Maelezo ya Kiufundi ya LED ya Mtoa Miale ya Infrared 940nm Mtazamo wa Upande - 3.0x2.8x1.9mm - Voltage ya Mbele 1.2V - Uzito wa Mionzi 3.0mW/sr

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina maelezo ya kifaa cha mtoa miale ya infrared. Kifaa hiki kimeundwa kwa matumizi yanayohitaji usambazaji wa ishara ya infrared unaotegemewa, na kina urefu wa wimbi la kilele la 940nm. Kazi yake kuu ni kubadilisha mkondo wa umeme kuwa mionzi ya infrared, na kuifanya kuwa sehemu muhimu katika mifumo ya mawasiliano na kugundua mwanga usioonekana.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Kifaa hiki kinatoa mchanganyiko wa utendaji wa hali ya juu na uwezo wa kutengenezwa. Faida kuu ni usawa na vifaa vya kuweka otomatiki na michakato ya kuuza kwa mionzi ya infrared, ambayo inarahisisha usanikishaji wa wingi. Kifurushi cha mtazamo wa upande chenye lenzi ya kioo wazi hutoa pembe ya kuona pana, inayofaa kwa matumizi ambapo mwelekeo wa utoaji miale ni sawa na bodi ya mzunguko iliyopakwa (PCB). Masoko makuu lengwa ni pamoja na vifaa vya elektroniki vya watumiaji kwa kazi za kudhibiti kwa mbali, mifumo ya usambazaji wa data isiyo na waya ya umbali mfupi, na matumizi mbalimbali ya vihisi vya usalama na kengele.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu zifuatazo hutoa tafsiri ya kina na ya kitu cha maelezo muhimu ya kifaa kama ilivyobainishwa chini ya hali za kawaida za majaribio (TA=25°C).

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishiwi. Mipaka muhimu ni pamoja na utoaji wa nguvu wa 100mW, mkondo wa kilele wa mbele wa 1A chini ya hali ya mipigo (300pps, upana wa mipigo 10µs), na mkondo wa DC wa mbele unaoendelea wa 50mA. Kifaa kinaweza kustahimili voltage ya nyuma hadi 5V, ingawa hakikusudiwa kufanya kazi kinyume. Safu ya joto ya uendeshaji imebainishwa kutoka -40°C hadi +85°C.

2.2 Sifa za Umeme na Optiki

Vigezo hivi vinabainisha utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji. Uzito wa mionzi (I_E) ni angalau 3.0 mW/sr inapotumika kwa mkondo wa mbele (I_F) wa 20mA. Voltage ya mbele (V_F) kwa kawaida ni 1.2V, na kiwango cha juu cha 1.5V kwa 20mA. Urefu wa wimbi la kilele la utoaji (λ_p) unazingatia 940nm, ambayo iko katika wigo wa karibu ya infrared na haionekani kwa jicho la binadamu. Pembe ya kuona (2θ_1/2) ni digrii 45, inayofafanuliwa kama pembe kamili ambapo uzito wa mionzi hupungua hadi nusu ya thamani yake kwenye mhimili.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

Kifaa hiki kimegawanywa katika makundi tofauti kulingana na pato lake la uzito wa mionzi. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vipengele vilivyo na nguvu ya optiki thabiti kwa matumizi yao. Nambari za makundi zilizotolewa ni J, K, na L. Kwa mfano, kifaa kutoka kwa Kundi J kitakuwa na uzito wa mionzi kati ya 3.0 na 4.5 mW/sr inapopimwa kwa 20mA. Kundi K kina safu kutoka 4.0 hadi 6.0 mW/sr, na Kundi L kina angalau 5.0 mW/sr. Toleo la majaribio la ±15% linatumika kwa kila kundi.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Karatasi ya data inajumuisha mikondo kadhaa ya kawaida ya sifa inayoonyesha tabia ya kifaa chini ya hali tofauti.

4.1 Usambazaji wa Wigo

Mkondo wa usambazaji wa wigo unaonyesha uzito wa jamaa wa mionzi kama kazi ya urefu wa wimbi. Inathibitisha kilele kwenye 940nm na inaonyesha upana wa wigo, na nusu-upana wa kawaida (Δλ) wa 50nm. Habari hii ni muhimu kwa kulinganisha mtoa miale na usikivu wa wigo wa kigunduzi cha mwanga kinacholingana.

4.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele

Mkondo huu wa IV unaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa mbele na upungufu wa voltage ya mbele kwenye diode. Hauna mstari wa moja kwa moja, kama kawaida kwa diode ya semikondukta. Kuelewa mkondo huu ni muhimu kwa kubuni mzunguko unaofaa wa kudhibiti mkondo ili kuhakikisha uendeshaji thabiti na kuzuia kukimbia kwa joto.

4.3 Utegemezi wa Joto

Mikondo inayoonyesha mabadiliko ya mkondo wa mbele na uzito wa jamaa wa mionzi na joto la mazingira imetolewa. Grafu hizi zinaonyesha kwamba voltage ya mbele ina mgawo hasi wa joto (hupungua kadiri joto linavyoongezeka), wakati nguvu ya pato ya optiki kwa kawaida hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Hii ni jambo muhimu la kuzingatia kwa matumizi yanayofanya kazi katika mazingira ya joto yaliyokithiri.

4.4 Muundo wa Mionzi

Mchoro wa polar wa mionzi unaonyesha kwa kuona usambazaji wa anga wa mwanga wa infrared uliotolewa. Kifurushi cha mtazamo wa upande hutengeneza muundo unaofanana na lambertian, na uzito ukiwa wa juu zaidi kwa pembe ya kulia na kipande na kupungua kuelekea kingo, na kufafanua pembe ya kuona ya digrii 45.

5. Habari ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Muundo

Kifaa hiki ni kifurushi cha kawaida cha kupakia uso. Vipimo muhimu ni pamoja na urefu wa mwili wa takriban 3.0mm, upana wa 2.8mm, na urefu wa 1.9mm. Michoro ya kina na toleo (±0.1mm isipokuwa imebainishwa) imetolewa kwa ajili ya kubuni ya alama ya PCB.

5.2 Mpangilio wa Pedi ya Kuuza

Muundo unaopendekezwa wa ardhi (muundo wa pedi ya kuuza) kwa PCB umebainishwa. Hii inajumuisha vipimo vya pedi na nafasi ili kuhakikisha muunganisho thabiti wa kuuza wakati wa reflow. Mapendekezo yanajumuisha kutumia stensili ya chuma yenye unene wa 0.1mm (4 mils) au 0.12mm (5 mils) kwa ajili ya utumiaji wa wino wa kuuza.

5.3 Utambulisho wa Ubaguzi

Kathodi kwa kawaida huwekwa alama kwenye kifurushi. Mchoro wa karatasi ya data unapaswa kutazamwa ili kutambua ubaguzi, ambao ni muhimu kwa mwelekeo sahihi wakati wa usanikishaji ili kuhakikisha kifaa kinafanya kazi vizuri.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Vigezo vya Kuuza kwa Reflow

Kifaa hiki kinaendana na michakato ya kuuza kwa reflow ya infrared, haswa kwa kuuza isiyo na risasi (Pb-free). Profaili ya reflow inayopendekezwa imetolewa, na vigezo muhimu vikiwemo eneo la joto la awali (150-200°C), joto la kilele lisizidi 260°C, na wakati juu ya 260°C uliokithiriwa kwa upeo wa sekunde 10. Profaili inapaswa kufuata viwango vya JEDEC.

6.2 Hali ya Hifadhi

Kifaa hiki kinaathiriwa na unyevu, na kiwango cha 3. Ikiwa mfuko wa asili wa kuzuia unyevu haujafunguliwa, unapaswa kuhifadhiwa kwa ≤ 30°C na ≤ 90% RH na kutumiwa ndani ya mwaka mmoja. Mara tu kifunguliwa, vipengele vinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤ 30°C na ≤ 60% RH. Kwa hifadhi ya muda mrefu nje ya ufungaji wa asili, tumia chombo kilichofungwa na kifaa cha kukausha. Vipengele vilivyo wazi kwa zaidi ya wiki moja vinapaswa kuokwa kwa takriban 60°C kwa angalau saa 20 kabla ya kuuza ili kuzuia "popcorning" wakati wa reflow.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha kunahitajika baada ya kuuza, vimumunyisho vya aina ya pombe kama vile pombe ya isopropyl ndivyo vinavyotakiwa kutumia. Kemikali kali au zenye nguvu zinaweza kuharibu kifurushi au lenzi.

7. Habari ya Ufungaji na Kuagiza

7.1 Maelezo ya Ukanda na Reel

Vipengele vinatolewa kwenye ukanda wa kubeba wenye upana wa 8mm kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 13. Kila reel ina vipande 6000. Ufungaji unafuata maelezo ya ANSI/EIA 481-1-A-1994. Idadi ya juu inayoruhusiwa ya vipengele vilivyokosekana mfululizo kwenye ukanda ni mbili.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Matumizi makuu ni kama mtoa miale wa infrared katika vitengo vya kudhibiti kwa mbali kwa vifaa vya elektroniki vya watumiaji (TV, mifumo ya sauti, vifaa vya hali ya hewa). Pia inafaa kwa usambazaji wa data ya IR ya umbali mfupi (k.m., mawasiliano kama ya IrDA), kugundua uvamizi katika kengele za usalama, na kugundua vitu ambapo usumbufu wa mwanga unaoonekana lazima uepukwe.

8.2 Mambo ya Kuzingatia ya Kubuni

Mzunguko wa Kuendesha:LED ni kifaa kinachoendeshwa na mkondo. Kipinga mkondo mfululizo au mzunguko wa kuendesha mkondo wa mara kwa mara ni lazima ili kuweka sehemu ya uendeshaji (k.m., 20mA) na kulinda kifaa kutokana na mkondo mwingi. Voltage ya chini ya mbele inairuhusu kuendeshwa moja kwa moja kutoka kwa mizunguko ya mantiki ya voltage ya chini (3.3V, 5V) kwa kipinga rahisi.

Usimamizi wa Joto:Ingawa utoaji wa nguvu ni wa chini, kuhakikisha eneo la kutosha la shaba la PCB kwa pedi ya kathodi kunaweza kusaidia kutawanya joto, haswa katika hali ya joto ya juu ya mazingira au wakati wa uendeshaji unaoendelea, ili kudumisha utulivu wa pato na muda mrefu.

Ulinganisho wa Optiki:Muundo wa mtazamo wa upande unafaa wakati ishara ya IR inahitaji kutolewa sawa na uso wa PCB. Ubunifu sahihi wa mitambo wa makazi unahitajika ili kutoa njia isiyozuiwa kwa boriti ya IR.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za kawaida, kifaa hiki hutoa miale katika wigo wa infrared (940nm), na kuifanya isionekane. Ikilinganishwa na watu wengine wa miale ya infrared, tofauti zake kuu ni pamoja na kifurushi cha mtazamo wa upande kwa mwelekeo maalum wa kupakia, pembe ya kuona pana ya digrii 45 kwa chanjo nzuri, na kufuata viwango vya RoHS na bidhaa za kijani. Mchanganyiko wa nyenzo za GaAs kwa utoaji wa 940nm hutoa usawa mzuri wa ufanisi na gharama kwa matumizi ya kawaida ya kudhibiti kwa mbali.

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

Swali: Je, kusudi la kiwango cha voltage ya nyuma ya 5V ni nini ikiwa kifaa hakikusudiwa kufanya kazi kinyume?

Jibu: Kiwango hiki kinaonyesha upendeleo wa nyuma wa juu zaidi ambao kiunganishi cha diode kinaweza kustahimili bila kuvunjika wakati wa muunganisho wa kinyume wa mara kwa mara au wa bahati nasibu katika mzunguko. Ni maelezo ya uthabiti, sio hali ya uendeshaji.

Swali: Ninawezaje kuchagua nambari sahihi ya kundi?

Jibu: Chagua kulingana na uzito wa chini unaohitajika wa mionzi kwa bajeti ya kiungo cha matumizi yako (umbali, usikivu wa mpokeaji). Kundi L linatoa pato la juu zaidi lililohakikishiwa. Kwa matumizi yanayohusisha gharama ambayo uzito wa chini unakubalika, Kundi J au K inaweza kufaa.

Swali: Je, naweza kuiendesha hii na chanzo cha voltage moja kwa moja?

Jibu: Hapana. Voltage ya mbele inatofautiana na joto na kati ya vifaa binafsi. Kuendesha kwa voltage ya mara kwa mara, hata 1.2V ya kawaida, kunaweza kusababisha mkondo mwingi na kushindwa kwa kifaa kutokana na sifa ya kielelezo ya I-V ya diode. Daima tumia mpango wa kukithiri mkondo.

11. Kesi ya Kubuni na Matumizi ya Vitendo

Kesi: Kubuni ya Kifaa Rahisi cha Kutuma cha Kudhibiti kwa Mbali cha IR.

Kesi ya kawaida ya matumizi ni kusimba vibonyezo vya kifungo kuwa ishara za IR zilizobadilishwa. Pini ya GPIO ya microcontroller inaweza kutumika kutengeneza mzunguko wa kubeba (k.m., 38kHz) na muundo wa kubadilisha. Ishara hii inaendesha swichi ya transistor (k.m., NPN au N-channel MOSFET) mfululizo na mtoa miale wa IR. Anodi ya mtoa miale imeunganishwa na voltage ya usambazaji (k.m., 3V kutoka kwa betri mbili za AA) kupitia transistor, na kathodi imeunganishwa na ardhi. Kipinga mfululizo na mtoa miale kinaweka mkondo wa mipigo kwa, kwa mfano, 20mA. Kifurushi cha mtazamo wa upande kinaruhusu kifaa cha kudhibiti kwa mbali kubuniwa na PCB sawa na uso wa mbele, na dirisha kwa boriti ya IR.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Mtoa miale wa infrared ni diode ya kiunganishi cha p-n ya semikondukta iliyotengenezwa kutoka kwa nyenzo kama vile Gallium Arsenide (GaAs). Wakati voltage ya upendeleo wa mbele inatumika, elektroni kutoka kwa eneo la n na mashimo kutoka kwa eneo la p huingizwa kwenye kiunganishi. Wakati wabebaji hawa wa malipo wanajiunga tena, hutoa nguvu. Katika diode inayotoa mwanga, nguvu hii hutolewa kwa namna ya fotoni (mwanga). Nguvu maalum ya pengo la bendi ya nyenzo ya semikondukta (GaAs katika kesi hii) inaamua urefu wa wimbi wa fotoni zilizotolewa, ambayo iko katika eneo la infrared (940nm) kwa kifaa hiki.

13. Mienendo na Maendeleo ya Sekta

Mwenendo katika vipengele vya infrared vya tofauti unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi (pato zaidi la mionzi kwa watt ya pembejeo), ambayo inawezesha maisha marefu ya betri katika vifaa vinavyobebeka. Pia kuna juhudi ya kupunguza ukubwa wa vifurushi huku ukidumisha au kuboresha utendaji wa optiki. Zaidi ya hayo, vipengele vilivyo na viendeshi vilivyojumuishwa au mantiki kwa ajili ya kubuni rahisi ya mfumo vinakuwa zaidi ya kawaida. Teknolojia ya msingi kwa watu wa kawaida wa miale ya 940nm imekomaa, lakini maboresho ya mchakato yanalenga mavuno, uthabiti (kugawa katika makundi madhubuti), na kupunguza gharama kwa masoko ya watumiaji ya wingi.