Fiche technique de l'émetteur et détecteur infrarouge LTE-C9511-E - Longueur d'onde 940nm - Courant direct 20mA - Tension directe 1,5V - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'un composant infrarouge discret conçu pour des applications nécessitant une émission et une détection infrarouge fiables. Le dispositif est un composant pour montage en surface avec une longueur d'onde de crête de 940nm, le rendant adapté à divers systèmes optoélectroniques.

1.1 Caractéristiques

• Conforme aux normes RoHS et Green Product.
• Conditionné en bande de 8mm sur bobines de 7\" de diamètre pour assemblage automatisé.
• Compatible avec les équipements de placement automatique et les procédés de brasage par refusion infrarouge.
• Empreinte de boîtier standard EIA.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) de 940nm.
• Encapsulation plastique transparente avec lentille en vue de dessus.
• Niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) 3.

1.2 Applications

• Émetteur infrarouge pour télécommandes.
• Capteur infrarouge monté sur PCB pour la détection de proximité, la transmission de données ou les alarmes de sécurité.

2. Dimensions de contour

Le composant respecte un contour de boîtier standard pour dispositif à montage en surface (SMD). Toutes les dimensions principales sont fournies dans les dessins de la fiche technique avec une tolérance standard de ±0,15mm sauf indication contraire. Le boîtier est conçu pour un placement et un brasage fiables sur cartes de circuits imprimés.

3. Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Toutes les valeurs sont spécifiées à une température ambiante (TA) de 25°C.

• Dissipation de puissance (Pd) :100 mW
• Courant direct de crête (IFP) :1 A (en conditions pulsées : 300 pps, largeur d'impulsion 10μs)
• Courant direct continu (IF) :50 mA
• Tension inverse (VR) :5 V
• Plage de température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C
• Plage de température de stockage (Tstg) :-55°C à +100°C
• Condition de brasage par refusion infrarouge :Température de crête maximale de 260°C pendant 10 secondes.

4. Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance typiques sont mesurés à TA=25°C dans des conditions de test spécifiées, fournissant le comportement opérationnel attendu.

• Intensité rayonnante (I_E) :4,0 (Min), 6,0 (Typ) mW/sr à I_F= 20mA.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_crête) :940 nm (Typ) à I_F= 20mA.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :50 nm (Typ) à I_F= 20mA.
• Tension directe (V_F) :1,2 (Typ), 1,5 (Max) V à I_F= 20mA.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (Max) à V_R= 5V.
• Angle de vision (2θ_1/2) :20 (Min), 25 (Typ) degrés. θ_1/2est l'angle hors axe où l'intensité rayonnante est la moitié de la valeur axiale.

4.1 Liste des codes de tri

Les dispositifs sont regroupés en lots (bins) en fonction de l'intensité rayonnante mesurée à 20mA pour garantir une cohérence dans la conception des applications.

• Code de tri K :4 à 6 mW/sr
• Code de tri L :5 à 7,5 mW/sr
• Code de tri M :6 à 9 mW/sr
• Code de tri N :7 à 10,5 mW/sr

5. Courbes de performance typiques

Les courbes suivantes illustrent le comportement du dispositif dans diverses conditions, fournissant une compréhension approfondie pour la conception de circuits.

5.1 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale montre l'intensité rayonnante relative en fonction des longueurs d'onde, centrée autour du pic de 940nm avec une demi-largeur typique de 50nm, définissant la pureté spectrale de la lumière infrarouge.

5.2 Courant direct vs. Tension directe

Cette courbe IV représente la relation entre le courant direct appliqué et la chute de tension résultante aux bornes du dispositif, cruciale pour déterminer la tension d'alimentation nécessaire et la dissipation de puissance.

5.3 Courant direct vs. Température ambiante

Ce graphique montre la déclassement du courant direct continu maximal autorisé lorsque la température ambiante augmente, essentiel pour la gestion thermique et la fiabilité.

5.4 Intensité rayonnante relative vs. Courant direct

Illustre comment la puissance optique de sortie évolue avec l'augmentation du courant de commande, aidant à optimiser le réglage du courant pour la luminosité/intensité souhaitée.

5.5 Intensité rayonnante relative vs. Température ambiante

Montre la diminution typique de la sortie optique lorsque la température de jonction augmente, ce qui est une considération clé pour les applications fonctionnant dans des environnements thermiques variables.

5.6 Diagramme de diagramme de rayonnement

Un diagramme polaire représentant la distribution angulaire du rayonnement infrarouge émis, caractérisé par l'angle de vision typique de 25 degrés. Ceci définit le cône d'émission et est vital pour aligner l'émetteur avec un détecteur.

6. Informations mécaniques et de conditionnement

6.1 Patron de pastilles de brasage recommandé

Les dimensions recommandées pour le motif de pastilles sur le PCB sont fournies pour assurer une formation correcte des joints de brasure, une stabilité mécanique et un dégagement thermique pendant le processus de refusion.

6.2 Dimensions du conditionnement en bande et bobine

Des dessins détaillés spécifient les dimensions de la bande porteuse, l'espacement des alvéoles et les spécifications des bobines compatibles avec les équipements d'assemblage SMD standard.

• Diamètre de la bobine : 7 pouces.
• Quantité par bobine : 1500 pièces.
• Le conditionnement est conforme aux spécifications ANSI/EIA 481-1-A-1994.

7. Recommandations d'assemblage et de manipulation

7.1 Conditions de stockage

En raison de son niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) 3, des protocoles de stockage spécifiques doivent être suivis. Les emballages scellés d'usine non ouverts avec dessicant doivent être stockés en dessous de 30°C et 90% d'HR et utilisés dans l'année. Une fois ouverts, les composants doivent être stockés en dessous de 30°C et 60% d'HR et idéalement refondus dans la semaine. Un stockage prolongé hors du sac d'origine nécessite une armoire sèche ou un conteneur scellé avec dessicant. Les composants stockés plus d'une semaine doivent être cuits à environ 60°C pendant au moins 20 heures avant le brasage pour éviter les dommages par \"effet pop-corn\".

7.2 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après le brasage, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique (IPA) doivent être utilisés. Les nettoyants chimiques agressifs doivent être évités.

7.3 Recommandations de brasage

Le dispositif est compatible avec le brasage par refusion infrarouge. Un profil de température conforme JEDEC est recommandé.

• Brasage par refusion :Température de crête maximale de 260°C pendant un maximum de 10 secondes (max deux cycles de refusion).
• Brasage manuel (fer à souder) :Température maximale de la panne de 300°C pendant un maximum de 3 secondes par pastille.

Le profil exact doit être caractérisé pour la conception de PCB spécifique, la pâte à souder et le four utilisés.

7.4 Conception du circuit de commande

Une diode électroluminescente infrarouge (IRED) étant un dispositif commandé en courant, une résistance série limitant le courant est obligatoire pour un fonctionnement stable. La configuration de circuit recommandée (Circuit A) place une résistance individuelle en série avec chaque IRED, même lorsque plusieurs dispositifs sont connectés en parallèle à une source de tension. Ceci assure une distribution uniforme du courant et une intensité rayonnante cohérente sur tous les dispositifs, évitant les variations de luminosité qui peuvent survenir dans une simple connexion parallèle sans résistances individuelles (Circuit B).

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Scénarios d'application typiques

Ce composant est conçu pour des applications infrarouges générales. Sa longueur d'onde de 940nm est idéale pour les systèmes de télécommande en raison de sa haute transmission à travers de nombreux plastiques et de sa faible visibilité. Il est également adapté pour les liaisons de données à courte portée, la détection d'objets et la détection de proximité dans l'électronique grand public, les équipements de bureau et les commandes industrielles de base.

8.2 Considérations de conception

• Alignement optique :L'angle de vision de 25 degrés nécessite un alignement mécanique minutieux entre l'émetteur et le photodétecteur correspondant (par exemple, phototransistor ou photodiode) pour une force de signal optimale.
• Réglage du courant :Fonctionner à ou en dessous du courant direct continu recommandé de 20mA pour tester les paramètres clés. Utiliser les courbes de performance pour sélectionner le courant approprié pour l'intensité rayonnante requise tout en considérant la dissipation de puissance et les effets thermiques.
• Immunité à la lumière ambiante :
• Lorsqu'il est utilisé dans un système de détection, considérer l'utilisation de signaux IR modulés et de détecteurs filtrés correspondants pour rejeter les interférences des sources de lumière ambiante comme la lumière du soleil ou les ampoules à incandescence.
• Gestion thermique :S'assurer que la conception du PCB prévoit un dégagement thermique adéquat, surtout si le fonctionnement est proche des valeurs maximales ou à haute température ambiante, pour maintenir la fiabilité à long terme.

8.3 Principe de fonctionnement

Le dispositif fonctionne comme une diode électroluminescente infrarouge (LED). Lorsqu'une tension de polarisation directe dépassant sa tension directe (V_F) est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la jonction semi-conductrice, libérant de l'énergie sous forme de photons. Les matériaux semi-conducteurs spécifiques (par exemple, GaAs) sont choisis pour produire des photons dans le spectre infrarouge (940nm), invisible à l'œil humain mais détectable par les photodétecteurs à base de silicium.

9. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

9.1 Quelle est la différence entre l'Intensité rayonnante et l'Intensité lumineuse ?

L'Intensité rayonnante (mesurée en mW/sr) est la puissance optique émise par angle solide dans le spectre infrarouge. L'Intensité lumineuse (mesurée en candela) est pondérée par la sensibilité de l'œil humain et n'est pas applicable pour cette source infrarouge non visible.

9.2 Puis-je commander cette IRED directement depuis une broche GPIO d'un microcontrôleur ?

Non. Une broche de microcontrôleur ne peut généralement pas fournir 20mA de manière fiable et manque de régulation de courant. Utilisez toujours un circuit de commande (comme un transistor) avec une résistance série limitant le courant comme indiqué dans la fiche technique pour fournir un courant stable et contrôlé à l'IRED.

9.3 Pourquoi la condition de stockage est-elle si spécifique (MSL 3) ?

Le boîtier plastique peut absorber l'humidité de l'air. Pendant le processus de brasage par refusion à haute température, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, créant une pression interne et pouvant provoquer un délaminage ou des fissures (\"effet pop-corn\"). Le classement MSL et les instructions de cuisson préviennent ce mode de défaillance.

9.4 Comment sélectionner la valeur correcte de la résistance série ?

Utilisez la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Par exemple, avec une alimentation de 5V, un V_Ftypique de 1,2V, et un I_Fsouhaité de 20mA : R = (5 - 1,2) / 0,02 = 190 Ohms. Choisissez la valeur de résistance standard la plus proche, en considérant la puissance nominale (P = I²R).