LED ya Infrared ya SMD - Kifurushi cha 0603 - 1.6x0.8x0.8mm - Urefu wa Wimbi la Kilele 870nm - 65mA - 110mW - Waraka wa Kiufundi

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu unaelezea kwa kina maelezo ya LED ya juu ya utendaji, ndogo ya infrared (IR) inayotoa mwanga. Kifaa hiki kimewekwa kwenye kifurushi kidogo cha 0603, na kumfanya kifaa hiki kiwe sawa kwa matumizi yanayohitaji utoaji wa infrared unaotegemewa. Kazi yake ya msingi ni kutoa mwanga katika wigo wa karibu wa infrared, na urefu wa wimbi la kilele la kawaida ni 870 nanometers (nm), ambalo linalingana vizuri na uwezo wa kuhisi wigo wa photodiode za silicon na phototransistors. Nyenzo za msingi ni AlGaAs (Aluminum Gallium Arsenide), inayojulikana kwa uzalishaji bora wa mwanga wa infrared.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Kifaa hiki kinatoa faida kadhaa muhimu kwa muundo wa kisasa wa elektroniki. Kifurushi chake kidogo cha SMD chenye ncha mbili huruhusu usakinishaji wa PCB wenye msongamano mkubwa na unalingana na michakato ya usanikishaji ya kuchukua-na-kuweka otomatiki. Imeundwa ili kufanana na kuuza kwa reflow ya infrared na awamu ya mvuke, na kurahisisha mchakato wa uzalishaji wa kisasa. Bidhaa hii inafuata viwango vikuu vya mazingira na usalama, ikiwa ni pamoja na RoHS (Vizuizi vya Vitu Hatari), kanuni za EU REACH, na haina Halojeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Mchanganyiko huu wa ukubwa mdogo, utendaji, na kufuata kanuni hufanya iwe bora kwa elektroniki za watumiaji, vichunguzi vya viwanda, na vifaa vya mawasiliano.

Matumizi ya Msingi Yanajumuisha:

• Vichunguzi vya karibu na uwepo wa infrared vilivyosakinishwa kwenye PCB.
• Vifaa vya udhibiti wa mbali vya infrared ambavyo vinahitaji nguvu ya mionzi ya juu.
• Vichanganuzi vya msimbo wa mstari na vihesabio vya mwanga.
• Mifumo mbalimbali ya usambazaji wa data na kuhisi kulingana na infrared.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Kuelewa kwa kina vigezo vya umeme na mwanga ni muhimu sana kwa muundo wa saketi unaotegemewa na kuhakikisha kuwa LED inafanya kazi ndani ya eneo lake la usalama la uendeshaji (SOA).

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Havikusudiwi kwa uendeshaji wa kawaida.

• Mkondo wa Mbele unaoendelea (I_F):65 mA. Kuzidi mkondo huu, hata kwa muda mfupi, kunaweza kusababisha kushindwa kwa ghafla kutokana na joto la kupita kiasi la kiunganishi cha semiconductor.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V. LED ina voltage ya chini ya kuvunja nyuma. Miundo ya saketi lazima ihakikishe kuwa LED haipati upendeleo wa nyuma unaozidi thamani hii, na mara nyingi inahitaji ulinzi katika mazingira ya AC au ishara ya pande mbili.
• Kupoteza Nguvu (P_c):110 mW kwa 25°C. Hii ndiyo nguvu ya juu ambayo kifurushi kinaweza kupoteza kama joto. Nguvu halisi inayoruhusiwa hupungua kadiri joto la mazingira (T_a) linavyoongezeka. Kupunguza nguvu ni muhimu kwa matumizi ya joto la juu.
• Vipindi vya Joto:Uendeshaji: -25°C hadi +85°C; Uhifadhi: -40°C hadi +100°C.
• Joto la Kuuza (T_sol):260°C kwa upeo wa sekunde 5. Hii inabainisha vikwazo vya profaili ya kuuza kwa reflow.

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga (T_a=25°C)

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji chini ya hali maalum za majaribio. Wabunifu wanapaswa kutumia thamani za kawaida au za juu/za chini kulingana na mipaka yao ya muundo.

• Ukubwa wa Mionzi (I_E):1.3 mW/sr (kawaida) kwa I_F=20mA. Ukubwa wa mionzi hupima nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara (steradian). Ni kigezo muhimu cha kuamua nguvu ya ishara kwenye kipokezi. Thamani ya chini iliyobainishwa ni 1.0 mW/sr.
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_p):870 nm (kawaida), na anuwai kutoka 860 nm hadi 900 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo wigo wa mionzi ni mkubwa zaidi. Kulinganisha hii na uwezo wa juu wa kuhisi wa kipokezi (kwa mfano, kichunguzi cha mwanga cha silicon kwa ~850-950nm) huongeza ufanisi wa mfumo.
• Upana wa Wigo (Δλ):45 nm (kawaida). Hii ndiyo upana kamili kwa nusu ya juu (FWHM) ya wigo wa mionzi, ikionyesha anuwai ya urefu wa wimbi unaotolewa.
• Voltage ya Mbele (V_F):1.35 V (kawaida) kwa I_F=20mA, kutoka 1.20 V hadi 1.70 V. Kigezo hiki ni muhimu sana kwa kuhesabu thamani ya kizuizi cha sasa: R = (V_supply- V_F) / I_F. Tofauti lazima izingatiwe katika miundo thabiti.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):10 µA (upeo) kwa V_R=5V.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 140. Hii ndiyo pembe kamili ambapo ukubwa wa mionzi hupungua hadi nusu ya thamani yake ya kilele (kwenye mhimili). Pembe pana ya kuona ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji eneo pana, kama vile vichunguzi vya karibu.

3. Uchambuzi wa Mikunjo ya Utendaji

Mikunjo ya tabia iliyotolewa inatoa ufahamu wa thamani juu ya tabia ya kifaa chini ya hali tofauti, ambayo ni muhimu sana kwa muundo wa matumizi halisi.

3.1 Mwendo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo huu unaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa juu unaoruhusiwa unaoendelea wa mbele na joto la mazingira. Unaonyesha kupunguza kwa lazima kwa mkondo wa mbele kadiri joto linavyoongezeka ili kukaa ndani ya kikomo cha kupoteza nguvu. Kwa joto linalokaribia joto la juu la uendeshaji (+85°C), mkondo unaoruhusiwa unaoendelea ni chini sana kuliko kiwango cha juu kabisa cha 65mA kwa 25°C.

3.2 Usambazaji wa Wigo

Grafu ya usambazaji wa wigo inaonyesha pato la nguvu ya mionzi ya jamaa kama kazi ya urefu wa wimbi. Inathibitisha urefu wa wimbi la kilele (λ_p) ya 870nm na upana wa kawaida wa wigo (Δλ) wa takriban 45nm. Umbo la mkunjo huu ni muhimu kwa kuchuja na kuhakikisha kuwa unalingana na majibu ya wigo ya kipokezi.

3.3 Urefu wa Wimbi la Mionzi la Kilele dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo huu unaonyesha kuwa urefu wa wimbi la kilele una mgawo chanya wa joto, maana yake huongezeka kidogo kadiri joto la kiunganishi linavyoongezeka. Mabadiliko haya (kawaida karibu 0.1-0.3 nm/°C kwa vifaa vya AlGaAs) ni muhimu kwa matumizi ya kuhisi sahihi ambapo uthabiti wa urefu wa wimbi ni muhimu.

3.4 Voltage ya Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Voltage ya mbele (V_F) ina mgawo hasi wa joto; hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Tabia hii lazima izingatiwe katika saketi za kuendesha za sasa thabiti, kwani V_Fya chini kwa joto la juu inaweza kuathiri kidogo hesabu ya kupoteza nguvu ikiwa unatumia kizuizi cha mfululizo rahisi.

3.5 Ukubwa wa Jua wa Jamaa dhidi ya Uhamisho wa Pembe

Picha hii ya polar inabainisha kwa kuona pembe ya kuona (140° kwa pointi za nusu ya nguvu). Muundo wa mionzi kwa kawaida ni wa Lambertian au karibu na Lambertian kwa mtindo huu wa kifurushi, ambao ni muhimu kwa kuiga mwangaza kwenye uso lengwa kwa pembe na umbali tofauti.

4. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

4.1 Vipimo vya Kifurushi (0603)

Kifaa hiki kinafuata kiwango cha 0603 (1608 metric): takriban 1.6mm kwa urefu, 0.8mm kwa upana, na 0.8mm kwa urefu. Michoro ya kina ya vipimo inabainisha mpangilio wa pedi, muhtasari wa sehemu, na nafasi za terminali na uvumilivu wa kawaida wa ±0.1mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Muundo sahihi wa muundo wa ardhi ni muhimu kwa kuuza kwa kutegemewa na uthabiti wa mitambo.

4.2 Utambuzi wa Ubaguzi

Waraka wa maelezo unajumuisha mchoro unaoonyesha terminali za anode na cathode. Ubaguzi sahihi ni lazima kwa uendeshaji wa kifaa. Kwa kawaida, cathode inaweza kuwa alama kwa notch, kiashiria cha kijani, au umbo maalum la pedi kwenye ukanda na ufungaji wa reel.

4.3 Vipimo vya Ukanda na Reel

Bidhaa hii inasambazwa kwenye ukanda wa kubeba wa 8mm upana uliochongwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7. Vipimo vya ukanda wa kubeba vinabainishwa ili kuhakikisha kuwa vinalingana na vifaa vya kawaida vya usanikishaji vya SMD. Kila reel ina vipande 4000.

5. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Utunzaji sahihi ni muhimu sana kudumisha kutegemewa na utendaji wa kifaa.

5.1 Uthabiti wa Unyevu na Uhifadhi

Kifaa hiki kinaweza kuhisi unyevu (MSL). Tahadhari zinajumuisha:

• Usifungue mfuko wa kizuizi cha unyevu hadi utakapokuwa tayari kutumia.
• Hifadhi mifuko isiyofunguliwa kwa ≤30°C na ≤90% RH.
• Tumia ndani ya mwaka mmoja tangu usafirishaji.
• Baada ya kufungua, hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH.
• Tumia ndani ya saa 168 (siku 7) baada ya kufungua mfuko.
• Ikiwa muda wa uhifadhi umepitwa au dawa ya kukausha inaonyesha kuingia kwa unyevu, oka kwa 60 ±5°C kwa angalau saa 24 kabla ya matumizi.

5.2 Profaili ya Kuuza kwa Reflow

Profaili ya kuuza kwa reflow isiyo na risasi inapendekezwa. Vigezo muhimu vinajumuisha joto la kilele la 260°C, na wakati juu ya 240°C usizidi kikomo kilichopendekezwa (kinachodokezwa na upeo wa sekunde 5 kwa 260°C). Kuuza kwa reflow haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili ili kuepuka msongo wa joto kupita kiasi kwenye kifurushi cha epoxy na vifungo vya waya.

5.3 Kuuza kwa Mkono na Urekebishaji

Ikiwa kuuza kwa mkono ni muhimu, tumia chuma cha kuuza chenye joto la ncha chini ya 350°C na utumie joto kwa kila terminali kwa si zaidi ya sekunde 3. Tumia chuma cha nguvu ya chini (≤25W). Ruhusu muda wa kupumzika wa zaidi ya sekunde 2 kati ya kuuza kila terminali. Kwa urekebishaji, chuma cha kuuza chenye vichwa viwili kinapendekezwa ili kupasha joto terminali zote mbili kwa wakati mmoja na kuepuka msongo wa mitambo. Uwezekano na athari ya urekebishaji kwenye tabia ya kifaa inapaswa kuthibitishwa mapema.

6. Mazingatio ya Muundo wa Matumizi

6.1 Kizuizi cha Sasa ni Lazima

LED ni kifaa kinachoendeshwa na sasa.Kizuizi cha mfululizo cha sasa kinahitajika kabisa.Voltage ya mbele (V_F) ina anuwai nyembamba, na ongezeko dogo la voltage iliyotumiwa zaidi ya V_Fhusababisha ongezeko kubwa, linaloweza kuharibu, la mkondo wa mbele (I_F). Thamani ya kizuizi huhesabiwa kulingana na voltage ya usambazaji (V_supply), mkondo wa mbele unaotaka (I_F), na voltage ya mbele (V_F), kwa kutumia V_Fya hali mbaya zaidi (kiwango cha chini) ili kuhakikisha kuwa mkondo hauzidi upeo wa muundo.

6.2 Usimamizi wa Joto

Ingawa kifurushi ni kidogo, kupoteza nguvu (hadi 110mW) hutoa joto. Kwa uendeshaji unaoendelea kwa mikondo ya juu au katika joto la juu la mazingira, fikiria upinzani wa joto wa PCB. Kutoa eneo la kutosha la shaba (pedi za kupunguza joto) karibu na pedi za kuuza husaidia kupoteza joto na kudumisha joto la chini la kiunganishi, ambalo huboresha kutegemewa kwa muda mrefu na kuzuia kupungua kwa pato la mwanga.

6.3 Muundo wa Mwanga

Pembe ya kuona ya digrii 140 hutoa mionzi pana. Kwa matumizi yanayohitaji boriti iliyolenga zaidi, lenzi za nje au vionyeshi vya mwanga vinaweza kutumika. Kinyume chake, kwa eneo pana sana, pembe ya asili inaweza kutosha. Lenzi ya maji wazi inafaa kwa matumizi ambapo hatua kamili ya mionzi sio muhimu; ikiwa rangi maalum au usambazaji unahitajika kwa usawa wa usanikishaji, hii lazima izingatiwe kwani lenzi haitoi hiyo.

6.4 Ulinzi wa Saketi

Katika mazingira ambapo mabadiliko ya voltage ya nyuma yanawezekana (kwa mfano, mizigo ya kufanya, kuziba moto), fikiria kuongeza diode ya ulinzi sambamba na LED (cathode kwa anode) ili kukandamiza voltage yoyote ya nyuma chini ya kiwango cha juu cha 5V.

7. Ulinganisho na Mwongozo wa Uchaguzi

Kifaa hiki ni sehemu ya familia ya LED za IR. Vigezo muhimu vya uchaguzi kutoka kwa mwongozo uliotolewa ni nyenzo za chip (AlGaAs) na rangi ya lenzi (Majiwazi). Wakati wa kuchagua LED ya IR, wahandisi lazima walinganishe vigezo muhimu:

• Urefu wa Wimbi (λ_p):Linganisha na uwezo wa juu wa kuhisi wa kipokezi (photodiode, phototransistor, au IC). 870nm ni kiwango cha kawaida.
• Ukubwa wa Mionzi (I_E):Ukubwa wa juu hutoa ishara yenye nguvu zaidi, na kuruhusu masafa marefu zaidi au mkondo wa chini wa kuendesha.
• Pembe ya Kuona:Pembe nyembamba hutoa masafa marefu na mwanga uliolenga zaidi; pembe pana hutoa eneo pana zaidi.
• Ukubwa wa Kifurushi:Kifurushi cha 0603 kinatoa ukubwa mdogo sana kwa miundo midogo.
• Voltage ya Mbele:V_Fya chini inaweza kuwa na faida katika saketi za betri zenye voltage ya chini.

Tofauti kuu ya sehemu hii maalum ni mchanganyiko wake wa kiwango cha 0603 na ukubwa wa juu wa mionzi na pembe pana ya kuona, inayofaa kwa kuhisi na mawasiliano ya jumla ya IR.

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

8.1 Urefu wa wimbi wa 870nm unatumika kwa nini?

870nm iko katika wigo wa karibu wa infrared, isiyoonekana kwa jicho la mwanadamu. Inagunduliwa kwa ufanisi na vichunguzi vya mwanga vya silicon vya bei nafuu na vya kawaida, ambavyo vina uwezo wa kuhisi wa juu karibu 800-950nm. Hii inafanya iwe bora kwa matumizi ya kuhisi, udhibiti wa mbali, na matumizi ya kutengwa kwa mwanga.

8.2 Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller ya 3.3V au 5V?

No.Lazima utumie kizuizi cha sasa. Kwa mfano, kuendesha kwa I_F=20mA kutoka kwa usambazaji wa 3.3V, kwa kudhania V_Fya kawaida ya 1.35V: R = (3.3V - 1.35V) / 0.020A = 97.5Ω. Tumia kizuizi cha kawaida cha 100Ω. Daima thibitisha kuwa mkondo hauzidi upeo chini ya V_F conditions.

8.3 Joto linathirije utendaji?

Kadiri joto linavyoongezeka: Pato la mionzi kwa kawaida hupungua, voltage ya mbele hupungua, na urefu wa wimbi la kilele huongezeka kidogo. Kwa uendeshaji thabiti, unda saketi ya kuendesha inayozingatia tofauti hizi, hasa ikiwa inafanya kazi katika anuwai kamili ya -25°C hadi +85°C.

8.4 Je, kinza joto kinahitajika?

Kwa uendeshaji unaoendelea kwa mkondo wa juu kabisa (65mA) kwa joto la kawaida, kupoteza nguvu ni P = V_F* I_F≈ 1.35V * 0.065A ≈ 88mW, ambayo ni chini ya kiwango cha 110mW. Hata hivyo, kwa joto la juu la mazingira, kupunguza nguvu ni muhimu. Muundo mzuri wa joto wa PCB (pedi za shaba) kwa kawaida unatosha; kinza joto tofauti sio kawaida kwa vifurushi vya 0603.

9. Mfano wa Matumizi ya Vitendo: Kichunguzi cha Karibu cha IR Rahisi

Matumizi ya kawaida ni kichunguzi cha kitu kinachoonyesha. LED ya IR imewekwa karibu na phototransistor. Microcontroller inatoa mipigo kwa LED (kwa mfano, kwa 20mA). Mwanga huonyesha kutoka kwa kitu kilicho karibu na kugunduliwa na phototransistor, ambayo pato lake linasomwa na microcontroller. Hatua za muundo:

1. Kuendesha LED:Tumia pini ya GPIO na transistor ya NPN (au MOSFET) na kizuizi cha mfululizo ili kutoa mipigo kwa LED kwa mkondo unaotaka. Kupiga mipigo huruhusu mkondo wa papo hapo wa juu (kwa ishara yenye nguvu) huku ukidumisha nguvu ya wastani ya chini.
2. Saketi ya Kipokezi:Phototransistor imeunganishwa katika usanidi wa emitter ya kawaida na kizuizi cha kuvuta juu ili kuunda pato la voltage. Thamani ya kizuizi cha mkusanyiko huamua uwezo wa kuhisi na kasi ya majibu.
3. Mazingatio ya Mwanga:Kizuizi kidogo kati ya LED na phototransistor kwenye PCB husaidia kupunguza ushirikiano wa moja kwa moja. Pembe pana ya kuona ya digrii 140 ya LED husaidia kuangazia eneo pana mbele ya kichunguzi.
4. Usindikaji wa Ishara:Microcontroller inaweza kutumia ugunduzi wa wakati mmoja (kusoma kipokezi tu wakati wa mipigo ya LED) ili kukataa usumbufu wa mwanga wa mazingira.

10. Kanuni ya Uendeshaji na Mienendo ya Teknolojia

10.1 Kanuni ya Msingi ya Uendeshaji

LED ya infrared ni diode ya kiunganishi cha p-n ya semiconductor. Wakati inapopendelewa mbele, elektroni kutoka eneo la n zinaungana tena na mashimo kutoka eneo la p katika eneo la kazi (lililofanywa kwa AlGaAs). Mchakato huu wa kuungana tena hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Nishati maalum ya pengo la bendi ya nyenzo ya AlGaAs huamua urefu wa wimbi wa fotoni zinazotolewa, ambazo katika kesi hii ziko katika anuwai ya infrared ya 870nm. Kifurushi cha epoxy cha maji wazi kinazunguka chip, hutoa ulinzi wa mitambo, na hufanya kazi kama lenzi inayounda muundo wa mionzi.

10.2 Mienendo ya Sekta

Mwelekeo katika LED za infrared za SMD unaendelea kuelekea ufanisi wa juu (pato la mionzi zaidi kwa kila kitengo cha pembejeo ya umeme), ukubwa mdogo wa kifurushi kwa kubadilika zaidi ya muundo, na ushirikiano ulioongezeka. Hii inajumuisha vifaa vilivyo na viendeshi vilivyojengwa ndani, pato lililorekebishwa kwa ulinzi bora wa kelele, na vifurushi vya chip nyingi vinavyochanganya urefu tofauti wa wimbi au kuchanganya kichocheo na kichunguzi katika kifurushi kimoja. Pia kuna mwelekeo mkubwa wa kuboresha utendaji wa joto la juu na kutegemewa kwa matumizi ya magari na viwanda. Kifaa kilichoelezwa hapa kinawakilisha suluhisho lililokomaa, linaloteg