IR908-7C-F LED ya Infrared ya Kutazama Kando - Kifurushi cha Kutolea Kando - Urefu wa Wimbi la Kilele 940nm - Voltage ya Mbele 1.25V - Pembe ya Kuona 40deg - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

IR908-7C-F ni diode yenye nguvu ya kutolea infrared iliyowekwa kwenye kifurushi cha plastiki kinachotazama kando. Muundo huu una chip inayotoa mionzi kutoka kwenye upande wa lenzi wazi ya epoksi, na kufanya iweze kutumika katika matumizi yanayohitaji muundo wa utoaji wa mwanga wa kando. Kifaa hiki kina sifa ya kuaminika sana na nguvu kubwa ya mionzi, na urefu wa wimbi la kilele ni 940nm.

1.1 Faida Kuu

• Kuaminika kwa juu na nguvu kubwa ya mionzi.
• Uendeshaji wa voltage ya mbele ya chini.
• Haina risasi (Pb-free), inafuata kanuni za RoHS, na inalingana na viwango vya EU REACH na Halogen Free (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).
• Umbali wa kawaida wa waya wa 2.54mm kwa ujumuishaji rahisi wa PCB.

1.2 Matumizi Lengwa

• Panya za kompyuta kwa ajili ya kufuatilia kwa njia ya mwanga (optical tracking).
• Swichi na sensor za optoelektroniki.
• Mifumo ya jumla ya matumizi ya infrared.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa (Absolute Maximum Ratings)

Viwango vilivyoorodheshwa hapa chini vinaeleza mipaka ambayo ikiwa kuzidi, kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Thamani zote zimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C.

• Mkondo wa Mbele unaoendelea (IF):50 mA
• Voltage ya Nyuma (VR):5 V
• Joto la Uendeshaji (Topr):-25 hadi +85 °C
• Joto la Hifadhi (Tstg):-40 hadi +85 °C
• Joto la Kuuza (Tsol):260 °C kwa < sekunde 5
• Mtupo wa Nguvu (Pd):75 mW kwa au chini ya joto la hewa la 25°C

2.2 Sifa za Umeme-na-Optiki

Vigezo vya kawaida vya utendaji hupimwa kwa Ta=25°C. Mkondo wa Mwanga (IC(ON)) ni kigezo muhimu kinachopimwa chini ya hali maalum za majaribio (IF=4mA, VCE=3.5V).

• Urefu wa Wimbi la Kilele (λp):940 nm (Kawaida) kwa IF=20mA
• Upana wa Wigo (Δλ):50 nm (Kawaida) kwa IF=20mA
• Voltage ya Mbele (VF):1.25 V (Kawaida), 1.60 V (Upeo) kwa IF=20mA
• Mkondo wa Nyuma (IR):10 µA (Upeo) kwa VR=5V
• Pembe ya Kuona (2θ1/2):Digrii 40 (Kawaida) kwa IF=20mA

3. Maelezo ya Mfumo wa Kupanga Darasa (Binning)

IR908-7C-F inapatikana katika viwango tofauti vya utendaji kulingana na Mkondo wake wa Mwanga (IC(ON)). Hii inawawezesha wabunifu kuchagua vifaa vilivyo na pato la mwanga thabiti kwa matumizi yao.

3.1 Viwango vya kina (E1 hadi E11)

Viwango hivi vinatoa uchaguzi mzuri wa mkondo wa mwanga. Kwa mfano, Kiwango E1 kinashughulikia 143 hadi 255 µA, wakati Kiwango E11 kinashughulikia 857 hadi 1137 µA, yote yamepimwa kwa IF=4mA, VCE=3.5V.

3.2 Viwango vya Jumla (7-2, 7-1, 6-2, 6-1)

Hizi ni kategoria pana. Kwa mfano, Kiwango 6-1 kinashughulikia safu ya mkondo wa mwanga kutoka 650 hadi 1274 µA. Ni muhimu kukumbuka kuwa jedwali hili la vipande (bin table) ni kwa ajili ya kumbukumbu tu na sio dhamana ya usafirishaji wa kiwango maalum.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka huu unajumuisha mikondo kadhaa ya kawaida ya sifa ambayo ni muhimu sana kwa muundo wa sakiti na usimamizi wa joto.

4.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

Mkondo huu unaonyesha jinsi mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele unavyopungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka, jambo muhimu kwa kuhakikisha kuaminika kwa muda mrefu.

4.2 Usambazaji wa Wigo

Inaonyesha pato la nguvu ya mionzi kama kazi ya urefu wa wimbi, ikizunguka kilele cha 940nm.

4.3 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkondo wa IV)

Inafafanua uhusiano kati ya mkondo unaopita kwenye diode na upungufu wa voltage unaotokea, jambo muhimu kwa muundo wa sakiti ya kiendeshi.

4.4 Nguvu ya Mionzi ya Jamaa dhidi ya Uhamisho wa Pembe

Picha hii ya polar inaonyesha kwa macho pembe ya kuona ya digrii 40, ikionyesha jinsi nguvu ya mionzi inavyopungua kwenye pembe zilizo mbali na mhimili wa kati.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki kinakuja kwenye kifurushi maalum cha kutazama kando. Vipimo vyote viko kwenye milimita na uvumilivu wa jumla wa ±0.3mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Mchoro wa kina wenye vipimo umetolewa kwenye waraka asilia, unaonyesha ukubwa wa mwili, urefu wa waya, na umbali.

5.2 Kutambua Ubaguzi wa Polarity

Anodi na katodi zimewekewa alama wazi. Lazima uzingatie polarity sahihi wakati wa kukusanya sakiti ili kuzuia uharibifu.

6. Miongozo ya Kuuza na Kukusanya

6.1 Kuunda Waya (Lead Forming)

• Kukunja lazima kufanyike kwa umbali wa zaidi ya 3mm kutoka chini ya mwili wa epoksi.
• Fremu ya waya lazima iwe imeshikamana wakati wa kukunja, na mkazo kwenye mwili wa epoksi lazima uepukwe.
• Kuunda waya lazima kufanyikekablaya mchakato wa kuuza.
• Kukata waya lazima kufanyike kwa joto la kawaida.
• Mashimo ya PCB lazima yalingane kikamilifu na waya za LED ili kuepuka mkazo wa kufunga.

6.2 Vigezo vya Kuuza

Lazima uwe mwangalifu kuweka mshono wa kuuza angalau 3mm mbali na bulb ya epoksi.

• Kuuza kwa Mkono:Joto la ncha ya chuma si zaidi ya 300°C (30W upeo), muda wa kuuza < sekunde 3.
• Kuuza kwa Kuchovya (Dip Soldering):Joto la kuwasha moto si zaidi ya 100°C (<60 sec), joto la bafu ya solder si zaidi ya 260°C kwa < sekunde 5.
• Profa iliyopendekezwa ya joto la kuuza imetolewa ili kupunguza mshtuko wa joto.
• Epuka mshtuko wa mitambo au mtikisiko wakati LED iko moto kutokana na kuuza.
• Kuuza kwa kuchovya au kwa mkono haipaswi kufanywa zaidi ya mara moja.

6.3 Kusafisha

Kusafisha kwa Ultrasonichakupendekezwikwa kifaa hiki.

6.4 Hali za Hifadhi

• Baada ya usafirishaji, hifadhi kwa 10-30°C na unyevu wa 70% au chini kwa hadi miezi 3.
• Kwa hifadhi ya muda mrefu (>miezi 3 hadi mwaka 1), tumia chombo kilichofungwa chenye angahewa ya nitrojeni kwa 10-25°C na unyevu wa 20-60%.
• Baada ya kufungua kifurushi asilia, tumia vifaa ndani ya masaa 24 ikiwezekana, na hifadhi iliyobaki kwa 10-25°C na unyevu wa 20-60%, ukifunga mfuko upya haraka.
• Epuka mabadiliko ya ghafla ya joto katika unyevu wa juu ili kuzuia umande.

7. Taarifa za Ufungaji na Kuagiza

7.1 Uainishaji wa Ufungaji

Kiasi cha kawaida cha kufunga ni vipande 1000 kwa kila mfuko, mifuko 8 kwa kila sanduku, na masanduku 10 kwa kila kasha.

7.2 Uainishaji wa Lebo

Lebo ya bidhaa inajumuisha sehemu za Nambari ya Sehemu ya Mteja (CPN), Nambari ya Sehemu (P/N), Kiasi (QTY), Viwango (CAT), Kumbukumbu (REF), na Nambari ya Kundi (LOT No).

8. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

8.1 Sakiti za Kawaida za Matumizi

Wakati wa kubuni sakiti ya kiendeshi, voltage ya chini ya mbele (kwa kawaida 1.25V) huruhusu uendeshaji kutoka kwa vyanzo vya voltage ya chini. Upinzani wa kuzuia mkondo ni muhimu ili kudumisha mkondo wa mbele ndani ya Kiwango cha Juu Kabisa cha 50mA. Kwa uendeshaji wa mfululizo wa mapigo (pulsed operation), rejea mikondo ya kupunguza nguvu (derating curves) ambayo haijaonyeshwa wazi lakini inamaanishwa na kiwango cha mtupo wa nguvu.

8.2 Usimamizi wa Joto

Usimamizi sahihi wa joto ni muhimu sana. Mtupo wa nguvu umekadiriwa kuwa 75mW kwa 25°C. Kadiri joto la mazingira linavyopanda, nguvu ya juu inayoruhusiwa na mkondo wa mbele lazima upunguzwe ipasavyo. Wabunifu wanapaswa kuhakikisha eneo la kutosha la shaba kwenye PCB au njia zingine za kupoeza joto ikiwa kifaa kinaendeshwa karibu na viwango vya juu kabisa au katika mazingira yenye joto la juu.

8.3 Ulinganifu wa Optiki

Asili ya utoaji wa mwanga wa kando ya LED hii inahitaji muundo wa mitambo wa makini ili kusawazisha uso wa utoaji kwa usahihi na sensor lengwa au njia ya mwanga. Pembe ya kuona ya digrii 40 inafafanua kuenea kwa boriti ya mwanga.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Kipengele kikuu cha kutofautisha cha IR908-7C-F nikifurushi chake cha kutazama kando (sidelooker).Tofauti na LED zinazotoa mwanga juu, kifurushi hiki kinatoa mwanga wa infrared kutoka kwenye upande wa sehemu. Hii ni faida kubwa katika matumizi yenye nafasi ndogo kama vile panya za kompyuta za optiki, ambapo LED na sensor zinahitaji kuwekwa sambamba na uso unaofuatiliwa, au katika vizingiti vya aina ya sloti (slot-type opto-interrupters).

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

10.1 Kuna tofauti gani kati ya Viwango vya E na Viwango vya Jumla?

Viwango vya E (E1 hadi E11) vinatoa uchaguzi mzuri zaidi, wenye ufafanuzi zaidi wa pato la mwanga kwa matumizi yanayohitaji uthabiti mkali. Viwango vya Jumla (k.m., 7-2, 6-1) vinashughulikia safu pana na kwa kawaida hutumiwa kwa matumizi ambapo mkondo halisi wa mwanga sio muhimu sana. Waraka husema wazi kuwa jedwali la vipande (bin table) ni kwa ajili ya kumbukumbu tu.

10.2 Kwa nini umbali wa kuuza (3mm kutoka epoksi) ni muhimu sana?

Epoksi inayounda lenzi na mwili wa LED ni nyeti kwa joto la juu. Joto la kupita kiasi wakati wa kuuza linaweza kusababisha mkazo wa ndani, ufa, au uharibifu wa sifa za optiki, na kusababisha kushindwa mapema au kupungua kwa pato la mwanga.

10.3 Je, naweza kuendesha LED hii kwenye mkondo wake wa juu unaoendelea wa 50mA?

Ingawa inawezekana, haipendekezwi kwa uendeshaji wa muda mrefu unaoaminika, hasa katika joto la juu la mazingira. Mtupo wa nguvu kwa 50mA na Vf ya kawaida ya 1.25V ungekuwa 62.5mW, ambao uko karibu na kiwango cha 75mW kwa 25°C. Kupoeza joto vizuri na kupunguza mkondo kulingana na mkondo wa Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira ni muhimu kwa ubunifu thabiti.

11. Kesi ya Utekelezaji na Matumizi ya Vitendo

Kesi: Ujumuishaji kwenye Swichi ya Optoelektroniki (Sensor ya Sloti)

Katika sensor ya kawaida ya sloti ya umbo la U, IR908-7C-F imefungwa upande mmoja wa sloti, ikikabili phototransistor au photodiode upande mwingine. Muundo wa utoaji wa mwanga wa kando unafaa kabisa kwa jiometri hii, ukielekeza mwanga kwa usawa kupitia pengo. Kitu kinachopita kwenye sloti kinakata boriti ya mwanga, na kusababisha sensor kufanya kazi. Hatua za ubunifu zinajumuisha: 1) Kuchagua kiwango kinachofaa (k.m., E5) kwa ajili ya ukingo wa ishara wa kutosha. 2) Kubuni sakiti ya kiendeshi cha mkondo thabiti iliyowekwa kwa 20mA kwa utendaji bora. 3) Kuhakikisha kuwa nyumba ya mitambo inalinganisha kwa usahihi upande wa utoaji wa LED na kipokezi. 4) Kufuata miongozo yote ya kuuza ili kuzuia uharibifu wakati wa kukusanya PCB.

12. Utangulizi wa Kanuni

Diode za Kutolea Mwanga wa Infrared (IR LED) hufanya kazi kwa kanuni ya msingi sawa na LED zinazoonekana: electroluminescence katika nyenzo ya semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye makutano ya p-n, elektroni na mashimo hujiunga tena, na kutolea nishati kwa njia ya fotoni. Urefu wa wimbi (rangi) wa mwanga unaotolewa umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi (bandgap) ya nyenzo ya semiconductor. Kwa kifaa hiki, Gallium Arsenide (GaAs) hutumiwa kutoa fotoni katika wigo wa karibu na infrared, hasa kwenye kilele cha 940nm, ambacho haionekani na jicho la binadamu lakini hugundulika kwa urahisi na vigunduzi vya mwanga vya silicon.

13. Mienendo ya Maendeleo

Mwelekeo katika teknolojia ya LED ya infrared unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi (pato zaidi la mionzi kwa kila wati ya umeme), kuaminika kwa bora, na ukubwa mdogo zaidi wa kifurushi. Pia kuna juhudi za kufanya urefu maalum wa wimbi uwe bora kwa matumizi kama vile kutambua uso (850nm, 940nm) na kugundua gesi. Aina ya kifurushi cha kutolea kando, kama inavyoonekana kwenye IR908-7C-F, inabaki sura muhimu ya kipimo kwa miundo maalum ya njia ya mwanga na inawezekana kuendelea kutumiwa na kuboreshwa katika moduli ndogo za sensor.