Ficha Técnica do LED IR IR26-61C/L746/R/TR8 - Redondo 1.6mm - 1.25V - 940nm - 100mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O IR26-61C/L746/R/TR8 é um díodo emissor de infravermelho (IR) subminiatura de visão lateral, projetado para aplicações de montagem em superfície. Este dispositivo é encapsulado em um pacote compacto de dupla extremidade moldado em plástico transparente com uma lente esférica, otimizado para uma emissão infravermelha eficiente. A sua saída espectral é especificamente compatível com fotodiodos e fototransístores de silício, tornando-o uma fonte ideal para deteção de proximidade, deteção de objetos e outros sistemas baseados em IR que necessitem de um emissor fiável e compacto.

As principais vantagens deste componente incluem o seu fator de forma muito reduzido, operação com baixa tensão direta e excelente compatibilidade com detetores de silício padrão. O dispositivo é fornecido em fita de 8mm enrolada em bobinas de 7 polegadas de diâmetro, facilitando os processos de montagem automatizada. Está em conformidade com normas ambientais, incluindo RoHS, REACH da UE e é livre de halogéneos.

1.1 Guia de Seleção do Dispositivo

O dispositivo é identificado pelo número de peça IR26-61C/L746/R/TR8. Utiliza um material de chip de GaAlAs (Arsenieto de Gálio e Alumínio), um semicondutor comum para produção de luz infravermelha. A lente é transparente, permitindo a transmissão máxima da radiação infravermelha emitida, sem qualquer filtragem ou coloração que possa atenuar o sinal.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestas condições não é garantida.

• Corrente Direta Contínua (IF):65 mA. Esta é a corrente DC máxima que pode passar continuamente através do LED.
• Tensão Reversa (VR):5 V. A aplicação de uma tensão de polarização reversa superior a esta pode causar a ruptura da junção do LED.
• Temperatura de Operação e Armazenamento (Topr, Tstg):-40°C a +100°C. O dispositivo é classificado para uma ampla gama de temperaturas industriais.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante um máximo de 5 segundos. Isto define a tolerância do perfil de pico de reflow.
• Dissipação de Potência (Pc):100 mW a uma temperatura ambiente igual ou inferior a 25°C. Este valor limita a potência elétrica total que pode ser convertida em calor dentro do encapsulamento.

2.2 Características Eletro-Óticas

Estes parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e definem o desempenho típico do dispositivo em condições normais de operação.

• Intensidade Radiante (IE):A potência ótica emitida por unidade de ângulo sólido. Os valores típicos são 8,0 mW/sr a 20mA e podem atingir 40,0 mW/sr em operação pulsada a 100mA (largura de pulso ≤100μs, ciclo de trabalho ≤1%).
• Comprimento de Onda de Pico (λp):940 nm. Este é o comprimento de onda no qual o LED emite a maior potência ótica, perfeitamente alinhado com a sensibilidade de pico de muitos detetores baseados em silício.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):30 nm (típico). Isto indica a gama de comprimentos de onda emitidos, centrada no pico.
• Tensão Direta (VF):Tipicamente 1,25V com um máximo de 1,50V a 20mA. A 100mA (pulsada), sobe para um valor típico de 1,40V com um máximo de 1,90V. A baixa VF contribui para uma maior eficiência do sistema.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 μA a uma polarização reversa de 5V, indicando uma boa qualidade da junção.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):20 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade radiante cai para metade do seu valor máximo (no eixo), definindo um feixe relativamente estreito e direcionado.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características que fornecem uma visão mais profunda do comportamento do dispositivo em condições variáveis.

3.1 Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente

Este gráfico mostra a redução da corrente direta máxima permitida à medida que a temperatura ambiente aumenta. Para evitar sobreaquecimento e garantir fiabilidade, a corrente direta deve ser reduzida quando se opera acima de 25°C. A curva mostra tipicamente uma diminuição linear dos 65mA classificados a 25°C até zero na temperatura máxima da junção.

3.2 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral ilustra a intensidade radiante relativa ao longo dos comprimentos de onda. Confirma o pico de 940nm e a largura de banda de aproximadamente 30nm, mostrando uma distribuição semelhante à Gaussiana, comum em fontes LED.

3.3 Intensidade Radiante vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra a relação entre a corrente de acionamento e a saída ótica. É geralmente linear na gama de correntes mais baixas, mas pode mostrar sinais de saturação ou queda de eficiência em correntes muito altas devido a efeitos térmicos e outros efeitos não lineares dentro do semicondutor.

3.4 Corrente Direta vs. Tensão Direta

A curva característica IV é essencial para o projeto do circuito. Mostra a relação exponencial típica de um díodo. Os valores especificados de VF a 20mA e 100mA são pontos nesta curva. Os projetistas usam-na para calcular o valor necessário do resistor limitador de corrente para uma determinada tensão de alimentação.

3.5 Intensidade Radiante Relativa vs. Deslocamento Angular

Este gráfico polar define visualmente o padrão de radiação ou perfil do feixe do LED. Para este dispositivo de visão lateral com um ângulo de visão de 20 graus, o gráfico mostrará um lóbulo de luz emitido perpendicularmente ao plano de montagem, com a intensidade a cair abruptamente fora do meio-ângulo de ±10 graus.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Pacote e Polaridade

O LED é um pacote redondo de 1,6mm. Desenhos mecânicos detalhados fornecem as dimensões exatas do corpo, terminais e lente. O ânodo e o cátodo são claramente identificados no diagrama. O padrão recomendado para as pastilhas de soldadura (land pattern) também é fornecido para garantir uma conexão mecânica e térmica adequada durante a montagem do PCB, minimizando o stresse no componente.

4.2 Especificações da Fita Transportadora e Bobina

O dispositivo é embalado para colocação automatizada. As dimensões da fita transportadora (tamanho do bolso, passo, etc.) e as especificações da bobina (diâmetro de 7 polegadas, 1500 peças por bobina) são detalhadas para garantir compatibilidade com equipamentos padrão pick-and-place.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Precauções Críticas

• Proteção contra Sobrecorrente:Um resistor limitador de corrente externo é obrigatório. A característica exponencial IV do LED significa que um pequeno aumento na tensão pode causar um aumento grande e destrutivo na corrente.
• Armazenamento:O dispositivo é sensível à humidade (MSL). Sacos não abertos devem ser armazenados a ≤30°C e ≤90% de HR e usados dentro de um ano. Após a abertura, as peças devem ser usadas dentro de 168 horas (7 dias) quando armazenadas a ≤30°C/≤70% de HR. Exceder estes limites requer secagem a 60±5°C durante pelo menos 24 horas antes da utilização.

5.2 Condições de Soldadura

• Soldadura por Reflow:É referenciado um perfil de temperatura sem chumbo. O reflow não deve ser realizado mais de duas vezes para evitar danos térmicos no encapsulamento plástico e nas ligações dos fios.
• Soldadura Manual:Se necessário, use uma ponta de ferro de soldar com temperatura inferior a 350°C por um máximo de 3 segundos por terminal. Use um ferro com capacidade de 25W ou menos e permita um intervalo de arrefecimento de pelo menos 2 segundos entre terminais.
• Reparação:Evite retrabalho após a soldadura. Se for inevitável, deve ser usado um ferro de soldar de dupla cabeça para aquecer simultaneamente ambos os terminais, evitando stresse mecânico que levante uma pastilha enquanto a outra ainda está soldada.

6. Embalagem e Informação de Encomenda

A embalagem final envolve selar as bobinas em sacos à prova de humidade de alumínio com dessecante. A etiqueta no saco contém informações críticas para rastreabilidade e uso: Número de Peça do Cliente (CPN), Número de Peça do Fabricante (P/N), Quantidade (QTY), classificações de desempenho (CAT), comprimento de onda de pico (HUE), códigos de referência, número de lote (LOT No.) e país de origem.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED IR é projetado parasistemas aplicados de infravermelhos. As suas características principais tornam-no adequado para:

• Deteção de Proximidade e Presença:Emparelhado com um fototransístor ou fotodíodo para detetar a presença ou ausência de um objeto dentro de um curto alcance.
• Contagem de Objetos e Deteção de Bordas:Em equipamentos de automação para contar itens numa correia transportadora ou detetar bordas.
• Interruptores e Codificadores Óticos:Onde um feixe infravermelho é interrompido por uma peça móvel para gerar um sinal digital.
• Transmissão de Dados de Curto Alcance:Em ligações de comunicação IR simples (ex., comandos à distância, IRDA), embora o seu feixe estreito possa exigir um alinhamento cuidadoso.

7.2 Considerações de Projeto

• Circuito de Acionamento:Use sempre um resistor em série para definir a corrente direta. Calcule o valor do resistor como R = (Vcc - Vf) / If, onde Vcc é a tensão de alimentação, Vf é a tensão direta da ficha técnica (use o valor máximo para um projeto seguro) e If é a corrente direta desejada (ex., 20mA).
• Gestão Térmica:Para operação contínua perto da corrente máxima nominal, considere a capacidade do layout do PCB para dissipar calor das pastilhas do LED.
• Alinhamento Ótico:O ângulo de visão de 20 graus e a orientação de visão lateral requerem um projeto mecânico preciso para garantir que o feixe IR seja direcionado corretamente para o detetor.
• Imunidade à Luz Ambiente:Para aplicações de deteção, considere usar sinais IR modulados e deteção síncrona no recetor para rejeitar ruído de luz ambiente, especialmente de fontes como luz solar ou lâmpadas fluorescentes que contêm componentes IR.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs IR padrão de emissão superior, o pacote de visão lateral oferece uma vantagem mecânica distinta. Permite que o feixe IR seja emitido paralelamente à superfície do PCB, o que pode simplificar o projeto do caminho ótico em aplicações com restrições de espaço onde o emissor e o detetor precisam de ser colocados no mesmo plano, frente a frente através de um vão. O seu diâmetro de 1,6mm e perfil baixo tornam-no um dos emissores IR SMD mais pequenos disponíveis, adequado para dispositivos miniaturizados. A combinação da tecnologia de chip GaAlAs, comprimento de onda de 940nm e lente transparente proporciona alta eficiência e boa compatibilidade com detetores de silício, sem a atenuação causada por lentes de epóxi coloridas (ex., azuis ou pretas) por vezes usadas para bloquear luz visível.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Qual é o propósito da lente "transparente"?

A lente transparente tem absorção mínima em todo o espectro visível e infravermelho. Para um LED IR, isto maximiza a transmissão da luz infravermelha de 940nm para fora do pacote. Não filtra a luz visível, mas como o chip emite quase exclusivamente no IR, é produzida muito pouca luz visível de qualquer forma.

9.2 Posso acionar este LED a 100mA continuamente?

Não. A classificação de 100mA para intensidade radiante é especificada em condições pulsadas (largura de pulso ≤100μs, ciclo de trabalho ≤1%) para evitar aquecimento excessivo. A corrente diretacontínuamáxima (IF) é de 65 mA a 25°C, e este valor deve ser reduzido a temperaturas ambientes mais altas, como mostrado na curva relevante.

9.3 Por que é que o tempo de armazenamento é tão curto após abrir o saco?

A embalagem plástica dos componentes SMD pode absorver humidade do ar. Durante a soldadura a alta temperatura (reflow), esta humidade retida pode vaporizar-se rapidamente, causando delaminação interna, fissuras ou "popcorning", o que destrói o dispositivo. A vida útil de 168 horas é o período durante o qual o componente é classificado para resistir após exposição a um nível específico de humidade ambiente antes de necessitar de nova secagem.

9.4 Como identifico o ânodo e o cátodo?

O diagrama do pacote na ficha técnica mostra a identificação física. Tipicamente, um terminal pode estar marcado (ex., um entalhe, um ponto verde ou um terminal mais longo) ou a forma do refletor interno pode ser assimétrica. O diagrama indicará claramente qual o lado correspondente ao ânodo e ao cátodo.

10. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário:Projetar um sensor de deteção de papel para uma impressora.

Implementação:O IR26-61C/L746/R/TR8 é montado num lado do caminho do papel, voltado para um fototransístor de silício correspondente no lado oposto. Ambos são de visão lateral, pelo que os seus feixes disparam horizontalmente através do vão. Quando não há papel presente, o feixe IR atinge o detetor, gerando um sinal alto. Quando o papel passa, bloqueia o feixe, fazendo com que o sinal do detetor caia. O feixe estreito de 20 graus ajuda a garantir que o sensor só responda a objetos diretamente no caminho do papel e seja menos afetado por reflexões dispersas. Um microcontrolador aciona o LED com uma corrente de 20mA (definida por um resistor) e lê a tensão analógica do coletor do fototransístor para determinar a presença de papel.

Cálculos-Chave:Usando uma alimentação de 5V e assumindo uma Vf máxima de 1,5V a 20mA, o valor do resistor em série é R = (5V - 1,5V) / 0,02A = 175 Ohms. Seria usado um resistor padrão de 180 Ohm, resultando numa corrente de aproximadamente 19,4mA.

11. Princípio de Funcionamento

Um Díodo Emissor de Luz Infravermelha (LED IR) opera com base no princípio da eletroluminescência numa junção p-n de semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões do material tipo-n e lacunas do material tipo-p são injetados na região da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia. No material GaAlAs usado neste LED, esta energia é libertada principalmente como fotões no espectro infravermelho, especificamente em torno de 940 nanómetros. O pacote de visão lateral incorpora uma lente de epóxi moldada que molda a luz emitida num feixe direcionado com o ângulo de visão especificado, melhorando a eficiência de acoplamento em sistemas alinhados.

12. Tendências Tecnológicas

O campo da optoeletrónica infravermelha continua a evoluir. Tendências relevantes para componentes como o IR26-61C/L746/R/TR8 incluem:

• Aumento da Miniaturização:A procura contínua de sensores mais pequenos em eletrónica de consumo (smartphones, wearables) impulsiona o desenvolvimento de pacotes de emissores IR ainda mais compactos.
• Maior Eficiência:Avanços na epitaxia de semicondutores e no projeto de chips visam produzir mais potência ótica (intensidade radiante) para a mesma entrada elétrica, melhorando a vida útil da bateria do sistema e a relação sinal-ruído.
• Integração:Existe uma tendência para integrar o emissor IR, o detetor e, por vezes, a lógica de controlo num único módulo ou pacote, simplificando o projeto e a montagem para os clientes finais.
• Diversificação do Comprimento de Onda:Embora os 940nm permaneçam padrão, outros comprimentos de onda como 850nm (muitas vezes visíveis como um brilho vermelho fraco) ou 1050nm são usados para aplicações específicas que requerem diferentes características de penetração de material ou rejeição de luz ambiente.