IR333C 5mm LED ya Infrared - Kifurushi cha 5mm T-1 - Urefu wa Wimbi la Kilele 940nm - Voltage ya Mbele 1.5V - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

IR333C ni diode yenye nguvu ya juu ya kutolea mionzi ya infrared iliyowekwa kwenye kifurushi cha kawaida cha plastiki 5mm (T-1) kilicho wazi kama maji. Imebuniwa kutolea mwanga kwenye urefu wa wimbi la kilele la 940nm, ambalo ni bora kwa matumizi yanayohitaji vyanzo vya mwanga visivyoonekana. Kifaa hiki kinalingana kwa wigo na fototransistor za kawaida za silikoni, photodiode, na moduli za kupokea infrared, na kuhakikisha utendakazi bora katika mifumo ya usafirishaji wa ishara.

Faida kuu za sehemu hii ni pamoja na uaminifu wake wa juu, pato la nguvu ya juu ya mionzi, na mahitaji ya chini ya voltage ya mbele. Nafasi ya risasi ya 2.54mm inaufanya uweze kutumika na bodi za kawaida za mkate na PCB. Pia inatengenezwa kama bidhaa isiyo na Plumbi na inayofuata RoHS, ikizingatia viwango vya kisasa vya mazingira.

1.1 Vipengele Vikuu na Soko Lengwa

Vipengele vya msingi vinavyofafanua IR333C ni sifa zake za macho na za umeme zilizoboreshwa kwa matumizi ya infrared. Nguvu yake ya juu ya mionzi, inayofikia kilele cha 940nm, inaufanya uwe na ufanisi mkubwa kwa mawasiliano ya macho ya anga huria. Voltage ya chini ya mbele inapunguza matumizi ya nguvu, ambayo ni muhimu kwa vifaa vinavyotumia betri.

Matumizi yanayolengwa ni mbalimbali na ni pamoja na:

• Mifumo ya Usafirishaji wa Hewa Huria:Inatumika kwa viungo vya data vya mfupi, visivyo na waya.
• Vipande vya Udhibiti wa Mbali vya Infrared:Hasa vile vinavyohitaji nguvu kubwa kwa masafa marefu au uendeshaji kupitia vikwazo.
• Vigunduzi vya Moshi:Vinatumika katika miundo ya chumba cha macho kugundua chembe za moshi.
• Mifumo ya Jumla ya Infrared Iliyotumika:Hii inajumuisha kuhisi vitu, kugundua karibu, na otomatiki ya viwanda.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Uelewa wa kina wa vipimo vya kifaa hiki ni muhimu sana kwa muundo wa sakiti unaoaminika na ujumuishaji wa mfumo.

2.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Haipaswi kuzidiwa hata kwa muda mfupi.

• Mkondo wa Mbele Unaendelea (I_F):100 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu wa DC ambao unaweza kupitishwa kupitia LED kwa muda usiojulikana chini ya hali maalum.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (I_FP):1.0 A. Mkondo huu wa juu unaruhusiwa tu chini ya hali za mipigo (Upana wa Pulse ≤ 100μs, Mzunguko wa Wajibu ≤ 1%). Hii ni muhimu kwa kufikia pato la mionzi la papo hapo la juu sana.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V. Voltage ya juu ambayo inaweza kutumika kwa mwelekeo wa nyuma. Kuzidi hii kunaweza kusababisha kuvunjika kwa kiungo.
• Mtawanyiko wa Nguvu (P_d):150 mW kwa au chini ya 25°C. Kipimo hiki kinazingatia voltage ya mbele inayoshuka na mkondo. Kufanya kazi juu ya kikomo hiki kutasababisha joto la kupita kiasi na kupunguza utendakazi au kusababisha kushindwa.
• Safu za Joto:Joto la uendeshaji na la kuhifadhi limebainishwa kutoka -40°C hadi +85°C, ikionyesha ufaafu kwa mazingira ya viwanda na ya magari.
• Joto la Kuuza (T_sol):260°C kwa upeo wa sekunde 5. Hii ni muhimu kwa michakato ya kuuza ya wimbi au reflow ili kuzuia uharibifu wa kifurushi.

2.2 Sifa za Umeme na Macho

Vigezo hivi hupimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta=25°C) na vinafafanua utendakazi wa kifaa.

• Nguvu ya Mionzi (E_e):Hii ndiyo nguvu ya macho inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe thabiti (mW/sr). Thamani ya kawaida ni 15 mW/sr kwa I_F=20mA. Chini ya hali za mipigo ya I_F=100mA, inapanda hadi 60 mW/sr, na kwa I_F=1A, inafikia 450 mW/sr. Hii inaonyesha faida kubwa katika pato wakati wa kutumia kuendesha kwa mipigo.
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_p):940 nm (kawaida). Hii iko katika wigo wa karibu wa infrared, isiyoonekana kwa jicho la mwanadamu lakini inagunduliwa kwa ufanisi na sensorer za msingi wa silikoni.
• Upana wa Wigo wa Spectral (Δλ):45 nm (kawaida). Hii inafafanua safu ya urefu wa wimbi inayotolewa, ikizunguka kilele. Upana mdogo wa upana wa bendi unaweza kuwa na manufaa kwa kuchuja kelele ya mwanga wa mazingira.
• Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 1.5V kwa I_F=20mA, na upeo wa 1.85V kwa I_F=100mA (mipigo). V_Fya chini ni faida kuu kwa muundo wa sakiti ya voltage ya chini.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):Upeo wa 10 μA kwa V_R=5V. Mkondo huu wa uvujaji ni wa chini sana.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 20 (kawaida). Pembe hii nyembamba ya boriti inakusanya nguvu ya mionzi kwenye boriti iliyoelekezwa, na kuongeza safu ya ufanisi kwa matumizi kama vile udhibiti wa mbali.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

IR333C imepangwa katika makundi tofauti kulingana na nguvu yake ya mionzi kwenye mkondo wa kawaida wa majaribio wa 20mA. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vipengele vilivyo na viwango vya chini vya utendakazi vilivyohakikishwa kwa matumizi yao.

Muundo wa kugawa katika makundi ni kama ifuatavyo:

• Kikundi M:Nguvu ya Mionzi kati ya 7.8 mW/sr (Chini) na 12.5 mW/sr (Juu).
• Kikundi N:Nguvu ya Mionzi kati ya 11.0 mW/sr (Chini) na 17.6 mW/sr (Juu).
• Kikundi P:Nguvu ya Mionzi kati ya 15.0 mW/sr (Chini) na 24.0 mW/sr (Juu).
• Kikundi Q:Nguvu ya Mionzi kati ya 21.0 mW/sr (Chini) na 34.0 mW/sr (Juu).

Kwa matumizi yanayohitaji mwangaza thabiti au safu ndefu, inashauriwa kubainisha kikundi cha juu zaidi (k.m., P au Q). Lebo ya bidhaa inajumuisha uga wa \"CAT\" kuonyesha cheo.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendakazi

Hati ya data hutoa mikondo kadhaa ya tabia inayoonyesha jinsi vigezo vinavyobadilika na hali za uendeshaji.

4.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira (Mtini. 1 & 8)

Mikondo hii inaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele na joto la mazingira. Kadiri joto linavyopanda, mkondo wa juu unaoruhusiwa unaendelea hupungua kwa mstari. Hii ni kwa sababu ya uwezo uliopunguzwa wa kutawanya nguvu kwenye joto la juu. Wabunifu lazima kupunguza mkondo wa uendeshaji kulingana na joto la juu la mazingira linalotarajiwa ili kuhakikisha uaminifu.

4.2 Usambazaji wa Spectral (Mtini. 2)

Grafu hii inapanga nguvu ya jamaa dhidi ya urefu wa wimbi. Inathibitisha utoaji wa kilele kwenye 940nm na inaonyesha sura na upana (takriban 45nm) wa wigo wa utoaji. Hii ni muhimu kwa kuchagua vichungi vya macho vinavyofaa kwenye kipokezi.

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

Urefu wa wimbi la utoaji la kilele una mgawo mdogo wa joto, kwa kawaida hubadilika kwa urefu wa wimbi ndefu (kuhama nyekundu) kadiri joto la kiungo linavyopanda. Kuhama huku kwa kawaida ni ndogo kwa LED za infrared lakini inapaswa kuzingatiwa katika matumizi ya uhisi ya usahihi.

4.4 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mtini. 4)

Huu ndio mkondo wa kawaida wa I-V kwa diode. Inaonyesha uhusiano wa kielelezo. Mkondo huu unawaruhusu wabunifu kubainisha kushuka kwa voltage kwa mkondo fulani wa kuendesha, ambayo ni muhimu kwa kuhesabu thamani za upinzani wa mfululizo au mahitaji ya sakiti ya kiendeshi.

4.5 Nguvu ya Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele (Mtini. 5)

Mkondo huu unaonyesha kuwa pato la mionzi ni takriban mstari na mkondo wa mbele katika safu ya kawaida ya uendeshaji. Hata hivyo, kwenye mikondo ya juu sana, ufanisi unaweza kupungua kwa sababu ya joto na athari zingine.

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

Picha hii ya polar inafafanua kwa macho pembe ya kuona. Nguvu ni ya juu zaidi kwenye digrii 0 (kwenye mhimili) na hupungua kadiri pembe inavyopanda, ikifikia nusu ya thamani yake ya juu zaidi kwenye takriban ±10 digrii (kwa hivyo pembe kamili ya kuona ya digrii 20).

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

Kifaa hiki kinatumia kifurushi cha kawaida cha viwanda cha 5mm T-1. Nafasi ya risasi ni 2.54mm (inchi 0.1), ambayo ni lami ya kawaida kwa bodi nyingi za utengenezaji na mpangilio wa PCB. Kifurushi kimetengenezwa kutoka kwa plastiki wazi kama maji, ambayo ni wazi kwa mwanga wa infrared wa 940nm, na kupunguza hasara za macho. Cathode kwa kawaida hutambuliwa kwa mstari wa gorofa kwenye ukingo wa lenzi ya plastiki na/au risasi fupi. Mchoro wa kina wa mitambo katika hati ya data hutoa vipimo vyote muhimu vilivyo na uvumilivu, ambavyo ni muhimu kwa muundo wa alama ya PCB na kuhakikisha kutoshea kwa usahihi katika makazi au lenzi.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Ili kuzuia uharibifu wakati wa usanikishaji, hali maalum za kuuza lazima zifuatwe. Kipimo cha juu kabisa cha joto la kuuza ni 260°C, na wakati wa kuuza haupaswi kuzidi sekunde 5. Hii inatumika kwa michakato ya kuuza kwa mkono na ya wimbi. Kwa kuuza reflow, wasifu ambao unafikia kilele kwa au chini ya 260°C unahitajika. Mfiduo wa muda mrefu kwa joto la juu unaweza kuacha nyufa kwenye kifurushi cha epoxy au kuharibu viunganisho vya waya vya ndani. Pia inashauriwa kuhifadhi vipengele katika mazingira kavu ili kuzuia kunyonya unyevu, ambayo kunaweza kusababisha \"popcorning\" wakati wa reflow.

7. Ufungaji na Taarifa ya Kuagiza

Ufungaji wa kawaida wa IR333C ni kama ifuatavyo: vipande 500 hupakiwa kwenye begi moja, mifuko 5 huwekwa kwenye sanduku moja, na masanduku 10 hufanya carton moja. Hii inafanya jumla ya vipande 25,000 kwa kila carton. Lebo ya bidhaa ina uga kadhaa muhimu kwa ufuatiliaji na utambulisho: CPN (Nambari ya Sehemu ya Mteja), P/N (Nambari ya Sehemu ya Mtengenezaji), QTY (Idadi), CAT (Cheo/Kitengo cha Nguvu), HUE (Urefu wa Wimbi la Kilele), REF (Kumbukumbu), na LOT No (Nambari ya Kundi).

8. Mapendekezo ya Muundo wa Matumizi

8.1 Sakiti za Kawaida za Matumizi

Sakiti ya kawaida ya kuendesha ni upinzani rahisi wa mfululizo. Thamani ya upinzani (R_s) inahesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. Kwa mfano, kuendesha LED kwa 20mA kutoka kwa usambazaji wa 5V na V_Fya kawaida ya 1.5V: R_s= (5V - 1.5V) / 0.02A = 175Ω. Upinzani wa kawaida wa 180Ω ungefaa. Kwa uendeshaji wa mipigo kwenye mikondo ya juu (k.m., 1A), swichi ya transistor au MOSFET inahitajika, mara nyingi huendeshwa na microcontroller.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Muundo

• Usimamizi wa Joto:Ingawa kifurushi ni kidogo, kwenye mikondo ya juu inayoendelea, mtawanyiko wa nguvu (P_d= V_F* I_F) unaweza kukaribia kikomo cha 150mW. Hakikisha uingizaji hewa wa kutosha au zingatia kutumia kuendesha kwa mipigo ili kupunguza nguvu ya wastani.
• Muundo wa Macho:Pembe ya kuona ya digrii 20 hutoa boriti iliyolengwa. Kwa chanjo pana, lenzi ya kutawanya inaweza kuhitajika. Kinyume chake, kwa matumizi ya safu ndefu sana, lenzi ya sekondari ya kusawazisha inaweza kutumika kupunguza boriti zaidi.
• Kulinganisha Kipokezi:Daima linganisha IR333C na kipokezi (fototransistor, photodiode, au IC) ambacho kinaweza kuhisi katika eneo la 940nm. Kutumia kichungi cha macho kinachozuia mwanga unaoonekana kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa uwiano wa ishara-kwa-kelele kwenye mwanga wa mazingira.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za kawaida zinazoonekana au LED zingine za infrared, tofauti kuu za IR333C ni mchanganyiko wa uwezo wake wa pato la juu la mipigo (450 mW/sr kwa 1A), voltage ya chini ya mbele, na pembe nyembamba ya boriti ya digrii 20. Vifaa vingine vinavyoshindana vinaweza kutoa pembe pana za kuona kwa chanjo pana lakini kwa gharama ya nguvu kwenye mhimili. Urefu wa wimbi wa 940nm ni mojawapo ya ya kawaida na yenye gharama nafuu, na usafirishaji mzuri wa anga na chaguzi nyingi za vipokezi, ikilinganishwa na, kwa mfano, LED za 850nm ambazo zina mwangaza mwekundu unaoonekana.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller?

A: Kwa uendeshaji unaoendelea kwa 20mA, angalia ikiwa pini ya GPIO ya microcontroller yako inaweza kutoa au kukamata mkondo huo mwingi. Wengi wanaweza kushughulikia 10-25mA tu. Mara nyingi ni salama zaidi kutumia transistor kama swichi.

Q: Kwa nini nguvu ya mionzi ni ya juu sana chini ya hali za mipigo?

A> Kupeleka mkondo kwa mipigo kunakuruhusu kuendesha LED kwenye mikondo iliyo juu sana ya kiwango chake cha DC bila kupasha joto kiungo. Pato la mwanga kimsingi ni kazi ya mkondo wa papo hapo, kwa hivyo mipigo mifupi ya mikondo ya juu hutoa mwanga mkali sana.

Q: Je, ninatambuaje cathode?

A: Tafuta ukingo wa gorofa kwenye lenzi ya duara ya plastiki. Risasi iliyo karibu na gorofa hii ndiyo cathode. Pia, risasi ya cathode kwa kawaida ni fupi kuliko risasi ya anode.

Q: Je, LED ya infrared kama hii ni salama kwa macho?

A> Ingawa haionekani, mionzi ya infrared bado inaweza kukusanywa na lenzi ya jicho kwenye retina. Kwa matumizi ya nguvu ya juu, hasa na lenzi, ni busara kuepuka kuona moja kwa moja. Udhibiti wa mbali wa watumiaji wengi hutumia nguvu ya wastani ya chini sana na inachukuliwa kuwa salama kwa macho.

11. Mfano wa Matumizi ya Vitendo

Hali: Udhibiti wa Mbali wa Infrared wa Safu Ndefu kwa Kifungua Mlango.

Mbunifu anahitaji udhibiti wa mbali wenye safu ya mita 50 mchana. Wanachagua IR333C katika Kikundi Q kwa nguvu ya juu zaidi. Sakiti hutumia microcontroller kutoa ishara ya kubeba ya 38kHz, ambayo imebadilishwa kwa ukubwa na msimbo wa data. Transistor ya NPN hutumiwa kupeleka LED kwa mipigo kwa 1A na mzunguko mdogo wa wajibu (k.m., 1%). Lenzi rahisi ya plastiki huongezwa mbele ya LED ili kusawazisha boriti kidogo. Kwenye upande wa kipokezi, moduli ya kawaida ya kipokezi ya IR ya 38kHz na kichungi cha 940nm hutumiwa. Muundo huu unatumia pato la juu la mipigo la LED na boriti nyembamba kufikia safu inayohitajika huku ukidumisha matumizi ya chini ya nguvu ya wastani kwa maisha marefu ya betri.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Diode ya Kutolea Mwanga ya Infrared (IR LED) ni diode ya kiungo cha p-n ya semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni kutoka eneo la n na mashimo kutoka eneo la p huingizwa kwenye kiungo. Wakati vibeba malipo hivi vinaungana tena, hutoa nguvu. Katika IR LED, nyenzo ya semiconductor (GaAlAs kwa IR333C) huchaguliwa ili nguvu hii itolewe hasa kama fotoni katika sehemu ya infrared ya wigo wa sumakuumeme (karibu 940nm). Kifurushi cha epoxy kilicho wazi kama maji hufanya kazi kama lenzi, na kuunda mwanga uliotolewa kuwa muundo wake wa tabia wa boriti.

13. Mienendo ya Teknolojia

Mwelekeo katika LED za infrared unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi (pato zaidi la mionzi kwa kila wati ya umeme inayoingia) na msongamano wa nguvu wa juu zaidi. Hii inawezesha maisha marefu ya betri na safu ndefu zaidi za uendeshaji katika vifaa vya kubebeka. Pia kuna maendeleo katika vyanzo vya IR vya urefu wa wimbi mbalimbali na vinavyoweza kubadilishwa kwa matumizi ya hali ya juu ya uhisi kama uchambuzi wa gesi na kipimo cha spectroscopic. Ujumuishaji wa sakiti ya kiendeshi cha LED na hata sensorer katika moduli kompakt ni mwelekeo mwingine wa kawaida, na kurahisisha muundo kwa watumiaji wa mwisho. Msukumo wa msingi wa RoHS na viwango vya utengenezaji wa kijani bado ni mkubwa katika tasnia nzima.