IR Emitter LTE-302 Datasheet - Kifurushi cha Kuangalia Pembeni - Urefu wa Wimbi la Kilele 940nm - Voltage ya Mbele 1.6V - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTE-302 ni emitter ya infrared (IR) ya bei nafuu na ya ukubwa mdogo, iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji kugundua mwanga kwa uaminifu. Faida yake kuu iko katika kifurushi chake cha plastiki cha kuangalia pembeni, kinachoruhusu umbo dogo linalofaa kwa miundo yenye nafasi ndogo. Kifaa hiki kinaendana kwa mitambo na wigo na mfululizo wa fototransistor za LTR-301, na hurahisisha muundo wa vizuizi vya mwanga, sensor za kugundua vitu, na mifumo ya kugundua karibu. Soko lengwa linajumuisha vifaa vya kielektroniki vya watumiaji, otomatiki ya viwanda, mifumo ya usalama, na matumizi mbalimbali ya kugundua yaliyojumuishwa ambapo utoaji wa IR wa bei nafuu na wa kuaminika unahitajika.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Tabia za Umeme na Mwanga

Utendaji wa umeme na mwanga umebainishwa kwa joto la mazingira (T_A) la 25°C. Vigezo muhimu vinajumuisha:

• Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 1.6V kwa mkondo wa mbele (I_F) wa 20mA, na upeo wa 1.6V. Kigezo hiki ni muhimu sana kwa muundo wa saketi ya kiendeshi.
• Urefu wa Wimbi la Kilele la Utoaji (λ_Kilele):Nanomita 940 (nm). Urefu huu wa wimbi unafaa kabisa kwa matumizi yanayotumia vigunduzi vya mwanga vya msingi wa silikoni, ambavyo vina usikivu mzuri katika eneo la karibu la infrared, na haionekani sana kwa jicho la mwanadamu ikilinganishwa na urefu mfupi wa mawimbi.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):50 nm. Hii inaonyesha upana wa wigo wa mwanga unaotolewa, unaozingatia urefu wa wimbi la kilele.
• Pembe ya Kuangalia (2θ_1/2):Digrii 40. Hii inafafanua kuenea kwa pembe ya mionzi inayotolewa ambapo nguvu ni angalau nusu ya nguvu ya kilele.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):Upeo wa 100 µA kwa voltage ya nyuma (V_R) ya 5V. Kigezo hiki kinaonyesha mkondo wa uvujaji wakati kifaa kinatumiwa kwa upendeleo wa nyuma.

2.2 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Sio kwa utumiaji endelevu.

• Mtawanyiko wa Nguvu (P_D):75 mW.
• Mkondo wa Mbele Endelevu (I_F):50 mA.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele:1 A chini ya hali ya mipigo (mipigo 300 kwa sekunde, upana wa mpigo 10 µs).
• Voltage ya Nyuma:5 V.
• Safu ya Joto la Uendeshaji:-40°C hadi +85°C.
• Safu ya Joto la Hifadhi:-55°C hadi +100°C.
• Joto la Kuuza Risasi:260°C kwa sekunde 5, kipimo kilichopimwa 1.6mm kutoka kwa mwili wa kifurushi.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

LTE-302 hutumia mfumo wa kugawa katika makundi kulingana na nguvu yake ya mnururisho na matukio ya mnururisho ya ufunguzi. Mfumo huu unagrupa vifaa vilivyo na nguvu sawa ya pato la mwanga ili kuhakikisha uthabiti katika utendaji wa matumizi. Makundi hayo yanajaribiwa kwa mkondo wa mbele wa 20mA.

• Nguvu ya Mnururisho (I_E):Inapimwa kwa miliwati kwa steradian (mW/sr), inawakilisha nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara. Makundi yanazunguka kutoka B (0.662-1.263 mW/sr) hadi F (kiwango cha chini 1.444 mW/sr).
• Matukio ya Mnururisho ya Ufunguzi (E_e):Inapimwa kwa miliwati kwa sentimita ya mraba (mW/cm²), inawakilisha msongamano wa nguvu kwenye ufunguzi wa emitter. Makundi yanalingana na makundi ya nguvu ya mnururisho, kutoka B (0.088-0.168 mW/cm²) hadi F (kiwango cha chini 0.192 mW/cm²).

Uwekaji huu katika makundi unawaruhusu wasanifu kuchagua vifaa vilivyo na pato la mwanga linalohitajika kwa umbali wao maalum wa kugundua na usikivu wa mpokeaji, na kuhakikisha utendaji wa kuaminika wa mfumo.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

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

4.1 Usambazaji wa Wigo (Mchoro 1)

Mkunjo huu unaonyesha nguvu ya jamaa ya mnururisho kama kazi ya urefu wa wimbi. Inathibitisha utoaji wa kilele kwenye 940nm na nusu-upana wa wigo wa takriban 50nm. Umbo hilo ni la kawaida kwa LED ya IR ya AlGaAs.

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

Mkunjo huu wa tabia ya IV (Mkondo-Voltage) ni muhimu sana kwa kubuni saketi ya kuzuia mkondo. Unaonyesha uhusiano wa kielelezo unao kawaida kwa diode. Mkunjo huruhusu makadirio ya kupungua kwa voltage kwa mikondo isipokuwa hali ya majaribio ya 20mA.

4.3 Nguvu ya Mnururisho ya Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele (Mchoro 5)

Grafu hii inaonyesha kwamba nguvu ya pato la mwanga ni takriban mstari na mkondo wa mbele ndani ya safu inayopendekezwa ya uendeshaji. Kuendesha LED zaidi ya viwango vyake vya juu kabisa hakutaongeza pato kwa uwiano na kuna hatari ya kuharibika.

4.4 Nguvu ya Mnururisho ya Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira (Mchoro 4)

Mkunjo huu unaonyesha utegemezi wa joto wa pato la mwanga. Nguvu ya mnururisho hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka. Kupunguzwa huu kwa nguvu lazima kuzingatiwe katika matumizi yanayofanya kazi kwa joto la juu ili kuhakikisha mfumo wa kugundua unadumisha nguvu ya ishara ya kutosha.

4.5 Mchoro wa Mionzi (Mchoro 6)

Mchoro huu wa polar unaonyesha kwa macho pembe ya kuangalia (2θ_1/2= 40°). Unaonyesha usambazaji wa pembe wa mionzi inayotolewa, ambayo ni muhimu kwa kupanga emitter na kigunduzi na kuelewa uwanja wa kugundua.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

Kifaa hutumia kifurushi kidogo cha plastiki cha kuangalia pembeni. Vidokezo muhimu vya vipimo vinajumuisha:

• Vipimo vyote vinatolewa kwa milimita na inchi kwenye mabano.
• Toleo la jumla la ±0.25mm (±0.010\") linatumika isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo.
• Umbali wa risasi hupimwa kwenye mahali ambapo risasi zinatokana na mwili wa kifurushi.
• Mwelekeo wa kuangalia pembeni unamaanisha mhimili kuu wa mwanga ni sambamba na uso wa PCB, ambayo ni bora kwa kugundua kwa kutafakari au kukatiza kwenye bodi.

Shauriana na mchoro wa kina wa kifurushi kwenye waraka wa data asili kwa vipimo halisi, ikijumuisha ukubwa wa mwili, urefu wa risasi, na eneo la ufunguzi.

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Ushughulikiaji sahihi ni muhimu sana kwa uaminifu.

• Kuuza:Risasi zinaweza kustahimili joto la kuuza la 260°C kwa sekunde 5, mradi joto litumike angalau 1.6mm (0.063\") mbali na mwili wa kifurushi cha plastiki. Hii inazuia uharibifu wa joto kwa kifuniko cha epoksi na kipande cha semiconductor.
• Utahadhari wa ESD:Ingawa haijasemwa wazi kwa kifaa hiki, LED za infrared kwa ujumla zina usikivu kwa utokaji umeme tuli (ESD). Utaratibu wa kawaida wa kushughulikia ESD (kutumia mikanda ya mkono iliyowekwa ardhini, povu ya conductive) inapendekezwa wakati wa usanikishaji.
• Kusafisha:Ikiwa kusafisha kunahitajika baada ya kuuza, tumia njia na vimumunyisho vinavyolingana na vipengele vya kielektroniki vilivyofunikwa plastiki ili kuepuka ufa wa msongo au uharibifu wa nyenzo.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Vizuizi vya Mwanga/Vibadili vya Sloti:Ikishirikiana na fototransistor inayoendana (kama LTR-301), emitter huunda boriti. Kitu kinachopita kwenye pengo hukata boriti, na kusababisha ishara ya kugundua. Inatumika kwenye printa, mashine za kuuza, na vihesabu vya viwanda.
• Kugundua Kitu kwa Kutafakari:Emitter na kigunduzi huwekwa kando kwa kando. Emitter huangazia uso, na kigunduzi hugundua mwanga uliotafakariwa. Inatumika kwa kugundua karatasi, kugundua kiwango cha maji, na kugundua karibu.
• Udhibiti wa Viwanda & Usalama:Inatumika kwenye mapazia ya usalama, sensor za milango, na kugundua kuharibika.

7.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Kuzuia Mkondo:Daima tumia resistor ya mfululizo au kiendeshi cha mkondo thabiti ili kuzuia mkondo wa mbele kwa thamani inayotakiwa (mfano, 20mA). Hesabu thamani ya resistor kwa kutumia R = (V_usambazaji- V_F) / I_F.
• Upangaji wa Mwanga:Upangaji sahihi wa mitambo kati ya emitter na kigunduzi ni muhimu sana kwa nguvu ya juu ya ishara, hasa kwa pembe ya kuangalia ya 40°.
• Kinga dhidi ya Mwanga wa Mazingira:Kwa utendaji wa kuaminika katika mazingira yenye mwanga tofauti wa mazingira (mfano, mwanga wa jua, taa za chumba), zingatia kurekebisha mkondo wa kiendeshi cha emitter na kutumia saketi ya kugundua iliyolinganishwa wakati katika mpokeaji ili kuchuja ishara za mwanga wa mazingira wa DC.
• Usimamizi wa Joto:Hakikisha kifaa kinatumika ndani ya safu yake maalum ya joto. Punguza mkondo wa juu wa mbele ikiwa joto la mazingira linakaribia kikomo cha juu cha 85°C.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Tofauti kuu ya LTE-302 iko katika mchanganyiko wake maalum wa sifa:

• Kifurushi cha Kuangalia Pembeni dhidi ya Mtazamo wa Juu:Umbo la kuangalia pembeni ni faida kuu kwa matumizi ambapo njia ya kugundua ni sambamba na PCB, na kuokoa nafasi ya wima ikilinganishwa na emitter za mtazamo wa juu.
• Inaendana na Mfululizo wa LTR-301:Uendanaji huu wa kihakika wa mitambo na wigo hurahisisha ubunifu na ununuzi wa moduli za kizuizi cha mwanga, na kuhakikisha utendaji bora bila hitaji la upangaji maalum wa mwanga au kuchuja wigo.
• Ubunifu wa Bei Nafuu na Ukubwa Mdogo:Hutoa usawa wa utendaji na ukubwa kwa bei nafuu, na kufanya ifae kwa matumizi mengi ya watumiaji.

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

S: Madhumuni ya misimbo ya kugawa katika makundi (B, C, D, E, F) ni nini?

J: Huziweka katika makundi vifaa kulingana na nguvu yao ya pato la mwanga (nguvu ya mnururisho). Unachagua kikundi ili kuhakikisha mfumo wako wa sensor una nguvu thabiti na ya kutosha ya ishara. Kwa umbali mrefu wa kugundua au vigunduzi vilivyo na usikivu wa chini, kikundi cha juu zaidi (mfano, E au F) kinaweza kuwa lazima.

S: Je, naweza kuendesha LED hii ya IR kwa usambazaji wa 5V moja kwa moja?

J: Hapana. Voltage ya kawaida ya mbele ni 1.6V. Kuiunganisha moja kwa moja kwa 5V ingesababisha mkondo mwingi kupita, na kuharibu kifaa. Lazima daima utumie resistor ya kuzuia mkondo.

S: Kwa nini urefu wa wimbi la kilele ni 940nm?

J: 940nm iko katika wigo la karibu la infrared. Ni urefu wa wimbi wa kawaida kwa sababu vigunduzi vya mwanga vya silikoni (fototransistor, photodiode) vina usikivu mzuri hapa, na haionekani sana, na kufanya ifae kwa matumizi ya kugundua kwa uangalifu.

S: Joto linavyoathiri utendaji?

J: Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4, nguvu ya mnururisho hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Katika mazingira ya joto, ishara ya pato itakuwa dhaifu. Buni saketi yako kwa ukingo wa kutosha au zingatia fidia ya joto ikiwa inatumika kwa safu pana.

10. Kesi ya Ubunifu wa Vitendo na Matumizi

Kesi: Kubuni Sensor ya Kugundua Karatasi kwa Printa.

Mhandisi anahitaji kugundua uwepo wa karatasi kwenye tray ya kulishia. Anaweka emitter ya IR ya LTE-302 na fototransistor ya LTR-301 kwenye pande tofauti za njia ya karatasi, na kuunda boriti. Wakati karatasi ipo, inazuia boriti, na pato la fototransistor linashuka chini. Pembe ya kuangalia ya 40° inahitaji upangaji makini wa vipengele kwenye PCB ili kuhakikisha boriti ni nyembamba ya kutosha kwa kugundua sahihi lakini pana ya kutosha kwa uvumilivu. Mhandisi anachagua vifaa kutoka kwa Kikundi D ili kuhakikisha nguvu ya ishara hata ikiwa vumbi limekusanyika baada ya muda. Saketi rahisi yenye resistor ya 150-ohm inazuia mkondo hadi ~20mA kutoka kwa usambazaji wa 5V (5V - 1.6V / 20mA ≈ 170Ω, kwa kutumia 150Ω kwa ukingo mdogo). Pato la fototransistor limeunganishwa kwa kulinganisha au pembejeo ya microcontroller ili kubadilisha ishara ya kugundua kuwa dijiti.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Emitter ya infrared ni diode ya semiconductor. Wakati inapopendelewa mbele (voltage chanya inatumika kwa anode ikilinganishwa na cathode), elektroni na mashimo hujumuika tena katika eneo lenye shughuli la nyenzo ya semiconductor (kwa kawaida alumini gallium arsenide - AlGaAs). Mchakato huu wa kujumuika tena hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa tabaka za semiconductor huamua urefu wa wimbi wa fotoni zinazotolewa, ambazo kwa LTE-302 zimezingatia 940nm. Kifurushi cha plastiki kinajumuisha lenzi ya epoksi ambayo huunda mwanga unaotolewa kuwa muundo maalum wa pembe ya kuangalia.

12. Mienendo ya Teknolojia

Emitter za infrared kama LTE-302 ni vipengele vilivyokomaa na vya kuaminika. Mienendo ya jumla katika uwanja huu inajumuisha:

• Ujumuishaji Zaidi:Kuelekea moduli zinazochanganya emitter, kigunduzi, na saketi za kurekebisha ishara (mfano, IC zilizo na urekebishaji/urekebishaji tena wa ndani) ili kurahisisha ubunifu na kuboresha kinga dhidi ya kelele.
• Kufanya Vidogo Zaidi:Kupunguzwa endelevu kwa ukubwa wa kifurushi (mfano, kifurushi cha kiwango cha chip) ili kutoshea kwenye vifaa vidogo zaidi vya kielektroniki vya watumiaji kama vile vifaa vya kuvaliwa na simu janja zenye unene mdogo sana.
• Ufanisi Zaidi:Maendeleo ya nyenzo na miundo ili kufikia nguvu ya juu zaidi ya mnururisho kwa mkondo maalum wa kiendeshi, na kuboresha maisha ya betri katika vifaa vya kubebeka.
• Urefu Mwingi wa Mawimbi na VCSEL:Kwa kugundua wa hali ya juu kama vile wakati wa kuruka (ToF) na LiDAR, lasers za uso zinazotoa kwenye cavity wima (VCSEL) na safu zinazidi kuwa za kawaida, na kutoa nguvu za juu na uwezo wa haraka wa kurekebisha kuliko LED za kawaida za IR.