LTE-R38386AS-S Infrared Emitter and Receiver Datasheet - 850nm Wavelength - 3.6W Power - 3.1V Forward Voltage - Technical Documentation

1. Product Overview

Hati hii inaelezea kwa kina vipimo vya kifaa cha infrared (IR) kilichotengwa, kilichoundwa kwa matumizi yanayohitaji chanzo cha mwanga cha kuaminika na uwezo wa kugundua. Kifaa hiki kinaunganisha kiinua infrared na kigunduzi, na urefu wa wimbi la kilele ni nanomita 850, na kimeundwa kwa matumizi ya utendaji wa juu yanayohitaji pato la juu na utendaji thabiti.

Faida kuu ya kifaa hiki ni kuunganisha kiinua cha infrared chenye nguvu na kigunduzi kinacholingana ndani ya kifurushi kimoja. Uunganishaji huu unarahisisha muundo wa matumizi ya kugundua kwa kutafakari au kukaribia. Kiinua kina nguvu ya mnururisho ya juu na pembe ya mtazamo pana, huku kigunduzi kikiutoa usikivu unaohitajika kwa kupokea ishara. Bidhaa hii inalingana na kanuni za mazingira, na ni ya RoHS na bidhaa ya kijani.

Soko lengwa linajumuisha mifumo ya udhibiti wa mbali, uhamishaji wa data bila waya wa umbali mfupi, mifumo ya kengele ya usalama, na aina mbalimbali za matumizi ya kugundua ya viwanda au vya elektroniki vya watumiaji vinavyopendelea kutumia teknolojia ya infrared.

2. In-depth Technical Parameter Analysis

2.1 Absolute Maximum Ratings

Hizi viwango vinaelezea mipaka ya mkazo inayoweza kusababisha uharibifu wa kudumu wa kifaa. Hakuna uhakikisho wa uendeshaji kwenye au zaidi ya mipaka hii, na ili kuhakikisha utendaji wa kuaminika kwa muda mrefu, shughuli kama hizi zinapaswa kuepukwa.

• Matumizi ya nguvu (Pd):3.6 Watts. Hii ndiyo kiwango cha juu cha joto ambacho kifaa kinaweza kutawanya wakati joto la mazingira (Ta) likiwa 25°C. Kuzidi thamani hii kutasababisha kupanda kwa joto la kiungo kupita kiasi.
• Peak Forward Current (I_FP):5 Amperes. This is the maximum current allowed under pulse conditions (300 pulses per second, 10μs pulse width). It is much higher than the DC rating, utilizing the device's transient thermal capacity.
• Direct forward current (I_F):1 Ampere. The maximum continuous forward current that the emitter can withstand.
• Reverse voltage (V_R):5 Volts. Applying a reverse voltage higher than this value may cause semiconductor junction breakdown.
• Thermal resistance (R_θJ):9 K/W. This parameter indicates the efficiency of heat conduction from the semiconductor junction to the environment. A lower value indicates better heat dissipation performance.
• Operating temperature range:-40°C to +85°C. The device is specified to operate normally within this ambient temperature range.
• Storage temperature range:-55°C to +100°C.
• Infrared soldering conditions:Kifuniko kinaweza kukabili joto la kilele cha kuchomwa tena hadi 260°C, kwa muda wa juu wa sekunde 10.

2.2 Electrical and Optical Characteristics

Vigezo hivi vilipimwa chini ya masharti ya kawaida ya majaribio (Ta=25°C) na vinawakilisha utendaji wa kawaida wa kifaa.

• Radiant intensity (I_E):630 mW/sr (typical), at I_F=1A. This parameter measures the optical power emitted per unit solid angle along the central axis, indicating the brightness of the light source.
• Total radiant flux (Φ_e):1340 mW (typical), at I_F=1A condition. This is the total optical power emitted in all directions.
• Peak emission wavelength (λ_P):850 nm (typical). The wavelength at which the optical output power reaches its maximum.
• Spectral line half-width (Δλ):50 nm (thamani ya kawaida). Upana wa wigo wa mionzi kwenye nusu ya kiwango cha juu zaidi, unaoonyesha usafi wa wigo.
• Voltage ya mbele (V_F):3.1 V (thamani ya kawaida), chini ya I_F=1A, anuwai kutoka 2.5V hadi 3.6V. Kushuka kwa voltage kwenye kifaa wakati wa kupitisha mkondo maalum.
• Reverse current (I_R):10 μA (max), at V_R=5V condition. Small leakage current when the device is reverse biased.
• Rise/fall time (t_r/t_f):30 ns (typical). The time required for the light output to rise from 10% to 90% (or fall from 90% to 10%) of its maximum value. This determines the maximum modulation speed.
• Viewing angle (2θ_1/2):90 degrees (typical). The full angle at which the radiation intensity is half of its on-axis (0°) value. A wide viewing angle is beneficial for broad coverage applications.

3. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

The datasheet provides several key characteristic curves, which are crucial for understanding the device's behavior under different conditions.

3.1 Spectral Distribution

The spectral distribution curve shows the relationship between relative radiant intensity and wavelength. For this device, the peak is centered at 850nm with a typical half-width of 50nm. This characteristic is crucial for matching the spectral sensitivity of a paired detector or ensuring compatibility with optical filters in the system.

3.2 Relationship Between Forward Current and Ambient Temperature

Mkunjo huu wa kupunguza uwezo unaonyesha jinsi upeo wa rufaa ya moja kwa moja inayoruhusiwa inavyopungua kadri halijoto ya mazingira inavyopanda. Ili kuzuia kuzidi halijoto ya juu ya kiungo, ni lazima kupunguza mkondo wa kuendesha wakati wa kufanya kazi katika mazingira ya joto la juu. Mkunjo kwa kawaida unaonyesha kupungua kwa mstari kutoka kwa mkondo wa kiwango cha kawaida kwenye 25°C hadi sifuri ya mkondo kwenye halijoto ya juu ya kiungo.

3.3 Relationship Between Forward Current and Forward Voltage

Mkunjo wa I-V unaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya mkondo wa mbele na voltage ya mbele. Kwa kawaida V kwenye mkondo wa 1A_FThamani ya 3.1V, ni kigezo muhimu katika kubuni saketi ya kuendesha na kuhesabu matumizi ya nguvu (P_d= V_F* I_F) .

3.4 Relationship Between Relative Radiant Intensity, Forward Current, and Temperature

Mikondo hii inaonyesha jinsi nguvu ya pato la mwanga inavyobadilika kulingana na mkondo wa kuendesha na joto la mazingira. Pato kwa kawaida huongezeka kwa mstari na mkondo, hadi mahali fulani, lakini kwenye mikondo ya juu sana, ufanisi unaweza kupungua kwa sababu ya joto. Pato pia hupungua kadiri joto linavyoongezeka, na hii ni kwa sababu ya kupungua kwa ufanisi wa ndani wa quantum.

3.5 Mchoro wa Mwelekeo wa Mionzi

Mchoro wa mionzi wa polar unaonyesha wazi pembe ya mtazamo. Mchoro huu unathibitisha nusu pembe ya digrii 90, na unaonyesha nguvu za jamaa katika pembe tofauti za mbali na mhimili. Hii ni muhimu kwa kubuni mifumo ya optiki na kusawazisha vitoa na vigunduzi ndani ya mfumo.

4. Mechanical and Packaging Information

4.1 Outline Dimensions

Kifaa hiki kinatumia ufungaji wa kushikilia uso. Mchoro wa umbo unabainisha vipimo vyote muhimu vya kimwili, ikiwa ni pamoja na urefu, upana, urefu, umbali wa pini na eneo la dirisha la macho. Isipokuwa imebainishwa vinginevyo, uvumilivu kwa kawaida ni ±0.1mm. Wakati wa kubuni mpangilio wa pedi ya PCB, lazima urejelee mchoro huu.

4.2 Recommended Pad Dimensions

Inatoa mapendekezo ya mpangilio wa pini za PCB (package). Hii inajumuisha vipimo, umbo na nafasi kati ya pini, ili kuhakikisha muundo thabiti wa mnyororo wakati wa upakiaji tena na kutoa nguvu ya kutosha ya mitambo. Kufuata mapendekezo haya husaidia kuzuia kusimama kwa vipengele na muunganisho duni.

4.3 Polarity Marking

Cathode imeelezewa wazi kwenye mchoro wa package. Lazima kuzingatia polarity sahihi wakati wa kukusanywa ili kuzuia kuharibu kifaa. Ufungaji wa tape na reel uliotolewa pia huhifadhi mwelekeo thabiti wakati wa upakiaji wa kiotomatiki.

5. Welding and Assembly Guide

5.1 Masharti ya Uhifadhi

Kifaa hiki kina usikivu kwa unyevu. Mfuko usiofunguliwa unapaswa kuhifadhiwa katika mazingira ya ≤30°C na unyevu wa jamaa ≤90%, na inashauriwa kutumiwa ndani ya mwaka mmoja. Mara tu mfuko wa kuzuia unyevu unapofunguliwa, vipengele vinapaswa kuhifadhiwa katika mazingira ya ≤30°C na unyevu wa jamaa ≤60%. Ikiwa vimefunuliwa kwa hewa ya mazingira kwa zaidi ya wiki moja, vinahitaji kukaushwa kwa takriban 60°C kwa angalau saa 20 kabla ya kuuzalishia, ili kuondoa unyevu ulionaswa na kuzuia tukio la "popcorn" wakati wa uzalishaji wa reflow.

5.2 Mkunjo wa Joto wa Reflow Soldering

Inashauriwa kutumia mkunjo wa joto wa reflow soldering unaolingana na viwango vya JEDEC. Vigezo muhimu vinajumuisha:

• Upashaji joto kabla:150–200°C, kwa upeo wa sekunde 120, ili kupasha joto bodi ya mzunguko hatua kwa hatua na kuamilisha flux.
• Kiwango cha juu cha joto:Maximum 260°C. Time above 260°C should be minimized.
• Peak Time:Maximum 10 seconds. The device can withstand this temperature profile a maximum of two times.

Mpangilio maalum wa joto lazima ubainishwe kulingana na muundo halisi wa PCB, mchanga wa kuuza na tanuru ya reflow inayotumika.

5.3 Manual Soldering

Ikiwa ni lazima kufanya uuzaji wa mkono, joto la ncha ya pini lisizidi 300°C, na wakati wa mguso kwa kila kiungo uwe chini ya sekunde 3. Kitendo hiki kifanyike mara moja tu.

5.4 Cleaning

Ikiwa usafishaji baada ya kuuza unahitajika, tumia tu vimumunyisho vya msingi wa pombe kama vile isopropanol. Epuka kutumia vimumunyisho vya kemikali vinavyochoma au vinavyotia kutu.

6. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

6.1 Tape and Reel Specifications

Components are supplied in embossed carrier tape, wound on 7-inch reels. Each reel contains 600 components. The packaging conforms to the ANSI/EIA 481-1-A-1994 standard. The carrier tape has a cover tape to protect the components, and the specification allows for a maximum of two consecutive missing components in a reel.

6.2 Part Number

The base part number is LTE-R38386AS-S. This number must be used for ordering and identification.

7. Application Suggestions and Design Considerations

7.1 Typical Application Circuit

Kifaa hiki kinafaa kwa vifaa vya kawaida vya elektroniki. Kwa kichocheo cha transmitter, ni kifaa cha kuchochea mkondo.Inashauriwa kikamilifu kutumia mfano wa saketi (A):Wakati vifaa vingi vimeunganishwa sambamba, kinapaswa kuwa na kizuizi cha mkondo kwa kila LED kwa mfululizo. Hii inahakikisha usawa wa mwangaza kwa kulipa fidia tofauti za asili kati ya voltages mbele (V_F) za LED mbalimbali.Haishauriwi kutumia mfano wa saketi (B):Yaani, LED zimeunganishwa kwa sambamba bila kupinga zao binafsi, kwani hii inaweza kusababisha kutolingana kwa mwangaza, na LED yenye voltage ya mbele (V_F.

) ya chini zaidi inaweza kuchukua mkondo mwingi.

• 7.2 Design ConsiderationsUsimamizi wa Joto:
• Kutokana na matumizi ya nguvu hadi 3.6W, muundo sahihi wa joto kwenye PCB ni muhimu sana. Tumia eneo la kutosha la shaba (pedi za kupoza joto) zinazounganishwa kwenye pini za kifaa, ili kuhamisha joto kutoka eneo la kiungo.Uchaguzi wa Mkondo wa Kuendesha:
• Chagua mkondo wa uendeshaji kulingana na nguvu ya mionzi inayohitajika na kupunguzwa kwa joto kwenye hali ya juu ya joto ya mazingira ya matumizi. Usizidi mkondo wa moja kwa moja wa juu kabisa wa 1A.Usanidi wa macho:
• Kwa matumizi ya hisia za kutafakari zinazotumia pamoja mtumaji na kigunduzi, muundo wa mitambo wa makini unahitajika ili kusanidi uwanja wa maono wa kigunduzi na eneo la mwanga la mtumaji.Kelele ya umeme:

Kwa upande wa kigunduzi, inahitajika kuzingatia athari inayoweza kutokana na kelele ya mwanga wa mazingira. Uainishaji unataja kwamba kichujio cha mwanga kinaweza kutolewa kwa photodiode/transistor, lakini haijaonyesha wazi ikiwa kigunduzi hiki mahususi kina kichujio hicho.

7.3 Application Limitations

Kifaa hiki hakikusudiwa kutumika katika hali ambapo hitilafu yake inaweza kuhatarisha maisha au afya, kama vile anga, udhibiti wa trafiki, matibabu au mifumo muhimu ya usalama. Kwa matumizi kama hayo, ni muhimu kushauriana na mtengenezaji kabla ya kubuni na kuitumia.

8. Technical Comparison and Differentiation

• Ingawa maelezo haya ya uainishaji hayatoi ulinganishaji wa moja kwa moja na nambari nyingine za vifaa, sifa kuu za kipekee za kifaa hiki zinaweza kudaiwa:Suluhisho Lililounganishwa:
• Linaunganisha kizindua na kigunduzi, ikipunguza idadi ya vipengele na kurahisisha usawazishaji wa macho ikilinganishwa na ununuzi wa vipengele tofauti.Nguvu ya Juu:
• Ukubwa wa mnururisho wa 630 mW/sr na ukadiriaji wa matumizi ya nguvu ya 3.6W unaonyesha hiki ni kifaa chenye pato la juu, kinachofaa kwa matumizi yanayohitaji umbali mrefu au ishara yenye nguvu zaidi.Kasi ya juu:
• Wakati wa kupanda/kushuka wa 30 ns unaunga mkono modulering ya masafa ya juu, inayofaa kwa usambazaji wa data wa haraka au uendeshaji wa msukumo.Pembe ya mtazamo pana:

Pembe ya nusu ya digrii 90 inatoa eneo la kufunika pana, inayofaa kwa matumizi ya kuhisi karibu au usawa ambao hauhitaji usahihi mkubwa.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)
Swali: Je, naweza kuendesha LED hii kwa mfululizo kwa 1A?

Ndiyo, lakini tu ikiwa halijoto ya mazingira ni 25°C au chini, na umetekeleza hatua za kutosha za upoaji joto ili kuweka halijoto ya kiungo ndani ya mipaka. Katika halijoto ya juu ya mazingira, sasa lazima ipunguzwe kulingana na mkunjo uliotolewa.
Je, kuna tofauti gani kati ya nguvu ya mnururisho na jumla ya mtiririko wa mnururisho?

Nguvu ya mnururisho (mW/sr) hupima nguvu kwa kila steradian katika mwelekeo maalum (kawaida axial). Jumla ya mtiririko wa mnururisho (mW) hupima jumla ya nguvu ya mwanga inayotolewa kwa pande zote. Ya kwanza inahusiana na matumizi ya kuzingatia, na ya pili inahusiana na pato la jumla la mwanga.
Swali: Kwa nini kila LED iliyounganishwa kwa sambamba inahitaji kupinga kwa mfululizo?_FJibu: Voltage ya mbele ya LED (V_F) ina mgawo hasi wa joto, na kuna tofauti za utengenezaji. Bila kupinga zao, LED yenye voltage ya mbele (V

) chini kidogo itachukua mkondo usio sawa zaidi, na kusababisha mwangaza usio sawa na mwezekano wa kukosa udhibiti wa joto kwa kifaa hicho.
Swali: Je, unaeleweaje masharti ya kulehemu ya "260°C kwa sekunde 10"?

Jibu: Hii inamaanisha kuwa kifuniko cha kifaa kinaweza kustahimili joto la juu la kulehemu kwa kutumia sindano isiyo na risasi. Mkunjo wa joto wa tanuru yako ya kulehemu unapaswa kubuniwa ili joto la mwili wa kifaa lisizidi 260°C, na muda wa karibu na kilele hicho kwa nyuzi chache uwe chini ya sekunde 10.

10. Mfano wa Matumizi Halisi
Mfano wa Usanifu: Kichocheo cha Karibu cha Maji ya Otomatiki

Katika matumizi haya, kizindua na kigundua zimewekwa kwa upande mmoja nyuma ya dirisha lisilovuja maji. Kizindua hutoa mwendelezo wa mwale wa infrared wa 850nm. Mkono unapowekwa chini ya mfereji, mwanga wa infrared hurudi kutoka mkoni hadi kigundua. Kikokotoo kidogo kinachofuatilia pato la kigundua hugundua ongezeko kubwa la ishara, na hivyo kusababisha valve ya maji kufunguka.
1. Hatua za Usanifu:Saketi ya Kuendesha:
2. Tumia mfano wa saketi (A). Tumia chanzo cha mkondo wa mara kwa mara au chanzo cha voltage chenye upinzani mfululizo kuweka mkondo wa kipitishaji kwa mfano 500mA, ili kutoa ishara yenye nguvu chini sana ya kikomo.Detector Interface:
3. The photodetector (which may be a phototransistor in this package) will be connected in a common-emitter configuration with a pull-up resistor. When infrared light is detected, the collector voltage will drop.PCB Layout:
4. Fuata mpangilio uliopendekezwa wa pedi. Jumuisha eneo kubwa la shaba linalounganishwa na pini za ardhi za kifaa kwa ajili ya upoaji joto. Weka nyuzi za kuhisi za analog mbali na nyuzi za dijiti zenye kelele.Optical/Mechanical:
5. Design the housing so that the transmitter's 90-degree conical beam overlaps with the detector's field of view in the desired sensing area (e.g., 5-15 cm from the faucet head).Software:

Implement filtering in the microcontroller to distinguish the reflected signal from ambient infrared noise (e.g., from sunlight or heaters).

11. Kanuni ya Uendeshaji
Kifaa hiki kina vipengele viwili vikuu:Kizalishaji cha Mionzi ya Infrared (IRED):

Hii kwa kawaida ni diode ya semikondukta ya gallium arsenide (GaAs) au aluminum gallium arsenide (AlGaAs). Wakati inapopitishwa mwelekeo sahihi, elektroni na mashimo hujumuishwa katika eneo lenye ufanisi na kutolea nishati kwa njia ya fotoni. Uchanganuzi wa nyenzo (AlGaAs) umeundwa kuzalisha fotoni zenye urefu wa wawi wa takriban 850nm, ambao upo katika wigo wa karibu wa infrared na hauonekani kwa jicho la binadamu.Kigunduzi cha Infrared:

Hii ni photodiode au phototransistor iliyotengenezwa kwa silikoni au nyenzo nyingine ya semikondukta nyeti kwa mwanga wa infrared. Wakati fotoni zenye nishati ya kutosha zinapogonga eneo lenye kazi la kigunduzi, huzalisha jozi za elektroni-na-shimo. Katika photodiode, wakati imewekwa upendeleo wa nyuma, hii husababisha mkondo wa mwanga unaolingana na ukubwa wa mwanga. Katika phototransistor, mkondo wa mwanga huchukua nafasi ya mkondo wa msingi, na kusababisha mkondo mkubwa wa kolekta, na hivyo kutoa faida ya ndani.

12. Mwenendo wa Teknolojia
Infrared devices continue to develop in several directions related to this product category:Efficiency Improvement:
Ongoing materials science research aims to improve the wall-plug efficiency (optical power output / electrical power input) of IREDs, reducing heat generation and power consumption for the same optical output.Kasi ya Juu:
Mahitaji ya vifaa vya matumizi ya kaya (kwa mfano, Itifaki ya Chama cha Data ya Infrared) kwa uhamisho wa data wa kasi zaidi yamesababisha maendeleo ya vifaa vyenye muda mfupi wa kupanda/kushuka, na hivyo kuwezesha mawasiliano yenye upana wa bandi ya juu.Kupunguzwa kwa Ukubwa:
Mwelekeo wa kupunguza ukubwa wa vifaa vya elektroniki unaendeleza kupunguzwa kwa ukubwa wa kifurushi cha vifaa, huku ukidumisha au kuboresha utendaji.Ujumuishaji: