Ficha Técnica do LED Infravermelho HIR204C/H0 de 3mm - Dimensões 3.0mm - Comprimento de Onda de Pico 850nm - Tensão Direta 1.45V - Documento Técnico em Português

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crítica para manter a fiabilidade e o desempenho do dispositivo.

6.1 Formação dos Terminais

• A curvatura deve ser feita num ponto a pelo menos 3mm da base da lâmpada de epóxi.
• Forme sempre os terminaisantesde soldar o componente.
• Evite aplicar tensão ao encapsulamento do LED ou à sua base durante a formação, pois isto pode danificar as ligações internas ou rachar o epóxi.
• Corte os terminais à temperatura ambiente. O corte a alta temperatura pode induzir falhas.
• Garanta que os furos do PCB estão perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar tensão de montagem.

6.2 Condições de Armazenamento

• Armazenamento recomendado após receção: ≤ 30°C e ≤ 70% de Humidade Relativa.
• A vida útil nestas condições é de 3 meses.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), coloque num recipiente selado com atmosfera de azoto e dessecante.
• Uma vez aberta a embalagem original, utilize os componentes dentro de 24 horas.
• Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.

6.3 Recomendações de Soldadura

A junta de soldadura deve estar a pelo menos 3mm de distância da lâmpada de epóxi.

• Soldadura Manual:Temperatura da ponta do ferro ≤ 300°C (para um ferro de 30W máximo). Tempo de soldadura ≤ 3 segundos por terminal.
• Soldadura por Onda/Imersão:Temperatura de pré-aquecimento ≤ 100°C por ≤ 60 segundos. Temperatura do banho de solda ≤ 260°C por ≤ 5 segundos.
• Regras Gerais:
  • Evite tensão nos terminais durante e imediatamente após a soldadura, enquanto o dispositivo está quente.
  • Não execute soldadura por imersão/manual mais do que uma vez.
  • Proteja o LED de choques/vibrações mecânicas até que arrefeça à temperatura ambiente após a soldadura.
  • Evite processos de arrefecimento rápido.
  • Utilize sempre a temperatura e o tempo de soldadura efetivos mais baixos.

6.4 Limpeza

• Se a limpeza for necessária, utilize álcool isopropílico à temperatura ambiente por não mais de um minuto. Seque ao ar à temperatura ambiente.
• Evite limpeza ultrassónica.Se for absolutamente necessária, é necessária uma pré-qualificação extensiva para garantir que a potência ultrassónica específica e as condições de montagem não danificam o chip do LED ou as ligações internas.

6.5 Gestão Térmica

Embora não sejam detalhados valores específicos de resistência térmica nesta ficha técnica, a gestão do calor é enfatizada. A classificação de dissipação de potência (Pd) de 150mW é para ar livre a 25°C. Em aplicações reais, especialmente quando acionado a correntes mais elevadas ou em espaços fechados, a temperatura de junção do LED aumentará. Isto pode reduzir a eficácia luminosa e a vida útil. Os projetistas devem considerar a dissipação de calor, a área de cobre do PCB e as condições ambientais durante a fase de projeto da aplicação para garantir que o LED opera dentro de limites de temperatura seguros.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação da Etiqueta

A etiqueta na embalagem contém informação-chave para rastreabilidade e identificação:

• CPN:Número de Produto do Cliente
• P/N:Número de Produto (ex., HIR204C/H0)
• QTY:Quantidade na embalagem
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (Código de bin, ex., N, P, Q, R)
• HUE:Classificação de Comprimento de Onda Dominante
• REF:Classificação de Tensão Direta
• LOT No:Número de Lote de Fabrico
• X:Mês de produção
• REF:Número de referência da etiqueta

7.2 Especificação de Embalagem

• Embalagem Primária:Sacos antiestáticos.
• Embalagem Secundária:Caixas de cartão internas.
• Embalagem Terciária:Caixas de cartão externas principais.
• Quantidade de Embalagem Padrão:
  • 200 a 1000 peças por saco antiestático.
  • 5 sacos são embalados numa caixa de cartão interna.
  • 10 caixas de cartão internas são embaladas numa caixa de cartão externa.

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Para operar o LED, é obrigatório um circuito limitador de corrente. Uma simples resistência em série é frequentemente suficiente para aplicações básicas. O valor da resistência (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vsupply - Vf) / If. Por exemplo, com uma alimentação de 5V, um Vf de 1.45V e um If desejado de 20mA: R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5Ω. Uma resistência padrão de 180Ω seria adequada. Para operação em pulso a correntes mais elevadas (ex., 100mA), recomenda-se um transístor ou um CI dedicado de acionamento de LED para fornecer o pulso de corrente necessário.

8.2 Projeto Óptico e Alinhamento

O ângulo de visão de 40 graus fornece um feixe razoavelmente amplo. Para aplicações de longo alcance ou focadas, pode ser adicionada uma lente à frente do LED. Inversamente, para uma cobertura muito ampla, podem ser necessários múltiplos LEDs. O alinhamento mecânico preciso com o sensor recetor (fototransístor, módulo recetor de IR) é crucial para um desempenho ótimo do sistema. A curva do padrão de emissão espacial deve ser consultada para compreender a força do sinal em ângulos fora do eixo.

8.3 Interferência e Imunidade ao Ruído

Os sistemas de infravermelhos podem ser suscetíveis a ruído de luz ambiente, particularmente da luz solar e lâmpadas incandescentes que contêm componentes de IR. Estratégias para mitigar isto incluem:

• Utilizar sinais de IR modulados (ex., portadora de 38kHz) e um recetor sintonizado na mesma frequência.
• Adicionar um filtro óptico que bloqueie a luz visível mas passe IR de 850nm no lado do recetor.
• Proteger fisicamente o par LED-recetor de fontes de luz ambiente diretas.

9. Comparação e Posicionamento Técnico

O HIR204C/H0 ocupa uma posição específica no mercado de LEDs infravermelhos. Comparado com LEDs IR SMD mais pequenos, oferece uma potencial saída radiante mais elevada devido ao seu tamanho de chip e encapsulamento maiores, tornando-o adequado para aplicações que necessitam de mais potência. Comparado com emissores IR de alta potência dedicados e maiores, é mais compacto e mais fácil de acionar com circuitos simples. O seu comprimento de onda de 850nm é o mais comum, garantindo ampla compatibilidade com recetores. Diferenciais-chave incluem o seu encapsulamento transparente (sem tonalidade), espaçamento padrão de terminais de 2.54mm para fácil prototipagem e uma estrutura de binning bem definida para consistência de saída.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre Corrente Contínua (IF) e Corrente de Pico (IFP)?

Corrente Direta Contínua (IF=100mA)é a corrente DC máxima que pode passar através do LED indefinidamente sem causar danos, assumindo que os limites térmicos são respeitados.Corrente Direta de Pico (IFP=1.0A)é a corrente máxima permitida apenas em condições de pulso muito curtas (≤100μs de largura de pulso, ≤1% de ciclo de trabalho). Isto permite breves rajadas de luz de alta intensidade para aplicações como comandos à distância de longo alcance, mas a potência média deve permanecer dentro dos limites de dissipação do dispositivo.

10.2 Como seleciono o Bin correto (N, P, Q, R)?

Escolha com base na intensidade radiante mínima que a sua aplicação requer à distância operacional e sob as piores condições (ex., bateria fraca, alta temperatura). Se os seus cálculos de projeto mostrarem que precisa de pelo menos 18 mW/sr, deve selecionar o Bin Q (Mín 21.0) ou o Bin R (Mín 30.0). O Bin N (Mín 11.0) não teria garantia de funcionar. Selecionar um bin superior fornece uma maior margem de projeto.

10.3 Porque é que a distância de soldadura (3mm da lâmpada) é tão importante?

A resina epóxi que forma a lente tem um coeficiente de expansão térmica diferente do dos terminais metálicos. Aplicar o calor elevado da soldadura demasiado perto do epóxi pode causar tensão térmica, potencialmente levando a micro-fissuras no epóxi ou danos na ligação interna do chip. Estas fissuras podem permitir a entrada de humidade mais tarde, levando a falhas prematuras. A distância de 3mm permite que o calor se dissipe ao longo do terminal antes de atingir o encapsulamento sensível.

11. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

11.1 Caso: Melhorar o Alcance de um Comando à Distância por IR de Consumo

Cenário:Um projetista está a criar um comando à distância universal que precisa de funcionar de forma fiável até 10 metros de distância, mesmo em ângulos ligeiros, numa sala de estar típica.

Escolhas de Projeto usando o HIR204C/H0:

1. Corrente de Acionamento:Em vez de usar os típicos 20mA contínuos, o projetista utiliza um circuito de acionamento em pulso. Pulsa o LED a 100mA com um ciclo de trabalho muito curto (ex., 0.5%) para gerar rajadas de alta intensidade, aproveitando a classificação IFP. Isto aumenta significativamente a potência óptica de pico e, consequentemente, o alcance efetivo.
2. Seleção de Bin:Para garantir desempenho consistente em todas as unidades fabricadas e contabilizar a queda de tensão da bateria, o projetista especifica LEDs do Bin R. Isto garante uma saída mínima elevada mesmo no final da vida útil da bateria.
3. Colocação e Lente:Dois LEDs são colocados ligeiramente afastados e angulados alguns graus um do outro para criar um padrão de feixe efetivo mais amplo, melhorando a hipótese de atingir o recetor a partir de vários ângulos. Uma tampa de lente plástica simples e de baixo custo é utilizada sobre os LEDs para colimar ligeiramente o feixe para melhor direcionalidade.
4. Consideração Térmica:Uma vez que o ciclo de trabalho é muito baixo (0.5%), a potência média é pequena (100mA * 1.65V * 0.005 = 0.825mW), bem abaixo da classificação Pd de 150mW. Não é necessária dissipação de calor especial no PCB.

Esta abordagem demonstra como compreender as classificações de pulso, o binning e os parâmetros térmicos da ficha técnica permite um projeto otimizado e rentável para uma aplicação exigente.

12. Princípio de Funcionamento

Um Díodo Emissor de Luz Infravermelha (LED IR) opera no mesmo princípio fundamental de um LED visível padrão, mas utiliza materiais semicondutores diferentes para produzir luz no espetro de infravermelhos. O HIR204C/H0 utiliza um chip de Arsenieto de Gálio e Alumínio (GaAlAs). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção P-N do LED, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões. A energia específica da banda proibida do material GaAlAs determina o comprimento de onda destes fotões, que neste caso está centrado em torno de 850 nanómetros, colocando-o na região do infravermelho próximo, invisível ao olho humano. O encapsulamento de epóxi transparente não filtra nem tinge a luz, permitindo que a quantidade máxima da radiação infravermelha gerada escape.

13. Tendências Tecnológicas

O campo dos emissores de infravermelhos continua a evoluir. Tendências gerais observáveis na indústria incluem:

• Aumento da Eficiência:Desenvolvimento de novas estruturas epitaxiais de semicondutores para alcançar maior intensidade radiante (mW/sr) para a mesma corrente de entrada (mA), melhorando a eficiência energética geral do sistema.
• Miniaturização:Embora os encapsulamentos de orifício passante (through-hole) como o de 3mm permaneçam populares pela robustez e facilidade de uso, há uma forte tendência para encapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD) (ex., 0805, 0603) para montagem automatizada e projetos com restrições de espaço como smartphones (para sensores de proximidade) e pequenos dispositivos IoT.
• Diversificação de Comprimento de Onda:Embora 850nm e 940nm sejam dominantes, há um uso crescente de outros comprimentos de onda para aplicações específicas, como 810nm para dispositivos médicos ou bandas estreitas específicas para deteção de gases.
• Integração:Combinação do LED IR com um circuito de acionamento, modulador, ou mesmo um fotodetector num único encapsulamento para criar "módulos de sensor" mais inteligentes e fáceis de usar.
• Dados de Fiabilidade Aprimorados:As fichas técnicas modernas estão a fornecer cada vez mais dados detalhados de vida útil e fiabilidade (ex., valores L70, L50 sob várias condições de stress) para suportar projetos para aplicações automóveis, industriais e médicas onde o desempenho a longo prazo é crítico.

O HIR204C/H0 representa um componente maduro, fiável e bem compreendido que beneficia destes avanços contínuos em materiais e fabrico, garantindo a sua contínua relevância numa vasta gama de projetos eletrónicos.