5mm इन्फ्रारेड एलईडी IR8353-14C डेटाशीट - 5mm पैकेज - 1.2V-1.8V फॉरवर्ड वोल्टेज - 940nm वेवलेंथ - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च-तीव्रता वाले 5mm इन्फ्रारेड (IR) एमिटर डायोड के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह उपकरण पारदर्शी प्लास्टिक आवरण में संलग्न है और विभिन्न इन्फ्रारेड संवेदन एवं संचरण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। इसका स्पेक्ट्रल आउटपुट विशेष रूप से इस प्रकार मिलान किया गया है कि यह सामान्य फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल के साथ कुशलतापूर्वक कार्य कर सके।

1.1 मुख्य लाभ

• उच्च विश्वसनीयता:प्रदर्शन स्थिरता और दीर्घकालिक संचालन के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया।
• उच्च विकिरण तीव्रता:प्रभावी सिग्नल ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए शक्तिशाली इन्फ्रारेड आउटपुट प्रदान करता है।
• कम फॉरवर्ड वोल्टेज:20mA पर 1.2V का विशिष्ट मान, जो ऊर्जा-कुशल संचालन में सहायक है।
• पर्यावरण अनुपालन:产品符合RoHS、欧盟REACH标准，且为无卤素产品（Br < 900ppm， Cl < 900ppm， Br+Cl < 1500ppm）。

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह इन्फ्रारेड एलईडी विभिन्न इन्फ्रारेड प्रणालियों के लिए उपयुक्त है, जिसमें रिमोट कंट्रोल, प्रॉक्सिमिटी सेंसर, वस्तु पहचान, ऑप्टिकल स्विच और लघु दूरी डेटा ट्रांसमिशन शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं।

2. तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

निम्नलिखित रेटिंग उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। ऐसी स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं दी जा सकती।

• निरंतर अग्र धारा (I_F):100 mA
• शिखर अग्र धारा (I_FP):1.0 A (पल्स चौड़ाई ≤100μs, ड्यूटी चक्र ≤1%)
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5 V
• ऑपरेटिंग तापमान (T_opr):-40°C से +85°C
• भंडारण तापमान (T_stg):-40°C से +100°C
• पावर कंजम्पशन (P_d):150 mW (25°C या उससे कम फ्री-एयर तापमान पर)

बिन M: विकिरण तीव्रता सीमा 7.80 mW/sr से 12.50 mW/sr तक है। बिन N: विकिरण तीव्रता सीमा 11.0 mW/sr से 17.6 mW/sr तक है।

ये पैरामीटर परिवेशी तापमान (T_a) 25°C पर मापा गया, डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करता है।

• विकिरण तीव्रता (I_e):7.8 - 17.6 mW/sr (I_F=20mA पर, ग्रेड पर निर्भर)। I_F=100mA पर, विशिष्ट मान 50 mW/sr तक पहुँच सकता है।
• शिखर तरंगदैर्ध्य (λ_p):940 nm (I_F=20mA पर)।
• वर्णक्रमीय बैंडविड्थ (Δλ):45 nm (in I_F=20mA पर)।
• Forward voltage (V_F):At 20mA: 1.2V (typical) / 1.5V (maximum); at 100mA: 1.4V (typical) / 1.8V (maximum).
• Reverse current (I_R):At V_R=5V पर, अधिकतम मान 10 μA है।
• दृष्टिकोण (2θ_1/2):27° से 43° (I में_F=20mA पर)।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

एलईडी की विकिरण तीव्रता को विभिन्न ग्रेडों में विभाजित किया गया है, ताकि अनुप्रयोग डिजाइन में एकरूपता सुनिश्चित की जा सके। ग्रेडिंग को 20mA के फॉरवर्ड करंट पर परिभाषित किया गया है।

• ग्रेड M:विकिरण तीव्रता की सीमा 7.80 mW/sr से 12.50 mW/sr तक है।
• गियर N:विकिरण तीव्रता की सीमा 11.0 mW/sr से 17.6 mW/sr तक है।

यह डिजाइनरों को उनकी विशिष्ट संवेदनशीलता आवश्यकताओं के आधार पर, गारंटीकृत न्यूनतम आउटपुट पावर वाले LED का चयन करने में सक्षम बनाता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में सर्किट डिजाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण कई विशेषता वक्र शामिल हैं।

यह डिजाइनरों को उनकी विशिष्ट संवेदनशीलता आवश्यकताओं के आधार पर, गारंटीकृत न्यूनतम आउटपुट पावर वाले एलईडी का चयन करने में सक्षम बनाता है। 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

यह डेरेटिंग वक्र अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट को परिवेश तापमान के फलन के रूप में दर्शाता है। तापमान बढ़ने के साथ, डिवाइस की शक्ति अपव्यय सीमा से अधिक होने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अधिकतम करंट को कम करना आवश्यक है। डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के तापीय वातावरण के आधार पर उपयुक्त कार्यशील करंट का चयन करने के लिए इस वक्र का उपयोग करना चाहिए।

बिन N: विकिरण तीव्रता सीमा 11.0 mW/sr से 17.6 mW/sr तक है।

यह ग्राफ ड्राइव करंट और ऑप्टिकल आउटपुट पावर (रेडिएंट इंटेंसिटी) के बीच संबंध को दर्शाता है। आउटपुट एक सीमा तक आम तौर पर रैखिक होता है, लेकिन अत्यधिक उच्च करंट पर संतृप्त हो जाता है। यह रिसीवर सिरे पर आवश्यक सिग्नल तीव्रता प्राप्त करने के लिए आवश्यक ड्राइव करंट निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.3 स्पेक्ट्रम वितरण

स्पेक्ट्रल वक्र ने पीक एमिशन वेवलेंथ 940nm और विशिष्ट बैंडविड्थ 45nm की पुष्टि की। यह तरंगदैर्ध्य आदर्श है क्योंकि यह दृश्यमान स्पेक्ट्रम के बाहर स्थित है, जिससे दृश्य प्रकाश व्यवधान न्यूनतम होता है, और यह सिलिकॉन-आधारित फोटोडिटेक्टर्स की संवेदनशीलता विशेषताओं के साथ अच्छी तरह मेल खाता है।

4.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता बनाम कोणीय विचलन

यह ध्रुवीय आरेख दृश्य कोण (2θ) को परिभाषित करता है।_1/2), यानी वह कोण जिस पर विकिरण तीव्रता 0° (अक्षीय) मान से आधी हो जाती है। निर्दिष्ट 27° से 43° की सीमा प्रकाश पुंज के विसरण कोण को दर्शाती है। संकीर्ण कोण अधिक केंद्रित प्रकाश प्रदान करते हैं, जबकि व्यापक कोण अधिक विस्तृत कवरेज प्रदान करते हैं।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 Package Dimensions

यह उपकरण मानक 5mm गोलाकार LED पैकेज में निर्मित है। मुख्य आयामों में कुल व्यास (विशिष्ट 5.0mm), लीड पिच (मानक 2.54mm / 0.1 इंच) और आधार से लेंस गुंबद तक की दूरी शामिल है। लीड व्यास आमतौर पर 0.45mm होता है। जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सभी आयाम सहनशीलता ±0.25mm है। सटीक PCB लेआउट के लिए विस्तृत आयाम चित्र मूल विशिष्टता पुस्तिका में प्रदान किए गए हैं।

5.2 Polarity Identification

कैथोड (नकारात्मक पिन) को आमतौर पर प्लास्टिक लेंस के किनारे पर सपाट भाग और/या छोटे पिन द्वारा पहचाना जाता है। एनोड (सकारात्मक पिन) लंबा होता है। सर्किट असेंबली के दौरान सही ध्रुवीयता का ध्यान रखना आवश्यक है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

6.1 पिन फॉर्मिंग

• बेंडिंग पॉइंट एपॉक्सी एलईडी बेस से कम से कम 3 मिमी दूर होना चाहिए।
• आकार देना वेल्डिंग से पहले और कमरे के तापमान पर किया जाना चाहिए।
• मोड़ने या काटने की प्रक्रिया के दौरान पैकेज पर तनाव लगाने से बचें।
• स्थापना तनाव से बचने के लिए PCB होल को LED पिन के साथ पूरी तरह से संरेखित होना चाहिए।

6.2 भंडारण की शर्तें

• अनुशंसित भंडारण शर्तें: तापमान ≤30°C, सापेक्ष आर्द्रता ≤70%।
• इस शर्त के तहत, शिपमेंट के बाद शेल्फ लाइफ 3 महीने है।
• लंबे समय तक भंडारण (अधिकतम 1 वर्ष) के लिए, कृपया ड्रायर युक्त नाइट्रोजन सील कंटेनर का उपयोग करें।
• संक्षेपण से बचने के लिए नम वातावरण में तापमान में अचानक परिवर्तन से बचें।

6.3 वेल्डिंग पैरामीटर्स

मैनुअल वेल्डिंग:

• सोल्डरिंग आयरन टिप तापमान: अधिकतम 300°C (अधिकतम पावर 30W)
• सोल्डरिंग समय: प्रति पिन अधिकतम 3 सेकंड।
• सोल्डर पॉइंट से एपॉक्सी एलईडी बल्ब तक न्यूनतम दूरी: 3 मिमी।

वेव सोल्डरिंग/डिप सोल्डरिंग:

• प्रीहीट तापमान: अधिकतम 100°C (अधिकतम 60 सेकंड)
• सोल्डर बाथ तापमान: अधिकतम 260°C।
• डिपिंग समय: अधिकतम 5 सेकंड।
• सोल्डर पॉइंट से एपॉक्सी एलईडी बल्ब तक न्यूनतम दूरी: 3 मिमी।

प्रमुख सावधानियाँ:

• LED के गर्म होने पर पिन पर तनाव डालने से बचें।
• एक से अधिक बार दोहराव वाली सोल्डरिंग (डिप सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग) न करें।
• एलईडी को कमरे के तापमान तक ठंडा होने से पहले, झटके/कंपन से बचाएं।
• विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने के लिए संभवतः सबसे कम सोल्डरिंग तापमान का उपयोग करें।

6.4 सफाई

• यदि आवश्यक हो, तो केवल कमरे के तापमान पर 1 मिनट से अधिक समय तक आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग करके सफाई करें।
• जब तक पूर्व-सत्यापित न किया गया हो, अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग न करें, क्योंकि इससे क्षति हो सकती है।

7. थर्मल प्रबंधन

एलईडी के प्रदर्शन और जीवनकाल के लिए प्रभावी ऊष्मा अपव्यय महत्वपूर्ण है। "फॉरवर्ड करंट बनाम एम्बिएंट टेम्परेचर" वक्र के अनुसार करंट को डीरेट करना आवश्यक है। अंतिम अनुप्रयोग में एलईडी के आसपास के तापमान को नियंत्रित किया जाना चाहिए। इसमें उचित पीसीबी कॉपर क्षेत्र का उपयोग करके ऊष्मा फैलाना, पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करना, या उच्च करंट निरंतर ड्राइव के मामले में हीट सिंक का उपयोग करना शामिल हो सकता है।

8. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

8.1 पैकेजिंग विनिर्देश

• एलईडी को एंटी-स्टैटिक बैग में पैक किया जाता है।
• पैकिंग मात्रा:प्रति बैग 200-500 पीस। प्रति आंतरिक बॉक्स 5 बैग। प्रति मास्टर (बाहरी) कार्टन 10 आंतरिक बॉक्स।

8.2 लेबल जानकारी

उत्पाद लेबल में महत्वपूर्ण पहचानकर्ता शामिल हैं: ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), उत्पाद संख्या (P/N), पैकेजिंग मात्रा (QTY), ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेड (CAT), प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड (HUE), फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (REF), बैच नंबर और तिथि कोड।

9. अनुप्रयोग डिज़ाइन विचार

9.1 LED ड्राइव

श्रृंखला में करंट सीमित रोकनेवाला का उपयोग अवश्य करें। रोकनेवाला मान की गणना ओम के नियम से की जा सकती है: R = (V_{पावर सप्लाई}- V_F) / I_Fरूढ़िवादी डिजाइन के लिए, कृपया डेटाशीट में दिए गए अधिकतम V का उपयोग करें।_Fमान। पल्स ऑपरेशन (जैसे रिमोट कंट्रोल) के लिए, अधिक गर्म होने से बचने के लिए पीक करंट (I_FP) और ड्यूटी साइकल सीमा से अधिक न होने का ध्यान रखें।

9.2 प्रकाशिकी डिजाइन

सिस्टम के लिए लेंस या रिफ्लेक्टर डिज़ाइन करते समय, व्यू एंगल पर विचार करें। 940nm तरंगदैर्ध्य अदृश्य है, इसलिए कार्य स्थिति की उपयोगकर्ता को पुष्टि करने के लिए एक संकेतक LED या सर्किट फीडबैक की आवश्यकता हो सकती है। इष्टतम संवेदनशीलता के लिए सुनिश्चित करें कि रिसीवर (फोटोट्रांजिस्टर, IC) स्पेक्ट्रल रूप से 940nm से मेल खाता है।

9.3 विद्युत शोर प्रतिरोधकता

उच्च विद्युत शोर वाले वातावरण में, LED/रिसीवर जोड़ी को शील्ड करने, मॉड्यूलेटेड इन्फ्रारेड सिग्नल (जैसे 38kHz कैरियर) का उपयोग संबंधित डिमॉड्यूलेटिंग रिसीवर के साथ करने, और परिवेशी प्रकाश एवं शोर स्पाइक्स को दबाने के लिए सॉफ्टवेयर फ़िल्टरिंग लागू करने पर विचार किया जा सकता है।

10. तकनीकी तुलना एवं स्थिति

यह 5mm, 940nm इन्फ्रारेड LED सामान्य इन्फ्रारेड अनुप्रयोगों में प्रदर्शन और लागत का संतुलन प्रदान करती है। इसका मुख्य विभेदक लाभ मानक 5mm पैकेजिंग के तहत अपेक्षाकृत उच्च विकिरण तीव्रता (अधिकतम 17.6 mW/sr) और कम फॉरवर्ड वोल्टेज है, जिससे बिजली की खपत कम होती है। पुराने 880nm या 850nm LED की तुलना में, 940nm उत्सर्जित प्रकाश अधिक अदृश्य (हल्की लाल चमक के बिना) है, जो इसे गुप्त अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है। अत्यंत संकीर्ण बीम कोण या उच्च शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए, अन्य पैकेजिंग शैलियाँ (जैसे साइड-व्यू, हाई-पावर सरफेस-माउंट) अधिक उपयुक्त होंगी।

11. सामान्य प्रश्न (FAQ)

11.1 गियर M और गियर N में क्या अंतर है?

ग्रेड M और ग्रेड N का वर्गीकरण 20mA पर LED की गारंटीकृत न्यूनतम विकिरण तीव्रता के आधार पर किया जाता है। ग्रेड N के LED में ग्रेड M की तुलना में उच्च न्यूनतम आउटपुट शक्ति (11.0 mW/sr बनाम 7.8 mW/sr) होती है। मजबूत सिग्नल तीव्रता या लंबी दूरी की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, ग्रेड N चुनें।

11.2 क्या मैं इस LED को लगातार 100mA से चला सकता हूँ?

हाँ, निरंतर फॉरवर्ड करंट की पूर्ण अधिकतम रेटिंग 100mA है। हालाँकि, आपको डेरेटिंग कर्व का संदर्भ लेना चाहिए। 25°C के परिवेश के तापमान पर, 100mA की अनुमति है, लेकिन जैसे-जैसे परिवेश का तापमान बढ़ता है, जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर रखने के लिए अधिकतम अनुमत निरंतर करंट कम हो जाता है। निरंतर उच्च-करंट संचालन के लिए, पर्याप्त ताप अपव्यय महत्वपूर्ण है।

11.3 न्यूनतम सोल्डरिंग दूरी (3mm) महत्वपूर्ण क्यों है?

3mm की दूरी वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान अत्यधिक ऊष्मा को पिन के साथ संचारित होने से रोकती है, जिससे आंतरिक सेमीकंडक्टर चिप या एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन क्षतिग्रस्त हो सकता है। अत्यधिक गर्मी से क्रैकिंग, डिलैमिनेशन या स्थायी विद्युतीय प्रदर्शन गिरावट हो सकती है।

12. डिज़ाइन उपयोग मामला उदाहरण

दृश्य: सरल वस्तु निकटता सेंसर।

डिज़ाइन:इन्फ्रारेड एलईडी और फोटोट्रांजिस्टर को एक ही दिशा में समानांतर रखें। एलईडी को 20mA स्थिर धारा से चलाएं (5V पावर स्रोत के लिए प्रतिरोधक: R = (5V - 1.5V) / 0.02A = 175Ω, 180Ω मानक मान का उपयोग करें)। जब कोई वस्तु सीमा में प्रवेश करती है, तो वस्तु से परावर्तित इन्फ्रारेड प्रकाश फोटोट्रांजिस्टर में प्रवेश करता है, जिससे इसकी कलेक्टर धारा बढ़ जाती है। इस धारा परिवर्तन को एक पुल-अप प्रतिरोधक के माध्यम से वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सकता है और किसी वस्तु की उपस्थिति का पता लगाने के लिए कंपेरेटर या माइक्रोकंट्रोलर ADC को दिया जा सकता है। 940nm तरंगदैर्ध्य दृश्यमान परिवेशी प्रकाश को दबाने में मदद करता है। आवश्यक संवेदन दूरी और वस्तु परावर्तन के आधार पर M या N रेंज का चयन करें।

13. कार्य सिद्धांत

इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड बायस्ड (एनोड पर कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है) किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। उपयोग की गई विशिष्ट अर्धचालक सामग्री (इस मामले में गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड - GaAlAs) उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है। GaAlAs के लिए, यह लगभग 940 नैनोमीटर की केंद्रीय तरंगदैर्ध्य के साथ इन्फ्रारेड विकिरण उत्पन्न करता है, जो दृश्य स्पेक्ट्रम से बाहर है। पारदर्शी लेंस प्रकाश को फ़िल्टर या रंगीन नहीं करता है, जिससे अधिकतम इन्फ्रारेड आउटपुट संचरण की अनुमति मिलती है।

14. प्रौद्योगिकी रुझान

हालांकि डिस्क्रीट 5mm थ्रू-होल एलईडी प्रोटोटाइपिंग, शौक़ीन परियोजनाओं और कुछ औद्योगिक अनुप्रयोगों में लोकप्रिय बनी हुई हैं, लेकिन उद्योग का रुझान सतह माउंट डिवाइस (एसएमडी) पैकेजिंग की ओर मजबूती से बढ़ रहा है। एसएमडी इन्फ्रारेड एलईडी के कई फायदे हैं, जैसे छोटा फुटप्रिंट, स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के लिए अधिक उपयुक्तता, और पीसीबी पर सीधे माउंट होने के कारण आमतौर पर बेहतर थर्मल प्रदर्शन। उद्योग इन्फ्रारेड एमिटर की दक्षता (प्रति वाट विद्युत इनपुट अधिक विकिरण आउटपुट) और विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए भी निरंतर विकास कर रहा है। हालांकि, किसी भी इन्फ्रारेड एप्लिकेशन के लिए, इसका मूल ऑपरेटिंग सिद्धांत और तरंग दैर्ध्य, तीव्रता और व्यूइंग एंगल जैसे महत्वपूर्ण पैरामीटर अभी भी प्रमुख चयन मानदंड बने हुए हैं।