye IR LED inapodhibitiwa na mkondo wa kawaida wa majaribio. Upinzani wa kupunguza mkondo lazima uhesabiwe kulingana na thamani hii na voltage ya usambazaji.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):Upeo wa 100 µA kwa V_R= 5V. Hii ndio mkondo mdogo wa uvujaji wakati LED inapopendelewa nyuma.

2.2.2 Tabia za Phototransistor ya Pato

• Voltage ya Kuvunjika ya Collector-Emitter (V_(BR)CEO):Chini kabisa 30V kwa I_C= 1mA. Voltage hii ya juu ya kuvunjika inaruhusu matumizi ya voltage ya juu zaidi ya usambazaji kwenye saketi ya collector.
• Voltage ya Kuvunjika ya Emitter-Collector (V_(BR)ECO):Chini kabisa 5V kwa I_E= 100µA.
• Mkondo wa Giza wa Collector-Emitter (I_CEO):Upeo wa 100 nA kwa V_CE= 10V. Hii ndio mkondo wa uvujaji wakati phototransistor iko katika giza kamili (hakuna mwanga wa IR). Thamani ya chini ni muhimu kwa uwiano mzuri wa ishara-kwa-kelele katika matumizi ya kugundua.

2.2.3 Tabia za Coupler (Kifaa Kamili)

• Voltage ya Ujazo ya Collector-Emitter (V_CE(SAT)):Upeo wa 0.4V kwa I_C= 0.2mA na I_F= 20mA. Hii ndio voltage kwenye phototransistor wakati iko "wazi" kabisa (imejaa). Thamani ya chini ni bora kwani inapunguza upotezaji wa nguvu.
• Mkondo wa Collector Katika Hali ya Wazi (I_C(ON)):Chini kabisa 0.4 mA kwa V_CE= 5V na I_F= 20mA. Hii inabainisha mkondo wa chini kabisa wa mwanga unaozalishwa wakati IR LED inapodhibitiwa na njia ya mwanga haizuiliki. Kigezo hiki kinahusiana moja kwa moja na usikivu wa kifaa.
• Muda wa Kupanda (T_r):Kwa kawaida 25 µs chini ya hali za majaribio (I_C=2mA, R_L=1kΩ, V_CE=5V). Hii ndio muda wa pato la phototransistor kupita kutoka 10% hadi 90% ya thamani yake ya mwisho wakati IR LED imewashwa.
• Muda wa Kushuka (T_f):Kwa kawaida 26 µs chini ya hali sawa. Hii ndio muda wa mpito wakati IR LED imezimwa. Muda huu wa kubadilisha hufafanua mzunguko wa juu kabisa ambao kifaa kinaweza kufanya kazi kwa uaminifu.

3. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

3.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa kimewekwa kwenye kifurushi cha kawaida cha pini 4 za laini-mbili. Vidokezo muhimu vya vipimo kutoka kwa waraka ni pamoja na:

• Vipimo vyote vinatolewa kwa milimita, na inchi kwenye mabano.
• Toleo la kawaida ni ±0.25mm (±0.010") isipokuwa ikiwa kuna vidokezo maalum vya kipengele vinavyosema vinginevyo.
• Upana wa mwili ni takriban 7.62mm, na nafasi ya pini hufuata muundo wa kawaida wa gridi ya inchi 0.1 (2.54mm) kwa kusanikishwa kwenye PCB kupitia shimo.

Kifurushi kimeundwa kwa ajili ya mchakato wa kuyeyusha mawimbi au kuuza kwa mkono. Mchoro wa vipimo kwenye waraka hutoa vipimo muhimu kwa ubunifu wa alama ya PCB, ikiwa ni pamoja na kipenyo cha pini, nafasi ya pini (kati ya safu na nguzo), urefu na upana wa mwili, na upana wa pengo la wakati ambao hufafanua ufunguzi wa kugundua.

3.2 Pini na Utambulisho wa Ubaguzi

Kifaa kina pini nne. Kwa kawaida, pini mbili ni za anode na cathode ya IR LED, na nyingine mbili ni za collector na emitter ya phototransistor. Mchoro wa waraka unaonyesha pini 1, ambayo ni muhimu kwa mwelekeo sahihi. IR LED ni kifaa kinachodhibitiwa na anode, na phototransistor ni aina ya NPN ambapo collector inapaswa kuunganishwa na usambazaji chanya kupitia upinzani wa mzigo, na emitter kwenye ardhi. Muunganisho usio sahihi wa ubaguzi kwenye LED utazuia kutoka kutoa mwanga, na muunganisho usio sahihi kwenye phototransistor utasababisha kutokuwa na ishara ya pato.

4. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Waraka hubainisha kigezo muhimu cha kuuza: pini zinaweza kukabiliwa na joto la 260°C kwa upeo wa sekunde 5, ikipimwa kwa umbali wa 1.6mm (0.063") kutoka kwa kifurushi cha plastiki. Mwongozo huu ni muhimu ili kuzuia uharibifu wa joto kwa die ya ndani ya semiconductor na nyenzo za kifurushi cha plastiki wakati wa shughuli za kuyeyusha mawimbi au kuuza kwa mkono. Kwa kuyeyusha tena, wasifu wa kawaida na joto la kilele lisilozidi 260°C na wakati juu ya kioevu (TAL) uliodhibitiwa unapaswa kutumiwa. Inashauriwa kufuata viwango vya JEDEC au IPC kwa kuuza vipengele vya shimo.

5. Mapendekezo ya Matumizi

5.1 Saketi za Kawaida za Matumizi

Usanidi wa kawaida zaidi wa saketi unahusisha kudhibiti IR LED na chanzo cha mkondo thabiti au, kwa urahisi zaidi, chanzo cha voltage katika mfululizo na upinzani wa kupunguza mkondo (R_limit). R_limit= (V_CC- V_F) / I_F. Kwa usambazaji wa 5V na I_Finayotakiwa ya 20mA, na V_F= 1.4V, R_limit= (5 - 1.4) / 0.02 = 180 Ω. Pato la phototransistor kwa kawaida huunganishwa kama swichi: collector huunganishwa na V_CCkupitia upinzani wa kuvuta juu (R_load), na emitter huunganishwa kwenye ardhi. Ishara ya pato inachukuliwa kutoka kwa nodi ya collector. Wakati mwanga unapomgusa transistor, inawasha, na kuvuta voltage ya collector chini (karibu na V_CE(SAT)). Wakati njia ya mwanga imezuiwa, transistor inazimwa, na voltage ya collector inavutwa juu hadi V_CCna R_load. Thamani ya R_loadhuathiri kasi ya kubadilisha na matumizi ya mkondo; upinzani mdogo hutoa kubadilisha kwa kasi lakini mtawanyiko wa nguvu wa juu katika hali ya 'wazi'.

5.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Kinga ya Mwanga wa Mazingira:Kwa kuwa kifaa kinatumia mwanga wa infrared, kina kinga fulani dhidi ya mwanga unaoonekana wa mazingira. Hata hivyo, vyanzo vikali vya mionzi ya IR (k.m., jua, balbu za incandescent) vinaweza kusababisha kusababisha vibaya. Kutumia ishara ya IR iliyorekebishwa na kugundua kwa wakati mmoja kunaweza kuboresha kinga kwa kiasi kikubwa.
• Usawazishaji:Usawazishaji wa mitambo kati ya pengo la kitoa na kigunduzi ni muhimu kwa nguvu ya juu ya ishara. Alama ya PCB na usanikishaji vinapaswa kuhakikisha usawazishaji huu.
• Tabia za Kitu:Kitu kinachozuia boriti kinapaswa kuwa kisicho na uwazi kwa urefu wa wimbi la IR linalotumiwa. Nyenzo zinazoakisi au zinazopenya mwanga zinaweza kusababisha kigunduzi kwa kuaminika.
• Mahitaji ya Kasi:Muda wa kupanda na kushuka (~25 µs) hupunguza mzunguko wa juu kabisa wa kubadilisha hadi takriban 1/(Tr+Tf) ≈ 20 kHz kwa wimbi la mraba, ingawa mipaka ya vitendo ni ya chini ili kuhakikisha mpito kamili.

6. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka hurejelea sehemu ya "Mviringo wa Tabia za Kawaida za Umeme / Mwanga." Grafu hizi, ambazo kwa kawaida hujumuishwa kwenye hati kama hizi, hutoa uwakilishi wa kuona wa jinsi vigezo muhimu vinavyobadilika kulingana na hali. Mviringo unaotarajiwa ni pamoja na:

• Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (I_F-V_F):Inaonyesha uhusiano wa kielelezo kwa IR LED, na kusaidia kubainisha V_Fkwa mikondo isipokuwa hali ya majaribio.
• Mkondo wa Collector dhidi ya Voltage ya Collector-Emitter (I_C-V_CE):Familia ya mikunjo ya phototransistor na ukali wa mwanga unaoanguka (au mkondo wa kudhibiti LED) kama kigezo, ikionyesha maeneo ya ujazo na yenye shughuli.
• Uwiano wa Uhamishaji wa Mkondo (CTR) dhidi ya Mkondo wa Mbele:CTR = (I_C/ I_F) * 100%. Grafu hii inaonyesha ufanisi wa kuunganishwa kwa mwanga, ambayo kwa kawaida hupungua kwa I_F.
• Mkondo wa Collector Katika Hali ya Wazi dhidi ya Joto (I_C(ON)-T_A):Inaonyesha jinsi usikivu wa phototransistor unavyobadilika na joto la mazingira, kwa kawaida huonyesha kupungua kwa joto la juu.
• Mkondo wa Giza dhidi ya Joto (I_CEO-T_A):Inaonyesha ongezeko la kielelezo la mkondo wa uvujaji na joto, ambalo ni muhimu kwa uendeshaji wa joto la juu.

Kuchambua mikunjo hii huruhusu wabunifu kuboresha sehemu za uendeshaji, kuelewa usawa wa utendaji kote joto, na kutabiri tabia chini ya hali zisizo za kawaida.

7. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na swichi ndogo za mitambo, LTH-301-23P1 inatoa faida tofauti: hakuna bounce ya mawasiliano, maisha marefu zaidi ya uendeshaji (mamilioni dhidi ya maelfu ya mizunguko), kinga ya uchafuzi kutoka kwa vumbi au mafuta (kwani ni kifurushi kilichofungwa), na kasi ya kubadilisha ya haraka. Ikilinganishwa na sensor za mwanga zinazoakisi, photointerrupters zinazopitisha kama hii hutoa kugundua thabiti zaidi na kuaminika kwani hazina usikivu kwa rangi au uakisi wa kitu lengwa; zinagundua tu uwepo au kutokuwepo kwa kitu kwenye pengo. Tofauti kuu kwa sehemu hii maalum ni usawa wake wa kifurushi cha kawaida cha shimo, viwango vikali vya umeme (30V V_CEO, 50mA I_F), na kasi maalum ya kubadilisha, na kuifanya chaguo la jumla lenye matumizi mengi.

8. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Umbali wa kawaida wa kugundua au upana wa pengo ni nini?

A: "Umbali" wa kugundua kwa ufanisi ni upana wa pengo kwenye kifurushi. Vitu lazima vipite kupitia pengo hili la kimwili ili kuzuia boriti. Mchoro wa vipimo wa waraka hutoa upana halisi wa pengo.

Q: Je, naweza kudhibiti IR LED moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller?

A: Labda, lakini lazima uangalie uwezo wa pini ya kutoa mkondo. Pini ya kawaida ya MCU inaweza kutoa 20-25mA, ambayo inalingana na hali ya majaribio. Hata hivyo, LAZIMA ujumuishe upinzani wa mfululizo wa kupunguza mkondo kama ilivyohesabiwa kwenye vidokezo vya matumizi. Kudhibiti LED bila upinzani kunaweza kuharibu LED na pini ya MCU.

Q: Je, nawezaje kuunganisha pato la phototransistor na microcontroller?

A: Njia rahisi zaidi ni kutumia phototransistor kama ingizo la dijiti. Unganisha collector kwenye pini ya dijiti I/O ya MCU (ambayo kwa kawaida ina upinzani wa ndani wa kuvuta juu unaoweza kuwezeshwa) na pia kwa V_CCkupitia upinzani wa nje wa kuvuta juu (k.m., 10kΩ). Emitter huunganishwa kwenye ardhi. Wakati boriti haijavunjika, transistor imewashwa, na kuvuta pini LOW. Wakati imevunjika, pini inavutwa HIGH. Hakikisha viwango vya voltage vya ingizo vya MCU vinapatana na V_CC used.

Q: Nini kinaathiri kasi ya kubadilisha?

A> Muda wa asili wa kupanda/kushuka wa phototransistor (~25µs) ndio kikomo kikuu. Hata hivyo, mambo ya saketi yanaweza kuipunguza zaidi. Upinzani mkubwa wa mzigo (R_L) huongeza wakati wa RC wa kuchaji/kutokomeza uwezo wowote wa ushirika, na kupunguza kasi ya kupanda. Vile vile, kudhibiti IR LED na mkondo mwingi kunaweza kusababisha kuzimwa polepole kutokana na athari za kuhifadhi carrier. Kwa kasi ya juu kabisa, tumia I_Finayopendekezwa na R_L.

9. Kanuni ya Uendeshaji

Photointerrupter ni kifaa cha optoelectronics kinachopitisha. Kina vipengele viwili tofauti katika kifurushi kimoja: chanzo cha mwanga cha infrared (IR LED) na kigunduzi cha mwanga (phototransistor), zinazokabiliana kwenye pengo ndogo la hewa au pengo. IR LED inapendelewa mbele na mkondo unaofaa, na kusababisha kutoa fotoni za infrared. Fotoni hizi husafiri kupitia pengo na kugonga eneo la msingi la phototransistor ya NPN. Nishati ya fotoni huzalisha jozi za elektroni-shimo kwenye msingi, na kwa ufanisi kuunda mkondo wa msingi. Mkondo huu wa msingi unaozalishwa na mwanga huongezeka kwa faida ya transistor, na kusababisha mkondo mkubwa zaidi wa collector unaoweza kutiririka kutoka kwa collector hadi emitter, na kuwasha transistor "wazi". Wakati kitu kisicho na uwazi kinaingizwa kwenye pengo, kinazuia njia ya mwanga. Uzalishaji wa mkondo wa msingi wa mwanga unakoma, transistor haendelei kupendelewa, na mkondo wa collector hushuka hadi thamani ya chini sana (mkondo wa giza), na kuzima transistor "zimu". Kitendo hiki cha wazi/zimu hutoa ishara safi ya dijiti inayolingana na uwepo au kutokuwepo kwa kitu.

10. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

Nambari ya sehemu ni LTH-301-23P1. Waraka haubainishi maelezo ya kifurushi cha wingi (k.m., mkanda na reel, idadi ya mabomba). Kwa uzalishaji, mtu anapaswa kushauriana na viwango vya ufungaji vya mtengenezaji au msambazaji. "Nambari ya Spec." DS-55-96-0025 na msimbo wa hati BNS-OD-C131/A4 ni marejeleo ya ndani kwa waraka wenyewe. Tarehe ya kuanza kwa marekebisho ya hati hii ni 08/03/2000.