LTE-3226 Mtoa Mwangaza wa Infrared (IR) - Kifurushi cha 5.0mm - Urefu wa Wimbi 850nm - Voltage ya Mbele 1.6V - Uvujaji wa Nguvu 120mW - Waraka wa Kiufundi

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTE-3226 ni mtoa mwangaza wa infrared (IR) wa hali ya juu uliobuniwa kwa matumizi yanayohitaji vipindi vya kukabiliana vya haraka na pato la mwangaza lenye nguvu. Faida zake kuu ni pamoja na uendeshaji wa kasi, pato la nguvu ya mwangaza ya juu, ufaao kwa mipango ya kuendesha kwa mapigo, na kifurushi cha uwazi kinachorahisisha usawazishaji sahihi wa mwangaza. Kifaa hiki kimsingi kinakusudiwa kwa masoko yanayohusisha mifumo ya udhibiti wa mbali, swichi za mwanga, sensorer za viwanda, na viungo vya mawasiliano ya data ya masafa mafupi ambapo ishara ya infrared ya kuaminika ni muhimu.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji kwenye au karibu na mipaka hii haipendekezi kwa muda mrefu.

• Uvujaji wa Nguvu (P_D):120 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu kabisa ambayo kifaa kinaweza kutoa kama joto chini ya hali yoyote ya uendeshaji kwa joto la mazingira (T_A) la 25°C.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (I_FP):1 A. Mkondo huu wa juu unaruhusiwa tu chini ya hali maalum za mapigo: upana wa pigo wa 10 µs na kiwango cha kurudia pigo kisichozidi pigo 300 kwa sekunde (pps). Kipimo hiki ni muhimu kwa matumizi kama vile ishara zenye mwangaza mkubwa na muda mfupi.
• Mkondo wa Mbele unaoendelea (I_F):60 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu kabisa wa DC ambao unaweza kutumiwa kwa kifaa kwa kuendelea.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V. Kuzidi voltage hii kwa mwelekeo wa nyuma kunaweza kusababisha kuvunjika kwa makutano.
• Safu ya Joto la Uendeshaji na Uhifadhi:-40°C hadi +85°C. Safu hii pana inahakikisha uaminifu katika hali ngumu za mazingira.
• Joto la Kuuza Waya:260°C kwa sekunde 6, kipimo kilichochukuliwa 1.6mm kutoka kwa mwili wa kifurushi. Hii inabainisha uvumilivu wa wasifu wa joto kwa michakato ya usanikishaji.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi vinapimwa kwa T_A=25°C na vinabainisha utendaji wa kawaida wa kifaa chini ya hali maalum za majaribio.

• Ukali wa Mwangaza (I_e):Kigezo muhimu cha pato la mwangaza. Thamani za kawaida ni 26 mW/sr kwa I_F=20mA na 65 mW/sr kwa I_F=50mA. Ongezeko kubwa na mkondo linaonyesha uwezo wa kifaa wa pato la nguvu nyingi.
• Urefu wa Kilele cha Utoaji wa Wimbi (λ_P):850 nm (kawaida). Hii huweka kifaa katika wigo wa karibu na infrared, ambao ni bora kwa vichunguzi vya mwanga vya silikoni na haionekani sana kwa jicho la binadamu kuliko urefu wa wimbi mfupi.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):40 nm (kawaida). Hii inaonyesha upana wa wigo wa mwanga unaotolewa.
• Voltage ya Mbele (V_F):1.6 V (kawaida), na upeo wa 2.0 V kwa I_F=50mA. Voltage hii ya chini ni muhimu kwa muundo wa sakiti ya nguvu ya chini.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):100 µA (upeo) kwa V_R=5V.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 25 (kawaida). Hii ndiyo pembe kamili ambayo ukali wa mwangaza hushuka hadi nusu ya thamani yake ya kilele, ikibainisha kuenea kwa pembe ya boriti.

3. Uchambuzi wa Mikunjo ya Utendaji

Waraka wa data hutoa uwakilishi kadhaa wa mchoro wa tabia ya kifaa, ambayo ni muhimu kwa uboreshaji wa muundo.

3.1 Usambazaji wa Wigo (Mchoro 1)

Mkunjo huu unaonyesha ukali wa jamaa wa mwangaza kama kazi ya urefu wa wimbi, unaozingatia kilele cha 850nm na nusu-upana wa tabia ya 40nm. Inathibitisha kuwa kifaa hutoa katika bendi ya infrared iliyokusudiwa.

3.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mchoro 3)

Mkunjo huu wa IV unaonyesha uhusiano usio wa mstari kati ya mkondo na voltage. V_Fya kawaida ya 1.6V kwa 50mA inaonekana. Wabunifu hutumia hii kuhesabu thamani za upinzani wa mfululizo na uvujaji wa nguvu kwenye LED.

3.3 Ukali wa Jamaa wa Mwangaza dhidi ya Mkondo wa Mbele (Mchoro 5)

Grafu hii inaonyesha ongezeko la juu-la-mstari la pato la mwangaza na mkondo wa kuendesha, ikithibitisha matumizi ya uendeshaji wa mkondo wa juu wa mapigo (hadi kiwango cha kilele cha 1A) kufikia mwangaza wa papo hapo wa juu sana.

3.4 Ukali wa Jamaa wa Mwangaza dhidi ya Joto la Mazingira (Mchoro 4)

Mkunjo huu unaonyesha mgawo hasi wa joto wa pato la mwangaza. Joto la mazingira linapoinuka, ukali wa mwangaza hupungua. Hii lazima izingatiwe katika miundo inayoendeshwa katika safu nzima ya joto ili kuhakikisha nguvu thabiti ya ishara.

3.5 Mchoro wa Mionzi (Mchoro 6)

Mchoro huu wa polar unaonyesha kwa macho pembe ya kuona ya digrii 25, ukiwaonyesha usambazaji wa anga wa mwangaza wa infrared unaotolewa. Ni muhimu kwa kubuni lenzi, vikumbushio, na kusawazisha mtoa mwangaza na kichunguzi.

4. Taarifa ya Mitambo na Ufungaji

4.1 Vipimo vya Kifurushi

LTE-3226 inakuja kwenye kifurushi cha kawaida cha waya wa radial cha 5.0mm na lenzi ya uwazi. Vidokezo muhimu vya vipimo ni pamoja na: vipimo vyote viko kwenye milimita, na uvumilivu wa jumla wa ±0.25mm; mwinuko wa juu wa gundi chini ya flange ni 1.5mm; na nafasi ya waya hupimwa kwenye sehemu ambayo waya hutoka kwenye mwili wa kifurushi.

4.2 Utambuzi wa Ubaguzi

Kifaa kina upande wa gorofa kwenye mwili wa kifurushi, ambao kwa kawaida huonyesha waya ya cathode (hasi). Waya mrefu zaidi kwa kawaida ndiyo anode (chanya). Daima thibitisha ubaguzi kabla ya kuunganisha ili kuzuia uharibifu wa upendeleo wa nyuma.

5. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Kuzingatia vipimo vya kuuza ni muhimu kwa uaminifu. Kipimo cha juu kabisa kinabainisha kuwa waya zinaweza kufanyiwa joto la 260°C kwa sekunde 6 wakati kipimo kinachukuliwa 1.6mm kutoka kwa mwili wa kifurushi. Hii inamaanisha kuwa wakati wa kuuza kwa wimbi au kwa mkono, wakati wa mfiduo wa joto unapaswa kupunguzwa. Kwa kuuza kwa reflow, wasifu wenye joto la kilele chini ya 260°C unapendekezwa ili kukaa ndani ya kikomo hiki. Mfiduo wa muda mrefu kwa joto la juu unaweza kudhoofisha gundi ya ndani na nyenzo za semiconductor.

6. Mapendekezo ya Matumizi

6.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Vidhibiti vya Mbali vya Infrared:Kasi na nguvu nyingi hufanya iweze kutumika kwa kutuma mapigo ya data yaliyokodishwa.
• Swichi za Mwanga na Sensorer:Inatumika katika kugundua kitu, kuhesabu, na kuhisi nafasi inapounganishwa na kichunguzi cha mwanga.
• Viungo vya Data vya Viwanda:Kwa mawasiliano ya serial ya masafa mafupi, isiyoathiriwa na kelele katika mazingira yenye kelele ya umeme.
• Mifumo ya Usalama:Kama chanzo cha mwangaza kisichoonekana kwa kamera zinazohisi IR.

6.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Kupunguza Mkondo:Daima tumia upinzani wa mfululizo au kiendeshi cha mkondo thabiti ili kupunguza mkondo wa mbele kwa kiwango kinachohitajika (mfano, 20mA, 50mA, au mapigo ya 1A), usiunganishe moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage.
• Usimamizi wa Joto:Ingawa kifurushi kinaweza kutoa 120mW, uendeshaji kwa mikondo ya juu inayoendelea au katika joto la juu la mazingira linaweza kuhitaji kuzingatia mazingira ya joto ili kudumisha utendaji na umri.
• Ubunifu wa Mwangaza:Pembe ya kuona ya digrii 25 na kifurushi cha uwazi huruhusu kuunganishwa kwa urahisi na lenzi au mabomba ya mwanga ili kuunda boriti kwa matumizi maalum.
• Ulinzi wa Sakiti:Zingatia kuongeza diode ya ulinzi yenye upendeleo wa nyuma sambamba ikiwa sakiti inaweza kufikisha LED kwenye ugeuzaji wa voltage unaowezekana zaidi ya 5V.

7. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za kawaida za IR zenye nguvu ya chini, tofauti kuu za LTE-3226 niuwezo wake wa kasinapato lake la nguvu nyingi, haswa chini ya hali za mapigo. Kipimo cha mkondo wa kilele cha 1A ni kikubwa zaidi kuliko cha LED za kawaida za kiashiria za IR. Kifurushi cha uwazi, tofauti na kile kilichotawanyika au kilichotiwa rangi, hutoa boriti iliyoelekezwa na yenye ufanisi zaidi, ambayo ni faida kwa matumizi yaliyolenga. Urefu wake wa wimbi wa 850nm ni kiwango cha kawaida, na kuhakikisha utangamano mpana na vichunguzi vya mwanga vya silikoni na vipokeaji.

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

Q: Je, naweza kuendesha LED hii kwa pini ya microcontroller ya 5V moja kwa moja?

A: Hapana. Pini ya kawaida ya microcontroller haiwezi kutoa 50-60mA kwa kuendelea, na LED inahitaji kupunguzwa kwa mkondo. Lazima utumie swichi ya transistor (mfano, BJT au MOSFET) inayoendeshwa na pini ya MCU, na upinzani wa mfululizo kuweka mkondo wa LED kulingana na voltage ya usambazaji na V_F.

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

A: Ukali wa Mwangaza hupima nguvu ya mwangaza kwa pembe thabiti (steradian), ikielezea jinsi boriti ilivyo imejikita. Mwingilio wa Mwangaza wa Aperture hupima msongamano wa nguvu unaofika kwenye eneo maalum la uso (cm²) kwa umbali fulani. Ya pili ni muhimu zaidi kwa moja kwa moja kwa kuhesabu kiwango cha ishara kwenye kichunguzi cha eneo linalojulikana.

Q: Pembe ya kuona ya digrii 25 inaathiri vipi muundo wangu?

A: Inabainisha kuenea kwa boriti. Kwa matumizi ya masafa marefu au boriti nyembamba, unaweza kuhitaji lenzi ya kusawazisha. Kwa chanjo pana zaidi, pembe asilia inaweza kutosha, au kitufe cha kutawanyisha kinaweza kutumiwa.

9. Kesi ya Ubunifu wa Vitendo

Hali: Kubuni Beacon ya Infrared ya Masafa Marefu.

Lengo: Kuongeza kiwango cha juu cha masafa ya kugundua kwa beacon ya mapigo.

Njia ya Ubunifu:

1. Sakiti ya Kuendesha:Tumia swichi ya MOSFET inayodhibitiwa na IC ya timer kutoa mapigo kwa LED kwa kiwango chake cha juu kabisa: mapigo ya 1A yenye upana wa 10µs na mzunguko wa kazi wa chini (mfano, <0.3% kwa 300pps). Hii hutoa nguvu ya kilele ya mwangaza inayozidi sana uendeshaji wa DC.

2. Kuweka Mkondo:Hesabu upinzani wa mfululizo: R = (V_usambazaji- V_F) / I_FP. Kwa usambazaji wa 5V na V_F~1.8V kwa mkondo wa juu, R = (5 - 1.8) / 1 = 3.2Ω. Tumia upinzani wa 3.3Ω, wenye wattage ya juu.

3. Optika:Unganisha LED na lenzi ndogo ya kusawazisha ili kupunguza pembe ya boriti inayofaa kutoka digrii 25 hadi labda digrii 5-10, ikijikita nguvu iliyotolewa kwenye boriti nyembamba zaidi ili kuongeza ukali kwa umbali.

4. Ukaguzi wa Joto:Hesabu nguvu ya wastani: P_wastani= V_F* I_FP* mzunguko wa kazi. Kwa mzunguko wa kazi wa 0.3%, P_wastani≈ 1.8V * 1A * 0.003 = 5.4mW, iko vizuri ndani ya kikomo cha uvujaji wa 120mW, na kuhakikisha hakuna joto la kupita kiasi.

10. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

LTE-3226 ni diode inayotoa mwangaza (LED). Uendeshaji wake unategemea umeme-mwangaza katika makutano ya p-n ya semiconductor. Voltage ya mbele inapotumiwa inayozidi uwezo wa ndani wa makutano (takriban 1.6V kwa nyenzo hii), elektroni kutoka kwa eneo la n na mashimo kutoka kwa eneo la p huingizwa kwenye eneo lenye shughuli. Wakati vibeba malipo hivi vinapounganishwa tena, vinatoa nishati kwa namna ya fotoni (mwanga). Nyenzo maalum za semiconductor zinazotumiwa (kwa kawaida alumini gallium arsenide - AlGaAs) huamua urefu wa wimbi wa fotoni zinazotolewa, ambazo katika kesi hii ziko katika safu ya infrared ya 850nm. Kifurushi cha uwazi cha epoxy hufanya kazi kama lenzi, na kuunda boriti ya pato.

11. Mienendo ya Teknolojia

Katika uwanja wa watoa mwangaza wa infrared, mienendo ya jumla ni pamoja na:

Ufanisi Ulioongezeka:Uundaji wa nyenzo na miundo ili kutoa nguvu zaidi ya mwangaza (lumen au mtiririko wa mwangaza) kwa kila kitengo cha nguvu ya umeme ya pembejeo (watt), na hivyo kupunguza uzalishaji wa joto na matumizi ya nishati.

Kasi ya Juu Zaidi:Uboreshaji wa viwango vya haraka vya urekebishaji ili kusaidia kasi za juu za usafirishaji wa data katika matumizi ya mawasiliano ya mwanga.

Ufinyu:Kuelekea kwenye vifurushi vya kifaa cha kusakinisha kwenye uso (SMD) kwa usanikishaji wa otomatiki na umbo dogo, ingawa vifurushi vya waya vya radial kama vile 5mm bado vina umaarufu kwa utengenezaji wa mfano na matumizi fulani ya nguvu nyingi/ya zamani.

Utofautishaji wa Urefu wa Wimbi:Wakati 850nm na 940nm ni viwango, urefu mwingine wa wimbi unaendelezwa kwa matumizi maalum ya kuhisi (mfano, kuhisi gesi, ufuatiliaji wa kibayolojia). LTE-3226, kama kifaa cha 850nm, bado ni sehemu kuu kutokana na utangamano wake na vichunguzi vya silikoni.