LTH-301-19 Photointerrupter - Karatasi ya Data ya Kiufundi - Kigezo cha Kubadilisha Bila Mguso

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTH-301-19 ni kifaa kidogo cha kubadilisha bila mguso, kilichobuniwa kwa matumizi yanayohitaji kugundua kitu kwa uaminifu au kuhisi nafasi. Kinafanya kazi kwa kanuni ya diode inayotoa nuru ya infrared (IR LED) iliyowekwa pamoja na phototransistor. Wakati kitu kinazuia mwale wa infrared kati ya kitoa na kigunduzi, hali ya pato la phototransistor hubadilika, na kutoa ishara ya kubadilisha. Kifaa hiki kinafaa kwa kusakinishwa kwa moja kwenye bodi ya mzunguko (PCB) au kutumia na soketi za mstari-mbili, na kutoa suluhisho la haraka na la kuaminika kwa matumizi mbalimbali ya viwanda na vya umeme vya watumiaji.

2. Ufafanuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Diode ya IR inaweza kushughulikia mkondo wa mbele endelevu wa 60 mA na voltage ya nyuma ya 5 V. Mkondo wa kolekta wa phototransistor umewekwa kikomo hadi 20 mA na utoaji wa nguvu wa 100 mW. Kwa diode ya IR, mkondo wa kilele wa mbele wa 1 A unaruhusiwa chini ya hali ya mipigo (upana wa pigo 10 μs, 300 pps). Kifaa hiki kimewekwa kiwango cha anuwai ya joto la uendeshaji ya -25°C hadi +85°C na anuwai ya kuhifadhi ya -40°C hadi +100°C. Joto la kuuza waya halipaswi kuzidi 260°C kwa sekunde 5 wakati unapopimwa umbali wa 1.6mm kutoka kwa mwili wa kifaa.

2.2 Sifa za Umeme na Za Nuru

Sehemu hii inaelezea kwa kina utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji kwa joto la mazingira la 25°C.

2.2.1 Sifa za LED ya Ingizo

Voltage ya mbele (VF) ya IR LED kwa kawaida ni 1.6V kwa mkondo wa mbele (IF) wa 20mA, na kiwango cha juu cha 1.6V. Mkondo wa nyuma (IR) ni kiwango cha juu cha 100 μA kwa voltage ya nyuma (VR) ya 5V.

2.2.2 Sifa za Phototransistor ya Pato

Voltage ya kuvunjika kwa kolekta-emiteri (V(BR)CEO) ni angalau 30V. Voltage ya kuvunjika kwa emiteri-kolekta (V(BR)ECO) ni angalau 5V. Mkondo wa giza wa kolekta-emiteri (ICEO) ni kiwango cha juu cha 100 nA kwa VCE=10V, ikionyesha mkondo wa uvujaji wakati LED imezimwa.

2.2.3 Sifa za Coupler

Voltage ya ujazo wa kolekta-emiteri (VCE(SAT)) ni kiwango cha juu cha 0.4V wakati phototransistor inapoingizwa kwenye ujazo (IC=70μA, IF=1.4mA). Mkondo wa kolekta katika hali ya "wazi" (IC(ON)) kwa kawaida ni 70 μA kwa VCE=3.3V na IF=1.4mA, na unaweza kufikia 10 mA kwa VCE=5V na IF=20mA, ikionyesha usikivu na uwezo wa pato wa kifaa chini ya hali tofauti za kuendesha.

2.2.4 Muda wa Majibu

Kasi ya kubadilisha ina sifa ya muda wa kupanda (tr) na muda wa kushuka (tf). Muda wa kawaida wa kupanda ni 3 μs (kiwango cha juu 15 μs), na muda wa kawaida wa kushuka ni 4 μs (kiwango cha juu 20 μs), uliyopimwa chini ya hali maalum za majaribio (VCE=5V, Ic=2mA, RL=100Ω). Hii inabainisha uwezo wa kifaa kwa kugundua kwa kasi kubwa.

3. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

3.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki kina kifurushi cha kawaida cha kupenyeza shimo. Vipimo vyote vimebainishwa kwa milimita na uvumilivu chaguomsingi wa ±0.25mm isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo. Mchoro halisi wa vipimo umetolewa kwenye karatasi ya data, ukielezea ukubwa wa mwili, nafasi ya waya, na ukubwa wa jumla wa kifaa kwa mpangilio wa PCB.

3.2 Utambulisho wa Ubaguzi wa Mwelekeo

Mwelekeo sahihi ni muhimu sana. Karatasi ya data inajumuisha mchoro unaoweka alama wazi anode na cathode ya IR LED na kolekta na emiteri ya phototransistor. Kusakinisha kifaa kwa makosa kunaweza kusababisha kufanya kazi vibaya au kuharibika.

4. Uchambuzi wa Mikunjo ya Utendaji

Karatasi ya data inajumuisha mikunjo ya kawaida ya sifa za umeme na za nuru, iliyopangwa kwa joto la mazingira la 25°C isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo. Grafu hizi ni muhimu sana kwa kuelewa tabia ya kifaa zaidi ya viwango vya chini, vya kawaida, na vya juu vilivyoorodheshwa.

4.1 Sifa za Uhamishaji

Mikunjo inaweza kuonyesha uhusiano kati ya mkondo wa mbele wa LED ya ingizo (IF) na mkondo wa kolekta wa phototransistor ya pato (IC) kwa voltages tofauti za kolekta-emiteri (VCE). Hii inaonyesha uwiano wa uhamishaji wa mkondo (CTR), ambacho ni kigezo muhimu cha faida.

4.2 Sifa za Ujazo wa Pato

Grafu zinazoonyesha VCE(SAT) dhidi ya IC kwa viwango tofauti vya IF zinasaidia wabunifu kuelewa viwango vya voltage ya pato wakati phototransistor iko "wazi" kabisa, ambayo ni muhimu kwa kuunganisha na mizunguko ya mantiki.

4.3 Utegemezi wa Joto

Ingawa data ya msingi iko kwenye 25°C, mikunjo ya sifa inaweza kuonyesha jinsi vigezo kama mkondo wa giza (ICEO) na mkondo wa pato vinavyobadilika na joto, ambayo ni muhimu sana kwa kubuni mifumo thabiti katika anuwai maalum ya uendeshaji.

5. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

5.1 Vigezo vya Kuuza

Kiwango cha juu kabisa kinabainisha kuwa waya zinaweza kuuzwa kwa 260°C kwa upeo wa sekunde 5, na joto lililopimwa umbali wa 1.6mm (0.063") kutoka kwa nyumba ya plastiki. Hii ni muhimu ili kuzuia uharibifu wa joto kwa vipengele vya ndani na kifurushi cha plastiki.

5.2 Kushughulikia na Uhifadhi

Kifaa kinapaswa kuhifadhiwa ndani ya anuwai maalum ya joto ya -40°C hadi +100°C. Tahadhari za kawaida za ESD (utokaji umeme tuli) zinapaswa kuzingatiwa wakati wa kushughulikia na usanikishaji ili kuzuia uharibifu wa makutano ya semiconductor.

6. Mapendekezo ya Matumizi

6.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

LTH-301-19 ni bora kwa kuhisi bila mguso katika printa (kugundua karatasi kukwama, kiwango cha toner), makopi, mashine za kuuza (kugundua sarafu/kitu), otomatiki ya viwanda (kuhisi nafasi, swichi za kikomo), na vifaa vya umeme vya watumiaji. Kasi yake kubwa ya kubadilisha inafanya iweze kutumika kwa matumizi ya kuhesabu au kupima kasi.

6.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

Upinzani wa Kupunguza Mkondo:Upinzani wa nje lazima utumike mfululiano na IR LED ili kupunguza mkondo wake wa mbele (IF) kwa thamani salama, kwa kawaida kati ya hali ya majaribio ya 1.4mA na kiwango cha juu kabisa cha 60mA, na kusawazisha mwangaza na umri wa muda mrefu.
Upinzani wa Mzigo:Thamani ya upinzani wa mzigo (RL) iliyounganishwa na kolekta ya phototransistor huathiri mzunguko wa voltage ya pato na muda wa majibu. RL ndogo hutoa kubadilisha kwa kasi lakini mzunguko mdogo wa voltage ya pato.
Nuru ya Mazingira:Kama kifaa cha infrared, hakishikiki sana na usumbufu wa nuru inayoonekana ya mazingira. Hata hivyo, kwa matumizi muhimu, kinga za mitambo au mbinu za kurekebisha/kutengeneza zinaweza kutumika ili kuboresha usugu dhidi ya kelele.
Usawazishaji:Usawazishaji sahihi wa mitambo kati ya nyufa za kitoa na kigunduzi ni muhimu kwa utendaji bora na umbali wa juu wa kuhisi.

7. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na swichi za mitambo, LTH-301-19 inatoa faida kuu ya uendeshaji bila mguso, na kusababisha hakuna kuchakaa, umri mrefu wa maisha, uendeshaji wa kimya, na kasi kubwa zaidi ya kubadilisha. Ikilinganishwa na visensa vingine vya nuru, kifurushi chake kilichounganishwa na nyufa hutoa njia ya nuru iliyojengwa ndani, na kurahisisha ubunifu wa mitambo na kuboresha uaminifu wa usawazishaji dhidi ya vipengele tofauti vya kitoa na kigunduzi. Voltage maalum ya ujazo (VCE(SAT)<0.4V) inahakikisha utangamano mzuri na mizunguko ya mantiki ya voltage ya chini.

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

Q: Mkondo wa giza (ICEO) unatumika kwa nini?
A: Mkondo wa giza ni mkondo mdogo wa uvujaji unaotiririka kupitia phototransistor wakati hakuna nuru kutoka kwa IR LED inayompata (yaani, mwale umefungwa au LED imezimwa). Mkondo wa chini wa giza (kiwango cha juu 100 nA) unapendekezwa kwani hupunguza mkondo wa "hali ya kuzima", na kusababisha tofauti wazi zaidi kati ya hali za "wazi" na "zima" za swichi.

Q: Ninawezaje kuchagua thamani ya upinzani wa kupunguza mkondo wa LED?
A: Tumia Sheria ya Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Vcc ni voltage yako ya usambazaji, VF ni voltage ya mbele ya LED (tumia 1.6V kwa ukingo wa ubunifu), na IF ni mkondo wako unaotaka wa uendeshaji (mfano, 20mA kwa pato kamili). Hakikisha utoaji wa nguvu uliokokotolewa kwenye upinzani uko ndani ya kiwango chake.

Q: Kisensa hiki kinaweza kutumika nje ya nyumba?
A: Anuwai ya joto la uendeshaji ni -25°C hadi +85°C, ambayo inashughulikia mazingira mengi. Hata hivyo, mwanga wa moja kwa moja wa jua una mionzi yenye nguvu ya infrared ambayo inaweza kujaza kisensa. Kufunga dhidi ya vumbi na unyevu sio sehemu ya maelezo ya kifurushi na itahitaji kuzingatiwa tofauti.

Q: Nini kinaathiri umbali wa kuhisi au pengo?
A> Pengo la kuhisi linaathiriwa na mkondo wa kuendesha LED (IF), usikivu wa phototransistor, usawazishaji, na ukavu wa kitu kinachozuia mwale. Karatasi ya data haibainishi pengo la juu kabisa; lazima ibainishwe kwa majaribio kwa kitu maalum na ukingo unaohitajika wa ishara.

9. Kesi ya Matumizi ya Vitendo

Kesi: Kugundua Karatasi katika Printa ya Meza.LTH-301-19 inaweza kusakinishwa ili njia ya karatasi ipite kwenye nyufa yake. Pini ya GPIO ya microcontroller, iliyosanidiwa na upinzani wa kuvuta juu, inafuatilia kolekta ya phototransistor. Wakati hakuna karatasi, mwale wa IR unafikia kigunduzi, na kuwasha phototransistor na kuvuta voltage ya kolekta chini (karibu na VCE(SAT)). Wakati karatasi inaingia kwenye nyufa, inazuia mwale, na kuzima phototransistor, na kuruhusu upinzani wa kuvuta juu kuvuta voltage ya kolekta juu hadi Vcc. Microcontroller hugundua mabadiliko haya ya voltage ili kuthibitisha uwepo wa karatasi au kuanzisha onyo la kutokuwepo kwa karatasi. Muda wa haraka wa majibu unahakikisha kugundua hata kwa karatasi inayosogea kwa kasi.

10. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

LTH-301-19 ni kisensa cha nuru cha aina ya usambazaji, kilichowekwa kwenye kifurushi cha plastiki cha umbo la U. Kwa upande mmoja, diode inayotoa nuru ya infrared (IR LED) hutoa nuru yenye urefu wa wimbi kwa kawaida karibu 940nm. Kwa upande mwingine wa nyufa, phototransistor ya silikoni ya aina ya NPN hufanya kazi kama mpokeaji. Phototransistor imebuniwa ili nuru inayompata kwenye eneo lake la msingi itoe jozi za elektroni-na-shimo, ambazo hufanya kazi kama mkondo wa msingi, na hivyo kudhibiti mkondo mkubwa zaidi wa kolekta-emiteri. Wakati hakuna kitu kwenye nyufa, nuru kutoka kwa IR LED inampata phototransistor, na kusababisha itiririke (hali ya "wazi"). Wakati kitu kinaingia kwenye nyufa, kinazuia njia ya nuru, na kupunguza sana nuru kwenye phototransistor, na kusababisha isitiririke (hali ya "zima"). Mabadiliko haya ya mkondo/voltage ya pato hutumiwa kama ishara ya kubadilisha.

11. Mienendo ya Teknolojia

Photointerrupters kama LTH-301-19 zinawakilisha teknolojia iliyokomaa na ya kuaminika. Mienendo ya sasa katika uwanja huu inajumuisha kupunguzwa kwa ukubwa wa kifurushi kwa usakinishaji wa msongamano wa juu wa PCB, ukuzaji wa toleo la kifaa cha kusakinishwa kwenye uso (SMD) ili kurahisisha usanikishaji wa otomatiki, na ujumuishaji wa mizunguko ya ziada kama vile vianzishi vya Schmitt au viimarishaji ndani ya kifurushi ili kutoa ishara safi ya pato la dijiti na kuboresha usugu dhidi ya kelele. Pia kuna mwelekeo wa kupunguza matumizi ya nguvu, hasa kwa matumizi yanayotumia betri, kwa kuboresha ufanisi wa LED na usikivu wa phototransistor. Zaidi ya hayo, aina fulani za hali ya juu zinajumuisha vitoa au vigunduzi vingi katika kifurushi kimoja kwa kuhisi nafasi iliyosimbwa au kutoa udhihirishaji.