Scheda Tecnica LED Infrarosso 5mm SIR333-A - Package 5.0mm - Tensione Diretta 1.65V - Lunghezza d'Onda 875nm - Dissipazione 150mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il SIR333-A è un diodo emettitore infrarosso (IR) ad alta intensità da 5mm. È incapsulato in un package plastico blu ed è progettato per applicazioni che richiedono un'emissione infrarossa affidabile. L'output spettrale del dispositivo è compatibile con fototransistor, fotodiodi e moduli ricevitori infrarossi comuni, rendendolo adatto a vari sistemi di rilevamento e trasmissione.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Alta Affidabilità:Progettato per prestazioni costanti a lungo termine.
• Alta Intensità Radiante:Fornisce un'uscita infrarossa potente per una trasmissione del segnale efficace.
• Lunghezza d'Onda Specifica:Lunghezza d'onda di picco di emissione (λp) di 875nm.
• Interasse Standard:Interasse dei pin di 2.54mm per un facile montaggio su PCB.
• Bassa Tensione Diretta:Contribuisce a un funzionamento energeticamente efficiente.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è senza piombo (Pb-Free), conforme agli standard RoHS, EU REACH e Halogen-Free (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).

1.2 Applicazioni Target

• Sistemi di trasmissione in aria libera.
• Unità telecomando a infrarossi con requisiti di alta potenza.
• Rivelatori di fumo.
• Sistemi applicativi infrarossi generici.

2. Specifiche Tecniche e Interpretazione Obiettiva

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

Tolleranze di Misura:Tensione Diretta: ±0.1V, Intensità Radiante: ±10%, Lunghezza d'Onda di Picco: ±1.0nm.

2.3 Considerazioni Termiche

Le prestazioni del dispositivo dipendono dalla temperatura. La massima dissipazione di potenza di 150mW è specificata a o al di sotto di 25°C in aria libera. All'aumentare della temperatura ambiente, la dissipazione di potenza ammissibile diminuisce, aspetto che deve essere considerato nella progettazione termica per garantire l'affidabilità e prevenire il surriscaldamento.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il SIR333-A è disponibile in diverse classi di prestazione, o "bin", in base alla sua Intensità Radiante misurata a una corrente diretta (IF) di 20mA. Ciò consente ai progettisti di selezionare un componente che corrisponda esattamente ai requisiti di sensibilità della loro applicazione.

Non è indicato un binning separato per la tensione diretta o la lunghezza d'onda di picco nei dati forniti; vengono utilizzati i valori tipici.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente

Questa curva mostra la riduzione (derating) della massima corrente diretta continua ammissibile all'aumentare della temperatura ambiente oltre i 25°C. I progettisti devono fare riferimento a questo grafico per evitare di superare i limiti operativi sicuri in ambienti a temperatura elevata.

4.2 Distribuzione Spettrale

Il grafico traccia l'intensità radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda. Conferma la tipica lunghezza d'onda di picco di 875nm e la larghezza di banda spettrale di circa 80nm (Larghezza a Mezza Altezza). Questa banda stretta è vantaggiosa per minimizzare le interferenze della luce ambientale e per abbinare i filtri ottici nei ricevitori.

3.3 Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione vs. Temperatura Ambiente

Questa caratteristica mostra come la lunghezza d'onda di picco si sposti con la temperatura. Comprendere questo spostamento è cruciale per le applicazioni in cui il ricevitore è sintonizzato su una lunghezza d'onda specifica, poiché le prestazioni del sistema possono variare nell'intervallo di temperatura operativa.

4.4 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva IV)

La curva IV è fondamentale per la progettazione del circuito. Mostra la relazione non lineare tra corrente e tensione. La tensione diretta tipica è di 1.3V a 20mA, ma aumenta con la corrente e può variare tra i vari esemplari. Una resistenza limitatrice di corrente o un driver a corrente costante sono essenziali.

4.5 Intensità Radiante vs. Corrente Diretta

Questo grafico dimostra che l'output radiante aumenta con la corrente diretta, ma non in modo lineare. Evidenzia il significativo guadagno in output quando si pilota il LED alla sua massima corrente impulsata (100mA) rispetto ai 20mA standard, il che è utile per applicazioni che richiedono una portata maggiore o una forza del segnale più elevata.

4.6 Intensità Radiante Relativa vs. Spostamento Angolare

Questo grafico polare illustra l'angolo di visione o il pattern di emissione. Il semiangolo tipico è di 20 gradi, il che significa che l'intensità scende al 50% del valore sull'asse a ±20 gradi dal centro. Questo definisce l'ampiezza del fascio del LED ed è critico per allinearlo con un ricevitore o sensore.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo è alloggiato in un package standard per LED rotondo da 5mm. Le dimensioni chiave includono il diametro totale (5.0mm), l'interasse dei terminali (2.54mm) e il diametro dei terminali. Un disegno dimensionale dettagliato è fornito nella scheda tecnica per una progettazione precisa dell'impronta sul PCB. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0.25mm.

5.2 Identificazione della Polarità

Il LED presenta un lato piatto sul bordo del package, che tipicamente indica il terminale catodo (negativo). Il terminale più lungo è solitamente l'anodo (positivo). La polarità corretta deve essere osservata durante l'installazione.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Formatura dei Terminali

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico.
• Eseguire la formatura dei terminaliprima soldering.
• Evitare di sollecitare il package durante la piegatura.
• Tagliare i terminali a temperatura ambiente.
• Assicurarsi che i fori del PCB siano perfettamente allineati con i terminali del LED per evitare stress di montaggio.

6.2 Parametri di Saldatura

Saldatura Manuale:Temperatura punta saldatore: Max. 300°C (Max. 30W). Tempo di saldatura: Max. 3 sec. Mantenere una distanza minima di 3mm tra il giunto di saldatura e il bulbo in epossidico.
Saldatura a Onda/Per Immersione:Temperatura di preriscaldamento: Max. 100°C (Max. 60 sec). Temperatura bagno di saldatura: Max. 260°C, tempo: Max. 5 sec. Distanza dal giunto al bulbo: Min. 3mm.
Regole Generali:Evitare stress sui terminali ad alta temperatura. Non saldare più di una volta. Proteggere il LED dagli urti durante il raffreddamento. Evitare processi di raffreddamento rapido.

6.3 Pulizia

Se necessario, pulire solo con alcol isopropilico a temperatura ambiente per non più di un minuto. Non utilizzare la pulizia a ultrasuoni, poiché può danneggiare la struttura interna. Se la pulizia a ultrasuoni è inevitabile, è richiesta estrema cautela riguardo alla potenza e alle condizioni di assemblaggio.

6.4 Condizioni di Stoccaggio

Conservare a 30°C o meno e al 70% di Umidità Relativa o meno. La durata di conservazione consigliata dopo la spedizione è di 3 mesi. Per una conservazione più lunga (fino a un anno), utilizzare un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e materiale assorbente di umidità. Evitare transizioni rapide di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche dell'Etichetta

L'etichetta del prodotto include diversi codici: CPN (Numero Prodotto Cliente), P/N (Numero Prodotto), QTY (Quantità di Imballo), CAT (Classe Intensità Luminosa/Bin), HUE (Classe Lunghezza d'Onda Dominante), REF (Classe Tensione Diretta), LOT No. (Numero di Lotto) e un codice data (Mese).

7.2 Quantità di Imballo

• Da 200 a 500 pezzi per sacchetto.
• 5 sacchetti per scatola interna.
• 10 scatole interne per scatola master (esterna).

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Circuiti Applicativi Tipici

Per il funzionamento di base, il LED deve essere pilotato con una resistenza limitatrice di corrente in serie. Il valore della resistenza (R) può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Valimentazione - VF) / IF, dove VF è la tensione diretta dalla scheda tecnica (usare il valore massimo per sicurezza) e IF è la corrente diretta desiderata (es. 20mA). Per il funzionamento impulsato per portata maggiore (es. nei telecomandi), si può utilizzare un interruttore a transistor pilotato da un microcontrollore per fornire l'alta corrente di picco (fino a 1A con il duty cycle specificato).

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Allineamento Ottico:Utilizzare l'angolo di visione di 20 gradi per allineare correttamente il LED con il campo visivo del ricevitore.
• Pilotaggio in Corrente:Utilizzare sempre una corrente costante o una resistenza limitatrice. Collegare direttamente a una sorgente di tensione distruggerà il LED.
• Gestione Termica:Assicurarsi che il PCB e l'ambiente consentano un'adeguata dissipazione del calore, specialmente se si opera vicino ai valori massimi.
• Abbinamento con il Ricevitore:Scegliere un fotodetettore o modulo ricevitore la cui sensibilità di picco sia allineata con l'emissione a 875nm di questo LED.
• Immunità alla Luce Ambiente:Per sistemi utilizzati in ambienti con luce variabile, considerare di modulare il segnale IR e utilizzare un ricevitore con una frequenza di modulazione corrispondente per respingere il rumore ambientale.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il SIR333-A si differenzia grazie alla combinazione dialta intensità radiante(fino a 90 mW/sr impulsata) e unangolo di visione relativamente stretto di 20 gradi. Ciò lo rende particolarmente adatto per applicazioni che richiedono fasci IR direzionali e ad alta potenza, come telecomandi a lunga portata o applicazioni sensoriali specifiche. La sua conformità agli standard ambientali moderni (RoHS, REACH, Halogen-Free) è anche un vantaggio chiave per i prodotti destinati ai mercati globali. La disponibilità in bin di intensità consente l'ottimizzazione dei costi in base alle esigenze di prestazione.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Qual è la differenza tra i valori di corrente diretta continua e impulsata?

La corrente diretta continua (100mA) è la massima corrente che il LED può sopportare indefinitamente a 25°C. La corrente diretta di picco (1.0A) è una corrente molto più alta che può tollerare solo per impulsi molto brevi (≤100μs) con un duty cycle molto basso (≤1%). Ciò consente brevi lampi di luce ad alta intensità per la trasmissione a lunga distanza senza surriscaldamento.

10.2 Come seleziono la corretta resistenza limitatrice di corrente?

Utilizzare la formula R = (Valimentazione - VF) / IF. Per un'alimentazione di 5V e un pilotaggio a 20mA, utilizzando la VF massima di 1.65V: R = (5 - 1.65) / 0.02 = 167.5 Ohm. Una resistenza standard da 180 Ohm o 150 Ohm sarebbe una scelta sicura. Calcolare sempre utilizzando la VF massima per garantire che la corrente non superi il limite desiderato.

10.3 Posso utilizzare questo LED per la trasmissione dati?

Sì, il suo chip in materiale GaAlAs veloce gli consente di essere modulato ad alte velocità, adatto per collegamenti dati IR. L'alta intensità radiante supporta anche distanze di collegamento maggiori. Il progetto deve utilizzare circuiti di pilotaggio appropriati per raggiungere la velocità di modulazione richiesta.

10.4 Perché le condizioni di stoccaggio sono importanti?

Il package in epossidico può assorbire umidità dall'aria. Durante il processo di saldatura ad alta temperatura, questa umidità intrappolata può espandersi rapidamente, causando crepe interne o delaminazione ("popcorning"), che può portare a guasti immediati o latenti. Una corretta conservazione minimizza questo rischio.

11. Progettazione Pratica e Caso d'Uso

11.1 Caso di Studio: Telecomando IR a Lunga Portata

Obiettivo:Progettare un telecomando che funzioni in modo affidabile fino a 15 metri in un tipico ambiente salotto.
Soluzione:Utilizzare il SIR333-A pilotato in modalità impulsata. Un microcontrollore genera un segnale portante a 38kHz modulato con i dati di comando. Un interruttore a transistor pilota il LED con impulsi alla corrente di picco di 1A (con duty cycle ≤1%). Questo output impulsato ad alta intensità fornisce la forza del segnale necessaria per la maggiore portata. Il modulo ricevitore sulla TV è sintonizzato a 38kHz, fornendo un'eccellente reiezione della luce ambiente e del rumore.

12. Introduzione al Principio

Un Diodo Emettitore di Luce Infrarossa (IR LED) è un diodo a giunzione p-n semiconduttore che emette luce infrarossa non visibile quando è polarizzato elettricamente in direzione diretta. Gli elettroni si ricombinano con le lacune all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda della luce emessa è determinata dal bandgap energetico del materiale semiconduttore. Il SIR333-A utilizza Arseniuro di Gallio e Alluminio (GaAlAs), che fornisce un'emissione efficiente nello spettro del vicino infrarosso attorno a 875nm.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza generale nella tecnologia degli IR LED è versomaggiore efficienza(più output radiante per watt elettrico in ingresso),maggiore densità di potenzaper applicazioni a più lunga portata, edimensioni del package più piccoleper l'integrazione in dispositivi compatti. C'è anche un focus sullo sviluppo di LED con picchi di lunghezza d'onda specifici e stretti per applicazioni di rilevamento avanzate (come il rilevamento di gas) e sul miglioramento della velocità di modulazione per la comunicazione ottica ad alta larghezza di banda (Li-Fi). La spinta verso la sostenibilità ambientale continua a promuovere un'adozione più ampia degli standard di produzione senza alogeni e altri standard ecologici.