Hati ya Data ya LED ya Infrared 3mm 850nm HIR204C - Kifurushi T-1 - Voltage ya Mbele 1.45V - Nguvu 150mW - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina vipimo vya diode inayotoa mwanga wa infrared yenye nguvu ya juu ya 3mm (T-1). Kifaa hiki kimeundwa kutokeza mwanga kwenye urefu wa wimbi la kilele la 850 nanometers (nm), na kumfanya iwe inafaa kwa matumizi mbalimbali ya kuhisi na usafirishaji wa infrared. Faida zake kuu zinajumuisha uaminifu wa juu, utoaji mkubwa wa mionzi, na mahitaji ya chini ya voltage ya mbele.

LED imejengwa kwa kutumia nyenzo za chip ya Gallium Aluminum Arsenide (GaAlAs) na imewekwa kwenye kifurushi cha plastiki kilicho wazi kama maji. Utoaji huu wa wigo umelinganishwa kwa makusudi ili kuwa sawa na vipokezi vya kawaida vya infrared kama vile phototransistor, photodiodes, na moduli za vipokezi zilizounganishwa. Bidhaa hii inafuata maagizo ya RoHS (Vizuizi vya Vitu Hatari).

1.1 Matumizi Lengwa

Kifaa hiki kimeundwa kwa mifumo inayohitaji ishara ya infrared yenye nguvu. Maeneo muhimu ya matumizi ni pamoja na:

• Mifumo ya usafirishaji wa data ya macho katika hewa huria.
• Vipande vya udhibiti wa mbali vya infrared, hasa vile vinavyohitaji nguvu ya juu ya utoaji.
• Mifumo ya kugundua moshi na kengele za moto inayotumia kanuni za kuhisi kwa macho.
• Mifumo ya jumla ya matumizi ya msingi wa infrared kwa matumizi ya viwanda au watumiaji.

2. Uchambuzi wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Vipimo Vya Juu Kabisa

Vipimo hivi vinafafanua mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya hali hizi hauhakikishiwi.

• Mkondo wa Mbele Unaendelea (I_F): 100 mA
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (I_FP): 1.0 A (Upana wa Pigo ≤ 100μs, Mzunguko wa Kazi ≤ 1%)
• Voltage ya Nyuma (V_R): 5 V
• Joto la Uendeshaji (T_opr): -40°C hadi +85°C
• Joto la Hifadhi (T_stg): -40°C hadi +100°C
• Joto la Kuuza (T_sol): 260°C (kwa ≤ sekunde 5)
• Kupoteza Nguvu (P_d): 150 mW (kwenye au chini ya joto la mazingira 25°C)

2.2 Sifa za Umeme-Macho (T_a= 25°C)

Vigezo hivi vinafafanua utendaji wa kawaida wa kifaa chini ya hali maalum za majaribio.

• Nguvu ya Mionzi (I_e):
  • Kawaida: 17.6 mW/sr kwa I_F= 20 mA.
  • Kawaida: 90 mW/sr kwa I_F= 100 mA (pigo).
  • Kawaida: 900 mW/sr kwa I_F= 1 A (pigo).
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_p): Kawaida 850 nm kwa I_F= 20 mA.
• Upana wa Wigo (Δλ): Kawaida 45 nm kwa I_F= 20 mA.
• Voltage ya Mbele (V_F):
  • Kawaida: 1.45 V, Upeo: 1.65 V kwa I_F= 20 mA.
  • Kawaida: 1.80 V, Upeo: 2.40 V kwa I_F= 100 mA (pigo).
  • Kawaida: 4.10 V, Upeo: 5.25 V kwa I_F= 1 A (pigo).
• Mkondo wa Nyuma (I_R): Upeo 10 μA kwa V_R= 5 V.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2): Kawaida digrii 25 kwa I_F= 20 mA.

Kumbuka: Kutokuwa na uhakika kwa vipimo kumeainishwa kwa voltage ya mbele (±0.1V), nguvu ya mionzi (±10%), na urefu wa wimbi kuu (±1.0nm).

3. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Hati ya data hutoa mikunjo kadhaa ya sifa inayoonyesha tabia ya kifaa chini ya hali tofauti. Hii ni muhimu kwa wahandisi wa kubuni kutabiri utendaji katika matumizi halisi.

3.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo huu unaonyesha kupungua kwa mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele kadiri joto la mazingira linavyoongezeka. Uwezo wa kifaa wa kupoteza nguvu hupungua kwa kuongezeka kwa joto, ambayo lazima izingatiwe katika muundo wa joto ili kuzuia joto kupita kiasi.

3.2 Usambazaji wa Wigo

Grafu ya utoaji wa wigo inathibitisha utoaji wa kilele kwenye 850nm na upana maalum. Hii ni muhimu kuhakikisha usawa na unyeti wa wigo wa kipokeaji lengwa (k.m., kigunduzi cha mwanga cha silikoni, ambacho kina unyeti zaidi karibu 800-900nm).

3.3 Nguvu ya Mionzi dhidi ya Mkondo wa Mbele

Picha hii inaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa kuendesha na utoaji wa macho. Kwa kawaida inaonyesha ongezeko la chini ya mstari, ikimaanisha ufanisi unaweza kupungua kwenye mikondo ya juu sana. Wabunifu hutumia hii kuchagua sehemu ya uendeshaji inayolinganisha nguvu ya utoaji na ufanisi na uimara wa kifaa.

3.4 Nguvu ya Mionzi ya Jamaa dhidi ya Uhamisho wa Pembe

Picha hii ya polar inafafanua muundo wa utoaji wa anga (pembe ya kuona). Pembe ya nusu ya kawaida ya digrii 25 inaonyesha boriti iliyolengwa kwa wastani, ambayo ni muhimu kuelekeza nishati ya infrared kuelekea lengo maalum au sensor.

3.5 Urefu wa Wimbi la Kilele la Utoaji dhidi ya Joto la Mazingira

LED za infrared zinaonyesha mabadiliko katika urefu wa wimbi la kilele na joto, kwa kawaida karibu 0.2-0.3 nm/°C. Mkunjo huu hupima mabadiliko hayo kwa HIR204C, ambayo ni muhimu kwa matumizi ambapo ulinganifu sahihi wa urefu wa wimbi ni muhimu.

3.6 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V)

Sifa ya msingi ya umeme ya diode. Mkunjo huu hutumiwa kuamua kupungua kwa voltage kwenye LED kwenye mkondo maalum wa uendeshaji, ambayo ni muhimu kwa kubuni mzunguko wa kuendesha (k.m., kuchagua kipingamizi cha kuzuia mkondo au kubuni kiendeshi cha mkondo thabiti).

4. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

4.1 Vipimo vya Kifurushi (T-1, 3mm)

Kifaa hiki kinafuata vipimo vya kawaida vya kifurushi cha radial chenye risasi T-1 (3mm). Vipimo muhimu vya mitambo vinajumuisha:

• Kipenyo cha jumla cha kifurushi ni takriban 3.0mm.
• Umbali wa kawaida wa risasi (kati ya vituo) ni 2.54mm (inchi 0.1).
• Mchoro wa kina wenye vipimo umetolewa kwenye hati ya data, ukibainisha urefu, vipenyo, na vipimo vya waya za risasi na uvumilivu wa jumla wa ±0.25mm isipokuwa imeainishwa vinginevyo.

4.2 Utambulisho wa Ubaguzi

LED ina upande wa gorofa kwenye lenzi au risasi fupi zaidi kuonyesha terminal ya cathode (hasi). Ubaguzi sahihi lazima uzingatiwe wakati wa kukusanya mzunguko.

5. Miongozo ya Kuuza na Kukusanya

Ushughulikiaji sahihi ni muhimu sana kudumisha uaminifu na utendaji wa kifaa.

5.1 Uundaji wa Risasi

• Kupinda lazima kutokea angalau 3mm kutoka msingi wa lenzi ya epoxy ili kuepuka mkazo kwenye die ya ndani na vifungo vya waya.
• Unda risasi kabla ya kuuza.
• Epuka kutumia mkazo kwenye kifurushi. Mashimo ya PCB lazima yalingane kikamilifu na risasi za LED ili kuzuia mkazo wa kufunga.
• Kata risasi kwenye joto la kawaida.

5.2 Hali ya Hifadhi

• Hifadhi inayopendekezwa: ≤ 30°C na ≤ 70% Unyevu wa Jamaa (RH).
• Maisha ya rafu baada ya usafirishaji ni miezi 3 chini ya hali hizi.
• Kwa hifadhi ya muda mrefu (hadi mwaka 1), tumia chombo kilichofungwa chenye angahewa ya nitrojeni na kikaushi.
• Epuka mabadiliko ya haraka ya joto katika mazingira yenye unyevu ili kuzuia umande.

5.3 Mapendekezo ya Kuuza

Dumisha umbali wa chini wa 3mm kutoka kwenye kiungo cha kuuza hadi kwenye balbu ya epoxy.

• Kuuza kwa Mkono: Joto la ncha ya chuma ≤ 300°C (upeo 30W), muda wa kuuza ≤ sekunde 3.
• Kuuza kwa Wimbi/Kuzamisha: Joto la awali ≤ 100°C (upeo sekunde 60), bafu ya kuuza ≤ 260°C, muda wa kukaa ≤ sekunde 5.
• Epuka mkazo kwenye risasi wakati wa shughuli za joto la juu.
• Usifanye kuuza kwa kuzamisha/mkono zaidi ya mara moja.
• Ruhusu kifaa kupoa polepole hadi joto la kawaida baada ya kuuza, kikilinde dhidi ya mshtuko au mtikisiko wakati wa kupoa.

5.4 Kusafisha

• Ikiwa ni lazima, safisha tu kwa pombe ya isopropyl kwenye joto la kawaida kwa ≤ dakika 1. Kauka kwa hewa.
• Kusafisha kwa ultrasonic hakupendekezwi. Ikiwa haziepukiki, athari zake zinazowezekana lazima zikadiriwe kwa uangalifu.

6. Taarifa ya Ufungaji na Kuagiza

6.1 Nyenzo za Ufungaji & Uainishaji

Vifaa hivi vimefungwa kwa kutumia nyenzo zinazopinga unyevu ili kuzuia uharibifu wakati wa hifadhi na usafirishaji. Safu ya ufungaji ni:

1. Vifaa huwekwa kwenye mifuko ya kuzuia umeme tuli.
2. Mifuko huwekwa kwenye makartoni ya ndani.
3. Makartoni ya ndani hufungwa kwenye makartoni kuu ya usafirishaji.

6.2 Idadi ya Ufungaji

• Chini ya vipande 200 hadi 1000 kwa kila mfuko wa kuzuia umeme tuli.
• Mifuko 5 kwa kila sanduku la ndani.
• Masanduku 10 kwa kila kikasha kikuu cha usafirishaji.

6.3 Maelezo ya Lebo

Lebo kwenye ufungaji zina vitambulisho muhimu:

• CPN: Nambari ya Uzalishaji ya Mteja
• P/N: Nambari ya Uzalishaji (Nambari ya Sehemu)
• QTY: Idadi ya Ufungaji
• CAT: Daraja (vipande vya utendaji)
• HUE: Urefu wa Wimbi Kuu
• REF: Marejeo
• LOT No: Nambari ya Kundi kwa ufuatiliaji

7. Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu wa Matumizi

7.1 Ubunifu wa Mzunguko wa Kuendesha

Kutokana na sifa ya kielelezo ya I-V ya diode, kiendeshi cha mkondo thabiti au kipingamizi cha kuzuia mkondo ni lazima. Thamani ya kipingamizi (R_limit) inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Daima tumia V_Fya juu kutoka kwenye hati ya data kwa I_Ffulani ili kuhakikisha mkondo wa kutosha chini ya hali zote. Kwa uendeshaji wa pigo (k.m., udhibiti wa mbali), hakikisha kiendeshi kinaweza kutoa mkondo wa kilele cha juu (hadi 1A) kwa mzunguko sahihi wa kazi.

7.2 Usimamizi wa Joto

Ingawa kifurushi kinaweza kupoteza 150mW kwenye 25°C, kiwango hiki kinapungua kwa joto la mazingira. Katika nafasi zilizofungwa au joto la juu la mazingira, hakikisha kupoteza nguvu halisi (I_F* V_F) kinabaki chini ya kikomo kilichopunguzwa. Eneo la kutosha la shaba la PCB au kupoza joto kingine kunaweza kuhitajika kwa uendeshaji unaoendelea wa mkondo wa juu.

7.3 Ubunifu wa Macho

Pembe ya kuona ya digrii 25 hutoa usawa kati ya mkusanyiko wa boriti na eneo la kufunikwa. Kwa matumizi ya masafa marefu, vifaa vya macho vya sekondari (lenzi) vinaweza kutumika kusawazisha boriti. Kwa eneo pana la kufunikwa, kifaa cha kutawanya kinaweza kuhitajika. Hakikisha uwanja wa mtazamo wa kipokeaji na unyeti wa wigo unalingana na utoaji wa LED.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Tofauti kuu za HIR204C katika daraja lake (LED za IR 3mm) ni mchanganyiko wake wanguvu ya juu ya mionzi(hadi 900 mW/sr ya pigo) navoltage ya mbele ya chini kiasi(kawaida 1.45V kwa 20mA). Hii inafanya iwe na ufanisi, ikipunguza matumizi ya nguvu na uzalishaji wa joto kwa utoaji wa mwanga fulani ikilinganishwa na vifaa vilivyo na V_Fya juu. Urefu wa wimbi wa 850nm ni kiwango cha vipokeaji vya msingi wa silikoni, ikitoa usawa mzuri kati ya unyeti wa kipokeaji na kutoona kwa jamaa. Ujenzi wake thabiti na nyenzo wazi za kifurushi huchangia uaminifu wake wa juu uliotajwa.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (FAQs)

9.1 Kuna tofauti gani kati ya viwango vya mkondo unaoendelea na wa pigo?

Kiwango cha mkondo unaoendelea (100mA) ndio mkondo wa juu wa DC ambao LED inaweza kushughulikia bila kikomo bila hatari ya uharibifu. Kiwango cha mkondo wa pigo (1A) ni cha juu zaidi lakini kinaweza kutumika kwa pigo fupi sana (≤100μs) kwa mzunguko wa chini sana wa kazi (≤1%). Hii inaruhusu milipuko mifupi ya mwangaza wa juu sana, ya kawaida katika ishara za udhibiti wa mbali, bila kupasha joto kifaa.

9.2 Kwa nini voltage ya mbele ni ya juu zaidi kwa 1A ikilinganishwa na 20mA?

Hii ni kutokana na upinzani wa msingi wa mfululizo ndani ya chip ya LED na kifurushi. Kadiri mkondo unavyoongezeka, kupungua kwa voltage kwenye upinzani huu wa ndani (V = I * R) huongezeka, na kusababisha voltage ya juu zaidi ya mbele. Hati ya data hutoa data hii ili viendeshi viweze kubuniwa kutoa voltage inayohitajika kwenye mkondo lengwa wa uendeshaji.

9.3 Je, LED hii inaweza kutumika kwa usafirishaji wa data?

Ndio, uwezo wake wa haraka wa kubadilisha (unaoeleweka kutokana na matumizi yake katika udhibiti wa mbali) humfanya iwe inafaa kwa usafirishaji wa data uliobadilishwa katika mifumo ya hewa huria. Kiwango cha data kinachoweza kufikiwa kitategemea uwezo wa mzunguko wa kiendeshi kubadilisha mkondo haraka na upana wa bendi ya kipokeaji.

10. Mfano wa Matumizi Halisi

10.1 Kubuni Beacon Rahisi ya IR

Lengo: Unda beacon ya IR inayowaka kila wakati kwa kuhisi karibu na masafa ya mita chache.

Hatua za Kubuni:

1. Chagua Sehemu ya Uendeshaji: Chagua I_F= 50mA kwa usawa wa utoaji mzuri na nguvu ya wastani. Kutoka kwenye mkunjo wa I-V, kadiria V_F≈ 1.6V.
2. Hesabu Kiendeshi: Kwa kutumia usambazaji wa 5V na kipingamizi cha mfululizo: R = (5V - 1.6V) / 0.05A = 68Ω. Nguvu kwenye kipingamizi: P = I²R = (0.05)² * 68 = 0.17W. Tumia kipingamizi cha 68Ω, 0.25W.
3. Ukaguzi wa Joto: Kupoteza nguvu kwa LED: P_LED= V_F* I_F= 1.6V * 0.05A = 80mW. Hii iko chini sana ya kiwango cha 150mW kwenye 25°C. Ikiwa joto la mazingira linatarajiwa kuwa 50°C, shauriana na mkunjo wa kupunguza ili kuhakikisha 80mW bado ni salama.
4. KufungaWeka kwenye PCB na mashimo yaliyolingana na risasi. Uze, ukihifadhi viungo >3mm kutoka kwenye mwili wa lenzi.
5. Kuanganisha: Tumia phototransistor au moduli ya kipokeaji inayonya kwa mwanga wa 850nm, iwekwe ndani ya koni ya boriti ya digrii 25 ya LED.

11. Kanuni ya Uendeshaji

LED ya infrared ni diode ya makutano ya p-n ya semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo la makutano. Wakati vibeba malipo hivi vinaungana tena, hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Nyenzo maalum za semiconductor zinazotumiwa (GaAlAs katika kesi hii) huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inafafanua moja kwa moja urefu wa wimbi wa fotoni zinazotolewa—katika mfano huu, katika eneo la karibu la infrared karibu 850nm. Kifurushi cha epoxy kilicho wazi kama maji hufanya kazi kama lenzi, kukausha boriti ya utoaji, na kulinda chip nyeti ya semiconductor.

12. Mienendo ya Teknolojia

Maendeleo ya LED za infrared yanaendelea kulenga maeneo kadhaa muhimu:Ufanisi Ulioongezeka(nguvu zaidi ya macho kwa kila wati ya umeme inayotumiwa),Msongamano wa Nguvu wa Juu(vifurushi vidogo vinavyoweza kushughulikia mkondo zaidi), naUaminifu Uliboreshwachini ya hali ngumu za mazingira. Pia kuna kazi inayoendelea ya kuendeleza vifaa kwenye urefu tofauti maalum wa wimbi (k.m., 940nm kwa ufichaji bora, au urefu maalum wa wimbi kwa kuhisi gesi). Ujumuishaji na mzunguko wa kiendeshi na vipokeaji katika moduli kompakt ni mwenendo mwingine muhimu, ukirahisisha muundo wa mfumo kwa watumiaji wa mwisho. HIR204C inawakilisha teknolojia iliyokomaa, ya kuaminika inayofaa vizuri kwa matumizi yake yaliyokusudiwa.