IR67-21C/TR8 LED ya Infrared ya Juu - Maelezo ya Kiufundi - Kifurushi cha SMD - Urefu wa Wimbi la Kilele 940nm - Pembe ya Kuona 120°

1. Muhtasari wa Bidhaa

IR67-21C/TR8 ni diode inayotoa mwanga wa infrared inayotazamwa kutoka juu, iliyowekwa katika kifurushi kidogo cha Kifaa cha Kupachikwa kwenye Uso (SMD). Kifaa hiki kimeundwa kwa plastiki wazi yenye lenzi ya juu ya gorofa, iliyoundwa kwa usawa na michakato ya kisasa ya kuuza ya infrared na awamu ya mvuke. Kazi yake ya msingi ni kutoa mwanga wa infrared kwa urefu wa wimbi la kilele linalolingana na photodiodes za silicon na phototransistors, na kufanya iwe sehemu muhimu katika matumizi mbalimbali ya kugundua na kubadili.

Faida kuu za sehemu hii ni pamoja na mahitaji ya chini ya voltage ya mbele, pembe pana ya kuona ya digrii 120, na kufuata viwango vya mazingira visivyo na risasi na RoHS. Umbo lake dogo la SMD huruhusu kuwekewa kwa msongamano mkubwa kwenye bodi za mzunguko zilizochapishwa, ambayo ni muhimu kwa vifaa vya umeme vya watumiaji na viwanda vilivyobana.

1.1 Vipimo Vikuu na Uchaguzi wa Kifaa

Vipimo vya msingi vinavyofafanua IR67-21C/TR8 ni nyenzo za chip na sifa za macho. Chip inayotoa mwanga imejengwa kutoka Gallium Aluminum Arsenide (GaAlAs), nyenzo ya semiconductor inayofaa kwa kutoa mionzi ya infrared. Kifurushi kina lenzi wazi, ambayo haichungi mwanga wa infrared unaotolewa, na kuhakikisha pato la juu la nguvu ya mionzi. Mchanganyiko huu wa chip ya GaAlAs na lenzi wazi umeundwa hasa kwa utendakazi bora katika matumizi ya sensor ambapo nguvu ya ishara iliyogunduliwa ni muhimu.

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa kina na Lengo

Sehemu hii inatoa uchambuzi wa kina na wa lengo wa vigezo vya umeme, macho, na joto vilivyobainishwa kwa LED ya infrared IR67-21C/TR8. Kuelewa viwango hivi ni muhimu kwa muundo wa mzunguko unaotegemeka na kuhakikisha uadilifu wa muda mrefu wa uendeshaji wa kifaa.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya Juu Kabisa vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Haya si hali zinazopendekezwa za uendeshaji, bali ni viwango ambavyo havipaswi kuzidi chini ya hali yoyote, ikiwa ni pamoja na wakati wa matukio ya muda mfupi.

• Mkondo wa Mbele unaoendelea (I_F): 65 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu wa DC ambao unaweza kupitishwa kupitia makutano ya LED kwa muda usiojulikana kwa joto la mazingira (T_a) ya 25°C.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (I_FP): 1.0 A. Mkondo huu wa juu unaruhusiwa tu chini ya hali kali za mipigo: upana wa mipigo ≤ 100 µs na mzunguko wa kazi ≤ 1%. Kiwango hiki kinahusiana na matumizi yanayohitaji mipigo mifupi, yenye nguvu ya juu ya mwanga wa IR.
• Voltage ya Nyuma (V_R): 5 V. Kutumia voltage ya upendeleo wa nyuma inayozidi thamani hii inaweza kusababisha kuvunjika kwa makutano.
• Kupoteza Nguvu (P_d): 130 mW kwa 25°C. Hii ndiyo nguvu ya juu ambayo kifurushi kinaweza kupoteza kama joto. Nguvu halisi inayoruhusiwa hupungua kadiri joto la mazingira linapanda, kama inavyoonyeshwa kwenye mkunjo wa kupunguza.
• Upinzani wa Joto, Kutoka Makutano hadi Mazingira (R_thj-a): 400 K/W. Kigezo hiki kinaelezea jinsi joto linavyosafiri kwa ufanisi kutoka kwenye makutano ya semiconductor hadi hewa inayozunguka. Thamani ya chini inaonyesha kupoteza joto bora. Kwa thamani hii, kwa kila watt ya nguvu inayopotea, joto la makutano litaongezeka 400°C juu ya joto la mazingira.
• Joto la Kuuza (T_sol): 260°C kwa upeo wa sekunde 5. Hii inafafanua uvumilivu wa wasifu wa kuuza ya reflow.

2.2 Sifa za Umeme na Macho

Vigezo hivi, vilivyopimwa kwa hali ya kawaida ya majaribio ya 25°C, vinabainisha utendakazi wa kifaa chini ya uendeshaji wa kawaida. Safu ya 'Typ.' inawakilisha thamani za kawaida au zinazotarajiwa, wakati 'Min.' na 'Max.' zinabainisha mipaka ya utendakazi iliyohakikishwa.

• Nguvu ya Mionzi (I_e): Hii ndiyo nguvu ya macho inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara (kipimwa kwa milliwatts kwa steradian, mW/sr). Kwa mkondo wa kawaida wa kuendesha wa 20mA, nguvu ya kawaida ya mionzi ni 1.5 mW/sr, na kiwango cha chini cha 1.0 mW/sr kinahakikishwa. Chini ya hali ya mkondo wa juu wa mipigo (100mA, ≤100µs, ≤1% mzunguko wa kazi), nguvu inaweza kufikia thamani ya kawaida ya 20 mW/sr.
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_p): 940 nm (kawaida). Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo LED inatoa nguvu kubwa zaidi ya macho. Inalinganishwa kwa wigo na upeo wa usikivu wa vifaa vya kugundua mwanga vya kawaida vya silicon.
• Upana wa Wigo (Δλ): 45 nm (kawaida). Hii inabainisha anuwai ya urefu wa wimbi unaotolewa, kwa kawaida hupimwa kwa nusu ya nguvu ya juu kabisa (Upana Kamili kwa Nusu ya Upeo, FWHM). Upana wa 45nm unaozingatia 940nm humaanisha utoaji muhimu hutokea kutoka takriban 917.5nm hadi 962.5nm.
• Voltage ya Mbele (V_F): Kwa 20mA, voltage ya kawaida ya mbele ni 1.2V, na upeo wa 1.5V. Kwa hali ya mipigo ya 100mA, V_Fhuongezeka hadi kawaida 1.4V (upeo 1.8V). V_Fhii ya chini ni muhimu kwa matumizi ya voltage ya chini na yanayotumia betri.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2): Digrii 120. Hii ndiyo pembe kamili ambapo nguvu ya mionzi hushuka hadi nusu ya thamani yake ya kilele (iliyopimwa kwenye mhimili). Pembe pana ya 120° hutoa mwanga mpana, uliosambaa, unaofaa kwa kugundua karibu au uwepo ambapo nafasi ya lengo inaweza kutofautiana.

3. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendakazi

Maelezo yanajumuisha mikunjo kadhaa ya sifa inayoonyesha jinsi vigezo muhimu vinavyotofautiana na hali za uendeshaji. Grafu hizi ni muhimu kwa muundo wa mfumo wa nguvu.

3.1 Kupoteza Nguvu dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo huu wa kupunguza unaonyesha kuwa nguvu ya juu inayoruhusiwa ya kupoteza (P_d) hupungua kwa mstari kutoka 130 mW kwa 25°C hadi 0 mW kwa takriban 150°C. Wabunifu lazima watumie grafu hii kuhesabu mkondo salama wa uendeshaji kwa joto la juu la mazingira lao. Kwa mfano, ikiwa joto la juu la mazingira ni 85°C, grafu inaonyesha nguvu inayoruhusiwa ya kupoteza imepunguzwa sana, ambayo kwa upande huo hupunguza mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele.

3.2 Usambazaji wa Wigo

Mkunjo wa usambazaji wa wigo unaonyesha nguvu ya jamaa ya mionzi dhidi ya urefu wa wimbi. Inathibitisha kwa macho urefu wa wimbi la kilele la 940nm na upana wa wigo wa takriban 45nm. Mkunjo kwa kawaida una umbo la Gaussian, unaozingatia urefu wa wimbi la kilele.

3.3 Urefu wa Wimbi la Kilele la Utoaji dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo huu unaonyesha utegemezi wa joto wa urefu wa wimbi la kilele. Kwa kawaida, urefu wa wimbi la kilele la LED hubadilika hadi urefu wa wimbi mrefu zaidi (\"mabadiliko ya nyekundu\") kadiri joto la makutano linavyoongezeka. Grafu inaweka kiwango cha mabadiliko haya, ambayo ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji ulinganifu sahihi wa wigo, kwani usikivu wa kigunduzi pia unaweza kutegemea joto.

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

Mkunjo wa I-V sio wa mstari, kama diode ya kawaida. Unaonyesha uhusiano kati ya mkondo unaopita kwenye LED na voltage kwenye LED. \"Kifundo\" cha mkunjo huu kiko karibu na voltage ya kawaida ya mbele. Mkunjo husaidia katika kubuni mzunguko wa kudhibiti mkondo, hasa kwa kuendesha LED na chanzo cha voltage.

3.5 Nguvu ya Mionzi ya Jamaa dhidi ya Uhamisho wa Pembe

Picha hii ya polar inaonyesha muundo wa utoaji wa anga. Inathibitisha pembe ya kuona ya 120°, na kuonyesha jinsi nguvu inavyosambazwa. Muundo wa LED ya juu ya gorofa katika kifurushi wazi kwa kawaida uko karibu na usambazaji wa Lambertian, ambapo nguvu ni sawia na cosine ya pembe kutoka kwa kawaida (katikati).

4. Habari ya Mitambo na Ufungaji

4.1 Vipimo vya Kifurushi

IR67-21C/TR8 imewekwa katika kifurushi kidogo cha SMD. Mchoro wa vipimo hutoa vipimo vyote muhimu vya muundo wa alama ya PCB, ikiwa ni pamoja na urefu wa mwili, upana, urefu, nafasi ya waya, na vipimo vya pedi. Vipimo muhimu vinajumuisha ukubwa wa jumla (kwa mfano, takriban 3.2mm x 2.8mm, ingawa thamani kamili lazima ichukuliwe kutoka kwenye mchoro), umbali kati ya pedi za kuuza, na muundo ulipendekezwa wa ardhi kwa kuuza inayotegemewa. Vipimo vyote viko kwenye milimita na uvumilivu wa kawaida wa ±0.1mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo.

4.2 Utambulisho wa Ubaguzi

Kifurushi kinajumuisha alama au vipengele (kama notch, kona iliyopigwa, au alama ya cathode) kutambua terminal za anode na cathode. Ubaguzi sahihi lazima uzingatiwe wakati wa kusanyiko, kwani kutumia upendeleo wa nyuma kunaweza kuharibu kifaa.

4.3 Vipimo vya Ukanda wa Kubeba na Reel

Kwa usakinishaji wa otomatiki, vipengele vinapatikana kwenye ukanda wa kubeba uliochongwa uliowekwa kwenye reeli. Maelezo hutoa vipimo vya ukanda wa kubeba, ikiwa ni pamoja na ukubwa wa mfuko, umbali, na upana wa ukanda. Reeli kwa kawaida ina vipande 2000. Vipimo hivi ni muhimu kwa programu za mashine za kuchukua na kuweka.

5. Miongozo ya Kuuza na Kusanyiko

Ushughulikiaji sahihi na kuuza ni muhimu ili kuzuia uharibifu wa LED na kuhakikisha uaminifu wa muda mrefu.

5.1 Mchakato wa Kuuza ya Reflow

Kifaa hiki kinaendana na michakato ya kuuza ya reflow ya infrared na awamu ya mvuke. Wasifu ulipendekezwa wa joto la kuuza isiyo na risasi hutolewa, ukibainisha joto la awali, kuchovya, joto la kilele cha reflow (lisizidi 260°C), na viwango vya kupoa. Kuuza ya reflow haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili. Mkazo haupaswi kutumika kwa mwili wa LED wakati wa kupokanzwa, na PCB haipaswi kupindika baada ya kuuza.

5.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono ni muhimu, uangalifu mkubwa unahitajika. Joto la ncha ya chuma cha kuuza lazima liwe chini ya 350°C, na wakati wa mguso kwa kila terminal haupaswi kuzidi sekunde 3. Chuma cha nguvu ya chini (≤25W) kinapendekezwa. Muda wa kupoa wa angalau sekunde 2 unapaswa kuzingatiwa kati ya kuuza kila terminal. Maelezo yanashauri sana kwamba kuuza kwa mkono mara nyingi husababisha uharibifu.

5.3 Kurekebisha na Kukarabati

Kukarabati baada ya LED kuuzwa hakupendekezwi. Ikiwa haziepukiki, chuma cha kuuza chenye vichwa viwili kinapaswa kutumika kupokanzwa terminal zote mbili kwa wakati mmoja, na kupunguza mkazo wa joto. Uwezekano wa kuharibu sifa za LED wakati wa kurekebisha lazima tathminiwe mapema.

6. Uhifadhi na Usikivu wa Unyevu

IR67-21C/TR8 ni nyeti kwa unyevu. Tahadhari lazima zichukuliwe ili kuzuia popcorning (kufa kwa kifurushi kutokana na upanuzi wa haraka wa mvuke) wakati wa reflow.

• Begi ya kuzuia unyevu haipaswi kufunguliwa hadi vipengele vitakapokuwa tayari kutumika.
• Kabla ya kufungua, hifadhi kwa ≤30°C na ≤90% Unyevu wa Jamaa (RH). Maisha ya rafu ni mwaka mmoja.
• Baada ya kufungua, hifadhi kwa ≤30°C na ≤70% RH. \"Maisha ya sakafu\" (muda unaoruhusiwa nje ya begi) ni saa 168 (siku 7).
• Ikiwa desiccant ya silica gel imebadilisha rangi (ikionyesha kujaa) au muda wa uhifadhi umepitwa, baking kwa 60 ±5°C kwa saa 24 inahitajika kabla ya reflow.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

IR67-21C/TR8 imeundwa kwa anuwai pana ya matumizi ya optoelectronic ambapo mwanga wa infrared usioonekana hutumiwa kwa kugundua au kuashiria.

• Sensor: Inatumika kama chanzo cha mwanga katika sensor za karibu, kugundua vitu, na roboti zinazofuata mstari.
• Vibadilishaji vya Optoelectronic: Huunda nusu moja ya kizuizi cha macho au swichi yenye nyufa, ambapo kitu kinavunja mwanga kati ya LED na kigunduzi cha mwanga.
• Vifaa vya Umeme vya Watumiaji: Vipeperushi vya udhibiti wa mbali kwa TV, VCR, na vifaa vingine vya sauti/video (ingawa mara nyingi LED zenye nguvu za juu hutumiwa kwa masafa marefu).
• Uundaji wa Picha: Mwanga wa infrared kwa kamera za usalama, hasa katika hali za mwanga mdogo au njia za usiku.
• Vifaa vya Usalama: Inaweza kutumika kama sehemu katika aina fulani za vifaa vya kugundua moshi vinavyotumia kanuni za kutawanyika kwa macho.

7.2 Mambo Muhimu ya Kubuni

• Kudhibiti Mkondo: Upinzani wa nje wa kudhibiti mkondo ni lazima kabisa. LED inaonyesha sifa kali ya I-V, ikimaanisha ongezeko dogo la voltage husababisha ongezeko kubwa la mkondo, na kusababisha kuchomwa mara moja ikiwa haidhibitiwi vizuri. Thamani ya upinzani inahesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F.
• Usimamizi wa Joto: Ingawa kifurushi cha SMD kinapoteza joto kupitia pedi za PCB, umakini mkubwa lazima uzingatiwe kwenye mkunjo wa kupunguza nguvu, hasa katika mazingira yenye joto la juu la mazingira. Eneo la kutosha la shaba ya PCB (pedi za kutuliza joto) zinaweza kusaidia kupunguza joto la makutano.
• Ulinganifu wa Wigo: Hakikisha kigunduzi cha mwanga kilichochaguliwa (photodiode, phototransistor) kina upeo wa usikivu karibu na 940nm kwa uwiano bora wa ishara-kwa-kelele wa mfumo.
• Muundo wa Macho: Pembe ya kuona ya 120° hutoa chanjo pana. Kwa mihimili ya masafa marefu au iliyoelekezwa zaidi, optics ya sekondari (lenzi) inaweza kuhitajika.

8. Habari ya Ufungaji na Kuagiza

8.1 Utaratibu wa Kufunga

LED zimefungwa kwenye mifuko ya alumini ya kuzuia unyevu iliyo na desiccant na kadi za kiashiria cha unyevu. Mifuko hiyo imewekwa alama na habari muhimu kwa ufuatiliaji na matumizi sahihi.

8.2 Uainishaji wa Lebo

Lebo inajumuisha sehemu kadhaa: Nambari ya Sehemu ya Mteja (CPN), Nambari ya Sehemu ya Mtengenezaji (P/N), Idadi ya Kufunga (QTY), Nambari ya Kundi (LOT NO), na habari ya kugawa kwa macho kama vile Kategoria (CAT, labda kwa nguvu ya mionzi) na Hue (HUE, kwa urefu wa wimbi la kilele). Nambari ya kumbukumbu (REF) pia inaweza kuwepo.

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

Q: Je, kusudi la kiwango cha Mkondo wa Mbele wa Kilele cha 1.0A ni nini ikiwa Mkondo unaoendelea ni 65mA tu?
A: Kiwango cha mkondo wa kilele huruhusu LED kuendeshwa kwa mipigo mifupi sana, yenye nguvu. Hii ni muhimu katika matumizi kama vile kupima umbali (wakati wa safari) au usambazaji wa data ambapo mlipuko mfupi, wenye nguvu wa mwanga wa IR unahitajika kushinda kelele ya mazingira au kusafiri umbali mrefu, bila kuzalisha joto la wastani la kupita kiasi.

Q: Ninawezaje kubaini mkondo salama wa uendeshaji kwa matumizi yangu ikiwa joto la mazingira ni 50°C?
A: Lazima utumie mkunjo wa Kupoteza Nguvu dhidi ya Joto la Mazingira. Tafuta sehemu kwenye mkunjo inayolingana na 50°C ili kubaini nguvu ya juu inayoruhusiwa ya kupoteza (P_d(max)) kwa joto hilo. Kisha, kwa kutumia voltage ya kawaida ya mbele (V_F) kwa mkondo unayotaka, hesabu mkondo wa juu salama: I_F(max)= P_d(max)/ V_F. Daima jumuisha ukingo wa usalama.

Q: Je, naweza kutumia LED hii kwa udhibiti wa mbali wa TV?
A> Ingawa inatoa kwa urefu sahihi wa wimbi (940nm ni kawaida kwa udhibiti wa mbali), nguvu yake ya mionzi kwa 20mA (1.5 mW/sr kwa kawaida) inaweza kuwa ya chini kuliko LED maalum za udhibiti wa mbali, ambazo mara nyingi huendeshwa kwa nguvu zaidi au zina optics tofauti kwa masafa marefu. Inaweza kufanya kazi kwa udhibiti wa mbali wa masafa mafupi, lakini kwa umbali wa kawaida wa chumba cha kuishi, sehemu iliyobainishwa hasa kwa pato la juu inaweza kuwa inafaa zaidi.

Q: Kwa nini utaratibu wa uhifadhi na baking ni maalum sana?
A> Kifurushi cha plastiki cha SMD kinaweza kunyonya unyevu kutoka hewani. Wakati wa mchakato wa joto la juu wa kuuza ya reflow, unyevu huu ulionyonywa unaweza kugeuka haraka kuwa mvuke, na kuunda shinikizo la ndani ambalo linaweza kuvunja kifurushi au kuvunja die (\"popcorning\"). Utaratibu uliodhibitiwa wa uhifadhi na baking ni kiwango cha tasnia (kulingana na viwango vya JEDEC MSL) ili kuondoa unyevu huu kwa usalama kabla ya kuuza.

10. Kanuni za Uendeshaji na Mazingira ya Teknolojia

10.1 Kanuni ya Msingi ya Uendeshaji

Diode inayotoa Mwanga wa Infrared (IR LED) hufanya kazi kwa kanuni ya electroluminescence katika makutano ya p-n ya semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni kutoka kwa nyenzo za aina-n na mashimo kutoka kwa nyenzo za aina-p huingizwa kwenye eneo la makutano. Wakati wabebaji hawa wa malipo wanajiunga tena, wanatoa nishati. Katika semiconductor ya GaAlAs, nishati hii hutolewa hasa kama fotoni katika wigo wa infrared (karibu 940nm). Urefu maalum wa wimbi umebainishwa na nishati ya bandgap ya nyenzo ya semiconductor, ambayo imeundwa kwa kurekebisha uwiano wa alumini hadi gallium kwenye kioo.

10.2 Jukumu katika Mifumo ya Optoelectronic

Katika mfumo wa kawaida wa kugundua, IR67-21C/TR8 hufanya kazi kama chanzo cha ishara hai. Mwanga wake ama unapokelewa moja kwa moja na kigunduzi (kwa kugundua usambazaji), unaakisiwa kutoka kwa lengo (kwa kugundua karibu/akisi), au unakatizwa na kitu (kwa kugundua kuvunja mwanga). Kigunduzi hubadilisha mwanga wa IR uliobadilishwa au uliokatizwa kuwa ishara ya umeme kwa usindikaji. Urefu wa wimbi wa 940nm ni bora kwa sababu hauwezi kuonekana na jicho la mwanadamu, huzuia usumbufu kutoka kwa mwanga wengi unaoonekana wa mazingira, na inalingana na eneo la usikivu wa juu la vifaa vya kugundua vya silicon vya bei nafuu huku ikiwa chini ya hatari ya kunyonywa na hewa na nyenzo za kawaida ikilinganishwa na urefu wa wimbi mrefu wa IR.

10.3 Mienendo na Mazingira ya Tasnia

Maendeleo ya LED za infrared za SMD kama IR67-21C/TR8 yanaendeshwa na kupunguzwa kwa ukubwa na otomatiki ya usakinishaji wa vifaa vya umeme. Mwelekeo ni kuelekea alama ndogo za kifurushi, nguvu ya juu ya mionzi kwa kila kitengo cha eneo, utendakazi bora wa joto, na kugawa kwa ukali kwa utendakazi thabiti. Pia kuna utafiti unaoendelea kwenye nyenzo mpya za semiconductor (kama InGaN kwenye silicon kwa bendi tofauti za IR) na suluhisho zilizounganishwa zinazochanganya kiendeshi cha LED, sensor, na usindikaji wa ishara katika moduli moja (kwa mfano, moduli za sensor za karibu). Mahitaji ya vipengele vya IR vinavyotegemeka, vya bei nafuu yanaendelea kukua kwa upanuzi wa Internet of Things (IoT), kugundua kwa magari (kwa mfano, ufuatiliaji ndani ya gari), na otomatiki ya viwanda.