IR19-315C/TR8 0603 SMD Infrared LED Datasheet - Dimensions 1.6x0.8x0.6mm - Wavelength 940nm - Power 130mW - English Technical Document

1. Product Overview

IR19-315C/TR8 ni diode inayotoa mwanga wa infrared (LED) ndogo ya kusakinishwa kwenye uso, iliyowekwa kwenye kifurushi cha kawaida cha 0603. Kifaa hiki kimeundwa kutokeza mwanga wenye urefu wa wimbi la kilele la manomita 940 (nm), ambao umelinganishwa vizuri na usikivu wa wigo wa photodiode za silikoni na phototransistors. Kazi yake kuu ni kutumika kama chanzo cha infrared chenye ufanisi katika mifumo mbalimbali ya kugundua na mawasiliano.

1.1 Core Advantages and Target Market

This component offers several key advantages for modern electronic design. Its miniature SMD footprint allows for high-density PCB layouts, essential for compact consumer electronics and IoT devices. The device is constructed using AlGaAs (Aluminum Gallium Arsenide) chip material, which provides reliable performance for infrared emission. It is encapsulated in a water-clear epoxy lens, ensuring minimal absorption of the emitted IR light. The product is fully compliant with RoHS (Restriction of Hazardous Substances), EU REACH regulations, and is manufactured as halogen-free, meeting stringent environmental and safety standards. The primary target applications include infrared remote control units requiring consistent output, PCB-mounted proximity or object detection sensors, barcode scanners, and various other infrared-based systems.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

A thorough understanding of the device's limits and operating characteristics is crucial for reliable circuit design and ensuring long-term performance.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi hufafanua mipaka ya mkazo ambayo kuzidi yake kuharibika kudumu kwa kifaa kunaweza kutokea. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishiwi.

• Mwendo wa Mbele Unaendelea (I_F): 65 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo wa DC unaoweza kutumiwa kwa LED kwa mfululizo.
• Voltage ya Nyuma (V_R): 5 V. Kuzidi voltage hii kwa upande wa nyuma kunaweza kusababisha kuvunjika kwa kiunganishi.
• Joto la Uendeshaji (T_opr): -25°C to +85°C. The ambient temperature range for normal operation.
• Storage Temperature (T_stg): -40°C to +100°C. Upeo wa joto kwa uhifadhi usio wa uendeshaji.
• Power Dissipation (P_d): 130 mW at or below 25°C free air temperature. Nguvu ya juu ambayo kifurushi kinaweza kutolea kama joto.
• Soldering Temperature (T_sol): 260°C kwa muda usiozidi sekunde 5, inatumika kwa michakato ya reflow.

2.2 Electro-Optical Characteristics (T_a = 25°C)

Vigezo hivi vinabainisha utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji. Thamani zote zimebainishwa kwa joto la mazingira la 25°C.

• Radiant Intensity (I_e): Hii ni nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara, inayopimwa kwa miliwati kwa steradian (mW/sr). Kwa mkondo wa mbele (I_F) wa 20 mA, thamani ya kawaida ni 0.6 mW/sr. Chini ya uendeshaji wa msukumo (I_F=100mA, upana wa msukumo ≤100μs, mzunguko wa wajibu ≤1%), ukubwa wa mnururisho unaweza kufikia hadi 4.0 mW/sr.
• Upeo wa Wavelength (λ_p): 940 nm. Hii ndio wavelength ambayo nguvu ya pato ya macho ni ya juu zaidi.
• Upana wa Wigo (Δλ)Takriban 45 nm. Hii inaonyesha safu ya urefu wa mawimbi yanayotolewa, kawaida hupimwa kwa nusu ya kiwango cha juu cha nguvu (Upana Kamili kwa Nusu ya Upeo - FWHM).
• Voltage ya Mbele (V_F): Kushuka kwa voltage kwenye LED wakati mkondo unapotiririka. Kwa I_F=20mA, V ya kawaida_F ni 1.2V, na kiwango cha juu cha 1.5V. Hii huongezeka hadi 1.4V (kawaida) na 1.8V (kiwango cha juu) kwa I_F=100mA chini ya hali ya mfululizo wa mawimbi.
• Reverse Current (I_R): Kikomo cha juu cha 10 μA wakati voltage ya kinyume ya 5V inatumika.
• Viewing Angle (2θ_1/2): 140 digrii. Hii ndio pembe kamili ambayo mwanga mkali hupungua hadi nusu ya thamani yake kwenye digrii 0 (kwenye mhimili). Pembe pana ya kutazama ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji eneo pana la kufunikwa.

3. Mfumo wa Binning Ufafanuzi

IR19-315C/TR8 hutumia mfumo wa binning kuweka vifaa katika makundi kulingana na pato lao la mwanga mkali. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua vipengele vinavyokidhi mahitaji maalum ya mwangaza kwa matumizi yao.

3.1 Radiant Intensity Binning

Vifaa hupangwa katika makundi (E, F, G) kulingana na nguvu ya mionzi iliyopimwa chini ya hali ya majaribio ya I_F = 20 mA.

• Bin E: Radiant intensity ranges from a minimum of 0.2 mW/sr to a maximum of 1.0 mW/sr.
• Bin FRadiant intensity ranges from a minimum of 0.5 mW/sr to a maximum of 1.5 mW/sr.
• Bin GRadiant intensity ranges from a minimum of 1.0 mW/sr to a maximum of 2.5 mW/sr.

This grading ensures consistency within a production batch and allows for predictable optical performance in the final product.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Karatasi ya data hutoa mikunjo kadhaa ya sifa inayoonyesha tabia ya kifaa chini ya hali mbalimbali. Hizi ni muhimu kwa muundo wa hali ya juu na kuelewa athari zisizo za mstari.

4.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo huu unaonyesha kupunguzwa kwa mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele kadri halijoto ya mazingira inavyoongezeka. Uwezo wa LED wa kutokwa na nguvu hupungua kwa kuongezeka kwa joto ili kuzuia joto kupita kiasi. Wabunifu lazima watazame grafu hii wakati wa kutumia kifaa katika mazingira yenye joto la juu ili kuhakikisha mkondo wa kuendesha hauzidi eneo salama la uendeshaji.

4.2 Spectral Distribution

Mchoro wa usambazaji wa wigo unaonyesha pato la nguvu ya mwanga inayohusiana kwenye urefu tofauti wa mawimbi. Unathibitisha kilele cha 940nm na upana wa wigo wa takriban 45nm. Hii ni muhimu kwa kuhakikisha utangamano na majibu ya wigo ya sensor inayopokea.

3.3 Peak Emission Wavelength vs. Ambient Temperature

Grafu hii inaonyesha jinsi urefu wa wimbi la kilele (λ_p) hubadilika na mabadiliko ya joto la makutano. Kwa kawaida, urefu wa wimbi huongezeka kidogo kwa joto (mgawo chanya). Mabadiliko haya lazima yazingatiwe katika matumizi ya utambuzi sahihi ambapo kichujio au usikivu wa mpokeaji umepangwa kwa ufinyu.

4.4 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

I-V curve ni msingi kwa muundo wa saketi. Inaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya mkondo na voltage. "Knee" voltage ni karibu 1.2V. Curve hii hutumiwa kuhesabu thamani ya msumari mfululizo inayohitajika ili kudhibiti mkondo kwa kiwango kinachohitajika inapotumika kutoka kwa chanzo cha voltage, kama ilivyosisitizwa katika tahadhari.

4.5 Relative Radiant Intensity vs. Angular Displacement

This polar plot visually represents the viewing angle. It shows how the intensity diminishes as the observation angle moves away from the central axis (0°), dropping to 50% at ±70° (hence the 140° total viewing angle). This information is vital for designing the optical path and alignment in a system.

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

Kifaa hiki kinakubaliana na kipimo cha kawaida cha 0603 (1608 metric) cha SMD. Vipimo muhimu ni pamoja na urefu wa mwili wa 1.6 mm, upana wa 0.8 mm, na urefu wa 0.6 mm. Muundo wa ardhi (upangaji unaopendekezwa wa pedi za PCB) na vipimo vya terminali vinatolewa ili kuhakikisha ununuzi sahihi na uthabiti wa mitambo. Toleransi zote za vipimo kwa kawaida ni ±0.1 mm isipokuwa ikibainishwa vinginevyo.

5.2 Utambuzi wa Uchanganuzi wa Hisia

Cathode kwa kawaida huwa alama kwenye mwili wa kifaa. Mchoro wa datasheet unaonyesha upande wa cathode, ambao lazima uelekezwe kwa usahihi kwenye PCB kulingana na muundo ulioipendekezwa. Polarity isiyo sahihi itazuia kifaa kutotoa mwanga na kutumia bias ya nyuma.

6. Miongozo ya Kuunganisha na Usanikishaji

Ushughulikaji sahihi na uuzi ni muhimu sana kudumisha uaminifu na utendaji wa kifaa.

6.1 Uhifadhi na Ustahimilivu wa Unyevu

LED zimefungwa kwenye mfuko usioingiza unyevu pamoja na dawa ya kukausha. Tahadhari muhimu ni pamoja na:

• Usifungue mfuko hadi utakapokuwa tayari kuzitumia.
• Hifadhi mifuko isiyofunguliwa kwa ≤30°C na ≤90% RH.
• Tumia ndani ya mwaka mmoja tangu usafirishaji.
• Baada ya kufungua, hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH na utumie ndani ya masaa 168 (siku 7).
• Ikiwa muda wa uhifadhi umepitishwa au dawa ya kukausha inaonyesha unyevu, matibabu ya kuoka kwa 60 ±5°C kwa angalau masaa 24 yanahitajika kabla ya kuuza.

6.2 Wasifu wa Uuzaji wa Reflow

Kifaa hiki kinaendana na michakato ya kuokoa tena ya infrared na awamu ya mvuke. Profaili ya joto ya kuuza isiyo na risasi inapendekezwa, na kiwango cha juu cha joto cha 260°C kwa si zaidi ya sekunde 5. Kuuza kwa kuokoa tena haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili. Mkazo kwenye mwili wa LED wakati wa joto na kupindika kwa PCB baada ya kuuza lazima kuepukwa.

6.3 Hand Soldering and Rework

Ikiwa kuuza kwa mkono ni lazima, tumia chuma cha kuuza chenye joto la ncha chini ya 350°C, tumia joto kwa kila terminal kwa si zaidi ya sekunde 3, na tumia chuma chenye nguvu ya 25W au chini. Ruhusu muda wa kupoa wa angalau sekunde 2 kati ya terminal. Urekebishaji haupendekezwi, lakini ikiwa hauepukiki, chuma cha kuuza chenye vichwa viwili kinapaswa kutumiwa kupasha joto terminal zote mbili kwa wakati mmoja ili kuzuia mkazo wa mitambo kwenye viungo vya kuuza. Athari ya urekebishaji kwenye sifa za kifaa inapaswa kuthibitishwa kabla.

7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

7.1 Vipimo vya Tape na Reel

Vipengele vinatolewa kwenye mkanda wa kubebeshaji wenye upana wa 8mm uliochongwa, ulioviringishwa kwenye reel ya kawaida yenye kipenyo cha inchi 7. Kila reel ina vipande 4000 (4k pcs/reel). Vipimo vya kina vya mkanda wa kubebeshaji, ikiwa ni pamoja na ukubwa wa mfuko, umbali, na vipimo vya mashimo ya sprocket, vinatolewa ili kuhakikisha utangamano na vifaa vya kuchukua-na-kuweka kiotomatiki.

7.2 Packing Procedure

Reel hufungwa ndani ya mfuko wa alumini unaokinga unyevu pamoja na dawa ya kukausha. Lebo kwenye mfuko hutoa taarifa muhimu kama nambari ya sehemu (P/N), nambari ya sehemu ya mteja (CPN), idadi (QTY), cheo cha kuhifadhi (CAT), urefu wa wimbi la kilele (HUE), nambari ya kundi (LOT No.), na nchi ya utengenezaji.

8. Application Design Recommendations

8.1 Kizuizi cha Sasa ni Lazima

Kanuni muhimu zaidi ya ubunifu ni matumizi ya lazima ya kizuizi cha sasa kilichounganishwa mfululizo. Voltage ya mbele ya LED ina mgawo hasi wa joto na inaweza kutofautisha kidogo kati ya vitengo. Ongezeko dogo la voltage linaweza kusababisha ongezeko kubwa, linaloweza kuharibu, la sasa. Thamani ya kizuizi (R) inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_usambazaji - V_F) / I_F, ambapo V_F ni voltage ya mbele kwenye mkondo unaotaka I_F.

8.2 Usimamizi wa Joto

Ingawa kifurushi cha 0603 kina uhaba wa misa ya joto, umakini unapaswa kulipwa kwenye upotevu wa nguvu, hasa wakati wa kuendesha kwenye mikondo ya juu au katika halijoto ya juu ya mazingira. Curve ya kupunguza nguvu lazima ifuatwe. Kuhakikisha eneo la shaba la kutosha limeunganishwa kwenye pedi za joto (ikiwa zipo) au vituo vya kifaa kunaweza kusaidia kutawanya joto ndani ya PCB.

8.3 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu wa Optiki

Pembea ya kuona ya upana wa digrii 140 hufanya LED hii ifae kwa matumizi yanayohitaji mwangaza mpana, kama vile vihisi vya ukaribu. Kwa mihimili ya masafa marefu au iliyoelekezwa, optics za sekondari (lensi) zinaweza kuhitajika. Urefu wa wimbi wa 940nm hauwezi kuonekana na jicho la binadamu, na hufanya iwe bora kwa utendaji wa kujificha, lakini ni muhimu kukumbuka kuwa baadhi ya vihisi vya kamera za dijiti za kiwango cha watumiaji vinaweza kuigundua, ambayo inaweza kuonekana kama mng'ao wa zambarau.

9. Technical Comparison and Differentiation

IR19-315C/TR8 inajitofautisha ndani ya kategoria ya taa za infrared za 0603 kupitia mchanganyiko maalum wa nyenzo za AlGaAs na urefu wa wimbi la kilele cha 940nm. Taa za infrared za AlGaAs kwa ujumla hutoa ufanisi na uaminifu mzuri katika urefu huu wa wimbi. Ikilinganishwa na taa za infrared zenye msingi wa GaAs, vifaa vya AlGaAs vinaweza kuwa na tofauti ndogo katika voltage ya mbele na sifa za joto. Pembe ya kuona ya 140° ni kipengele cha kuvutia ikilinganishwa na washindani wengine wanaotoa mihimili nyembamba, na kufanya iwe yenye matumizi mengi zaidi kwa matumizi ya kugundua eneo.

10. Frequently Asked Questions (FAQ)

10.1 Madhumuni ya nambari za kugawa katika makundi (E, F, G) ni nini?

Misimbo ya kugawa katika makundi huiainisha LED kulingana na kiwango cha nguvu ya mionzi iliyopimwa. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua kiwango thabiti cha mwangaza kwa bidhaa yao. Kwa mfano, matumizi yanayohitaji pato la juu la mwanga yangetaja vipengele vya Bin G.

10.2 Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller ya 3.3V au 5V?

Hapana, haupaswi kuiunganisha moja kwa moja. Voltage ya mbele ya chini ya LED (kawaida 1.2V) inamaanisha kuwa kuiunganisha moja kwa moja kwa chanzo cha 3.3V au 5V bila resistor ya kuzuia mkondo kutasababisha mkondo mwingi kupita, na kuharibu kifaa mara moja. Resistor ya mfululizo inahitajika kila wakati.

10.3 Kwa nini urefu wa wimbi wa 940nm ni muhimu?

940nm ni wavelength ya kawaida sana kwa mifumo ya infrared kwa sababu iko katika eneo ambalo vichunguzi mwanga vya silicon (photodiodes, phototransistors) vina usikivu mkubwa. Pia huonekana kidogo kwa kelele ya mwanga wa mazingira ikilinganishwa na wavelengths fupi za IR kama 850nm, na haionekani kwa jicho la binadamu, jambo linalotakikana kwa vifaa vya umma.

10.4 Je, ninaweza kuyeyusha tena sehemu hii mara ngapi?

The datasheet inabainisha kuwa uyeyushaji wa reflow haupaswi kufanywa zaidi ya mara mbili. Kila mzunguko wa reflow hupeleka sehemu hiyo kwa mkazo wa joto, ambao unaweza kudhoofisha viunganisho vya waya ndani au ufunikaji wa epoxy.

11. Mradi na Matumizi ya Kesi za Utafiti

11.1 Simple Proximity Sensor

Programu ya kawaida ni kichunguzi cha kitu kinachoakisi msingi. IR19-315C/TR8 huwekwa karibu na fototransista ya silikoni kwenye bodi ya mzunguko (PCB). LED inaendeshwa kwa mkondo wa mipigo (mfano: 20mA, 1kHz, mzunguko wa kazi 50%) kupitia kipingamizi. Kitu kinapokaribia, kinakasirikia mwanga wa IR kwenye fototransista, ambayo hufanya uendeshaji na kutoa ishara. Uendeshaji wa mipigo husaidia kutofautisha ishara kutoka kwa mwanga wa IR wa mazingira. Pembe pana ya maono ya LED inahakikisha chanjo nzuri ya eneo la kugundua.

11.2 Infrared Remote Control Transmitter

Kwa vidhibiti vya mbali vinavyohitaji masafa marefu zaidi au pato la juu zaidi, LED inaweza kuendeshwa katika hali ya mipigo kwa mikondo ya juu zaidi, kama vile 100mA na mzunguko wa kazi wa chini sana (mfano: ≤1%). Hii inatumia faida ya nguvu ya mnururisho ya juu ya mipigo (hadi 4.0 mW/sr) huku ikidumisha nguvu ya wastani na utoaji wa joto ndani ya mipaka. Ishara kwa kawaida hubadilishwa kwa mzunguko wa kubebea ishara (mfano: 38kHz) ili kuruhusu kipokeaji kuchuja kelele.

12. Operating Principle

IR19-315C/TR8 ni diode ya makutano ya p-n ya semikondukta. Wakati voltage ya mbele inayozidi nishati yake ya pengo la bendi inatumika, elektroni kutoka kwa nyenzo za AlGaAs za aina-n huchanganyika tena na mashimo kutoka kwa nyenzo za aina-p katika eneo lenye shughuli. Mchakato huu wa kuchanganyika tena hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa semikondukta ya AlGaAs huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo huamua urefu wa wimbi la fotoni zinazotolewa—katika hali hii, takriban 940nm, ambayo iko katika wigo wa karibu wa infrared.

13. Mienendo ya Teknolojia

Teknolojia ya LED ya Infrared inaendelea kubadilika pamoja na teknolojia ya LED inayoonekana. Mienendo inajumuisha uundaji wa vifaa vilivyo na ufanisi bora wa kuwasha (mwangaza zaidi kwa kila wati ya umeme inayotumiwa), ambayo hupunguza matumizi ya nguvu na uzalishaji wa joto. Pia kuna kazi inayoendelea kuboresha utendaji wa joto la juu na uaminifu wa vifurushi vya SMD. Zaidi ya hayo, kuunganishwa kwa LED za Infrared na madereva na vihisi ndani ya moduli ndogo ndogo ni mwenendo unaokua, ukirahisisha muundo wa mfumo kwa matumizi kama vile kutambua ishara na kuhisi 3D (k.m., muda wa kuruka). Urefu wa wimbi wa 940nm bado ni kiwango kikuu kutokana na ufanisi wake bora na vihisi vya silikoni na kutoona kwa urahisi.