ITR20002 Foto Kesici Veri Sayfası - Yandan Bakışlı Paket - 940nm Dalga Boyu - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

ITR20002, kompakt, yandan bakışlı bir kızılötesi foto kesici modülüdür. Siyah bir termoplastik gövde içinde, yakınsak bir optik eksen üzerinde yan yana monte edilmiş bir kızılötesi yayan diyot ve bir NPN silikon fototransistörü entegre eder. Bu konfigürasyon, yayıcı ve dedektör arasındaki kızılötesi ışın yolunu keserek nesne algılama, konum algılama ve temasız anahtarlama uygulamaları için tasarlanmıştır.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Hızlı Tepki Süresi:Hızlı algılama ve anahtarlama sağlar, yüksek hızlı uygulamalara uygundur.
• Yüksek Hassasiyet:Silikon fototransistör, IR yayıcıdan güvenilir sinyal algılama sağlar.
• Spesifik Kesme Dalga Boyu:940nm tepe emisyon dalga boyu (λp), kızılötesi algılama için optimize edilmiş olup görünür ışıktan girişimi en aza indirir.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün kurşunsuzdur, RoHS, EU REACH ve Halojensiz standartlarına (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm) uygundur.
• Yakınsak Optik Eksen:Yan yana, yakınsak tasarım, bileşenler arasındaki boşlukta nesne algılama için hizalamayı basitleştirir.

1.2 Hedef Uygulamalar

Modül, çeşitli optoelektronik algılama görevleri için tasarlanmıştır, bunlar arasında:

• Fare ve fotokopi makinesi mekanizmalarında hareket veya kağıt varlığını algılama.
• Disket sürücülerde disk takılmasını veya iz konumunu algılama.
• Genel amaçlı temasız anahtarlama.
• Doğrudan baskılı devre kartlarına (PCB) montaj.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel elektriksel ve optik parametrelerin ayrıntılı, nesnel bir yorumunu sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Giriş (IR LED):
  • Güç Dağılımı (Pd):25°C'de 100 mW. Daha yüksek ortam sıcaklıklarında güç azaltma gereklidir.
  • Ters Gerilim (VR):5 V. Bunu aşmak LED bağlantısını bozabilir.
  • İleri Akım (IF):60 mA sürekli.
  • Tepe İleri Akım (IFP):%1 görev döngüsünde ≤100μs darbe süresi için 1 A. Bu, kısa, yüksek yoğunluklu darbelere izin verir.
• Çıkış (Fototransistör):
  • Kollektör Güç Dağılımı (Pc):80 mW. Bu, kollektör akımı ve geriliminin kombinasyonunu sınırlar.
  • Kollektör Akımı (IC):Maksimum 20 mA sürekli akım.
  • Kollektör-Emitör Gerilimi (BV_CEO):35 V. Beyz açıkken transistör üzerine uygulanabilecek maksimum gerilim.
  • Emitör-Kollektör Gerilimi (BV_ECO):6 V. Emitör ve kollektör arasındaki maksimum ters gerilim.
• Termal Değerler:
  • 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 1/16 inç (1.6mm) mesafede 5 saniye için 260°C.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler (Ta=25°C)

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik çalışma parametreleridir.

• Giriş Karakteristikleri (IR LED):
  • İleri Gerilim (V_F):I_F=20mA'de tipik olarak 1.2V ila 1.5V. Bu, akım sınırlayıcı sürücü devresi tasarımı için önemlidir.
  • Tepe Dalga Boyu (λ_P):940nm. Bu, IR LED'in en fazla optik güç yaydığı dalga boyudur.
• Çıkış Karakteristikleri (Fototransistör):
  • Karanlık Akım (I_CEO):Aydınlatma olmadan (E_CE=0) V_e=20V'de maksimum 100 nA. Bu, "kapalı" durum gürültü tabanını tanımlayan kaçak akımdır.
  • Kollektör-Emitör Doyma Gerilimi (V_CE(sat)):I_C=0.04mA ve I_F=40mA'de maksimum 0.4V. Transistör bir anahtar olarak kullanıldığında düşük bir V_CE(sat) istenir.
  • Kollektör Akımı (I_C(ON)):V_CE=5V ve I_F=20mA'de 0.04mA ila 0.9mA arasında değişir. Bu parametre, transfer karakteristiği, kuplajın hassasiyetini tanımlar. Geniş aralık, sınıflandırılabilecek kritik bir parametre olduğunu gösterir.
  • Yükselme/Düşme Süresi (t_r/t_f):Spesifik test koşulları altında (V_CE=2V, I_C=100μA, R_L=100Ω) sırasıyla tipik 20μs ve 25μs. Bu değerler cihazın maksimum anahtarlama frekansını belirler.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, hem IR yayıcı hem de fototransistör için tipik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Kesin grafikler burada yeniden üretilmemiş olsa da, önemleri açıklanmıştır.

3.1 IR Yayıcı Eğrileri

Bu eğriler tipik olarak farklı sıcaklıklarda ileri akım (I_F) ve ileri gerilim (V_F) arasındaki ilişkiyi gösterir, V_F'nin negatif sıcaklık katsayısını gösterir. Ayrıca göreceli ışıma şiddeti vs. ileri akım ve açısal ışıma desenini gösterebilirler, bu da yandan bakışlı pakette ışın yayılımını anlamak için çok önemlidir.

3.2 Fototransistör Eğrileri

Bu eğriler devre tasarımı için gereklidir. Tipik olarak şunları içerir:

• Kollektör Akımı vs. Kollektör-Emitör Gerilimi (I_C-V_CE):Farklı ışınım seviyeleri (veya farklı IR LED akımları) için eğri ailesi. Bu, transistörün çıkış karakteristiklerini gösterir ve yük çizgisini belirlemeye yardımcı olur.
• Kollektör Akımı vs. Işınım (veya I_F):Bu transfer eğrisi hassasiyeti nicelendirir, belirli bir giriş ışık seviyesi için ne kadar çıkış akımı üretildiğini gösterir.
• Karanlık Akım vs. Sıcaklık:Kaçak akımın sıcaklıkla nasıl arttığını gösterir, bu da yüksek sıcaklık ortamlarında sinyal-gürültü oranını etkileyebilir.

4. Mekanik ve Paket Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

ITR20002, standart bir yandan bakışlı, delikli montaj paketinde gelir. Veri sayfasındaki boyut çizimi, PCB yerleşimi ve mekanik entegrasyon için kritik ölçümler sağlar. Anahtar özellikler arasında bacak aralığı, paket gövde boyutları ve optik açıklığın konumu bulunur. Not, boyutlu çizimde aksi belirtilmedikçe toleransların ±0.25mm olduğunu belirtir.

4.2 Polarite Tanımlama

Delikli montaj paketleri için polarite tipik olarak paketin fiziksel şekli (düz bir kenar veya çentik) veya bacakların uzunluğu ile gösterilir. Veri sayfası çizimi, IR LED'in anot ve katodunu ve fototransistörün kollektör ve emitörünü açıkça işaretlemelidir. Doğru polarite, cihazın çalışması ve hasarı önlemek için gereklidir.

5. Uygulama ve Tasarım Kılavuzu

5.1 Tipik Uygulama Devresi

Temel bir uygulama, IR LED'i bir gerilim kaynağına bağlı bir akım sınırlayıcı direnç ile sürmeyi içerir. Fototransistör tipik olarak ortak emitör konfigürasyonunda bağlanır: kollektör, bir yük direnci (R_L) üzerinden bir besleme gerilimine çekilir ve emitör topraklanır. Çıkış sinyali kollektörden alınır. R_L'nin değeri çıkış gerilim salınımını, hızı ve akım tüketimini etkiler. Daha küçük bir R_L daha hızlı anahtarlama sağlar ancak daha küçük bir gerilim salınımı; daha büyük bir R_L daha büyük bir salınım sağlar ancak daha yavaş tepki verir.

5.2 Tasarım Hususları

• Hizalama:Yan yana, yakınsak eksen tasarımı, hassas algılama alanının yayıcı ve dedektör arasındaki boşlukta olduğu anlamına gelir. Güvenilir çalışma için nesne yolunun hassas mekanik hizalaması gereklidir.
• Ortam Işığı Bağışıklığı:Gövdedeki 940nm filtresi yardımcı olsa da, güçlü ortam IR kaynakları (güneş ışığı, akkor ampuller) fototransistörü doyurabilir. Modüle edilmiş bir IR sinyali ve senkron algılama kullanmak bağışıklığı büyük ölçüde artırabilir.
• Akım Sürüşü:Uzun vadeli güvenilirlik için IR LED'i önerilen I_F (örneğin, 20mA) veya altında çalıştırın. LED'i daha yüksek bir akımda (I_FP sınırları içinde) darbelemek algılama menzilini veya sinyal gücünü artırabilir.
• Çıkış Arayüzü:6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Etiket Spesifikasyonu

Ürün etiketi birkaç kod içerir:

CPN:

• Müşteri Parça Numarası.P/N:
• Üretici Ürün Numarası (ITR20002).QTY:
• Paketteki miktar.CAT / HUE / REF:
• Bunlar muhtemelen ışık şiddeti (CAT), baskın dalga boyu (HUE) ve ileri gerilim (REF) gibi parametreler için iç sınıflandırma kodlarına atıfta bulunur.LOT No:
• İzlenebilirlik parti numarası.6.2 Paketleme Spesifikasyonu

Standart paketleme, torba başına 150 adet, kutu başına 5 torba ve koli başına 10 kutudur. Bu bilgi, envanter planlaması ve üretim hattı beslemesi için hayati önem taşır.

7. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

ITR20002, nesne algılama için klasik, uygun maliyetli bir çözümü temsil eder. Ana farklılaştırıcıları, belirli bir yuva veya boşluktan geçen nesneleri algılamak için tasarlanmış spesifik yandan bakışlı mekanik form faktörü ve yakınsak optik eksenidir. Yansıtmalı sensörlerle karşılaştırıldığında, hedef nesnenin yansıtıcılığına daha az bağımlı olduğu için daha yüksek güvenilirlik ve tutarlılık sunar. Karşılıklı yayıcı ve dedektörlü geçişli sensörlerle karşılaştırıldığında, nesnenin tek bir modül içinde ışını kırdığı daha kompakt bir mekanik tasarıma izin verir. 940nm dalga boyu, bileşen bulunabilirliği, maliyet ve ortam ışığı reddi arasında iyi bir denge sunan yaygın bir standarttır.

8. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

8.1 Tipik algılama mesafesi veya boşluk nedir?

Veri sayfası, I

C(ON) _{test koşulunu "5mm uzakta reflektör ile" olarak belirtir. Bu, cihazın çok kısa menzilli algılama için, muhtemelen birkaç milimetre aralığında optimize edildiğini gösterir. Gerçek kullanılabilir boşluk, IR LED'e uygulanan sürücü akımına, alıcı devrenin hassasiyetine ve gerekli sinyal marjına bağlıdır.}8.2 Cihazı elektriksel geçici gerilimlerden nasıl korurum?

IR LED için, basit bir seri direnç genellikle yeterlidir. Gürültülü ortamlarda çalışan fototransistör için, yüksek frekanslı gürültüyü filtrelemek için kollektör ve emitör arasına küçük bir kapasitör (örneğin, 1-10nF) eklemeyi düşünün, bunun tepki süresini yavaşlatacağını unutmayın. Sert endüstriyel ortamlar için, giriş/çıkış hatlarında ek harici kıstırma diyotları veya TVS diyotları gerekebilir.

8.3 Bunu dönen yarıklı bir disk üzerinde hız algılama için kullanabilir miyim?

Evet, bu yaygın bir uygulamadır. Maksimum anahtarlama frekansı, yükselme/düşme süreleri (tipik olarak ~20-25μs) ile sınırlı olacaktır, bu da teorik olarak yaklaşık 20 kHz'e kadar frekanslara izin verir. Pratikte, devre ve görev döngüsü kısıtlamaları nedeniyle frekans daha düşük olacaktır. Diskteki yarıkların ve boşlukların fototransistörün tamamen açılıp kapanmasına izin verecek kadar geniş olduğundan emin olun.

9. Çalışma Prensibi

ITR20002, iletilen ışık kesintisi prensibiyle çalışır. Dahili kızılötesi yayan diyot (IRED) ileri yönde polarlanır, bu da 940nm tepe dalga boyunda ışık yaymasına neden olur. Yakınsak bir eksen üzerinde konumlandırılan NPN silikon fototransistör, normalde yol üzerinde hiçbir şey engellemediğinde bu radyasyonu alır. Yeterli enerjiye sahip fotonlar, fototransistörün beyz bölgesine çarparak elektron-boşluk çiftleri oluşturur. Bu fotoakım, bir beyz akımı olarak hareket eder ve daha sonra transistörün akım kazancı (beta) ile yükseltilerek çok daha büyük bir kollektör akımına neden olur. Yayıcı ve dedektör arasındaki boşluğa opak bir nesne yerleştirildiğinde, ışık yolu kesilir. Fotoakım durur ve transistör kapanır, bu da kollektör akımının çok düşük bir değere (karanlık akım) düşmesine neden olur. Kollektör akımındaki bu açık/kapalı değişimi, bir nesnenin varlığını veya yokluğunu gösteren dijital bir sinyal sağlar.

10. Sorumluluk Reddi ve Güvenilirlik Notları

Bu teknik dokümanda sağlanan bilgiler orijinal veri sayfasına dayanmaktadır. Üreticiden gelen önemli sorumluluk reddi ve notlar şunları içerir:

Spesifikasyonlar ve malzemeler değişikliğe tabidir.

• Ürün, sevkiyat tarihinden itibaren 12 ay boyunca yayınlanan spesifikasyonları karşılar.
• Grafikler ve tipik değerler sadece referans içindir ve garanti edilmez.
• Mutlak Maksimum Değerlerin dışında çalıştırma kalıcı hasara neden olabilir.
• Ürün, açık yetki olmadan güvenlik açısından kritik, askeri, havacılık, otomotiv, tıbbi veya yaşam destek uygulamaları için tasarlanmamıştır.
• Cihazın belirli uygulamalarındaki uygunluğunu ve performansını doğrulamak tasarımcının sorumluluğundadır.

It is the responsibility of the designer to validate the device's suitability and performance in their specific application.