دیتاشیت فرستنده مادون قرمز LTE-C9901 - طول موج 940 نانومتر - بسته‌بندی 5 میلی‌متری - ولتاژ پیشرو 1.4 ولت - اتلاف توان 100 میلی‌وات - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTE-C9901 یک قطعه گسسته فرستنده مادون قرمز است که برای کاربردهای نصب سطحی طراحی شده است. این قطعه بخشی از طیف گسترده‌ای از راه‌حل‌های مادون قرمز است که برای کاربردهایی نیازمند انتشار مادون قرمز با عملکرد بالا و قابل اعتماد در نظر گرفته شده‌اند. این دستگاه در طول موج اوج 940 نانومتر کار می‌کند که برای به حداقل رساندن تداخل نور مرئی ایده‌آل است و معمولاً در الکترونیک مصرفی و حسگرهای صنعتی استفاده می‌شود.

مزایای اصلی این قطعه شامل سازگاری آن با تجهیزات نصب خودکار و فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز است که آن را برای تولید انبوه مناسب می‌سازد. طراحی نمای بالا آن با لنز شفاف، یک الگوی تابش گسترده فراهم می‌کند. این محصول با استانداردهای RoHS و محصولات سبز مطابقت دارد و مسئولیت‌پذیری زیست‌محیطی را تضمین می‌کند.

بازار هدف این فرستنده مادون قرمز شامل تولیدکنندگان واحدهای کنترل از راه دور برای الکترونیک مصرفی (تلویزیون‌ها، سیستم‌های صوتی، کولرهای گازی)، سیستم‌های انتقال داده بی‌سیم مادون قرمز، آلارم‌های امنیتی و کاربردهای مختلف حسگر مادون قرمز نصب‌شده بر روی PCB است که در آن‌ها ارتباط یا حس‌گری با نور نامرئی مورد نیاز است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های فوتومتریک و نوری

پارامتر نوری کلیدی، شدت تابشی (I_E) است که با مقدار معمول 8.0 میلی‌وات بر استرادیان در جریان پیشرو (I_F) 20 میلی‌آمپر مشخص شده است، با حداقل 5.0 و حداکثر 10.0 میلی‌وات بر استرادیان. یک تلرانس ±15% برای اندازه‌گیری آزمایشی I_Eاعمال می‌شود. طول موج اوج انتشار (λ_اوج) 940 نانومتر است که آن را در طیف مادون قرمز نزدیک قرار می‌دهد. پهنای نیم‌خط طیفی (Δλ) 50 نانومتر است که پهنای باند نور منتشر شده را تعریف می‌کند. زاویه دید (2θ_1/2) 65 درجه است، که در آن θ_1/2زاویه خارج از محور است که در آن شدت تابشی به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد. این زاویه گسترده برای کاربردهایی که نیاز به پوشش وسیع دارند مناسب است.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی

ولتاژ پیشرو (V_F) معمولاً در I_F= 20 میلی‌آمپر، 1.4 ولت است. جریان معکوس (I_R) با حداکثر 10 میکروآمپر مشخص شده است هنگامی که یک ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال می‌شود. این پارامترها برای طراحی مدار حیاتی هستند، به ویژه برای محاسبه مقادیر مقاومت سری و اطمینان از بایاس صحیح.

2.3 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق و مدیریت حرارتی

این دستگاه دارای حداکثر اتلاف توان 100 میلی‌وات است. جریان پیشرو DC نباید از 60 میلی‌آمپر تجاوز کند. برای کار پالسی، یک جریان پیشرو اوج 600 میلی‌آمپر تحت شرایط خاص (300 پالس در ثانیه، عرض پالس 10 میکروثانیه) مجاز است. حداکثر ولتاژ معکوس 5 ولت است. محدوده دمای کاری از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است و محدوده دمای ذخیره‌سازی از 55- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس است. تجاوز از این رتبه‌بندی‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود. این دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز با دمای اوج 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 10 ثانیه را تحمل کند، که برای فرآیندهای مونتاژ بدون سرب (Pb-free) استاندارد است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه معمولی را ارائه می‌دهد که برای مهندسان طراحی ضروری هستند. منحنی جریان پیشرو در مقابل ولتاژ پیشرو (I-V) رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای تعیین نقطه کار و اثرات حرارتی حیاتی است. منحنی شدت تابشی نسبی در مقابل جریان پیشرو نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد و به بهینه‌سازی جریان درایو برای خروجی مطلوب کمک می‌کند. منحنی شدت تابشی نسبی در مقابل دمای محیط وابستگی دمایی خروجی را نشان می‌دهد که برای کاربردهایی که در شرایط محیطی متغیر عمل می‌کنند حیاتی است. نمودار تابش، توزیع فضایی نور مادون قرمز منتشر شده را به صورت گرافیکی نشان می‌دهد و زاویه دید 65 درجه را تأیید می‌کند. در نهایت، منحنی توزیع طیفی تمرکز توان منتشر شده در اطراف طول موج اوج 940 نانومتر را نشان می‌دهد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد کلی

قطعه در یک بسته‌بندی استاندارد EIA قرار دارد. تمام ابعاد حیاتی، از جمله اندازه بدنه، فاصله پایه‌ها و ارتفاع کلی، در نقشه کلی ارائه شده است. تلرانس‌ها معمولاً ±0.1 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. بسته‌بندی برای انتشار نمای بالا طراحی شده است.

4.2 چیدمان پد لحیم‌کاری و قطبیت

ابعاد توصیه‌شده پد لحیم‌کاری برای اطمینان از اتصال لحیم‌کاری قابل اعتماد و تراز مناسب در حین ریفلو ارائه شده است. آند و کاتد به وضوح در نمودار ردپا شناسایی شده‌اند. رعایت این ابعاد پد برای جلوگیری از پدیده "سنگ قبر" و اطمینان از اتصال حرارتی و الکتریکی خوب بسیار مهم است.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پروفایل لحیم‌کاری ریفلو

یک پیشنهاد دقیق برای پروفایل ریفلو IR مناسب برای فرآیندهای بدون سرب گنجانده شده است. پارامترهای کلیدی شامل منطقه پیش‌گرم (150-200 درجه سلسیوس)، زمان پیش‌گرم (حداکثر 120 ثانیه)، دمای اوج (حداکثر 260 درجه سلسیوس) و زمان بالاتر از نقطه مایع (حداکثر 10 ثانیه) است. پروفایل بر اساس استانداردهای JEDEC است تا قابلیت اطمینان قطعه را تضمین کند. تأکید شده است که پروفایل واقعی باید برای طراحی PCB خاص، خمیر لحیم و فر مورد استفاده مشخص شود.

5.2 لحیم‌کاری دستی و تمیز کردن

اگر لحیم‌کاری دستی ضروری است، دمای هویه نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر پد محدود شود. برای تمیز کردن، فقط حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل توصیه می‌شود.

5.3 احتیاط‌های نگهداری و جابجایی

برای بسته‌بندی ضد رطوبت بازنشده با ماده خشک‌کن، دستگاه باید در دمای ≤30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی (RH) ≤90% ذخیره شود و ظرف یک سال استفاده شود. هنگامی که بسته‌بندی اصلی باز شد، شرایط نگهداری باید ≤30 درجه سلسیوس و RH ≤60% باشد. قطعاتی که بیش از یک هفته در معرض شرایط محیطی قرار گرفته‌اند، باید قبل از لحیم‌کاری در حدود 60 درجه سلسیوس حداقل به مدت 20 ساعت پخته شوند تا رطوبت جذب شده حذف شود و از "پاپ کورن شدن" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

دستگاه روی نوار حامل 8 میلی‌متری بر روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ عرضه می‌شود که با ماشین‌های برداشت و قراردادن خودکار سازگار است. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. بسته‌بندی از مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 پیروی می‌کند. جیب‌های خالی قطعات با یک نوار پوشش بالا مهر و موم شده‌اند. حداکثر تعداد مجاز قطعات گمشده متوالی در نوار دو عدد است.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدارهای کاربردی معمول

یک فرستنده مادون قرمز یک دستگاه جریان‌محور است. برای اطمینان از شدت یکنواخت هنگام درایو چند LED به صورت موازی، اکیداً توصیه می‌شود که از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدار A)، به جای اشتراک یک مقاومت واحد برای چندین LED (مدار B). این امر تغییرات جزئی در ولتاژ پیشرو (V_F) فرستنده‌های منفرد را جبران می‌کند. مقدار مقاومت سری (R_S) را می‌توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد: R_S= (V_CC- V_F) / I_F، که در آن V_CCولتاژ منبع است، V_Fولتاژ پیشرو LED در جریان مورد نظر I_F.

است.

7.2 محدوده کاربرد و محدودیت‌ها

این قطعه برای تجهیزات الکترونیکی معمولی مانند تجهیزات اداری، دستگاه‌های ارتباطی و لوازم خانگی در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که قابلیت اطمینان بالا برای زندگی یا ایمنی حیاتی است (مانند هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی، سیستم‌های ایمنی حمل و نقل) بدون مشورت قبلی و صلاحیت‌یابی خاص طراحی یا واجد شرایط نشده است.

8. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای مرئی استاندارد، طول موج 940 نانومتر برای چشم انسان نامرئی است و آن را برای عملکرد محتاطانه ایده‌آل می‌سازد. زاویه دید 65 درجه تعادل خوبی بین تمرکز پرتو و منطقه پوشش ارائه می‌دهد. بسته‌بندی SMD و سازگاری با لحیم‌کاری ریفلو، مزیت قابل توجهی نسبت به LEDهای مادون قرمز سوراخ‌دار در خطوط مونتاژ خودکار مدرن فراهم می‌کند و هزینه تولید و فضای برد را کاهش می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: هدف از طول موج 940 نانومتر چیست؟

ج: 940 نانومتر در طیف مادون قرمز نزدیک قرار دارد. این طول موج تا حد زیادی برای چشم انسان نامرئی است و آلودگی نوری در کاربرد را کاهش می‌دهد. همچنین با حساسیت فوتودیودها و فوتوترانزیستورهای سیلیکونی که معمولاً به عنوان گیرنده استفاده می‌شوند، هماهنگی خوبی دارد.

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از پایه میکروکنترلر درایو کنم؟

ج: خیر. یک پایه میکروکنترلر معمولاً نمی‌تواند جریان کافی (حداکثر 60 میلی‌آمپر DC برای این LED) را تأمین یا جذب کند و فاصله ولتاژ کافی ندارد. شما باید از یک مدار درایور، مانند یک سوئیچ ترانزیستور، همراه با یک مقاومت محدودکننده جریان سری همانطور که در نکات کاربردی توضیح داده شده است، استفاده کنید.

س: چرا اگر بسته بیش از یک هفته باز شده باشد، پخت ضروری است؟

ج: بسته‌بندی‌های SMD پلاستیکی می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی، ترک خوردگی یا "پاپ کورن شدن" شود که قطعه را از بین می‌برد. پخت این رطوبت جذب شده را حذف می‌کند.

10. مثال‌های عملی طراحی و استفادهمثال 1: فرستنده کنترل از راه دور ساده._FLTE-C9901 می‌تواند به عنوان المان فرستنده در یک کنترل از راه دور IR استفاده شود. یک میکروکنترلر یک سیگنال مدوله شده (مانند حامل 38 کیلوهرتز) تولید می‌کند که یک ترانزیستور درایور LED را سوئیچ می‌کند. مقاومت سری بر اساس ولتاژ باتری (مثلاً 3 ولت) و جریان پالسی مورد نظر (مثلاً 50 میلی‌آمپر)، با استفاده از V

معمول 1.4 ولت محاسبه می‌شود.مثال 2: حسگر مجاورت.

در جفت با یک فوتوترانزیستور، فرستنده می‌تواند یک حسگر شیء بازتابی ایجاد کند. فرستنده نور IR را می‌تاباند و یک شیء در مجاورت نزدیک، مقداری نور را به فوتوترانزیستور بازمی‌تاباند. تغییر در خروجی فوتوترانزیستور نشان‌دهنده حضور شیء است. زاویه دید 65 درجه فرستنده به پوشش یک منطقه تشخیص معقول کمک می‌کند.

11. اصل عملکرد

یک فرستنده مادون قرمز یک دیود نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ پیشرو اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در منطقه فعال (ساخته شده از موادی مانند GaAs یا AlGaAs) بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب مواد خاص (در این مورد، منجر به اوج 940 نانومتر) طول موج (رنگ) نور منتشر شده را تعیین می‌کند. شدت تابشی در محدوده کاری عادی مستقیماً با جریان پیشرو متناسب است.

12. روندهای صنعت