تم شرح مواصفات جهاز الإرسال بالأشعة تحت الحمراء: الطول الموجي، الكثافة الإشعاعية، زاوية الرؤية والتيار الأمامي

لماذا "LED الأشعة تحت الحمراء 940 نانومتر" ليست مواصفة

تبدأ معظم طلبات المكونات بطول موجي: 850 نانومتر، 940 نانومتر، 1050 نانومتر. هذا الرقم يصف النطاق الطيفي، وليس الجهاز نفسه. يمكن طلب جهازين ينبثقان كلاهما كـ "LED أشعة تحت حمراء 940 نانومتر" — أحدهما يصدر شعاعًا ضيقًا بكثافة عالية لمستشعر كسر الشعاع، والآخر يصدر ضوءًا واسعًا ومتساويًا لمستقبل جهاز التحكم عن بعد. نفس الطول الموجي، جهاز مختلف.

شركة Jiangmen City Yiyang Infrared Semiconductor Co., Ltd (Yiyang Optoelectronics YY) تصنع صمامات ثنائية باعثة للأشعة تحت الحمراء، ومستقبلات فوتوديود، ووحدات استقبال أجهزة التحكم عن بعد في جيانغمن، قوانغدونغ لأكثر من 13 عامًا، بطاقة إنتاج يومية تصل إلى 600 ألف قطعة وتصدر إلى أكثر من 40 دولة. خلال هذه الفترة، كانت المواصفات التي تتسبب في أكبر قدر من إعادة العمل هي تلك التي تذكر الطول الموجي فقط وتتوقف عنده.

المواصفة الكاملة للبعاث تحتوي على خمسة أجزاء مستقلة، ويجب قراءتها معًا:

1. الطول الموجي الذروي وطول الموجة المركزية — لون الأشعة تحت الحمراء ومدى التحكم الدقيق فيه.
2. شدة الإشعاع — مقدار الطاقة الضوئية التي تخرج من العبوة في الاتجاه الأمامي.
3. زاوية الرؤية — كيف يتم توزيع تلك الطاقة.
4. الجهد الأمامي والتيار الأمامي — ما يجب أن يوفره دائرة القيادة.
5. العبوة والعدسة — الهندسة التي تنتج الأرقام الثلاثة الأولى.

1. الطول الموجي الذروي، الطول الموجي المركزي ورموز التصنيف

لا ينبعث من باعث الأشعة تحت الحمراء طول موجي واحد فقط. بل ينبعث نطاق له ذروة، وعادةً ما تعطي ورقة البيانات كلًا من الطول الموجي الذروي (أعلى نقطة في المنحنى) والطول الموجي المركزي (منتصف نطاق نصف القدرة). بالنسبة لباعث نموذجي 940 نانومتر، يكونان قريبين من بعضهما؛ أما لشريحة حمراء مرئية 660 نانومتر فتختلف بشكل ملحوظ أكثر.

تفصيلان يحددان ما إذا كانت الدفعة المسلمة تعمل كما هو مصمم. يتغير الطول الموجي مع درجة الحرارة والتيار: تتحرك الذروة نحو أطوال موجية أطول مع ارتفاع حرارة الوصلة، عادةً بمعدل 0.2–0.4 نانومتر لكل درجة مئوية لجهاز AlGaAs/GaAlAs. لذلك يجب تحديد فلتر بصري متوافق مع 940 نانومتر باسمه الاسمي مع نطاق تمرير واسع بما يكفي لتغطية الانجراف عبر نطاق درجة التشغيل، وإلا سيفقد النظام الإشارة مع ارتفاع الحرارة. يتفاوت الطول الموجي من رقاقة لأخرى، ولهذا السبب يقوم المصنعون بفرز الأجزاء النهائية ضمن صناديق طول موجي، ولماذا يجب على المشتري تحديد الصندوق بدلاً من الرقم الاسمي فقط. الطلب على "940 نانومتر ±10 نانومتر" هو طلب صندوق؛ أما الطلب على "940 نانومتر" فقط فهو ليس كذلك.

2. شدة الإشعاع والتدفق الإشعاعي

تظهر وحدتان في أوراق بيانات الباعث ولا يمكن استبدالهما ببعضهما.

الرقم المهم لمعظم التصاميم هو الإشعاعية عند الكاشف، والتي تعتمد على شدة الباعث والمسافة والمحاذاة. خطأ شائع في التوريد هو مقارنة باعثين بناءً على شدة الإشعاع فقط. قد يظهر جزء ذو زاوية ضيقة رقم شدة أعلى بكثير من جزء ذو زاوية واسعة بينما يصدران نفس الطاقة الكلية — لأنه يركز تلك الطاقة في مخروط أصغر.

عند التحديد، يجب ذكر شرط القياس. عادةً ما تُذكر شدة الإشعاع عند تيار أمامي محدد (عادة 20 مللي أمبير، 50 مللي أمبير أو 100 مللي أمبير) ودرجة حرارة محددة (عادة 25°C). لا يمكن مقارنة رقم مذكور عند 100 مللي أمبير مع رقم عند 20 مللي أمبير دون الرجوع إلى منحنى التخفيض.

3. زاوية الرؤية: قاعدة نصف الزاوية

تُذكر زاوية الرؤية كـ 2θ½ — ضعف الزاوية التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها على المحور. هذه القاعدة مهمة لأن الجزء الموصوف بـ "30 درجة" هو مخروط ±15°، والطاقة خارج هذا المخروط ليست صفرًا، بل أقل فقط.

تنتج الزاوية من هندسة العدسة في العبوة، لذا الزاوية والشدة هما قراءتان لذات الحقيقة الفيزيائية. عندما يحتاج التصميم إلى إشعاعية محددة عند مسافة وإزاحة معينة، فإن النهج الصحيح هو تحديد الإشعاعية المطلوبة والهندسة، وترك المورد يقترح العبوة — وليس تحديد زاوية ثم اكتشاف أن الشدة خاطئة.

بالنسبة للأجزاء ذات الزاوية الواسعة، تكون الشدة على المحور أقل لكن الطاقة الكلية المنبعثة قد تكون أعلى. في قياس التأكسج النبضي، الهدف هو إضاءة واسعة ومتساوية على نافذة الفوتوديود، وليس شعاعًا موجهًا، ولهذا السبب تُحدد باعثات التأكسج حسب تجانس المنطقة المضاءة وليس حسب زاوية ضيقة.

4. الجهد الأمامي والتيار الأمامي

هاتان القيمتان تحددان دائرة القيادة والميزانية الحرارية.

تنطبق ثلاث قواعد عملية. القيادة النبضية هي الطريقة القياسية لزيادة الإخراج. عادةً ما يقود مرسل التحكم عن بعد LED بتيار عالٍ مع دورة عمل منخفضة، مما يزيد من شدة الإشعاع اللحظية مع الحفاظ على متوسط الطاقة ودرجة حرارة الوصلة مقبولة. يجب أن توضح المواصفة ما إذا كانت الشدة المذكورة تحت ظروف مستمرة أو نبضية. التخفيض مع درجة الحرارة. يقل الحد الأقصى للتيار الأمامي مع ارتفاع درجة حرارة البيئة؛ التصميم الذي يشغل LED بأقصى تيار مقنن عند 25°C سيتجاوز الحد داخل حاوية مغلقة. تفاعل مقاومة السلسلة وتفاوت Vf. إذا اختلف Vf عبر دفعة، فإن قيادة المقاومة البسيطة تنتج تيارات متفاوتة وبالتالي إخراجًا متفاوتًا؛ يقضي محرك التيار الثابت على هذا الاعتماد ولهذا يُفضل لأي تطبيق يتطلب ثبات الإخراج.

5. العبوة، العدسة وشكل السلك

العبوة هي التي تحول خرج الشريحة إلى أرقام الشدة والزاوية المذكورة أعلاه. العائلات القياسية:

هناك عنصران غالبًا ما يُهملان في المواصفات. شكل وطول السلك: غالبًا ما تُزود الباعثات ذات الثقوب بأسلاك ممتدة تُقص أثناء التجميع، ويجب على العميل الذي يحتاج طولًا محددًا أو شكلًا مثنيًا أن يذكر ذلك ضمن الطلب بدلاً من توقع تعديله داخليًا. لون الإيبوكسي: الأجسام الشفافة والمصبوغة الناقلة للأشعة تحت الحمراء قد تمتلك أداء بصريًا متقاربًا جدًا، لذا يكون الاختيار عادة ميكانيكيًا أو تجميليًا — ولكن يجب ذكره، لأن الاثنين غير قابلين للتبادل على مستوى رقم القطعة.

قائمة مراجعة مواصفات باعث الأشعة تحت الحمراء

1. ذكر الطول الموجي الذروي والمركزي مع تحمل الصندوق — مثل 940 نانومتر ±10 نانومتر — وليس الرقم الاسمي فقط.
2. مراعاة انجراف الطول الموجي مع درجة الحرارة مقابل نطاق تمرير أي فلتر بصري في النظام.
3. ذكر شدة الإشعاع مع تيار الاختبار ودرجة الحرارة ليكون من الممكن مقارنة الأرقام بين موردين.
4. تحديد ما إذا كانت القيادة نبضية أو مستمرة للشدة المذكورة، مع دورة العمل إذا كانت نبضية.
5. ذكر زاوية الرؤية كـ 2θ½ وتحويلها إلى الإشعاعية التي سيستقبلها الكاشف فعليًا.
6. ذكر نطاق الجهد الأمامي كحد أقصى وليس القيمة النموذجية فقط، لتصميم دائرة القيادة.
7. تحديد الحد الأقصى للتيار الأمامي ومنحنى التخفيض للحاوية والبيئة المقصودة.
8. ذكر حجم العبوة، نوع الإيبوكسي وشكل السلك كجزء من مواصفة الطلب.
9. تأكيد الامتثال البيئي — RoHS وخالي من الرصاص، مع إشارة إلى تقرير.

مواصفات الباعثات بحيث يعمل العينة الأولى

باعث الأشعة تحت الحمراء هو جهاز يُعرف بخمسة أرقام تتفاعل معًا. الجزء المحدد بطول موجي فقط يترك التصميم البصري للمصادفة، والعينة الأولى هي المكان الذي يصبح فيه ذلك مكلفًا. ذكر الصندوق، شرط الاختبار، الزاوية ومتطلبات القيادة ينقل تلك القرارات إلى مرحلة العينة.

أرسل لنا تطبيقك، مسافة الكشف والإشعاعية المستهدفة، وسنعود إليك بمواصفة باعث مع صندوق الطول الموجي، شدة الإشعاع، نصف الزاوية، الجهد الأمامي والعبوة مذكورة لكل مرشح، مع عينات للتقييم البصري.