IR333-A - LED ya Infrared ya 5.0mm - Kifurushi cha T-1 3/4 - Urefu wa Wimbi la Kilele 940nm - Voltage ya Mbele 1.5V - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

IR333-A ni diode yenye nguvu ya kutokeza infrared (IR) iliyowekwa kwenye kifurushi cha kawaida cha plastiki ya bluu cha 5.0mm (T-1 3/4). Kifaa hiki kimeundwa kutokeza mwanga kwenye urefu wa wimbi la kilele (λp) wa nanomita 940, ambalo linalingana vizuri na vigunduzi vya mwanga vya kawaida vya silikoni kama vile phototransistor, photodiode, na moduli za kupokea infrared. Kazi yake kuu ni kutumika kama chanzo cha kuaminika cha mwanga wa infrared katika mifumo mbalimbali ya kugundua na usafirishaji.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

IR333-A inatoa faida kadhaa muhimu zinazomfanya ifae kwa matumizi ya viwanda na vya watumiaji. Ina sifa ya nguvu ya juu ya mionzi, ikihakikisha usafirishaji wa ishara yenye nguvu. Inafanya kazi kwa voltage ya chini ya mbele, ikichangia ufanisi wa nishati. Kifaa kimeundwa kwa kuzingatia usawa wa mazingira, kikiwa hakina risasi, kinakubaliana na kanuni za REACH za Umoja wa Ulaya, na kinakidhi viwango vya kutokuwa na halogeni (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm). Umbali wa waya wake wa 2.54mm unaufanya uweze kutumika na ubao wa kawaida wa mkate na PCB. Masoko lengwa ni pamoja na otomatiki ya viwanda, vifaa vya elektroniki vya watumiaji, mifumo ya usalama, na interfaces za mawasiliano ya data ambapo ishara ya kuaminika ya infrared inahitajika.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya kina na ya kitu cha sifa za umeme, mwanga na joto zilizobainishwa kwenye hati ya data.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Hazikusudiwi kwa uendeshaji wa kawaida.

• Mkondo wa Mbele unaoendelea (IF):100 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu wa DC ambao unaweza kutumika kuendelea bila kudhoofisha utendaji au maisha ya LED.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (IFP):1.0 A. Mkondo huu wa juu unaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo yenye upana wa mipigo ≤ 100μs na mzunguko wa kazi ≤ 1%. Hii inaruhusu milipuko mifupi sana, yenye nguvu ya mwanga, muhimu kwa itifaki fulani za kugundua au mawasiliano.
• Voltage ya Nyuma (VR):5 V. Voltage ya juu ambayo inaweza kutumika kwa mwelekeo wa nyuma kwenye LED. Kuzidi hii kunaweza kusababisha kuvunjika.
• Joto la Uendeshaji (Topr):-40°C hadi +85°C. Safu ya joto ya mazingira ambayo kifaa kinahakikishiwa kufanya kazi kulingana na vipimo vyake.
• Joto la Hifadhi (Tstg):-40°C hadi +100°C. Safu ya joto ya kuhifadhi kifaa wakati hakifanyi kazi.
• Joto la Kuuza (Tsol):260°C kwa upeo wa sekunde 10. Hii inabainisha mipaka ya wasifu wa kuuza kwa kuyeyusha ili kuzuia uharibifu wa kifurushi.
• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):150 mW kwa au chini ya joto la hewa huria la 25°C. Hii ndiyo nguvu ya juu ambayo kifurushi kinaweza kutawanya kama joto.

2.2 Sifa za Umeme-Mwanga

Vigezo hivi, vilivyopimwa kwa hali ya kawaida ya majaribio ya Ta=25°C, vinabainisha utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji.

• Nguvu ya Mionzi (Ie):Hii ndiyo nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara (steradian). Kwa mkondo wa kawaida wa kuendesha wa 20mA, thamani ya kawaida ni 20 mW/sr, na kiwango cha chini cha 7.8 mW/sr na cha juu cha 48 mW/sr. Chini ya hali ya mipigo (100mA, mzunguko wa kazi ≤1%), nguvu ya kawaida huongezeka hadi 85 mW/sr, na kwenye mkondo wa mipigo wa kilele wa 1A, inaweza kufikia 750 mW/sr. Hii inaonyesha uwezo wa kifaa kwa matumizi ya pato la juu linapoendeshwa kwa mipigo.
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λp):940 nm (kawaida). Hii ndiyo urefu wa wimbi ambalo LED hutokeza nguvu nyingi zaidi ya mwanga. Inafaa vizuri kutumika na vigunduzi vya silikoni, ambavyo vina usikivu mzuri katika eneo la karibu la infrared.
• Upana wa Wigo wa Mwanga (Δλ):45 nm (kawaida). Hii inaonyesha safu ya urefu wa mawimbi yanayotolewa, ikizunguka kilele. Upana mdogo wa wigo unaweza kuwa muhimu kwa kuchuja kelele ya mwanga wa mazingira.
• Voltage ya Mbele (VF):Kwa 20mA, voltage ya kawaida ya mbele ni 1.5V (chini 1.2V, juu haijabainishwa kwa 20mA kwenye jedwali, lakini inamaanishwa na hali nyingine). Voltage hii ya chini inachangia matumizi ya nguvu ya chini. Voltage huongezeka kwa mkondo, kama inavyoonyeshwa na 1.4V (kawaida) kwa 100mA ya mipigo na 2.6V (kawaida) kwa 1A ya mipigo.
• Mkondo wa Nyuma (IR):Upeo wa 10 μA kwa VR=5V. Hii ndiyo mkondo mdogo wa uvujaji unaotiririka wakati kifaa kimewekewa voltage kinyume.
• Pembe ya Kuona (2θ1/2):Digrii 20 (kawaida). Hii ndiyo pembe kamili ambayo nguvu ya mionzi hushuka hadi nusu ya thamani yake ya juu (kwenye mhimili). Pembe ya digrii 20 inaonyesha boriti iliyolengwa kwa wastani, muhimu kwa matumizi ya kugundua yaliyoelekezwa.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

Hati ya data inajumuisha jedwali la kugawa katika makundi kwa Nguvu ya Mionzi, ambayo ni desturi ya kawaida ya kuainisha LED kulingana na utendaji uliopimwa.

3.1 Kugawa Katika Makundi kwa Nguvu ya Mionzi

LED zinasagwa katika makundi tofauti au viwango (M, N, P, Q, R) kulingana na nguvu yao ya mionzi iliyopimwa kwa IF=20mA. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua sehemu zenye kiwango cha chini cha utendaji kilichohakikishiwa kwa matumizi yao. Kwa mfano, kuchagua sehemu ya kundi "Q" kunahakikisha nguvu ya mionzi kati ya 21.0 na 34.0 mW/sr. Mfumo huu unahakikisha uthabiti katika uzalishaji. Hati ya data haionyeshi kugawa katika makundi kwa urefu wa wimbi la kilele au voltage ya mbele kwa nambari hii maalum ya sehemu, ikipendekeza udhibiti mkali au vipimo moja kwa vigezo hivyo.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Mviringo wa sifa za kawaida hutoa ufahamu wa thamani juu ya jinsi LED inavyofanya kazi chini ya hali tofauti. Ingawa data maalum ya picha haijatolewa kwenye maandishi, mviringo uliorejelewa unaruhusu uchambuzi ufuatao.

4.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira (Mch.1)

Mviringo huu kwa kawaida ungeonyesha kupunguzwa kwa mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele kadiri joto la mazingira linavyoongezeka. Ili kuzuia kupata joto kupita kiasi na kuhakikisha uaminifu, mkondo wa mbele unaoendelea lazima upunguzwe wakati wa kufanya kazi juu ya 25°C. Mtawanyiko wa juu kabisa wa nguvu wa 150mW ndio kipengele kinachozuia.

4.2 Usambazaji wa Wigo (Mch.2)

Grafu hii inaonyesha kwa picha pato la nguvu ya mwanga jamaa kama kazi ya urefu wa wimbi. Ingeonyesha mviringo wa umbo la kengele uliokatikana kwenye 940 nm na upana wa wigo wa mwanga wa 45 nm. Hii husaidia kuelewa usafi wa mwanga wa infrared na ufanisi wake na majibu ya wigo la kigunduzi.

4.3 Urefu wa Wimbi la Kilele la Utoaji dhidi ya Joto (Mch.3)

Urefu wa wimbi la kilele la LED una mgawo wa joto, kwa kawaida hubadilika kwa urefu wa mawimbi marefu zaidi (kuhama nyekundu) kadiri joto la makutano linavyoongezeka. Mviringo huu hupima mabadiliko hayo kwa IR333-A, ambayo ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji ulinganifu sahihi wa urefu wa wimbi.

4.4 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mviringo wa IV) (Mch.4)

Mviringo huu wa msingi unaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya voltage iliyowekwa kwenye LED na mkondo unaotokana. Hii ni muhimu sana kwa kubuni mzunguko wa kiendeshi kinachozuia mkondo. Mviringo utaonyesha voltage ya kawaida ya "goti" (karibu 1.2-1.5V) na jinsi voltage inavyoongezeka kwa kuongezeka kwa mkondo.

4.5 Nguvu ya Mionzi dhidi ya Mkondo wa Mbele (Mch.5)

Mviringo huu unaonyesha uhusiano wa chini ya mstari kati ya mkondo wa kuendesha na pato la mwanga. Ingawa nguvu huongezeka kwa mkondo, ufanisi (pato la mwanga kwa kila kitengo cha pembejeo ya umeme) kwa kawaida hupungua kwenye mikondo ya juu sana kutokana na ongezeko la uzalishaji wa joto. Data kutoka kwa jedwali (20mA -> 20 mW/sr kawaida, 100mA mipigo -> 85 mW/sr kawaida) inapendekeza uhusiano huu.

4.6 Nguvu ya Mionzi ya Jamaa dhidi ya Uhamisho wa Pembe (Mch.6)

Hii ndiyo muundo wa mionzi wa anga wa LED. Inaonyesha nguvu iliyosanifiwa kama kazi ya pembe kutoka kwa mhimili wa kati. Kwa LED ya 5mm yenye lenzi ya kuba, muundo huu kwa kawaida ni wa Lambertian au karibu na Lambertian. Pembe maalum ya kuona ya digrii 20 (2θ1/2) ni hatua muhimu ya data kutoka kwa mviringo huu, ikibainisha upana wa boriti.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

IR333-A inatumia kifurushi cha kawaida cha tasnia cha T-1 3/4 (kipenyo cha 5.0mm). Umbali wa waya ni 2.54mm (inchi 0.1), ambayo ni umbali wa kawaida wa vipengele vya kupenya kwenye ubao wa mzunguko uliochapishwa. Nyenzo za kifurushi ni plastiki ya bluu, ambayo inaweza kufanya kazi kama kichujio cha mwanga unaoonekana kwa kiasi fulani, ikisaidia kuzuia kiasi cha mwanga unaoonekana wa mazingira kuingia kwenye kifurushi na kufikia chipi inayotoa IR, ambayo vinginevyo inaweza kusababisha usumbufu katika mzunguko wa kugundua. Cathode kwa kawaida hutambuliwa kwa doa laini kwenye ukingo wa kifurushi na/au waya mfupi. Wabunifu lazima watazame mchoro wa kina wa kifurushi (unaomaanishwa na sehemu ya "Vipimo vya Kifurushi") kwa vipimo halisi na uvumilivu (±0.25mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo).

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Kiwango cha juu kabisa cha joto la kuuza ni 260°C kwa muda usiozidi sekunde 10. Hiki ni kiwango cha kawaida cha mchakato wa kuuza kwa kuyeyusha bila risasi. Kwa kuuza kwa mkono, chuma cha joto kilichodhibitiwa kinapaswa kutumiwa, na wakati wa mgusano unapaswa kupunguzwa ili kuzuia uharibifu wa joto kwa kifurushi cha plastiki na vifungo vya ndani vya waya. Tahadhari za kawaida za ESD (Utoaji wa Umeme wa Tuli) zinapaswa kuzingatiwa wakati wa kushughulikia na usanikishaji, kwani LED ni vifaa vya semiconductor nyeti. Hifadhi inapaswa kuwa ndani ya safu maalum ya joto ya -40°C hadi +100°C katika mazingira kavu.

7. Ufungaji na Taarifa ya Kuagiza

Vipimo vya kawaida vya ufungaji ni kama ifuatavyo: vipande 200 hadi 500 hufungwa kwenye begi moja. Mabegi matano kisha huwekwa kwenye sanduku moja. Hatimaye, masanduku kumi hufungwa kwenye kasha kuu moja. Lebo kwenye ufungaji inajumuisha taarifa muhimu za ufuatiliaji na utambulisho: Nambari ya Uzalishaji ya Mteja (CPN), Nambari ya Uzalishaji (P/N), Idadi ya Ufungaji (QTY), Viwango (CAT, inayorejelea kundi la nguvu), Urefu wa Wimbi la Kilele (HUE), nambari ya kumbukumbu, na Nambari ya Kundi (LOT No) ambayo inajumuisha nambari ya mwezi wa uzalishaji.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Mifumo ya Usafirishaji wa Hewa Huria:Inatumika katika udhibiti wa mbali, viungo vya data vya masafa mafupi, au vigunduzi vya karibu ambapo ishara ya infrared husafirishwa kupitia hewa.
• Swichi za Umeme-Mwanga & Kugundua Kitu:Imeunganishwa na phototransistor au photodiode ili kuunda kigunduzi cha kuvunja boriti kwa kuhesabu, kugundua nafasi, au swichi za kikomo.
• Diski Dogo la Kompyuta:Hapo awali ilitumika kugundua uwepo wa kichupo cha kinga ya kuandika au diski iliyopo.
• Vigunduzi vya Moshi:Inatumika katika vigunduzi vya moshi vya aina ya kuzuia, ambapo chembe za moshi huitikisa boriti ya mwanga wa infrared kati ya LED na kigunduzi.
• Mifumo ya Jumla ya Infrared Iliyotumika:Mfumo wowote ulioingizwa unaohitaji chanzo cha kuaminika, kilichorekebishwa, au cha mwanga wa IR unaoendelea.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Kuzuia Mkondo:LED ni kifaa kinachoendeshwa na mkondo. Upinzani wa mfululizo au mzunguko wa kiendeshi cha mkondo wa mara kwa mara ni lazima ili kuzuia mkondo wa mbele kwa thamani salama (kwa mfano, 20mA kwa uendeshaji unaoendelea). Thamani ya upinzani inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF.
• Usimamizi wa Joto:Ingawa mtawanyiko wa nguvu ni wa chini, kufanya kazi kwenye joto la juu la mazingira au karibu na mkondo wa juu kabisa kutazalisha joto. Hakikisha uingizaji hewa wa kutosha au upunguze mkondo wa uendeshaji kama inavyoonyeshwa kwenye mviringo wa kupunguza.
• Ulinganifu wa Mwanga:Kwa nguvu ya juu zaidi ya ishara katika mfumo wa kutokeza-kugundua uliofungamana, ulinganifu sahihi wa mitambo ni muhimu sana, hasa kwa pembe ya kuona ya digrii 20.
• Kukataa Mwanga wa Mazingira:Katika mazingira yenye IR yenye nguvu ya mazingira (kwa mfano, mwanga wa jua), kurekebisha ishara ya kuendesha ya LED na kutumia mzunguko wa kigunduzi uliosawazishwa kwa mzunguko huo wa urekebishaji kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa uwiano wa ishara kwa kelele.
• Kinga ya Voltage ya Nyuma:Ingawa kifaa kinaweza kuvumilia hadi 5V kwa nyuma, ni desturi nzuri kuepuka kuweka voltage kinyume. Katika mizunguko ya AC au ya bipolar, diode ya kinga sambamba (cathode kwa anode) inaweza kuwa muhimu.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za kawaida za IR za 5mm, tofauti kuu za IR333-A ni nguvu yake iliyobainishwa wazi ya juu ya mionzi (hadi 48 mW/sr chini kwa kundi la R) na usawa wake kamili wa mazingira (RoHS, REACH, Hakina Halojeni). Mfumo wa kina wa kugawa katika makundi hutoa viwango vya utendaji vilivyohakikishiwa, ambavyo ni muhimu kwa uthabiti wa ubunifu katika uzalishaji wa wingi. Urefu wa wimbi wa 940nm ni mojawapo ya urefu wa wimbi wa kawaida na unaofaa zaidi, ukitoa usawa mzuri kati ya usikivu wa kigunduzi na unyonyaji wa chini katika angahewa ikilinganishwa na urefu wa mawimbi marefu. Voltage yake ya chini ya mbele inaweza kusababisha matumizi ya nguvu ya chini kidogo katika vifaa vinavyotumia betri ikilinganishwa na LED zenye Vf ya juu.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

1. Q: Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller ya 5V?A: Hapana. Pini ya microcontroller kwa kawaida haiwezi kutoa 20mA kwa usalama, na muhimu zaidi, hakuna kuzuia mkondo. Lazima utumie transistor kama swichi na upinzani wa mfululizo ili kuzuia mkondo kwa thamani unayotaka (kwa mfano, 20mA). Hesabu upinzani kama R = (5V - 1.5V) / 0.02A = 175Ω. Tumia thamani ya kawaida iliyo karibu zaidi (kwa mfano, 180Ω).
2. Q: Kuna tofauti gani kati ya uendeshaji unaoendelea na ule wa mipigo?A: Uendeshaji unaoendelea (DC) huzalisha joto la mara kwa mara. Uendeshaji wa mipigo (kwa mzunguko wa kazi wa chini) huruhusu mkondo wa papo hapo wa juu zaidi (hadi 1A) kwa sababu LED ina muda wa kupoa kati ya mipigo, ikizuia mzigo wa joto kupita kiasi. Hii hutoa pato la juu zaidi la mwanga la kilele.
3. Q: Je, ninatambuje cathode?A: Kwa kifurushi hiki, tafuta doa laini kwenye ukingo wa plastiki wa LED. Waya ulio karibu zaidi na doa hili laini ndio cathode. Zaidi ya hayo, waya wa cathode mara nyingi ni mfupi kuliko waya wa anode.
4. Q: Je, kinza joto kinahitajika?A: Kwa uendeshaji unaoendelea kwa 20mA (takriban 30mW ya mtawanyiko wa nguvu), kinza joto kwa kawaida hakihitajiki. Ikiwa unafanya kazi karibu na mkondo wa juu kabisa (100mA DC) au kwenye joto la juu la mazingira, zingatia kupunguzwa kwa joto na uwezekano wa kutoa baridi fulani ya kiwango cha ubao.
5. Q: Kwa nini kifurushi ni cha bluu?A: Plastiki ya bluu hufanya kazi kama kichujio kinachozuia mwanga fulani unaoonekana, na kufanya kifurushi kiwe kigumu kuona. Hii husaidia kupunguza kiasi cha mwanga unaoonekana wa mazingira ambao unaweza kuingia kwenye kifurushi na kufikia chipi inayotoa IR, ambayo vinginevyo inaweza kusababisha usumbufu katika mzunguko wa kugundua.

11. Mfano wa Matumizi ya Vitendo

Kubuni Kigunduzi Rahisi cha Kugundua Kitu:Matumizi ya kawaida ni kigunduzi cha kuvunja boriti. Weka IR333-A upande mmoja na phototransistor (kwa mfano, iliyosawazishwa kwa 940nm) upande mwingine, zikiwa zimepangwa kwenye mhimili mmoja. Endesha LED kwa upinzani wa 180Ω kutoka kwa usambazaji wa 5V, na kusababisha takriban 20mA ya mkondo. Wakati kitu kinapita kati yao, kinavunja boriti ya infrared. Upinzani wa collector-emitter wa phototransistor utabadilika kwa kiasi kikubwa. Mabadiliko haya yanaweza kubadilishwa kuwa ishara ya voltage kwa kutumia upinzani wa kuinua na kutiwa kwenye pini ya comparator au ADC ya microcontroller ili kugundua uwepo wa kitu. Ili kupambana na mwanga wa mazingira, unaweza kutoa mipigo kwa LED kwa mzunguko maalum (kwa mfano, 1kHz) na kutumia kichujio cha kupita kati au kugundua kwa wakati mmoja katika mzunguko wa mpokeaji.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Diode ya Kutokeza Mwanga ya Infrared (IR LED) ni diode ya makutano ya p-n ya semiconductor. Inapowekewa voltage kwa mwelekeo wa mbele (voltage chanya kwa anode ikilinganishwa na cathode), elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo la makutano. Wakati vibeba malipo hivi vinapoungana tena, hutolea nishati. Katika IR LED, nishati hii hutolewa haswa kwa mfumo wa fotoni (chembe za mwanga) katika wigo wa infrared. Urefu maalum wa wimbi (940nm katika kesi hii) umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo za semiconductor zilizotumiwa (Gallium Aluminum Arsenide - GaAlAs, kama ilivyoonyeshwa kwenye Mwongozo wa Uchaguzi wa Kifaa). Kifurushi cha plastiki kinazunguka chipi, hutoa kinga ya mitambo, na kinajumuisha lenzi ambayo huunda mwanga uliotolewa kuwa muundo maalum wa pembe ya kuona.

13. Mienendo ya Teknolojia

Teknolojia ya LED ya infrared inaendelea kubadilika. Mienendo ya jumla katika tasnia ni pamoja na ukuzaji wa vifaa vilivyo na nguvu ya juu zaidi ya mionzi na ufanisi wa kuziba ukuta (nguvu ya mwanga nje / nguvu ya umeme ndani). Pia kuna msukumo wa kupunguza ukubwa, na vifurushi vya kifaa cha kushika uso (SMD) vinakuwa maarufu zaidi kuliko vifurushi vya kupenya kama T-1 3/4 kwa matumizi yanayozuiwa na nafasi. Mahitaji ya bendi maalum, nyembamba za urefu wa wimbi yanaongezeka kwa matumizi maalum kama vile kugundua gesi au ufuatiliaji wa kibiolojia. Zaidi ya hayo, ushirikiano ni mwenendo muhimu, na jozi za kutokeza-kugundua zilizounganishwa katika vifurushi vimoja au LED zenye viendeshi vilivyojengwa ndani zinapatikana ili kurahisisha ubunifu wa mzunguko na kupunguza ukubwa wa kiwango.