Spesifikasi LTE-R38386AS-S - Pemancar & Pengesan IR 850nm Kuasa Tinggi 3.6W - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk komponen inframerah (IR) diskret yang direka untuk aplikasi yang memerlukan sumber cahaya dan keupayaan penderiaan yang boleh dipercayai. Peranti ini menggabungkan pemancar dan pengesan inframerah, beroperasi pada panjang gelombang puncak 850 nanometer. Ia direka untuk aplikasi berprestasi tinggi yang memerlukan output yang teguh dan operasi yang konsisten.

Kelebihan teras komponen ini terletak pada gabungan pemancar inframerah kuasa tinggi dengan pengesan yang serasi dalam satu pakej. Integrasi ini memudahkan reka bentuk untuk aplikasi penderiaan pantulan atau jarak dekat. Pemancar dicirikan oleh keamatan sinaran tinggi dan sudut pandangan yang luas, manakala pengesan menyediakan sensitiviti yang diperlukan untuk penerimaan isyarat. Produk ini mematuhi peraturan alam sekitar, iaitu Produk RoHS dan Hijau.

Pasaran sasaran termasuk aplikasi dalam sistem kawalan jauh, penghantaran data tanpa wayar jarak dekat, sistem keselamatan dan penggera, dan pelbagai bentuk penderiaan elektronik industri atau pengguna di mana teknologi inframerah lebih disukai.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had-had ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan untuk prestasi jangka panjang yang boleh dipercayai.

• Pelesapan Kuasa (Pd):3.6 Watt. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dipancarkan oleh peranti sebagai haba pada suhu persekitaran (Ta) 25°C. Melebihi ini akan menyebabkan suhu simpang meningkat secara berlebihan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):5 Ampere. Ini adalah arus maksimum yang dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10μs). Ia jauh lebih tinggi daripada penarafan DC, memanfaatkan kapasiti haba sementara peranti.
• Arus Hadapan DC (I_F):1 Ampere. Arus hadapan berterusan maksimum yang boleh dikendalikan oleh pemancar.
• Voltan Songsang (V_R):5 Volt. Menggunakan voltan songsang yang lebih tinggi daripada ini boleh merosakkan simpang semikonduktor.
• Rintangan Terma (R_θJ):9 K/W. Parameter ini menunjukkan seberapa berkesan haba bergerak dari simpang semikonduktor ke persekitaran. Nilai yang lebih rendah menandakan penyingkiran haba yang lebih baik.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Julat suhu persekitaran di mana peranti ditetapkan untuk beroperasi dengan betul.
• Julat Suhu Penyimpanan:-55°C hingga +100°C.
• Keadaan Pateri Inframerah:Pakej boleh menahan suhu puncak reflow 260°C untuk maksimum 10 saat.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C) dan mewakili prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Sinaran (I_E):630 mW/sr (Tipikal) pada I_F=1A. Ini mengukur kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal di sepanjang paksi pusat, menunjukkan kecerahan sumber.
• Fluks Sinaran Jumlah (Φ_e):1340 mW (Tipikal) pada I_F=1A. Ini adalah jumlah kuasa optik yang dipancarkan ke semua arah.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):850 nm (Tipikal). Panjang gelombang di mana kuasa output optik adalah maksimum.
• Separuh Lebar Garis Spektrum (Δλ):50 nm (Tipikal). Lebar spektrum pancaran pada separuh keamatan maksimum, menunjukkan ketulenan spektrum.
• Voltan Hadapan (V_F):3.1 V (Tipikal), dengan julat 2.5V hingga 3.6V pada I_F=1A. Susut voltan merentasi peranti apabila mengalirkan arus yang ditentukan.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (Maksimum) pada V_R=5V. Arus bocor kecil apabila peranti dipincang songsang.
• Masa Naik/Jatuh (t_r/t_f):30 ns (Tipikal). Masa yang diperlukan untuk output optik naik dari 10% ke 90% nilai maksimumnya (atau jatuh dari 90% ke 10%). Ini menentukan kelajuan modulasi maksimum.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):90 darjah (Tipikal). Sudut penuh di mana keamatan sinaran adalah separuh nilai di pusat (0°). Sudut yang luas adalah bermanfaat untuk aplikasi liputan yang luas.

3. Analisis Keluk Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan beberapa keluk ciri yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

3.1 Taburan Spektrum

Keluk taburan spektrum menunjukkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang. Untuk peranti ini, puncaknya berpusat pada 850nm dengan separuh lebar tipikal 50nm. Ciri ini penting untuk dipadankan dengan sensitiviti spektrum pengesan berpasangan atau untuk memastikan keserasian dengan penapis optik dalam sistem.

3.2 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Keluk penurunan ini menggambarkan bagaimana arus hadapan DC maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Untuk mengelakkan melebihi suhu simpang maksimum, arus pemacu mesti dikurangkan apabila beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi. Keluk biasanya menunjukkan penurunan linear dari arus dinilai pada 25°C ke sifar pada suhu simpang maksimum.

3.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan

Keluk I-V menunjukkan hubungan eksponen antara arus hadapan dan voltan hadapan. V_Ftipikal 3.1V pada 1A adalah parameter utama untuk mereka bentuk litar pemacu dan mengira pelesapan kuasa (P_d= V_F* I_F).

3.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan dan Suhu

Keluk-keluk ini menunjukkan bagaimana kuasa output optik berubah dengan arus pemacu dan suhu persekitaran. Output biasanya meningkat secara linear dengan arus sehingga satu titik, tetapi kecekapan mungkin jatuh pada arus yang sangat tinggi disebabkan pemanasan. Output juga berkurangan apabila suhu meningkat disebabkan kecekapan kuantum dalaman yang berkurangan.

3.5 Gambarajah Sinaran

Corak sinaran kutub secara visual mewakili sudut pandangan. Gambarajah mengesahkan sudut separuh 90 darjah, menunjukkan keamatan relatif pada pelbagai sudut luar paksi. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk optik dan menyelaraskan pemancar dan pengesan dalam sistem.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Garis Besar

Peranti disediakan dalam pakej permukaan-pasang. Lukisan garis besar menentukan semua dimensi fizikal kritikal termasuk panjang, lebar, tinggi, jarak kaki, dan kedudukan tingkap optik. Toleransi biasanya ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Adalah penting untuk merujuk lukisan ini untuk reka bentuk tapak kaki PCB.

4.2 Dimensi Pad Pateri yang Dicadangkan

Corak tanah (tapak kaki) yang disyorkan untuk PCB disediakan. Ini termasuk saiz pad, bentuk, dan jarak untuk memastikan pembentukan sambungan pateri yang boleh dipercayai semasa pateri reflow dan menyediakan kekuatan mekanikal yang mencukupi. Mengikuti cadangan ini membantu mencegah "tombstoning" dan sambungan pateri yang lemah.

4.3 Pengenalpastian Polarity

Katod ditanda dengan jelas dalam lukisan pakej. Polarity yang betul mesti dipatuhi semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan peranti. Pembungkusan pita dan gegelung yang disediakan juga mengekalkan orientasi yang konsisten untuk penempatan automatik.

5. Panduan Pateri dan Pemasangan

5.1 Keadaan Penyimpanan

Peranti sensitif kepada kelembapan. Pakej yang belum dibuka harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% RH, dengan tempoh penggunaan yang disyorkan dalam satu tahun. Setelah beg kalis lembap dibuka, komponen harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Jika terdedah kepada udara ambien selama lebih dari satu minggu, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam diperlukan sebelum pateri untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa reflow.

5.2 Profil Pateri Reflow

Profil reflow yang mematuhi JEDEC adalah disyorkan. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150–200°C untuk maksimum 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:260°C maksimum. Masa di atas 260°C harus diminimumkan.
• Masa di Puncak:10 saat maksimum. Peranti boleh menahan profil ini maksimum dua kali.

Profil khusus mesti dicirikan untuk reka bentuk PCB sebenar, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan.

5.3 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, suhu hujung besi pateri tidak boleh melebihi 300°C, dan masa sentuhan harus dihadkan kepada 3 saat setiap sambungan. Ini harus dilakukan hanya sekali.

5.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol harus digunakan. Pembersih kimia yang keras atau agresif harus dielakkan.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung 7 inci. Setiap gegelung mengandungi 600 keping. Pembungkusan mematuhi piawaian ANSI/EIA 481-1-A-1994. Pita mempunyai penutup meterai untuk melindungi komponen, dan spesifikasi membenarkan maksimum dua komponen hilang berturut-turut dalam gegelung.

6.2 Nombor Bahagian

Nombor bahagian asas ialah LTE-R38386AS-S. Nombor ini harus digunakan untuk pesanan dan pengenalan.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Litar Aplikasi Biasa

Peranti ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa. Untuk memacu pemancar, ia adalah peranti beroperasi arus.Model Litar (A)sangat disyorkan: perintang had arus harus diletakkan secara bersiri dengan setiap LED apabila berbilang peranti disambung secara selari. Ini memastikan keseragaman keamatan dengan mengimbangi variasi semula jadi dalam voltan hadapan (V_F) antara LED individu.Model Litar (B), di mana LED disambung secara selari secara langsung tanpa perintang individu, tidak digalakkan kerana ia boleh membawa kepada ketidakpadanan kecerahan yang ketara dan potensi perebutan arus oleh LED dengan V_F.

terendah.

• 7.2 Pertimbangan Reka BentukPengurusan Haba:
• Dengan pelesapan kuasa sehingga 3.6W, reka bentuk terma yang betul pada PCB adalah penting. Gunakan kawasan kuprum yang mencukupi (pad terma) yang disambungkan ke kaki peranti untuk mengalirkan haba dari simpang.Pemilihan Arus Pemacu:
• Pilih arus operasi berdasarkan keamatan sinaran yang diperlukan dan penurunan terma untuk suhu persekitaran maksimum aplikasi. Jangan melebihi arus DC maksimum mutlak 1A.Penjajaran Optik:
• Untuk aplikasi penderiaan pantulan menggunakan kedua-dua pemancar dan pengesan, reka bentuk mekanikal yang teliti diperlukan untuk menjajarkan medan pandangan pengesan dengan kawasan yang diterangi oleh pemancar.Bunyi Elektrik:

Untuk bahagian pengesan, pertimbangkan potensi bunyi cahaya ambien. Spesifikasi menyebut bahawa fotodiod/transistor boleh disediakan dengan penapis untuk tujuan ini, walaupun tidak dinyatakan sama ada pengesan khusus ini termasuk satu.

7.3 Batasan Aplikasi

Peranti ini tidak direka untuk aplikasi di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan, seperti penerbangan, kawalan pengangkutan, perubatan, atau sistem keselamatan kritikal. Untuk aplikasi sedemikian, perundingan dengan pengilang diperlukan sebelum reka bentuk.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

• Walaupun perbandingan langsung dengan nombor bahagian lain tidak disediakan dalam spesifikasi ini, ciri pembezaan utama komponen ini boleh disimpulkan:Penyelesaian Bersepadu:
• Menggabungkan pemancar dan pengesan, mengurangkan bilangan bahagian dan memudahkan penjajaran optik berbanding dengan mendapatkan komponen berasingan.Kuasa Tinggi:
• Keamatan sinaran 630 mW/sr dan penarafan pelesapan kuasa 3.6W menunjukkan peranti output tinggi yang sesuai untuk aplikasi yang memerlukan jarak lebih jauh atau isyarat lebih kuat.Kelajuan Tinggi:
• Masa naik/jatuh 30 ns membolehkan modulasi frekuensi tinggi untuk penghantaran data pantas atau operasi berdenyut.Sudut Pandangan Luas:

Sudut separuh 90 darjah menyediakan liputan luas, berguna dalam penderiaan jarak dekat atau aplikasi di mana penjajaran kurang kritikal.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 1A secara berterusan?

J: Ya, tetapi hanya jika suhu persekitaran adalah 25°C atau lebih rendah, dan anda telah melaksanakan penyingkiran haba yang mencukupi untuk mengekalkan suhu simpang dalam had. Pada suhu persekitaran yang lebih tinggi, arus mesti diturunkan mengikut keluk yang disediakan.

S: Apakah perbezaan antara Keamatan Sinaran dan Fluks Sinaran Jumlah?

J: Keamatan Sinaran (mW/sr) mengukur kuasa per sudut pepejal dalam arah tertentu (biasanya pada paksi). Fluks Sinaran Jumlah (mW) mengukur jumlah kuasa optik yang dipancarkan ke semua arah. Yang pertama adalah relevan untuk aplikasi fokus, yang kedua untuk jumlah output cahaya.

S: Mengapakah perintang bersiri diperlukan untuk setiap LED secara selari?_FJ: LED mempunyai pekali suhu negatif untuk V_Fdan variasi pembuatan. Tanpa perintang individu, LED dengan V

yang sedikit lebih rendah akan menarik arus yang tidak seimbang, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan potensi pelarian haba dalam peranti tersebut.

S: Bagaimanakah saya mentafsir keadaan pateri 260°C selama 10 saat?

J: Ini bermakna pakej peranti boleh bertahan pada suhu tinggi pateri reflow tanpa plumbum. Profil ketuhar anda harus direka supaya suhu badan komponen tidak melebihi 260°C, dan masa yang dihabiskan dalam beberapa darjah puncak itu adalah kurang daripada 10 saat.

10. Contoh Aplikasi Praktikal

Kes Reka Bentuk: Penderia Jarak Dekat untuk Pili Air Automatik

Dalam aplikasi ini, pemancar dan pengesan dipasang bersebelahan di belakang tingkap kalis air. Pemancar sentiasa menghantar pancaran inframerah 850nm. Apabila tangan diletakkan di bawah pili, cahaya inframerah memantul dari tangan kembali ke pengesan. Mikropengawal yang memantau output pengesan melihat peningkatan isyarat yang ketara, mencetuskan injap air untuk membuka.

1. Langkah Reka Bentuk:Litar Pemacu:

2. Gunakan Model Litar (A). Sumber arus malar atau sumber voltan dengan perintang bersiri menetapkan arus pemancar kepada, contohnya, 500mA untuk menyediakan isyarat kuat sambil kekal dalam had.Antara Muka Pengesan:

3. Pengesan foto (kemungkinan fototransistor dalam pakej ini) akan disambung dalam konfigurasi pemancar biasa dengan perintang tarik-naik. Voltan pada pengumpul akan jatuh apabila cahaya IR dikesan.Susun Atur PCB:

4. Ikuti susun atur pad yang dicadangkan. Sertakan tuangan kuprum yang luas yang disambungkan ke pin tanah peranti untuk penyingkiran haba. Jauhkan jejak penderiaan analog dari talian digital yang bising.Optik/Mekanikal:

5. Reka bentuk perumahan supaya kon 90 darjah pemancar dan medan pandangan pengesan bertindih dalam zon penderiaan yang dikehendaki (contohnya, 5-15cm dari kepala pili).Perisian:

Laksanakan penapisan dalam mikropengawal untuk membezakan isyarat pantulan dari bunyi IR ambien (contohnya, dari cahaya matahari atau pemanas).

11. Prinsip Operasi

Peranti ini mengandungi dua elemen utama:Pemancar Inframerah (IRED):

Ini biasanya diod semikonduktor Gallium Arsenida (GaAs) atau Aluminium Gallium Arsenida (AlGaAs). Apabila dipincang hadapan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi bahan (AlGaAs) direka untuk menghasilkan foton dengan panjang gelombang sekitar 850nm, yang berada dalam spektrum inframerah dekat, tidak kelihatan oleh mata manusia.Pengesan Inframerah:

Ini adalah fotodiod atau fototransistor yang diperbuat daripada silikon atau bahan semikonduktor lain yang sensitif kepada cahaya inframerah. Apabila foton dengan tenaga yang mencukupi menghentam kawasan aktif pengesan, ia menghasilkan pasangan elektron-lubang. Dalam fotodiod, ini mencipta arus foto berkadar dengan keamatan cahaya apabila dipincang songsang. Dalam fototransistor, arus foto bertindak sebagai arus asas, menyebabkan arus pengumpul yang jauh lebih besar mengalir, menyediakan gandaan dalaman.

12. Trend Teknologi

Komponen inframerah terus berkembang dalam beberapa arah yang berkaitan dengan kategori produk ini:Kecekapan Meningkat:

Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan dinding-soket (kuasa optik keluar / kuasa elektrik masuk) IRED, mengurangkan penjanaan haba dan penggunaan kuasa untuk output optik yang sama.Kelajuan Lebih Tinggi:

Permintaan untuk penghantaran data lebih pantas dalam elektronik pengguna (contohnya, protokol persatuan data IR) mendorong pembangunan peranti dengan masa naik/jatuh yang lebih pendek, membolehkan komunikasi lebar jalur yang lebih tinggi.Pengecilan:

Trend ke arah peranti elektronik yang lebih kecil mendorong komponen dalam tapak kaki pakej yang semakin kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi.Integrasi: