Ficha Técnica do LED Infravermelho SIR333-A de 5mm - Encapsulamento de 5.0mm - Tensão Direta de 1.65V - Comprimento de Onda de 875nm - Dissipação de Potência de 150mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O SIR333-A é um Diodo Emissor de Luz (LED) Infravermelho (IR) de alta intensidade e 5mm. É encapsulado em plástico azul e projetado para aplicações que exigem emissão infravermelha confiável. A saída espectral do dispositivo é compatível com fototransistores, fotodiodos e módulos receptores infravermelhos comuns, tornando-o adequado para diversos sistemas de sensoriamento e transmissão.

1.1 Características e Vantagens Principais

• Alta Confiabilidade:Projetado para desempenho consistente a longo prazo.
• Alta Intensidade Radiante:Fornece uma saída infravermelha forte para transmissão eficaz de sinal.
• Comprimento de Onda Específico:Comprimento de onda de pico de emissão (λp) de 875nm.
• Espaçamento Padrão dos Terminais:Espaçamento de pinos de 2.54mm para fácil montagem em PCB.
• Baixa Tensão Direta:Contribui para uma operação energeticamente eficiente.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo (Pb-Free), em conformidade com as normas RoHS, REACH da UE e livre de halogênios (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).

1.2 Aplicações Alvo

• Sistemas de transmissão em ar livre.
• Unidades de controle remoto infravermelho com alta exigência de potência.
• Detectores de fumaça.
• Sistemas aplicados de infravermelho em geral.

2. Especificações Técnicas e Interpretação Objetiva

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

Tolerâncias de Medição:Tensão Direta: ±0.1V, Intensidade Radiante: ±10%, Comprimento de Onda de Pico: ±1.0nm.

2.3 Considerações Térmicas

O desempenho do dispositivo depende da temperatura. A dissipação de potência máxima de 150mW é especificada a ou abaixo de 25°C de temperatura ambiente livre. À medida que a temperatura ambiente aumenta, a dissipação de potência permitida diminui, o que deve ser considerado no projeto térmico para garantir confiabilidade e evitar superaquecimento.

3. Explicação do Sistema de Binning

O SIR333-A está disponível em diferentes níveis de desempenho, ou "bins", com base na sua Intensidade Radiante medida a uma corrente direta (IF) de 20mA. Isso permite que os projetistas selecionem um componente que corresponda precisamente aos requisitos de sensibilidade da sua aplicação.

Não há um binning separado indicado para tensão direta ou comprimento de onda de pico nos dados fornecidos; são utilizados valores típicos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente

Esta curva mostra a derating da corrente direta contínua máxima permitida à medida que a temperatura ambiente sobe acima de 25°C. Os projetistas devem consultar este gráfico para evitar exceder os limites seguros de operação em ambientes de temperatura elevada.

4.2 Distribuição Espectral

O gráfico plota a intensidade radiante relativa em função do comprimento de onda. Ele confirma o comprimento de onda de pico típico de 875nm e a largura de banda espectral de aproximadamente 80nm (Largura a Meia Altura). Esta largura de banda estreita é benéfica para minimizar interferências da luz ambiente e compatibilizar filtros ópticos nos receptores.

3.3 Comprimento de Onda de Emissão de Pico vs. Temperatura Ambiente

Esta característica mostra como o comprimento de onda de pico se desloca com a temperatura. Compreender este deslocamento é crucial para aplicações onde o receptor é sintonizado em um comprimento de onda específico, pois o desempenho do sistema pode variar ao longo da faixa de temperatura de operação.

4.4 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

A curva IV é fundamental para o projeto do circuito. Ela mostra a relação não linear entre corrente e tensão. A tensão direta típica é de 1.3V a 20mA, mas aumenta com a corrente e pode variar entre unidades. Um resistor limitador de corrente ou um driver de corrente constante é essencial.

4.5 Intensidade Radiante vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra que a saída radiante aumenta com a corrente direta, mas não linearmente. Ele destaca o ganho significativo na saída ao acionar o LED na sua corrente de pico máxima (100mA) em comparação com os 20mA padrão, o que é útil para aplicações que exigem alcance mais longo ou maior intensidade de sinal.

4.6 Intensidade Radiante Relativa vs. Deslocamento Angular

Este gráfico polar ilustra o ângulo de visão ou padrão de emissão. O meio ângulo típico é de 20 graus, o que significa que a intensidade cai para 50% do seu valor no eixo a ±20 graus do centro. Isso define a largura do feixe do LED e é crítico para alinhá-lo com um receptor ou sensor.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo é acondicionado em um encapsulamento padrão redondo de LED de 5mm. As dimensões principais incluem o diâmetro total (5.0mm), o espaçamento dos terminais (2.54mm) e o diâmetro dos terminais. Um desenho dimensionado detalhado é fornecido na ficha técnica para o projeto preciso da pegada na PCB. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0.25mm.

5.2 Identificação da Polaridade

O LED possui um lado achatado na borda do encapsulamento, que normalmente indica o terminal do cátodo (negativo). O terminal mais longo é geralmente o ânodo (positivo). A polaridade correta deve ser observada durante a instalação.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Formação dos Terminais

• Dobre os terminais em um ponto a pelo menos 3mm da base do bulbo de epóxi.
• Realize a formação dos terminaisantes soldering.
• Evite estressar o encapsulamento durante a dobra.
• Corte os terminais à temperatura ambiente.
• Certifique-se de que os furos da PCB estejam perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar estresse na montagem.

6.2 Parâmetros de Soldagem

Soldagem Manual:Temperatura da ponta do ferro: Máx. 300°C (30W Máx.). Tempo de soldagem: Máx. 3 seg. Mantenha uma distância mínima de 3mm do ponto de solda até o bulbo de epóxi.
Soldagem por Onda/Imersão:Temperatura de pré-aquecimento: Máx. 100°C (Máx. 60 seg). Temperatura do banho de solda: Máx. 260°C, tempo: Máx. 5 seg. Distância do ponto ao bulbo: Mín. 3mm.
Regras Gerais:Evite estresse nos terminais em alta temperatura. Não solde mais de uma vez. Proteja o LED de choques durante o resfriamento. Evite processos de resfriamento rápido.

6.3 Limpeza

Se necessário, limpe apenas com álcool isopropílico à temperatura ambiente por não mais de um minuto. Não use limpeza ultrassônica, pois pode danificar a estrutura interna. Se a limpeza ultrassônica for inevitável, é necessário extremo cuidado em relação à potência e à condição da montagem.

6.4 Condições de Armazenamento

Armazene a 30°C ou menos e 70% de Umidade Relativa ou menos. A vida útil de armazenamento recomendada após o envio é de 3 meses. Para armazenamento mais longo (até um ano), use um recipiente selado com atmosfera de nitrogênio e material absorvente de umidade. Evite transições rápidas de temperatura em ambientes úmidos para evitar condensação.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificação do Rótulo

O rótulo do produto inclui vários códigos: CPN (Número do Produto do Cliente), P/N (Número do Produto), QTY (Quantidade da Embalagem), CAT (Classificação/Intensidade Luminosa/Bin), HUE (Classificação do Comprimento de Onda Dominante), REF (Classificação da Tensão Direta), LOT No. (Número do Lote) e um código de data (Mês).

7.2 Quantidades de Embalagem

• 200 a 500 peças por saco.
• 5 sacos por caixa interna.
• 10 caixas internas por caixa mestra (externa).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Para operação básica, o LED deve ser acionado com um resistor limitador de corrente em série. O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vfonte - VF) / IF, onde VF é a tensão direta da ficha técnica (use o valor máximo para segurança) e IF é a corrente direta desejada (ex.: 20mA). Para operação pulsada para alcance mais longo (ex.: em controles remotos), um interruptor transistor acionado por um microcontrolador pode ser usado para fornecer a alta corrente de pico (até 1A sob ciclo de trabalho especificado).

8.2 Considerações de Projeto

• Alinhamento Óptico:Use o ângulo de visão de 20 graus para alinhar corretamente o LED com o campo de visão do receptor.
• Acionamento de Corrente:Sempre use uma corrente constante ou um resistor limitador de corrente. Conectar diretamente a uma fonte de tensão destruirá o LED.
• Gerenciamento Térmico:Certifique-se de que a PCB e o ambiente permitam dissipação de calor adequada, especialmente se operar próximo aos valores máximos.
• Compatibilidade do Receptor:Escolha um fotodetector ou módulo receptor cuja sensibilidade de pico esteja alinhada com a emissão de 875nm deste LED.
• Imunidade à Luz Ambiente:Para sistemas usados em ambientes com luz variável, considere modular o sinal IR e usar um receptor com frequência de modulação correspondente para rejeitar ruído ambiente.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O SIR333-A se diferencia pela combinação dealta intensidade radiante(até 90 mW/sr pulsado) e umângulo de visão relativamente estreito de 20 graus. Isso o torna particularmente adequado para aplicações que exigem feixes IR direcionados e de alta potência, como controles remotos de longo alcance ou aplicações específicas de sensores. Sua conformidade com os padrões ambientais modernos (RoHS, REACH, Livre de Halogênios) também é uma vantagem chave para produtos voltados para mercados globais. A disponibilidade em bins de intensidade permite a otimização de custos com base nas necessidades de desempenho.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Qual é a diferença entre as especificações de corrente direta contínua e pulsada?

A corrente direta contínua (100mA) é a corrente máxima que o LED pode suportar indefinidamente a 25°C. A corrente direta de pico (1.0A) é uma corrente muito mais alta que ele pode tolerar apenas por pulsos muito curtos (≤100μs) em um ciclo de trabalho muito baixo (≤1%). Isso permite rajadas breves e de alta intensidade de luz para transmissão de longo alcance sem superaquecimento.

10.2 Como seleciono o resistor limitador de corrente correto?

Use a fórmula R = (Vfonte - VF) / IF. Para uma fonte de 5V e acionamento a 20mA, usando o VF máximo de 1.65V: R = (5 - 1.65) / 0.02 = 167.5 Ohms. Um resistor padrão de 180 Ohm ou 150 Ohm seria uma escolha segura. Sempre calcule usando o VF máximo para garantir que a corrente não exceda o limite desejado.

10.3 Posso usar este LED para transmissão de dados?

Sim, seu chip de material GaAlAs rápido permite que seja modulado em altas velocidades, adequado para enlaces de dados IR. A alta intensidade radiante também suporta distâncias de enlace mais longas. O projeto deve usar circuitos de acionamento apropriados para alcançar a velocidade de modulação necessária.

10.4 Por que a condição de armazenamento é importante?

O encapsulamento de epóxi pode absorver umidade do ar. Durante o processo de soldagem em alta temperatura, essa umidade retida pode se expandir rapidamente, causando rachaduras internas ou delaminação ("popcorning"), o que pode levar a falhas imediatas ou latentes. O armazenamento adequado minimiza esse risco.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

11.1 Estudo de Caso: Controle Remoto IR de Longo Alcance

Objetivo:Projetar um controle remoto que funcione de forma confiável a até 15 metros em um ambiente típico de sala de estar.
Solução:Use o SIR333-A acionado em modo pulsado. Um microcontrolador gera um sinal de portadora de 38kHz modulado com os dados de comando. Um interruptor transistor aciona o LED com pulsos na corrente de pico de 1A (com ciclo de trabalho ≤1%). Esta saída pulsada de alta intensidade fornece a força de sinal necessária para o alcance mais longo. O módulo receptor na TV é sintonizado em 38kHz, proporcionando excelente rejeição à luz ambiente e ruído.

12. Introdução ao Princípio

Um Diodo Emissor de Luz Infravermelha (LED IR) é um diodo de junção p-n semicondutor que emite luz infravermelha não visível quando polarizado eletricamente na direção direta. Os elétrons se recombinam com as lacunas dentro do dispositivo, liberando energia na forma de fótons. O comprimento de onda da luz emitida é determinado pela banda proibida de energia do material semicondutor. O SIR333-A usa Arseneto de Gálio e Alumínio (GaAlAs), que fornece uma emissão eficiente no espectro de infravermelho próximo em torno de 875nm.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral na tecnologia de LED IR é em direção amaior eficiência(mais saída radiante por watt elétrico de entrada),aumento da densidade de potênciapara aplicações de longo alcance, etamanhos de encapsulamento menorespara integração em dispositivos compactos. Há também um foco no desenvolvimento de LEDs com picos de comprimento de onda específicos e estreitos para aplicações avançadas de sensoriamento (como detecção de gases) e na melhoria da velocidade de modulação para comunicação óptica de alta largura de banda (Li-Fi). O impulso para a sustentabilidade ambiental continua a promover a adoção mais ampla de padrões de fabricação livres de halogênios e outros padrões verdes.