IR Emitter na Detector LTE-R38386AS-ZF Datasheet - Urefu wa Mawimbi 850nm - Mwendo wa Mbele 1A - Voltage ya Juu 3.6V - Kupoteza Nguvu 3.6W - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inatoa vipimo kamili vya kiufundi vya sehemu tofauti ya infrared iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji nguvu kubwa, kasi kubwa, na pembe pana za kuona. Kifaa hiki ni emitter ya infrared inayofanya kazi kwenye urefu wa juu wa mawimbi wa 850nm, imetengenezwa kwa kutumia teknolojia ya AlGaAs kwa utendaji wa kasi. Ni sehemu ya mstari mpana wa bidhaa unaojumuisha emitters mbalimbali za infrared na detectors kama vile GaAs 940nm IREDs, PIN Photodiodes, na Phototransistors. Sehemu hii imeundwa kukidhi usawa wa RoHS na imeainishwa kama Bidhaa ya Kijani.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Faida kuu za sehemu hii ni pamoja na chanzo cha mwanga cha LED yenye nguvu, utendaji bora na maisha marefu ya uendeshaji, na uwezo wa kushughulikia mikondo mikubwa ya kuendesha. Vipengele hivi hufanya iweze kutumika kwa matumizi magumu ya infrared. Masoko na matumizi lengwa ni hasa katika vifaa vya kielektroniki vya watumiaji na viwanda, hasa ambapo ishara ya infrared ya kuaminika inahitajika.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya kina na ya kusudi ya vigezo muhimu vya umeme, macho, na joto vya kifaa kama ilivyobainishwa chini ya hali za kawaida za majaribio (TA=25°C).

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Kifaa hiki kimeundwa kufanya kazi ndani ya mipaka mibaya ili kuhakikisha uaminifu na kuzuia uharibifu. Kupoteza kiwango cha juu cha nguvu ni Watts 3.6. Kinaweza kushughulikia mkondo wa juu wa mbele wa Amperes 5 chini ya hali ya msukumo (msukumo 300 kwa sekunde, upana wa msukumo 10μs) na mkondo wa mbele wa DC endelevu wa Ampere 1. Voltage ya juu inayoruhusiwa ya nyuma ni Volts 5. Upinzani wa joto kutoka kwa kiungo umebainishwa kuwa 9 K/W, ambayo ni muhimu kwa muundo wa usimamizi wa joto. Safu ya joto ya uendeshaji ni kutoka -40°C hadi +85°C, na safu ya joto ya kuhifadhi ni kutoka -55°C hadi +100°C. Sehemu hii inaweza kustahimili kuuzwa kwa infrared kwa 260°C kwa upeo wa sekunde 10.

2.2 Sifa za Umeme na Macho

Chini ya hali ya majaribio ya mkondo wa mbele 1A (IF), kifaa hiki kinaonyesha ukali wa mnururisho (IE) na thamani ya kawaida ya 320 mW/sr na kiwango cha chini cha 200 mW/sr. Jumla ya mnururisho (Фe) kwa kawaida ni 1270 mW. Urefu wa juu wa mawimbi ya utoaji (λPeak) ni 850 nm, na nusu-upana wa mstari wa wigo (Δλ) wa 50 nm, ikifafanua upana wa mawimbi ya macho. Voltage ya mbele (VF) ni kati ya 2.5V (chini) hadi 3.6V (juu), na thamani ya kawaida ya 3.1V kwa 1A. Mkondo wa nyuma (IR) ni upeo wa 10 μA kwa voltage ya nyuma (VR) ya 5V. Nyakati za kupanda na kushuka za ishara (Tr/Tf) kwa kawaida ni nanosekunde 30 (zilizopimwa kutoka 10% hadi 90%). Pembe ya kuona (2θ1/2) ni digrii 150, ambapo θ1/2 ni pembe ya nje ya mhimili ambapo ukali wa mnururisho ni nusu ya thamani kwenye mhimili wa kati.

3. Uchambuzi wa Mikunjo ya Utendaji

Datasheet inajumuisha mikunjo kadhaa ya kawaida ya sifa ambayo ni muhimu kwa muundo wa mzunguko na utabiri wa utendaji chini ya hali tofauti.

3.1 Usambazaji wa Wigo

Kielelezo 1 kinaonyesha ukali wa jamaa wa mnururisho kama kazi ya urefu wa mawimbi. Mkunjiko umekatikia 850 nm, ukithibitisha urefu wa juu wa mawimbi ya utoaji, na nusu-upana wa 50 nm unaonyesha usambazaji wa wigo wa mwanga wa infrared unaotolewa.

3.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Kielelezo 2 kinaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa mbele unaoruhusiwa na joto la mazingira. Mkunjiko huu wa kupunguza thamani ni muhimu sana kwa kuamua mkondo wa juu wa usalama wa uendeshaji kwenye joto la juu ili kuepuka kuzidi kikomo cha joto cha kiungo.

3.3 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele

Kielelezo 3 kinaonyesha mkunjiko wa sifa za IV (Mkondo-Voltage). Inaonyesha uhusiano usio wa mstari, ambao ni wa kawaida kwa diodes, na hutumiwa kuhesabu kupoteza nguvu (Vf * If) na kubuni mzunguko unaofaa wa kuzuia mkondo.

3.4 Ukali wa Mnururisho wa Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira na Mkondo wa Mbele

Kielelezo 4 na 5 kinaonyesha jinsi nguvu ya pato la macho (ikilinganishwa na thamani yake kwenye IF=1A) inavyobadilika na joto la mazingira na mkondo wa mbele, mtawaliwa. Michoro hii inasaidia wabunifu kuelewa tofauti za ufanisi na utulivu wa pato chini ya hali tofauti za uendeshaji.

3.5 Muundo wa Mnururisho

Kielelezo 6 ni mchoro wa polar wa mnururisho unaonyesha usambazaji wa anga wa mwanga wa infrared unaotolewa. Lobe pana na laini inathibitisha pembe ya kuona ya digrii 150, ambayo ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji chanjo pana au uvumilivu wa usawa.

4. Taarifa ya Mitambo na Ufungaji

4.1 Vipimo vya Muhtasari

Hati hii inatoa mchoro wa kina wa mitambo wa sehemu hiyo. Vipimo vyote vimebainishwa kwa milimita, na uvumilivu wa kawaida wa ±0.1 mm isipokuwa ikibainishwa vinginevyo. Mchoro huo unajumuisha vipengele muhimu vinavyohitajika kwa muundo wa alama ya PCB na ushirikiano wa mitambo.

4.2 Vipimo vya Kipendekezwa vya Pad ya Kuuza

Muundo wa kipendekeza wa ardhi ya PCB (mpangilio wa pad ya kuuza) umetolewa ili kuhakikisha uundaji sahihi wa kiungo cha kuuza, utulivu wa mitambo, na utendaji wa joto wakati wa mchakato wa usanikishaji. Kufuata vipimo hivi kunashauriwa kwa utengenezaji unaoaminika.

4.3 Utambuzi wa Ubaguzi

Kathodi imewekwa alama wazi katika mchoro wa vipimo vya kifurushi. Mwelekeo sahihi wa ubaguzi wakati wa usanikishaji ni muhimu kwa kifaa kufanya kazi.

5. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Usimamizi na usanikishaji sahihi ni muhimu kudumisha uaminifu na utendaji wa kifaa.

5.1 Hali za Kuhifadhi

Kwa vifurushi vilivyofungwa, kuhifadhi kunapaswa kuwa kwa 30°C au chini na Unyevu wa Jamaa (RH) wa 90% au chini, na kipindi cha kutumia ndani ya mwaka mmoja kinapendekezwa. Kwa vifurushi vilivyofunguliwa, mazingira hayapaswi kuzidi 30°C au 60% RH. Vipengele vilivyotolewa kutoka kwa vifurushi vya asili vinapaswa kuuzwa kwa reflow ndani ya wiki moja. Kwa kuhifadhi kwa muda mrefu nje ya kifurushi cha asili, kuhifadhi kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au kwenye kikaushi cha nitrojeni kunapendekezwa. Vipengele vilivyohifadhiwa nje ya ufungaji kwa zaidi ya wiki moja vinapaswa kupikwa kwa takriban 60°C kwa angalau saa 20 kabla ya kuuzwa.

5.2 Kusafisha

Ikiwa kusafisha kunahitajika, vimumunyisho vya aina ya pombe tu kama vile pombe ya isopropyl vinapaswa kutumika.

5.3 Vigezo vya Kuuza

Hali za kina za kuuza zimetolewa kwa michakato ya reflow na kuuza kwa mkono. Kwa kuuza kwa reflow: joto la awali kwa 150–200°C kwa upeo wa sekunde 120, na joto la kilele lisilozidi 260°C kwa upeo wa sekunde 10 (mzunguko wa juu wa reflow mbili unaruhusiwa). Kwa matumizi ya chuma cha kuuza: joto la juu la 300°C kwa upeo wa sekunde 3 kwa kila risasi. Hati hiyo inarejelea wasifu wa kawaida wa JEDEC kama msingi wa usanidi wa mchakato na inasisitiza hitaji la sifa maalum za bodi kutokana na tofauti katika muundo, pasta, na vifaa.

6. Taarifa ya Ufungaji na Kuagiza

6.1 Vipimo vya Kifurushi cha Tape na Reel

Sehemu hii inasambazwa kwenye reels za inchi 7, na vipande 600 kwa kila reel. Ufungaji unafuata vipimo vya ANSI/EIA 481-1-A-1994. Vipimo vya kina vya tepi ya kubeba na reel vimetolewa. Vidokezo vinabainisha kuwa mifuko tupu ya vipengele imefungwa na tepi ya kifuniko na kuwa upeo wa vipande viwili vinavyokosekana mfululizo unaruhusiwa.

7. Vidokezo vya Matumizi na Mambo ya Kuzingatia ya Muundo

7.1 Matumizi Lengwa na Tahadhari

Kifaa hiki kinakusudiwa kwa vifaa vya kawaida vya kielektroniki katika matumizi ya ofisi, mawasiliano, na nyumbani. Mashauriano yanahitajika kabla ya matumizi katika matumizi ambapo uaminifu wa kipekee unahitajika, hasa ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha maisha au afya (k.m., usafiri wa anga, mifumo ya matibabu, vifaa vya usalama).

7.2 Muundo wa Mzunguko wa Kuendesha

Kwa kuwa LED ni kifaa kinachoendeshwa na mkondo, upinzani wa kuzuia mkondo lazima utumike mfululizo na kila LED wakati vifaa vingi vimeunganishwa sambamba. Mazoea haya, yaliyoonyeshwa kama "Mfano wa Mzunguko (A)" katika datasheet, ni muhimu kuhakikisha usawa wa ukali kwenye LED zote. Mzunguko mbadala bila upinzani binafsi ("Mfano wa Mzunguko (B)") unaweza kusababisha tofauti za mwangaza kutokana na usambazaji wa asili wa voltage ya mbele (Vf) kati ya LED, na kusababisha kutokuwa na usawa wa mkondo.

7.3 Usimamizi wa Joto

Kutokana na kiwango cha kupoteza nguvu cha 3.6W na upinzani wa joto (Rθj) wa 9 K/W, usimamizi bora wa joto kwenye PCB unahitajika. Wabunifu lazima wahakikisha eneo la kutosha la shaba au kupoza joto ili kuweka joto la kiungo ndani ya mipaka salama, hasa wakati wa kufanya kazi kwa mikondo mikubwa au kwenye joto la juu la mazingira, kama ilivyoonyeshwa na mkunjiko wa kupunguza thamani.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

IRED hii ya 850nm ya AlGaAs imewekwa kwa matumizi ya kasi. Ikilinganishwa na IREDs za kawaida za GaAs za 940nm ambazo hutumiwa mara nyingi katika vidhibiti vya mbali, urefu wa mawimbi wa 850nm unaweza kutoa utendaji bora na detectors zenye msingi wa silikoni (ambazo zina unyeti wa juu karibu 800-900nm) na hutumiwa kwa kawaida katika mifumo ya upitishaji data na ufuatiliaji. Pato la nguvu kubwa (320 mW/sr kwa kawaida) na kasi ya haraka ya kubadili (30 ns kwa kawaida) ni viashiria muhimu vya tofauti kwa matumizi yanayohitaji ishara nzito au viwango vya juu vya data.

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

Q: Kuna tofauti gani kati ya ukali wa mnururisho (mW/sr) na jumla ya mnururisho (mW)?

A: Ukali wa mnururisho hupima nguvu ya macho inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara (steradian) kwenye mhimili wa kati, ikionyesha jinsi boriti ilivyo imejikita. Jumla ya mnururisho ni nguvu ya jumla ya macho inayotolewa katika pande zote. Pembe pana ya kuona ya 150° ya kifaa hiki inamaanisha kuwa mnururisho wake wa jumla ni mkubwa zaidi kuliko ukali wa mhimili unavyodokeza kwa emitter yenye pembe nyembamba.

Q: Je, naweza kuendesha LED hii na chanzo cha voltage mara kwa mara?

A: Hairushusiwi. LED zinahitaji udhibiti wa mkondo. Voltage ya mbele (Vf) ina safu (2.5V hadi 3.6V). Chanzo cha voltage mara kwa mara kilichowekwa ndani ya safu hii kinaweza kusababisha tofauti kubwa ya mkondo kati ya vitengo, na kusababisha kuendesha kupita kiasi kwa baadhi na kusababisha mwangaza usio sawa au uharibifu. Daima tumia upinzani wa mfululizo au kiendesha cha mkondo mara kwa mara.

Q: Ninawezaje kufasiri pembe ya kuona ya digrii 150 (2θ1/2)?

A: Pembe ya kuona ni pembe kamili ambapo ukali ni angalau nusu ya ukali wa kilele (kwenye mhimili). Kwa hivyo, θ1/2 ni digrii 75 kutoka kwa mhimili. Mwanga hutolewa na ukali muhimu katika koni hii pana sana ya digrii 150.

10. Mifano ya Muundo na Matumizi

Kesi 1: Sensor ya Karibu / Ugunduzi wa Kitu:Emitter inaweza kuunganishwa na detector tofauti ya phototransistor au photodiode. Pembe pana ya kuona hurahisisha usawa. Kitu kinachopita kati ya emitter na detector kinaikata boriti, na kusababisha ishara ya ugunduzi. Nguvu kubwa huruhusu umbali mrefu wa kuhisi au uendeshaji katika mazingira yenye kelele ya IR ya mazingira.

Kesi 2: Kiungo Rahisi cha Data ya Infrared:Wakati wa haraka wa kupanda/kushuka wa 30 ns unawezesha kubadilishwa kwa masafa ya juu (hadi kwenye safu ya MHz), inafaa kwa upitishaji wa data bila waya wa umbali mfupi. Kwa kukiendesha na mkondo uliobadilishwa kutoka kwa microcontroller au IC ya kusimba, na kutumia mzunguko wa mpokeaji uliotengenezwa na photodiode, kiungo cha msingi cha mawasiliano serial kinaweza kuanzishwa.

Kesi 3: Safu ya Emitter Nyingi kwa Mwangaza:Kwa matumizi yanayohitaji mwangaza wa eneo katika wigo wa infrared (k.m., kwa kamera za CCTV zenye maono ya usiku), vitengo vingi vinaweza kupangwa kwenye PCB. Mzunguko wa kuendesha lazima ujumuishe upinzani binafsi wa kuzuia mkondo kwa kila emitter (kama ilivyo kwenye Mzunguko A) ili kuhakikisha pato sawa kwenye safu licha ya tofauti za Vf.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Kifaa hiki ni Diode ya Kutoa Infrared (IRED). Inafanya kazi kwa kanuni ya umeme-mwanga katika kiungo cha p-n cha semiconductor. Wakati mkondo wa mbele unatumika, elektroni na mashimo hujumuishwa tena katika eneo lenye shughuli (lililofanywa kwa AlGaAs), na kutolewa nishati kwa njia ya fotoni. Muundo maalum wa nyenzo (AlGaAs) na muundo umeundwa ili pengo la nishati la bendi lilingane na urefu wa mawimbi ya fotoni ya nanomita 850, ambayo iko katika eneo la karibu la infrared la wigo wa sumakuumeme, isiyoonekana kwa jicho la mwanadamu lakini inaweza kugunduliwa na sensor zenye msingi wa silikoni.

12. Mienendo na Muktadha wa Sekta

Vipengele vya infrared vinaendelea kubadilika kuelekea ufanisi zaidi, kasi kubwa, na ushirikiano mkubwa. Mienendo inajumuisha ukuzaji wa VCSELs (Vifaa vya Kutoa Mwanga vya Kinyume vya Uso) kwa mawasiliano ya data ya usahihi zaidi na ya kasi (k.m., katika LiDAR na viungo vya data vya macho) na ushirikiano wa emitters na viendeshi na detectors na viimarishaji katika moduli moja. Hata hivyo, vipengele tofauti kama vile IRED hii bado ni muhimu kwa ufanisi wa gharama, kubadilika kwa muundo, na uaminifu katika safu kubwa ya matumizi yaliyokua na yanayokua, kutoka kwa vifaa vya kielektroniki vya watumiaji hadi otomatiki ya viwanda na sensor za IoT. Mwelekeo kwenye usawa wa RoHS na Bidhaa ya Kijani unaonyesha mabadiliko ya sekta nzima kuelekea utengenezaji unaozingatia mazingira.