IR Verici ve Dedektör LTE-C9511-E Veri Sayfası - 940nm Dalga Boyu - 20mA İleri Akım - 1.5V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

Bu belge, güvenilir kızılötesi yayılım ve algılama gerektiren uygulamalar için tasarlanmış ayrık bir kızılötesi bileşenin özelliklerini detaylandırır. Cihaz, çeşitli optoelektronik sistemler için uygun olan 940nm tepe dalga boyuna sahip, yüzeye montaj bir bileşendir.

1.1 Özellikler

• RoHS ve Yeşil Ürün standartlarına uyumludur.
• Otomatik montaj için 7" çapında makaralarda 8mm şerit içinde paketlenmiştir.
• Otomatik yerleştirme ekipmanları ve kızılötesi reflow lehimleme işlemleri ile uyumludur.
• Standart EIA paket ayak izi.
• 940nm tepe yayılım dalga boyu (λp).
• Üstten görünümlü lensli, şeffaf plastik kapsülleme.
• Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 3.

1.2 Uygulamalar

• Uzaktan kumanda üniteleri için kızılötesi verici.
• Yakınlık algılama, veri iletimi veya güvenlik alarmları için PCB'ye monte kızılötesi sensör.

2. Dış Boyutlar

Bileşen, standart bir yüzeye montaj cihazı (SMD) paket şekline uyar. Aksi belirtilmedikçe, tüm temel boyutlar veri sayfası çizimlerinde ±0.15mm standart toleransla verilmiştir. Paket, baskılı devre kartları üzerinde güvenilir yerleştirme ve lehimleme için tasarlanmıştır.

3. Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (TA) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):100 mW
• Tepe İleri Akım (IFP):1 A (darbe koşullarında: 300 pps, 10μs darbe genişliği)
• DC İleri Akım (IF):50 mA
• Ters Gerilim (VR):5 V
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-55°C ila +100°C
• Kızılötesi Reflow Lehimleme Koşulu:10 saniye için maksimum 260°C tepe sıcaklığı.

4. Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Tipik performans parametreleri, belirtilen test koşullarında TA=25°C'de ölçülmüş olup, beklenen çalışma davranışını sağlar.

• Işıma Şiddeti (I_E):I_F= 20mA'de 4.0 (Min), 6.0 (Tip) mW/sr.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_Tepe):I_F= 20mA'de 940 nm (Tip).
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):I_F= 20mA'de 50 nm (Tip).
• İleri Gerilim (V_F):I_F= 20mA'de 1.2 (Tip), 1.5 (Maks) V.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'de 10 μA (Maks).
• Görüş Açısı (2θ_1/2):20 (Min), 25 (Tip) derece. θ_1/2, ışıma şiddetinin eksenel değerin yarısı olduğu eksen dışı açıdır.

4.1 Bin Kod Listesi

Cihazlar, uygulama tasarımında tutarlılığı sağlamak için 20mA'de ölçülen Işıma Şiddetine göre gruplara ayrılır.

• Bin Kodu K:4 ila 6 mW/sr
• Bin Kodu L:5 ila 7.5 mW/sr
• Bin Kodu M:6 ila 9 mW/sr
• Bin Kodu N:7 ila 10.5 mW/sr

5. Tipik Performans Eğrileri

Aşağıdaki eğriler, devre tasarımı için daha derin bir anlayış sağlayarak, cihazın çeşitli koşullar altındaki davranışını gösterir.

5.1 Spektral Dağılım

Spektral çıkış eğrisi, 940nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş ve tipik 50nm yarı genişliğe sahip dalga boyları boyunca göreceli ışıma şiddetini gösterir; bu, kızılötesi ışığın spektral saflığını tanımlar.

5.2 İleri Akım - İleri Gerilim

Bu IV eğrisi, uygulanan ileri akım ile cihaz üzerindeki ortaya çıkan gerilim düşüşü arasındaki ilişkiyi tasvir eder; bu, gerekli sürücü gerilimi ve güç dağılımını belirlemek için çok önemlidir.

5.3 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı

Bu grafik, ortam sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın düşürülmesini gösterir; bu, termal yönetim ve güvenilirlik için esastır.

5.4 Göreceli Işıma Şiddeti - İleri Akım

Optik çıkış gücünün artan sürücü akımı ile nasıl ölçeklendiğini gösterir; bu, istenen parlaklık/şiddet için uygun akım ayarını optimize etmeye yardımcı olur.

5.5 Göreceli Işıma Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Bağlantı sıcaklığı yükseldikçe optik çıkıştaki tipik düşüşü gösterir; bu, değişen termal ortamlarda çalışan uygulamalar için önemli bir husustur.

5.6 Işıma Deseni Diyagramı

Yayılan kızılötesi radyasyonun açısal dağılımını temsil eden bir kutupsal çizimdir; 25 derecelik tipik görüş açısı ile karakterize edilir. Bu, yayılım konisini tanımlar ve vericiyi bir dedektörle hizalamak için hayati öneme sahiptir.

6. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

6.1 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Doğru lehim bağlantısı oluşumu, mekanik stabilite ve reflow işlemi sırasında termal rahatlama sağlamak için önerilen PCB lehim pedi boyutları sağlanmıştır.

6.2 Şerit ve Makara Paket Boyutları

Ayrıntılı çizimler, standart SMD montaj ekipmanları ile uyumlu taşıyıcı şerit boyutlarını, yuva aralıklarını ve makara özelliklerini belirtir.

• Makara çapı: 7 inç.
• Makara başına miktar: 1500 adet.
• Paketleme, ANSI/EIA 481-1-A-1994 özelliklerine uygundur.

7. Montaj ve Kullanım Kılavuzları

7.1 Depolama Koşulları

Nem Hassasiyet Seviyesi 3 derecelendirmesi nedeniyle, belirli depolama protokollerine uyulmalıdır. Nem alıcılı, fabrika kapalı paketler, 30°C altında ve %90 RH altında saklanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Açıldıktan sonra, bileşenler 30°C altında ve %60 RH altında saklanmalı ve ideal olarak bir hafta içinde reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Orijinal torbanın dışında uzun süreli depolama, nem alıcılı bir kuru dolap veya kapalı kap gerektirir. Bir haftadan fazla saklanan bileşenler, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirilmelidir (baking) \"patlamış mısır\" hasarını önlemek için.

7.2 Temizlik

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, sadece izopropil alkol (IPA) gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Sert veya agresif kimyasal temizleyicilerden kaçınılmalıdır.

7.3 Lehimleme Önerileri

Cihaz, kızılötesi reflow lehimleme ile uyumludur. JEDEC uyumlu bir sıcaklık profili önerilir.

• Reflow Lehimleme:Maksimum 10 saniye için maksimum 260°C tepe sıcaklığı (en fazla iki reflow döngüsü).
• El Lehimlemesi (Havya):Ped başına maksimum 3 saniye için maksimum 300°C uç sıcaklığı.

Kesin profil, belirli PCB tasarımı, lehim pastası ve kullanılan fırın için karakterize edilmelidir.

7.4 Sürücü Devre Tasarımı

Bir kızılötesi yayan diyot (IRED), akım kontrollü bir cihaz olduğundan, kararlı çalışma için seri bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. Önerilen devre konfigürasyonu (Devre A), birden fazla cihaz bir gerilim kaynağına paralel bağlansa bile, her bir IRED ile seri olarak ayrı bir direnç yerleştirir. Bu, tek tek dirençler olmadan basit bir paralel bağlantıda (Devre B) oluşabilecek parlaklık değişimlerini önleyerek, tüm cihazlarda tekdüze akım dağılımı ve tutarlı ışıma şiddeti sağlar.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu bileşen, genel amaçlı kızılötesi uygulamalar için tasarlanmıştır. 940nm dalga boyu, birçok plastikten yüksek geçirgenliği ve düşük görünürlüğü nedeniyle uzaktan kumanda sistemleri için idealdir. Ayrıca, tüketici elektroniği, ofis ekipmanları ve temel endüstriyel kontrollerde kısa mesafeli veri bağlantıları, nesne algılama ve yakınlık algılama için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

• Optik Hizalama:25 derecelik görüş açısı, optimum sinyal gücü için verici ile karşılık gelen fotodedektör (örneğin, fototransistör veya fotodiyot) arasında dikkatli bir mekanik hizalama gerektirir.
• Akım Ayarı:Temel parametreleri test etmek için önerilen 20mA DC ileri akımda veya altında çalıştırın. Gerekli ışıma şiddeti için uygun akımı seçmek üzere performans eğrilerini kullanın; güç dağılımı ve termal etkileri göz önünde bulundurun.
• Ortam Işığı Bağışıklığı:
• Bir algılama sisteminin parçası olarak kullanıldığında, güneş ışığı veya akkor ampuller gibi ortam ışık kaynaklarından gelen paraziti engellemek için modüle edilmiş IR sinyallerinin ve karşılık gelen filtrelenmiş dedektörlerin kullanımını düşünün.
• Termal Yönetim:Uzun vadeli güvenilirliği korumak için, özellikle maksimum değerlere yakın veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışıyorsanız, PCB düzeninin yeterli termal rahatlamayı sağladığından emin olun.

8.3 Çalışma Prensibi

Cihaz, bir kızılötesi ışık yayan diyot (LED) olarak işlev görür. İleri geriliminden (V_F) daha yüksek bir ileri öngerilim gerilimi uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken bağlantıda yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. Belirli yarı iletken malzemeler (örneğin, GaAs), insan gözüyle görülemeyen ancak silikon tabanlı fotodedektörler tarafından algılanabilen kızılötesi spektrumda (940nm) foton üretmek için seçilir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Işıma Şiddeti ile Işık Şiddeti Arasındaki Fark Nedir?

Işıma Şiddeti (mW/sr cinsinden ölçülür), kızılötesi spektrumda birim katı açı başına yayılan optik güçtür. Işık Şiddeti (kandela cinsinden ölçülür), insan gözünün hassasiyeti ile ağırlıklandırılır ve bu görünmez kızılötesi kaynak için geçerli değildir.

9.2 Bu IRED'i doğrudan bir mikrodenetleyici GPIO pininden sürebilir miyim?

Hayır. Bir mikrodenetleyici pini tipik olarak 20mA'yi güvenilir şekilde sağlayamaz ve akım regülasyonundan yoksundur. IRED'e kararlı, kontrollü bir akım sağlamak için veri sayfasında gösterildiği gibi, her zaman seri bir akım sınırlayıcı dirençli bir sürücü devresi (transistör gibi) kullanın.

9.3 Depolama koşulu neden bu kadar özel (MSL 3)?

Plastik paketleme, havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşabilir, iç basınç oluşturabilir ve potansiyel olarak katman ayrılmasına veya çatlaklara (\"patlamış mısır\" etkisi) neden olabilir. MSL derecelendirmesi ve pişirme talimatları bu arıza modunu önler.

9.4 Doğru seri direnç değerini nasıl seçerim?

Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Örneğin, 5V besleme, tipik V_F= 1.2V ve istenen I_F= 20mA için: R = (5 - 1.2) / 0.02 = 190 Ohm. Güç değerini (P = I²R) göz önünde bulundurarak en yakın standart direnç değerini seçin.