LTE-1252 इन्फ्रारेड एमिटर और डिटेक्टर स्पेसिफिकेशन शीट - 940nm वेवलेंथ - 100mA फॉरवर्ड करंट - 1.53V टाइपिकल फॉरवर्ड वोल्टेज - 5.0x3.8x3.5mm पैकेज - सरलीकृत चीनी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTE-1252 एक अलग-अलग इन्फ्रारेड (IR) एमिटर घटक है, जो व्यापक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी चरम उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य 940nm है, जो उन वातावरणों के लिए उपयुक्त है जहाँ दृश्य प्रकाश अवांछित है। यह डिवाइस पारदर्शी प्लास्टिक पैकेजिंग में आता है, जिसमें चौड़ा व्यूइंग एंगल है, और यह उच्च विकिरण तीव्रता तथा उच्च धारा, कम फॉरवर्ड वोल्टेज संचालन के लिए उपयुक्त होने के लिए जाना जाता है।

1.1 मुख्य विशेषताएँ

• सीसा मुक्त और RoHS अनुपालन संरचना।
• उच्च धारा और कम अग्र वोल्टेज संचालन के लिए अनुकूलित।
• कम लागत वाला मिनिएचर प्लास्टिक एंड-व्यू पैकेज।
• Wide viewing angle, extensive coverage.
• High radiant intensity output.
• पारदर्शी एनकैप्सुलेशन।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

• रिमोट कंट्रोल यूनिट का इन्फ्रारेड एमिटर।
• निकटता या वस्तु पहचान के लिए सेंसर प्रणाली।
• सुरक्षा प्रणाली में नाइट विजन प्रकाश व्यवस्था।
• इन्फ्रारेड वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन लिंक।
• सुरक्षा अलार्म प्रणाली।

2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण

यह खंड LTE-1252 इन्फ्रारेड एमिटर के लिए निर्धारित प्रमुख विद्युत और प्रकाशीय मापदंडों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उससे आगे संचालन की कोई गारंटी नहीं है।

• पावर डिसिपेशन (Pd):150 mW। यह परिवेश के तापमान (TA) 25°C पर डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है। इस सीमा से अधिक होने पर ऊष्मीय क्षति का जोखिम है।
• पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):1 A. यह विशिष्ट परिस्थितियों (प्रति सेकंड 300 पल्स, 10μs पल्स चौड़ाई) में अनुमत अधिकतम पल्स करंट है। यह निरंतर करंट रेटिंग से कहीं अधिक है, जो अल्पकालिक उच्च-तीव्रता वाले पल्स की अनुमति देता है।
• कंटीन्यूअस फॉरवर्ड करंट (IF):100 mA. अधिकतम DC धारा जो निरंतर लगाई जा सकती है और डिवाइस को क्षति नहीं पहुंचाती।
• रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V. रिवर्स दिशा में लगाया जा सकने वाला अधिकतम वोल्टेज। डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि यह स्थिति केवल परीक्षण के लिए है, यह डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है।
• ऑपरेटिंग तापमान रेंज (Topr):-40°C से +85°C। यह डिवाइस के संचालन के लिए निर्दिष्ट परिवेश तापमान सीमा है।
• भंडारण तापमान सीमा (Tstg):-55°C से +100°C। गैर-संचालन स्थिति में भंडारण के लिए तापमान सीमा।
• पिन सोल्डरिंग तापमान:260°C, 5 सेकंड के लिए, माप बिंदु बॉडी से 2.0mm दूर। यह हैंड सोल्डरिंग के लिए थर्मल प्रोफाइल सीमा को परिभाषित करता है।

2.2 विद्युत और प्रकाशिक विशेषताएँ

ये TA=25°C और निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत मापे गए विशिष्ट और गारंटीकृत प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

• विकिरण तीव्रता (Ie):40 mW/sr (न्यूनतम), 70 mW/sr (विशिष्ट), IF=100mA, θ=0° की स्थिति में। यह केंद्रीय अक्ष के साथ प्रति इकाई ठोस कोण पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति को मापता है, जो चमक को दर्शाता है।
• शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λPeak):940 nm (Typical), IF=100mA पर। वह तरंगदैर्ध्य जिस पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति अधिकतम मान तक पहुँचती है।
• स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):54 nm (typical), condition IF=100mA. यह पैरामीटर स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को परिभाषित करता है; 54nm का मान इंगित करता है कि उत्सर्जित प्रकाश मोनोक्रोमैटिक नहीं है, बल्कि पीक वेवलेंथ के आसपास एक तरंगदैर्ध्य रेंज में फैला हुआ है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):1.30V (minimum), 1.53V (typical), 1.83V (maximum), condition IF=100mA. डिवाइस के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप जब निर्दिष्ट फॉरवर्ड करंट प्रवाहित होता है। आमतौर पर कम VF उच्च दक्षता लाता है।
• रिवर्स करंट (IR):100 μA (अधिकतम), शर्त VR=5V पर। निर्दिष्ट रिवर्स वोल्टेज लगाने पर बहने वाली छोटी लीकेज करंट।
• हाफ-पावर एंगल (θ0.5):40° (टाइपिकल)। वह देखने का कोण जिस पर रेडिएंट इंटेंसिटी 0° पर अपने मूल्य से आधी हो जाती है। 40° का कोण काफी चौड़ा उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

विशिष्ट विशेषता वक्र विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करते हैं।

3.1 स्पेक्ट्रम वितरण (चित्र 1)

यह वक्र तरंगदैर्ध्य के साथ सापेक्ष विकिरण तीव्रता में परिवर्तन दर्शाता है। यह 940nm पर शिखर और स्पेक्ट्रम अर्ध-चौड़ाई की पुष्टि करता है, जो दर्शाता है कि उत्सर्जक मुख्य रूप से 880nm से 1000nm की सीमा में अवरक्त प्रकाश उत्पन्न करता है।

3.2 फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान (चित्र 2)

यह ग्राफ़ अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट के परिवेश तापमान बढ़ने के साथ डेरेट होने की स्थिति को दर्शाता है। यह थर्मल मैनेजमेंट डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि डिवाइस अपने सुरक्षित ऑपरेटिंग एरिया (SOA) के भीतर कार्य करे।

3.3 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (चित्र 3)

यह IV कर्व वोल्टेज और करंट के बीच के घातांकीय संबंध को दर्शाता है, जो डायोड की एक विशिष्ट विशेषता है। डिज़ाइनर आवश्यक ऑपरेटिंग करंट के लिए आवश्यक ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने के लिए इस कर्व का उपयोग कर सकते हैं।

3.4 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और परिवेश तापमान के बीच संबंध (चित्र 4) तथा अग्र धारा के साथ संबंध (चित्र 5)

चित्र 4 दर्शाता है कि एक निश्चित धारा पर, प्रकाश उत्पादन तापमान बढ़ने के साथ कैसे कम होता है। चित्र 5 दर्शाता है कि उत्पादन अग्र धारा बढ़ने के साथ लगभग रैखिक रूप से कैसे बढ़ता है, जो LED की धारा-नियंत्रित प्रकृति को उजागर करता है।

3.5 विकिरण पैटर्न (चित्र 6)

यह ध्रुवीय आरेख उत्सर्जित प्रकाश के स्थानिक वितरण को स्पष्ट रूप से दर्शाता है, 40° के अर्ध-शक्ति कोण की पुष्टि करता है और तीव्रता पैटर्न प्रदर्शित करता है, जो उत्सर्जक को डिटेक्टर के साथ संरेखित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

4.1 आयाम

This device uses a through-hole package, with key dimensions as follows (unit: mm, nominal):

• कुल लंबाई: 24.0 न्यूनतम
• बॉडी चौड़ाई: 5.0 ±0.3
• बॉडी ऊंचाई: 3.8 ±0.3
• लेंस व्यास/ऊंचाई: 3.5 ±0.3
• पिन पिच: 2.54 नॉमिनल (मानक 0.1 इंच पिच)
• पिन व्यास: 0.5 (फ्लैंज के नीचे रेजिन प्रोट्रूज़न का अधिकतम मान)

ध्रुवीयता पहचान:लंबा पिन एनोड (+) है और छोटा पिन कैथोड (-) है। लेंस पर एक फ्लैट सतह भी दिखाई गई है, जो एक अतिरिक्त दृश्य चिह्न के रूप में कार्य कर सकती है।

4.2 प्रमुख टिप्पणियाँ

• जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता ±0.25mm है।
• पिन पिच का मापन उस स्थान पर किया जाता है जहाँ पिन पैकेज बॉडी से बाहर निकलती है।
• निर्माण स्थल को इंगित करता है।

5. Assembly, Soldering, and Operation Guide

5.1 Pin Forming and PCB Assembly

• LED लेंस बेस से कम से कम 3mm की दूरी पर पिन को मोड़ें।
• मोड़ते समय पैकेज बेस को फुलक्रम के रूप में उपयोग न करें।
• सामान्य तापमान पर, सोल्डरिंग से पहले लीड फॉर्मिंग करें।
• यांत्रिक तनाव से बचने के लिए PCB असेंबली में न्यूनतम प्रेशर बल का उपयोग करें।

5.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया

हैंड वेल्डिंग (सोल्डरिंग आयरन):

• तापमान: अधिकतम 350°C.
• समय: अधिकतम 3 सेकंड। (केवल एक बार)।
• स्थिति: epoxy resin लेंस बेस से कम से कम 2mm की दूरी पर।

Wave Soldering:

• Preheating: Maximum 100°C, up to 60 seconds.
• Solder Wave: Maximum 260°C.
• सोल्डरिंग समय: अधिकतम 5 सेकंड।
• डुबाने की स्थिति: epoxy resin lens base से 2mm से कम नहीं।

महत्वपूर्ण चेतावनी:अत्यधिक तापमान या समय लेंस विरूपण या विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है। इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग इस प्रकार के थ्रू-होल पैकेज प्रकार के लिए उपयुक्त नहीं है।

5.3 भंडारण और सफाई

• भंडारण:तापमान 30°C से अधिक न हो और सापेक्ष आर्द्रता 70% से अधिक न हो। यदि मूल पैकेजिंग से निकाला जाता है, तो कृपया 3 महीने के भीतर उपयोग करें। दीर्घकालिक भंडारण के लिए, कृपया डिसिकेंट युक्त हवाबंद कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण का उपयोग करें।
• सफाई:आवश्यकता पड़ने पर आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें।

6. अनुप्रयोग डिज़ाइन विचार

6.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

LED एक करंट-चालित उपकरण है। एकाधिक LED को समानांतर में चलाते समय चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए,दृढ़तापूर्वक सुझाव दिया जाता हैप्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक स्वतंत्र करंट-सीमित रोकनेवाला (सर्किट मॉडल A) जोड़ने की सिफारिश की जाती है। एकाधिक समानांतर LED के लिए एकल रोकनेवाला (सर्किट मॉडल B) का उपयोग करने की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि व्यक्तिगत उपकरणों के फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V विशेषता) में भिन्नता होती है, जिससे करंट वितरण असमान हो जाता है और परिणामस्वरूप चमक असमान हो जाती है।

6.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा

यह उपकरण स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त हो सकता है। सावधानियों में शामिल हैं:

• कंडक्टिव रिस्ट स्ट्रैप या एंटीस्टैटिक दस्ताने का उपयोग करें।
• सुनिश्चित करें कि सभी उपकरण, कार्य स्टेशन और भंडारण रैक सही ढंग से ग्राउंडेड हैं।
• प्लास्टिक लेंस पर स्थिर विद्युत आवेश को बेअसर करने के लिए आयन पंखे का उपयोग करें।
• 保持ESD认证人员和防静电工作区域（表面电位<100V）。

6.3 अनुप्रयोग दायरा और विश्वसनीयता

यह उपकरण सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (कार्यालय, संचार, घरेलू) के लिए उपयुक्त है। उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है और जहां विफलता जीवन या स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकती है (एयरोस्पेस, चिकित्सा, सुरक्षा प्रणाली), उपयोग से पहले विशेष परामर्श और प्रमाणन आवश्यक है।

7. तकनीकी सिद्धांत और रुझान

7.1 कार्य सिद्धांत

LTE-1252 एक इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड (IRED) है। जब इसके थ्रेशोल्ड वोल्टेज से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो सेमीकंडक्टर सक्रिय क्षेत्र (जो GaAs या AlGaAs सामग्री पर आधारित हो सकता है) में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। विशिष्ट सामग्री संरचना और डिवाइस डिजाइन मुख्य रूप से 940nm इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य के फोटॉन उत्पन्न करने के लिए किए गए हैं। यह तरंगदैर्ध्य मानव आँखों के लिए अदृश्य है, लेकिन सिलिकॉन फोटोडायोड और कई कैमरा सेंसर द्वारा आसानी से पहचाना जा सकता है।

7.2 उद्योग पृष्ठभूमि और रुझान

LTE-1252 जैसे डिस्क्रीट इन्फ्रारेड घटक अभी भी ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र के मूलभूत बिल्डिंग ब्लॉक हैं। इस क्षेत्र को प्रभावित करने वाले प्रमुख रुझानों में निरंतर लघुकरण की मांग, उच्च दक्षता (प्रति mA अधिक विकिरण तीव्रता), और सेंसिंग IC के साथ अधिक निकट एकीकरण शामिल हैं। साथ ही, पर्यावरणीय विनियमों (RoHS, लीड-मुक्त) के अनुपालन वाले उपकरणों पर बढ़ता जोर दिया जा रहा है। 940nm तरंगदैर्ध्य विशेष रूप से लोकप्रिय है क्योंकि यह सिलिकॉन डिटेक्टर संवेदनशीलता और 850nm स्रोतों की तुलना में कम दृश्यता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है, जिससे यह सुरक्षा और रिमोट कंट्रोल जैसे उपभोक्ता अनुप्रयोगों में गुप्त प्रकाश व्यवस्था के लिए आदर्श विकल्प बन जाता है।

8. सामान्य प्रश्न (FAQ)

8.1 क्या मैं इस इन्फ्रारेड LED को सीधे माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?

नहीं। माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन आमतौर पर 100mA धारा लगातार प्रदान नहीं कर सकते। आपको एक ट्रांजिस्टर (उदाहरण के लिए, एक NPN BJT या N-चैनल MOSFET) का उपयोग स्विच के रूप में करना चाहिए, जिसे GPIO द्वारा नियंत्रित किया जाए और आवश्यक धारा पावर स्रोत से प्रदान करे। LED पथ में अभी भी एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर श्रृंखला में जुड़ा होना चाहिए।

8.2 श्रृंखला रोकनेवाला (resistor) मान की गणना कैसे करें?

ओम के नियम का उपयोग करें: R = (Vcc - VF) / IF। उदाहरण के लिए, Vcc=5V बिजली आपूर्ति का उपयोग करते हुए, 100mA पर VF का सामान्य मान 1.53V है, रोकनेवाला मान होना चाहिए R = (5 - 1.53) / 0.1 = 34.7 ओम। निकटतम मानक मान (जैसे, 33 या 39 ओम) का उपयोग करें और शक्ति रेटिंग की जाँच करें: P = (IF)^2 * R = (0.1)^2 * 34.7 ≈ 0.347W, इसलिए 0.5W या अधिक शक्ति वाले रोकनेवाला का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

8.3 रिवर्स वोल्टेज रेटिंग केवल 5V क्यों है, यदि इसे पार कर दिया जाए तो क्या होगा?

इन्फ्रारेड LED महत्वपूर्ण रिवर्स वोल्टेज को रोकने के लिए डिज़ाइन नहीं की गई है। 5V रेटिंग से अधिक होने पर रिवर्स करंट में अचानक वृद्धि हो सकती है, जिससे एवलांच ब्रेकडाउन हो सकता है और सेमीकंडक्टर जंक्शन स्थायी रूप से क्षतिग्रस्त हो सकता है। कृपया सर्किट में ध्रुवीयता सही सुनिश्चित करें। AC या ध्रुवीयता अनिश्चित होने की स्थिति में, द्वि-दिशात्मक सुरक्षा के लिए बाहरी सुरक्षा डायोड का उपयोग किया जाना चाहिए।

8.4 स्पेसिफिकेशन में उल्लेख है कि "हाफ-वैल्यू एंगल" 40° है। यह मेरे डिज़ाइन को कैसे प्रभावित करता है?

40° का हाफ-पावर एंगल यह दर्शाता है कि उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता केंद्र में सबसे अधिक होती है और केंद्रीय अक्ष से ±20° विचलन पर यह 50% तक कम हो जाती है। जब एमिटर को डिटेक्टर (जैसे फोटोट्रांजिस्टर) के साथ संरेखित करते हैं, तो यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि डिटेक्टर इस प्रभावी विकिरण शंकु कोण के भीतर स्थित हो। व्यापक कवरेज प्राप्त करने के लिए, एकाधिक एमिटर या डिफ्यूज़र की आवश्यकता हो सकती है। इसके विपरीत, लंबी दूरी के निर्देशित बीम के लिए, प्रकाश को समानांतर करने के लिए लेंस जोड़ा जा सकता है।

9. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

9.1 सरल वस्तु पहचान / इंटरप्टेड बीम सेंसर

दृश्य:पता लगाएं कि कोई वस्तु कब इन्फ्रारेड एमिटर और डिटेक्टर के बीच से गुजरती है।

कार्यान्वयन योजना:

1. ट्रांसमीटर पक्ष:LTE-1252 को 50-100mA की स्थिर धारा से चलाने के लिए, खंड 6.1 में वर्णित सर्किट का उपयोग करें। बैटरी संचालन के लिए, बिजली की खपत बचाने के लिए LED को एक विशिष्ट आवृत्ति (उदाहरण के लिए, 1kHz, 50% ड्यूटी साइकिल) पर पल्स चालन पर विचार करें।
2. डिटेक्टर पक्ष:ट्रांसमीटर के साथ संरेखित मिलान फोटोट्रांजिस्टर या फोटोडायोड का उपयोग करें। इसे ट्रांसमीटर के 40° विकिरण शंकु कोण के भीतर रखें।
3. सिग्नल कंडीशनिंग:जब डिटेक्टर इन्फ्रारेड प्रकाश प्राप्त करता है तो आउटपुट उच्च स्तर पर होता है, और जब बीम अवरुद्ध होता है तो आउटपुट गिर जाता है। इस सिग्नल को डिजिटाइज़ करने के लिए कम्पेरेटर या माइक्रोकंट्रोलर के ADC इनपुट का उपयोग करें। यदि ट्रांसमीटर पल्स-चालित है, तो परिवेशी प्रकाश शोर को दबाने के लिए सॉफ़्टवेयर में फ़िल्टर या सिंक्रोनस डिटेक्शन जोड़ें।

मुख्य विचार:बीम की दिशात्मकता के कारण, संरेखण महत्वपूर्ण है। परिवेशी सूर्य के प्रकाश या अन्य इन्फ्रारेड स्रोत हस्तक्षेप कर सकते हैं, इसलिए विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए मॉड्यूलेशन/डिमॉड्यूलेशन तकनीक का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। सुनिश्चित करें कि आवरण परावर्तित प्रकाश को डिटेक्टर पर सीधे पहुंचने से रोकता है, बिना डिटेक्शन क्षेत्र से गुजरे।