Scheda Tecnica LTE-1252 Emettitore e Rivelatore IR - Lunghezza d'Onda 940nm - Corrente Diretta 100mA - Tensione Diretta Tipica 1.53V - Package 5.0x3.8x3.5mm - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTE-1252 è un componente emettitore a infrarossi (IR) discreto, progettato per un'ampia gamma di applicazioni optoelettroniche. Opera a una lunghezza d'onda di picco di emissione di 940nm, rendendolo adatto per l'uso in ambienti dove la luce visibile è indesiderata. Il dispositivo è costruito con un package in plastica trasparente, offre un ampio angolo di visione ed è caratterizzato da un'elevata intensità radiante e idoneità per un funzionamento ad alta corrente e bassa tensione diretta.

1.1 Caratteristiche Principali

• Costruzione senza piombo (Pb) e conforme alla direttiva RoHS.
• Ottimizzato per funzionamento ad alta corrente e bassa tensione diretta.
• Package plastico miniaturizzato a basso costo con visione frontale.
• Ampio angolo di visione per una copertura estesa.
• Elevata intensità radiante in uscita.
• Package trasparente.

1.2 Applicazioni Target

• Emettitori a infrarossi per telecomandi.
• Sistemi di sensori per rilevamento di prossimità o oggetti.
• Illuminazione per visione notturna in sistemi di sicurezza.
• Collegamenti per trasmissione dati wireless IR.
• Sistemi di allarme sicurezza.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici e ottici specificati per l'emettitore IR LTE-1252.

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.

• Dissipazione di Potenza (Pd):150 mW. Questa è la massima potenza che il dispositivo può dissipare come calore a una temperatura ambiente (TA) di 25°C. Superare questo limite rischia danni termici.
• Corrente Diretta di Picco (IFP):1 A. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile in condizioni specifiche (300 impulsi al secondo, larghezza impulso 10μs). È significativamente superiore alla corrente continua nominale, consentendo brevi impulsi ad alta intensità.
• Corrente Diretta Continua (IF):100 mA. La massima corrente continua che può essere applicata in modo continuo senza danneggiare il dispositivo.
• Tensione Inversa (VR):5 V. La massima tensione che può essere applicata in direzione inversa. La scheda tecnica nota esplicitamente che questa condizione è solo per test, e il dispositivo non è progettato per funzionamento inverso.
• Intervallo di Temperatura Operativa (Topr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il dispositivo è specificato per operare.
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio (Tstg):-55°C a +100°C. L'intervallo di temperatura per lo stoccaggio non operativo.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per 5 secondi, misurata a 2.0mm dal corpo. Definisce il limite del profilo termico per saldatura manuale.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici e garantiti misurati a TA=25°C e in condizioni di test specificate.

• Intensità Radiante (Ie):40 mW/sr (Min), 70 mW/sr (Tip) a IF=100mA, θ=0°. Misura la potenza ottica emessa per unità di angolo solido lungo l'asse centrale, indicando la luminosità.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λPeak):940 nm (Tip) a IF=100mA. La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica emessa è massima.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):54 nm (Tip) a IF=100mA. Questo parametro definisce la larghezza di banda spettrale; un valore di 54nm indica che la luce emessa non è monocromatica ma copre un intervallo di lunghezze d'onda attorno al picco.
• Tensione Diretta (VF):1.30V (Min), 1.53V (Tip), 1.83V (Max) a IF=100mA. La caduta di tensione ai capi del dispositivo quando conduce la corrente diretta specificata. Una VF più bassa generalmente porta a una maggiore efficienza.
• Corrente Inversa (IR):100 μA (Max) a VR=5V. La piccola corrente di dispersione che scorre quando viene applicata la tensione inversa specificata.
• Angolo di Valore (θ0.5):40° (Tip). L'angolo di visione in cui l'intensità radiante scende alla metà del suo valore a 0°. Un angolo di 40° fornisce un pattern di emissione ragionevolmente ampio.

3. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche tipiche forniscono una visione visiva del comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

3.1 Distribuzione Spettrale (Fig.1)

La curva mostra l'intensità radiante relativa in funzione della lunghezza d'onda. Conferma il picco a 940nm e la larghezza a mezza altezza spettrale, illustrando che l'emettitore emette luce infrarossa principalmente nell'intervallo da 880nm a 1000nm.

3.2 Corrente Diretta vs. Temperatura Ambiente (Fig.2)

Questo grafico mostra la riduzione della massima corrente diretta ammissibile all'aumentare della temperatura ambiente. È cruciale per la progettazione della gestione termica per garantire che il dispositivo operi entro la sua area di funzionamento sicura (SOA).

3.3 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Fig.3)

La curva IV mostra la relazione esponenziale tra corrente e tensione, tipica di un diodo. La curva consente ai progettisti di determinare la tensione di pilotaggio richiesta per una corrente operativa desiderata.

3.4 Intensità Radiante Relativa vs. Temperatura Ambiente (Fig.4) & vs. Corrente Diretta (Fig.5)

La Figura 4 mostra come l'uscita ottica diminuisca con l'aumentare della temperatura per una corrente fissa. La Figura 5 mostra l'aumento quasi lineare dell'uscita con l'aumentare della corrente diretta, evidenziando la natura controllata in corrente dei LED.

3.5 Diagramma di Radiazione (Fig.6)

Questo grafico polare rappresenta visivamente la distribuzione spaziale della luce emessa, confermando l'angolo di mezzo valore di 40° e mostrando il pattern di intensità, importante per allineare l'emettitore con un rivelatore.

4. Informazioni Meccaniche & Package

4.1 Dimensioni di Contorno

Il dispositivo utilizza un package a foro passante con le seguenti dimensioni chiave (in mm, nominali):

• Lunghezza Totale: 24.0 MIN
• Larghezza Corpo: 5.0 ±0.3
• Altezza Corpo: 3.8 ±0.3
• Diametro/Altezza Lente: 3.5 ±0.3
• Distanza Terminali: 2.54 NOM (passo standard 0.1\")
• Diametro Terminali: 0.5 (resina sporgente sotto flangia max)

Identificazione Polarità:Il terminale più lungo è l'anodo (+), e quello più corto è il catodo (-). Il diagramma mostra anche un lato piatto sulla lente, che può servire come ulteriore marcatore visivo.

4.2 Note Critiche

• La tolleranza è ±0.25mm salvo diversa specificazione.
• La distanza dei terminali è misurata dove i terminali emergono dal corpo del package.
• Sono indicati i siti di produzione.

5. Linee Guida per Montaggio, Saldatura & Manipolazione

5.1 Formatura Terminali & Montaggio su PCB

• Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED.
• Non utilizzare la base del package come fulcro durante la piegatura.
• Eseguire la formatura dei terminali prima della saldatura, a temperatura ambiente.
• Utilizzare la forza minima di serraggio durante il montaggio su PCB per evitare stress meccanici.

5.2 Processo di Saldatura

Saldatura Manuale (Saldatore):

• Temperatura: 350°C Max.
• Tempo: 3 secondi Max. (una sola volta).
• Posizione: Non più vicino di 2mm dalla base della lente in epossidico.

Saldatura ad Onda:

• Pre-riscaldo: 100°C Max. per 60 secondi Max.
• Onda di Saldatura: 260°C Max.
• Tempo di Saldatura: 5 secondi Max.
• Posizione di Immersione: Non più basso di 2mm dalla base della lente in epossidico.

Avvertenza Critica:Temperatura o tempo eccessivi possono deformare la lente o causare guasti catastrofici. Il reflow IR NON è adatto per questo tipo di package a foro passante.

5.3 Stoccaggio & Pulizia

• Stoccaggio:Non superare i 30°C o il 70% di umidità relativa. Utilizzare entro 3 mesi se rimosso dalla confezione originale. Per stoccaggio prolungato, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto.
• Pulizia:Utilizzare solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico se necessario.

6. Considerazioni di Progettazione Applicativa

6.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

Un LED è un dispositivo controllato in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si pilotano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza limitatrice di corrente individuale in serie con ciascun LED (Modello Circuito A). L'uso di una singola resistenza per più LED in parallelo (Modello Circuito B) è sconsigliato a causa delle variazioni nella tensione diretta (caratteristiche I-V) dei singoli dispositivi, che porteranno a una distribuzione di corrente non uniforme e quindi a una luminosità disomogenea.

6.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il dispositivo è suscettibile ai danni da elettricità statica. Le misure preventive includono:

• Utilizzare braccialetti conduttivi o guanti antistatici.
• Assicurarsi che tutte le attrezzature, postazioni di lavoro e scaffali di stoccaggio siano correttamente messi a terra.
• Utilizzare soffiatori ionici per neutralizzare la carica statica sulla lente plastica.
• Mantenere personale certificato ESD e aree di lavoro static-safe (superfici <100V).

6.3 Ambito Applicativo & Affidabilità

Il dispositivo è destinato a equipaggiamenti elettronici ordinari (ufficio, comunicazioni, domestici). Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere a rischio la vita o la salute (aviazione, medicale, sistemi di sicurezza), è necessaria una consultazione e qualificazione specifica prima dell'uso.

7. Principi Tecnici & Tendenze

7.1 Principio di Funzionamento

Il LTE-1252 è un Diodo Emettitore a Infrarossi (IRED). Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua soglia, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore (probabilmente basata su materiale GaAs o AlGaAs), rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione del materiale e la struttura del dispositivo sono progettate per produrre fotoni principalmente nella gamma infrarossa di 940nm, invisibile all'occhio umano ma facilmente rilevabile da fotodiodi al silicio e molti sensori di fotocamera.

7.2 Contesto Industriale & Tendenze

Componenti IR discreti come il LTE-1252 rimangono elementi costitutivi fondamentali nell'optoelettronica. Le tendenze chiave che influenzano questo settore includono la continua domanda di miniaturizzazione, maggiore efficienza (più intensità radiante per mA) e integrazione più stretta con IC di sensing. C'è anche una crescente enfasi sui dispositivi conformi alle normative ambientali (RoHS, senza piombo). La lunghezza d'onda di 940nm è particolarmente popolare in quanto offre un buon equilibrio tra sensibilità del rivelatore al silicio e minore visibilità rispetto alle sorgenti a 850nm, rendendola ideale per l'illuminazione nascosta nella sicurezza e applicazioni consumer come i telecomandi.

8. Domande Frequenti (FAQ)

8.1 Posso pilotare questo LED IR direttamente da un pin di un microcontrollore?

No. Un pin GPIO di un microcontrollore tipicamente non può erogare 100mA in modo continuo. È necessario utilizzare un transistor (es. BJT NPN o MOSFET a canale N) come interruttore, controllato dal GPIO, per fornire la corrente necessaria dall'alimentatore. Una resistenza limitatrice di corrente in serie è comunque necessaria nel percorso del LED.

8.2 Come calcolo il valore della resistenza in serie?

Usa la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Ad esempio, con un'alimentazione Vcc=5V, una VF tipica=1.53V a 100mA, la resistenza sarebbe R = (5 - 1.53) / 0.1 = 34.7 Ohm. Usa il valore standard più vicino (es. 33 o 39 Ohm) e verifica la potenza nominale: P = (IF)^2 * R = (0.1)^2 * 34.7 ≈ 0.347W, quindi si consiglia una resistenza da 0.5W o superiore.

8.3 Perché la tensione inversa nominale è solo 5V, e cosa succede se la supero?

I LED IR non sono progettati per bloccare tensioni inverse significative. Superare il valore nominale di 5V può causare un improvviso aumento della corrente inversa, portando a una rottura per valanga e danni permanenti alla giunzione del semiconduttore. Assicurarsi sempre della polarità corretta nel proprio circuito. Per protezione bidirezionale in situazioni AC o con polarità incerta, dovrebbe essere utilizzato un diodo di protezione esterno.

8.4 La scheda tecnica menziona un \"angolo di valore\" di 40°. Come influisce sul mio progetto?

L'angolo di mezzo valore di 40° significa che l'intensità della luce emessa è massima al centro e scende al 50% a ±20° dall'asse centrale. Quando si allinea l'emettitore con un rivelatore (come un fototransistor), è necessario assicurarsi che il rivelatore sia all'interno di questo cono di radiazione efficace. Per una copertura più ampia, potrebbero essere necessari più emettitori o un diffusore. Al contrario, per fasci diretti a lungo raggio, può essere aggiunta una lente per collimare la luce.

9. Studio di Caso Pratico di Progettazione

9.1 Sensore Semplice di Rilevamento Oggetti / Interruzione Fascio

Scenario:Rilevare quando un oggetto passa tra un emettitore IR e un rivelatore.

Implementazione:

1. Lato Emettitore:Pilotare il LTE-1252 con una corrente costante di 50-100mA utilizzando un circuito come descritto nella sezione 6.1. Per funzionamento a batteria, considerare di pilotare il LED in impulsi a una frequenza specifica (es. 1kHz, ciclo di lavoro 50%) per risparmiare energia.
2. Lato Rivelatore:Utilizzare un fototransistor o fotodiodo corrispondente allineato con l'emettitore. Posizionarlo entro il cono di radiazione di 40° dell'emettitore.
3. Condizionamento del Segnale:L'uscita del rivelatore sarà alta quando riceve luce IR e scenderà quando il fascio è bloccato. Utilizzare un comparatore o un ingresso ADC di un microcontrollore per digitalizzare questo segnale. Se l'emettitore è impulsato, aggiungere un filtro o una rilevazione sincrona nel software per respingere il rumore della luce ambientale.

Considerazioni Chiave:L'allineamento è critico a causa della natura direzionale del fascio. La luce solare ambientale o altre sorgenti IR possono causare interferenze, quindi le tecniche di modulazione/demodulazione sono altamente raccomandate per un funzionamento affidabile. Assicurarsi che l'alloggiamento blocchi la luce parassita dal colpire direttamente il rivelatore senza passare attraverso la zona di rilevamento.