مشخصات فنی ال‌ای‌دی دو رنگ LTLR1DEKVJNNH155T با پایه زاویه‌دار - قرمز/سبز - 20 میلی‌آمپر

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک نشانگر دو رنگ برد مدار چاپی (CBI) را شرح می‌دهد. دستگاه شامل یک محفظه (پایه) پلاستیکی سیاه زاویه‌دار است که برای اتصال با یک لامپ ال‌ای‌دی با اندازه T-1 طراحی شده است. ال‌ای‌دی یکپارچه دارای دو منبع چیپ است: یکی تابش‌کننده در طیف قرمز و دیگری در طیف سبز، که با یک لنز مات سفید برای ظاهری یکنواخت ترکیب شده‌اند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• سهولت مونتاژ:طراحی بهینه‌شده برای مونتاژ آسان روی برد مدار چاپی و قابلیت چیدمان پشته‌ای برای ایجاد آرایه‌ها.
• کنتراست بهبودیافته:محفظه سیاه نسبت کنتراست بالایی فراهم می‌کند و دیدپذیری نشانگر روشن را بهبود می‌بخشد.
• بهره‌وری انرژی:دستگاه دارای مصرف توان پایین است.
• انطباق محیطی:این محصول بدون سرب و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS است.
• راه‌حل یکپارچه:بسته شامل یک ال‌ای‌دی دو رنگ آلین‌گپ (قرمز: 631 نانومتر، سبز: 569 نانومتر) با لنز مات سفید است که از پیش در پایه مونتاژ شده است.
• تجهیزات اتوماتیک:در بسته‌بندی نوار و قرقره مناسب برای تجهیزات نصب خودکار عرضه می‌شود.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

این نشانگر برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی که نیاز به نشانگر وضعیت یا سیگنال دارند مناسب است. بازارهای کاربرد اصلی شامل موارد زیر است:

• تجهیزات مخابراتی
• کامپیوتر و دستگاه‌های جانبی
• الکترونیک مصرفی
• سیستم‌های کنترل صنعتی

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود.

• توان اتلافی (P_d):75 میلی‌وات برای هر دو چیپ قرمز و سبز. این حداکثر توانی است که بسته ال‌ای‌دی می‌تواند در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس به صورت گرما تلف کند.
• جریان مستقیم:
  • پیوسته DC (I_F):حداکثر 30 میلی‌آمپر برای هر دو رنگ.
  • پالسی اوج (I_FP):60 میلی‌آمپر (سبز) و 90 میلی‌آمپر (قرمز)، تنها تحت شرایط سختگیرانه مجاز است (چرخه وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میلی‌ثانیه).
• کاهش حرارتی:حداکثر جریان مستقیم DC مجاز باید به ازای هر درجه سلسیوس افزایش دمای محیط بالای 50 درجه سلسیوس، به صورت خطی 0.4 میلی‌آمپر کاهش یابد. این امر برای قابلیت اطمینان در دماهای بالا حیاتی است.
• محدوده‌های دمایی:عملیاتی از 40- تا 100+ درجه سلسیوس؛ ذخیره‌سازی از 55- تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری:پایه‌ها می‌توانند 260 درجه سلسیوس را حداکثر به مدت 5 ثانیه تحمل کنند، اندازه‌گیری در فاصله 1.6 میلی‌متری از بدنه.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

این پارامترها در T_A=25°C و I_F=20mA اندازه‌گیری شده‌اند که نمایانگر شرایط عملیاتی معمول هستند.

• شدت نور (I_v):خروجی نور محوری معمول برای هر دو رنگ 110 میلی‌کاندلا است. مقادیر حداقل 65 میلی‌کاندلا و حداکثر 250 میلی‌کاندلا (قرمز) و 450 میلی‌کاندلا (سبز) است. یک تلرانس تست ±30% برای تضمین‌های شدت اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):45 درجه. این زاویه کامل است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری کاهش می‌یابد و عرض پرتو را تعریف می‌کند.
• طول موج:
  • طول موج اوج (λ_P):تقریباً 639 نانومتر (قرمز) و 575 نانومتر (سبز). این نقطه طیفی حداکثر توان تابشی است.
  • طول موج غالب (λ_d):631 نانومتر (قرمز) و 569 نانومتر (سبز). این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و نقطه رنگ را در نمودار رنگ‌سنجی CIE تعریف می‌کند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (قرمز) و 11 نانومتر (سبز). این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ پهنای باند باریک‌تر به معنای رنگ اشباع‌شده‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 2.0 ولت (قرمز) و 2.1 ولت (سبز) در 20 میلی‌آمپر، با حداکثر 2.4 ولت برای هر دو. این برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت.مهم:دستگاه برای عملکرد با بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این تست تنها برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی

دستگاه‌ها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی مرتب (دسته‌بندی) می‌شوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

واحدها: میلی‌کاندلا @ I_F=20mA. تلرانس روی حدود دسته‌ها ±15% است.

• ال‌ای‌دی قرمز:
  • دسته DE: 65 – 140 میلی‌کاندلا
  • دسته FG: 140 – 250 میلی‌کاندلا
• ال‌ای‌دی سبز:
  • دسته DE: 65 – 140 میلی‌کاندلا
  • دسته FG: 140 – 250 میلی‌کاندلا
  • دسته HJ: 250 – 450 میلی‌کاندلا

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (فقط سبز)

واحدها: نانومتر @ I_F=20mA. تلرانس روی حدود دسته‌ها ±1 نانومتر است.

• دسته رنگ H06: 564.0 – 568.0 نانومتر
• دسته رنگ H07: 568.0 – 571.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های عملکرد معمول اشاره می‌کند که روابط بین پارامترهای کلیدی را به صورت گرافیکی نشان می‌دهند. در حالی که نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، مفاهیم آن‌ها در زیر تحلیل شده است.

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

منحنی I-V برای ال‌ای‌دی‌های آلین‌گپ معمولاً یک رابطه نمایی نشان می‌دهد. V_Fمشخص‌شده در 20mA یک نقطه عملیاتی کلیدی فراهم می‌کند. طراحان باید از یک مقاومت سری برای تنظیم جریان استفاده کنند، زیرا تغییرات کوچک در ولتاژ به دلیل مشخصه نمایی دیود می‌تواند باعث تغییرات بزرگ در جریان شود.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این منحنی به طور کلی در یک محدوده قابل توجه خطی است. عملکرد در 20mA توصیه‌شده، روشنایی و بازده بهینه را تضمین می‌کند. تجاوز از حداکثر جریان DC به دلیل افزایش گرما، عمر و بازده را کاهش می‌دهد.

4.3 شدت نور در مقابل دمای محیط

خروجی نور ال‌ای‌دی‌ها با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. مشخصه کاهش حرارتی برای جریان (0.4 mA/°C بالای 50°C) مستقیماً با مدیریت این اثر مرتبط است. برای کاربردها در دمای محیط بالا، کاهش جریان راه‌اندازی یا بهبود خنک‌کنندگی در سطح برد برای حفظ روشنایی ضروری است.

4.4 توزیع طیفی

طول موج‌های اوج و غالب مشخص‌شده، همراه با پهنای باند طیفی، مشخصات رنگ را تعریف می‌کنند. پهنای باند باریک‌تر چیپ سبز (11 نانومتر) در مقایسه با قرمز (20 نانومتر) نشان‌دهنده خلوص رنگ بالاتر برای تابش سبز است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی و یادداشت‌ها

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر با اینچ در پرانتز ارائه شده‌اند.
• تلرانس استاندارد ±0.25mm است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
• جنس پایه: پلاستیک سیاه.
• ال‌ای‌دی یکپارچه: دو رنگ (زرد-سبز/قرمز) با لنز مات سفید.

5.2 شناسایی قطبیت و فرم‌دهی پایه

دستگاه دارای قطبیت استاندارد ال‌ای‌دی (آند/کاتد) است. در طول فرم‌دهی پایه برای نصب روی برد، خم‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 2mm از پایه لنز/پایه ال‌ای‌دی ایجاد شوند. پایه قاب پایه نباید به عنوان تکیه‌گاه استفاده شود. فرم‌دهی باید در دمای اتاق و قبل از فرآیند لحیم‌کاری انجام شود.

5.3 مشخصات بسته‌بندی

• نوار حامل:آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه، ضخامت 0.50 ± 0.06 میلی‌متر.
• ظرفیت قرقره:450 قطعه در هر قرقره استاندارد 13 اینچی.
• بسته‌بندی کارتن:
  • 1 قرقره همراه با یک ماده خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت در یک کیسه ممانعت‌کننده رطوبت (MBB) بسته‌بندی می‌شود.
  • 2 کیسه MBB در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند (مجموع 900 قطعه).
  • 10 کارتن داخلی در یک کارتن خارجی بسته‌بندی می‌شوند (مجموع 9,000 قطعه).

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 ذخیره‌سازی و حساسیت رطوبتی

• بسته مهر و موم شده:در دمای ≤ 30°C و رطوبت نسبی ≤ 70% ذخیره شود. ظرف یک سال استفاده شود.
• بسته باز شده:در دمای ≤ 30°C و رطوبت نسبی ≤ 60% ذخیره شود. توصیه می‌شود لحیم‌کاری ریفلو IR ظرف 168 ساعت (1 هفته) از باز کردن کیسه MBB تکمیل شود.
• ذخیره‌سازی طولانی‌مدت/پخت:قطعاتی که بیش از 168 ساعت خارج از بسته‌بندی اصلی ذخیره شده‌اند، باید قبل از مونتاژ SMT به مدت حداقل 48 ساعت در حدود 60 درجه سلسیوس پخت شوند تا رطوبت جذب شده حذف شده و از آسیب \"پاپ کورن\" در طول ریفلو جلوگیری شود.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از مواد شیمیایی خشن یا مهاجم خودداری کنید.

6.3 پارامترهای فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2mm باید بین نقطه لحیم و پایه لنز/پایه حفظ شود.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):
  • دما: حداکثر 350 درجه سلسیوس.
  • زمان: حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال.
  • محدود به یک چرخه لحیم‌کاری.
• لحیم‌کاری موجی:
  • پیش‌گرم: حداکثر 120 درجه سلسیوس تا 100 ثانیه.
  • موج لحیم: حداکثر 260 درجه سلسیوس.
  • زمان تماس: حداکثر 5 ثانیه.

7. یادداشت‌های کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدارهای کاربردی معمول

دستگاه توسط یک مدار DC ساده راه‌اندازی می‌شود. یک مقاومت محدودکننده جریان (R_سری) اجباری است و با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R_سری= (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.4V) برای یک طراحی محافظه‌کارانه استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان از حد مجاز تجاوز نمی‌کند. برای منبع تغذیه 5V و I_Fهدف 20mA: R_سری= (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 اهم. یک مقاومت استاندارد 130 یا 150 اهم مناسب خواهد بود. عملکرد دو رنگ معمولاً به یک پیکربندی 3 پایه با کاتد مشترک یا آند مشترک نیاز دارد که توسط دو سیگنال راه‌انداز جداگانه کنترل می‌شود.

7.2 مدیریت حرارتی

در حالی که توان اتلافی پایین است (75mW)، عملکرد پیوسته در دمای محیط بالا (>50°C) نیاز به توجه دارد. دستورالعمل کاهش جریان را دنبال کنید. اطمینان از تهویه مناسب و اجتناب از قرار دادن نشانگر در نزدیکی سایر اجزای تولیدکننده گرما روی PCB.

7.3 طراحی نوری

زاویه دید 45 درجه و لنز مات سفید، روشنایی وسیع و یکنواختی را فراهم می‌کنند که برای نشانگرهای پنل جلویی مناسب است. پایه سیاه هنگامی که روشن نیست کنتراست عالی ارائه می‌دهد. برای بهترین دیدپذیری، ارتفاع نصب را نسبت به دهانه پنل در نظر بگیرید.

8. مقایسه و تمایز فنی

این محصول چندین ویژگی را ترکیب می‌کند که آن را از ال‌ای‌دی‌های گسسته پایه متمایز می‌کند:

• پایه یکپارچه در مقابل ال‌ای‌دی گسسته:پایه سیاه زاویه‌دار از پیش مونتاژشده، نیاز به کلیپ نصب جداگانه یا لوله نور را حذف می‌کند، مونتاژ را ساده کرده و پایداری مکانیکی و کنتراست را بهبود می‌بخشد.
• دو رنگ در یک بسته واحد:دو رنگ نشانگر (قرمز/سبز) را در یک بسته فشرده 3 پایه فراهم می‌کند و در مقایسه با استفاده از دو ال‌ای‌دی تک رنگ جداگانه، فضای برد را ذخیره می‌کند.
• فناوری آلین‌گپ:روشنایی و بازده بالا با اشباع رنگ خوب، به ویژه در طیف‌های قرمز و سبز، در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر ارائه می‌دهد.
• بسته‌بندی نوار و قرقره:مونتاژ خودکار را امکان‌پذیر می‌کند، هزینه نیروی کار را کاهش داده و یکنواختی جایگذاری را در تولید انبوه بهبود می‌بخشد.

9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟

طول موج اوج (λ_P) نقطه حداکثر توان نوری خروجی در طیف تابش است. طول موج غالب (λ_d) از مختصات رنگ مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج واحد نور طیفی خالصی است که توسط چشم انسان به عنوان همان رنگ درک می‌شود. λ_dبرای کاربردهای نشانگر رنگ مرتبط‌تر است.

9.2 چرا یک مشخصه کاهش جریان بالای 50°C وجود دارد؟

عمر و خروجی نور ال‌ای‌دی با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. منحنی کاهش، حداکثر جریان راه‌اندازی مجاز را با افزایش دمای محیط کاهش می‌دهد. این امر اتلاف توان داخلی (گرما) را محدود می‌کند تا دمای اتصال در محدوده عملیاتی ایمن نگه داشته شود و قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین کند.

9.3 آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با یک منبع ولتاژ بدون مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی کنم؟

No.ال‌ای‌دی یک دستگاه جریان‌محور است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ که از ولتاژ مستقیم آن فراتر رود، باعث جریان بیش از حد شده و ممکن است آن را فوراً از بین ببرد. همیشه یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت مورد نیاز است.

9.4 معنای \"تلرانس هر حد دسته ±15% است\" چیست؟

به این معنی است که خط تقسیم واقعی بین دسته‌های شدت (مثلاً بین DE و FG) دارای یک تلرانس تولید ±15% است. دستگاهی که دقیقاً در 140 میلی‌کاندلا، مرز اسمی، اندازه‌گیری شود، بسته به کالیبراسیون تست و تغییرات دسته، می‌تواند در هر یک از دسته‌ها طبقه‌بندی شود. طراحان باید از حداقل مقدار یک دسته برای محاسبات روشنایی در بدترین حالت استفاده کنند.

10. مطالعه موردی طراحی و استفاده عملی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر صنعتی. پنل نیاز به یک نشانگر فشرده دو رنگ (قرمز/سبز) برای \"برق/فعالیت\" و \"خطای سیستم\" دارد.

پیاده‌سازی:
1. LTLR1DEKVJNNH155T برای پایه زاویه‌دار یکپارچه آن (مونتاژ پشت پنل را ساده می‌کند)، قابلیت دو رنگ (فضا را ذخیره می‌کند) و محفظه سیاه (کنتراست خوبی فراهم می‌کند) انتخاب شده است.
2. چیدمان PCB شامل سه سوراخ آبکاری‌شده منطبق با فاصله پایه دستگاه است. فوت‌پرینت طوری طراحی شده که بدنه پایه پس از خم شدن، کاملاً در لبه PCB قرار گیرد.
3. یک پین GPIO میکروکنترلر هر رنگ را از طریق یک مدار ساده کلید ترانزیستوری راه‌اندازی می‌کند. مقاومت محدودکننده جریان برای یک سیستم راه‌انداز 3.3 ولتی به صورت 150 اهم محاسبه می‌شود ( (3.3V - 2.1V) / 0.008A ≈ 150 اهم، با استفاده از 8mA برای کاهش توان و روشنایی کافی).
4. در طول مونتاژ، پایه‌ها با استفاده از یک ابزار خم‌کننده دقیق فرم‌دهی می‌شوند، اطمینان حاصل می‌شود که خم از فاصله >2mm از پایه شروع می‌شود. سپس برد با لحیم‌کاری موجی مونتاژ می‌شود و به حداکثر زمان غوطه‌وری 5 ثانیه پایبند است.
5. مونتاژ نهایی یک نشانگر تمیز و حرفه‌ای با حالت‌های قرمز و سبز روشن و متمایز قابل مشاهده از زاویه وسیع نشان می‌دهد.

11. اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ نور ساطع‌شده توسط انرژی گاف باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. این دستگاه از آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) برای هر دو چیپ قرمز و سبز استفاده می‌کند، یک سیستم ماده شناخته‌شده برای بازده بالا در طیف قرمز تا زرد-سبز. دو چیپ با هم زیر یک لنز اپوکسی مات سفید قرار گرفته‌اند که نور را پراکنده می‌کند، ظاهری یکنواخت ایجاد کرده و زاویه دید را گسترش می‌دهد.

12. روندها و زمینه فناوری

نشانگرهای ال‌ای‌دی سوراخ‌دار مانند این، در کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا، سهولت مونتاژ/سرویس دستی یا نصب مکانیکی مستحکم دارند، همچنان مرتبط هستند. روند کلی فناوری ال‌ای‌دی به سمت بازده بالاتر (لومن بر وات)، بهبود بازآفرینی رنگ و مینیاتوری‌سازی ادامه دارد. برای کاربردهای نشانگر، یکپارچه‌سازی یک روند کلیدی است - ترکیب چندین رنگ، ICهای کنترل داخلی (مانند چشمک‌زن یا درایورهای RGB) و بسته‌بندی هوشمندتر. از نظر محیطی، حرکت به سمت تولید بدون سرب و مطابق با RoHS، همانطور که در این محصول مشاهده می‌شود، اکنون یک استاندارد جهانی است. استفاده از بسته‌بندی نوار و قرقره برای قطعات سوراخ‌دار، روش‌های مونتاژ سنتی را با فرآیندهای خودکار مدرن پیوند می‌دهد.