IR204C-A - Karatasi ya Data ya LED ya Infrared ya 3.0mm - Kifurushi cha T-1 cha 3mm - Urefu wa Wimbi la Kilele cha 940nm - Mwendo wa Mbele wa 100mA

1. Muhtasari wa Bidhaa

IR204C-A ni diode inayotoa mwanga wa infrared yenye nguvu kubwa, iliyowekwa kwenye kifurushi cha kawaida cha plastiki cha 3mm (T-1) kilicho wazi kama maji. Kazi yake kuu ni kutoa mwanga wa infrared kwenye urefu wa wimbi la kilele cha 940nm, na hivyo kufanana na wigo wa fototransistor za silikoni za kawaida, fotodiode, na moduli za kupokea infrared. Kifaa hiki kimeundwa kwa matumizi yanayohitaji usambazaji wa infrared unaotegemeka na wenye ufanisi.

1.1 Faida Kuu

• Nguvu ya Juu ya Mionzi:Hutoa pato la mwanga lenye nguvu, linalofaa kwa matumizi ya umbali wa kati hadi mrefu.
• Kuaminika kwa Juu:Imeundwa kwa utendaji thabiti na wa muda mrefu.
• Voltage ya Chini ya Mbele:Kwa kawaida ni 1.5V kwa 20mA, inachangia uendeshaji wa kutumia nishati kwa ufanisi.
• Kufuata Mazingira:Bidhaa hii haina risasi, inafuata kanuni za EU REACH, na inakidhi viwango vya kutokuwa na halojeni (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).
• Kifurushi cha Kawaida:Umbo la kawaida la T-1 (3mm) lenye nafasi ya waya ya 2.54mm linalohakikisha ujumuishaji rahisi kwenye miundo iliyopo na bodi za prototayp.

1.2 Matumizi Lengwa

• Vitengo vya udhibiti wa mbali wa infrared vilivyo na mahitaji ya nguvu ya juu.
• Mifumo ya usambazaji wa data ya mwanga ya hewa huria.
• Smoke detection sensors.
• General infrared sensing and barrier systems.
• Industrial automation and object detection.

. In-Depth Technical Parameter Analysis

This section provides a detailed, objective interpretation of the key electrical and optical parameters specified in the datasheet. Understanding these limits and typical values is crucial for robust circuit design.

.1 Absolute Maximum Ratings

These are stress limits that must not be exceeded under any conditions, even momentarily. Operation beyond these ratings may cause permanent damage.

• Continuous Forward Current (I_F): mA. The LED can be operated continuously at this current level, provided the power dissipation and temperature limits are respected.
• Peak Forward Current (I_FP):.0 A. This high current is permissible only under pulsed conditions (pulse width ≤ 100μs, duty cycle ≤ 1%). This is useful for achieving very high instantaneous radiant output in burst-mode applications like long-range remote controls.
• Reverse Voltage (V_R): V. The LED has limited reverse voltage tolerance. Care must be taken in circuit design to prevent reverse biasing beyond this limit, which could be caused by inductive loads or improper power sequencing.
• Power Dissipation (P_d): mW at or below 25°C free air temperature. This rating decreases as ambient temperature increases. The actual operating current must be derated based on the junction temperature to stay within safe limits.
• Soldering Temperature (T_sol):°C for a maximum of 5 seconds. This defines the reflow soldering profile constraints.

.2 Electro-Optical Characteristics

These parameters define the device's performance under normal operating conditions (Ta=25°C).

• Radiant Intensity (I_e):This is the primary measure of optical output power per solid angle (mW/sr).
  • At I_F= 20mA (DC): Typical value is 7.8 mW/sr, with a minimum of 4.0 mW/sr.
  • At I_F= 100mA (Pulsed): Typical radiant intensity rises significantly.
  • At I_F= 1A (Pulsed): Can deliver a typical output of 390 mW/sr, showcasing its capability for high-power pulsed operation.
• Peak Wavelength (λ_p): nm (typical). This wavelength is ideal as it aligns well with the peak sensitivity of silicon-based photodetectors while being largely invisible to the human eye and having good atmospheric transmission.
• Spectral Bandwidth (Δλ):Approximately 45 nm (typical). This defines the spectral width of the emitted light at half its maximum intensity (FWHM).
• Forward Voltage (V_F):
  • At 20mA: 1.5V typical, 1.2V min, crucial for calculating series resistor values.
  • At 100mA (pulsed): 1.4V typical, 1.8V max. V_Fincreases with current due to diode resistance.
  • At 1A (pulsed): 2.6V typical, 4.0V max, showing significant increase under high-current pulse conditions.
• Viewing Angle (2θ_/2): degrees (typical). This is the full angle at which the radiant intensity drops to half of its on-axis value. A 40° angle provides a good balance between beam concentration and coverage.

. Binning System Explanation

Karatasi ya data inajumuisha jedwali la kugawa daraja la nguvu ya mionzi, ambalo ni desturi ya kawaida ya kuweka LED katika makundi kulingana na utendaji uliopimwa.

3.1 Kugawa Daraja la Nguvu ya Mionzi

Chini ya hali ya I_F= 20mA, LED zimepangwa katika makundi (K, L, M, N) kulingana na nguvu yao ya mionzi iliyopimwa.

• Kundi K:4.0 - 6.4 mW/sr
• Kundi L:5.6 - 8.9 mW/sr
• Kundi M:7.8 - 12.5 mW/sr
• Kundi N:11.0 - 17.6 mW/sr

Maana ya Usanifu:Kwa matumizi yanayohitaji nguvu thabiti ya ishara ya mwanga (k.m., udhibiti wa mbali wenye masafa maalum), kubainisha kundi dogo (kama kundi moja) au kundi la juu zaidi la chini linahakikisha utendaji sawa katika vitengo vyote vya uzalishaji. Msimbo wa kundi kwa kawaida unaonyeshwa kwenye taarifa za kuagiza au kwenye lebo ya bidhaa.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Mviringo wa tabia ya kawaida hutoa ufahamu muhimu kuhusu tabia ya kifaa chini ya hali mbalimbali.

4.1 Mwendo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mchoro.4)

Mviringo huu wa IV unaonyesha uhusiano wa kielelezo. Mviringo utabadilika na joto; voltage ya mbele kwa kawaida hupungua kadri joto la kiungo linavyoongezeka kwa mwendo maalum.

4.2 Uzito wa Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira (Mchoro.7)

Grafu hii ni muhimu kwa usimamizi wa joto. Pato la mionzi la LED hupungua kadri joto lake la kiungo linavyoongezeka. Mviringo huu hupima kupungua huku, na kuwaarifu wasanifu kwamba joto la juu la mazingira au upungufu wa kupokanzwa utasababisha pato la chini la mwanga. Hii lazima izingatiwe katika mifumo iliyoundwa kufanya kazi katika masafa kamili ya -40°C hadi +85°C.

4.3 Usambazaji wa Wigo & Urefu wa Wimbi la Kilele dhidi ya Joto (Mchoro.2 & Mchoro.3)

Mchoro.2 unaonyesha wigo wa kawaida wa utoaji unaozingatia 940nm. Mchoro.3 unaonyesha jinsi urefu wa wimbi la kilele unavyobadilika na joto. LED za infrared kwa kawaida huonyesha mgawo mzuri wa joto kwa urefu wa wimbi (yaani, λ_phuongezeka na joto). Mabadiliko haya ni muhimu katika matumizi ambapo kihisi kina majibu ya wigo nyembamba.

4.4 Muundo wa Mionzi ya Pembe (Mchoro.6)

Picha hii ya polar inaonyesha nguvu ya jamaa ya mionzi kama kazi ya uhamisho wa pembe kutoka kwa mhimili wa kati. Pembe ya kuona ya 40° imethibitishwa hapa. Muundo kwa ujumla ni wa Lambertian au karibu na Lambertian kwa aina hii ya kifurushi, ikimaanisha kuwa nguvu ni sawia na kosini ya pembe ya kuona.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hutumia kifurushi cha kawaida cha duara cha T-1 (kipenyo cha 3mm). Vidokezo muhimu vya vipimo kutoka kwa karatasi ya data vinajumuisha:

• Vipimo vyote viko kwenye milimita (mm).
• Vipimo vya kawaida ni ±0.25mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo.
• Nafasi ya waya ni 2.54mm (inchi 0.1), inayolingana na bodi za kawaida zenye mashimo na soketi nyingi.

Mchoro wa kina wenye vipimo kwa kawaida unajumuishwa, unaonyesha kipenyo cha mwili, umbo la lenzi, urefu na kipenyo cha waya, na ndege ya kukaa.

5.2 Utambulisho wa Ubaguzi wa Umeme

Kwa LED ya kawaida ya T-1, cathode kwa kawaida hutambuliwa na sehemu ya gorofa kwenye ukingo wa lenzi ya plastiki na/au kwa waya mfupi. Karatasi ya data inapaswa kushaurishwa kwa alama maalum ya sehemu hii.

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

• Kuuza kwa Reflow:Joto la juu la kuuza ni 260°C, na wakati kwenye au juu ya joto hili haupaswi kuzidi sekunde 5. Profaili ya kawaida ya kuuza isiyo na risasi inatumika.
• Kuuza kwa Mkono:Ikiwa kuuza kwa mkono ni muhimu, chuma chenye udhibiti wa joto kinapaswa kutumiwa, na wakati wa kuuza kwa kila waya unapaswa kupunguzwa (kwa kawaida < sekunde 3 kwa 350°C) ili kuzuia uharibifu wa joto kwa kifurushi cha plastiki na kipande cha semiconductor.
• Hali ya Hifadhi:Masafa ya joto ya hifadhi ni -40°C hadi +85°C. Vipengele vinapaswa kuhifadhiwa kwenye mifuko yao ya asili ya kuzuia unyevunyevu hadi matumizi, ili kuzuia kunyonya unyevunyevu, ambayo kunaweza kusababisha \"popcorning\" wakati wa reflow.

7. Taarifa za Ufungaji na Kuagiza

7.1 Vipimo vya Ufungaji

• Ufungaji wa kawaida: vipande 200 hadi 1000 kwa kila mfuko.
• Mifuko 5 hupakiwa kwenye sanduku 1.
• Masanduku 10 hupakiwa kwenye kasha 1.

7.2 Taarifa za Lebo

Lebo ya bidhaa ina data muhimu ya ufuatiliaji na vipimo:

• CPN (Nambari ya Sehemu ya Mteja)
• P/N (Nambari ya Sehemu ya Mzalishi: IR204C-A)
• QTY (Idadi ya Ufungaji)
• Daraja/Misimbo ya Makundi (k.m., kwa Nguvu ya Mionzi)
• HUE (Taarifa ya Urefu wa Wimbi la Kilele)
• LOT No. (Nambari ya kundi inayoweza kufuatiliwa)

8. Mapendekezo ya Usanifu wa Matumizi

8.1 Usanifu wa Saketi ya Kuendesha

LED lazima iendeshwe na kipengele cha kuzuia mwendo, kwa kawaida ni resistor mfululizo na chanzo cha voltage. Thamani ya resistor (R_s) inakokotolewa kama: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. Tumia V ya juu kabisa_Fkutoka kwa karatasi ya data kwa mwendo wa uendeshaji uliochaguliwa ili kuhakikisha mwendo hauzidi thamani inayotakiwa. Kwa mfano, kwa usambazaji wa 5V na lengo la I_Fya 20mA kwa kutumia V ya juu kabisa_Fya 1.5V: R_s= (5 - 1.5) / 0.02 = 175 Ω. Resistor ya kawaida ya 180 Ω ingefaa. Kwa uendeshaji wa pulsed kwenye mikondo ya juu, swichi ya transistor (BJT au MOSFET) inahitajika.

8.2 Kuzingatia Joto

Ingawa kifurushi cha T-1 kina uwezo mdogo wa kutawanya joto, kwenye mikondo endelevu hadi 100mA, kuhakikisha mtiririko wa hewa wa kutosha au kuzingatia utawanyiko wa nguvu (P_d= V_F* I_F) ni muhimu. Ikiwa itaendeshwa kwa mfululizo karibu na mwendo wa juu kabisa katika joto la juu la mazingira, joto la kiungo linaweza kupanda, na hivyo kupunguza pato na kwa uwezekano kuathiri uhai.

8.3 Usanifu wa Mwanga

Lenzi ya maji wazi inafaa kutumika na lenzi za nje au vikumbushio ili kusawazisha au kuunda boriti kwa matumizi maalum kama usambazaji wa umbali mrefu. Urefu wa wimbi wa 940nm unasambazwa vizuri na plastiki nyingi za kawaida zinazotumiwa kwenye lenzi na madirisha.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

IR204C-A inajipatia na viashiria muhimu vya kutofautisha:

• Uwezo wa Nguvu ya Juu ya Pulsed:Kiwango cha juu cha mwendo cha 1A huruhusu pato la mwanga la papo hapo la juu sana, faida ikilinganishwa na LED zilizopimwa kwa mikondo ya chini ya pulsed tu.
• Kifurushi cha Kawaida chenye Utendaji:Hutoa nguvu ya juu ya mionzi katika kifurushi cha kawaida, rahisi kutumia cha T-1 ikilinganishwa na LED nyingi za msingi za infrared.
• Kufuata Mazingira:Kufuata kamili kanuni za kisasa za mazingira (RoHS, REACH, Bila Halojeni) ni faida kubwa kwa bidhaa zinazolenga soko la kimataifa.
• Kufanana kwa Wigo:Kutajwa wazi kuwa kinalingana na wigo wa vihisi vya kawaida kunarahisisha mchakato wa uteuzi kwa wasanifu wanaounda mifumo kamili ya mwanga.

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

1. Q: Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller ya 3.3V?
   A: Hapana. Pini ya microcontroller haiwezi kutoa 20mA kwa mfululizo kwa usalama, na haina kizuizi cha mwendo. Lazima utumie resistor mfululizo na swichi ya transistor. V ya LED_F(1.5V) ni chini ya 3.3V, kwa hivyo inalingana kwa upande wa voltage, lakini mwendo lazima udhibitiwe nje.
2. Q: Kuna tofauti gani kati ya Nguvu ya Mionzi (mW/sr) na Nguvu ya Mionzi (mW)?
   A: Nguvu ya Mionzi ni msongamano wa pembe—nguvu kwa kila kitengo cha pembe imara. Nguvu ya Mionzi (au Flux) ni jumla ya nguvu inayotolewa kwa pande zote. Ili kupata jumla ya nguvu, ungeunganisha nguvu katika muundo wote wa utoaji. Karatasi ya data hutoa nguvu, ambayo ni muhimu zaidi kwa kukokotoa mwangaza kwa umbali katika mwelekeo maalum.
3. Q: Kwa nini urefu wa wimbi la kilele la 940nm unapendelewa kuliko 940nm?
   A: 940nm haionekani sana kwa jicho la mwanadamu (mwanga mwekundu mweusi) kuliko 850nm, na hivyo kufanya isiwe na usumbufu katika vifaa vya watumiaji. Zote mbili hugunduliwa vizuri na silikoni, lakini 940nm inaweza kuwa na usumbufu mdogo wa mwanga wa mazingira kutoka kwa vyanzo kama jua na balbu za incandescent, ambazo zina utoaji mkubwa katika eneo la 850nm.
4. Q: Je, ninachaguaje kundi sahihi?
   A: Ikiwa matumizi yako yana nguvu ya chini ya ishara inayohitajika kwenye kipokezi, tumia thamani ya chini ya kundi ili kuhakikisha sehemu zote zinakidhi hiyo. Kwa mfano, ikiwa unahitaji angalau 6 mW/sr, bainisha Kundi L au juu zaidi. Kwa matumizi yanayohusisha gharama ambapo tofauti fulani inakubalika, kundi pana au toleo la chaguo-msingi linaweza kutosha.

11. Mifano ya Vitendo ya Usanifu na Matumizi

11.1 Udhibiti wa Mbali wa Infrared wa Umbali Mrefu

Hali:Kusanifu udhibiti wa mbali ambao lazima ufanye kazi kwa uaminifu kwa umbali wa mita 15 kwenye chumba cha kulala chenye mwanga wa wastani.
Utekelezaji:Tumia LED katika hali ya pulsed. Iendeshe kwa mapigo mafupi (k.m., 50μs), ya mikondo ya juu (k.m., 500mA) kwa kutumia swichi ya MOSFET inayodhibitiwa na IC ya usimbaji. Hii hutoa nguvu ya juu ya mionzi ya kilele (rejelea data ya pulsed ya 1A) kwa usambazaji wa umbali mrefu huku ukidumisha nguvu ya wastani ya chini. Lenzi rahisi ya plastiki inaweza kuongezwa ili kusawazisha boriti zaidi. Urefu wa wimbi wa 940nm hupunguza mwanga unaoonekana.

11.2 Kihisi cha Uvumbuzi wa Karibu au Kitu

Hali:Kuunda mfumo wa uvumbuzi wa kitu usio na mguso wenye masafa ya 10-50 cm.
Utekelezaji:Panga IR204C-A na fototransistor inayolingana. Endesha LED kwa mwendo wa wastani endelevu (k.m., 50mA) kwa kutumia chanzo cha mwendo cha mara kwa mara kwa pato la mwanga thabiti. Badilisha mwendo wa LED kwa mzunguko maalum (k.m., 38kHz) na utumie kipokezi kilichotunzwa upande wa fototransistor. Mbinu hii ya kubadilisha hufanya mfumo usiathiriwe na mabadiliko ya mwanga wa mazingira (kama kutoka kwa jua au taa za chumba), na hivyo kuboresha uwiano wa ishara-kwa-kelele na uaminifu.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Diode Inayotoa Mwanga wa Infrared (IR LED) ni diode ya kiungo cha p-n cha semiconductor. Inapopendelewa mbele, elektroni kutoka eneo la n zinajumuishwa tena na mashimo kutoka eneo la p katika eneo lenye shughuli. Kwa IR LED kama IR204C-A, pengo la nishati la nyenzo za semiconductor (kwa kawaida Gallium Aluminum Arsenide - GaAlAs kama ilivyoonyeshwa) ni kiasi kwamba nishati iliyotolewa wakati wa mchakato huu wa kujumuishwa tena inalingana na fotoni katika wigo wa infrared (karibu na urefu wa wimbi wa 940nm). Kifurushi cha epoksi cha maji wazi hufanya kama lenzi, na kuunda mwanga unaotolewa kuwa pembe ya kuona ya tabia. Nguvu ya mwanga unaotolewa ni sawia moja kwa moja na mwendo wa mbele unaopita kwenye diode, hadi kikomo cha kimwili cha kifaa.

13. Mienendo ya Teknolojia

Teknolojia ya LED ya infrared inaendelea kubadilika pamoja na teknolojia ya LED inayoonekana. Mienendo mikuu inayoathiri vifaa kama IR204C-A inajumuisha:

• Ufanisi Ulioongezeka:Utafiti wa kisayansi wa nyenzo unaoendelea unalenga kuboresha ufanisi wa ukuta-plagi (nguvu ya mwanga nje / nguvu ya umeme ndani) ya IR LED, na kuruhusu pato la juu kwenye mikondo ya chini ya kuendesha au kupunguza uzalishaji wa joto.
• Msongamano wa Nguvu wa Juu:Maendeleo ya kifurushi cha kiwango cha chip na nyenzo bora za usimamizi wa joto huruhusu IR LED kushughulikia mikondo ya juu endelevu na pulsed katika umbo dogo.
• Ujumuishaji:Kuna mwelekeo wa kuunganisha emitter ya IR na IC ya kiendeshi, kihisi cha mwanga, au hata microcontroller katika moduli moja kwa matumizi maalum (k.m., vihisi vya karibu, utambuzi wa ishara).
• Usahihi wa Urefu wa Wimbi na Uthabiti:Maendeleo katika mbinu za ukuaji wa epitaxial huruhusu udhibiti mkali zaidi wa urefu wa wimbi la kilele na upana wa wigo, ambayo ni muhimu kwa matumizi kama kuhisi gesi au mawasiliano ya mwanga ambayo hutumia uganishaji wa mgawanyiko wa urefu wa wimbi.
• Kupanua Nafasi ya Matumizi:Ukuaji wa maeneo kama LiDAR kwa magari/roboti, utambuzi wa uso, na ufuatiliaji wa afya (k.m., oksimetri ya mapigo) husababisha mahitaji ya emitters za infrared zenye utendaji wa juu, zinazotegemeka katika urefu mbalimbali wa wimbi na viwango vya nguvu.

IR204C-A, kwa vipimo vyake vilivyowekwa sawa na kifurushi cha kawaida, inawakilisha suluhisho lililokomaa na linalotegemeka ndani ya mazingira haya yanayobadilika ya kiteknolojia.