5mm Infrared LED HIR333C/H0 Datasheet - 5.0mm Package - 850nm Wavelength - 1.65V Forward Voltage - English Technical Document

1. Mchakato wa Bidhaa

Waraka huu unaelezea kwa kina vipimo vya diode inayotoa mwanga wa infrared (IR) yenye kipenyo cha 5.0mm (T-1 3/4) inayopitishwa kwenye tundu. Kifaa hiki kimeundwa kutokeza mwanga wenye urefu wa wimbi la kilele la 850nm, na kukifanya kifaa kinachofaa kwa matumizi mbalimbali ya kuhisi na usambazaji wa infrared. Kimewekwa kwenye mfuko wa plastiki ulio wazi kama maji, ambao huruhusu utoaji wa juu wa mnururisho.

1.1 Faida Kuu

The primary advantages of this component include its high reliability and ukali wa juu wa mnururisho. It features a voltage ya chini ya mbele, which contributes to energy efficiency in circuit designs. The device is constructed using lead-free materials and complies with major environmental and safety regulations, including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).

1.2 Soko Lengwa na Matumizi

This infrared LED is spectrally matched with common silicon phototransistors, photodiodes, and infrared receiver modules. Its typical applications include:

• Free-air transmission systems for data communication.
• Infrared remote control units requiring higher power output.
• Smoke detection systems.
• General infrared applied systems for sensing and detection.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu zifuatazo zinatoa muhtasari wa kina wa sifa za kielektroniki, za kuona na za joto za kifaa.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Hazikusudiwa kwa utendakazi endelevu.

• Mvutano wa Mbele Endelevu (IF): 100 mA
• Peak Forward Current (IFP): 1.0 A (Pulse Width ≤100μs, Duty Cycle ≤1%)
• Reverse Voltage (VR): 5 V
• Operating Temperature (Topr): -40°C to +85°C
• Joto la Uhifadhi (Tstg): -40°C to +85°C
• Joto la Kuuza (Tsol): 260°C for ≤5 seconds
• Power Dissipation (Pd) at 25°C: 150 mW

2.2 Electro-Optical Characteristics

Vigezo hivi vinapimwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C na vinabainisha utendaji wa kawaida wa kifaa chini ya hali maalum.

• Radiant Intensity (Ie): Thamani ya chini ya kawaida ni 7.8 mW/sr kwa mkondo wa mbele (IF) wa 20mA. Chini ya hali ya mipigo (IF=100mA, Pulse Width ≤100μs, Duty ≤1%), Radiant Intensity ya kawaida ni 80 mW/sr. Kwenye mkondo wa kilele cha 1A chini ya hali ile ile ya mipigo, inafikia 800 mW/sr.
• Peak Wavelength (λp): 850 nm (typical) at IF=20mA.
• Spectral Bandwidth (Δλ): 45 nm (kawaida) kwa IF=20mA, inayoonyesha upana wa wigo kwa nusu ya ukubwa wa juu.
• Voltage ya Mbele (VF): Inaanzia 1.45V (kawaida) hadi kiwango cha juu cha 1.65V kwa IF=20mA. Inaongezeka kwa mkondo wa juu zaidi, ikifikia kiwango cha juu cha 2.40V kwa 100mA na 5.25V kwa 1A chini ya uendeshaji wa mfululizo.
• Mkondo wa Nyuma (IR): Maximum of 10 μA at VR=5V.
• View Angle (2θ1/2): 30 degrees (typical) at IF=20mA, defining the angular spread where the radiant intensity is at least half of its peak value.

2.3 Thermal Characteristics

Utendaji wa kifaa unategemea joto. Uvujaji wa juu zaidi wa nguvu umekadiriwa kuwa 150 mW katika hewa huria kwenye 25°C. Wabunifu lazima wazingatie kupunguza thamani hii wakati wa kufanya kazi katika halijoto ya mazingira ya juu ili kuhakikisha uimara wa muda mrefu na kuzuia kukimbia kwa joto.

3. Maelezo ya Mfumo wa Binning

Bidhaa inapatikana katika viwango tofauti vya utendaji, au "bins," kulingana na ukubwa wa mnururisho uliopimwa kwa IF=20mA. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua sehemu inayolingana kwa usahihi na mahitaji ya unyeti ya programu yao.

Muundo wa binning kwa ukubwa wa mnururisho ni kama ifuatavyo:

• Bin M: 7.8 - 12.5 mW/sr
• Bin N: 11.0 - 17.6 mW/sr
• Bin P: 15.0 - 24.0 mW/sr
• Bin Q: 21.0 - 34.0 mW/sr
• Bin R: 30.0 - 48.0 mW/sr

The datasheet also indicates that the device is available with ranks for Dominant Wavelength (HUE) and Forward Voltage (REF), though specific bin codes for these parameters are not detailed in the provided excerpt.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Graphical data provides deeper insight into the device's behavior under varying conditions.

4.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo huu unaonyesha kupunguzwa kwa upeo wa sasa wa mbele unaoruhusiwa kadri joto la mazingira linavyoongezeka zaidi ya 25°C. Ili kudumisha uaminifu, sasa wa uendeshaji lazima upunguzwe kwenye hali za joto la juu.

4.2 Usambazaji wa Wigo

Grafu inaonyesha pato la nguvu ya mionzi inayohusiana katika wigo wa urefu wa wimbi, ikilenga kilele cha 850nm. Upana wa wigo wa 45nm unaonyesha anuwai ya urefu wa mawimbi yanayotolewa.

4.3 Urefu wa Kilele cha Mionzi dhidi ya Joto la Mazingira

Uhusiano huu unaonyesha jinsi urefu wa wimbi la kilele (λp) unavyobadilika na mabadiliko ya joto la makutano. Kwa kawaida, urefu wa wimbi huongezeka kidogo kwa joto linalopanda, ambalo ni jambo muhimu katika matumizi yanayohitaji ulinganifu sahihi wa wigo na kigunduzi.

4.4 Forward Current vs. Forward Voltage (IV Curve)

Mkunjo huu wa msingi unaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya voltage inayotumiwa kwenye diode na mtiririko wa sasa unaotokana. Ni muhimu kwa kubuni mzunguko wa kuzuia sasa (k.m., kuchagua resistor ya mfululizo).

4.5 Radiant Intensity vs. Forward Current

Mkunjo huu unaonyesha kuwa Radiant Intensity huongezeka kwa kiwango cha juu zaidi kuliko mstari kadiri Forward Current inavyoongezeka. Hata hivyo, kufanya kazi kwenye mikondo ya juu sana (hasa DC) husababisha ongezeko la joto na upotezaji uwezekano wa ufanisi, na kufanya uendeshaji wa pulsed kuwa bora kwa mahitaji ya ukubwa wa juu.

4.6 Relative Radiant Intensity vs. Angular Displacement

Grafu hii ya polar inawakilisha kwa macho pembe ya mtazamo (2θ1/2 = 30°). Inaonyesha jinsi ukubwa unavyopungua kadiri pembe ya uchunguzi inavyotoka kwenye mhimili wa kati (0°), ambayo ni muhimu sana katika kubuni mifumo ya macho na kupanga vitoa miale na vigunduzi.

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

The device conforms to the standard T-1 3/4 (5mm) radial leaded package. Key dimensions include the overall diameter of approximately 5.0mm and a standard lead spacing of 2.54mm (0.1 inches), compatible with standard perforated boards. The dimensional drawing specifies tolerances of ±0.25mm unless otherwise noted. The exact shape of the lens dome and the lead length are defined in the detailed package drawing.

5.2 Polarity Identification

Cathode kwa kawaida hutambuliwa kwa alama ya gorofa kwenye ukingo wa lenzi ya plastiki au kwa waya mfupi. Ugavi sahihi wa umeme lazima uzingatiwe wakati wa kukusanyia mzunguko ili kuzuia uharibifu wa bias ya nyuma.

6. Soldering and Assembly Guidelines

Ushughulikiaji sahihi ni muhimu ili kuzuia uharibifu wa mitambo na wa joto.

6.1 Uundaji wa Pini

• Kupinda lazima kutokea angalau 3mm kutoka msingi wa balbu ya epoksi.
• Unda mionzi kabla ya kuuza.
• Epuka kutumia mkazo kwenye kifurushi wakati wa kupinda.
• Kata waya za umeme kwenye halijoto ya kawaida.
• Hakikisha mashimo ya PCB yanalingana kikamilifu na waya za LED ili kuepuka mkazo wa kusanikisha.

6.2 Hali ya Uhifadhi

• Hifadhi kwa ≤30°C na ≤70% Unyevu wa Jamaa (RH).
• Upeo wa uhai wa uhifadhi katika ufungaji asili ni miezi 3.
• Kwa uhifadhi wa muda mrefu (hadi mwaka 1), tumia chombo kilichofungwa kwa mazingira ya nitrojeni na kikaushi.
• Epuka mabadiliko ya haraka ya joto katika mazingira yenye unyevu ili kuzuia umande.

6.3 Vigezo vya Kuuza

Kuuza kwa Mkono: Joto la ncha ya chuma ≤300°C (kwa chuma chenye upeo wa 30W), muda wa kuuza ≤ sekunde 3 kwa kila pini. Weka umbali wa chini wa mm 3 kutoka kwenye kiungo cha kuuza hadi kwenye tufe ya epoxy.
Kuuza kwa Wimbi/Kuzamisha: Joto la kuchoma kabla ≤100°C kwa ≤ sekunde 60. Joto la bafu ya kuuza ≤260°C kwa ≤ sekunde 5. Shikilia kanuni ya umbali wa mm 3.
Kanuni za Jumla: Usitumie mkazo kwenye waya wa kuunganisha kwenye joto la juu. Epuka kufanya uuzaji wa leza kwenye kifaa kimoja zaidi ya mara moja. Linda kifaa dhidi ya mshtuko/uteteko wakati wa kupoa hadi joto la kawaida. Usitumie michakato ya kupoa kwa kasi. Fuata wasifu ulipendekezwa wa uuzaji wa leza kwa uuzaji wa leza wa wimbi.

6.4 Usafishaji

Karatasi ya data inataja kwamba usafishaji unafaa kufanyika tu wakati unahitajika, ingawa mapendekezo maalum ya dawa ya kusafisha au vigezo vya usafishaji wa ultrasonic hayajaelezwa kwa kina katika sehemu iliyotolewa. Mazoea ya kawaida ni kutumia vifaa vya kusafisha vyenye ulegevu, visivyo na athari kali, vinavyolingana na hariri ya epoksi.

7. Habari za Ufungaji na Maagizo

7.1 Uainishaji wa Ufungaji

Kifaa kimepakwa kwenye mifuko ya kuzuia umeme tuli kwa ulinzi wa ESD. Mtiririko wa kawaida wa ufungashaji ni:
1. Vipande 500 kwa kila mfuko wa kuzuia umeme tuli.
2. Mifuko 5 (vipande 2,500) kwa kila sanduku la ndani.
3. Masanduku ya ndani 10 (vipande 25,000) kwa kila sanduku kuu la nje.

7.2 Uainishaji wa Fomu ya Lebo

Lebo za bidhaa zinajumuisha maelezo muhimu ya kufuatilia na kutambua:
- CPN (Nambari ya Sehemu ya Mteja)
- P/N (Nambari ya Sehemu ya Mtengenezaji: HIR333C/H0)
- QTY (Idadi ya Ufungaji)
- CAT (Luminous/Radient Intensity Rank, e.g., M, N, P, Q, R)
- HUE (Dominant Wavelength Rank)
- REF (Forward Voltage Rank)
- LOT No. (Lot Number for traceability)
- Date Code

8. Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu wa Programu

8.1 Saketi za Kawaida za Programu

Saketi ya kawaida ya kuendesha ni upinzani wa mfululizo rahisi ili kupunguza mkondo wa mbele. Thamani ya upinzani (R) inahesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, ambapo Vcc ni voltage ya usambazaji, Vf ni voltage ya mbele ya LED (tumia thamani ya juu kwa uhakika), na If ni mkondo wa mbele unaotakikana. Kwa uendeshaji wa mipigo (k.m., katika vifaa vya udhibiti wa mbali), kitufe cha transistor kwa kawaida hutumiwa kutoa mikondo ya kilele ya juu (hadi 1A) huku ikidumisha mzunguko wa kazi mdogo ili kuweka nguvu ya wastani ndani ya mipaka.

8.2 Vidokezo vya Ubunifu wa Mwanga

Pembe ya maono ya digrii 30 hutoa usawa mzuri kati ya mkusanyiko wa boriti na ufunuo. Kwa matumizi ya masafa marefu au boriti nyembamba zaidi, optiki za sekondari (lensi) zinaweza kuhitajika. Lensi ya maji wazi ni bora zaidi kwa usambazaji wa 850nm. Hakikisha mpokeaji (phototransistor, photodiode, au IC) unahisi kwa wigo katika eneo la 850nm kwa ufanisi wa juu zaidi wa mfumo.

8.3 Usimamizi wa Joto

Ingawa kifurushi kinaweza kupunguza 150mW kwenye 25°C, kupitisha joto kwa ufanisi kupitia waya za uunganisho au mpangilio wa bodi mwangalifu ni muhimu kwa uendeshaji endelevu kwenye mikondo mikubwa au halijoto ya mazingira iliyoinuka. Kutumia hali ya kuendesha kwa mapigo hupunguza kwa kiasi kikubwa upotevu wa wastani wa nguvu na mkazo wa joto.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Utofautishaji

Ikilinganishwa na LED za kawaida zinazoonekana au IR LED zingine, tofauti kuu za kifaa hiki ni mchanganyiko wake wa ukali wa juu wa mnururisho (hadi 48 mW/sr katika Bin R), voltage ya chini ya mbele (kawaida 1.45V), na utii kamili wa mazingira (RoHS, REACH, Halogen-Free). Matumizi ya nyenzo za chipi za GaAlAs ni kawaida kwa utoaji wa mwanga wa 850nm wenye ufanisi. Kifurushi cha 5mm kinatoa umbo thabiti cha shimo-linalopita kinachofaa kwa matumizi mengi ya viwanda na watumiaji ambapo vifaa vya kushikilia kwenye uso vinaweza kuwa si bora.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (FAQ)

Q: Je, naweza kuendesha LED hii kwa mfululizo kwa 100mA?
A: Kikomo cha Juu Kabisa cha mkondo endelevu wa mbele ni 100mA. Hata hivyo, uendeshaji endelevu kwenye mkondo huu wa juu kabisa utazalisha joto kubwa (Pd ≈ Vf * If). Kwa uendeshaji wa kuaminika kwa muda mrefu, inashauriwa kupunguza thamani ya mkondo, hasa ikiwa halijoto ya mazingira ni zaidi ya 25°C, au kutumia kifaa cha kupoza joto.

Q: Je, ni tofauti gani kati ya makundi (M, N, P, Q, R)?
A: Makundi yanapanga kiwango cha chini na cha juu cha nguvu ya mnururisho wa LED inapotumika kwa 20mA. Kundi M lina pato la chini kabisa (7.8-12.5 mW/sr), na Kundi R lina pato la juu kabisa (30.0-48.0 mW/sr). Chagua kundi kulingana na nguvu ya ishara inayohitajika na usikivu wa mzunguko wako wa kupokea.

Q: Kwa nini voltage ya mbele ni ya juu zaidi kwenye 1A kuliko kwenye 20mA?
A> This is due to the internal series resistance of the semiconductor die and the bond wires. As current increases, the voltage drop across this resistance (V = I*R) increases, leading to a higher total forward voltage.

Ninawezaje kufikia ukubwa wa mnururisho wa 800 mW/sr?
Ukubwa huu umebainishwa chini ya hali ya msukumo: mkondo wa mbele wa 1A, na upana wa msukumo wa mikrosekunde 100 au chini, na mzunguko wa wajibu wa 1% au chini. Hii hupunguza joto huku ikiruhusu pato la papo hapo la nuru kuwa la juu sana.

11. Utafiti wa Kesi za Usanifu na Matumizi

Case Study 1: Long-Range Infrared Remote Control
A designer needs a remote control with a range of over 30 meters. They select the HIR333C/H0 in Bin R for maximum output. The circuit uses a microcontroller to generate modulated data pulses. The LED is driven with 1A pulses (100μs width, 1% duty cycle) via an NPN transistor switch. The high peak intensity ensures a strong signal reaches the distant receiver, while the low duty cycle keeps battery consumption and device heating minimal.

Uchunguzi wa Kesi 2: Sensor ya Ujirani katika Mazingira ya Viwanda
Mashine ya otomatiki inahitaji sensor thabiti ya ujirani. LED ya IR na fototransista huwekwa kinyume kinyume katika njia ya usafirishaji. LED inaendeshwa kwa mkondo wa mara kwa mara wa 50mA (uliopunguzwa kutoka kwa upeo wa 100mA kwa uhakika). Wavelength ya 850nm haifikiwi kirahisi na usumbufu wa mwanga unaoonekana wa mazingira kuliko LED nyekundu zinazoonekana. Boriti ya digrii 30 hutoa chaneli ya kutosha bila kuenea kupita kiasi. Sensor hugundua wakati kitu kinavunja boriti.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Mwanga wa Infrared wa Kutoa Diode (IR LED) ni diode ya makutano ya nusu-gaasi p-n. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni kutoka eneo la n hujumuishwa tena na mashimo kutoka eneo la p ndani ya eneo linalofanya kazi la chipu. Utaratibu huu wa kujumuishwa tena hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Nyenzo maalum zinazotumiwa katika eneo linalofanya kazi la chipu (kwa mfano huu, Gallium Aluminum Arsenide - GaAlAs) huamua urefu wa wimbi la fotoni zinazotolewa. Kwa GaAlAs, hii husababisha mwanga wa infrared wenye urefu wa wimbi la kilele karibu 850nm, ambao hauwezi kuonekana na jicho la binadamu lakini hugundulika kwa urahisi na vigunduzi vya mwanga vya msingi wa silikoni.

13. Mielekeo ya Teknolojia

Mwenendo katika IR LED unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi (utoaji mkubwa zaidi wa mnururisho kwa kila wati ya umeme inayotumiwa), ambao huruhusu matumizi ya nguvu ya chini au utoaji wa juu kutoka kwa kifurushi kilekile. Pia kuna juhudi za kuongeza uwezo wa usimbaji wa kasi ya juu kwa matumizi ya mawasiliano ya data kama vile IrDA na mitandao isiyo na waya ya optiki. Ufungaji unabadilika kujumuisha vifaa vya kusakinishwa kwenye uso (SMDs) vilivyo na utendaji bora wa joto kwa matumizi ya nguvu ya juu, ingawa vifurushi vya kupitia-shimo kama vile 5mm bado vinavuma kwa sababu ya nguvu yao ya kiufundi na urahisi wa kutengeneza mfano. Ujumuishaji na saketi ya kiendeshi na vigunduzi vya mwanga katika moduli moja ni mwenendo mwingine wa kawaida kwa muundo rahisi wa mfumo.