Lembaran Data LTE-C216R-14 Pemancar dan Pengesan IR - Pakej 1206 - Panjang Gelombang 850nm - Arus 60mA - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTE-C216R-14 ialah komponen pemancar dan pengesan inframerah (IR) pemasangan permukaan yang direka untuk integrasi ke dalam pemasangan elektronik moden. Fungsi utamanya adalah untuk memancarkan dan mengesan cahaya inframerah pada panjang gelombang puncak 850 nanometer, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi pengesanan, penghantaran data, dan pengesanan jarak dekat. Peranti ini dibungkus dalam pakej 1206 yang padat, iaitu tapak kaki piawai EIA, memastikan keserasian luas dengan proses pembuatan automatik dan susun atur PCB sedia ada.

Kelebihan teras komponen ini termasuk keserasiannya dengan peralatan penempatan automatik volum tinggi dan ketahanannya dalam proses pematerian alir semula inframerah piawai. Ini menjadikannya pilihan yang ideal untuk pengeluaran besar-besaran yang kos efektif. Tambahan pula, ia mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mengelaskannya sebagai produk hijau, yang semakin penting untuk akses pasaran global dan pematuhan alam sekitar.

Pasaran sasaran untuk peranti ini merangkumi elektronik pengguna, automasi perindustrian, peralatan komunikasi, dan mesin pejabat. Kebolehpercayaan dan pakej piawainya menjadikannya blok binaan serba boleh untuk pereka yang memerlukan penyelesaian IR yang boleh dipercayai.

2. Penerokaan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengendalikan mana-mana komponen elektronik melebihi penarafan maksimum mutlaknya boleh menyebabkan kerosakan kekal. Untuk LTE-C216R-14, had ini ditakrifkan pada suhu ambien (T_A) 25°C.

• Pelesapan Kuasa (P_D):100 mW. Ini ialah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan dengan selamat oleh peranti sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):800 mA. Ini ialah arus segera maksimum yang dibenarkan, biasanya ditentukan di bawah keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10 μs) untuk mengelakkan tekanan haba berlebihan semasa letupan pendek.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):60 mA. Ini ialah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan tanpa menjejaskan prestasi atau jangka hayat.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang lebih tinggi daripada ini boleh merosakkan simpang semikonduktor.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Peranti ini dijamin berfungsi dalam julat suhu persekitaran ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-55°C hingga +100°C. Komponen boleh disimpan tanpa kemerosotan dalam had ini.
• Keadaan Pematerian Inframerah:Tahan 260°C selama 10 saat. Ini mentakrifkan toleransinya untuk profil pematerian alir semula bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter prestasi utama diukur pada T_A=25°C di bawah keadaan ujian yang ditentukan, menyediakan penanda aras untuk pengiraan reka bentuk.

• Keamatan Sinaran (I_E):4 (Min) hingga 13 (Maks) mW/sr, dengan nilai tipikal disediakan. Diukur pada arus hadapan (I_F) 20 mA. Parameter ini mengkuantifikasi kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal (steradian).
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_Puncak):850 nm (Tipikal). Ini ialah panjang gelombang di mana pemancar mengeluarkan kuasa optik maksimumnya. Ia adalah parameter kritikal untuk dipadankan dengan kepekaan spektrum fotopengesan.
• Separuh Lebar Garis Spektrum (Δλ):50 nm (Tipikal). Ini menunjukkan lebar jalur cahaya yang dipancarkan, menunjukkan sejauh mana panjang gelombang merebak di sekitar puncak.
• Voltan Hadapan (V_F):1.6 V (Tipikal), 2.0 V (Maksimum) pada I_F= 50 mA. Ini ialah susutan voltan merentasi peranti semasa mengalirkan arus. Ia penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (Maksimum) pada V_R= 5V. Ini ialah arus bocor kecil yang mengalir apabila peranti dipincang songsang.
• Masa Naik/Turun (T_r/T_f):30 ns (Tipikal). Ini menentukan seberapa cepat output optik boleh hidup dan mati (diukur dari 10% hingga 90% output), menentukan kelajuan modulasi maksimum yang mungkin untuk penghantaran data.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):75 darjah (Tipikal). Ini ialah sudut penuh di mana keamatan sinaran turun kepada separuh daripada nilai maksimumnya (paksi). Sudut yang lebih luas memberikan liputan ruang yang lebih luas tetapi keamatan yang lebih rendah pada mana-mana titik tertentu.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada lengkung ciri elektrik dan optik tipikal. Walaupun graf khusus tidak diterbitkan semula dalam teks, tujuannya adalah untuk memberikan pandangan visual tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

Lengkung ini biasanya termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara arus hadapan dan voltan hadapan, yang tidak linear untuk LED. Ini membantu dalam menentukan rintangan dinamik dan voltan pemacu yang diperlukan untuk arus sasaran.
• Keamatan Sinaran vs. Arus Hadapan:Menggambarkan bagaimana kuasa output optik meningkat dengan arus pemacu. Ia umumnya linear dalam julat operasi tetapi mungkin tepu pada arus yang sangat tinggi.
• Panjang Gelombang Puncak vs. Suhu:Menunjukkan bagaimana panjang gelombang yang dipancarkan berubah dengan perubahan suhu simpang, yang penting untuk aplikasi sensitif suhu.
• Corak Sudut Pandangan:Plot kutub yang menunjukkan taburan ruang keamatan cahaya yang dipancarkan.

Jurutera menggunakan lengkung ini untuk mengoptimumkan reka bentuk mereka, memastikan peranti beroperasi di kawasan yang paling cekap dan boleh dipercayai, dan untuk meramalkan prestasi di bawah keadaan bukan piawai.

4. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

Komponen menggunakan tapak kaki pakej 1206 piawai. Lembaran data menyediakan lukisan mekanikal terperinci dengan semua dimensi kritikal dalam milimeter. Dimensi utama termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan ketinggian badan komponen, serta penempatan dan saiz pad paterian pada peranti itu sendiri. Toleransi untuk dimensi ini biasanya ±0.10 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pematuhan kepada dimensi ini adalah penting untuk reka bentuk corak tanah PCB dan pemasangan automatik yang berjaya.

4.2 Susunan Pad Paterian yang Dicadangkan

Tapak kaki pad paterian yang disyorkan untuk PCB disediakan. Susun atur ini direka untuk memastikan pembentukan sendi paterian yang boleh dipercayai semasa alir semula, mengurangkan masalah seperti "tombstoning" (komponen berdiri tegak) atau paterian yang tidak mencukupi. Mengikut dimensi pad yang disyorkan ini, yang biasanya sedikit lebih besar daripada terminal komponen untuk membolehkan pembentukan fillet paterian yang betul, adalah amalan terbaik untuk kebolehhasilan dan kebolehpercayaan jangka panjang.

4.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

Untuk pemasangan automatik, komponen dibekalkan dalam pita 8mm pada gegelung diameter 7 inci. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Spesifikasi pita dan gegelung mematuhi piawaian ANSI/EIA 481-1-A-1994, memastikan keserasian dengan mesin pick-and-place piawai. Nota menyatakan bahawa poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup dan maksimum dua komponen hilang berturut-turut ("lampu") dibenarkan setiap gegelung, yang merupakan jaminan kualiti piawai untuk pembungkusan pita-dan-gegelung.

5. Garis Panduan Pematerian & Pemasangan

5.1 Profil Pematerian Alir Semula

Peranti ini layak untuk proses pematerian alir semula inframerah (IR), khususnya yang menggunakan pateri bebas plumbum (Pb-free). Profil alir semula yang dicadangkan disediakan, dengan parameter utama termasuk peringkat pemanasan awal (150-200°C), suhu puncak maksimum 260°C, dan masa di atas likuidus (biasanya sekitar 217°C untuk pateri bebas plumbum) tidak melebihi 10 saat. Lembaran data menekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, komponen, pes pateri, dan ketuhar, dan mengesyorkan menggunakan profil piawai JEDEC sebagai asas sambil mematuhi spesifikasi pengeluar pes pateri.

5.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, ia harus dilakukan dengan suhu hujung besi pemateri tidak melebihi 300°C, dan masa sentuhan harus dihadkan kepada maksimum 3 saat. Ini harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej plastik dan die semikonduktor dalaman.

5.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya agen pembersih yang ditentukan harus digunakan. Lembaran data secara jelas memberi amaran terhadap penggunaan cecair kimia yang tidak ditentukan, yang boleh merosakkan bahan pakej. Kaedah pembersihan yang disyorkan termasuk merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu normal selama kurang daripada satu minit.

5.4 Penyimpanan & Pengendalian

Kepekaan kelembapan adalah faktor kritikal untuk peranti pemasangan permukaan. LED dihantar dalam beg penghalang kalis lembap dengan penyerap lembapan. Semasa dimeterai, ia harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% kelembapan relatif (RH) dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Setelah beg asal dibuka, persekitaran penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Komponen yang dikeluarkan dari beg tertutup sebaiknya dipateri alir semula dalam tempoh satu minggu. Untuk penyimpanan lebih lama di luar pembungkusan asal, ia mesti disimpan dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau dalam persekitaran nitrogen. Komponen yang disimpan selama lebih daripada seminggu di luar beg kering memerlukan prosedur pembakaran (lebih kurang 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam) untuk membuang kelembapan yang diserap sebelum pematerian untuk mengelakkan kerosakan "popcorning" semasa alir semula.

6. Cadangan Aplikasi

6.1 Senario Aplikasi Biasa

LTE-C216R-14 bertujuan untuk peralatan elektronik biasa. Aplikasi biasa termasuk:

• Pengesan Jarak Dekat:Mengesan kehadiran atau ketiadaan objek dengan memantulkan cahaya IRnya.
• Suis Optik:Mengganggu pancaran IR untuk mengesan pergerakan atau kedudukan.
• Penghantaran Data:Pautan data inframerah mudah (cth., alat kawalan jauh, komunikasi bersiri jarak dekat) dengan memodulatkan arus pemacu.
• Pengiraan Objek:Dalam talian automasi di mana objek memutuskan pancaran.
• Integrasi ke dalam peralatan pejabat, peranti komunikasi, dan perkakas rumah.

Lembaran data termasuk amaran penting: Untuk aplikasi di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (penerbangan, peranti perubatan, sistem keselamatan), perundingan dengan pengeluar diperlukan sebelum reka bentuk masuk.

6.2 Reka Bentuk Litar Pemacu

Prinsip asas untuk menggunakan LED diserlahkan: ia adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila memacu berbilang LED secara selari, lembaran data sangat mengesyorkan menggunakan perintang pembatas arus individu secara bersiri dengan setiap LED (Model Litar A). Ini mengimbangi variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (V_F) dari peranti ke peranti. Menyambungkan LED secara langsung secara selari tanpa perintang individu (Model Litar B) tidak digalakkan, kerana LED dengan V_Fyang sedikit lebih rendah akan menarik arus yang tidak seimbang, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan tekanan berlebihan berpotensi pada peranti tersebut.

7. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung sebelah menyebelah dengan nombor bahagian lain tidak disediakan dalam lembaran data berdiri sendiri ini, ciri pembezaan utama LTE-C216R-14 boleh disimpulkan:

• Tapak Kaki Piawai (1206/EIA):Menawarkan penggantian mudah dan kebiasaan reka bentuk berbanding pakej proprietari.
• Bebas Plumbum & Mematuhi RoHS:Memenuhi peraturan alam sekitar moden, yang mungkin tidak benar untuk komponen lama atau khusus.
• Mesra Automasi:Pembungkusan pita-dan-gegelungnya dan keserasian dengan proses pick-and-place dan alir semula menjadikannya sangat sesuai untuk pembuatan volum tinggi yang kos efektif.
• Prestasi Seimbang:Dengan sudut pandangan 75 darjah, panjang gelombang 850nm, dan kelajuan 30ns, ia menyediakan set ciri yang seimbang untuk aplikasi IR tujuan umum.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya memacu LED IR ini terus dari pin mikropengawal 5V?
J: Tidak. Voltan hadapan tipikal ialah 1.6V pada 50mA. Menyambungkannya terus ke pin 5V akan cuba memaksa arus yang sangat tinggi dan merosakkan melaluinya. Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus bersiri. Contohnya, untuk mencapai 20mA dari bekalan 5V: R = (5V - 1.6V) / 0.02A = 170Ω (gunakan perintang piawai 180Ω atau 150Ω).

S2: Apakah kadar data maksimum yang mungkin dengan pemancar ini?
J: Masa naik/turun 30 ns mencadangkan lebar jalur modulasi maksimum teori dalam lingkungan puluhan MHz. Walau bagaimanapun, kadar data praktikal untuk komunikasi yang boleh dipercayai adalah lebih rendah, selalunya dalam ratusan kbps hingga beberapa Mbps, bergantung pada litar pemacu, pengesan, dan hing persekitaran.

S3: Mengapakah keadaan penyimpanan selepas membuka beg begitu ketat (≤60% RH)?
J: Pakej plastik pemasangan permukaan boleh menyerap kelembapan dari udara. Semasa proses pematerian alir semula suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, mewujudkan tekanan dalaman yang boleh memecahkan pakej atau melapisi semula sambungan dalaman—kegagalan yang dikenali sebagai "popcorning." Keadaan penyimpanan yang ketat dan keperluan pembakaran adalah langkah pencegahan terhadap ini.

S4: Bagaimanakah saya mentafsir nilai Keamatan Sinaran (mW/sr)?
J: Ia mengukur ketumpatan kuasa optik. Nilai 10 mW/sr bermakna peranti memancarkan 10 miliwatt kuasa optik ke dalam kon ruang satu steradian ke arah yang ditujunya. Untuk mencari jumlah kuasa, anda akan mengintegrasikan keamatan ini ke atas keseluruhan sudut pandangan (75 darjah, atau ~1.84 sr).

9. Kajian Kes Reka Bentuk Masuk

Senario: Mereka bentuk pengesan kehadiran kertas untuk pencetak.
Matlamat:Mengesan apabila kertas berada dalam dulang suapan.
Pelaksanaan:Letakkan pemancar LTE-C216R-14 di satu sisi laluan kertas dan pengesan foto yang sepadan (atau gunakan bahagian pengesan komponen serupa) bertentangan secara langsung. Apabila kertas tiada, pancaran IR mencapai pengesan, menjana isyarat (cth., logik TINGGI). Apabila kertas hadir, ia menghalang pancaran, menyebabkan isyarat pengesan turun (logik RENDAH).
Pertimbangan Reka Bentuk:

• Tetapan Arus:Pacu pemancar pada 20mA menggunakan perintang bersiri untuk output yang konsisten dan jangka hayat panjang.
• Penjajaran:Sudut pandangan 75 darjah memberikan sedikit toleransi untuk ketidaksejajaran mekanikal.
• Kekebalan Cahaya Sekeliling:Oleh kerana ia menggunakan cahaya termodulat 850nm, sistem boleh dibuat tahan terhadap gangguan cahaya sekeliling dengan menambah litar modulasi/penyahmodulasi mudah atau menggunakan pengesan dengan penapis siang hari.
• Pematerian:Ikuti profil alir semula yang disyorkan untuk memastikan sambungan yang boleh dipercayai pada PCB tanpa merosakkan komponen.

10. Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya Inframerah (IR LED) beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam IR LED, jurang jalur semikonduktor direka supaya tenaga yang dibebaskan ini sepadan dengan foton dalam spektrum inframerah (sekitar 850nm untuk peranti ini). Foton yang dijana dipancarkan sebagai cahaya. Fungsi pengesan, jika terpakai dalam komponen berpasangan, berfungsi secara songsang: foton inframerah insiden dengan tenaga yang mencukupi mencipta pasangan elektron-lubang dalam semikonduktor fotodiod, menjana arus foto yang boleh diukur apabila dipincang songsang.

11. Trend Teknologi

Bidang optoelektronik terus berkembang. Trend yang berkaitan dengan komponen seperti LTE-C216R-14 termasuk:

• Integrasi Meningkat:Beralih ke arah menggabungkan pemancar, pengesan, dan logik kawalan (seperti pemacu termodulat dan penyelaras isyarat) ke dalam satu pakej untuk reka bentuk sistem yang lebih mudah.
• Kecekapan Lebih Tinggi:Pembangunan bahan dan struktur semikonduktor yang menukar lebih banyak input elektrik kepada output optik, mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba.
• Pengecilan:Walaupun pakej 1206 adalah piawai, terdapat dorongan untuk tapak kaki yang lebih kecil (cth., 0805, 0603) untuk menjimatkan ruang PCB dalam peranti yang semakin padat.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan dan proses pembungkusan untuk menahan suhu alir semula yang lebih tinggi dan keadaan persekitaran yang lebih keras, melanjutkan jangka hayat produk.
• Pengesanan Pintar:Menggabungkan kecerdasan asas pada peringkat komponen, seperti pembatalan cahaya sekeliling atau output digital, untuk memudahkan antara muka dengan mikropengawal.

Trend ini bertujuan untuk menyediakan pereka dengan blok binaan yang lebih berkebolehan, boleh dipercayai, dan mudah digunakan untuk generasi produk elektronik seterusnya.