ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL42FGRBBH281 - متعدد الألوان (أخضر/أحمر/أزرق) - 20 مللي أمبير - حزمة مثقوبة - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTL42FGRBBH281 هو مصباح LED متعدد الألوان ذو تثبيت مثقوب، مُصمم للإشارة على لوحات الدوائر الكهربائية. يتميز بحامل (هيكل) بلاستيكي أسود بزاوية قائمة يتوافق مع مكونات LED، مما يعزز نسبة التباين. تم تصميم المنتج لتسهيل التجميع على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) وهو متاح بتكوينات تسمح بالتراص والتثبيت البسيط.

1.1 المزايا الأساسية

• مُصمم لتسهيل تجميع لوحة الدائرة الكهربائية.
• الهيكل الأسود يعزز نسبة التباين لتحسين الرؤية.
• استهلاك منخفض للطاقة وكفاءة عالية.
• منتج خالٍ من الرصاص متوافق مع توجيهات RoHS.
• يستخدم مواد أشباه موصلات محددة لإصدار الألوان: InGaN للرقاقة الزرقاء (470 نانومتر)، وAlInGaP للرقاقة الحمراء (631 نانومتر)، وAlInGaP للرقاقة الخضراء (569 نانومتر).

1.2 التطبيقات المستهدفة

• أنظمة الحاسوب والملحقات الطرفية
• معدات الاتصالات
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• أنظمة التحكم الصناعية وأجهزة القياس

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 الحدود القصوى المطلقة (TA=25°C)

يوضح الجدول التالي الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل خارج هذه النطاقات.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية (TA=25°C)

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي للجهاز تحت ظروف الاختبار المحددة.

ملاحظات:1. قياس شدة الإضاءة يقارب استجابة العين CIE. 2. زاوية الرؤية هي الزاوية المحورية التي تكون عندها الشدة نصف القيمة المحورية. 3. الطول الموجي السائد يحدد اللون وفقًا لمخطط CIE. 4. Iv تتضمن تسامح اختبار ±15%. 5. التيار العكسي يتم التحكم فيه من المصدر. 6. الجهد العكسي للاختبار فقط؛ الجهاز ليس للتشغيل العكسي.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى القيم النموذجية للمعلمات الرئيسية. للإنتاج، عادةً ما يتم تصنيف الأجهزة (تجميعها) بناءً على خصائص محددة لضمان الاتساق داخل التطبيق. بينما لا يتم توفير رموز التصنيف الدقيقة في هذه الوثيقة، فمن المحتمل أن تشمل المعلمات الخاضعة للتصنيف:

• الطول الموجي / الطول الموجي السائد (λd):كما هو موضح في جدول الخصائص، لكل لون نطاق (أدنى/نموذجي/أعلى). يتم فرز المنتجات إلى فئات بناءً على الطول الموجي السائد المقاس لتوفير نقاط لونية متسقة.
• شدة الإضاءة (Iv):النطاق الواسع (من الأدنى إلى الأعلى) لكل لون يشير إلى أن الأجهزة يتم تصنيفها وفقًا لإخراج الضوء الخاص بها لمطابقة متطلبات السطوع في التطبيقات المختلفة.
• الجهد الأمامي (VF):النطاق المحدد يشير إلى أنه يمكن تجميع مصابيح LED حسب انخفاض الجهد الأمامي، وهو أمر مهم لتصميم دوائر تحديد التيار وضمان سطوع موحد في التكوينات المتوازية.

يجب على المصممين الرجوع إلى معلومات التصنيف المحددة من الشركة المصنعة للتطبيقات الحرجة لمطابقة الألوان أو مطابقة التيار.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية لكل لون LED (أخضر/أخضر مصفر، أحمر، أزرق). تمثل هذه المنحنيات بيانيًا العلاقة بين المعلمات الرئيسية وهي ضرورية لتصميم الدائرة.

4.1 منحنيات IV النموذجية (التيار-الجهد)

ترسم هذه المنحنيات التيار الأمامي (IF) مقابل الجهد الأمامي (VF) لكل لون LED عند 25°C. تُظهر العلاقة غير الخطية النموذجية للدايودات. جهد الركبة هو حوالي 2.0 فولت لمصابيح LED الخضراء/الحمراء و 3.2 فولت لمصابيح LED الزرقاء. يستخدم المصممون هذه المنحنيات لتحديد جهد الإمداد اللازم وقيمة المقاوم التسلسلي لتحقيق تيار التشغيل المطلوب (عادةً 10 مللي أمبير أو 20 مللي أمبير وفقًا للمواصفات).

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

توضح هذه المنحنيات كيف يزداد إخراج الضوء (Iv) مع زيادة التيار الأمامي (IF). العلاقة خطية بشكل عام ضمن نطاق التشغيل الموصى به (حتى 20 مللي أمبير مستمر). التشغيل فوق الحد الأقصى المطلق للتيار يمكن أن يؤدي إلى زيادة فائقة الخطية في درجة حرارة التقاطع وتدهور سريع في إخراج الضوء وعمر التشغيل.

4.3 التوزيع الطيفي

على الرغم من عدم رسمه بيانيًا بشكل صريح، فإن معلمات طول موجة الانبعاث الذروي (λP)، والطول الموجي السائد (λd)، ونصف عرض الخط الطيفي (Δλ) تحدد الخصائص الطيفية. يشير Δλ إلى نقاء اللون؛ تشير القيمة الأصغر إلى ضوء أكثر أحادية اللون. لمصابيح LED الزرقاء أوسع Δλ (35 نانومتر)، بينما الأخضر هو الأضيق (15 نانومتر).

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يستخدم الجهاز حزمة مثقوبة مع حامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة. الملاحظات الميكانيكية الرئيسية من ورقة البيانات:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (البوصة).
• التسامح هو ±0.25 مم (.010\") ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• مادة الحامل (الهيكل) هي بلاستيك أسود.
• LED1 لونه أخضر (أخضر مصفر) مع عدسة منتشرة خضراء.
• LED2 لونه أحمر مع عدسة منتشرة بيضاء.
• LED3 و LED4 لونهما أزرق مع عدسات منتشرة بيضاء.

يتم الرجوع إلى الرسم الأبعاد الدقيق في ورقة البيانات، مما يوفر قياسات حرجة لتصميم البصمة على لوحة الدائرة المطبوعة، بما في ذلك تباعد الأطراف، وحجم الجسم، وموضع فتحة التثبيت.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED المثقوبة، عادةً ما يتم الإشارة إلى القطبية بطول الطرف (الطرف الأطول هو الأنود) أو نقطة مسطحة على العدسة أو الهيكل. يجب أن يوضح الرسم الخارجي في ورقة البيانات الكاثود بوضوح (عادةً الطرف الأقصر أو الطرف الأقرب لحافة مسطحة). القطبية الصحيحة ضرورية لتشغيل الجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ظروف التخزين

يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين 30°C أو 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تم إزالتها من تغليفها الأصلي خلال ثلاثة أشهر. للتخزين الممتد خارج التغليف الأصلي، قم بالتخزين في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو في مجفف ببيئة نيتروجين.

6.2 التنظيف

استخدم مواد التنظيف القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل إذا لزم التنظيف. تجنب المواد الكيميائية القاسية التي قد تتلف العدسة البلاستيكية أو الهيكل.

6.3 تشكيل الأطراف

اثني الأطراف عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة LED. لا تستخدم قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز. قم بتشكيل الأطراف قبل اللحام في درجة الحرارة العادية. أثناء تجميع لوحة الدائرة المطبوعة، استخدم أقل قوة تثبيت ممكنة لتجنب الإجهاد الميكانيكي المفرط على المكون.

6.4 معلمات اللحام

حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم من قاعدة العدسة/الحامل إلى نقطة اللحام. تجنب غمس العدسة/الحامل في اللحام.

مهم:يمكن أن تؤدي درجة الحرارة أو الزمن المفرط إلى تشوه العدسة أو التسبب في عطل. إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR reflow) غير مناسبة لهذا المنتج المثقوب. لا تحدد درجة حرارة لحام الموجة القصوى درجة حرارة انحراف الحامل بالحرارة (HDT) أو نقطة الانصهار.

7. التغليف ومعلومات الطلب

7.1 مواصفات التغليف

تتضمن ورقة البيانات قسمًا مخصصًا لمواصفات التغليف (يشار إليه بالصفحة 7/10). وهذا يوضح كيفية توريد المكونات، عادةً في أنابيب مضادة للكهرباء الساكنة، أو بكرات، أو صواني. يتضمن معلومات عن الكمية لكل عبوة، وأبعاد البكرة، والتوجيه للمناولة الآلية.

7.2 قاعدة ترقيم الموديل

من المحتمل أن يرمز رقم الجزء LTL42FGRBBH281 إلى السمات الرئيسية. يشمل الاصطلاح الشائع: السلسلة (LTL)، رمز الحجم/الحزمة (42)، اللون (FGRB لمجموعة من الألوان)، ورمز المتغير/البصريات المحدد (BH281). يجب تأكيد فك الترميز الدقيق مع دليل منتجات الشركة المصنعة.

8. توصيات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب استخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي مع كل مصباح LED (نموذج الدائرة أ). تجنب توصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة ب)، لأن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي (VF) ستسبب اختلافات كبيرة في توزيع التيار، وبالتالي السطوع.

الدائرة أ (موصى بها):[Vcc] -- [المقاوم] -- [LED] -- [GND]. فرع مقاوم-LED منفصل لكل مصباح LED على التوازي.

الدائرة ب (غير موصى بها للتوحيد):[Vcc] -- [المقاوم] -- [LED1 // LED2 // LED3] -- [GND].

8.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للكهرباء الساكنة. تشمل إجراءات الوقاية:

• استخدم سوار معصم موصل أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند المناولة.
• تأكد من أن جميع المعدات، ومحطات العمل، وأرفف التخزين مؤرضة بشكل صحيح.
• استخدم مؤينًا لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية أثناء المناولة.

8.3 الاعتبارات الحرارية

بينما تبديد الطاقة منخفض (52-76 مللي واط)، فإن الحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن نطاق التشغيل (-30°C إلى +85°C) أمر بالغ الأهمية لطول العمر وإخراج الضوء المستقر. تأكد من وجود تباعد كافٍ على لوحة الدائرة المطبوعة وضع في الاعتبار درجة الحرارة المحيطة داخل العلبة. التشغيل عند أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار المستمر سيولد المزيد من الحرارة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم طراز LTL42FGRBBH281 مزايا محددة في فئته:

• متعدد الألوان في حزمة واحدة:يجمع بين عدة رقائق LED (أخضر/أخضر مصفر، أحمر، أزرق) مع عدسات منتشرة مميزة، مناسبة للإشارة متعددة الحالات.
• حامل بزاوية قائمة:الهيكل الأسود بزاوية قائمة مصمم لتسهيل التثبيت على لوحة الدائرة المطبوعة ويوفر اتجاه رؤية محددًا، مما يعزز التباين.
• تصميم قابل للتراص:يسمح تصميم الهيكل بالتراص، مما يتيح إنشاء مصفوفات رأسية أو أفقية لعروض الرسم البياني الشريطي أو متعددة المقاطع.
• موثوقية التثبيت المثقوب:يوفر اتصالاً ميكانيكيًا قويًا بلوحة الدائرة المطبوعة، مناسب للتطبيقات المعرضة للاهتزاز أو التي تتطلب التجميع/الإصلاح اليدوي.

10. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعلمات التقنية)

س1: هل يمكنني تشغيل مصباح LED الأزرق عند 20 مللي أمبير مثل الأحمر؟

ج: يحدد جدول الحدود القصوى المطلقة تيارًا أماميًا مستمرًا قدره 20 مللي أمبير لجميع الألوان. ومع ذلك، يسرد جدول الخصائص الكهربائية ظروف اختبار IF=10mA للأزرق والأخضر، وIF=20mA للأحمر. للتشغيل الموثوق طويل الأمد، يُنصح بتشغيل مصابيح LED الزرقاء والخضراء عند أو بالقرب من 10 مللي أمبير، لأن هذه هي الحالة التي يتم فيها ضمان مواصفاتها البصرية. قد يؤدي تجاوز ذلك إلى تقليل العمر الافتراضي أو تغيير اللون.

س2: لماذا التيار العكسي لمصباح LED الأزرق (10 ميكرو أمبير) أقل بكثير من الأخضر/الأحمر (100 ميكرو أمبير)؟

ج: هذا الاختلاف متأصل في مواد أشباه الموصلات المستخدمة (InGaN للأزرق مقابل AlInGaP للأحمر/الأخضر). تختلف خصائص تقاطع الدايود، بما في ذلك تيار التسرب العكسي، مع فجوة النطاق للمادة وعملية التصنيع.

س3: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (λP) والطول الموجي السائد (λd)؟

ج: الطول الموجي الذروي هو الطول الموجي الفردي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. يتم اشتقاق الطول الموجي السائد من مخطط لونية CIE ويمثل اللون المُدرك للضوء؛ وهو الطول الموجي الفردي الذي يطابق الإحساس باللون. λd أكثر صلة بتحديد اللون في التطبيقات التي تركز على الإنسان.

س4: هل مطلوب مشتت حراري؟

ج: نظرًا لتبديد الطاقة المنخفض (76 مللي واط كحد أقصى للأزرق)، لا يلزم عادةً مشتت حراري مخصص للتشغيل القياسي ضمن حدود التيار المحددة. سيكون تخطيط لوحة الدائرة المطبوعة المناسب مع بعض مساحة النحاس حول الأطراف كافيًا لتبديد الحرارة في معظم البيئات.

11. دراسة حالة تطبيقية عملية

السيناريو: تصميم مؤشر حالة متعدد الوظائف لوحدة تحكم صناعية.

تتطلب وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصناعية (PLC) مؤشرًا واحدًا لإظهار حالات متعددة: الاستعداد (أخضر)، التشغيل (أخضر وامض)، العطل (أحمر)، والاتصال نشط (أزرق).

تنفيذ التصميم:

1. تم اختيار طراز LTL42FGRBBH281 لقدرته متعددة الألوان المتكاملة في حزمة مثقوبة واحدة، مما يوفر مساحة على اللوحة مقارنة باستخدام ثلاثة مصابيح LED منفصلة.

2. يتم توصيل دبوس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة بكاثود كل مصباح LED (عبر مقاوم محدد للتيار)، مع توصيل الأنودات بسكة الإمداد. وهذا يسمح بالتحكم المستقل في كل لون.

3. يتم حساب قيم المقاومات باستخدام R = (Vcc - VF) / IF. لإمداد 5 فولت: R_أخضر/أحمر ≈ (5V - 2.5V) / 0.01A = 250Ω؛ R_أزرق ≈ (5V - 3.8V) / 0.01A = 120Ω. تم اختيار قيم مقاومات قياسية (270Ω و 120Ω).

4. يسمح الهيكل بزاوية قائمة بتثبيت المؤشر على حافة لوحة الدائرة المطبوعة، مواجهًا للخارج عبر فتحة في اللوحة. يضمن الهيكل الأسود تباينًا عاليًا مقابل اللوحة.

5. يتحكم البرنامج في نمط الومض لحالة "التشغيل" عن طريق تبديل دبوس مصباح LED الأخضر.

يستفيد هذا التصميم من الميزات الرئيسية للمنتج: التكامل متعدد الألوان، وسهولة التجميع، والهيكل عالي التباين.

12. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة تقاطع أشباه موصلات من النوع p-n تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المدمج للتقاطع، تلتقي الإلكترونات من المنطقة n مع الفجوات من المنطقة p في المنطقة النشطة. يطلق هذا الالتقاء الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات المستخدمة في المنطقة النشطة. يستخدم طراز LTL42FGRBBH281 مادة AlInGaP للانبعاث الأحمر والأخضر و InGaN للانبعاث الأزرق. تعمل العدسة البلاستيكية على تركيز الضوء، وحماية شريحة أشباه الموصلات، وعندما تكون منتشرة، على توسيع زاوية الرؤية وتلطيف مظهر الضوء.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يمثل مصباح LED المثقوب تقنية تغليف ناضجة وموثوقة. تُظهر اتجاهات الصناعة الحالية تحولًا قويًا نحو حزم الأجهزة ذات التثبيت السطحي (SMD) (مثل 0603، 0805، 1206، وحزم الطاقة الأكبر) لمعظم التصاميم الجديدة بسبب بصمتها الأصغر، وملاءمتها للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع، وارتفاعها المنخفض. ومع ذلك، تظل المكونات المثقوبة مثل طراز LTL42FGRBBH281 ذات صلة في مجالات محددة: التطبيقات التي تتطلب متانة ميكانيكية شديدة، وعزلًا عالي الجهد، والتجميع/الإصلاح اليدوي، أو المجموعات التعليمية، أو حيث تكون ميزات الرؤية بزاوية قائمة والتراص مفيدة بشكل خاص. تستمر التكنولوجيا في الاستفادة من تحسينات مواد أشباه الموصلات (مثل الكفاءة الأعلى، وإعادة إنتاج الألوان الأفضل) وتقنيات التشكيل البلاستيكي، حتى ضمن شكل التثبيت المثقوب.