Hoja de Datos de Lámpara LED LTL-R42NM1H229 - Montaje Through-Hole - Amarillo/Verde - 20mA - 52mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL-R42NM1H229 es una lámpara LED de montaje through-hole diseñada como Indicador para Placa de Circuito Impreso (CBI). Consiste en un soporte (carcasa) de plástico negro en ángulo recto que aloja dos lámparas LED distintas. Este componente está diseñado para un ensamblaje sencillo en placas de circuito impreso (PCB), ofreciendo una solución fiable y rentable para la indicación de estado.

1.1 Ventajas Principales

• Facilidad de Montaje:El diseño está optimizado para un montaje simple y eficiente en placas de circuito.
• Contraste Mejorado:El material negro de la carcasa proporciona un alto contraste, mejorando la visibilidad de los LEDs encendidos.
• Eficiencia Energética:Presenta un bajo consumo de energía y una alta eficiencia luminosa.
• Cumplimiento Ambiental:Este es un producto sin plomo que cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).
• Opción de Doble Color:Integra dos colores LED distintos: un amarillo estándar (aprox. 589nm) y un verde/amarillo-verdoso (aprox. 569nm).

1.2 Aplicaciones Destinadas

Esta lámpara LED es adecuada para una amplia gama de equipos electrónicos que requieren luces de estado o indicadores claros. Los principales sectores de aplicación incluyen:

• Equipos de Comunicación
• Ordenadores y Dispositivos Periféricos
• Electrónica de Consumo
• Sistemas de Control Industrial

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados para la lámpara LED LTL-R42NM1H229.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Disipación de Potencia (P_D):52 mW por LED. Esta es la potencia máxima que el LED puede disipar continuamente a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Superar este límite conlleva riesgo de daño térmico.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):60 mA. Esta corriente solo es permisible en condiciones de pulso (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 0.1ms). No debe usarse para operación en CC.
• Corriente Directa en CC (I_F):20 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación fiable a largo plazo.
• Rango de Temperatura de Operación:-30°C a +85°C. El dispositivo está diseñado para funcionar dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-40°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse de forma segura dentro de estos límites cuando no está en operación.
• Temperatura de Soldadura de las Patillas:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm (0.079\") del cuerpo del LED. Esto define la tolerancia del perfil térmico durante los procesos de soldadura manual o por ola.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a T_A=25°C e I_F=10mA, a menos que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):Una medida clave del brillo.
  • LED Amarillo: Típico 11 mcd, con un rango de 3.8 mcd (Mín.) a 30 mcd (Máx.).
  • LED Verde/Amarillo-Verdoso: Típico 19 mcd, con un rango de 8.7 mcd (Mín.) a 50 mcd (Máx.).
  • Nota:La medición incluye una tolerancia de prueba de ±15%. El LED verde exhibe un brillo típico mayor.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):100 grados para ambos colores. Este amplio ángulo de visión garantiza que el LED sea visible desde un amplio rango de posiciones relativas a su eje.
• Longitud de Onda de Pico (λ_P):La longitud de onda a la que la intensidad de la luz emitida es más alta.
  • Amarillo: 591 nm
  • Verde: 572 nm
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Representa el color percibido de la luz.
  • Amarillo: 589 nm (rango 584-594 nm)
  • Verde/Amarillo-Verdoso: 569 nm (rango 566-574 nm)
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm para ambos colores, lo que indica una emisión de color relativamente estrecha y pura.
• Tensión Directa (V_F):Típicamente 2.0V, con un máximo de 2.5V a I_F=10mA. Esta baja tensión es compatible con circuitos lógicos de bajo voltaje comunes.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 100 μA a V_R=5V.Nota Crítica:El dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba. Aplicar tensión inversa en el circuito puede dañar el LED.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación (binning) para categorizar los LEDs en función de su intensidad luminosa (I_V) y su tono (longitud de onda dominante). Esto garantiza la consistencia dentro de un lote de producción.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se clasifican en bins (A, B, C, D) según su salida de luz medida a 10mA. La especificación indica una tolerancia de ±15% para cada límite de bin de I_V. Esto significa que los LEDs dentro del mismo bin tendrán niveles de brillo muy similares, lo cual es crucial para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme en múltiples indicadores.

3.2 Clasificación por Tono (Longitud de Onda)

Los LEDs se categorizan además por su longitud de onda dominante. La tolerancia para cada bin de tono es de ±1nm. Este control estricto garantiza una variación de color mínima entre LEDs individuales del mismo color nominal (amarillo o verde), lo cual es importante para la consistencia estética y los sistemas de indicadores codificados por color.

La tabla de bins (por ejemplo, códigos como L2, L3, H06, 3ST) correlaciona combinaciones específicas de bins de intensidad luminosa y tono con códigos de producto final (A, B, C, D), permitiendo una selección precisa según los requisitos de la aplicación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas características típicas, se puede inferir el comportamiento estándar de un LED:

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Los LEDs son diodos y exhiben una relación I-V no lineal. La tensión directa (V_F) tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de la unión. La V_Fespecificada de ~2.0-2.5V a 10mA es un parámetro clave para diseñar la resistencia limitadora de corriente en el circuito de excitación.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz (I_V) es aproximadamente proporcional a la corriente directa (I_F) dentro del rango de operación recomendado (hasta 20mA). Excitar el LED por encima de esta corriente aumentará el brillo, pero también la disipación de potencia y la temperatura de la unión, lo que podría reducir la vida útil y causar un cambio de color.

4.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. El rango de temperatura de operación especificado de -30°C a +85°C define las condiciones ambientales bajo las cuales las características ópticas publicadas son válidas. La operación a temperaturas más altas resultará en una salida de luz reducida.

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo presenta un diseño de montaje through-hole en ángulo recto. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia por defecto de ±0.25mm a menos que se indique específicamente lo contrario en el plano dimensionado.
• El material de la carcasa es plástico negro.
• LED1 es el color verde/amarillo-verdoso con una lente difusora verde a juego.
• LED2 es el color amarillo con una lente difusora amarilla a juego.

Nota: El plano dimensional exacto se referencia en la hoja de datos pero no se reproduce aquí en forma de texto. Los diseñadores deben consultar el plano original para obtener detalles precisos de ubicación y huella.

5.2 Identificación de Polaridad

Para LEDs de montaje through-hole, el cátodo se identifica típicamente por un borde plano en la lente del LED, una patilla más corta o una marca en la carcasa. El plano dimensional de la hoja de datos debe indicar claramente la polaridad. La polaridad correcta es esencial; una conexión inversa impedirá la iluminación y puede dañar el dispositivo si la tensión inversa supera los 5V.

5.3 Especificación de Embalaje

El producto se suministra en un embalaje adecuado para ensamblaje automatizado o manipulación manual. La especificación de embalaje detalla la cantidad por carrete, tubo o bandeja, y la orientación de los componentes dentro del embalaje para facilitar las máquinas pick-and-place o prevenir daños durante el transporte y almacenamiento.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

Una manipulación adecuada es crítica para garantizar la fiabilidad y prevenir daños.

6.1 Condiciones de Almacenamiento

Para un almacenamiento prolongado fuera de la bolsa original con barrera de humedad, se recomienda almacenar los LEDs a ≤30°C y ≤70% de humedad relativa. Si se retiran del embalaje original, usarlos dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado, usar un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.

6.2 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, usar solo disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico. Evitar limpiadores químicos agresivos o desconocidos que puedan dañar la lente de plástico o la carcasa.

6.3 Formado de Patillas

Si es necesario doblar las patillas, esto debe hacerseantesde soldar, a temperatura ambiente. La curvatura debe realizarse al menos a 3mm de la base de la lente del LED. No usar el cuerpo del LED como punto de apoyo. Aplicar una fuerza mínima durante la inserción en la PCB para evitar estrés mecánico en las patillas o el sellado de epoxi.

6.4 Parámetros de Soldadura

Regla Crítica:Mantener una distancia mínima de 2mm entre el punto de soldadura y la base de la lente del LED. No sumergir la lente en la soldadura.

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C. Tiempo máximo de contacto 3 segundos por patilla. Realizar solo una vez.
• Soldadura por Ola:
  • Precalentamiento: Máx. 120°C hasta 100 segundos.
  • Ola de Soldadura: Máx. 260°C.
  • Tiempo de Soldadura: Máx. 5 segundos.
  • Posición de Inmersión: No más bajo de 2mm desde la base de la lente.
• Advertencia:Una temperatura o tiempo excesivos pueden derretir la lente de plástico, degradar el epoxi o causar una falla catastrófica de la unión semiconductor.

7. Recomendaciones de Diseño para la Aplicación

7.1 Diseño del Circuito de Excitación

Los LEDs son dispositivos excitados por corriente. Para garantizar una operación estable y longevidad, se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED. El valor de la resistencia (R) se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F, donde V_Fes la tensión directa del LED (usar el valor típico o máximo para margen de diseño) e I_Fes la corriente directa deseada (≤20mA).

Modelo de Circuito A (Recomendado):Cada LED tiene su propia resistencia limitadora de corriente dedicada. Esto proporciona la mejor uniformidad de brillo y control de corriente individual, ya que compensa las pequeñas variaciones en las características I-V de cada LED.

Modelo de Circuito B (No Recomendado para Uniformidad):Múltiples LEDs conectados en paralelo con una única resistencia compartida. Esto puede llevar a diferencias significativas en el brillo entre LEDs debido a las variaciones naturales en su tensión directa. Un LED con una V_Fligeramente más baja consumirá más corriente y parecerá más brillante, pudiendo llevar a un acaparamiento de corriente y un desgaste desigual.

7.2 Protección contra ESD (Descarga Electroestática)

Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas. Se deben tomar precauciones durante la manipulación y el ensamblaje:

• Los operadores deben usar pulseras antiestáticas conectadas a tierra o guantes antiestáticos.
• Todos los puestos de trabajo, herramientas y equipos deben estar correctamente conectados a tierra.
• Usar ionizadores para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico.
• Implementar un programa de formación y certificación en ESD para el personal.

7.3 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (52mW por LED), asegurar que el dispositivo opere dentro de su rango de temperatura especificado es vital para mantener la salida luminosa y la vida útil. Evitar colocar el LED cerca de otros componentes que generen calor. Un espaciado adecuado en la PCB permite cierta refrigeración por convección natural.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTL-R42NM1H229 ofrece ventajas específicas en su nicho:

• Doble Color Integrado:La inclusión de dos colores de indicador distintos y comunes (amarillo y verde/amarillo-verdoso) en una carcasa compacta ahorra espacio en la placa en comparación con el uso de dos LEDs monocromáticos separados.
• Diseño en Ángulo Recto:La carcasa en ángulo recto dirige la luz paralela a la superficie de la PCB, lo cual es ideal para aplicaciones de indicadores en panel frontal o iluminados lateralmente donde la dirección de visión es desde un lado, no desde arriba.
• Carcasa Negra:Proporciona un contraste superior cuando el LED está apagado, haciendo que el estado encendido sea más pronunciado, especialmente en condiciones de luz ambiental brillante.
• Paquete Through-Hole Estándar:Ofrece robustez mecánica y facilidad de soldadura manual para prototipos o producción de bajo volumen, en comparación con los dispositivos de montaje superficial (SMD) que requieren procesos de ensamblaje más precisos.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo excitar este LED a 30mA para obtener más brillo?

R: No. El Límite Absoluto Máximo para la corriente directa en CC es 20mA. Operar a 30mA excede este límite, lo que aumentará significativamente la temperatura de la unión, acelerará la depreciación del lumen y probablemente causará una falla prematura. Siempre manténgase dentro de las condiciones de operación recomendadas.

P2: La tensión directa se lista como 2.0V (Típ.) a 2.5V (Máx.). ¿Qué valor debo usar para calcular mi resistencia limitadora?

R: Para un diseño robusto que garantice que la corriente nunca exceda el límite máximo incluso con tolerancias de componentes, use elvalor máximo V_F(2.5V) en su cálculo. Esto garantiza que la corriente real estará en o por debajo de su objetivo incluso si la V_Fdel LED está en el extremo inferior de su rango.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico y Longitud de Onda Dominante?

R:La Longitud de Onda de Pico (λ_P)) es la longitud de onda física donde la potencia espectral de salida es más alta.La Longitud de Onda Dominante (λ_d)) es un valor calculado basado en la percepción del color humano (diagrama de cromaticidad CIE); es la longitud de onda de una luz monocromática pura que parecería tener el mismo color que el LED. La λ_des más relevante para describir el color percibido.

P4: ¿Puedo usar este LED en exteriores?

R: La hoja de datos indica que es adecuado para letreros interiores y exteriores. Sin embargo, para entornos exteriores severos con exposición directa a UV, humedad y amplias oscilaciones de temperatura, se necesitan consideraciones de diseño adicionales, como un recubrimiento conformado en la PCB, una carcasa protectora y verificar el rendimiento en temperaturas extremas.

10. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un indicador de doble estado para un router de red.

El LTL-R42NM1H229 es ideal. El LED verde puede indicar "Encendido/Sistema Normal", mientras que el LED amarillo puede indicar "Actividad de Red" o "Advertencia".

Implementación:

1. Colocar el componente en la PCB cerca del panel frontal.

2. Diseñar dos circuitos de excitación independientes, cada uno con una resistencia limitadora calculada para una corriente de excitación de 15mA (muy dentro del límite de 20mA) usando una alimentación de 5V: R = (5V - 2.5V) / 0.015A ≈ 167Ω (usar una resistencia estándar de 180Ω o 150Ω).

3. Conectar el ánodo del LED verde a un pin GPIO configurado en alto para el estado "Normal".

4. Conectar el ánodo del LED amarillo a un pin GPIO diferente que conmute con la actividad de datos.

5. Asegurar que el diseño de la PCB mantenga la distancia de 2mm entre la soldadura y la lente.

6. Durante el ensamblaje, seguir precisamente las guías de ESD, formado de patillas y soldadura.

Esto resulta en un sistema de indicación de estado limpio, profesional y fiable utilizando una única huella de componente.

11. Introducción al Principio de Operación

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de la electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa a través de la unión p-n, los electrones del material tipo n se recombinan con los huecos del material tipo p en la región activa. Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (luz). El color específico (longitud de onda) de la luz emitida está determinado por el intervalo de banda de energía de los materiales semiconductores utilizados en la construcción del chip LED. Los colores amarillo y verde en este dispositivo se logran usando diferentes composiciones de material semiconductor (por ejemplo, AlInGaP para amarillo, InGaN para verde). La lente de plástico difusora sobre el chip sirve para dispersar la luz, creando el amplio ángulo de visión de 100 grados.

12. Tendencias Tecnológicas

La lámpara LED de montaje through-hole sigue siendo un elemento básico en electrónica por su simplicidad y durabilidad, particularmente en aplicaciones que requieren alta resistencia mecánica o donde el ensamblaje manual es prevalente. Sin embargo, la tendencia general de la industria es hacia los LEDs de montaje superficial (SMD), que ofrecen huellas más pequeñas, perfiles más bajos y compatibilidad con líneas de ensamblaje automatizadas pick-and-place de alta velocidad, reduciendo los costes de fabricación para productos de alto volumen. Además, los avances en la tecnología de chips LED continúan mejorando la eficacia luminosa (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica), permitiendo corrientes de excitación más bajas para lograr el mismo brillo, lo que mejora la eficiencia energética y el rendimiento térmico. Los principios de un control cuidadoso de la corriente, la gestión térmica y la protección contra ESD siguen siendo universalmente críticos en todos los tipos de paquetes LED.