IR17-21C/TR8 LED ya Infrared - Kifurushi 0805 - 1.2V - 940nm - 130mW - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

IR17-21C/TR8 ni diode yenye ubora wa juu inayotoa mwanga wa infrared (IR) iliyobuniwa kwa matumizi ya teknolojia ya kisasa ya kushikilia kwenye uso (SMT). Ikiwa katika kifurushi kidogo cha 0805, kifaa hiki kimeundwa kutoa utoaji thabiti wa infrared unaolingana hasa na vichunguzi vya mwanga vya msingi wa silikoni. Kazi yake kuu ni kutumika kama chanzo bora cha infrared katika sakiti mbalimbali za kuhisi na kubadili.

Faida kuu ya sehemu hii iko katika umbo lake dogo, linaloruhusu muundo wa PCB wenye msongamano mkubwa, na ufanisi wake bora wa kuendana na wigo wa photodiodes na phototransistors za silikoni, na kuhakikisha usikivu bora wa mfumo. Kifaa kimejengwa kwa lenzi ya plastiki wazi kama maji, ikitoa mtazamo wa juu wa gorofa ambao unachangia pembe yake pana ya kuona ya digrii 120. Kinafuata viwango muhimu vya kimazingira na usalama, ikiwa ni pamoja na RoHS, EU REACH, na kinatengenezwa kama sehemu isiyo na halojeni.

2. Vipimo vya Kiufundi na Ufafanuzi Lengwa

2.1 Vipimo Vya Juu Kabisa

Vipimo hivi vinafafanua mipaka ya mkazo ambayo ikiwa kuzidi, kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishwi.

• Mkondo wa Mbele Unaendelea (I_F): 65 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu wa DC unaoweza kupita kwenye LED kwa mwendo.
• Voltage ya Nyuma (V_R): 5 V. Kutumia voltage ya upendeleo wa nyuma juu ya hii inaweza kuvunja makutano ya PN ya LED.
• Joto la Uendeshaji na Uhifadhi (T_opr, T_stg): -40°C hadi +85°C. Kifaa kimepimwa kwa masafa ya joto ya viwanda.
• Mtawanyiko wa Nguvu (P_d): 130 mW kwenye 25°C. Hii ndiyo nguvu ya juu ambayo kifurushi kinaweza kutawanya kama joto. Kupunguza nguvu ni muhimu kwenye hali ya joto ya juu zaidi ya mazingira.
• Joto la Kuuza (T_sol): 260°C kwa ≤ sekunde 5. Hii inafafanua uvumilivu wa wasifu wa kilele cha reflow.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hupimwa kwenye hali ya kawaida ya majaribio ya joto la mazingira la 25°C na mkondo wa mbele wa 20 mA, inayowakilisha hali za kawaida za uendeshaji.

• Ukali wa Mionzi (I_e): 0.2 mW/sr (Chini), 0.8 mW/sr (Kawaida). Hii hupima nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara. Thamani ya kawaida inaonyesha pato linalotarajiwa.
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_p): 940 nm (Kawaida). Mwanga wa infrared unaotolewa unazingatia urefu huu wa wimbi, ambao ni bora kwa vichunguzi vya silikoni ambavyo vina usikivu mkubwa katika eneo la karibu la infrared.
• Upana wa Wigo (Δλ): 45 nm (Kawaida). Hii inafafanua masafa ya urefu wa wimbi unaotolewa, kwa kawaida Upana Kamili kwa Nusu ya Juu (FWHM).
• Voltage ya Mbele (V_F): 1.2 V (Kawaida), 1.5 V (Max) kwenye 20mA. Voltage ya chini ya mbele inapunguza matumizi ya nguvu na mzigo wa joto.
• Mkondo wa Nyuma (I_R): 10 µA (Max) kwenye 5V. Hii ndiyo mkondo wa uvujaji wakati kifaa kinapopendelewa kinyume.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2): 120° (Kawaida). Inafafanuliwa kama pembe kamili ambapo ukali hupungua hadi nusu ya thamani ya mhimili, ikitoa muundo mpana sana wa utoaji.

3. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Waraka wa data hutoa mikunjo kadhaa ya sifa ambayo ni muhimu kwa wahandisi wa muundo.

• Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira: Grafu hii inaonyesha jinsi mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele unavyopungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka, kutokana na kikomo cha mtawanyiko wa nguvu cha kifurushi. Ni muhimu kwa usimamizi wa joto.
• Usambazaji wa Wigo: Inaonyesha nguvu ya jamaa ya mionzi kama kazi ya urefu wa wimbi, ikithibitisha kilele kwenye 940nm na upana wa wigo.
• Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V): Inaonyesha uhusiano wa kielelezo unao kawaida kwa diode. Mkunjo husaidia katika kuchagua kipingamizi sahihi cha kudhibiti mkondo kwa voltage maalum ya usambazaji.
• Ukali wa Mionzi wa Jamaa dhidi ya Uhamisho wa Pembe: Picha ya polar inayoonyesha muundo wa utoaji. Pembe ya kuona ya digrii 120 inathibitishwa hapa kwa kuonekana, ikionyesha usambazaji wa Lambertian au karibu na Lambertian unao kawaida kwa LED zenye juu gorofa.

4. Taarifa ya Mitambo na Ufungaji

4.1 Vipimo vya Kifurushi

IR17-21C/TR8 inalingana na kiwango cha 0805 (Imperial) au 2012 (Metric). Vipimo muhimu vinajumuisha urefu wa mwili wa takriban 2.0 mm, upana wa 1.25 mm, na urefu wa kawaida wa 0.8 hadi 1.0 mm (thamani halisi kutoka kwenye mchoro). Anodi na katodi zimewekwa alama wazi kwenye kifurushi. Mpangilio wa pedi unaopendekezwa umetolewa kwa muundo wa PCB, na mapendekezo ya kurekebisha kulingana na michakato maalum ya utengenezaji.

4.2 Vipimo vya Utepe wa Kubeba

Vifaa vinatolewa kwenye reeli za kawaida za utepe wa 8mm kwa usanikishaji wa moja kwa moja wa kuchukua-na-kuweka. Kila reeli ina vipande 3000. Vipimo vya utepe, ikiwa ni pamoja na ukubwa wa mfuko, umbali, na kipenyo cha reeli, vimebainishwa ili kuhakikisha utangamano na vifaa vya kulisha vya SMT.

5. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

5.1 Usikivu wa Unyevu na Uhifadhi

Kifaa hiki kina usikivu wa unyevu (kiwango cha MSL kimebainishwa kwenye lebo). Mifuko isiyofunguliwa ya kizuizi cha unyevu lazima ihifadhiwe chini ya 30°C na 90% RH. Mara tu ikifunguliwa, vifaa vina maisha ya sakafu ya saa 168 (siku 7) wakati vikiwekwa kwenye ≤60% RH. Kuzidi hii kunahitaji utaratibu wa kuoka (mfano, saa 96 kwenye 60°C) kabla ya reflow ili kuzuia uharibifu wa \"popcorning\" wakati wa kuuza.

5.2 Wasifu wa Joto la Reflow ya Kuuza

Wasifu wa joto la reflow isiyo na risasi (Pb-free) unapendekezwa. Vigezo muhimu vinajumuisha hatua ya joto la awali, muda uliobainishwa juu ya kioevu (mfano, 217°C), joto la kilele lisilozidi 260°C, na jumla ya muda ndani ya eneo muhimu la joto. Reflow haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili.

5.3 Kuuza kwa Mkono na Urekebishaji

Ikiwa kuuza kwa mkono ni muhimu, chuma cha kuuza chenye joto la ncha chini ya 350°C na kiwango cha nguvu chini ya 25W kinapaswa kutumiwa. Muda wa mguso kwa kila terminal unapaswa kuwa mdogo kwa sekunde 3, na kupozwa kwa kutosha kati ya terminal. Kwa urekebishaji, chuma cha kuuza chenye vichwa viwili kinapendekezwa ili kupasha joto terminal zote mbili kwa wakati mmoja na kuepuka mkazo wa mitambo kwenye viungo vya kuuza. Athari ya urekebishaji kwenye uaminifu wa kifaa inapaswa kutathminiwa mapema.

6. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Muundo

6.1 Hali za Kawaida za Matumizi

• Vichunguzi vya Infrared Vilivyowekwa kwenye PCB: Inatumika kama kianzisha katika vichunguzi vya karibu, kugundua kitu, na swichi zisizo na mguso.
• Vizuizi Vidogo vya Mwanga / Viharibifu vya Mwanga: Inaunganishwa na kichunguzi cha mwanga ili kugundua vitu vinavyovunja mwale wa mwanga, inayotumika katika encoders, vichunguzi vya tundu, na mifumo ya usalama.
• Swichi za Optoelektronsiki: Katika vichunguzi vya kuakisi ambapo mwanga wa LED unarudi kutoka kwenye uso hadi kwenye kichunguzi.
• Vichunguzi vya Moshi: Inatumika katika baadhi ya miundo ya chumba cha mwanga ili kugundua chembe za moshi zinazotawanyisha mwanga.

6.2 Mazingatio Muhimu ya Muundo

• Kupunguza Mkondo ni Lazima: Kipingamizi cha mfululizo cha nje lazima kitumike kila wakati kuweka mkondo wa mbele. Voltage ya chini ya mbele ya LED inamaanisha hata ongezeko dogo la voltage ya usambazaji linaweza kusababisha ongezeko kubwa, la uharibifu la mkondo.
• Usimamizi wa Joto: Ingawa kifurushi ni kidogo, mtawanyiko wa nguvu lazima uzingatiwe, haswa katika mazingira ya joto la juu la mazingira au wakati wa kuendesha karibu na mkondo wa juu kabisa. Eneo la kutosha la shaba la PCB linaweza kusaidia kutawanya joto.
• Ulinganifu wa Mwanga: Pembe pana ya kuona ya digrii 120 ni ya manufaa kwa chanjo pana lakini inapunguza ukali katika hatua maalum yoyote. Kwa matumizi ya masafa marefu au yaliyolengwa, lenzi za nje zinaweza kuhitajika.
• Kinga dhidi ya Kelele za Umeme: Katika mazingira yenye kelele nyingi za umeme, zingatia kinga au kurekebisha mkondo wa kuendesha LED ili kutofautisha ishara kutoka kwa kelele ya infrared ya mazingira (mfano, kutoka kwa mwanga wa jua au vyanzo vingine).

7. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED nyingine za infrared, tofauti kuu za IR17-21C/TR8 ni mchanganyiko wake wa kiwango kidogo sana cha 0805 na ukali wa mionzi wa juu kiasi (0.8 mW/sr kwa kawaida) na pembe pana ya kuona ya digrii 120. LED nyingi za infrared zinazoshindana katika vifurushi sawa zinaweza kutoa pembe nyembamba zaidi za kuona au pato la chini. Voltage yake ya chini ya mbele ya 1.2V pia ni faida kwa sakiti za chini-voltage zinazoendeshwa na betri, na kuboresha ufanisi. Ufuasi wazi wa viwango vya Halogen-Free na REACH hufanya iwe sawa kwa miundo yenye ufahamu wa kimazingira na vikwazo vikali vya nyenzo.

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

8.1 Thamani gani ya kipingamizi ninapaswa kutumia kuendesha LED hii kwenye 20mA kutoka kwa usambazaji wa 5V?

Kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. Kwa V_supply=5V, V_F=1.2V (kawaida), na I_F=0.020A, R = (5 - 1.2) / 0.02 = 190 Ohms. Kipingamizi cha kawaida cha 200 Ohm kitasababisha mkondo wa takriban (5-1.2)/200 = 19mA, ambayo inakubalika. Daima hesabu kwa kutumia V_Fya juu (1.5V) ili kuhakikisha mkondo wa chini unatosha kwa matumizi yako.

8.2 Je, naweza kutumia mipigo kwenye LED hii na mikondo ya juu kuliko 65mA?

Kiwango cha Juu Kabisa cha Mkondo wa Mbele Unaendelea ni 65mA. Kutumia mipigo na mikondo ya kilele ya juu zaidi kunawezekana ikiwa mzunguko wa wajibu ni wa chini vya kutosha kuweka mkondo wa wastani na joto la makutano linalotokana ndani ya mipaka salama. Hata hivyo, waraka wa data hauto viwango vya mkondo wa mipigo au mikunjo ya kupunguza nguvu. Uendeshaji juu ya viwango vya juu kabisa haupendekezwi bila data maalum ya sifa kutoka kwa mtengenezaji, kwani inaweza kupunguza uaminifu na maisha ya huduma.

8.3 Joto la mazingira linaathirije pato?

Ukali wa mionzi wa LED kwa kawaida hupungua kadiri joto la makutano linavyoongezeka. Grafu ya \"Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira\" inahusiana kwa njia isiyo ya moja kwa moja na hii, kwani joto la juu linamlazimisha mhandisi kupunguza mkondo unaoruhusiwa ili kuepuka kupashwa joto kupita kiasi. Kwa utulivu sahihi wa pato juu ya joto, sakiti ya maoni inayotumia kichunguzi cha mwanga kilichounganishwa au fidia ya joto inaweza kuhitajika.

9. Muundo wa Vitendo na Kesi ya Matumizi

Kesi: Kubuni Kichunguzi cha Kugundua Karatasi kwenye Kichapishi

Mhandisi anahitaji kugundua uwepo wa karatasi kwenye tray ya ingizo ya kichapishi kidogo. Nafasi ni ndogo sana. Wanachagua IR17-21C/TR8 na phototransistor inayolingana katika kifurushi sawa. Vifaa huwekwa kwenye pande tofauti za njia nyembamba ambayo karatasi hupita. LED inaendeshwa kwenye 15mA (kwa kutumia kipingamizi sahihi kutoka kwa usambazaji wa mantiki ya 3.3V ya kichapishi) ili kuhifadhi nguvu huku ikitoa ishara ya kutosha. Pembe pana ya kuona ya digrii 120 ya LED inahakikisha mwale unajaza kikamilifu njia hata kwa usawa mdogo wa mitambo. Wakati karatasi iko, inazuia mwanga wa infrared, na kusababisha mabadiliko katika pato la phototransistor, ambayo husomwa na microcontroller. Profaili ya chini ya kifurushi cha 0805 huruhusu kichunguzi kuingizwa kwenye utaratibu mwembamba. Mbuni anafuata miongozo ya wasifu wa reflow na kuhakikisha mpangilio wa PCB unajumuisha pedi za kutuliza joto kwa ajili ya kuuza.

10. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Diode ya Kutoa Mwanga ya Infrared (IR LED) ni diode ya semikondukta. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye terminal zake (anodi chanya ikilinganishwa na katodi), elektroni huingizwa kwenye makutano ya PN. Kadiri elektroni hizi zinavyounganishwa tena na mashimo katika eneo lenye shughuli la nyenzo ya semikondukta (Gallium Aluminum Arsenide - GaAlAs katika kesi hii), nishati hutolewa kwa namna ya fotoni (chembe za mwanga). Muundo maalum wa nyenzo ya GaAlAs huamua urefu wa wimbi wa fotoni zinazotolewa, ambazo ziko katika wigo wa infrared (940nm) kwa kifaa hiki. Urefu huu wa wimbi hauonekani kwa jicho la mwanadamu lakini unaweza kugunduliwa kwa ufanisi na photodiodes na phototransistors za msingi wa silikoni, ambazo hutoa mkondo zinapogongwa na fotoni za nishati ya kutosha.

11. Mienendo na Maendeleo ya Sekta

Mwelekeo katika optoelektronsiki, ikiwa ni pamoja na vifaa vya IR, unaendelea kuelekea kupunguzwa kwa ukubwa, ufanisi wa juu zaidi, na ujumuishaji. Vifurushi vidogo kuliko 0805 (mfano, 0603, 0402) vinakuwa ya kawaida zaidi kwa matumizi yenye vikwazo vya nafasi. Pia kuna juhudi za kuongeza ukali wa mionzi na pato la nguvu kutoka kwa vifurushi vidogo kupitia muundo bora wa chip na nyenzo za ufungaji. Ujumuishaji ni mwelekeo mwingine muhimu, na jozi za kianzisha-kichunguzi zilizounganishwa katika vifurushi moja (vikuunganishi vya mwanga, vichunguzi vya kuakisi) vinarahisisha usanikishaji na kuboresha usawa. Zaidi ya hayo, mahitaji ya vifaa vinavyofuata kanuni kali za kimazingira (RoHS, REACH, Halogen-Free) sasa ni mahitaji ya kawaida katika sekta nzima, na kusababisha uvumbuzi wa sayansi ya nyenzo katika solder zisizo na risasi na misombo ya kufungia.