Hati ya Uchambuzi wa Kiufundi ya LED ya Infrared HIR89-01C/1R - 3.0x2.8x1.9mm - 1.55V - 850nm - 100mW - Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

HIR89-01C/1R ni diode ndogo inayotumika kwenye uso inayotoa mwanga wa infrared (IR) kwa kutumia kifurushi cha MIDLED. Kazi yake kuu ni kutoa mwanga wa infrared kwenye urefu wa wimbi la kilele la manomita 850 (nm), ambao umeboreshwa kwa usawa na photodiode za silicon na phototransistors. Hii inaifanya kuwa sehemu muhimu katika mifumo mbalimbali ya kugundua mwanga usioonekana na mawasiliano.

Kifaa hiki kimejengwa kwa nyenzo za chip ya GaAlAs (Gallium Aluminum Arsenide), zikiwa ndani ya kifurushi cha lenzi wazi kama maji. Faida kuu za muundo ni pamoja na voltage ya mbele ya chini, inayochangia ufanisi wa nishati, na pembe nyembamba ya kuona ya digrii 30, inayoruhusu utoaji wa IR unaoelekezwa. Bidhaa hii inafuata viwango vya kisasa vya mazingira na usalama, haina risasi (Pb-free), inafuata kanuni za EU REACH, na imeainishwa kuwa haina Halojeni.

1.1 Vipengele Muhimu na Uzingatiaji

• Ufanisi wa Umeme:Tabia za voltage ya mbele ya chini.
• Utendaji wa Mwangaza:Pembe ya kuona ya kawaida ya 30° kwa utoaji unaoelekezwa.
• Uzingatiaji wa Mazingira:Ujenzi usio na risasi (Pb-free).
• Uzingatiaji wa RoHS:Bidhaa hii inafuata amri ya Kuzuia Vitu Hatari.
• Uzingatiaji wa REACH:Inakidhi mahitaji ya kanuni ya EU ya Usajili, Tathmini, Idhini na Uzuiaji wa Kemikali.
• Haina Halojeni:Ina viwango vya chini sana vya bromini (Br) na klorini (Cl), haswa Br <900 ppm, Cl <900 ppm, na Br+Cl < 1500 ppm.

2. Uchambuzi wa kina wa Vipimo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Uendeshaji chini ya hali hizi hauhakikishiwi.

• Mkondo wa Mbele unaoendelea (I_F):65 mA
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (I_FP):200 mA (Upana wa Pigo ≤500μs, Mzunguko wa Kazi ≤5%)
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V
• Joto la Uendeshaji (T_opr):-40°C hadi +100°C
• Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C
• Joto la Kuuza (T_sol):260°C (kwa ≤ sekunde 5)
• Mtawanyiko wa Nguvu (P_d):100 mW (kwenye au chini ya joto la mazingira la 25°C)

2.2 Tabia za Umeme na Mwangaza

Vigezo hivi hupimwa kwenye joto la kawaida la mazingira la 25°C na hufafanua utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji.

• Ukali wa Mionzi (I_e):40 hadi 125 mW/sr (kipimo kwa I_F=70mA, pigo la 20ms). Kifaa hiki kimegawanywa katika makundi (C: 40-80 mW/sr, D: 63-125 mW/sr).
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_p):850 nm (kawaida, kwa I_F=100mA).
• Upana wa Wigo wa Mwangaza (Δλ):30 nm (kawaida, kwa I_F=100mA).
• Voltage ya Mbele (V_F):
  • 1.40V hadi 1.70V (kwa I_F=20mA)
  • 1.55V hadi 1.90V (kwa I_F=70mA, pigo la 20ms)
• Mkondo wa Nyuma (I_R):10 μA kiwango cha juu (kwa V_R=5V).
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):30° (kawaida, kwa I_F=20mA).

3. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Hati hii inatoa mikondo kadhaa muhimu ya tabia kwa muundo wa sakiti na usimamizi wa joto.

3.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Grafu hii inaonyesha kupungua kwa mkondo wa juu unaoruhusiwa unaoendelea unavyopanda joto la mazingira. Kiwango cha mkondo hupungua kwa mstari kutoka 65mA kwenye 25°C hadi thamani za chini kadiri joto linavyokaribia kikomo cha juu cha uendeshaji cha 100°C. Wabunifu lazima watumie mkunjo huu kuhakikisha kuwa LED haitumii nguvu kupita kiasi katika mazingira ya joto la juu.

3.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V)

Mkunjo wa I-V unaonyesha uhusiano wa kielelezo unaoonekana kwa diodes. Ni muhimu kwa kuchagua resistor inayopunguza mkondo unaofaa. Ongezeko dogo la voltage zaidi ya V ya kawaida_Flinaweza kusababisha ongezeko kubwa, linaloweza kuharibu, la mkondo, likionyesha umuhimu wa resistor ya mfululizo.

3.3 Ukali wa Mionzi dhidi ya Mkondo wa Mbele

Mkunjo huu unaonyesha kuwa pato la mwangaza (ukali wa mionzi) huongezeka kwa mkondo wa mbele, lakini uhusiano sio sawa kabisa, haswa kwenye mikondo ya juu. Hii inasaidia wabunifu kuchagua sehemu ya uendeshaji inayolingana mwangaza na ufanisi na uimara wa kifaa.

3.4 Usambazaji wa Wigo

Grafu ya wigo inathibitisha kuwa utoaji umekusanyika kwenye 850nm na upana kamili wa nusu ya juu (FWHM) wa kawaida wa 30nm. Upana huu nyembamba unahakikisha usawa mzuri na unyeti wa kilele cha vigunduzi vya msingi vya silicon.

3.5 Ukali wa Mionzi wa Jamaa dhidi ya Uhamisho wa Pembe

Grafu hii ya polar inafafanua kwa macho pembe ya kuona ya 30°, ikionyesha jinsi ukali unavyopungua hadi nusu ya thamani yake ya kilele kwenye ±15° kutoka kwa mhimili wa kati. Habari hii ni muhimu kwa muundo wa mfumo wa mwangaza, kuamua kuenea kwa boriti na mahitaji ya usawa.

4. Habari ya Mitambo na Kifurushi

4.1 Vipimo vya Kifurushi

HIR89-01C/1R hutumia kifurushi kidogo cha MIDLED kinachotumika kwenye uso. Vipimo muhimu (kwenye milimita) ni:

• Urefu wa Jumla: 3.0 mm
• Upana wa Jumla: 2.8 mm
• Urefu wa Jumla: 1.9 mm
• Nafasi ya Mabomba: 2.0 mm

Vipimo visivyobainishwa vinaweza kubadilika kwa ±0.1mm. Mchoro wa kina wenye vipimo umetolewa kwenye hati hii kwa muundo wa alama ya PCB.

4.2 Utambulisho wa Polarity

Cathode imetambuliwa kwenye kifurushi. Hati hii inajumuisha mchoro unaoonyesha alama ya cathode, ambayo ni muhimu kwa mwelekeo sahihi wakati wa kukusanyika ili kuzuia muunganisho wa bias ya nyuma.

4.3 Vipimo vya Ukanda wa Kubeba

Kifaa hiki kinatolewa kwenye ukanda uliochongwa wa kubeba kwa ajili ya usanikishaji wa kuchukua-na-kuweka otomatiki. Vipimo vya ukanda vimeainishwa kuwa vinapatana na vifaa vya kawaida vya SMT. Kila reel ina vipande 2000.

5. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

5.1 Profaili ya Kuuza kwa Reflow

Profaili ya joto ya kuuza kwa reflow isiyo na risasi imependekezwa. Vigezo muhimu ni pamoja na:

• Eneo la joto la awali na la kutia maji.
• Joto la kilele lisizidi 260°C.
• Muda juu ya kioevu (kawaida 217°C).
• Kiwango cha kupoa.

Kuuza kwa reflow haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili.

5.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono ni lazima, tahadhari kubwa lazima ichukuliwe:

• Tumia chuma cha kuuza chenye joto la ncha < 350°C.
• Weka kikomo cha muda wa kuuza kwa kila terminali hadi ≤ sekunde 3.
• Tumia chuma chenye kiwango cha nguvu ≤ 25W.
• Ruhusu muda wa angalau sekunde 2 kati ya kuuza kila terminali ili kuzuia mshtuko wa joto.

5.3 Urekebishaji na Ukarabati

Ukarabati baada ya kuuza haupendekezwi kabisa. Ikiwa haziepukiki, chuma cha kuuza chenye vichwa viwili lazima kitumike kupasha joto terminali zote mbili kwa wakati mmoja, kupunguza mkazo kwenye kifurushi cha LED. Athari kwenye tabia za kifaa lazima uthibitishwe baada ya urekebishaji wowote.

6. Tahadhari za Kuhifadhi na Kushughulikia

6.1 Unyeti wa Unyevu

LED hii ni nyeti kwa unyevu. Tahadhari ni pamoja na:

• Usifungue mfuko wa kuzuia unyevu hadi utakapokuwa tayari kutumia.
• Hifadhi mifuko isiyofunguliwa kwenye ≤ 30°C na ≤ 90% Unyevu wa Jamaa (RH).
• Tumia ndani ya mwaka mmoja tangu kusafirishwa.
• Baada ya kufungua, hifadhi kwenye ≤ 30°C na ≤ 70% RH.
• Kamilisha kuuza ndani ya saa 168 (siku 7) tangu kufungua mfuko.
• Ikiwa muda wa kuhifadhi umepitwa au dawa ya kukausha inaonyesha kuingia kwa unyevu, oka vipengele kwenye 60 ±5°C kwa saa 24 kabla ya matumizi.

6.2 Ulinzi wa Mkondo

Muhimu sana:Resistor ya nje inayopunguza mkondo ni lazima. Tabia ya kielelezo ya I-V ya LED inamaanisha kuwa ongezeko dogo la voltage linaweza kusababisha mafuriko makubwa ya mkondo, na kusababisha kuchomwa mara moja. Thamani ya resistor lazima ihesabiwe kulingana na voltage ya usambazaji na mkondo wa mbele unaotaka, kuzingatia V_F range.

7. Habari ya Ufungaji na Kuagiza

7.1 Utaratibu wa Ufungaji

LEDs hizi zimefungwa kwenye mfuko wa alumini wa kuzuia unyevu ulio na dawa ya kukausha. Mfuko umeandikwa na habari muhimu.

7.2 Uainishaji wa Lebo

Lebo hii inajumuisha sehemu za:

• CPN (Nambari ya Sehemu ya Mteja)
• P/N (Nambari ya Sehemu ya Mtengenezaji: HIR89-01C/1R)
• QTY (Idadi)
• CAT (Makundi, mfano, C au D kwa ukali wa mionzi)
• HUE (Urefu wa Wimbi la Kilele)
• LOT No. (Nambari ya kundi inayoweza kufuatiliwa)
• Asili ya Uzalishaji
• Kiwango cha Unyeti wa Unyevu (MSL)

7.3 Mwongozo wa Uchaguzi wa Kifaa

HIR89-01C/1R ndiyo nambari ya sehemu pekee katika mfululizo huu, ikijumuisha chip ya GaAlAs na lenzi wazi kama maji.

8. Mapendekezo ya Matumizi na Mambo ya Kubuni

8.1 Matumizi ya Kawaida

• Mifumo ya Kugundua Infrared:Vigunduzi vya karibu, kugundua kitu, swichi zisizoguswa.
• Vihifadhi vya Mwangaza:Kugundua nafasi na kasi kwenye motors.
• Usambazaji wa Data:Viungo vya data vya IR vya masafa mafupi (mfano, vidhibiti vya mbali, IrDA).
• Mtazamo wa Mashine:Mwanga kwa kamera zilizo na vichungi vya IR.
• Mifumo ya Usalama:Mwanga wa kazi kwa kamera za usiku.

8.2 Vidokezo vya Muundo wa Sakiti

1. Kupunguza Mkondo:Daima tumia resistor ya mfululizo. Hesabu kwa kutumia R = (V_usambazaji- V_F) / I_F. Tumia V ya juu kabisa_Fkutoka kwenye hati hii kuhakikisha mkondo salama chini ya hali zote.
2. Sakiti ya Kuendesha:Kwa uendeshaji wa pigo (mfano, kugundua, mawasiliano), hakikisha upana wa pigo na mzunguko wa kazi zinaendelea ndani ya viwango vya I_FPili kuzuia kupata joto kupita kiasi.
3. Usimamizi wa Joto:Zingatia mkunjo wa kupunguza nguvu. Katika joto la juu la mazingira au wakati imewekwa kwenye bodi na vipengele vingine vinavyozalisha joto, punguza mkondo wa uendeshaji ipasavyo.
4. Muundo wa PCB:Fuata muundo ulipendekezwa wa ardhi kutoka kwenye mchoro wa vipimo. Hakikisha nafasi ya kutosha kutoka kwa vipengele vingine ili kuzuia usumbufu wa joto au mwangaza.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Uwekaji Nafasi

HIR89-01C/1R inajiweka kama kichocheo cha infrared cha jumla, kinachotegemewa katika kifurushi kidogo cha SMD. Urefu wake wa wimbi wa 850nm ndio kiwango cha tasnia kwa usawa na vigunduzi vya silicon. Ikilinganishwa na LED za zamani za IR za kupitia shimo, umbizo lake la SMD linaruhusu usanikishaji mdogo, otomatiki wa PCB. Pembe ya kuona ya 30° inatoa usawa mzuri kati ya mkusanyiko wa boriti na uvumilivu wa usawa kwa matumizi mengi. Utengenezaji wa makundi ya kina (makundi C na D) huruhusu wabunifu kuchagua vifaa kulingana na nguvu ya pato inayohitajika, ambayo inaweza kuwa muhimu kwa kufikia masafa ya kugundua yanayolingana au nguvu ya ishara.

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

10.1 Kwa nini resistor inayopunguza mkondo ni lazima kabisa?

Tabia ya diode ya LED ina upinzani mdogo sana wa nguvu mara tu voltage ya mbele inapopitwa. Bila resistor, mkondo umewekwa kikomo tu na upinzani wa ndani wa usambazaji wa nguvu na wiring, ambao kwa kawaida ni mdogo sana, na kusababisha mkondo kupita kiasi. Resistor hutoa njia ya mstari, inayotabirika, na salama ya kuweka mkondo wa uendeshaji.

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

No.Pini za GPIO za microcontroller zina mipaka ya kutoa/kupokea mkondo (mara nyingi 20-40mA) ambayo iko kwenye au chini ya kiwango cha kuendelea cha LED hii. Muhimu zaidi, haziwezi kutoa upunguzaji wa mkondo unaohitajika. Lazima utumie GPIO kudhibiti transistor au MOSFET, ambayo kisha huendesha LED kupitia resistor inayofaa inayopunguza mkondo iliyounganishwa kwenye reli kuu ya nguvu.

10.3 Kuna tofauti gani kati ya makundi ya C na D?

Makundi ya C na D yanaainisha masafa tofauti ya Ukali wa Mionzi (I_e) iliyopimwa kwa 70mA. Kundi la C lina safu ya pato la chini (40-80 mW/sr), wakati kundi la D lina safu ya pato la juu (63-125 mW/sr). Kuchagua kifaa cha kundi la D kunaweza kutoa nguvu zaidi ya mwangaza kwa masafa marefu au kugundua ishara yenye nguvu zaidi, lakini inaweza kuja kwa gharama kubwa kidogo. Kundi maalum lililoagizwa litaonyeshwa kwenye lebo ya kifurushi.

10.4 Je, maelekezo ya unyeti wa unyevu na kukausha ni muhimu kiasi gani?

Ni muhimu sana. Unyevu uliokamuliwa ndani ya kifurushi cha plastiki unaweza kuwa mvuke wakati wa mchakato wa kuuza kwa reflow wa joto la juu, na kusababisha kujitenga kwa ndani, kupasuka, au "popcorning," ambayo inaweza kuharibu die au vifungo vya waya. Kufuata nyakati za kuhifadhi na kufanya utaratibu wa kukausha wakati unahitajika ni muhimu kwa mavuno ya juu ya usanikishaji na uimara wa muda mrefu.

11. Utafiti wa Kesi ya Kubuni na Matumizi

11.1 Kubuni Kigunduzi Rahisi cha Karibu

Lengo:Gundua kitu ndani ya 10cm.
Muundo:Panga HIR89-01C/1R na phototransistor inayolingana ya silicon. LED inaendeshwa na usambazaji wa 5V kupitia resistor inayopunguza mkondo. Kwa kutumia V ya kawaida_Fya 1.55V kwa 70mA, thamani ya resistor ni R = (5V - 1.55V) / 0.07A ≈ 49.3Ω (tumia resistor ya kawaida ya 51Ω). LED inapigwa pigo kwa mzunguko maalum (mfano, 38kHz) kwa kutumia microcontroller. Pato la phototransistor limeunganishwa kwenye IC ya mpokeaji inayobadilisha mzunguko uliowekwa kwenye mzunguko huo huo. Muundo huu unakataa mwanga wa mazingira, na uwepo wa kitu hugunduliwa kwa mwanga wa IR uliobadilishwa unaoakisiwa. Boriti ya 30° inasaidia kufafanua eneo la kugundua.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Diode inayotoa Mwanga wa Infrared (IR LED) inafanya kazi kwa kanuni ya electroluminescence katika makutano ya p-n ya semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni kutoka kwa eneo la aina-n na mashimo kutoka kwa eneo la aina-p huingizwa kwenye makutano. Vibeba malipo hivi hujumuishwa tena katika eneo la kazi (safu ya GaAlAs katika kesi hii). Nishati iliyotolewa wakati wa kujumuishwa tena hutolewa kama fotoni (mwanga). Nishati maalum ya bandgap ya nyenzo ya semiconductor ya GaAlAs huamua urefu wa wimbi wa fotoni zinazotolewa, ambayo kwa kifaa hiki imekusanyika kwenye wigo wa karibu wa infrared kwenye 850nm. Lenzi ya epoxy wazi kama maji huunda mwanga uliotolewa kuwa pembe maalum ya kuona.

13. Mienendo ya Teknolojia

Teknolojia ya LED ya infrared inaendelea kubadilika. Mienendo ni pamoja na:

• Ufanisi wa Juu:Uundaji wa nyenzo mpya za semiconductor na miundo (mfano, visima vingi vya quantum) kufikia nguvu zaidi ya mwangaza kwa kila kitengo cha pembejeo ya umeme (ufanisi wa juu wa kuziba ukuta).
• Uzito wa Nguvu Ulioongezeka:Vifaa vinavyoweza kushughulikia mikondo ya juu ya kuendesha katika vifurushi vidogo kwa matumizi kama vile LiDAR na kugundua kwa masafa marefu.
• Urefu wa Wimbi Mbalimbali na VCSELs:Uzinduzi wa LEDs na Lasers zinazotoa kwenye Uso wa Vyumba vya Wima (VCSELs) kwenye urefu mwingine wa wimbi wa IR (mfano, 940nm kwa usalama bora wa macho, 1350nm/1550nm kwa LiDAR ya masafa marefu) ili kukidhi mahitaji maalum ya matumizi.
• Suluhisho Zilizounganishwa:Kuchanganya kichocheo cha IR, sakiti ya kuendesha, na wakati mwingine kigunduzi kuwa moduli moja ili kurahisisha muundo na kuboresha utendaji.

HIR89-01C/1R inawakilisha suluhisho lililokomaa, la gharama nafuu, na linalotegemewa kwa anuwai kubwa ya matumizi ya kawaida ya IR.