IR Emitter LED LTE-4206C Datasheet - Vipimo vya Kifurushi - Voltage ya Mbele 1.6V - Uzito wa Mionzi 7.67mW/sr - Urefu wa Wimbi la Kilele 940nm - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTE-4206C ni mionzi ya infrared (IR) ndogo na ya bei nafuu iliyoundwa kwa matumizi katika programu za kuhisi na mawasiliano ya optoelectroniki. Kazi yake ya msingi ni kutoa mwanga wa infrared kwenye urefu wa wimbi la kilele la nanomita 940, ambao hauwezi kuonekana na jicho la binadamu lakini unaweza kugunduliwa na vihisi vya mwanga vinavyolingana. Kifaa hiki kimewekwa kwenye kifurushi kidogo cha plastiki chenye rangi ya uwazi, na kinaonekana mwishoni, na hivyo kufaa kwa miundo yenye nafasi ndogo.

Faida kuu ya sehemu hii ni kuwa inalingana kwa mitambo na wigo na mfululizo wa phototransistors LTR-4206. Ulinganishaji huu uliotangulia hurahisisha muundo, huhakikisha utendaji bora katika jozi za mionzi na kihisi, na hupunguza wakati wa maendeleo kwa programu kama vile kugundua vitu, kuhisi karibu, na swichi za mwanga. Viwango vyake vilivyochaguliwa vya nguvu huruhusu kugawanywa katika makundi, huku wakimuundo wakipata vigezo thabiti vya utendaji.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi hufafanua mipaka ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya hali hizi hauhakikishwi.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):90 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu inayoruhusiwa ambayo kifaa kinaweza kutawanya kama joto chini ya uendeshaji endelevu kwenye joto la mazingira la 25°C.
• Mkondo wa Mbele Endelevu (IF):60 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu wa DC ambao unaweza kupitishwa kupitia LED kwa muda usiojulikana.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele:1 A. Mkondo huu wa juu unaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo (mipigo 300 kwa sekunde, upana wa mipigo 10 μs) na haupaswi kuzidi.
• Voltage ya Nyuma (VR):5 V. Kuzidi voltage hii kwenye bias ya nyuma kunaweza kusababisha kuvunjika kwa kiungo.
• Safu ya Joto la Uendeshaji:-40°C hadi +85°C. Hii ndiyo safu ya joto la mazingira kwa uendeshaji wa kuaminika.
• Safu ya Joto la Hifadhi:-55°C hadi +100°C.
• Joto la Kuuzia Mshipa:260°C kwa sekunde 5, kipimo kilichochukuliwa umbali wa 1.6mm kutoka kwenye mwili wa kifurushi. Hii ni muhimu kwa michakato ya kuuzia mawimbi au reflow.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hupimwa kwenye joto la mazingira (TA) la 25°C na hufafanua utendaji wa kawaida wa kifaa.

• Voltage ya Mbele (VF):Kwa kawaida 1.6V kwenye mkondo wa majaribio (IF) wa 20mA, na upeo wa 1.2V. Hii ndiyo punguzo la voltage kwenye LED inapofanya kazi.
• Mkondo wa Nyuma (IR):Upeo wa 100 μA kwenye voltage ya nyuma (VR) ya 5V. Hii inaonyesha mkondo wa uvujaji wakati kifaa kiko kwenye bias ya nyuma.
• Urefu wa Wimbi la Kilele la Utoaji (λPeak):940 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo mionzi ya IR hutoa nguvu yake ya juu kabisa ya mionzi.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):50 nm. Kigezo hiki kinaelezea upana wa bendi ya mwanga unaotolewa, na kuonyesha jinsi urefu wa wimbi unavyosambazwa karibu na kilele.
• Pembe ya Kuona (2θ1/2):Digrii 20. Hii inafafanua usambazaji wa angular wa mionzi inayotolewa ambapo nguvu ni nusu ya thamani ya kilele (Upana Kamu kwenye Nusu ya Upeo).

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

LTE-4206C hupangwa katika makundi tofauti ya utendaji kulingana na nguvu yake ya mionzi na matukio ya mionzi ya aperture. Hii huruhusu wakimuundo kuchagua vipengele vinavyokidhi mahitaji maalum ya usikivu kwa programu yao.

• BIN A:Matukio ya Mionzi ya Aperture (Ee): 0.184 - 0.54 mW/cm²; Nguvu ya Mionzi (Ie): 1.383 - 4.06 mW/sr.
• BIN B:Matukio ya Mionzi ya Aperture (Ee): 0.36 - 0.78 mW/cm²; Nguvu ya Mionzi (Ie): 2.71 - 5.87 mW/sr.
• BIN C:Matukio ya Mionzi ya Aperture (Ee): 0.52 - 1.02 mW/cm²; Nguvu ya Mionzi (Ie): 3.91 - 7.67 mW/sr.
• BIN D:Matukio ya Mionzi ya Aperture (Ee): 0.68 mW/cm² (Chini); Nguvu ya Mionzi (Ie): 5.11 mW/sr (Chini).

Vipimo vyote huchukuliwa kwenye mkondo wa mbele (IF) wa 20mA. Herufi za juu za makundi (C, D) kwa ujumla zinaonyesha vifaa vya nguvu ya pato ya juu.

4. Uchambuzi wa Mikunjo ya Utendaji

Waraka huu hutoa mikunjo kadhaa ya tabia inayoonyesha tabia ya kifaa chini ya hali tofauti.

4.1 Usambazaji wa Wigo (Kielelezo 1)

Mkunjo huu unaonyesha nguvu ya jamaa ya mionzi kama kazi ya urefu wa wimbi. Inathibitisha utoaji wa kilele kwenye 940nm na nusu-upana wa wigo wa 50nm, na kuonyesha bendi ya mwanga wa infrared unaotolewa.

4.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Kielelezo 3)

Huu ndio mkunjo wa kawaida wa IV (Mkondo-Voltage) kwa diode. Inaonyesha uhusiano wa kielektroniki kati ya mkondo na voltage. Voltage ya kawaida ya mbele ya 1.6V kwenye 20mA inaweza kuthibitishwa kutoka kwenye grafu hii. Mkunjo huu ni muhimu kwa kubuni mzunguko wa kudhibiti mkondo wa LED.

4.3 Nguvu ya Mionzi ya Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele (Kielelezo 5)

Grafu hii inaonyesha kuwa nguvu ya pato ya mwanga (nguvu ya mionzi) ni takriban mstari na mkondo wa mbele katika safu kubwa. Inasaidia wakimuundo kubainisha mkondo wa kuendesha unaohitajika kufikia pato la mwanga linalotakikana.

4.4 Nguvu ya Mionzi ya Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira (Kielelezo 4)

Mkunjo huu ni muhimu kwa kuelewa athari za joto. Inaonyesha kuwa nguvu ya mionzi hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka. Kupunguzwa huku lazima kuzingatiwe katika programu zinazofanya kazi kwenye joto la juu ili kuhakikisha nguvu ya ishara inayotosha kwenye kihisi.

4.5 Mchoro wa Mionzi (Kielelezo 6)

Huu ndio mchoro wa polar unaowakilisha kwa kuona pembe ya kuona (2θ1/2 = 20°). Inaonyesha usambazaji wa anga wa mwanga wa infrared unaotolewa, ambao ni muhimu kwa kuunganisha mionzi na kihisi chake kinacholingana.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki hutumia kifurushi kidogo cha plastiki chenye kuonekana mwishoni. Vidokezo muhimu vya vipimo vinajumuisha:

• Vipimo vyote viko kwenye milimita (inchi zimetolewa kwenye mabano).
• Tolerance ya kawaida ni ±0.25mm (±0.010") isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo.
• Utoaji wa juu wa resin chini ya flange ni 1.0mm (0.039").
• Umbali wa mshipa hupimwa kwenye sehemu ambapo mishipa inatoka kwenye mwili wa kifurushi.

Kifurushi kimeelezewa kama "rangi ya uwazi ya kuvuta sigara," ambayo kwa kawaida inamaanisha plastiki yenye rangi, ya uwazi inayoruhusu mwanga wa IR kupita huku ikitoa baadhi ya usambazaji na ulinzi wa kimwili kwa die ya semiconductor.

5.2 Utambulisho wa Ubaguzi

Ingawa haijaelezewa wazi katika maandishi yaliyotolewa, kifurushi cha kawaida cha IR LED kama hiki kwa kawaida kina upande wa gorofa au mshipa mrefu kuashiria cathode. Mchoro wa waraka ungeonyesha alama hii. Ubaguzi sahihi ni muhimu ili kuzuia uharibifu wa bias ya nyuma.

6. Miongozo ya Kuuzia na Usanikishaji

Uainishaji muhimu kwa usanikishaji ni joto la kuuzia mshipa: 260°C kwa upeo wa sekunde 5, kipimo kilichochukuliwa umbali wa 1.6mm (0.063") kutoka kwenye mwili wa kifurushi. Kipimo hiki ni muhimu kwa kuzuia uharibifu wa joto wakati wa michakato ya kuuzia mawimbi au reflow.

Mazingatio ya Muundo:

• Kupoeza Joto:Ingawa haihitajiki kwa kawaida kwa LED zenye nguvu ndogo, kuhakikisha mpangilio wa PCB haukusanya joto la ziada karibu na kipengele ni desturi nzuri, hasa ikiwa kifaa kinatumika karibu na viwango vya juu kabisa.
• Ulinzi wa ESD:Kama vifaa vyote vya semiconductor, mionzi ya IR inaweza kuwa nyeti kwa kutokwa na umeme wa tuli. Tahadhari za kawaida za kushughulikia ESD zinapaswa kuzingatiwa wakati wa usanikishaji.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Hali za Kawaida za Matumizi

• Kugundua Kitu na Kuhisi Karibu:Ikiwa imeunganishwa na phototransistor LTR-4206, inaweza kugundua uwepo au kutokuwepo kwa kitu kwa kukatiza boriti ya IR.
• Swichi za Mwanga na Encoders:Inatumika katika encoders za mzunguko au za mstari kuhisi nafasi au mwendo kupitia diski au kamba yenye muundo.
• Usafirishaji wa Data ya IR:Inaweza kutumika kwa mawasiliano ya mawimbi mafupi, ya kiwango cha chini cha data (k.m., ishara za udhibiti wa mbali, telemetry ya sensor) inapobadilishwa.
• Kugundua Moshi:Katika baadhi ya miundo ya kigunduzi cha moshi cha mwanga, jozi ya LED ya IR na kigunduzi inaweza kuhisi mwanga uliosambazwa kutoka kwa chembe za moshi.

7.2 Mazingatio ya Muundo

• Kudhibiti Mkondo:LED ni kifaa kinachoendeshwa na mkondo. Resistor ya mfululizo au kiendeshi cha mkondo thabati ni lazima ili kuweka mkondo wa uendeshaji na kuzuia kukimbia kwa joto. Hesabu thamani ya resistor kwa kutumia R = (Vsupply - VF) / IF.
• Ulinganisho wa Mwanga:Pembe nyembamba ya kuona ya digrii 20 inahitaji ulinganisho sahihi wa mitambo kati ya mionzi na kihisi kwa ufanisi bora wa kuunganisha.
• Kinga dhidi ya Mwanga wa Mazingira:Kwa kuwa inatoa mwanga kwenye 940nm, haifikiwi kwa urahisi na usumbufu kutoka kwa mwanga unaoonekana wa mazingira. Hata hivyo, mwanga wa jua na vyanzo vingine vikali vya IR (kama vile balbu za incandescent) vinaweza kuwa na nishati kubwa kwenye 940nm na kusababisha usumbufu. Kuchuja mwanga kwenye kihisi au kubadilisha ishara ya mionzi kunaweza kupunguza hili.
• Kupunguzwa kwa Joto:Zingatia kupungua kwa nguvu ya pato kadiri joto linavyoongezeka (kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 4) kwa kutoa kiasi cha kutosha cha mkondo wa kuendesha au kuchagua sehemu ya kundi la juu zaidi.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Kipengele kikuu cha kutofautisha cha LTE-4206C ni kuwa inalingana kwa mitambo na wigo na mfululizo wa phototransistor LTR-4206. Hii inatoa faida kadhaa kuliko kuchagua vipengele vya mionzi na kihisi tofauti:

• Utendaji Unaohakikishwa:Jozi hii ina sifa pamoja, na kuhakikisha majibu ya wigo ya kihisi yanalingana vizuri na wigo wa utoaji wa LED kwa usikivu wa juu zaidi.
• Upatanishi wa Mitambo:Vifurushi vimeundwa kufaa pamoja katika usanidi wa kawaida wa kufunga, na hivyo kurahisisha muundo wa mitambo.
• Suluhisho la Gharama Nafuu:Hutoa kizuizi cha optocoupler kilichothibitishwa mapema na kuaminika kwa gharama nafuu kutokana na kifurushi chake kidogo cha plastiki na utengenezaji wa kiasi kikubwa.

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

Q: Kuna tofauti gani kati ya Nguvu ya Mionzi (Ie) na Matukio ya Mionzi ya Aperture (Ee)?

A: Nguvu ya Mionzi (mW/sr) hupima nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara (steradian), na kuelezea mkusanyiko wa mwelekeo wa mwanga. Matukio ya Mionzi ya Aperture (mW/cm²) ni msongamano wa nguvu unaoanguka kwenye uso (kama kihisi) kwa umbali maalum, ambayo inategemea nguvu na umbali/jometri.

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

A: Hapana. Lazima utumie resistor ya kudhibiti mkondo. Kwa mfano, kwa usambazaji wa 5V, VF ya 1.6V, na IF inayotakikana ya 20mA: R = (5V - 1.6V) / 0.02A = 170 Ohms. Resistor ya kawaida ya 180 Ohm ingefaa.

Q: Kwa nini pembe ya kuona ni digrii 20 tu?

A> Pembe nyembamba ya kuona hukusanya mwanga unaotolewa kuwa boriti nyembamba zaidi. Hii huongeza nguvu kwenye mhimili, na kuruhusu umbali mrefu wa kuhisi au mikondo ya chini ya kuendesha, na huboresha uwiano wa ishara kwa kelele kwa kupunguza mwanga uliosambazwa. Hii ni bora kwa jozi za mionzi na kihisi zilizounganishwa.

Q: Je, ninachaguaje kundi sahihi (A, B, C, D)?

A> Uchaguzi unategemea mahitaji ya usikivu ya mfumo wako na viwango vya uendeshaji. Ikiwa kihisi chako kinahitaji ishara kali au ikiwa mfumo unafanya kazi katika safu pana ya joto (ambapo pato linapungua), chagua kundi la juu (C au D) kwa nguvu zaidi ya pato. Kwa programu zisizo muhimu sana au za umbali mfupi, kundi la chini linaweza kutosha na kuwa la gharama nafuu.

10. Kesi ya Muundo wa Vitendo

Hali: Kubuni Sensor ya Uwepo wa Karatasi kwenye Printa.

Matumizi ya kawaida ni kugundua wakati karatasi iko kwenye tray. Mionzi ya IR ya LTE-4206C na phototransistor yake inayolingana LTR-4206 huwekwa kwenye pande tofauti za njia ya karatasi. Wakati hakuna karatasi, mwanga wa IR hufikia kihisi, na kusababisha kuendesha. Wakati karatasi inapita kati yao, inazuia boriti ya IR, kihisi kinakoma kuendesha, na microcontroller huhisi mabadiliko haya, na kusajili uwepo wa karatasi.

Hatua za Muundo:

1. Muundo wa Mzunguko:Endesha LED kwa 20mA kwa kutumia swichi ya transistor inayodhibitiwa na MCU, na resistor ya mfululizo kwa kudhibiti mkondo. Unganisha phototransistor katika usanidi wa emitter ya kawaida na resistor ya kuvuta ili kuunda ishara ya pato ya dijiti inayobadilika kulingana na mwanga uliopokelewa.
2. Muundo wa Mitambo:Unganisha kwa usahihi mionzi na kihisi kwa kutumia vipimo vya kifurushi, na kuhakikisha boriti ya digrii 20 inaelekezwa kwenye eneo la kazi la kihisi. Toa njia safi ya mwanga.
3. Uchaguzi wa Kipengele:Chagua mionzi ya BIN C au D ili kuhakikisha ishara kali inafikia kihisi hata kama vumbi likikusanyika kwenye lenzi baada ya muda.
4. Programu:Tekeleza mantiki ya kufuta bouncing ili kutofautisha ukingo wa karatasi halisi na mtetemo au vumbi.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Diode ya Kutoa Mwanga ya Infrared (IR LED) inafanya kazi kwa kanuni ya electroluminescence katika kiungo cha p-n cha semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni kutoka kwa eneo la aina-n na mashimo kutoka kwa eneo la aina-p huingizwa kwenye kiungo. Wakati vibeba malipo hivi vinaungana tena, hutoa nishati. Katika IR LED, nyenzo za semiconductor (kwa kawaida zinazotokana na Gallium Arsenide - GaAs) huchaguliwa ili nishati hii iliyotolewa iendane na photon katika wigo wa infrared (karibu 940nm). Nguvu ya mwanga unaotolewa ni sawia moja kwa moja na kiwango cha kuunganisha tena kwa vibeba, ambacho kinadhibitiwa na mkondo wa mbele (IF). Kifurushi cha uwazi hufunga na kulinda die ya semiconductor huku kikiruhusu photon za infrared kutoroka.

12. Mienendo ya Teknolojia

Teknolojia ya mionzi ya infrared inaendelea kubadilika pamoja na mienendo pana ya optoelectronics. Kuna juhudi ya mara kwa mara kuelekea ufanisi wa juu zaidi, na kuruhusu nguvu ya juu zaidi ya pato la mwanga kwenye mikondo ya chini ya kuendesha, ambayo hupunguza matumizi ya nguvu ya mfumo na uzalishaji wa joto. Kupunguzwa kwa ukubwa wa kifurushi ni mwenendo mwingine muhimu, na kuwezesha kuunganishwa kwenye vifaa vidogo zaidi vya elektroniki vya watumiaji na vifaa vya IoT. Zaidi ya hayo, kuna maendeleo kuelekea udhibiti sahihi zaidi wa urefu wa wimbi na upana wa wigo nyembamba kwa programu zinazohitaji kuchuja maalum kwa wigo, kama vile katika kuhisi gesi au mazingira yenye kelele nyingi ya mwanga wa mazingira. Uunganishaji wa mionzi na vihisi katika moduli moja ya sensor yenye akili na usindikaji wa ishara uliojengwa ndani pia ni eneo linalokua, na hurahisisha muundo wa mfumo kwa watumiaji wa mwisho.