LTE-3271T Kichocheo cha Mwanga wa Infrared (IR) - Urefu wa Wimbi 940nm - Uwezo wa Mkondo Mwingi na Voltage ya Mbele ya Chini - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTE-3271T ni diode inayotoa mwanga (LED) ya infrared (IR) yenye nguvu ya juu, iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji pato la mwanga thabiti. Faida zake kuu ziko katika muundo wake maalum wa kushughulikia mikondo ya juu ya kuendesha hali inapodumisha kiwango cha chini cha upotevu wa voltage ya mbele, jambo linalochangia ufanisi zaidi katika miundo nyeti kwa nguvu. Kichocheo hiki hufanya kazi kwenye urefu wa wimbi la kilele la nanomita 940, likiwa katika wigo wa karibu wa infrared, unaofaa kwa matumizi kama vile visensor vya karibu, swichi za mwanga, na mifumo ya udhibiti wa mbali ambapo utoaji wa mwanga unaoonekana haufai. Kifaa hiki kina sifa ya pembe pana ya kuona, ikihakikisha muundo wa mionzi mpana na sare unaofaa kwa mwangaza wa eneo au kugundua.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Kifaa hiki kina kiwango cha juu kabisa cha mkondo endelevu wa mbele (I_F) cha 100 mA. Hata hivyo, kina uwezo wa kushughulikia mikondo ya kilele ya juu zaidi chini ya uendeshaji wa mipigo, na kiwango cha Ampere 2 kwa mipigo ya muda wa mikrosekunde 10 kwa kiwango cha mipigo 300 kwa sekunde. Hii inaonyesha ufaao wake kwa matumizi ya mipigo kama vile usambazaji wa data au kugundua kwa njia ya mipigo. Upotevu wa juu wa nguvu ni 150 mW. Safu za halijoto za uendeshaji na uhifadhi zimebainishwa kutoka -40°C hadi +85°C na -55°C hadi +100°C, mtawalia, zikiashiria utendaji thabiti katika anuwai pana ya hali ya mazingira. Kifaa kinaweza kustahimili voltage ya nyuma (V_R) hadi Volt 5.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo muhimu vya utendaji hupimwa kwa halijoto ya mazingira (T_A) ya 25°C. Kifaa kina mfumo wa kugawa daraja (binning) kwa pato lake la mionzi:

• Daraja B:Aperture Radiant Incidence (E_e) 0.64 - 1.20 mW/cm²; Ukubwa wa Mionzi (I_E) 4.81 - 9.02 mW/sr (kwaI_F=20mA).
• Daraja C: E_e0.80 - 1.68 mW/cm²;I_E6.02 - 12.63 mW/sr.
• Daraja D: E_e1.12 mW/cm² (Chini);I_E8.42 mW/sr (Chini).

Voltage ya mbele (V_F) kwa kawaida ni 1.6V kwa 50mA na 2.1V kwa 250mA, ikithibitisha sifa yake ya uendeshaji wa voltage ya chini. Urefu wa wimbi la kilele la utoaji unaozingatia nm 940 na upana wa nusu ya wigo (Δλ) wa kawaida wa nm 50. Pembe ya kuona (2θ_1/2) ni digrii 50, ikifafanua koni ambayo ndani yake ukubwa wa mionzi ni angalau nusu ya thamani yake ya juu kabisa.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Daraja (Binning)

Bidhaa hutumia mfumo wa kugawa daraja kulingana na pato la mionzi. Mfumo huu hugawa vifaa kulingana na nguvu yao ya mwanga iliyopimwa (Ukubwa wa Mionzi na Mwangaza wa Mionzi wa Aperture) kwenye mkondo wa kawaida wa majaribio wa 20mA. Daraja B, C, na D zinawakilisha ngazi tofauti za pato la mwanga, na Daraja D ikitoa dhamana ya juu zaidi ya pato la chini. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vipengele vinavyolingana kwa usahihi na mahitaji ya unyeti wa vigunduzi vyao vilivyowekwa pamoja au mahitaji ya mwangaza ya matumizi yao, na kuhakikisha utendaji thabiti wa mfumo.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka wa data hutoa michoro kadhaa ya sifa. Takwimu 1 inaonyeshaUsambazaji wa Wigo, ikionyesha bendi nyembamba ya utoaji karibu na 940nm. Takwimu 2 inaonyeshaMkondo wa Mbele dhidi ya Halijoto ya Mazingiramstari wa kupunguza, unaonyesha jinsi mkondo wa juu unaoruhusiwa unaopungua halijoto ya mazingira inavyoongezeka ili kuzuia joto la kupita kiasi. Takwimu 3 niMviringo wa Mkondo-Voltage (I-V)wa kawaida, unaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa mbele na voltage ya mbele. Takwimu 4 inaonyesha jinsiUkubwa wa Jumla wa Mionziunavyopungua halijoto ya mazingira inavyoongezeka. Takwimu 5 inaonyesha jinsiUkubwa wa Jumla wa Mionziunavyoongezeka mkondo wa mbele, ikionyesha uwezo wa kupanua pato la kifaa. Takwimu 6 niMchoro wa Mionzi, ramani ya polar inayoonyesha kwa macho pembe ya kuona ya digrii 50. Takwimu 7 inaelezea kwa kinaMkondo wa Kilele wa Mbele dhidi ya Muda wa Mlipuko, ikitoa data muhimu kwa kubuni saketi salama za kuendesha mipigo kwa kuonyesha mkondo wa juu unaoruhusiwa kwa upana fulani wa mipigo na mzunguko wa wajibu.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

Kifaa huja kwenye kifurushi cha kawaida cha LED chenye flange. Vidokezo muhimu vya vipimo ni pamoja na: vipimo vyote viko kwenye milimita, na uvumilivu wa jumla wa ±0.25mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Uvutano wa juu wa hariri chini ya flange ni 1.5mm. Nafasi ya waya hupimwa kwenye sehemu ambayo waya hutoka kwenye mwili wa kifurushi. Mchoro maalum wa vipimo kutoka kwa waraka wa data unafafanua urefu, upana, urefu, kipenyo cha waya, na uwekaji halisi.

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Viwango vya juu kabisa vinabainisha kuwa waya zinaweza kuuzwa kwa joto la 260°C kwa muda wa sekunde 5, ikipimwa kwa umbali wa 1.6mm (inchi 0.063) kutoka kwa mwili wa kifurushi. Hii ni kigezo muhimu kwa michakato ya kuuza mawimbi au reflow. Kuzidi joto au muda huu kunaweza kuharibu kipande cha ndani cha semiconductor au uadilifu wa kifurushi. Tahadhari za kawaida za ESD (Utoaji wa Umeme wa Tuli) zinapaswa kuzingatiwa wakati wa kushughulikia na usanikishaji.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

LTE-3271T inafaa vizuri kwa anuwai ya matumizi ya infrared, ikiwa ni pamoja na:Vifaa vya Udhibiti wa Mbali vya Infraredkwa vifaa vya umeme vya watumiaji,Visensor vya Karibu na Uwepokatika vifaa au mifumo ya usalama,Swichi za Mwanga na Vihifadhikatika vifaa vya viwanda,Ugunduzi wa Vitukatika otomatiki, naMwangaza wa Kuona Usikuinapowekwa pamoja na kamera nyeti ya IR.

7.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Kuendesha Mkondo:Chanzo cha mkondo thabiti kinapendekezwa kwa pato thabiti la mwanga, kwani ukubwa wa LED unategemea mkondo hasa. Saketi ya kiendeshi lazima izingatie mipaka ya mkondo endelevu na ya mipigo.
• Usimamizi wa Joto:Ingawa kifaa kina safu pana ya uendeshaji, kudumisha halijoto ya chini ya kiunganisho kutawezesha maisha marefu na pato thabiti. Fikiria kupoteza joto kwa matumizi ya mzunguko wa juu wa wajibu au mkondo mwingi.
• Ubunifu wa Mwanga:Pembe ya kuona ya digrii 50 inapaswa kuzingatiwa katika ubunifu wa lenzi au makazi. Kwa matumizi ya masafa marefu, lenzi ya sekondari inaweza kuhitajika ili kusawazisha boriti.
• Kuweka Pamoja na Kigunduzi:Hakikisha kigunduzi cha mwanga au kisensor kilichochaguliwa kina unyeti katika eneo la 940nm kwa utendaji bora wa mfumo.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za kawaida za IR zenye mkondo mdogo, tofauti kuu za LTE-3271T niuwezo wake wa mkondo mwingi(hadi 2A ya mipigo) navoltage ya mbele ya chini. Mchanganyiko huu unairuhusu kutoa nguvu ya juu zaidi ya mwanga kutoka kwa voltage fulani ya usambazaji, na kuboresha ufanisi. Kugawa daraja kwa ukubwa wa mionzi kunatoa viwango vya utendaji vilivyodhaminiwa, na kutoa faida ikilinganishwa na sehemu zisizogawanywa daraja ambapo pato linaweza kutofautiana sana. Pembe pana ya kuona ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji chanjo pana badala ya boriti nyembamba.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

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 100mA endelevu. Lazima utumie transistor au saketi maalum ya kiendeshi. Zaidi ya hayo, lazima ujumuishe kipingamkondo, kwani voltage ya chini ya mbele ya LED ingesababisha mkondo mwingi ikiwa imeunganishwa moja kwa moja kwenye 5V.

Q: Kuna tofauti gani kati ya Ukubwa wa Mionzi (mW/sr) na Mwangaza wa Mionzi wa Aperture (mW/cm²)?

A: Ukubwa wa Mionzi hupima nguvu ya mwanga kwa kila pembe thabiti (steradian), ikielezea jinsi mwanga unavyojilimbikizia. Mwangaza wa Mionzi wa Aperture hupima nguvu kwa kila eneo la kitengo kwa umbali/nafasi maalum, mara nyingi inahusiana na visensor. Zote mbili zinahusiana kupitia jiometri na muundo wa mionzi.

Q: Ninawezaje kuchagua kati ya Daraja B, C, au D?

A: Chagua kulingana na unyeti wa saketi yako ya kupokea na umbali unaohitajika wa uendeshaji. Daraja D inatoa dhamana ya juu zaidi ya pato kwa masafa ya juu kabisa au nguvu ya ishara. Kwa matumizi yasiyo na mahitaji makubwa, Daraja B au C inaweza kutosha na kuwa na gharama nafuu.

10. Kesi ya Vitendo ya Ubunifu

Kesi: Kubuni Kisensor cha Karibu cha Masafa Marefu.

Kwa kisensor kinachohitaji masafa ya mita 2, mbunifu angechagua LTE-3271T katika Daraja D kwa pato la juu kabisa. Wangeunda saketi ya kiendeshi ya mipigo inayofanya kazi kwenye kiwango cha juu cha 2A kwa mipigo mifupi sana (k.m., 10μs) kwa mzunguko wa chini wa wajibu (k.m., 1%), kama inavyoonyeshwa kwenye Takwimu 7. Hii inatoa nguvu ya papo hapo ya juu ya mwanga kwa uwiano bora wa ishara-kwa-kelele kwenye kigunduzi bila kuzidi kikomo cha upotevu wa wastani wa nguvu. Lensi ingewekwa juu ya kichocheo ili kupunguza boriti kutoka digrii 50 asili hadi labda digrii 10-15, na kujilimbikizia nishati kwenye eneo lengwa la mita 2. Kigunduzi cha mwanga kilichowekwa pamoja kingekuwa na kichujio cha bendi nyembamba kilichozingatia 940nm ili kukataa mwanga wa mazingira.

11. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Diode Inayotoa Mwanga wa Infrared (IR LED) ni diode ya kiunganishi cha p-n ya semiconductor. Voltage ya mbele inapotumiwa, elektroni kutoka eneo la n na mashimo kutoka eneo la p huingizwa kwenye eneo lenye shughuli. Wakati vibeba malipo hivi vinapounganishwa tena, hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Urefu maalum wa wimbi wa 940nm umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo za semiconductor zinazotumiwa katika ujenzi wa diode (kwa kawaida alumini gallium arsenide, AlGaAs). Pembe pana ya kuona ni matokeo ya muundo wa kifurushi na uwekaji wa chip ya semiconductor kuhusiana na lenzi ya epoxy.

12. Mienendo ya Teknolojia

Mwelekeo katika teknolojia ya kichocheo cha IR unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi (nguvu zaidi ya pato la mwanga kwa kila wati ya pembejeo ya umeme), jambo linalopunguza uzalishaji wa joto na matumizi ya nguvu. Pia kuna maendeleo kuelekea uwezo wa juu zaidi wa kurekebisha kasi kwa matumizi ya mawasiliano ya data kama vile IrDA au mitandao isiyo na waya ya mwanga. Ujumuishaji ni mwelekeo mwingine, na vichocheo vikiunganishwa na viendeshi, visensor, au mantiki kuwa moduli moja au IC ili kurahisisha ubunifu wa mfumo. Kanuni ya msingi ya uendeshaji inabaki kulingana na fizikia ya semiconductor, lakini maendeleo katika nyenzo (kama misombo mipya ya III-V) na mbinu za kufurushi huchochea uboreshaji wa utendaji.