درخواست مضمون: کیو آر ڈی 1114 ریفلیکٹیو آبجیکٹ سینسر کو مربوط کرنا

درخواست مضمون: کیو آر ڈی 1114 ریفلیکٹیو آبجیکٹ سینسر کو مربوط کرنا

ایپلیکیشن آرٹیکل: QRD1114 ریفلیکٹو آبجیکٹ سینسر کو مربوط کرنا

یہ مضمون ایمبیڈڈ سسٹمز میں onsemi QRD1114 ریفلیکٹو آبجیکٹ سینسر استعمال کرنے کے لیے ایک عملی رہنما فراہم کرتا ہے۔ یہ سینسر کے آپریشن کے اصول، مکمل سرکٹ ڈیزائن، فرم ویئر کی مثال، اور سرکاری ڈیٹا شیٹ کی بنیاد پر اہم کارکردگی کے تحفظات کا احاطہ کرتا ہے۔

1. سینسر کا جائزہ

QRD1114 ایک کمپیکٹ، تھرو ہول ریفلیکٹو سینسر ہے جو ایک ہی پیکیج میں انفراریڈ (IR) ایمیٹنگ ڈائیوڈ اور NPN فوٹو ٹرانزسٹر کو یکجا کرتا ہے۔ جب سینسر کے سامنے کوئی ریفلیکٹو آبجیکٹ رکھا جاتا ہے، تو خارج ہونے والی IR روشنی فوٹو ٹرانزسٹر پر واپس منعکس ہوتی ہے، جو پھر کرنٹ چلاتا ہے۔ یہ آؤٹ پٹ کرنٹ آبجیکٹ کی عکاسی اور سینسر کی سطح سے فاصلے (D) کے متناسب ہوتا ہے۔ یہ ڈیوائس Pb-free، RoHS کے مطابق ہے، اور ایمبیئنٹ روشنی کی مداخلت کو کم کرنے کے لیے ڈے لائٹ فلٹر کی خصوصیت رکھتی ہے۔

2. ایپلیکیشن مثال: کنویئر بیلٹ کے لیے آبجیکٹ کا پتہ لگانا

صنعتی آٹومیشن کے منظر نامے میں، QRD1114 کنویئر بیلٹ پر گزرنے والے پیکجوں کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سینسر بیلٹ کی سطح کے قریب نصب ہوتا ہے۔ ڈیٹا شیٹ کے مطابق، بہترین سینسنگ فاصلہ (D) سینسر کی سطح سے ریفلیکٹو سطح تک 0.050 انچ (1.27 ملی میٹر) ہے۔ جب کوئی پیکج اس فاصلے پر گزرتا ہے، تو منعکس IR روشنی بڑھ جاتی ہے، فوٹو ٹرانزسٹر کے کلیکٹر کرنٹ کو مقررہ حد سے اوپر لے جاتی ہے، جس سے آبجیکٹ کی موجودگی کا اشارہ ملتا ہے۔ اس سگنل کو پھر کاؤنٹر چلانے، ڈائیورٹر کو فعال کرنے، یا ٹائم اسٹیمپ لاگ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

3. سرکٹ ڈیزائن اور انٹرفیس

فوٹو ٹرانزسٹر کرنٹ سنک کے طور پر کام کرتا ہے۔ ایک سادہ انٹرفیس سرکٹ کلیکٹر کرنٹ (I_C) کو وولٹیج (V_OUT) میں تبدیل کرنے کے لیے پل اپ ریزسٹر (R_L) استعمال کرتا ہے، جسے مائیکرو کنٹرولر کے اینالاگ ٹو ڈیجیٹل کنورٹر (ADC) یا کمپیریٹر کے ساتھ ڈیجیٹل ان پٹ کے ذریعے پڑھا جا سکتا ہے۔

3.1. اسکیمیٹک ڈیزائن

3.2. اجزاء کا انتخاب

• V_CC: 5V (یا 3.3V اگر مائیکرو کنٹرولر کے I/O کے ساتھ مطابقت رکھتا ہو)۔
• R₁ (IR LED کرنٹ کی حد): I_F = 20 mA (عام ٹیسٹ کی شرط) مقرر کرنے کے لیے، R₁ = (V_CC - V_F) / I_F۔ 20 mA پر V_F ≈ 1.5V کے ساتھ (ڈیٹا شیٹ میں شکل 1 دیکھیں)، R₁ ≈ (5V - 1.5V) / 0.02A = 175 Ω۔ معیاری قدر 180 Ω مناسب ہے۔
• R_L (پل اپ ریزسٹر): قدر آؤٹ پٹ وولٹیج سوئنگ کا تعین کرتی ہے۔ V_CE = 5V پر I_C(ON) کم از کم = 1 mA (D = 0.050 انچ پر ٹیسٹ کیا گیا) کے ساتھ، 4.7 kΩ ریزسٹر ایک اچھا توازن فراہم کرتا ہے۔ آبجیکٹ موجود ہونے پر: V_OUT ≈ 5V - (1 mA * 4.7 kΩ) ≈ 0.3V (کم)۔ آبجیکٹ نہ ہونے پر: V_OUT ≈ 5V (زیادہ، کیونکہ ڈارک کرنٹ نہ ہونے کے برابر ہے)۔ ایک 4.7 kΩ ریزسٹر تجویز کیا جاتا ہے۔
• C1: پاور سپلائی ڈیکپلنگ اور شور فلٹرنگ کے لیے اختیاری 0.1 µF کیپیسٹر۔

3.3. فرم ویئر مثال (Arduino طرز کا سیوڈو کوڈ)

const int sensorPin = A0; // اینالاگ ان پٹ پن
const int threshold = 200; // ADC حد (0-1023)، ٹیسٹنگ کی بنیاد پر ایڈجسٹ کریں

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(sensorPin, INPUT);
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);
  // اوپر والے سرکٹ میں، آبجیکٹ موجود ہونے پر Vout کم ہوتا ہے
  if (sensorValue < threshold) {
    Serial.println("آبجیکٹ کا پتہ چلا!");
    // ایک عمل شروع کریں، مثلاً کاؤنٹر بڑھائیں، ریلے کو فعال کریں
  } else {
    Serial.println("کوئی آبجیکٹ نہیں");
  }
  delay(100);
}

4. کارکردگی اور اصلاح کے تحفظات

ڈیٹا شیٹ کی بنیاد پر، کئی عوامل سینسر کے آؤٹ پٹ کو متاثر کرتے ہیں۔ سب سے اہم سینسنگ فاصلہ (D) ہے:

• زیادہ سے زیادہ سینسنگ فاصلہ: ڈیٹا شیٹ میں کارکردگی D = 0.050 انچ (1.27 ملی میٹر) پر متعین کی گئی ہے۔ جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے، اس نقطہ سے آگے فاصلہ بڑھنے پر آؤٹ پٹ کرنٹ تیزی سے کم ہو جاتا ہے۔ قابل اعتماد پتہ لگانے کے لیے، سینسر کو اس زیادہ سے زیادہ فاصلے کے جتنا قریب ممکن ہو رکھا جانا چاہیے۔
• چیز کی عکاسی: I_C(ON) کی وضاحت (1 ایم اے کم از کم) 90% عکاسی والے سفید ٹیسٹ کارڈ کا استعمال کرتے ہوئے ناپی جاتی ہے۔ گہری یا دھندلی سطحیں کمزور سگنل پیدا کرتی ہیں۔ مخصوص ہدف کے مواد کے لیے حدیں (تھریشولڈز) ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔
• درجہ حرارت: ڈیٹا شیٹ میں شکل 3 ظاہر کرتی ہے کہ کلکٹر کرنٹ درجہ حرارت کے ساتھ کافی مستحکم رہتا ہے، لیکن ڈارک کرنٹ (شکل 4) درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ بڑھتا ہے۔ یہ اعلی درجہ حرارت پر حدوں کی ترتیبات کو متاثر کر سکتا ہے۔
• محیطی روشنی: بلٹ ان ڈے لائٹ فلٹر محیطی انفراریڈ روشنی کے اثر کو کم کرتا ہے، لیکن ختم نہیں کرتا۔ زیادہ محیطی روشنی والے ماحول میں، ماڈیولیشن تکنیک (مثلاً ایل ای ڈی کو پلس کرنا اور ہم وقت ساز پتہ لگانا) شور سے استثنیٰ بہتر بنا سکتی ہیں۔
• کراس ٹاک: I_CX (کراس ٹاک) کی وضاحت (0.2 µA عام) بغیر کسی عکاس سطح کے کلکٹر کرنٹ ہے۔ حدوں کے ڈیزائن میں اس پر غور کیا جانا چاہیے۔

5. نتیجہ

QRD1114 وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز میں غیر رابطہ اشیاء کا پتہ لگانے کے لیے ایک ورسٹائل اور کم لاگت حل ہے، جس کی زیادہ سے زیادہ سینسنگ رینج 1.27 ملی میٹر (0.050 انچ) ہے۔ اس کی برقی خصوصیات کو سمجھ کر اور اس مضمون میں دی گئی ڈیزائن ہدایات پر عمل کرتے ہوئے، انجینئرز اس سینسر کو مضبوط اور قابل اعتماد نظاموں میں تیزی سے ضم کر سکتے ہیں۔ مکمل وضاحتوں اور ڈیزائن کی رکاوٹوں کے لیے ہمیشہ تازہ ترین ڈیٹا شیٹ کا حوالہ دیں۔

حوالہ جات: onsemi QRD1114/D ریفلیکٹو آبجیکٹ سینسر ڈیٹا شیٹ، دسمبر 2024 – ریو. 5۔

تصاویر

qrd1114-pins

qrd1114-1

qrd1114-pins

qrd1114-1