IR Emitter and Detector LTE-C216-P-W Datasheet - 1206 Package (3.2x1.6x1.1mm) - Peak Wavelength 850nm - Forward Voltage 1.4V - Power Dissipation 100mW - English Technical Document

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu unaonyesha kwa kina vipimo vya kijenzi tofauti cha infrared (IR) cha kutoa na kugundua. Kifaa hiki kimeundwa kwa matumizi yanayohitaji usambazaji na upokeaji thabiti wa mawimbi ya infrared. Kinachanganya diode inayotoa infrared (IRED) na kipengele cha kuhisi ndani ya kifurushi kimoja, kidogo cha kushikamana na uso. Teknolojia ya msingi inategemea vifaa vya Gallium Arsenide (GaAs) na Aluminum Gallium Arsenide (AlGaAs), vilivyoboreshwa kufanya kazi kwenye urefu wa wimbi la kilele la manomita 850. Urefu huu wa wimbi hutumiwa kwa kawaida katika vifaa vya kielektroniki vya watumiaji na usambazaji wa data kwa sababu ya usawa mzuri kati ya utendaji na upatikanaji wa vijenzi.

Malengo makuu ya muundo ni kutoa suluhisho lenye nguvu kubwa ya mionzi, sifa nzuri za kasi, na pembe pana ya kuona ili kuwezesha usawazishaji na ukamataji wa mawimbi. Kijenzi hiki kimewekwa ndani ya kifurushi cha kawaida cha ukubwa wa 1206, na kukifanya kiwe sawa na laini za usanikishaji wa kiotomatiki za kuchukua-na-kuweka na michakato ya kawaida ya kuuza kwa kuyeyusha tena kwa infrared. Kimeainishwa kuwa bidhaa inayofuata kanuni za RoHS na ya Kijani.

1.1 Vipengele Muhimu na Matumizi

Kifaa hiki kina sifa kadhaa muhimu zinazofanya kiwe kinachofaa kwa utengenezaji wa kisasa wa elektroniki:

• Kufuata viwango vya RoHS na Green Product.
• Imepakwa kwenye mkanda wa kubeba wa 8mm kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 kwa ajili ya usanikishaji wa kiotomatiki.
• Inaendana na vifaa vya kiotomatiki vya kuweka.
• Imebuniwa kustahimili maelezo ya kawaida ya kuuza kwa kuyeyusha kwa infrared.
• Inalingana na vipimo vya kawaida vya kifurushi cha EIA.
• Hutoa mwanga kwenye urefu wa wimbi la kilele (λp) wa 850nm.
• Inatumia aina ya kifurushi cha kawaida cha 1206 cha kifaa cha kusakinishwa kwenye uso (SMD).

Matumizi ya kawaida ya sehemu hii ni pamoja na, lakini siyo tu:

• Kitoa mwanga wa infrared kwa vitengo vya udhibiti wa mbali (mfano, kwa TV, mifumo ya sauti).
• Kihisi cha infrared kilichosakinishwa kwenye bodi ya mzunguko (PCB) kwa kugundua karibu, kuhisi kitu, au kupokea data.
• Viungo vya usambazaji data bila waya vya infrared kwa mawasiliano ya masafa mafupi.
• Mifumo ya kengele za usalama inayotumia mionzi ya infrared.

2. Uchunguzi wa kina wa Vipimo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa uchambuzi wa kina na wa kielelezo wa sifa za kielektroniki, za macho na za joto za kifaa. Vigezo vyote vimeainishwa kwa joto la mazingira (TA) la 25°C isipokuwa ikitajwa vinginevyo.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye hali hizi hauhakikishiwi na unapaswa kuepukwa katika miundo ya kuaminika.

• Power Dissipation (Pd): 100 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu kabisa ambayo kifurushi kinaweza kutolea kama joto.
• Peak Forward Current (IFP): 800 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu kabisa unaoruhusiwa wa msukumo, uliobainishwa chini ya hali ya misukumo 300 kwa sekunde na upana wa msukumo wa mikrosekunde 10.
• DC Forward Current (IF): 60 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu kabisa unaoendelea wa mbele kwa uendeshaji thabiti.
• Reverse Voltage (VR): 5 V. Voltage ya juu kabisa ambayo inaweza kutumika kwa mwelekeo wa nyuma kwenye IRED.
• Operating Temperature Range: -40°C hadi +85°C. Safu ya joto ya mazingira ambayo kifaa kimeundwa kufanya kazi ndani yake.
• Safu ya Joto ya Uhifadhi: -55°C hadi +100°C. Safu ya joto ya uhifadhi wakati kifaa hakifanyi kazi.
• Hali ya Kuuza kwa Infrared: Kipeo cha 260°C kwa sekunde 10. Hii inafafanua kikomo cha joto la kilele cha mchakato wa kuuza bila risasi.

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji chini ya hali za kawaida za uendeshaji. Wabunifu wanapaswa kutumia thamani za kawaida (Typ.) au za juu zaidi (Max.) kulingana na mahesabu yao ya mzunguko.

• Radiant Intensity (IE): 3.0 mW/sr (Typ.) at a forward current (IF) of 20mA. This measures the optical power emitted per unit solid angle along the axis.
• Peak Emission Wavelength (λPeak): 850 nm (Typ.). The wavelength at which the optical output power is maximum.
• Spectral Line Half-Width (Δλ): 50 nm (Typ.). The wavelength range over which the emitted power is at least half of the peak power, indicating the spectral purity.
• Forward Voltage (VF): 1.4 V (Typ.), 1.8 V (Max.) at IF=20mA. The voltage drop across the IRED when conducting.
• Reverse Current (IR): 10 μA (Max.) at a reverse voltage (VR) of 5V. The small leakage current when the device is reverse-biased.
• Rise/Fall Time (Tr/Tf): 20 nS (Typ.). The time for the optical output to rise from 10% to 90% (or fall from 90% to 10%) of its final value, indicating switching speed.
• Viewing Angle (2θ1/2): 100 degrees (Typ.). The full angle at which the radiant intensity is half the on-axis intensity. A wider angle makes alignment between emitter and detector less critical.

3. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

The datasheet provides several characteristic curves that are essential for understanding device behavior under varying conditions. These graphs allow designers to extrapolate performance beyond the single-point specifications.

3.1 Usambazaji wa Wigo

Mkunjio wa usambazaji wa wigo unaonyesha ukubwa wa jamaa wa mnururisho kama utendakazi wa urefu wa wimbi. Kwa kifaa hiki, mkunjio una katikati yake karibu na 850nm na upana-nusu uliofafanuliwa wa 50nm. Taarifa hii ni muhimu sana kwa kuchagua vichungi vya mwambao vinavyolingana kwa upande wa kigunduzi ili kukataa kelele ya mwanga wa mazingira.

3.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V)

Mkunjio huu unaonyesha uhusiano usio na mstari kati ya mkondo unaopita kwenye IRED na voltage inayopita humo. Unaonyesha voltage ya kawaida ya kuwasha na jinsi VF inavyoongezeka kwa IF. Wabunifu hutumia hii kuhesabu thamani ya upinzani mfululizo inayohitajika kwa kudhibiti mkondo inapotumika kutoka kwa chanzo cha voltage.

3.3 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Grafu hii inaonyesha jinsi mkondo wa juu unaoruhusiwa wa DC wa mbele unavyopungua kadri joto la mazingira linavyoongezeka. Ili kuhakikisha uaminifu, mkondo wa uendeshaji lazima upunguzwe kwenye joto la juu ili kuweka joto la kiungo na utupaji wa nguvu ndani ya mipaka salama.

3.4 Relative Radiant Intensity vs. Ambient Temperature

Mkunjo huu unaonyesha utegemezi wa nguvu ya pato ya macho kwenye halijoto. Kwa kawaida, uwezo wa mionzi hupungua kadri halijoto ya makutano inavyoongezeka. Tabia hii lazima izingatiwe katika matumizi yanayohitaji pato thabiti la macho katika anuwai pana ya halijoto.

3.5 Relative Radiant Intensity vs. Forward Current

Hii ni mkunjio muhimu unaonyesha nguvu ya pato ya macho kama utendakazi wa sasa ya kuendesha. Kwa ujumla ni laini katika anuwai kubwa lakini inaweza kujaa kwenye sasa kubwa sana. Wabunifu hutumia hii kubainisha sasa ya kuendesha inayohitajika kufikia nguvu maalum ya ishara.

3.6 Radiation Pattern Diagram

Mchoro wa polar unaoonyesha usambazaji wa anga wa nuru inayotolewa. Mchoro huo unathibitisha pembe ya kuona ya digrii 100, ukiwaonyesha jinsi uwezo unavyopungua kwenye pembe zilizo mbali na mhimili wa kati. Muundo huu ni muhimu sana katika kubuni njia ya macho na usawa katika mfumo.

4. Mechanical and Packaging Information

4.1 Outline and Package Dimensions

Kifaa kinatumia kifurushi cha kawaida cha 1206 SMD. Vipimo muhimu vinajumuisha urefu wa mwili wa takriban 3.2mm, upana wa 1.6mm, na urefu wa 1.1mm. Datasheet inatoa mchoro wa kina wa vipimo na uvumilivu kawaida ukiwa ±0.1mm. Kathodi kawaida huonyeshwa kwa alama au umbo maalum la pedi.

4.2 Suggested Soldering Pad Layout

Muundo wa ardhi unaopendekezwa (footprint) kwa ubunifu wa PCB umetolewa. Hii inajumuisha vipimo vya pedi, nafasi, na umbo ili kuhakikisha muunganisho wa kuuza unaoaminika wakati wa reflow huku ikipunguza hatari ya tombstoning au daraja la kuuza. Kuzingatia mapendekezo haya ni muhimu kwa uzalishaji wa mavuno.

4.3 Tape and Reel Packaging Specifications

Vipengele vinatolewa kwenye mkanda uliobonyeshwa wa kubeba, ulioviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (178mm). Vipimo muhimu vya mkanda ni pamoja na umbali wa mfuko, ukubwa wa mfuko, na upana wa mkanda. Kila reel ina vipande 3000. Ufungaji huo unalingana na viwango vya ANSI/EIA 481-1-A-1994, na kuhakikisha utangamano na vifaa vya kawaida vya usambazaji wa otomatiki.

5. Assembly, Handling, and Application Guidelines

5.1 Mchakato wa Kuuza na Reflow

Kifaa hiki kinaendana na michakato ya kuuza ya reflow ya infrared. Profaili ya kina ya joto ya reflow inapendekezwa, ikilingana na viwango vya JEDEC kwa usanikishaji usio na risasi. Vigezo muhimu ni pamoja na:

• Kabla ya Kupokanzwa: 150-200°C kwa hadi sekunde 120 kiwango cha juu.
• Kiwango cha Juu cha Joto: Kiwango cha juu cha 260°C.
• Muda Juu ya Kiwango cha Uyeyushaji: Sehemu hiyo haipaswi kufunikwa kwa joto la juu kuliko 260°C kwa zaidi ya sekunde 10, na ufupisho wa solder haupaswi kufanywa zaidi ya mara mbili.

Kwa ufupishaji wa solder kwa mkono kwa chuma cha solder, mapendekezo ni kiwango cha juu cha ncha ya joto cha 300°C kwa si zaidi ya sekunde 3 kwa kila kiungo. Inasisitizwa kuwa wasifu bora unategemea muundo maalum wa PCB, mchanga wa solder, na tanuru, kwa hivyo tabia ya mchakato ni muhimu.

5.2 Uhifadhi na Ustahimilivu wa Unyevu

Vipengele hivi vina usikivu wa unyevu. Katika mfuko wao wa asili uliofungwa na kizuizi cha unyevu na dawa ya kukausha, vinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤90% Unyevu wa Jamaa (RH) na kutumika ndani ya mwaka mmoja. Mara tu mfuko unapofunguliwa, mazingira ya uhifadhi hayapaswi kuzidi 30°C / 60% RH. Vipengele vilivyotolewa kutoka kwa ufungashaji wa asili vinapaswa kufupishwa tena ndani ya wiki moja. Kwa uhifadhi wa muda mrefu nje ya mfuko wa asili, lazima vihifadhiwe kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au kwenye kikaushi cha nitrojeni. Vipengele vilivyohifadhiwa bila ufungashaji kwa zaidi ya wiki moja vinahitaji kuokwa (kwa mfano, kwa 60°C kwa masaa 20) kabla ya kufupishwa ili kuondoa unyevu uliokamatiwa na kuzuia "popcorning" wakati wa ufupishaji tena.

5.3 Kusafisha

Ikiwa usafishaji unahitajika baada ya kuuza, vimumunyisho vya aina ya pombe kama vile isopropyl alcohol (IPA) ndivyo vinavyopaswa kutumiwa. Vimumunyisho vikali au vyenye nguvu vya kemikali vinapaswa kuepukwa kwani vinaweza kuharibu lenzi ya epoksi ya kifurushi.

5.4 Njia ya Kuendesha na Ubunifu wa Saketi

Kumbukumbu muhimu ya ubunifu ni kwamba LED ni kifaa kinachoendeshwa kwa mkondo. Wakati wa kuendesha kitoa IR, kipingamkondo cha mfululizo ni lazima wakati wa kutumia chanzo cha voltage. Kipingamkondo hiki huweka mkondo wa uendeshaji (IF) kwa thamani inayotakiwa, ikikokotolewa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Zaidi ya hayo, wakati vitoa vingi vimeunganishwa sambamba, kipingamkondo tofauti kinapaswa kutumiwa kwa kila kifaa ili kuhakikisha usawa wa ukali, kwani voltage ya mbele (VF) inaweza kutofautiana kidogo kutoka kifaa hadi kifaa.

5.5 Tahadhari za Matumizi na Matumizi Lengwa

Sehemu hii imekusudiwa kwa vifaa vya elektroniki vya matumizi ya jumla. Kwa matumizi yanayohitaji uthabiti wa kipekee ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha uhai au afya (k.m., usafiri wa anga, matibabu, mifumo ya usalama wa usafiri), mashauriano maalum na ukaguzi wa sifa yanahitajika, kwani haya yanazidi upeo wa vipimo vya kiwango cha kibiashara vinavyotolewa kwenye karatasi hii ya data.

6. Ulinganishi wa Kiufundi na Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

Ikilinganishwa na IREDs tofauti rahisi au vichunguzi mwanga, jozi hii iliyojumuishwa ya kitoa-kugundua kwenye kifurushi kimoja inatoa urahisishaji wa muundo kwa kuhakikisha sifa za macho zinalingana na ukaribu wa kimwili, ambayo inaweza kuwa na manufaa kwa kugundua kwa kutafakari. Urefu wa wimbi wa 850nm hauangaliki kwa jicho la binadamu kama 940nm, na kufanya ufaa kwa matumizi ambapo mng'aro mdogo wa nyekundu unakubalika au hata kutumika kama kiashiria cha hali. Pembe ya kuona ya digrii 100 ni pana sana, na kupunguza mahitaji ya usahihi wa kupangia ikilinganishwa na vifaa vyenye boriti nyembamba.

Wabunifu lazima wazingatie kwa makini usawazishaji kati ya mkondo wa kuendesha, ukali wa mnururisho, na maisha ya kifaa/uzalishaji wa joto. Kufanya kazi kwenye au karibu na viwango vya juu kabisa vya mkondo au joto kutaongeza kasi ya kuzeeka na kupunguza uaminifu wa muda mrefu. Mpangilio wa kutosha wa PCB wa kupooza joto, hasa ikiwa unafanya kazi kwenye mizunguko ya juu ya wajibu au halijoto ya juu ya mazingira, inapendekezwa.

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

Q: Je, naweza kuendesha IRED hii moja kwa moja kutoka kwa pini ya GPIO ya microcontroller?
A: Hapana. Pini ya microcontroller kwa kawaida haiwezi kutoa 20-60mA kwa usalama. Lazima utumie GPIO kudhibiti transistor (k.m., MOSFET au BJT) ambayo hubadili mkondo wa juu kutoka kwa usambazaji wa umeme, na upinzani wa mfululizo kuweka mkondo halisi.

Q: Je, ni tofauti gani kati ya urefu wa wimbi wa kilele (λp) na urefu wa wimbi dhamana (λd)?
A> Peak wavelength is the point of maximum spectral power. Dominant wavelength is derived from color perception on a chromaticity diagram and represents a single wavelength that matches the perceived color. For monochromatic IR devices, they are often very close.

Q: Ninawezaje kuunganisha na upande wa kigunduzi cha kijenzi hiki?
A> The datasheet primarily details the kichocheo characteristics. The kigunduzi (photodiode or phototransistor) will have its own set of parameters (dark current, responsivity, etc.) not fully listed here. Typically, the kigunduzi output is a small current proportional to received IR light, which is usually converted to a voltage using a transimpedance amplifier or a simple load resistor for digital threshold detection.

Q: Kwa nini hali ya unyevunyevu wakati wa uhifadhi ni muhimu sana?
A> SMD packages can absorb moisture through the plastic molding compound. During the high heat of reflow soldering, this trapped moisture can vaporize rapidly, creating internal pressure that can crack the package or delaminate internal bonds—a failure known as "popcorning." The storage and baking guidelines prevent this.

8. Mfano wa Matumizi ya Vitendo

Kesi ya Usanifu: Sensor Rahisi ya Ukaribu/Kizuizi
Matumizi ya kawaida ni kichocheo cha kuvunja mwamba. Kichocheo kinatumia mkondo wa mipigo (k.m., mipigo ya 20mA kwa 38kHz) ili kutofautisha ishara yake na IR ya mazingira. Kigunduzi, kilichowekwa umbali mfupi, hupokea ishara hii. Wakati kitu kinavunja mwamba, ishara iliyopokelewa hupungua. Matokeo ya kigunduzi huingizwa kwenye IC ya mpokeaji inayotengeneza ishara au kwenye microcontroller yenye mantiki ya kuchuja ili kugundua ukosefu wa mzunguko wa kubeba, na kusababisha matokeo. Pembe pana ya kuona hurahisisha kupanga kichocheo na kigunduzi kwenye pande tofauti za njia inayofuatiliwa.

9. Kanuni ya Uendeshaji

Kifaa hiki hufanya kazi kulingana na kanuni za msingi za optoelektrons. Kichocheo kichocheo ni Diodi Inayotoa Infrared (IRED). Wakati inapotolewa mbele, elektroni na mashimo hujumuika katika eneo lenye shughuli la semikondukta (GaAs/AlGaAs), na kutolea nishati kwa namna ya fotoni. Pengo la bendi la nyenzo huamua nishati ya fotoni na hivyo urefu wa wimbi, ambao katika kesi hii ni 850nm. Kigunduzi kigunduzi kwa kawaida ni photodiode au phototransistor iliyotengenezwa kwa silikoni. Wakati fotoni zenye nishati ya kutosha (urefu wa wimbi kwa kawaida hadi ~1100nm kwa silikoni) zinapogonga eneo la utupu la kigunduzi, huzalisha jozi za elektroni na mashimo. Katika photodiode, hii huunda mkondo wa mwanga wakati umepangwa nyuma. Katika phototransistor, mkondo wa mwanga hufanya kama mkondo wa msingi, na kusababisha mkondo mkubwa wa mkusanyaji kuvuja, na kutoa faida ya ndani.

10. Mielekeo ya Teknolojia

Katika uwanja wa vifaa vya infrared tofauti, mienendo inajumuisha uundaji wa vifaa vilivyo na nguvu ya juu zaidi ya pato kwa masafa marefu, uboreshaji wa kasi kwa usafirishaji wa data wa haraka, na uboreshaji wa uchujaji wa wigo uliojumuishwa kwenye kifurushi cha kigunduzi ili kufikia uwiano wa juu wa ishara-kwa-kelele katika mazingira yenye mwanga wa mazingira wenye nguvu. Pia kuna mwelekeo wa kupunguzwa kwa ukubwa zaidi ya kifurushi cha 1206 (k.m., 0805, 0603) ili kuokoa nafasi ya bodi, ingawa mara nyingi kwa hasara ya nguvu ya macho au pembe ya kuona. Msukumo wa kuaminika zaidi na utendaji katika matumizi ya magari na viwanda unaendelea kusukuma uundaji wa vipengele vilivyo na anuwai ya joto ya uendeshaji pana na ufungaji imara zaidi.