ITR9606-F Opto Kesici Veri Sayfası - 4.0x3.2x2.5mm Paket - İleri Gerilim 1.2V - Tepe Dalga Boyu 940nm - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

ITR9606-F, kompakt, yan yana yerleştirilmiş yansımalı bir opto kesici modülüdür. Tek bir siyah termoplastik gövde içinde bir kızılötesi yayan diyot (IRED) ve bir silikon fototransistör entegre eder. Bileşenler yakınsak optik eksenler üzerinde hizalanmıştır. Temel çalışma prensibi, fototransistörün IRED tarafından yayılan radyasyonu algılamasını içerir. Opak bir nesne, yayıcı ve dedektör arasındaki ışık yolunu kestiğinde, fototransistörün çıkış durumu değişir ve temasız algılama ve anahtarlama işlevlerini mümkün kılar.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Hızlı Tepki Süresi:Kodlayıcılar ve hız sensörleri gibi uygulamalar için uygun yüksek hızlı algılamayı sağlar.
• Yüksek Hassasiyet:Silikon fototransistör, düşük IR yoğunluğunda bile güvenilir sinyal algılama sağlar.
• Spesifik Dalga Boyu:940nm'lik bir tepe emisyon dalga boyuna (λp) sahiptir, bu da yakın kızılötesi spektrumdadır ve ortam görünür ışığından kaynaklanan girişimi en aza indirir.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün kurşunsuzdur, RoHS direktifine uygundur ve AB REACH düzenlemelerine uyar.
• Kompakt Tasarım:Entegre yan yana paket, PCB montajı için yerden tasarruf sağlayan bir çözüm sunar.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu opto kesici, temasız algılama ve konum tespiti uygulamaları için tasarlanmıştır ve bunlarla sınırlı olmamak üzere şunları içerir:

• Bilgisayar fareleri ve fotokopi makinelerinde konum algılama.
• Tarayıcılar ve yazıcılarda kağıt algılama ve kenar algılama.
• Disket sürücüleri ve diğer medya sürücülerinde disk varlığı algılama.
• Genel amaçlı temasız anahtarlama.
• Tüketici elektroniği ve endüstriyel kontrollerde doğrudan kart montajı.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, cihazın elektriksel ve optik özelliklerinin detaylı, objektif bir yorumunu sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Giriş (IRED):
  • Güç Dağılımı (Pd): 75 mW (25°C veya altında). Daha yüksek ortam sıcaklıklarında güç azaltma gerektirir.
  • Ters Gerilim (VR): 5 V. Bunun aşılması LED jonksiyonuna zarar verebilir.
  • İleri Akım (IF): 50 mA. Güvenilir uzun vadeli çalışma için sürekli DC akımı tipik olarak 20mA ile sınırlandırılmalıdır.
• Çıkış (Fototransistör):
  • Kolektör Güç Dağılımı (Pd): 75 mW.
  • Kolektör Akımı (IC): 20 mA.
  • Kolektör-Emitör Gerilimi (BV_CEO): 30 V.
  • Emitör-Kolektör Gerilimi (BV_ECO): 5 V.
• Termal Limitler:
  • Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -25°C ila +85°C.
  • Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40°C ila +85°C.
  • Bacak Lehimleme Sıcaklığı (T_sol): Paket gövdesinden 3mm ölçüldüğünde maksimum 5 saniye için 260°C.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

T_a= 25°C'de ölçülen bu parametreler, cihazın normal çalışma koşulları altındaki tipik performansını tanımlar.

• Giriş (IRED) Karakteristikleri:
  • İleri Gerilim (V_F): Tipik olarak 1.2V, I_F=20mA'de maksimum 1.5V. Bu, LED için akım sınırlama devresini tasarlamak için çok önemlidir.
  • Ters Akım (I_R): V_R=5V'de maksimum 10 μA.
  • Tepe Dalga Boyu (λ_P): 940 nm. Bu IR dalga boyu insan gözüyle görünmez ve optik gürültüyü azaltmaya yardımcı olur.
• Çıkış (Fototransistör) Karakteristikleri:
  • Karanlık Akım (I_CEO): Sıfır aydınlatmada (E_CE=0) V_e=20V'de maksimum 100 nA. Bu, sensör engellendiğindeki sızıntı akımıdır.
  • Kolektör-Emitör Doyma Gerilimi (V_CE(sat)): I_C=2mA ve 1mW/cm² ışınımda maksimum 0.4V. Daha düşük bir V_CE(sat)dijital anahtarlama uygulamaları için daha iyidir.
  • Kolektör Akımı (I_C(ON)): V_CE=5V ve I_F=20mA'de minimum 0.5mA'den maksimum 10mA'ye kadar değişir. Bu geniş aralık, hassasiyetteki birimden birime potansiyel değişimi gösterir.
• Dinamik Tepki:
  • Yükselme Süresi (t_r) & Düşme Süresi (t_f): Belirtilen test koşullarında (V_CE=5V, I_C=1mA, R_L=1kΩ) tipik olarak her biri 15 μs. Bu, maksimum anahtarlama frekansı kapasitesini tanımlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, değişen koşullar altında cihaz davranışı hakkında daha derin bir anlayış sağlar.

3.1 IR Yayıcı Karakteristikleri

Veri sayfası, kızılötesi yayıcı bileşeni için tipik eğrileri içerir.

• İleri Akım - İleri Gerilim (I_F-V_FEğrisi):Bu üstel eğri bir diyot için standarttır. Tipik çalışma noktası olan I_F=20mA'de, V_Fyaklaşık 1.2V'dir. Eğri, termal yönetim analizine yardımcı olur, çünkü V_Fnegatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
• Spektral Dağılım:GaAlAs LED için tipik yarı maksimum tam genişlik (FWHM) ile 940nm'de tepe emisyonunu doğrular ve görünür spektrumda minimum emisyon gösterir.

3.2 Fototransistör Karakteristikleri

• Spektral Hassasiyet:Silikon fototransistör, yakın kızılötesi bölgede tepe hassasiyetine sahiptir ve eşleştirilmiş IRED'in 940nm emisyonuyla yakından uyumludur. Bu hizalama, bağlantı verimliliğini ve sinyal-gürültü oranını maksimize eder.
• Kolektör Güç Dağılımı - Ortam Sıcaklığı:İzin verilen maksimum güç dağılımının, ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça doğrusal olarak azaldığını gösteren bir güç azaltma eğrisi. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarındaki güvenilirlik hesaplamaları için kritiktir.

4. Mekanik ve Paket Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

ITR9606-F, kompakt, dikdörtgen bir gövdeye sahiptir.

• Genel Boyutlar:Uzunluk yaklaşık 4.0mm, genişlik 3.2mm ve yükseklik 2.5mm (bacaklar hariç).
• Bacak Aralığı:Standart bacak aralığı 2.54mm (0.1 inç) olup, yaygın PCB düzenleriyle uyumludur.
• Bacak Formu:Bacaklar delikli montaj için tasarlanmıştır. Boyut çizimi, bağlantı çubuğunun konumunu ve önerilen bükme noktasını belirtir.
• Toleranslar:Aksi belirtilmedikçe, boyutsal toleranslar ±0.3mm'dir.

4.2 Polarite Tanımlama ve Montaj

Siyah gövde, dahili optik çapraz konuşmayı önlemeye yardımcı olur. Bileşen açıkça simetrik değildir; veri sayfası şeması, yayıcı ve dedektör taraflarının konumunu gösterir. Doğru yönlendirme, yakınsak optik eksenin amaçlandığı gibi çalışması için gereklidir. PCB ayak izi, lehimleme sırasında epoksi gövde üzerinde mekanik stres oluşmasını önlemek için bacak konumlarıyla tam olarak hizalanmalıdır.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Uygun işleme, cihaz bütünlüğünü ve performansını korumak için çok önemlidir.

5.1 Bacak Şekillendirme Talimatları

• Bükme, epoksi paket gövdesinin altından 3mm'den daha uzak bir mesafede gerçekleştirilmelidir.
• Bacak şekillendirme işlemilehimleme işlemindenönce tamamlanmalıdır.
• Bükme sırasında bacak çerçevesi güvenli bir şekilde sabitlenmeli ve epoksi gövde üzerindeki stres, çatlama veya dahili hasarı önlemek için kaçınılmalıdır.
• Bacakların kesilmesi oda sıcaklığında yapılmalıdır.

5.2 Önerilen Lehimleme Parametreleri

• El Lehimlemesi:İğne ucu sıcaklığı maksimum 300°C (30W havya için), her bacak için lehimleme süresi maksimum 3 saniye. Lehim noktasından epoksi ampule minimum 3mm mesafe korunmalıdır.
• Dalga/Daldırma Lehimleme:Ön ısıtma sıcaklığı maksimum 100°C (60 saniyeye kadar). Lehim banyosu sıcaklığı maksimum 260°C, bekleme süresi maksimum 5 saniye. 3mm mesafe kuralı korunmalıdır.
• Kritik Notlar:
  • Cihaz sıcakken bacaklara stres uygulamaktan kaçının.
  • Daldırma/el lehimlemesini birden fazla kez yapmayın.
  • Cihaz oda sıcaklığına soğuyana kadar mekanik şoktan koruyun.
  • Ultrasonik temizleme yöntemlerini kullanmayın.

5.3 Depolama Koşulları

• Kısa Vadeli (≤3 ay):10-30°C'de, ≤%70 Bağıl Nem (RH) ile depolayın.
• Uzun Vadeli (≥3 ay):10-25°C ve %20-60 RH ile nitrojen atmosferli kapalı bir kapta depolayın.
• Açtıktan Sonra:Mümkünse cihazları 24 saat içinde kullanın. Kalanları 10-25°C, %20-60 RH'de saklayın ve paket torbasını hemen yeniden kapatın.
• Yoğuşmayı önlemek için nemli ortamlarda hızlı sıcaklık değişimlerinden kaçının.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Paketleme Özellikleri

• Tüp başına 90 adet.
• Kutu başına 48 tüp.
• Koli başına 4 kutu.

6.2 Etiket Bilgileri

Paketleme etiketi, izlenebilirlik için standart alanları içerir: Müşteri Parça Numarası (CPN), Üretici Parça Numarası (P/N), Miktar (QTY), Sınıf (CAT), Referans (REF) ve Parti Numarası (LOT No.).

7. Uygulama Tasarımı Hususları

7.1 Tipik Devre Konfigürasyonu

Temel bir uygulama devresi, IRED anodu ile seri olarak bir akım sınırlama direnci içerir. Fototransistör tipik olarak kolektöründe bir çekme direnci ile bağlanır ve ortak emitör konfigürasyonu oluşturur. Çıkış kolektörden alınır; IR ışığı algılandığında (nesne yok) düşük seviyeye, ışık yolu kesildiğinde (nesne var) yüksek seviyeye çekilir. Çekme direncinin değeri ve IRED akımı, çıkış gerilim salınımını ve tepki hızını belirler.

7.2 Tasarım ve Yerleşim En İyi Uygulamaları

• Optik Yol:Algılanacak nesnenin, yayıcı ve dedektör arasındaki yarıktan temiz bir şekilde geçtiğinden emin olun. Nesnenin boyutunu, yansıtıcılığını ve hızını göz önünde bulundurun.
• Ortam Işığı Bağışıklığı:940nm filtre ve gövde bir miktar koruma sağlasa da, sistemi IRED akımını modüle edecek şekilde tasarlamak ve alıcı devrede senkron algılama kullanmak, ortam ışığına ve elektriksel gürültüye karşı bağışıklığı büyük ölçüde artırabilir.
• Termal Yönetim:Güç azaltma eğrisine uyun. Yüksek ortam sıcaklıklarında veya yüksek görev döngülü uygulamalarda, çalışma akımını (I_F) buna göre azaltın.
• Mekanik Montaj:Cihazı PCB'ye sıkıca sabitleyin, güvenilirliği etkileyebilecek titreşimi en aza indirin. Bacaklar aracılığıyla pakete stres aktarılmadığından emin olun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

ITR9606-F, yaygın bir yan bakışlı opto kesici sınıfına aittir. Temel farklılaştırıcıları arasında spesifik 940nm dalga boyu eşleştirmesi, tipik 15μs tepki süresi ve kompakt delikli paket bulunur. Fiziksel bir boşluğa sahip geçirgen sensörlerle karşılaştırıldığında, bu yansımalı yan yana konfigürasyon, sıfır boşluklu nesne algılamasına izin verir ancak biraz daha kısa etkili algılama mesafesine sahip olabilir ve hedef nesnenin yansıtıcılığına karşı daha hassas olabilir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

9.1 Teknik Parametrelere Dayalı

S: Bu kesici için tipik algılama mesafesi veya boşluğu nedir?

A: Veri sayfası maksimum bir algılama boşluğu belirtmez. Bu, IRED sürücü akımına, fototransistör kazancına ve hedef nesnenin yansıtıcılığına/boyutuna büyük ölçüde bağlıdır. Uzun menzilli algılama yerine, yakın mesafeli veya dahili optik yolun doğrudan kesilmesi için tasarlanmıştır.

S: Kolektör Akımı (I_C(ON)) neden bu kadar geniş bir aralıkta (0.5mA ila 10mA) belirtilmiştir?

A: Bu aralık, optokuplörün akım transfer oranındaki (CTR) doğal değişimi hesaba katar; bu, fototransistör çıkış akımının IRED giriş akımına oranıdır. Devreleri, tüm üretim birimlerinde işlevselliği sağlamak için belirtilen minimum I_C(ON)ile güvenilir bir şekilde çalışacak şekilde tasarlayın.

S: IRED'i 20mA'nin üzerinde darbeli bir akımla sürebilir miyim?

A: Sürekli ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 50mA'dir. 20mA'nin üzerindeki kısa darbeler mümkün olsa da, ortalama güç dağılımı, görev döngüsü ve ortam sıcaklığı göz önünde bulundurularak, derecelendirilmiş 75mW'yi aşmamalıdır. Derecelendirmelerin aşılması, ömrün kısalması veya anında arıza riski taşır.

10. Pratik Uygulama Örnekleri

10.1 Yazıcıda Kağıt Algılama

Bir yazıcı kağıt tepsisi içinde, ITR9606-F, kağıt yığınının yayıcı ve dedektör arasındaki optik yolda oturacak şekilde monte edilebilir. Kağıt olduğunda, IR ışığını fototransistöre yansıtır ve "kağıt yüklü" sinyali verir. Tepsi boş olduğunda, yansıtıcı bir yüzeyin olmaması, fototransistör çıkışının durum değiştirmesine neden olur ve "az kağıt" uyarısını tetikler. Hızlı tepki süresi, kağıt hızlı bir şekilde beslenirken bile algılamaya olanak tanır.

10.2 Motor Hızı için Döner Kodlayıcı

Bir motor miline bağlı yarıklı bir disk, sensörün algılama bölgesinden geçebilir. Yarıklar ve çubuklar dönüşümlü olarak geçerken, IR ışınını keser ve fototransistör çıkışında dijital bir darbe dizisi oluşturur. Bu sinyalin frekansı, motor hızıyla doğru orantılıdır. 15μs'lik tepki süresi, yarık yoğunluğuna bağlı olarak maksimum çözümlenebilir hız için bir üst sınır belirler.

11. Çalışma Prensibi

ITR9606-F, modüle edilmiş kızılötesi ışık yansıması prensibiyle çalışır. Dahili IRED, 940nm'de ışık yayar. Varsayılan durumunda (hedef nesne yok), bu ışık gövdenin dahili geometrisinden veya varsayılan bir arka plandan yansır ve aynı yerde bulunan fototransistör tarafından algılanarak onu açar. Bir nesne algılama bölgesine girdiğinde, tipik olarak IR ışığını absorbe ederek veya saçarak bu yansıyan ışık yolunu değiştirir ve fototransistörün aldığı ışınımda ölçülebilir bir düşüşe, dolayısıyla çıkış akımında bir değişikliğe neden olur. Bu çıkış değişikliği, nesnenin varlığını veya konumunu gösteren dijital veya analog bir sinyal olarak kullanılır.

12. Teknoloji Trendleri

ITR9606-F gibi opto kesiciler, olgun ve güvenilir bir teknolojiyi temsil eder. Bu alandaki mevcut trendler birkaç alana odaklanmaktadır:

• Küçültme:Modern elektronikte PCB alanından tasarruf etmek için daha da küçük yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerinin geliştirilmesi.
• Entegrasyon:Harici tasarımı basitleştirmek ve gürültü bağışıklığını artırmak için Schmitt tetikleyicileri, yükselteçler veya mantık çıkışları gibi ek devrelerin sensör paketine dahil edilmesi.
• Gelişmiş Performans:Daha yüksek hızlı uygulamalar için tepki sürelerinin iyileştirilmesi ve güç tasarrufu için daha düşük sürücü akımlarıyla kullanım için hassasiyetin artırılması.
• Uzmanlaşma:Otomotiv veya endüstriyel otomasyon gibi belirli pazar segmentleri için farklı dalga boyları, algılama mesafeleri veya çıkış türlerine (dijital, analog) sahip varyantların oluşturulması.

Bu trendlere rağmen, temel yan yana yansımalı tasarım, sayısız yakınlık ve konum algılama uygulaması için uygun maliyetli ve sağlam bir çözüm olmaya devam etmektedir.