LTE-1252 IR Verici ve Dedektör Veri Sayfası - 940nm Dalga Boyu - 100mA İleri Akım - 1.53V Tipik İleri Gerilim - 5.0x3.8x3.5mm Paket - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakış

LTE-1252, geniş bir optoelektronik uygulama yelpazesi için tasarlanmış ayrık bir kızılötesi (IR) verici bileşenidir. 940nm tepe emisyon dalga boyunda çalışır ve görünür ışığın istenmediği ortamlarda kullanıma uygundur. Cihaz, geniş bir görüş açısı sunan şeffaf plastik paketle inşa edilmiştir ve yüksek ışıma yoğunluğu ile yüksek akım, düşük ileri gerilim çalışmasına uygunluğu ile karakterize edilir.

1.1 Temel Özellikler

• Kurşun (Pb) içermeyen ve RoHS uyumlu yapı.
• Yüksek akım ve düşük ileri gerilim çalışması için optimize edilmiştir.
• Düşük maliyetli minyatür plastik uç bakışlı paket.
• Geniş kapsama için geniş görüş açısı.
• Yüksek ışıma yoğunluğu çıkışı.
• Şeffaf, saydam paket.

1.2 Hedef Uygulamalar

• Uzaktan kumanda üniteleri için kızılötesi vericiler.
• Yakınlık veya nesne algılama için sensör sistemleri.
• Güvenlik sistemlerinde gece görüş aydınlatması.
• IR kablosuz veri iletim bağlantıları.
• Güvenlik alarm sistemleri.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, LTE-1252 IR vericisi için belirtilen temel elektriksel ve optik parametrelerin detaylı, objektif bir yorumunu sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):150 mW. Bu, cihazın 25°C ortam sıcaklığında (TA) ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür. Bu limitin aşılması termal hasar riski taşır.
• Tepe İleri Akımı (IFP):1 A. Bu, belirli koşullar altında (saniyede 300 darbe, 10μs darbe genişliği) izin verilen maksimum darbe akımıdır. Sürekli akım değerinden önemli ölçüde yüksektir ve kısa, yüksek yoğunluklu patlamalara izin verir.
• Sürekli İleri Akım (IF):100 mA. Cihaza zarar vermeden sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akım.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters yönde uygulanabilecek maksimum gerilim. Veri sayfası açıkça bu durumun sadece test için olduğunu ve cihazın ters çalışma için tasarlanmadığını belirtir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C. Cihazın çalışması için belirtilen ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-55°C ila +100°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığı.
• Bacak Lehimleme Sıcaklığı:Gövdeden 2.0mm ölçülen noktada 5 saniye için 260°C. Bu, el lehimleme termal profil limitini tanımlar.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, TA=25°C'de ve belirtilen test koşulları altında ölçülen tipik ve garanti edilen performans parametreleridir.

• Işıma Yoğunluğu (Ie):IF=100mA, θ=0°'de 40 mW/sr (Min), 70 mW/sr (Tip). Bu, merkez eksen boyunca birim katı açı başına yayılan optik gücü ölçer ve parlaklığı gösterir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λTepe):IF=100mA'de 940 nm (Tip). Yayılan optik gücün maksimum olduğu dalga boyu.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):IF=100mA'de 54 nm (Tip). Bu parametre spektral bant genişliğini tanımlar; 54nm değeri, yayılan ışığın monokromatik olmadığını, tepe noktası etrafında bir dizi dalga boyunu kapsadığını gösterir.
• İleri Gerilim (VF):IF=100mA'de 1.30V (Min), 1.53V (Tip), 1.83V (Maks). Belirtilen ileri akım iletildiğinde cihaz üzerindeki gerilim düşüşü. Daha düşük VF genellikle daha yüksek verimliliğe yol açar.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de 100 μA (Maks). Belirtilen ters gerilim uygulandığında akan küçük sızıntı akımı.
• Yarı Değer Açısı (θ0.5):40° (Tip). Işıma yoğunluğunun 0°'deki değerinin yarısına düştüğü görüş açısı. 40° açı, makul ölçüde geniş bir emisyon deseni sağlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

Tipik karakteristik eğriler, değişen koşullar altında cihaz davranışına görsel bir bakış sağlar.

3.1 Spektral Dağılım (Şekil.1)

Eğri, göreceli ışıma yoğunluğunu dalga boyunun bir fonksiyonu olarak gösterir. 940nm'deki tepeyi ve spektral yarı genişliği doğrular ve vericinin öncelikle 880nm ila 1000nm aralığında kızılötesi ışık çıkışı verdiğini gösterir.

3.2 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı (Şekil.2)

Bu grafik, ortam sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum ileri akımın düşürülmesini tasvir eder. Cihazın güvenli çalışma alanı (SOA) içinde çalışmasını sağlamak için termal yönetim tasarımında çok önemlidir.

3.3 İleri Akım - İleri Gerilim (Şekil.3)

IV eğrisi, bir diyot için tipik olan akım ve gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, tasarımcıların istenen bir çalışma akımı için gerekli sürücü gerilimini belirlemesine olanak tanır.

3.4 Göreceli Işıma Yoğunluğu - Ortam Sıcaklığı (Şekil.4) ve - İleri Akım (Şekil.5)

Şekil 4, sabit bir akım için optik çıkışın sıcaklık arttıkça nasıl azaldığını gösterir. Şekil 5, çıkışın ileri akım arttıkça neredeyse doğrusal olarak arttığını gösterir ve LED'lerin akım kontrollü doğasını vurgular.

3.5 Işıma Diyagramı (Şekil.6)

Bu kutupsal çizim, yayılan ışığın uzaysal dağılımını görsel olarak temsil eder, 40° yarı değer açısını doğrular ve yoğunluk desenini gösterir; bu, vericiyi bir dedektörle hizalamak için önemlidir.

4. Mekanik ve Paket Bilgileri

4.1 Boyutlar

Cihaz, aşağıdaki ana boyutlara (mm cinsinden, nominal) sahip bir delikli montaj paketi kullanır:

• Toplam Uzunluk: 24.0 MIN
• Gövde Genişliği: 5.0 ±0.3
• Gövde Yüksekliği: 3.8 ±0.3
• Lens Çapı/Yüksekliği: 3.5 ±0.3
• Bacak Aralığı: 2.54 NOM (standart 0.1\" aralık)
• Bacak Çapı: 0.5 (flanş altındaki çıkıntılı reçine maks.)

Polarite Tanımlama:Daha uzun bacak anot (+), daha kısa bacak katot (-) 'dur. Diyagram ayrıca lens üzerinde ek bir görsel işaret görevi görebilecek düz bir taraf gösterir.

4.2 Kritik Notlar

• Aksi belirtilmedikçe tolerans ±0.25mm'dir.
• Bacak aralığı, bacakların paket gövdesinden çıktığı yerde ölçülür.
• Üretim yerleri belirtilmiştir.

5. Montaj, Lehimleme ve Kullanım Kılavuzu

5.1 Bacak Şekillendirme ve PCB Montajı

• Bacakları LED lensinin tabanından en az 3mm uzaklıkta bir noktadan bükün.
• Bükme sırasında paket tabanını dayanak noktası olarak kullanmayın.
• Lehimlemeden önce, normal sıcaklıkta bacak şekillendirme yapın.
• Mekanik strese neden olmamak için PCB montajı sırasında minimum sıkıştırma kuvveti kullanın.

5.2 Lehimleme Süreci

El Lehimleme (Havya):

• Sıcaklık: Maks. 350°C.
• Süre: Maks. 3 saniye. (sadece bir kez).
• Pozisyon: Epoksi lens tabanından 2mm'den daha yakın olmamalıdır.

Dalga Lehimleme:

• Ön ısıtma: Maks. 100°C, Maks. 60 saniye.
• Lehim Dalgası: Maks. 260°C.
• Lehimleme Süresi: Maks. 5 saniye.
• Daldırma Pozisyonu: Epoksi lens tabanından 2mm'den daha aşağı olmamalıdır.

Kritik Uyarı:Aşırı sıcaklık veya süre lensi deforme edebilir veya felaket arızasına neden olabilir. IR geri akış, bu delikli montaj paket tipi için uygun DEĞİLDİR.

5.3 Depolama ve Temizleme

• Depolama:30°C veya %70 bağıl nemi aşmayın. Orijinal ambalajından çıkarıldıysa 3 ay içinde kullanın. Uzun süreli depolama için, kurutuculu kapalı bir kap veya nitrojen ortamı kullanın.
• Temizleme:Gerekirse izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın.

6. Uygulama Tasarımı Dikkate Alınması Gerekenler

6.1 Sürücü Devresi Tasarımı

Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. Birden fazla LED'i paralel olarak sürerken tekdüze parlaklık sağlamak için,şiddetle tavsiye edilirher LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlama direnci kullanılmasıdır (Devre Modeli A). Tek bir direncin birden fazla paralel LED için kullanılması (Devre Modeli B), bireysel cihazların ileri gerilimindeki (I-V karakteristiği) değişimler nedeniyle eşit olmayan akım dağılımına ve dolayısıyla eşit olmayan parlaklığa yol açacağından önerilmez.

6.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

Cihaz statik elektrikten kaynaklanan hasara karşı hassastır. Önleyici tedbirler şunları içerir:

• İletken bileklikler veya antistatik eldivenler kullanmak.
• Tüm ekipmanların, çalışma istasyonlarının ve depolama raflarının uygun şekilde topraklanmasını sağlamak.
• Plastik lens üzerindeki statik yükü nötrleştirmek için iyon üfleyiciler kullanmak.
• ESD sertifikalı personel ve statik güvenli çalışma alanları (yüzeyler <100V) muhafaza etmek.

6.3 Uygulama Kapsamı ve Güvenilirlik

Cihaz, sıradan elektronik ekipmanlar (ofis, iletişim, ev) için tasarlanmıştır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalarda (havacılık, tıbbi, güvenlik sistemleri), kullanımdan önce özel danışma ve niteliklendirme gereklidir.

7. Teknik Prensipler ve Trendler

7.1 Çalışma Prensibi

LTE-1252 bir Kızılötesi Yayan Diyot'tur (IRED). Eşik değerini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesinde (muhtemelen GaAs veya AlGaAs malzemesine dayalı) yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. Özel malzeme bileşimi ve cihaz yapısı, fotonları öncelikle insan gözüyle görülemeyen ancak silikon fotodiyotlar ve birçok kamera sensörü tarafından kolayca algılanan 940nm kızılötesi aralığında üretmek için tasarlanmıştır.

7.2 Endüstri Bağlamı ve Trendler

LTE-1252 gibi ayrık IR bileşenler, optoelektronikte temel yapı taşları olmaya devam etmektedir. Bu sektörü etkileyen temel trendler arasında miniaturizasyon, daha yüksek verimlilik (mA başına daha fazla ışıma yoğunluğu) ve sensör entegre devreleriyle daha sıkı entegrasyon için devam eden talep yer alır. Ayrıca çevre düzenlemelerine (RoHS, kurşunsuz) uygun cihazlara artan bir vurgu vardır. 940nm dalga boyu, silikon dedektör hassasiyeti ile 850nm kaynaklara kıyasla daha düşük görünürlük arasında iyi bir denge sunduğu için özellikle popülerdir ve bu da onu güvenlik ve uzaktan kumandalar gibi tüketici uygulamalarında gizli aydınlatma için ideal kılar.

8. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

8.1 Bu IR LED'i doğrudan bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

Hayır. Bir mikrodenetleyici GPIO pini tipik olarak sürekli 100mA sağlayamaz. Gerekli akımı güç kaynağından sağlamak için GPIO tarafından kontrol edilen bir transistör (örn., NPN BJT veya N-kanal MOSFET) anahtar olarak kullanılmalıdır. LED yolunda seri bir akım sınırlama direnci hala gereklidir.

8.2 Seri direnç değeri nasıl hesaplanır?

Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (Vcc - VF) / IF. Örneğin, Vcc=5V besleme, 100mA'de tipik VF=1.53V ile, direnç R = (5 - 1.53) / 0.1 = 34.7 Ohm olacaktır. En yakın standart değeri (örn., 33 veya 39 Ohm) kullanın ve güç değerini kontrol edin: P = (IF)^2 * R = (0.1)^2 * 34.7 ≈ 0.347W, bu nedenle 0.5W veya daha yüksek bir direnç önerilir.

8.3 Ters gerilim değeri neden sadece 5V ve aşarsam ne olur?

IR LED'ler önemli ters gerilimi engellemek için tasarlanmamıştır. 5V değerinin aşılması, ters akımda ani bir artışa, çığ kırılmasına ve yarı iletken bağlantısında kalıcı hasara neden olabilir. Devrenizde doğru polariteyi her zaman sağlayın. AC veya belirsiz polarite durumlarında çift yönlü koruma için harici bir koruma diyotu kullanılmalıdır.

8.4 Veri sayfası 40°'lik bir "yarı değer açısından" bahsediyor. Bu tasarımımı nasıl etkiler?

40° yarı değer açısı, yayılan ışık yoğunluğunun merkezde en güçlü olduğu ve merkez eksenden ±20°'de %50'sine düştüğü anlamına gelir. Vericiyi bir dedektörle (fototransistör gibi) hizalarken, dedektörün bu etkin ışıma konisi içinde olduğundan emin olmalısınız. Daha geniş kapsama için birden fazla vericiye veya bir difüzöre ihtiyaç duyabilirsiniz. Tersine, uzun menzilli, yönlendirilmiş ışınlar için ışığı paralel hale getirmek için bir lens eklenebilir.

9. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

9.1 Basit Nesne Algılama / Kırık Işın Sensörü

Senaryo:Bir nesnenin bir IR verici ile bir dedektör arasından geçtiğini algılayın.

Uygulama:

1. Verici Tarafı:LTE-1252'yi, bölüm 6.1'de açıklandığı gibi bir devre kullanarak 50-100mA sabit akımla sürün. Pil ile çalışma için, güç tasarrufu sağlamak amacıyla LED'i belirli bir frekansta (örn., 1kHz, %50 görev döngüsü) darbeli olarak sürmeyi düşünün.
2. Dedektör Tarafı:Verici ile hizalanmış eşleşen bir fototransistör veya fotodiyot kullanın. Dedektörü vericinin 40° ışıma konisi içine yerleştirin.
3. Sinyal İşleme:Dedektörün çıkışı IR ışık aldığında yüksek olacak ve ışın kesildiğinde düşecektir. Bu sinyali dijitalleştirmek için bir karşılaştırıcı veya mikrodenetleyicinin ADC girişini kullanın. Verici darbeli ise, ortam ışığı gürültüsünü reddetmek için yazılımda bir filtre veya senkron dedeksiyon ekleyin.

Ana Hususlar:Işının yönsel doğası nedeniyle hizalama kritiktir. Ortam güneş ışığı veya diğer IR kaynakları girişime neden olabilir, bu nedenle güvenilir çalışma için modülasyon/demodülasyon teknikleri şiddetle tavsiye edilir. Dedektörün, algılama bölgesinden geçmeden doğrudan serseri ışığa maruz kalmasını engelleyen bir muhafaza kullanın.