LTE-2872U IR Emitter Veri Sayfası - 5mm Paket - 1.6V İleri Gerilim - 940nm Dalga Boyu - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

LTE-2872U, algılama ve tespit uygulamalarında güvenilir çalışma için tasarlanmış yüksek performanslı bir kızılötesi (IR) emisyon diyotudur. Temel işlevi, insan gözüyle görülemeyen ancak elektronik tespit sistemleri için ideal olan 940 nanometre tepe dalga boyunda kızılötesi ışık yaymaktır. Veri sayfasında vurgulanan birincil uygulama, bileşenin UL onayına sahip olduğu duman dedektörleridir; bu da kritik yaşam güvenliği ekipmanları için güvenilirliğini ve güvenliğini vurgular. Cihaz, düşük maliyetli, şeffaf plastik uç bakışlı bir pakette sunulur ve yönlülüğü ve algılama doğruluğunu artıran dar bir ışın deseni sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

LTE-2872U serisinin temel avantajları, özel tasarım seçimlerinden kaynaklanmaktadır. Mekanik ve spektral olarak LTR-3208 serisindeki eş fototransistörlerle eşleştirilmiştir; bu da yaygın olarak yuvalı tip sensörlerde (örn., yazıcılarda kağıt tespiti, nesne algılama) kullanılan emiter-dedektör çiftlerinde optimum performansı garanti eder. Bu eşleştirme tasarımı basitleştirir ve sinyal bütünlüğünü iyileştirir. Dar ışın özelliği, daha küçük bir alanda yoğunluğu artırarak hizalanmış sistemlerde sinyal-gürültü oranını iyileştirir. Galyum Arsenür (GaAs) substratı üzerinde Galyum Alüminyum Arsenür (GaAlAs) pencere katmanı kullanımı, verimli IR emisyonu için standart bir teknolojidir. Birincil hedef pazar, sağlam, düşük maliyetli kızılötesi algılama gerektiren endüstriyel ve tüketici elektroniği olup, duman tespit sistemlerinde sertifikalı bir niş pazara sahiptir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Veri sayfası, devre tasarımı ve güvenilirlik değerlendirmesi için kritik olan mutlak maksimum değerleri ve detaylı elektriksel/optik özellikleri sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Cihaz 250 mW'a kadar güç dağıtabilir. Sürekli ileri akım 150 mA olarak derecelendirilmiştir, ancak darbe koşullarında (300 pps, 10 µs darbe genişliği) 3 A'lık çok daha yüksek bir tepe ileri akıma izin verilir; bu da yüksek yoğunluklu kısa patlamaları sürmek için kullanışlıdır. Maksimum ters gerilim 5 V'dur, bu da diyotun ters öngerilime sınırlı toleransını gösterir. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila +85°C'dir ve depolama -55°C ila +100°C arasında olabilir, bu da onu zorlu ortamlar için uygun kılar. Lehimleme sıcaklığı, paket gövdesinden 1.6mm mesafede 5 saniye boyunca 260°C olarak belirtilmiştir ve montaj süreçleri için rehberlik sağlar.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Parametreler, standart bir ileri akımda (I_F) 20 mA ve ortam sıcaklığında (T_A) 25°C'de test edilir. İleri gerilim (V_F) tipik olarak 1.2V ila 1.6V arasında değişir. Ters akım (I_R), ters gerilimde (V_R) 5V'da maksimum 100 µA'dır. Tepe emisyon dalga boyu (λ_Tepe) 940 nm'dir ve yarım genişlik olarak tanımlanan spektral bant genişliği (Δλ) 50 nm'dir. Görüş açısı (2θ_1/2) 16 derecedir ve dar ışın spesifikasyonunu doğrular.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LTE-2872U, tutarlı optik performans gerektiren uygulamalar için çok önemli olan ışıma çıkışı için titiz bir sınıflandırma sistemi kullanır. İki temel parametre sınıflandırılır: Açıklık Işıma İnsidansı (E_e, mW/cm² cinsinden) ve Işıma Şiddeti (I_E, mW/sr cinsinden).

3.1 Işıma Çıkışı Sınıflandırması

Veri sayfası, hem E_ehem de I_Eiçin birden fazla sınıf (A, B, C, D1, D2, D3, D4) listeler. Sınıflar, optik gücün sıralanmış aralıklarını temsil eder. Örneğin, Işıma Şiddeti için A Sınıfı tipik olarak 3.31 ila 7.22 mW/sr aralığına sahipken, D4 Sınıfı 17.17 mW/sr'den başlar. Bu, tasarımcıların uygulamaları için gereken kesin çıkış seviyesine sahip bir bileşeni seçmelerine olanak tanır, böylece gereksiz özellik belirtmeden yeterli sinyal gücü sağlanır. Daha yüksek sınıf numaraları genellikle daha yüksek verimlilik veya çıkış cihazlarına karşılık gelir. Tasarımcılar, gerekli performansı garanti etmek için sipariş verirken belirli sınıf kodlarına danışmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren birkaç tipik karakteristik eğri içerir.

4.1 Spektral Dağılım

Şekil 1, spektral dağılımı gösterir ve 940 nm'de keskin bir tepe noktasına sahiptir, yukarıda belirtilen 50 nm yarım genişlikle. Bu eğri, eşleştirilmiş dedektörün (LTR-3208 gibi) spektral hassasiyeti ile uyumluluğu sağlamak için hayati öneme sahiptir.

4.2 İleri Akım - İleri Gerilim

Şekil 3, IV (Akım-Gerilim) karakteristiğini gösterir. Bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, tasarımcıların istenen çalışma akımı için gerekli sürücü gerilimini belirlemesine olanak tanır; bu da akım sınırlayıcı devre tasarımı için esastır.

4.3 Bağıl Işıma Şiddeti - İleri Akım

Şekil 5, optik çıkışın (ışıma şiddeti) tipik çalışma aralığında ileri akımla neredeyse doğrusal olduğunu gösterir. Bu doğrusallık, ışık çıkışının modülasyonunu ve kontrolünü basitleştirir.

4.4 Bağıl Işıma Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Şekil 4, termal etkileri anlamak için kritiktir. Işıma şiddetinin ortam sıcaklığı arttıkça azaldığını gösterir. Bu güç azaltma, özellikle üst sınır (+85°C) yakınında, yeterli sinyal marjını sağlamak için tam sıcaklık aralığında çalışacak şekilde tasarlanan sistemlerde dikkate alınmalıdır.

4.5 Işıma Diyagramı

Şekil 6, kutupsal bir ışıma deseni sağlar ve 16 derecelik görüş açısını görsel olarak doğrular. Desen, yayılan kızılötesi ışığın açısal dağılımını gösterir; bu da optik hizalama ve etkin algılama alanını anlamak için önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, standart 5mm radyal bacaklı bir paket (genellikle T-1¾ olarak anılır) kullanır. Ana boyutlar gövde çapı, bacak aralığı ve toplam uzunluğu içerir. Çizim, bacak aralığının bacakların paketten çıktığı yerde ölçüldüğünü belirtir. Flanş altındaki reçine çıkıntısı maksimum 1.5mm olarak belirtilmiştir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar ±0.25mm standart toleransa sahiptir.

5.2 Polarite Tanımlama

Bu paketteki standart bir IR emiter için, genellikle daha uzun bacak anot (pozitif), daha kısa bacak katot (negatif) olur. Paket kenarındaki düz taraf da katot tarafını gösterebilir. Tasarımcılar, ters bağlantıyı önlemek için montaj sırasında bunu doğrulamalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Veri sayfası, yarıiletken ekleme ve plastik pakete termal hasarı önlemek için lehimleme konusunda özel talimatlar sağlar.

6.1 El veya Dalga Lehimleme

Mutlak maksimum değer, bacakların 260°C'de maksimum 5 saniye lehimlenebileceğini, lehim noktasının paket gövdesinden en az 1.6mm (.063\") uzakta olması koşuluyla belirtir. Bu mesafe, ısının paketin içindeki hassas bileşenlere ulaşmadan önce bacak boyunca dağılmasına olanak tanır. Lehim bağlantısı ile gövde arasındaki bacak üzerinde bir ısı emici kelepçe kullanmak önerilen bir uygulamadır.

6.2 Depolama Koşulları

Depolama sıcaklığı aralığının (-55°C ila +100°C) ötesinde açıkça detaylandırılmamış olsa da, nem hassas cihazları kuru bir ortamda veya nem bariyerli torbalarda desikant ile saklamak standart bir uygulamadır; bu bileşen öncelikle delikli montaj için olsa da, yeniden akış lehimleme sırasında \"patlamış mısır\" etkisini önlemek için.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Duman Dedektörleri:UL onayı, onu birincil bir seçim haline getirir. Fotoelektrik duman dedektörlerinde, duman partiküllerinin IR ışınını emitörden bir fotodedektöre saçtığı yerlerde kullanılır.
• Nesne/Yuva Algılama:Bir nesnenin varlığını veya yokluğunu (yazıcıda kağıt, otomat makinelerinde para) tespit etmek için bir boşluk boyunca eşleştirilmiş bir fototransistör (örn., LTR-3208) ile eşleştirilir.
• Yakınlık Algılama:Mesafeyi veya varlığı ölçmek için yansıyan IR ışığının tespit edildiği sistemlerde kullanılır.
• Endüstriyel Otomasyon:Sayma, konumlandırma ve kesintili ışın güvenlik perdeleri için.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:İleri akımı istenen değere (örn., ölçümler için 20 mA) sınırlamak için her zaman seri bir direnç kullanın. Direnç değerini R = (V_besleme- V_F) / I_F.
• formülünü kullanarak hesaplayın.Termal Yönetim:_FSıcaklıkla birlikte çıkıştaki düşüşü hesaba katın (bkz. Şekil 4). Yüksek sıcaklık veya yüksek akım çalışması için, güç dağılımının (I_F* V
• ) 250 mW'ı aşmadığından emin olun ve güç azaltmayı düşünün.Optik Hizalama:
• Dar 16 derecelik ışın, optimum sinyal gücü için dedektörle hassas mekanik hizalama gerektirir.Elektriksel Gürültü:

Darbe çalışması için, hızlı sürücü devresi kullanın ve hassas dedektör devrelerini etkilemesini önlemek için elektromanyetik parazite karşı koruma düşünün.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Veri sayfasında doğrudan bir rakip karşılaştırması olmasa da, LTE-2872U'nun temel farklılaştırıcıları çıkarılabilir. Birincil avantajı, LTR-3208 fototransistör serisiyle garanti edilen eşleştirmedir; bu da tasarım belirsizliğini azaltır. Birden fazla çıkış sınıfının mevcudiyeti, maliyet-performans optimizasyonuna olanak tanır. Dar görüş açısı, tüm IR emitörlerinde bulunmayan özel bir özelliktir; daha geniş açılı emitörler belirli bir noktada daha az yoğunluk sağlar ancak daha geniş bir alanı kapsar. Duman dedektörleri için UL sertifikasyonu, tüm IR LED'lerin sahip olmadığı önemli bir niteliktir ve düzenlenmiş bir pazara kapı açar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
S1: Farklı sınıfların (A, B, C, D1, vb.) amacı nedir?

C1: Sınıflar, LED'leri ölçülen ışıma çıkışlarına (şiddet) göre kategorize eder. Bu, uygulamanız için gereken minimum çıkışı güvenilir bir şekilde karşılayan bir bileşeni seçmenize olanak tanır. Daha yüksek bir sınıf kullanmak daha güçlü bir sinyal sağlar ancak biraz daha pahalı olabilir.
S2: Bu LED'i doğrudan 5V besleme ile sürebilir miyim?

C2: Hayır. Tipik ileri gerilim 1.2-1.6V'dur. Doğrudan 5V'a bağlamak aşırı akıma neden olur ve LED'i tahrip eder. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız.
S3: Neden çıkış yüksek sıcaklıklarda düşer?

C3: Bu, yarıiletken ışık kaynaklarının temel bir özelliğidir. Artan sıcaklık, yarıiletken malzeme içindeki radyasyonsuz yeniden birleşmeyi artırır ve ışık üretiminin (elektrolüminesans) verimliliğini azaltır.
S4: \"Spektral olarak eşleştirilmiş\" ne anlama gelir?

C4: Bu, emitörün tepe emisyon dalga boyunun (940nm), belirtilen fototransistör dedektörünün tepe spektral hassasiyet dalga boyuyla yakından uyumlu olduğu anlamına gelir. Bu, dedektörün \"görebildiği\" ve elektrik sinyaline dönüştürebildiği yayılan ışık miktarını maksimize eder.

10. Pratik Tasarım Vaka ÇalışmasıSenaryo: Bir Yazıcı için Kağıt Bitti Sensörü Tasarımı.Yaygın bir uygulama, tepside kağıt olmadığını tespit etmektir. Bir LTE-2872U IR emiter, kağıt yolunun bir tarafına yerleştirilir ve bir LTR-3208 fototransistör tam karşısına yerleştirilir. Kağıt olduğunda, IR ışınını bloke eder ve fototransistör çıkışı düşük olur (veya devre yapılandırmasına bağlı olarak yüksek). Kağıt olmadığında, ışın dedektöre ulaşır ve çıkış durumunu değiştirir.Tasarım Adımları:_F1) Yeterli sinyal marjı için uygun bir sınıf seçin (örn., C Sınıfı). 2) Sürücü devresini tasarlayın: Bir mikrodenetleyici GPIO pini kullanın. 3.3V besleme ve 20 mA hedef I

ile, R = (3.3V - 1.4V) / 0.02A = 95Ω hesaplayın. Standart 100Ω direnç kullanın. 3) Dedektör devresini tasarlayın: Fototransistörü, dijital bir sinyal oluşturmak için bir yukarı çekme direnci ile ortak emitör konfigürasyonunda bağlayın. 4) Emiter ve dedektörün kağıt yolu boyunca hassas hizalanmasını sağlamak için tutucuyu mekanik olarak tasarlayın, dar 16 derecelik ışını hassas kenar tespiti için kullanın.

11. Çalışma Prensibi Giriş

LTE-2872U, kızılötesi spektrumda çalışan bir ışık yayan diyottur (LED). Temel prensibi, bir yarıiletken p-n ekleminde elektrolüminesanstır. İleri bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler eklem bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. Bu özel malzeme sisteminde (GaAlAs/GaAs), açığa çıkan enerji yaklaşık 940 nm dalga boyuna sahip bir fotonla ilişkilidir; bu da yakın kızılötesi bölgededir. Dar ışın, yarıiletken çipin geometrisi ve şeffaf plastik kubbe paketin mercek etkisiyle sağlanır; bu da yayılan ışığı paralel hale getirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam