ورقة بيانات مصباح LED مثبت عبر الثقب LTL1DEGYHJ - عبوة T-1 - جهد 2.0 فولت - قدرة 78 ملي واط - أخضر/أصفر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة المواصفات لمصباح LED مثبت عبر الثقب، والمُعرف بالرمز LTL1DEGYHJ. تم تصميم هذا المكون لتطبيقات الإشارة الضوئية والإضاءة منخفضة الطاقة عبر مجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية. وهو متوفر بلونين متميزين: الأخضر والأصفر، وكلاهما مزود بعدسة بيضاء مُشتتة لإخراج ضوء موحد وزاوية إشعاع واسعة. يتوافق الجهاز مع معيار العبوة الشهير T-1 (قطر 3 مم)، مما يجعله متوافقًا مع مجموعة واسعة من تصميمات لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الحالية وفتحات الألواح.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

تشمل المزايا الأساسية لهذه السلسلة من مصابيح LED استهلاكها المنخفض للطاقة وكفاءتها الإضاءية العالية، مما يساهم في توفير الطاقة في التطبيقات النهائية. تم تصنيعه باستخدام مواد خالية من الرصاص وهو متوافق بالكامل مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يضمن السلامة البيئية. يوفر الشكل القياسي T-1 للمصممين مكونًا مألوفًا ومتاحًا على نطاق واسع للنماذج الأولية السريعة والإنتاج.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب مؤشرات بصرية واضحة وموثوقة. تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية معدات الاتصالات (مثل أجهزة التوجيه والمودمات)، وملحقات الكمبيوتر، والإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المنزلية. تجعل موثوقيته ومتطلبات التشغيل البسيطة منه خيارًا مثاليًا للإشارة إلى حالة الطاقة، أو أوضاع التشغيل، أو تنبيهات النظام.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا موضوعيًا ومفصلاً للمعايير الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة لمصباح LED LTL1DEGYHJ.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد القيم القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تجاوزتها قد يحدث تلف دائم للجهاز. بالنسبة لكلا النوعين الأخضر والأصفر، الحد الأقصى للتيار المستمر الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير. تم تصنيف تبديد الطاقة عند 78 ملي واط. يُسمح بتيار أمامي ذروة يصل إلى 120 مللي أمبير في ظل ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية). تم تصنيف الجهاز للعمل ضمن نطاق درجة حرارة محيطة من -30°C إلى +85°C ويمكن تخزينه في درجات حرارة تتراوح من -40°C إلى +100°C. أثناء اللحام، يمكن أن تتحمل الأطراف 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، بشرط أن تكون نقطة اللحام على بعد 2.0 مم على الأقل من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

نقطة التشغيل النموذجية لاختبار الخصائص البصرية هي عند تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير. عند هذا التيار، يكون الجهد الأمامي النموذجي (VF) هو 2.0 فولت لكلا اللونين، مع نطاق يتراوح من 1.6 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.5 فولت (الحد الأقصى). يتطلب هذا التباين استخدام مقاومات محددة للتيار على التوالي مع كل مصباح LED للتشغيل المستقر. تختلف شدة الإضاءة (Iv) بشكل كبير بين اللونين: يتمتع مصباح LED الأخضر بشدة نموذجية تبلغ 85 ملي كانديلا (mcd)، بينما يكون مصباح LED الأصفر أكثر سطوعًا بشدة نموذجية تبلغ 240 mcd. زاوية المشاهدة (2θ1/2) هي 80 درجة واسعة، مما يوفر نمط إشعاع واسعًا مناسبًا للمؤشرات المثبتة على الألواح. الطول الموجي السائد (λd) يحدد اللون المُدرك: تستهدف مصابيح LED الخضراء 570 نانومتر، وتستهدف مصابيح LED الصفراء 590 نانومتر. نصف عرض الطيف (Δλ) هو حوالي 15 نانومتر للأخضر و 20 نانومتر للأصفر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.

3. مواصفات نظام الفرز

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على معايير رئيسية. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات تطبيقية محددة للاتساق.

3.1 فرز شدة الإضاءة

يتم فرز شدة الإضاءة إلى رموز مميزة. بالنسبة لمصابيح LED الخضراء، تغطي المجموعة 'CD' نطاق 50-85 mcd، وتغطي المجموعة 'EF' نطاق 85-140 mcd. بالنسبة لمصابيح LED الصفراء، تغطي المجموعة 'GH' نطاق 140-240 mcd، وتغطي المجموعة 'JK' نطاق 240-400 mcd. يتم تطبيق تسامح اختبار قدره ±30% على حدود هذه المجموعات.

3.2 فرز الطول الموجي السائد

يتم أيضًا التحكم بدقة في الطول الموجي السائد من خلال نظام الفرز. تتوفر مصابيح LED الخضراء في المجموعات H06 (564-567 نانومتر)، و H07 (567-570 نانومتر)، و H08 (570-572 نانومتر)، و H09 (572-574 نانومتر). تتوفر مصابيح LED الصفراء في المجموعات Y02 (584-589 نانومتر) و Y03 (589-594 نانومتر). التسامح لكل حد طول موجي في المجموعة هو ±1 نانومتر، مما يضمن مطابقة لونية دقيقة داخل المجموعة المختارة.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (الشكل 1، الشكل 6)، فإن آثارها حاسمة للتصميم. منحنى التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (I-V) غير خطي، وهو خاصية الصمام الثنائي. العلاقة بين شدة الإضاءة والتيار الأمامي هي بشكل عام خطية ضمن نطاق التشغيل، ولكن يجب ألا يتجاوز المصممون الحد الأقصى المطلق لتصنيف التيار. يوضح توزيع الشدة الزاوية (المتعلق بزاوية المشاهدة) كيف ينخفض إخراج الضوء خارج المحور، وهو أمر مهم لضمان الرؤية من زوايا مختلفة. يظهر مخطط توزيع الطيف ذروة الطول الموجي للانبعاث وعرض الطيف، والذي يرتبط بتشبع اللون.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 الأبعاد الخارجية والتسامحات

يتوافق LED مع أبعاد العبوة الدائرية القياسية T-1 (3 مم). تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية: جميع الأبعاد بالميليمترات، مع تسامح عام ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم. يتم قياس تباعد الأطراف عند نقطة خروجها من جسم العبوة، وهو أمر بالغ الأهمية لتخطيط PCB. عادةً ما يتم تحديد الطرف الموجب (الأنود) على أنه الطرف الأطول، وهي ممارسة قياسية في الصناعة لتحديد القطبية.

5.2 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED للمناولة السائبة والتجميع الآلي. يتم أولاً تعبئتها في أكياس تحتوي على 500 أو 200 أو 100 قطعة. ثم يتم وضع عشرة من هذه الأكياس في صندوق كرتوني داخلي، بإجمالي 5000 قطعة. أخيرًا، يتم تعبئة ثمانية صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي، مما ينتج عنه إجمالي 40,000 قطعة لكل صندوق خارجي. تذكر ورقة البيانات أنه في كل دفعة شحن، قد لا يكون العبوة النهائية فقط هي العبوة الكاملة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة السليمة ضرورية للحفاظ على أداء LED وموثوقيته.

6.1 التخزين والتنظيف

يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30°C و 70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية، فيجب استخدامها في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج الكيس الأصلي، يجب الاحتفاظ بها في حاوية محكمة الغلق مع مجفف. يجب إجراء التنظيف، إذا لزم الأمر، باستخدام مذيبات كحولية مثل كحول الأيزوبروبيل.

6.2 تشكيل الأطراف

إذا كانت هناك حاجة لثني الأطراف، فيجب إجراء الانحناء عند نقطة على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED. لا ينبغي استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز. يجب دائمًا تنفيذ تشكيل الأطراف قبل عملية اللحام وفي درجة حرارة الغرفة لتجنب الإجهاد على عدسة الإيبوكسي.

6.3 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة ونقطة اللحام. يجب ألا تغمر العدسة في اللحام أبدًا. بالنسبة للحام اليدوي باستخدام المكواة، الحد الأقصى الموصى به لدرجة الحرارة هو 350°C لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ (مرة واحدة فقط). بالنسبة للحام الموجي، يجب ألا تتجاوز مرحلة التسخين المسبق 100°C لمدة 60 ثانية كحد أقصى، ويجب أن تكون موجة اللحام عند 260°C كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى. من المهم ملاحظة أن لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) غير مناسب صراحةً لمنتج LED المثبت عبر الثقب هذا. يمكن أن يتسبب الحرارة الزائدة أو الوقت في تشوه العدسة أو فشل كارثي.

7. توصيات تصميم التطبيق

7.1 تصميم دائرة التشغيل

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند استخدام عدة مصابيح LED على التوازي، يوصى بشدة باستخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي مع كل مصباح LED (الدائرة أ). لا يُنصح بتوصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (الدائرة ب)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خاصية الجهد الأمامي (Vf) بين مصابيح LED الفردية ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، السطوع. يمكن حساب قيمة المقاوم التسلسلي باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - Vf_LED) / I_desired، حيث Vf_LED هو الجهد الأمامي النموذجي من ورقة البيانات (مثل 2.0 فولت) و I_desired هو تيار التشغيل المستهدف (مثل 20 مللي أمبير).

7.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذه المصابيح LED عرضة للتلف بسبب التفريغ الكهروستاتيكي. يجب تنفيذ تدابير وقائية في بيئة المناولة: يجب على الموظفين استخدام أسوار معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة؛ يجب تأريض جميع المعدات، وطاولات العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح. يوصى باستخدام منفاخ أيوني لتحييد الشحنات الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية بسبب الاحتكاك أثناء المناولة.

8. المقارنة التقنية واعتبارات التصميم

مقارنةً بمصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD)، تقدم مصابيح LED المثبتة عبر الثقب مثل LTL1DEGYHJ سهولة أكبر في إنشاء النماذج الأولية والإصلاح يدويًا، ويمكن أن تكون أكثر متانة في بيئات الاهتزاز العالي بسبب اتصالها الميكانيكي. الميزة الرئيسية التي تميزها هي زاوية المشاهدة الواسعة (80°) التي توفرها العدسة القبة المشتتة، وهي مثالية للتطبيقات التي تحتاج فيها المؤشر إلى أن يكون مرئيًا من مجموعة واسعة من الزوايا. يجب على المصممين مراعاة تبديد الطاقة الأعلى على PCB مقارنة بمصابيح LED السطحية الحديثة وضمان مساحة كافية حول العدسة لانبعاث الضوء.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

9.1 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

بينما الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير، للحصول على عمر أطول وموثوقية مثلى، يُنصح بالتشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار النموذجية البالغة 20 مللي أمبير. قد يؤدي التشغيل عند الحد الأقصى للتصنيف إلى تقليل العمر الافتراضي وزيادة الإجهاد الحراري.

9.2 لماذا يعتبر المقاوم التسلسلي ضروريًا حتى إذا كان جهد مصدر الطاقة يتطابق مع جهد LED الأمامي؟

الجهد الأمامي (Vf) ليس قيمة ثابتة ولكن له نطاق (مثل 1.6 فولت إلى 2.5 فولت). يمكن لمصدر طاقة مضبوط على 2.0 فولت اسميًا أن يقدم تيارًا زائدًا لمصباح LED بقيمة Vf في الطرف الأدنى من نطاقه، مما قد يتلفه. يعمل المقاوم التسلسلي كمنظم تيار بسيط وموثوق.

9.3 ماذا يعني التسامح ±30% على مجموعات شدة الإضاءة لتصميمي؟

هذا يعني أن مصباح LED من المجموعة "EF" (85-140 mcd) يمكن أن يقيس فعليًا في أي مكان من حوالي 60 mcd إلى 182 mcd عند الاختبار. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا موحدًا للغاية، قد تحتاج إلى اختيار مصابيح LED من مجموعة أضيق أو تنفيذ معايرة كهربائية في دائرة التصميم الخاصة بك.

10. أمثلة تطبيقية عملية

المثال 1: مؤشر الطاقة على جهاز:يوفر مصباح LED أخضر واحد من المجموعة EF، يعمل عند 15 مللي أمبير عبر مقاوم تسلسلي من خط 5 فولت، إشارة "تشغيل الطاقة" واضحة ومشرقة. تضمن زاوية المشاهدة الواسعة الرؤية من الأمام والجوانب للمعدات.

المثال 2: مؤشر الحالة المزدوج:استخدام مصباح LED أخضر وآخر أصفر بجوار بعضهما البعض. يمكن لدبوس GPIO الخاص بالمتتحكم الدقيق (Microcontroller) أن يسحب تيارًا لإضاءة كل مصباح LED بشكل مستقل، للإشارة إلى حالات نظام مختلفة (مثل الأخضر لـ "الاستعداد"، والأصفر لـ "النشط"، وكلاهما مطفأ لـ "الخطأ"). المقاومات الفردية لكل مصباح LED إلزامية.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تحدث هذه الظاهرة، المسماة بالتلألؤ الكهربائي، عندما تتحد الإلكترونات مع فجوات الإلكترون داخل الجهاز، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون الضوء من خلال فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات المستخدمة. في هذا المكون، تُستخدم مركبات أشباه موصلات محددة لإنتاج الضوء الأخضر والأصفر. تعمل عدسة الإيبوكسي البيضاء المشتتة على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتشكيل حزمة إخراج الضوء، وتشتيت الضوء لخلق مظهر موحد وغير لامع.

12. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

بينما تهيمن تقنية التركيب السطحي (SMT) على الإلكترونيات عالية الكثافة الحديثة، تظل مصابيح LED المثبتة عبر الثقب ذات صلة للتطبيقات التي تتطلب المتانة، أو سهولة التجميع اليدوي، أو التوافق مع التصميمات الحالية. الاتجاه في مصابيح LED المؤشر هو نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل مللي أمبير من التيار) وتسامحات فرز أضيق لتحسين اتساق اللون والسطوع. يتوافق امتلاك هذا المكون لـ RoHS والبناء الخالي من الرصاص مع اللوائح البيئية العالمية ومعايير الصناعة. متطلبات التشغيل الأساسية ومبادئ التطبيق الموضحة في ورقة البيانات هذه تظل متسقة عبر تقنيات LED المثبتة عبر الثقب والتركيب السطحي.