Lembaran Data Pemancar dan Pengesan Inframerah LTE-1252 - Panjang Gelombang 940nm - Arus Kehadapan 100mA - Voltan Kehadapan Tipikal 1.53V - Pakej 5.0x3.8x3.5mm - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTE-1252 ialah komponen pemancar inframerah (IR) diskret yang direka untuk pelbagai aplikasi optoelektronik. Ia beroperasi pada panjang gelombang pancaran puncak 940nm, menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam persekitaran di mana cahaya nampak tidak diingini. Peranti ini dibina dengan pakej plastik lutsinar yang jelas, menawarkan sudut pandangan yang luas dan dicirikan oleh keamatan sinaran yang tinggi serta kesesuaian untuk operasi arus tinggi dan voltan kehadapan rendah.

1.1 Ciri-ciri Utama

• Pembinaan bebas plumbum (Pb) dan mematuhi piawaian RoHS.
• Dioptimumkan untuk operasi arus tinggi dan voltan kehadapan rendah.
• Pakej plastik mini hujung-melihat kos rendah.
• Sudut pandangan luas untuk liputan yang meluas.
• Output keamatan sinaran yang tinggi.
• Pakej lutsinar yang jelas.

1.2 Aplikasi Sasaran

• Pemancar inframerah untuk unit kawalan jauh.
• Sistem sensor untuk pengesanan jarak atau objek.
• Pencahayaan penglihatan malam dalam sistem keselamatan.
• Pautan penghantaran data tanpa wayar IR.
• Sistem penggera keselamatan.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif yang terperinci mengenai parameter elektrik dan optik utama yang ditetapkan untuk pemancar IR LTE-1252.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau melebihi had ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa (Pd):150 mW. Ini ialah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh peranti sebagai haba pada suhu ambien (TA) 25°C. Melebihi had ini berisiko menyebabkan kerosakan terma.
• Arus Kehadapan Puncak (IFP):1 A. Ini ialah arus berdenyut maksimum yang dibenarkan di bawah keadaan tertentu (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10μs). Ia jauh lebih tinggi daripada penarafan arus berterusan, membenarkan letusan intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Kehadapan Berterusan (IF):100 mA. Arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan tanpa merosakkan peranti.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Voltan maksimum yang boleh digunakan dalam arah songsang. Lembaran data secara jelas menyatakan keadaan ini hanya untuk ujian, dan peranti tidak direka untuk operasi songsang.
• Julat Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti ditetapkan untuk beroperasi.
• Julat Suhu Penyimpanan (Tstg):-55°C hingga +100°C. Julat suhu untuk penyimpanan tanpa operasi.
• Suhu Pateri Kaki:260°C selama 5 saat, diukur 2.0mm dari badan. Ini menentukan had profil terma pateri tangan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini ialah parameter prestasi tipikal dan terjamin yang diukur pada TA=25°C dan di bawah keadaan ujian yang ditetapkan.

• Keamatan Sinaran (Ie):40 mW/sr (Min), 70 mW/sr (Tip) pada IF=100mA, θ=0°. Ini mengukur kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal di sepanjang paksi pusat, menunjukkan kecerahan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λPuncak):940 nm (Tip) pada IF=100mA. Panjang gelombang di mana kuasa optik yang dipancarkan adalah maksimum.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):54 nm (Tip) pada IF=100mA. Parameter ini menentukan lebar jalur spektrum; nilai 54nm menunjukkan cahaya yang dipancarkan bukan monokromatik tetapi merangkumi julat panjang gelombang sekitar puncak.
• Voltan Kehadapan (VF):1.30V (Min), 1.53V (Tip), 1.83V (Maks) pada IF=100mA. Susutan voltan merentasi peranti apabila mengalirkan arus kehadapan yang ditetapkan. VF yang lebih rendah secara amnya membawa kepada kecekapan yang lebih tinggi.
• Arus Songsang (IR):100 μA (Maks) pada VR=5V. Arus bocor kecil yang mengalir apabila voltan songsang yang ditetapkan dikenakan.
• Sudut Nilai (θ0.5):40° (Tip). Sudut pandangan di mana keamatan sinaran jatuh kepada separuh daripada nilainya pada 0°. Sudut 40° memberikan corak pancaran yang agak luas.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung ciri tipikal memberikan pandangan visual tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

3.1 Taburan Spektrum (Rajah 1)

Lengkung menunjukkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang. Ia mengesahkan puncak pada 940nm dan separuh lebar spektrum, menggambarkan bahawa pemancar mengeluarkan cahaya inframerah terutamanya dalam julat 880nm hingga 1000nm.

3.2 Arus Kehadapan vs. Suhu Ambien (Rajah 2)

Graf ini menggambarkan penurunan arus kehadapan maksimum yang dibenarkan apabila suhu ambien meningkat. Ia amat penting untuk reka bentuk pengurusan haba bagi memastikan peranti beroperasi dalam kawasan operasi selamatnya (SOA).

3.3 Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan (Rajah 3)

Lengkung IV menunjukkan hubungan eksponen antara arus dan voltan, tipikal untuk diod. Lengkung ini membolehkan pereka menentukan voltan pemacu yang diperlukan untuk arus operasi yang dikehendaki.

3.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Suhu Ambien (Rajah 4) & vs. Arus Kehadapan (Rajah 5)

Rajah 4 menunjukkan bagaimana output optik berkurangan dengan peningkatan suhu untuk arus tetap. Rajah 5 menunjukkan peningkatan output yang hampir linear dengan peningkatan arus kehadapan, menonjolkan sifat LED yang dikawal arus.

3.5 Gambarajah Sinaran (Rajah 6)

Plot kutub ini mewakili secara visual taburan ruang cahaya yang dipancarkan, mengesahkan sudut separuh nilai 40° dan menunjukkan corak keamatan, yang penting untuk menyelaraskan pemancar dengan pengesan.

4. Maklumat Mekanikal & Pakej

4.1 Dimensi Luaran

Peranti menggunakan pakej lubang tembus dengan dimensi utama berikut (dalam mm, nominal):

• Panjang Keseluruhan: 24.0 MIN
• Lebar Badan: 5.0 ±0.3
• Tinggi Badan: 3.8 ±0.3
• Diameter/Tinggi Kanta: 3.5 ±0.3
• Jarak Kaki: 2.54 NOM (pic piawai 0.1\")
• Diameter Kaki: 0.5 (resin terkeluar di bawah flen maks)

Pengenalpastian Kutub:Kaki yang lebih panjang ialah anod (+), dan kaki yang lebih pendek ialah katod (-). Gambarajah juga menunjukkan sisi rata pada kanta, yang mungkin berfungsi sebagai penanda visual tambahan.

4.2 Nota Kritikal

• Toleransi ialah ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Jarak kaki diukur di mana kaki keluar dari badan pakej.
• Tapak pembuatan ditunjukkan.

5. Garis Panduan Pemasangan, Pateri & Pengendalian

5.1 Pembentukan Kaki & Pemasangan PCB

• Bengkokkan kaki pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED.
• Jangan gunakan pangkal pakej sebagai fulkrum semasa membengkok.
• Lakukan pembentukan kaki sebelum memateri, pada suhu normal.
• Gunakan daya cengkaman minimum semasa pemasangan PCB untuk mengelakkan tekanan mekanikal.

5.2 Proses Pateri

Pateri Tangan (Besi):

• Suhu: 350°C Maks.
• Masa: 3 saat Maks. (sekali sahaja).
• Kedudukan: Tidak lebih dekat daripada 2mm dari pangkal kanta epoksi.

Pateri Gelombang:

• Pra-panas: 100°C Maks. selama 60 saat Maks.
• Gelombang Pateri: 260°C Maks.
• Masa Pateri: 5 saat Maks.
• Kedudukan Celup: Tidak lebih rendah daripada 2mm dari pangkal kanta epoksi.

Amaran Kritikal:Suhu atau masa yang berlebihan boleh mengubah bentuk kanta atau menyebabkan kegagalan katastrofik. Pateri semula IR TIDAK sesuai untuk jenis pakej lubang tembus ini.

5.3 Penyimpanan & Pembersihan

• Penyimpanan:Jangan melebihi 30°C atau 70% kelembapan relatif. Gunakan dalam tempoh 3 bulan jika dikeluarkan dari pembungkusan asal. Untuk penyimpanan lanjutan, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering atau persekitaran nitrogen.
• Pembersihan:Gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol jika perlu.

6. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

6.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED ialah peranti yang dikendalikan arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila memacu berbilang LED secara selari, adalahsangat disyorkanuntuk menggunakan perintang had arus individu secara bersiri dengan setiap LED (Model Litar A). Menggunakan satu perintang untuk berbilang LED selari (Model Litar B) tidak digalakkan kerana variasi dalam voltan kehadapan (ciri-ciri I-V) peranti individu, yang akan membawa kepada pengagihan arus tidak sekata dan seterusnya kecerahan tidak sekata.

6.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Peranti ini terdedah kepada kerosakan daripada elektrik statik. Langkah pencegahan termasuk:

• Menggunakan gelang pergelangan tangan konduktif atau sarung tangan anti-statik.
• Memastikan semua peralatan, stesen kerja, dan rak penyimpanan dibumikan dengan betul.
• Menggunakan penghembus ion untuk meneutralkan cas statik pada kanta plastik.
• Mengekalkan kakitangan yang diperakui ESD dan kawasan kerja selamat statik (permukaan <100V).

6.3 Skop Aplikasi & Kebolehpercayaan

Peranti ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa (pejabat, komunikasi, isi rumah). Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (penerbangan, perubatan, sistem keselamatan), perundingan dan kelayakan khusus diperlukan sebelum digunakan.

7. Prinsip & Trend Teknikal

7.1 Prinsip Operasi

LTE-1252 ialah Diod Pancaran Inframerah (IRED). Apabila voltan kehadapan melebihi ambangnya dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor (mungkin berdasarkan bahan GaAs atau AlGaAs), membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi bahan khusus dan struktur peranti direkayasa untuk menghasilkan foton terutamanya dalam julat inframerah 940nm, yang tidak kelihatan oleh mata manusia tetapi mudah dikesan oleh fotodiod silikon dan banyak sensor kamera.

7.2 Konteks & Trend Industri

Komponen IR diskret seperti LTE-1252 kekal sebagai blok binaan asas dalam optoelektronik. Trend utama yang mempengaruhi sektor ini termasuk permintaan berterusan untuk pengecilan, kecekapan lebih tinggi (lebih banyak keamatan sinaran per mA), dan integrasi lebih ketat dengan IC penderia. Terdapat juga penekanan yang semakin meningkat pada peranti yang mematuhi peraturan alam sekitar (RoHS, bebas plumbum). Panjang gelombang 940nm amat popular kerana ia menawarkan keseimbangan yang baik antara kepekaan pengesan silikon dan keterlihatan lebih rendah berbanding sumber 850nm, menjadikannya sesuai untuk pencahayaan tersembunyi dalam aplikasi keselamatan dan pengguna seperti kawalan jauh.

8. Soalan Lazim (FAQ)

8.1 Bolehkah saya memacu LED IR ini terus dari pin mikropengawal?

Tidak. Pin GPIO mikropengawal biasanya tidak boleh membekalkan 100mA secara berterusan. Anda mesti menggunakan transistor (contohnya, NPN BJT atau MOSFET saluran-N) sebagai suis, dikawal oleh GPIO, untuk membekalkan arus yang diperlukan dari bekalan kuasa. Perintang had arus bersiri masih diperlukan dalam laluan LED.

8.2 Bagaimana saya mengira nilai perintang bersiri?

Gunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Sebagai contoh, dengan bekalan Vcc=5V, VF tipikal=1.53V pada 100mA, perintang akan menjadi R = (5 - 1.53) / 0.1 = 34.7 Ohm. Gunakan nilai piawai terdekat (contohnya, 33 atau 39 Ohm) dan semak penarafan kuasa: P = (IF)^2 * R = (0.1)^2 * 34.7 ≈ 0.347W, jadi perintang 0.5W atau lebih tinggi disyorkan.

8.3 Mengapakah penarafan voltan songsang hanya 5V, dan apa yang berlaku jika saya melebihinya?

LED IR tidak direka untuk menyekat voltan songsang yang ketara. Melebihi penarafan 5V boleh menyebabkan peningkatan mendadak dalam arus songsang, membawa kepada pecah longsoran dan kerosakan kekal pada simpang semikonduktor. Sentiasa pastikan kekutuban yang betul dalam litar anda. Untuk perlindungan dua hala dalam situasi AC atau kekutuban tidak pasti, diod perlindungan luaran harus digunakan.

8.4 Lembaran data menyebut "sudut nilai" 40°. Bagaimanakah ini mempengaruhi reka bentuk saya?

Sudut separuh nilai 40° bermaksud keamatan cahaya yang dipancarkan paling kuat di tengah dan jatuh kepada 50% pada ±20° dari paksi pusat. Apabila menyelaraskan pemancar dengan pengesan (seperti fototransistor), anda mesti memastikan pengesan berada dalam kon sinaran berkesan ini. Untuk liputan yang lebih luas, anda mungkin memerlukan berbilang pemancar atau penyebar. Sebaliknya, untuk pancaran terarah jarak jauh, kanta boleh ditambah untuk mengkolimatkan cahaya.

9. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

9.1 Pengesan Objek Mudah / Sensor Pancaran Putus

Senario:Mengesan apabila objek melalui antara pemancar IR dan pengesan.

Pelaksanaan:

1. Bahagian Pemancar:Pacu LTE-1252 dengan arus malar 50-100mA menggunakan litar seperti yang diterangkan dalam bahagian 6.1. Untuk operasi bateri, pertimbangkan untuk mendenyutkan LED pada frekuensi tertentu (contohnya, 1kHz, kitar tugas 50%) untuk menjimatkan kuasa.
2. Bahagian Pengesan:Gunakan fototransistor atau fotodiod yang sepadan diselaraskan dengan pemancar. Letakkannya dalam kon sinaran 40° pemancar.
3. Penyelarasan Isyarat:Output pengesan akan tinggi apabila menerima cahaya IR dan jatuh apabila pancaran disekat. Gunakan pembanding atau input ADC mikropengawal untuk mendigitalkan isyarat ini. Jika pemancar didenyutkan, tambah penapis atau pengesanan segerak dalam perisian untuk menolak hingar cahaya ambien.

Pertimbangan Utama:Penjajaran adalah kritikal kerana sifat pancaran yang berarah. Cahaya matahari ambien atau sumber IR lain boleh menyebabkan gangguan, jadi teknik modulasi/penyahmodulasi sangat disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai. Pastikan perumahan menghalang cahaya sesat daripada terkena pengesan secara langsung tanpa melalui zon pengesanan.