ورقة بيانات باعث الأشعة تحت الحمراء LTE-S9511TS-R - طول موجي 940 نانومتر - زاوية رؤية 18 درجة - جهد أمامي 1.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTE-S9511TS-R باعثًا منفصلاً للأشعة تحت الحمراء مصممًا للتطبيقات التي تتطلب مصادر ضوء تحت أحمر موثوقة وفعالة. يستخدم تقنية زرنيخيد الغاليوم (GaAs) لبعث الضوء عند طول موجي قياسي يبلغ 940 نانومتر، وهو مثالي لتقليل تداخل الضوء المرئي. يتميز الجهاز بحزمة جانبية الرؤية مع عدسة شفافة، مما يوفر زاوية رؤية مركزة تبلغ 18 درجة عند نصف الشدة. وهذا يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إشارات تحت حمراء موجهة. المنتج متوافق مع معايير RoHS والمنتجات الخضراء، وهو معبأ لعمليات التجميع الآلي، ومتوافق مع لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء.

1.1 الميزات الأساسية والسوق المستهدف

تشمل الميزات الأساسية لهذا الباعث تحت الأحمر شدته الإشعاعية العالية، وحزمته المدمجة القياسية EIA، وملاءمته للتجميع الآلي للوحات الدوائر المطبوعة. تكمن مزاياه الأساسية في طوله الموجي المحدد 940 نانومتر، والذي يُستخدم عادةً في أجهزة التحكم عن بعد للإلكترونيات الاستهلاكية بسبب قلة وضوحه واستجابة كاشف الضوء السيليكوني الجيدة، وتكوينه الجانبي الذي يسمح بالانبعاث الأفقي على لوحة الدوائر المطبوعة. الأسواق المستهدفة هي بشكل أساسي الإلكترونيات الاستهلاكية، والأتمتة الصناعية، وأنظمة الأمان. التطبيقات الرئيسية هي كباعث للأشعة تحت الحمراء في وحدات التحكم عن بعد وكعنصر مستشعر مركب على لوحة دوائر مطبوعة في أنظمة الكشف ونقل البيانات المختلفة.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. أقصى تبديد للطاقة هو 140 ملي واط عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. يمكنه تحمل تيار أمامي ذروي قدره 1 أمبير في ظل ظروف النبض (300 نبضة في الثانية، عرض النبضة 10 ميكروثانية)، بينما الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر DC هو 70 مللي أمبير. يمكن للجهاز تحمل جهد عكسي يصل إلى 5 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، ونطاق درجة حرارة التخزين هو من -55 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. الحد الأقصى لدرجة حرارة لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء هو 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند TA=25 درجة مئوية. الشدة الإشعاعية (I_E) هي 24 ملي واط/ستراديان (نموذجي) عند تيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير، مع تسامح اختبار ±15%. طول موجة الانبعاث القصوى (λ_الذروة) هو 940 نانومتر. عرض النطاق الطيفي (Δλ)، الذي يمثل انتشار الأطوال الموجية المنبعثة، هو 50 نانومتر. الجهد الأمامي (V_F) هو 1.3 فولت نموذجي، بحد أقصى 1.6 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. التيار العكسي (I_R) هو بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت. زاوية الرؤية (2θ_1/2)، حيث تنخفض الشدة إلى نصف قيمتها على المحور، هي 18 درجة.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة حاسمة لمهندسي التصميم. يُظهر منحنى التوزيع الطيفي (الشكل 1) الشدة الإشعاعية النسبية عبر الأطوال الموجية، ومركزها عند 940 نانومتر. يوضح منحنى التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة (الشكل 2) كيف ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، وهو أمر بالغ الأهمية للإدارة الحرارية. يُظهر منحنى التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (الشكل 3) خاصية IV للصمام الثنائي. يُظهر منحنى الشدة الإشعاعية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة (الشكل 4) كيف ينخفض الناتج البصري مع ارتفاع درجة الحرارة. يُظهر منحنى الشدة الإشعاعية النسبية مقابل التيار الأمامي (الشكل 5) العلاقة غير الخطية بين تيار القيادة وإخراج الضوء. أخيرًا، مخطط الإشعاع (الشكل 6) هو رسم قطبي يمثل زاوية الرؤية البالغة 18 درجة بشكل مرئي.

4. معلومات الميكانيكا والتعبئة

4.1 المخطط التفصيلي وأبعاد الحزمة

يتوافق الجهاز مع حزمة قياسية EIA. يوفر الرسم التفصيلي الأبعاد الحرجة لتصميم بصمة لوحة الدوائر المطبوعة والتكامل الميكانيكي. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح عام ±0.15 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم الإشارة بوضوح إلى اتجاه الرؤية الجانبية.

4.2 تخطيط وسادة اللحام

تم توفير تخطيط موصى به لوسادة اللحام لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة أثناء إعادة التدفق أو اللحام الموجي. تم تحسين الأبعاد للحزمة وتساعد في منع ظاهرة "الشمعدان" أو الترطيب الضعيف. يُوصى بسمك استنسل معدني يبلغ 0.12 مم (5 ميل) لتطبيق عجينة اللحام.

4.3 التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد المكون في شريط ناقل بعرض 8 مم على بكرات قطرها 7 بوصات، متوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية القياسية. تحتوي كل بكرة على 1500 قطعة. تتبع مواصفات التعبئة، بما في ذلك أبعاد الجيب وعرض الشريط وحجم محور البكرة، معايير ANSI/EIA 481-1-A-1994. يتم إغلاق الشريط بشريط غطاء لحماية المكونات من الرطوبة والتلوث.

5. إرشادات التجميع والتعامل

5.1 عملية اللحام

الجهاز متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء، خاصة لسبائك اللحام الخالية من الرصاص. تم توفير اقتراح مفصل لملف إعادة التدفق، مع التأكيد على ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يتضمن الملف مراحل تسخين مسبق لتقليل الصدمة الحرارية. بالنسبة للحام اليدوي، يُوصى بدرجة حرارة مكواة لحام أقل من 300 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل رجل توصيل. تؤكد الإرشادات على أنه يجب توصيف الملف النهائي لتصميم لوحة الدوائر المطبوعة المحدد والمكونات وعجينة اللحام المستخدمة.

5.2 التخزين والحساسية للرطوبة

يتمتع المكون بمستوى حساسية للرطوبة (MSL) يساوي 3. عندما تكون حقيبة الحماية من الرطوبة الأصلية مع مجفف غير مفتوحة، يجب تخزينها عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية واستخدامها خلال عام واحد. بمجرد فتح الحقيبة، يجب تخزين المكونات عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. إذا تعرضت للظروف المحيطة لأكثر من أسبوع (168 ساعة)، يلزم تجفيفها عند 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لمنع حدوث تشققات "الفرقعة" أثناء إعادة التدفق.

5.3 التنظيف وطريقة القيادة

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول فقط مثل كحول الأيزوبروبيل. تؤكد الوثيقة على أن مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب وضع مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل مصباح LED. وهذا يعوض عن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي (V_F) بين الأجهزة الفردية.

6. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

التطبيق الأساسي هو كباعث للأشعة تحت الحمراء في أجهزة التحكم عن بعد الاستهلاكية للتلفزيونات وأنظمة الصوت وأجهزة الاستقبال. طوله الموجي 940 نانومتر غير مرئي تقريبًا للعين البشرية، مما يقلل من التلوث الضوئي الملحوظ. وهو مناسب أيضًا لروابط نقل البيانات تحت الحمراء قصيرة المدى، ومستشعرات أنظمة الأمان (مثل كاشفات كسر الحزمة)، والأتمتة الصناعية حيث تكون هناك حاجة لإشارات لاسلكية. تكون الحزمة الجانبية مفيدة عندما تحتاج حزمة الأشعة تحت الحمراء إلى الانبعاد بشكل موازٍ لسطح لوحة الدوائر المطبوعة، كما في تطبيقات الاستشعار الحافة أو داخل الأجهزة النحيفة.

6.2 اعتبارات التصميم

يجب على المصممين مراعاة ما يلي:الإدارة الحرارية:يجب احترام تخفيض الحد الأقصى للتيار الأمامي مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (الشكل 2) لضمان طول العمر.قيادة التيار:المحاذاة البصرية:تتطلب زاوية الرؤية الضيقة البالغة 18 درجة محاذاة دقيقة مع كاشف الضوء المستقبل أو مسار الإرسال المقصود.تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:اتبع أبعاد وسادة اللحام الموصى بها لضمان الاستقرار الميكانيكي المناسب وموثوقية وصلة اللحام.6.3 المقارنة والاختيار

مقارنة بمصابيح LED تحت الحمراء الدائرية القياسية 5 مم أو 3 مم، توفر هذه الحزمة السطحية الجانبية مساحة رأسية. مقارنة بالبواعث ذات الزوايا الأوسع، توفر حزمتها الضيقة شدة أعلى على المحور، وهو مفيد لنطاق أطول أو استهلاك طاقة أقل. يوفر الطول الموجي 940 نانومتر، مقابل الأكثر شيوعًا 850 نانومتر، توهجًا أحمر مرئيًا أقل، وهو مرغوب فيه في التطبيقات الاستهلاكية. يجب على المصممين اختيار هذا المكون عندما يتطلب التصميم مصدرًا سطحيًا للأشعة تحت الحمراء ذا انبعاث جانبي بحزمة مركزة للتحكم عن بعد أو الاستشعار عن قرب.

7. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة (λ

الذروة_{) وطول الموجة السائد (λ}السائد_d؟

ج: طول موجة الذروة هو الطول الموجي الذي تكون فيه الطاقة البصرية المنبعثة في أقصى حد (940 نانومتر لهذا الجهاز). يتم اشتقاق الطول الموجي السائد من إدراك اللون وهو أقل صلة بأجهزة الأشعة تحت الحمراء أحادية اللون؛ فهو أكثر أهمية لمصابيح LED المرئية.

س: هل يمكنني تشغيل هذا الصمام الثنائي مباشرة من دبوس متحكم دقيق؟

ج: لا. عادةً لا يمكن لدبوس المتحكم الدقيق توفير 20 مللي أمبير بأمان أو باستمرار. يجب عليك استخدام مفتاح ترانزستور (مثل NPN أو MOSFET) يتم التحكم فيه بواسطة المتحكم الدقيق للتعامل مع تيار الصمام الثنائي، وتضمين مقاومة محددة للتيار على التوالي دائمًا.

س: لماذا تكون ظروف التخزين صارمة جدًا بعد فتح الكيس؟

ج: تمتص العبوة البلاستيكية الرطوبة. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، يمكن لهذه الرطوبة المحتبسة أن تتبخر بسرعة، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو "فرقعة"، مما يؤدي إلى تشقق المكون وتدميره. تزيل عملية التجفيف هذه الرطوبة الممتصة.

س: كيف أحسب قيمة المقاومة التسلسلية؟

ج: استخدم قانون أوم: R = (V_المصدر- V_Fالأمامي_F) / I_Fالأمامي_F. على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5 فولت، وجهد أمامي نموذجي V²الأمامي

بقيمة 1.3 فولت، وتيار أمامي مرغوب I

الأمامي

بقيمة 20 مللي أمبير: R = (5 - 1.3) / 0.02 = 185 أوم. استخدم القيمة القياسية التالية (مثل 180 أو 200 أوم) وتأكد من أن تصنيف قدرة المقاومة كافٍ (P = I

الأمامي

² * R).