ورقة بيانات مصباح LED أخضر LTL17KGH5D - عبوة T-1 (3 مم) - جهد أمامي 2.4 فولت - تيار مستمر 30 مللي أمبير - تبديد طاقة 75 مللي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED أخضر ذو ثقب مار. تم تصميم الجهاز لتطبيقات مؤشرات الحالة والإشارات عبر مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية. يُقدم في العبوة الشائعة بقطر T-1 (3 مم)، مما يوفر شكلًا قياسيًا يسهل دمجه في التصاميم الحالية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا LED استهلاكه المنخفض للطاقة وكفاءته العالية، مما يجعله مناسبًا للأجهزة التي تعمل بالبطارية أو بالتيار الكهربائي. تم تصنيعه من مواد خالية من الرصاص وهو متوافق مع توجيهات RoHS البيئية. يتميز الجهاز بعدسة خضراء مشتتة تساعد في توسيع زاوية الرؤية وتلطيف خرج الضوء لأغراض المؤشرات.

الأسواق المستهدفة لهذا المكون واسعة، تشمل معدات الاتصالات، ملحقات الكمبيوتر، الإلكترونيات الاستهلاكية، الأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعي. موثوقيته وعبوته القياسية تجعله خيارًا متعدد الاستخدامات للمصممين الذين يحتاجون إلى مؤشر بصري موثوق.

2. تعمق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد الجهاز للعمل ضمن حدود بيئية وكهربائية صارمة لضمان الموثوقية طويلة الأمد. تحدد الحدود القصوى المطلقة العتبات التي بعدها قد يحدث تلف دائم.

• تبديد الطاقة (P_D):75 مللي واط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكلية التي يمكن للجهاز تبديدها بأمان كحرارة، محسوبة من الجهد الأمامي والتيار.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):90 مللي أمبير كحد أقصى. ينطبق هذا التصنيف فقط في ظل ظروف النبض مع دورة عمل 10% أو أقل وعرض نبضة لا يتجاوز 10 ميكروثانية. وهو مفيد للومضات السريعة عالية السطوع.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير كحد أقصى. هذا هو الحد الأقصى الموصى به للتيار المستمر للتشغيل العادي. تجاوز هذه القيمة يمكن أن يؤدي إلى تسارع تدهور التدفق الضوئي وتقليل العمر الافتراضي.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C. تم تصنيف الجهاز للتشغيل الموثوق عبر هذا النطاق الواسع لدرجات الحرارة الصناعية.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة عند نقطة تبعد 2.0 مم (0.079 بوصة) عن جسم الإيبوكسي. هذا التصنيف حاسم لعمليات اللحام الموجي أو اليدوي.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطة قياسية (T_A) تساوي 25°C وتحدد الأداء النموذجي لـ LED.

• شدة الإضاءة (I_V):110 (الحد الأدنى)، 180 (النموذجي)، 520 (الحد الأقصى) ميللي كانديلا عند I_F= 20 مللي أمبير. يتم قياس الشدة باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة منحنى استجابة العين الضوئي (CIE). يتم تطبيق تسامح اختبار ±15% على حدود التصنيف.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):50 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى (على المحور). تساهم العدسة المشتتة في هذه الزاوية الواسعة نسبيًا.
• الطول الموجي لذروة الانبعاث (λ_P):574 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يصل فيه توزيع القدرة الطيفية إلى أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):566 (الحد الأدنى)، 571 (النموذجي)، 578 (الحد الأقصى) نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد لون LED، مُشتق من مخطط لونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):11 نانومتر (نموذجي). يشير هذا إلى نقاء الطيف، حيث يقيس عرض طيف الانبعاث عند نصف قدرته القصوى.
• الجهد الأمامي (V_F):2.1 (الحد الأدنى)، 2.4 (النموذجي) فولت عند I_F= 20 مللي أمبير. يجب على المصممين مراعاة انخفاض الجهد هذا عند حساب مقاومات تحديد التيار التسلسلية.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R= 5 فولت. من المهم ملاحظة أن هذا الجهاز غير مصمم للعمل بالتحيز العكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على معلمات رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات تطبيقية محددة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

الوحدات بالميللي كانديلا (mcd) مقاسة عند 20 مللي أمبير. التسامح لكل حد تصنيف هو ±15%.

• الفئة FG:الحد الأدنى 110 ميللي كانديلا، الحد الأقصى 180 ميللي كانديلا.
• الفئة HJ:الحد الأدنى 180 ميللي كانديلا، الحد الأقصى 310 ميللي كانديلا.
• الفئة KL:الحد الأدنى 310 ميللي كانديلا، الحد الأقصى 520 ميللي كانديلا.

يتم وضع رمز تصنيف الشدة على كل كيس تعبئة للتتبع.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

الوحدات بالنانومتر (nm) مقاسة عند 20 مللي أمبير. التسامح لكل حد تصنيف هو ±1 نانومتر. يضمن هذا التحكم الدقيق درجة لون أخضر متسقة عبر دورة الإنتاج.

• الفئة H06:566.0 نانومتر إلى 568.0 نانومتر
• الفئة H07:568.0 نانومتر إلى 570.0 نانومتر
• الفئة H08:570.0 نانومتر إلى 572.0 نانومتر
• الفئة H09:572.0 نانومتر إلى 574.0 نانومتر
• الفئة H10:574.0 نانومتر إلى 576.0 نانومتر
• الفئة H11:576.0 نانومتر إلى 578.0 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية في الصفحة 4/9)، فإن التحليل التالي يعتمد على سلوك LED القياسي والمعلمات المقدمة.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يشير الجهد الأمامي النموذجي البالغ 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير إلى أن هذا هو LED أخضر قياسي الكفاءة من مادة GaP أو ما شابه. العلاقة بين I-V هي علاقة أسية. تشغيل LED عند تيارات أقل بكثير من 20 مللي أمبير سيؤدي إلى انخفاض الجهد الأمامي وتقليل خرج الضوء. تجاوز الحد الأقصى للتيار المستمر سيؤدي إلى ارتفاع الجهد بشكل أكثر حدة، مما يولد حرارة زائدة.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

شدة الإضاءة تتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي في نطاق التشغيل العادي (على سبيل المثال، حتى 30 مللي أمبير). ومع ذلك، غالبًا ما تبلغ الكفاءة (لومن لكل واط) ذروتها عند تيار أقل من الحد الأقصى للتصنيف. تشغيل LED عند 20 مللي أمبير، كما هو مستخدم في الاختبار، هو نقطة تشغيل شائعة توازن بين السطوع وطول العمر.

4.3 التوزيع الطيفي

مع طول موجي ذروة 574 نانومتر وطول موجي سائد في نطاق 571 نانومتر، ينبعث هذا LED في المنطقة الخضراء النقية من الطيف المرئي. نصف العرض الطيفي البالغ 11 نانومتر هو سمة لـ LED أخضر قياسي، مما يوفر لونًا مشبعًا مناسبًا للمؤشرات.

4.4 خصائص درجة الحرارة

مثل جميع مصابيح LED، فإن أداء هذا الجهاز يعتمد على درجة الحرارة. عادةً، ينخفض الجهد الأمامي مع زيادة درجة حرارة التقاطع (معامل درجة حرارة سالب)، بينما تنخفض شدة الإضاءة أيضًا. يضمن نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع من -40°C إلى +85°C الوظيفة في البيئات القاسية، ولكن يجب على المصممين ملاحظة أن خرج الضوء عند درجات الحرارة القصوى سيكون أقل منه عند 25°C.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة

5.1 الأبعاد الخارجية

يستخدم الجهاز العبوة القياسية المستديرة ذات الثقب المار T-1 (3 مم). تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• يُسمح ببروز أقصى للراتنج تحت الحافة يبلغ 1.0 مم.
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم العبوة.
• يوفر الرسم الفيزيائي (المشار إليه في الصفحة 2/9 من ورقة البيانات) التفاصيل الأبعاد الكاملة لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED ذات الثقب المار، يتم تحديد الكاثود عادةً بواسطة بقعة مسطحة على حافة العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة أخرى. يجب تأكيد طريقة التعريف المحددة من رسم المخطط الخارجي للعبوة. القطبية الصحيحة ضرورية؛ تطبيق جهد عكسي يتجاوز 5 فولت يمكن أن يتلف الجهاز.

5.3 مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED في أكياس تعبئة مضادة للكهرباء الساكنة. كميات التعبئة القياسية هي:

• كيس التعبئة: 1000، 500، 200، أو 100 قطعة.
• الصندوق الداخلي: يحتوي على 10 أكياس تعبئة، بإجمالي 10,000 قطعة.
• الصندوق الخارجي: يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 80,000 قطعة.

يُلاحظ أنه ضمن شحنة الشحن، قد تكون العبوة النهائية فقط هي غير الممتلئة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ظروف التخزين

لتحقيق أفضل عمر تخزيني، يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30°C و 70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من أكياس الحاجز الرطوبة الأصلية، فمن المستحسن استخدامها في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين طويل الأمد خارج العبوة الأصلية، يجب الاحتفاظ بها في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو في مجفف مُطهر بالنيتروجين لمنع امتصاص الرطوبة، مما قد يسبب "انفجار" أثناء اللحام.

6.2 تشكيل الأطراف

إذا كانت هناك حاجة لثني الأطراف، فيجب أن يتم ذلكقبلاللحام وفي درجة حرارة الغرفة. يجب إجراء الانحناء عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة عدسة LED. لا يجب استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز، لأن هذا يمكن أن يسبب إجهادًا لروابط الأسلاك الداخلية. أثناء إدخال لوحة الدوائر المطبوعة، استخدم الحد الأدنى من قوة التثبيت اللازمة لتجنب الإجهاد الميكانيكي على العبوة.

6.3 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2.0 مم بين قاعدة عدسة الإيبوكسي ونقطة اللحام. يجب تجنب غمر العدسة في اللحام المنصهر.

ظروف اللحام الموصى بها:

• مكواة اللحام:أقصى درجة حرارة 350°C، لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل طرف (مرة واحدة فقط).
• اللحام الموجي:
  • التسخين المسبق: أقصى 100°C لمدة تصل إلى 60 ثانية.
  • موجة اللحام: أقصى 260°C.
  • وقت اللحام: أقصى 5 ثوانٍ.
  • موضع الغمر: لا يقل عن 2.0 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي.

تحذير هام:يمكن أن تسبب درجة حرارة أو وقت اللحام المفرط تشوه (ذوبان) عدسة الإيبوكسي أو تؤدي إلى فشل كارثي لشريحة LED. يُذكر صراحةً أن اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)غير مناسبلهذا المنتج من نوع LED ذو الثقب المار.

6.4 التنظيف

إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول فقط مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA). قد تتلف المواد الكيميائية القاسية أو العدوانية عدسة الإيبوكسي.

7. التطبيق والتوصيات التصميمية

7.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED، خاصة على التوازي، يُوصىبشدةباستخدام مقاومة تحديد تيار فردية على التوالي مع كل LED (نموذج الدائرة A).

تجنب توصيل عدة مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة B). يمكن أن تسبب الاختلافات الصغيرة في خاصية الجهد الأمامي (V_F) من LED إلى آخر اختلالًا كبيرًا في التيار، مما يؤدي إلى سطوع غير متكافئ وتيار زائد محتمل في جهاز واحد بينما يتم تشغيل الأجهزة الأخرى بأقل من المطلوب.

يمكن حساب قيمة المقاومة التسلسلية (R_S) باستخدام قانون أوم: R_S= (V_المصدر- V_F) / I_F. استخدم V_Fالنموذجي أو الأقصى من ورقة البيانات لتصميم متحفظ. على سبيل المثال، مع مصدر 5 فولت، وهدف I_Fيساوي 20 مللي أمبير، و V_Fيساوي 2.4 فولت: R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 أوم. سيكون المقاوم القياسي 130Ω أو 150Ω مناسبًا، مع مراعاة أيضًا تصنيف قدرة المقاوم (P = I²R).

7.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

يتعرض LED للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي. يجب مراعاة الاحتياطات التالية أثناء التعامل والتجميع:

• يجب على الأفراد ارتداء سوار معصم مؤرض أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• يجب تأريض جميع المعدات، وأماكن العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
• استخدم مؤينًا لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية بسبب الاحتكاك أثناء التعامل.
• نفذ برنامج تحكم في ESD مع تدريب، وشهادة، وفحوصات منتظمة لمحطات العمل (ضمان قياس الأسطح لأقل من 100 فولت).

7.3 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض (75 مللي واط كحد أقصى)، فإن التصميم الحراري المناسب يطيل عمر LED. تجنب التشغيل عند الحد الأقصى المطلق للتيار ودرجة الحرارة في نفس الوقت. تأكد من أن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة لا يحبس الحرارة حول جسم LED، خاصة إذا كان جزءًا من مصفوفة مكتظة.

8. سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED الأخضر مناسب تمامًا للعديد من تطبيقات مؤشرات الحالة:

• مؤشرات الطاقة/الحالة:تشغيل/إيقاف، الاستعداد، أو حالة التشغيل على أجهزة مثل الموجهات، الشواحن، ومصادر الطاقة.
• مؤشرات لوحة المعدات:وجود إشارة، اختيار الوضع، أو تحذيرات عطل على لوحات التحكم الصناعية، معدات الاختبار، ومعدات الصوت.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:الإضاءة الخلفية للأزرار، أضواء الحالة على الأجهزة، أو الإضاءة الزخرفية في الألعاب.
• مؤشرات داخلية للسيارات:للإضاءة الداخلية غير الحرجة حيث تلبي المواصفات المتطلبات البيئية.
• اللافتات والعروض:كأجهزة بكسل فردية أو مؤشرات في عروض معلومات منخفضة الدقة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاومة تسلسلية؟

No.يجب تشغيل LED بمصدر محدود التيار. توصيله مباشرة بمصدر جهد مثل بطارية أو مصدر طاقة سيؤدي إلى تدفق تيار مفرط، مما يدمر الجهاز بسرعة. المقاومة التسلسلية هي أبسط شكل لتحديد التيار.

9.2 ما الفرق بين الطول الموجي للذروة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي للذروة (λ_P)هو الطول الموجي الحرفي حيث ينبعث LED بأكبر قدر من الطاقة البصرية.الطول الموجي السائد (λ_d)هي قيمة محسوبة تتوافق مع اللون المدرك بالعين البشرية على مخطط لونية CIE. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل هذا الأخضر، غالبًا ما تكون قريبة، لكن λ_dهي المعلمة الأكثر صلة بتحديد اللون.

9.3 لماذا توجد مسافة لحام دنيا (2.0 مم) من العدسة؟

هذه المسافة حاسمة لمنع الصدمة الحرارية والتلف الحراري لعدسة الإيبوكسي ومادة التثبيت الداخلية للشريحة. يمكن للحرارة المنقولة عبر الطرف أن تذيب الإيبوكسي أو تضعف الروابط الداخلية إذا وصلت إلى جسم العبوة.

9.4 كيف أفسر رموز تصنيف شدة الإضاءة (FG، HJ، KL)؟

تمثل هذه الرموز مجموعات مصنفة بناءً على خرج الضوء المقاس. لتحقيق سطوع متسق في تطبيق ما، حدد واستخدم مصابيح LED من نفس فئة الشدة. على سبيل المثال، إذا كان تصميمك يتطلب سطوعًا أعلى، فستحدد أجزاء الفئة KL. يتم وضع رمز الفئة على العبوة للتعريف.

10. دراسة حالة تصميمية: لوحة حالة متعددة LED

السيناريو:تصميم لوحة تحكم بها 10 مؤشرات حالة خضراء، يتم التحكم في كل منها بشكل مستقل بواسطة دبوس GPIO لوحدة تحكم دقيقة 5 فولت.

خطوات التصميم:

1. اختيار التيار:اختر تيار تشغيل 20 مللي أمبير لسطوع جيد ضمن النطاق الخطي للجهاز.
2. حساب المقاومة:باستخدام V_Fالنموذجي البالغ 2.4 فولت ومصدر 5 فولت: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω. تم اختيار مقاوم قياسي 130Ω 1/4W.
3. طوبولوجيا الدائرة:يحتوي كل LED على مقاومته الخاصة 130Ω متصلة على التوالي بين دبوس وحدة التحكم الدقيقة ومصعد LED. توصّل كاثودات LED بالأرض. هذا هو "الدائرة A" الموصى بها من ورقة البيانات، مُنفذة 10 مرات.
4. اعتبارات وحدة التحكم الدقيقة:تحقق من أن دبابيس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة يمكنها توفير أو استيعاب إجمالي التيار المطلوب (10 * 20 مللي أمبير = 200 مللي أمبير). إذا لم يكن الأمر كذلك، استخدم سائقات الترانزستور.
5. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:ضع المقاوم بالقرب من طرف المصعد لـ LED. حافظ على مسافة 2.0 مم من جسم LED لأي وسادات لحام أو مسارات. تأكد من تباعد مصابيح LED للسماح بتبديد حرارة كافٍ.
6. اختيار الأجزاء:حدد مصابيح LED من فئة طول موجي سائد واحدة (على سبيل المثال، H08 لـ 570-572 نانومتر) وفئة شدة إضاءة واحدة (على سبيل المثال، HJ لـ 180-310 ميللي كانديلا) لضمان لون وسطوع موحدين عبر اللوحة.

يضمن هذا النهج تشغيلًا موثوقًا ومتسقًا وطويل الأمد لجميع مصابيح LED المؤشر.