Karatasi ya Data ya Photointerrupter LTH-872-N55H - Aina ya Mfereji - Vipimo 4.0mm - Voltage 5V - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTH-872-N55H ni photointerrupter ya aina ya mfereji, sehemu ya msingi ya optoelectronic inayotumika kwa matumizi ya kugundua na kubadilisha bila kugusa. Inaunganisha diode inayotoa mwanga wa infrared (LED) na phototransistor ndani ya kifuniko kimoja, zikitenganishwa na pengo au mfereji wa kimwili. Kanuni ya msingi ya uendeshaji ni wazi: wakati kitu kinapita kupitia mfereji huu, kinazuia mwendo wa mwanga wa infrared unaotoka kwenye kitoa hadi kwenye kigunduzi, na kusababisha mabadiliko yanayolingana katika hali ya pato la phototransistor. Utaratibu huu rahisi lakini unaotegemeka unaufanya kuwa suluhisho bora la kugundua uwepo, kutokuwepo, msimamo, au kasi ya vitu bila kugusa kimwili.

Kifaa hiki kimeundwa kwa ajili ya kusakinishwa moja kwa moja kwenye Bodi ya Mzunguko wa Kuchapishwa (PCB) au kuingizwa kwenye soketi ya kawaida ya mstari-mbili, na kutoa urahisi katika usanikishaji na utengenezaji wa mfano. Faida zake kuu zinajumuisha kutegemeka kwa juu, kasi ya kubadilisha haraka, na maisha marefu ya uendeshaji kwa sababu ya kutokuwepo kwa viunganishi vya mitambo vinavyoweza kuchakaa. Matumizi ya kawaida yanajumuisha aina mbalimbali za vifaa vya otomatiki vya ofisi na viwanda, ikiwa ni pamoja na lakini sio tu, printer, nakala, skana, mashine za faksi, na mifumo mbalimbali ya otomatiki ambapo kugundua kwa usahihi kwa vitu kunahitajika.

1.1 Vipengele Vikuu

• Kubadilisha Bila Kugusa:Hukomesha uchakavu wa mitambo, na kuhakikisha kutegemeka kwa juu na maisha marefu ya uendeshaji.
• Kusakinishwa Kwa Urahisi:Inapatana na kuuzwa moja kwa moja kwenye PCB au soketi za kawaida za mstari-mbili, na kuwezesha ujumuishaji rahisi katika miundo mbalimbali ya saketi.
• Muda wa Kukabiliana Haraka:Inawezesha kugundua matukio ya kasi ya juu, inafaa kwa matumizi yanayohitaji kugundua haraka, kama vile kugundua usambazaji wa karatasi kwenye printer au mifumo ya encoder ya mzunguko.

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa kina na Lengo

Karatasi ya data hutoa vigezo muhimu vinavyofafanua mipaka ya uendeshaji na utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida. Kuelewa vigezo hivi ni muhimu kwa muundo sahihi wa saketi na kuhakikisha kutegemeka kwa muda mrefu.

2.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya msongo ambayo, ikiwa itazidi, inaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Hizi sio hali za uendeshaji wa kawaida.

• Ingizo la LED:
  • Mtengano wa Nguvu (P_D):75 mW kiwango cha juu. Hii ndiyo nguvu ya jumla ambayo LED inaweza kutengeneza kwa usalama kama joto.
  • Mkondo wa Mbele Unaendelea (I_F):50 mA kiwango cha juu. LED haipaswi kuendeshwa na mkondo unaoendelea unaozidi thamani hii.
  • Voltage ya Nyuma (V_R):5 V kiwango cha juu. Kutumia voltage ya nyuma ya juu kuliko hii inaweza kuvunja makutano ya LED.
• Pato la Phototransistor:
  • Mtengano wa Nguvu (P_D):100 mW kiwango cha juu kwa phototransistor.
  • Voltage ya Collector-Emitter (V_CEO):30 V kiwango cha juu. Hii ndiyo voltage ya juu kabisa ambayo inaweza kutumiwa kati ya collector na emitter wakati msingi (ingizo la mwanga) uko wazi.
  • Voltage ya Emitter-Collector (V_ECO):5 V kiwango cha juu, ambayo ni kiwango cha voltage ya nyuma kwa makutano ya collector-emitter.
  • Mkondo wa Collector (I_C):20 mA kiwango cha juu. Mkondo wa mzigo kupitia phototransistor lazima ubaki chini ya kikomo hiki.
• Mazingira:
  • Safu ya Joto la Uendeshaji (T_A):-25°C hadi +85°C. Kifaa kinahakikishiwa kufanya kazi ndani ya vipimo katika safu hii ya joto la mazingira.
  • Safu ya Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C.
  • Joto la Kuuza Pini:260°C kwa sekunde 5 kiwango cha juu, imebainishwa kwa kesi ya umbo la pini ya 1.6mm (0.063 inchi). Hii ni muhimu kwa michakato ya reflow au wave soldering.

2.2 Sifa za Umeme na Optiki

Vigezo hivi vinabainisha utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji kwa joto la mazingira (T_A) la 25°C.

• Sifa za Ingizo la LED:
  • Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 1.2V, na kiwango cha juu cha 1.6V kwa mkondo wa mbele (I_F) ya 20 mA. Kigezo hiki kinatumika kuhesabu thamani ya kipingamkali cha kikomo cha mkondo kwa saketi ya kiendeshi cha LED: R = (V_CC- V_F) / I_F.
  • Mkondo wa Nyuma (I_R):Kiwango cha juu cha 100 µA kwa voltage ya nyuma (V_R) ya 5V, inayoonyesha mkondo wa uvujaji wa LED wakati wa bias ya nyuma.
• Sifa za Pato la Phototransistor:
  • Mkondo wa Giza wa Collector-Emitter (I_CEO):Kiwango cha juu cha 100 nA kwa V_CE= 10V. Hii ndiyo mkondo wa uvujaji wakati LED imezimwa (hakuna mwanga unaoanguka kwenye phototransistor). Mkondo wa chini wa giza unafaa kwa uwiano mzuri wa ishara-kwa-kelele, hasa katika matumizi ya mwanga mdogo au faida ya juu.
• Sifa za Coupler (Mfumo):
  • Voltage ya Ujazo ya Collector-Emitter (V_CE(SAT)):Kiwango cha juu cha 0.4V wakati phototransistor iko wazi kabisa (I_C= 0.25 mA, I_F= 20 mA). Voltage ya chini ya ujazo ni muhimu wakati pato linatumika kuendesha viingilio vya mantiki au saketi nyingine za voltage ya chini, kwani inafafanua kiwango cha mantiki cha \"CHINI\".
  • Mkondo wa Collector Katika Hali ya Wazi (I_C(ON)):Kiwango cha chini cha 2.0 mA kwa V_CE= 5V na I_F= 20 mA. Hii ndiyo pato la chini kabisa linalohakikishiwa wakati LED inaendeshwa kwa mkondo wake wa kawaida na boriti haizuiliwi. Kigezo hiki, mara nyingi huitwa \"uwiano wa uhamishaji wa mkondo\" (CTR) wakati unaelezewa kama uwiano I_C/I_F, inafafanua usikivu wa coupler. Hapa, CTR ya chini kabisa ni (2.0 mA / 20 mA) = 0.1 au 10%.
  • Muda wa Kukabiliana:
    • Muda wa Kupanda (T_r):Kwa kawaida 3 µs, kiwango cha juu cha 15 µs. Hii ndiyo muda wa pato kupita kutoka 10% hadi 90% ya thamani yake ya mwisho wakati LED ya ingiza inawashwa.
    • Muda wa Kushuka (T_f):Kwa kawaida 4 µs, kiwango cha juu cha 20 µs. Hii ndiyo muda wa pato kupita kutoka 90% hadi 10% ya thamani yake ya mwisho wakati LED ya ingiza imezimwa. Kasi hizi haraka za kubadilisha zinawezesha kugundua vitu vinavyosogea haraka.

3. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

LTH-872-N55H ina kifurushi cha kawaida cha kupenya-kwenye-tundu kilichoundwa kwa ujumuishaji rahisi wa PCB.

3.1 Vipimo vya Muundo

Karatasi ya data hutoa mchoro wa kina wa mitambo. Vipimo muhimu vinajumuisha upana wa jumla wa mfereji, ambao unafafanua ukubwa wa kitu kinachoweza kugunduliwa, na nafasi ya pini kwa mpangilio wa PCB. Vipimo vyote vimebainishwa kwa milimita (mm) na uvumilivu wa kawaida wa ±0.25 mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Mchoro kwa kawaida unaonyesha mtazamo wa juu, mtazamo wa upande, na utambulisho wa pini (anodi ya kitoa, cathode ya kitoa, collector, emitter).

3.2 Utambulisho wa Ubaguzi na Mpangilio wa Pini

Ubaguzi sahihi ni muhimu kwa uendeshaji wa kifaa. Kifurushi kina alama au umbo maalum la pini (mara nyingi upande wa gorofa au mfuo) kutambua Pini 1. Mpangilio wa kawaida wa pini kwa photointerrupter ya pini 4 ni: Pini 1 - Anodi ya IR LED, Pini 2 - Cathode ya IR LED, Pini 3 - Emitter ya Phototransistor, Pini 4 - Collector ya Phototransistor. Daima rejelea mchoro wa karatasi ya data kuthibitisha mgawo halisi wa pini kwa LTH-872-N55H kabla ya kubuni wigo wa PCB.

4. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

4.1 Mchakato wa Kuuza

Kifaa kimekadiriwa kwa joto la juu la kuuza pini la 260°C kwa sekunde 5. Uainishaji huu ni muhimu kwa michakato ya wave soldering au reflow. Kuzidi joto au muda huu kunaweza kuharibu makutano ya ndani ya semiconductor au kifuniko cha plastiki. Inapendekezwa kufuata miongozo ya kawaida ya IPC kwa kuuza sehemu za kupenya-kwenye-tundu.

4.2 Kushughulikia na Hifadhi

Ingawa haijaelezewa kwa kina katika dondoo iliyotolewa, mazoea bora ya jumla yanatumika: hifadhi vipengele katika mazingira kavu, yasiyo na umeme ndani ya safu maalum ya joto la hifadhi (-40°C hadi +100°C). Epuka kufichua kifaa kwa unyevu mwingi kabla ya kuuza ili kuzuia \"popcorning\" wakati wa reflow, ingawa hii ni muhimu zaidi kwa vifaa vya kusakinishwa kwenye uso.

5. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

5.1 Saketi za Matumizi ya Kawaida

Usanidi wa kawaida zaidi ni kutumia photointerrupter kama swichi ya dijiti. Saketi rahisi inajumuisha:
1. Kiendeshi cha LED:Unganisha kipingamkali cha kikomo cha mkondo mfululizo na LED ya infrared hadi chanzo cha voltage (mfano, 5V). Weka thamani ya kipingamkali kufikia I_Finayotakiwa (mfano, 20 mA). Mfano: R_limit= (5V - 1.2V) / 0.02A = 190Ω (tumia kipingamkali cha kawaida cha 200Ω).
2. Pato la Phototransistor:Unganisha kipingamkali cha kuvuta-juu (R_L) kutoka kwa collector ya phototransistor hadi chanzo cha voltage (mfano, 5V). Emitter imeunganishwa na ardhi. Wakati njia ya mwanga iko wazi, phototransistor inapita, na kuvuta voltage ya collector (pato) chini. Wakati boriti imezuiwa, phototransistor inazimwa, na kipingamkali cha kuvuta-juu kinavuta pato juu. Thamani ya R_Lhuathiri kasi ya kubadilisha na matumizi ya mkondo; thamani ya chini inatoa kasi ya haraka lakini mtengano wa nguvu wa juu. Hali ya majaribio katika karatasi ya data hutumia R_L= 100Ω.

5.2 Mazingatio ya Ubunifu

• Kukinga Mwanga wa Mazingira:Kwa kuwa kifaa kinatumia mwanga wa infrared, kwa kiasi fulani hakinaathiriwa na mwanga unaoonekana wa mazingira. Hata hivyo, vyanzo vikali vya infrared (mwanga wa jua, taa zingine) vinaweza kusababisha usumbufu. Kutumia ishara ya LED iliyobadilishwa na saketi inayolingana ya kufutua ishara inaweza kuongeza sana kinga dhidi ya kelele.
• Usawazishaji:Kitoa na kigunduzi lazima zisawazishwe kwa usahihi kupitia mfereji. Kifuniko cha mitambo kinahakikisha usawazishaji huu, lakini muundo wa PCB lazima uweke sehemu kwa usahihi.
• Sifa za Kitu:Kitu kinachozuia boriti kinapaswa kuwa kisicho na uwazi kwa mwanga wa infrared. Nyenzo za uwazi au zinazoakisi sana huenda zisigundulike kwa uaminifu.
• Kufuta Bouncing:Katika mifumo ya mitambo (mfano, kugundua gurudumu la kukata), ishara ya pato inaweza kugonga kama kitu kinapoingia au kutoka kwenye mfereji. Mbinu za programu au vifaa vya kufuta bouncing zinapaswa kutumiwa kwa ishara safi za dijiti.

6. Uchambuzi wa Curve ya Utendaji

Karatasi ya data inataja \"Curves za Kawaida za Sifa za Umeme / Optiki.\" Ingawa curves maalum hazijatolewa katika dondoo, michoro ya kawaida ya vifaa kama hivi inajumuisha:

• Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (I_F-V_F):Inaonyesha uhusiano usio na mstari kwa IR LED, muhimu kwa ubunifu wa kiendeshi.
• Mkondo wa Collector dhidi ya Voltage ya Collector-Emitter (I_C-V_CE):Familia ya curves na ukali wa mwanga unaoanguka (au I_F) kama kigezo, sawa na sifa za pato za transistor.
• Uwiano wa Uhamishaji wa Mkondo (CTR) dhidi ya Mkondo wa Mbele (I_F):Inaonyesha jinsi usikivu unavyobadilika na mkondo wa kiendeshi cha LED.
• Uwiano wa Uhamishaji wa Mkondo (CTR) dhidi ya Joto la Mazingira:Curve muhimu inayoonyesha kwamba CTR kwa kawaida hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Wabunifu lazima wahakikishe kiasi cha kutosha cha ukingo kwenye joto la juu la uendeshaji ili kuhakikisha I_C(ON).
• inayohitajika ya chini kabisa._LMuda wa Kukabiliana dhidi ya Upinzani wa Mzigo (R):

Inaonyesha usawazishaji kati ya kasi ya kubadilisha na matumizi ya nguvu.

7. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na swichi ndogo za mitambo, LTH-872-N55H inatoa matarajio ya maisha bora na kutegemeka kwa sababu ya uendeshaji bila kugusa. Hainaathiriwa na bouncing ya mawasiliano. Ikilinganishwa na vigunduzi vinavyotafakari, photointerrupters za aina ya mfereji hutoa ugunduzi sahihi zaidi na thabiti kwani hazina usikivu mkubwa kwa rangi, muundo, au uakisi wa kitu lengwa; zinagundua tu kuzuiwa kwa kimwili kwa boriti. Tofauti kuu kati ya photointerrupters wenyewe mara nyingi ni vipimo vya mfereji, usikivu (CTR), kasi ya kukabiliana, na aina ya kifurushi (kupenya-kwenye-tundu dhidi ya kusakinishwa kwenye uso).

8. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)
Q: Nini hufanyika ikiwa ninaendesha LED na zaidi ya 50 mA?

A: Kuzidi Kiwango cha Juu Kabisa cha mkondo wa mbele unaoendelea kunaweza kusababisha kupata joto kupita kiasi, na kusababisha uharibifu wa haraka wa pato la mwanga la LED au kushindwa kwa mshtuko. Daima tumia kipingamkali cha kikomo cha mkondo.
Q: Ishara yangu ya pato ina kelele. Nini kinaweza kuwa sababu?

A: Sababu zinazowezekana zinajumuisha kelele ya umeme kwenye mistari ya usambazaji wa nguvu, usumbufu kutoka kwa mwanga wa mazingira (hasa taa za fluorescent zinazofanya kazi kwa 50/60 Hz), au thamani ya kipingamkali cha mzigo ambayo ni ya juu sana, na kufanya nodi iwe na upinzani wa juu na ya kushambuliwa na kelele. Hakikisha nguvu thabiti, fikiria kinga, tumia kipingamkali cha chini cha kuvuta-juu, au utekeleze ubadilishaji/ufutaji wa ishara.
Q: Kifaa hufanya kazi kwenye joto la kawaida lakini kinashindwa wakati mfumo wangu unapopata joto. Kwa nini?_{A: Usikivu wa phototransistor (CTR) hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Unaweza kufanya kazi na ukingo mdogo sana kwenye 25°C. Tathmini upya muundo wako kwa kutumia I}C(ON)

ya chini kabisa ya uainishaji na fikiria curve ya kawaida ya CTR dhidi ya Joto. Huenda ukahitaji kuongeza mkondo wa kiendeshi cha LED (ndani ya mipaka) au kutumia phototransistor yenye CTR ya juu zaidi iliyohakikishiwa kwenye joto la juu.
Q: Naweza kutumia hii kugundua kitu cha uwazi?

A: Kwa ujumla, hapana. Photointerrupters za kawaida za infrared zinahitaji kitu kiwe kisicho na uwazi kwa urefu wa wimbi la infrared linalotolewa (kwa kawaida karibu 940 nm). Plastiki au glasi zenye uwazi zinaweza kuruhusu mwanga wa IR wa kutosha kupita, na kuzuia ugunduzi wa kuaminika. Vigunduzi maalum vilivyo na urefu tofauti wa wimbi au kanuni za kugundua vinahitajika kwa nyenzo za uwazi.

9. Mfano wa Kesi ya Matumizi ya VitendoMatumizi:
Kugundua Msumari wa Karatasi kwenye Printer ya Meza.Utekelezaji:

LTH-872-N55H imesakinishwa kando ya njia ya karatasi na karatasi ikisambazwa kupitia mfereji wake. Pini ya GPIO ya microcontroller inaendesha LED kupitia kipingamkali cha kikomo cha mkondo. Pini nyingine ya GPIO, iliyosanidiwa na kipingamkali cha ndani cha kuvuta-juu, inasoma hali ya collector ya phototransistor. Wakati wa uendeshaji wa kawaida, karatasi huzuia boriti, na pato liko katika hali moja ya mantiki (mfano, JUU). Ikiwa msumari wa karatasi utatokea, karatasi huwa imebaki imeshikamana (na kuendelea kuzuia boriti) au kushindwa kufikia kigunduzi (na kuacha boriti isivunjwe), na kusababisha pato kuwa katika hali isiyotarajiwa kwa muda mrefu sana. Firmware ya microcontroller inafuatilia ishara hii na kuanzisha ujumbe wa kosa wa \"Msumari wa Karatasi\" ikiwa mlolongo wa muda unaotarajiwa umekiukwa. Muda wa haraka wa kukabiliana wa kigunduzi unahakikisha hata mapengo madogo kati ya karatasi zinaweza kugunduliwa kwa ufuatiliaji sahihi wa usambazaji wa karatasi.

10. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Photointerrupter hufanya kazi kwa kanuni ya ubadilishaji wa optoelectronic na kuzuiwa. Ndani, ina vitu viwili tofauti vilivyosawazishwa: diode inayotoa mwanga wa infrared (IR LED) na phototransistor ya silikoni. IR LED hufanya kama chanzo cha mwanga. Wakati inapobadilishwa mbele na mkondo wa nje, inatoa fotoni za infrared zisizoonekana. Phototransistor hufanya kama kigunduzi cha mwanga. Eneo lake la msingi lina usikivu kwa mwanga. Wakati fotoni kutoka kwa LED zinapogonga msingi, zinazalisha jozi za elektroni-na-shimo, ambazo hufanya kama mkondo wa msingi, na kuwasha transistor na kuruhusu mkondo mkubwa zaidi wa collector kupita. Mkondo huu wa collector unalingana na ukali wa mwanga unaoanguka. Mfereji hutenganisha vitu hivi viwili kwa kimwili. Kitu kilichowekwa kwenye mfereji kinazuia njia ya mwanga, na kupunguza sana mwanga unaoanguka kwenye phototransistor, ambayo kwa upande inaizima (au kupunguza mkondo wake). Mabadiliko haya ya mkondo/voltage ya pato hugunduliwa na saketi za nje kusajili \"kuzuiwa.\"

11. Mienendo na Maendeleo ya Sekta