دیتاشیت فنی لامپ LED مدل LTL-R42NM1H229 - نصب سوراخدار - زرد/سبز - 20mA - 52mW

1. مرور کلی محصول

LTL-R42NM1H229 یک لامپ LED نصب سوراخدار است که به عنوان نشانگر مدار (CBI) طراحی شده است. این قطعه شامل یک پایه پلاستیکی سیاه زاویه‌دار است که دو لامپ LED مجزا را در خود جای می‌دهد. این قطعه برای مونتاژ ساده روی بردهای مدار چاپی (PCB) مهندسی شده و راه‌حلی قابل اعتماد و مقرون‌به‌صرفه برای نشان دادن وضعیت ارائه می‌دهد.

1.1 مزایای اصلی

• سهولت مونتاژ:طراحی برای نصب ساده و کارآمد روی بردهای مدار بهینه‌سازی شده است.
• کنتراست بهبودیافته:ماده بدنه سیاه نسبت کنتراست بالایی فراهم می‌کند و دیدپذیری LEDهای روشن را بهبود می‌بخشد.
• بهره‌وری انرژی:دارای مصرف توان پایین و بازده نوری بالا است.
• انطباق محیط زیستی:این یک محصول بدون سرب و منطبق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است.
• گزینه دو رنگ:دو رنگ LED مجزا را یکپارچه می‌کند: یک رنگ زرد استاندارد (حدود 589 نانومتر) و یک رنگ سبز/زرد-سبز (حدود 569 نانومتر).

1.2 کاربردهای هدف

این لامپ LED برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی که نیاز به چراغ‌های وضعیت یا نشانگر واضح دارند مناسب است. بخش‌های کاربرد اصلی شامل موارد زیر است:

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

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی مشخص شده برای لامپ LED LTL-R42NM1H229 ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• توان اتلافی (P_D):52 میلی‌وات برای هر LED. این حداکثر توانی است که LED می‌تواند به طور پیوسته در دمای محیط (T_A) 25 درجه سانتی‌گراد اتلاف کند. تجاوز از این حد خطر آسیب حرارتی را به همراه دارد.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر. این جریان فقط تحت شرایط پالسی (چرخه کاری ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است. نباید برای کار DC استفاده شود.
• جریان مستقیم DC (I_F):20 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای عملکرد قابل اعتماد درازمدت است.
• محدوده دمای کاری:30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه برای عملکرد در این محدوده دمای محیط طراحی شده است.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه می‌تواند در این محدوده‌ها به طور ایمن نگهداری شود.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متر (0.079 اینچ) از بدنه LED. این تحمل پروفایل حرارتی در طی فرآیندهای لحیم‌کاری دستی یا موجی را تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در T_A=25 درجه سانتی‌گراد و I_F=10mA اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_V):یک معیار کلیدی روشنایی.
  • LED زرد: معمولاً 11 میلی‌کاندلا، در محدوده 3.8 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 30 میلی‌کاندلا (حداکثر).
  • LED سبز/زرد-سبز: معمولاً 19 میلی‌کاندلا، در محدوده 8.7 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 50 میلی‌کاندلا (حداکثر).
  • توجه:اندازه‌گیری شامل تلرانس تست ±15% است. LED سبز روشنایی معمولی بالاتری نشان می‌دهد.
• زاویه دید (2θ_1/2):100 درجه برای هر دو رنگ. این زاویه دید گسترده اطمینان می‌دهد که LED از محدوده وسیعی از موقعیت‌ها نسبت به محورش قابل مشاهده است.
• طول موج پیک (λ_P):طول موجی که در آن شدت نور ساطع شده در بالاترین حد است.
  • زرد: 591 نانومتر
  • سبز: 572 نانومتر
• طول موج غالب (λ_d):نمایانگر رنگ درک شده نور است.
  • زرد: 589 نانومتر (محدوده 594-584 نانومتر)
  • سبز/زرد-سبز: 569 نانومتر (محدوده 574-566 نانومتر)
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ):حدود 15 نانومتر برای هر دو رنگ، که نشان‌دهنده انتشار رنگ نسبتاً باریک و خالص است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 2.0 ولت، با حداکثر 2.5 ولت در I_F=10mA. این ولتاژ پایین با مدارهای منطقی ولتاژ پایین رایج سازگار است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 100 میکروآمپر در V_R=5V.توجه حیاتی:دستگاه برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف تست است. اعمال ولتاژ معکوس در مدار می‌تواند به LED آسیب برساند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

محصول از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی LEDها بر اساس شدت نور (I_V) و فام (طول موج غالب) استفاده می‌کند. این امر ثبات را در یک دسته تولیدی تضمین می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در 10mA در دسته‌هایی (A، B، C، D) مرتب می‌شوند. مشخصات یک تلرانس ±15% برای هر حد دسته I_Vرا ذکر می‌کند. این بدان معناست که LEDهای داخل یک دسته، سطوح روشنایی بسیار نزدیک به هم خواهند داشت، که برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر یکنواخت در چندین نشانگر دارند حیاتی است.

3.2 دسته‌بندی فام (طول موج)

LEDها بر اساس طول موج غالبشان بیشتر دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس برای هر دسته فام ±1 نانومتر است. این کنترل دقیق، تغییر رنگ حداقلی بین LEDهای منفرد با رنگ اسمی یکسان (زرد یا سبز) را تضمین می‌کند، که برای ثبات زیبایی‌شناختی و سیستم‌های نشانگر کدگذاری شده با رنگ مهم است.

جدول دسته‌بندی (مثلاً کدهایی مانند L2، L3، H06، 3ST) ترکیبات خاصی از دسته‌های شدت نور و فام را با کدهای محصول نهایی (A، B، C، D) مرتبط می‌کند و امکان انتخاب دقیق بر اساس نیازهای کاربرد را فراهم می‌آورد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که PDF به منحنی‌های مشخصه معمولی ارجاع می‌دهد، رفتار استاندارد LED را می‌توان استنباط کرد:

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

LEDها دیود هستند و رابطه I-V غیرخطی نشان می‌دهند. ولتاژ مستقیم (V_F) دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای اتصال کمی کاهش می‌یابد. V_Fمشخص شده حدود 2.0-2.5 ولت در 10mA یک پارامتر کلیدی برای طراحی مقاومت محدودکننده جریان در مدار درایو است.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور (I_V) تقریباً متناسب با جریان مستقیم (I_F) در محدوده کاری توصیه شده (تا 20mA) است. راه‌اندازی LED بالاتر از این جریان، روشنایی را افزایش می‌دهد اما همچنین اتلاف توان و دمای اتصال را افزایش می‌دهد، که به طور بالقوه عمر مفید را کاهش داده و باعث تغییر رنگ می‌شود.

4.3 وابستگی دمایی

عملکرد LED به دما حساس است. شدت نور معمولاً با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. محدوده دمای کاری مشخص شده 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد، شرایط محیطی را تعریف می‌کند که تحت آن مشخصات نوری منتشر شده معتبر هستند. عملکرد در دماهای بالاتر منجر به کاهش خروجی نور می‌شود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

دستگاه دارای طراحی سوراخدار زاویه‌دار است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر هستند، با تلرانس پیش‌فرض ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه به طور خاص در نقشه ابعادی خلاف آن ذکر شده باشد.
• جنس بدنه پلاستیک سیاه است.
• LED1 رنگ سبز/زرد-سبز با لنز پخش‌کننده سبز متناظر است.
• LED2 رنگ زرد با لنز پخش‌کننده زرد متناظر است.

توجه: نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت ارجاع داده شده است اما در اینجا به شکل متنی بازتولید نشده است. طراحان باید برای جزئیات دقیق قرارگیری و ردپا به نقشه اصلی مراجعه کنند.

5.2 شناسایی قطبیت

برای LEDهای سوراخدار، کاتد معمولاً توسط یک لبه تخت روی لنز LED، یک پایه کوتاه‌تر، یا یک علامت روی بدنه شناسایی می‌شود. نقشه ابعادی دیتاشیت باید به وضوح قطبیت را نشان دهد. قطبیت صحیح ضروری است؛ اتصال معکوس از روشن شدن جلوگیری کرده و در صورت تجاوز ولتاژ معکوس از 5V ممکن است به دستگاه آسیب برساند.

5.3 مشخصات بسته‌بندی

محصول در بسته‌بندی مناسب برای مونتاژ خودکار یا دستی عرضه می‌شود. مشخصات بسته‌بندی، تعداد در هر ریل، تیوب یا سینی، و جهت قطعات درون بسته‌بندی را برای تسهیل ماشین‌های Pick-and-Place یا جلوگیری از آسیب در حین حمل و نگهداری شرح می‌دهد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب حیاتی است.

6.1 شرایط نگهداری

برای نگهداری طولانی‌مدت خارج از کیسه رطوبت‌گیر اصلی، توصیه می‌شود LEDها در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شوند. در صورت خارج کردن از بسته‌بندی اصلی، ظرف سه ماه استفاده شود. برای نگهداری طولانی‌تر، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کننده یا محیط نیتروژن استفاده کنید.

6.2 تمیزکاری

در صورت لزوم تمیزکاری، فقط از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از پاک‌کننده‌های شیمیایی قوی یا ناشناخته که ممکن است به لنز پلاستیکی یا بدنه آسیب برسانند خودداری کنید.

6.3 فرم‌دهی پایه‌ها

اگر نیاز به خم کردن پایه‌ها باشد، این کار بایدقبل ازلحیم‌کاری، در دمای اتاق انجام شود. خم باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه لنز LED ایجاد شود. از بدنه LED به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید. در هنگام قرار دادن روی PCB حداقل نیرو اعمال کنید تا از تنش مکانیکی روی پایه‌ها یا درز اپوکسی جلوگیری شود.

6.4 پارامترهای لحیم‌کاری

قانون حیاتی:حداقل فاصله 2 میلی‌متر بین نقطه لحیم و پایه لنز LED حفظ شود. لنز را در قلع لحیم غوطه‌ور نکنید.

• هویه:حداکثر دما 350 درجه سانتی‌گراد. حداکثر زمان تماس 3 ثانیه برای هر پایه. فقط یک بار انجام شود.
• لحیم‌کاری موجی:
  • پیش‌گرم: حداکثر 120 درجه سانتی‌گراد تا 100 ثانیه.
  • موج لحیم: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
  • زمان لحیم‌کاری: حداکثر 5 ثانیه.
  • موقعیت غوطه‌وری: نه کمتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز.
• هشدار:دمای یا زمان بیش از حد می‌تواند لنز پلاستیکی را ذوب کند، اپوکسی را تخریب کند یا باعث خرابی فاجعه‌بار اتصال نیمه‌هادی شود.

7. توصیه‌های طراحی کاربرد

7.1 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از عملکرد پایدار و طول عمر، باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED استفاده شود. مقدار مقاومت (R) با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (V_منبع- V_F) / I_F، که در آن V_Fولتاژ مستقیم LED است (برای حاشیه طراحی از مقدار معمول یا حداکثر استفاده کنید) و I_Fجریان مستقیم مورد نظر است (≤20mA).

مدل مدار A (توصیه شده):هر LED مقاومت محدودکننده جریان اختصاصی خود را دارد. این بهترین یکنواختی روشنایی و کنترل جریان فردی را فراهم می‌کند، زیرا تغییرات جزئی در مشخصات I-V هر LED را جبران می‌کند.

مدل مدار B (برای یکنواختی توصیه نمی‌شود):چندین LED به صورت موازی با یک مقاومت مشترک واحد متصل شده‌اند. این می‌تواند به دلیل تفاوت‌های طبیعی در ولتاژ مستقیم آن‌ها، منجر به تفاوت قابل توجهی در روشنایی بین LEDها شود. یک LED با V_Fکمی پایین‌تر جریان بیشتری می‌کشد و روشن‌تر به نظر می‌رسد، که به طور بالقوه منجر به جذب جریان بیشتر و سایش ناهموار می‌شود.

7.2 محافظت در برابر ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. در حین جابجایی و مونتاژ باید اقدامات احتیاطی انجام شود:

• اپراتورها باید از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضداستاتیک استفاده کنند.
• همه ایستگاه‌های کاری، ابزارها و تجهیزات باید به درستی زمین شده باشند.
• از یونایزرها برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود استفاده کنید.
• یک برنامه آموزش و گواهینامه ESD برای پرسنل اجرا کنید.

7.3 مدیریت حرارتی

در حالی که اتلاف توان پایین است (52mW برای هر LED)، اطمینان از عملکرد دستگاه در محدوده دمای مشخص شده آن برای حفظ خروجی نوری و طول عمر حیاتی است. از قرار دادن LED در نزدیکی سایر اجزای تولیدکننده گرما خودداری کنید. فاصله کافی روی PCB امکان مقداری خنک‌کنندگی همرفتی طبیعی را فراهم می‌کند.

8. مقایسه و تمایز فنی

LTL-R42NM1H229 مزایای خاصی در جایگاه خود ارائه می‌دهد:

• دو رنگ یکپارچه:گنجاندن دو رنگ نشانگر مجزا و رایج (زرد و سبز/زرد-سبز) در یک بدنه فشرده، در مقایسه با استفاده از دو LED تک رنگ جداگانه، فضای برد را ذخیره می‌کند.
• طراحی زاویه‌دار:بدنه زاویه‌دار نور را موازی با سطح PCB هدایت می‌کند، که برای کاربردهای نشانگر نورپردازی جلویی یا لبه‌ای که جهت دید از کنار است، نه از بالا، ایده‌آل است.
• بدنه سیاه:هنگامی که LED خاموش است کنتراست برتری فراهم می‌کند و حالت روشن را به ویژه در شرایط نور محیطی روشن، برجسته‌تر می‌کند.
• بسته‌بندی استاندارد سوراخدار:در مقایسه با دستگاه‌های نصب سطحی که به فرآیندهای مونتاژ دقیق‌تری نیاز دارند، استحکام مکانیکی و سهولت لحیم‌کاری دستی را برای نمونه‌سازی یا تولید کم‌حجم ارائه می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را با 30mA برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم DC 20mA است. کار کردن با 30mA از این مقدار فراتر می‌رود، که به طور قابل توجهی دمای اتصال را افزایش می‌دهد، کاهش لومن را تسریع می‌کند و به احتمال زیاد باعث خرابی زودرس می‌شود. همیشه در شرایط کاری توصیه شده باقی بمانید.

سوال 2: ولتاژ مستقیم به عنوان 2.0V (معمول) تا 2.5V (حداکثر) فهرست شده است. برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریانم باید از کدام مقدار استفاده کنم؟

پاسخ: برای یک طراحی قوی که حتی با تلرانس قطعات اطمینان حاصل می‌کند جریان هرگز از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نکند، از مقدارحداکثر V_F(2.5V) در محاسبه خود استفاده کنید. این تضمین می‌کند که حتی اگر V_FLED در انتهای پایین محدوده خود باشد، جریان واقعی در یا زیر هدف شما خواهد بود.

سوال 3: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

پاسخ:طول موج پیک (λ_P)طول موج فیزیکی است که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است.طول موج غالب (λ_d)یک مقدار محاسبه شده بر اساس ادراک رنگ انسان (نمودار رنگ‌سنجی CIE) است؛ طول موج یک نور تک‌فام خالص است که به نظر می‌رسد همان رنگ LED را داشته باشد. λ_dبرای توصیف رنگ درک شده مرتبط‌تر است.

سوال 4: آیا می‌توانم از این LED در فضای باز استفاده کنم؟

پاسخ: دیتاشیت بیان می‌کند که برای تابلوهای داخلی و خارجی مناسب است. با این حال، برای محیط‌های بیرونی خشن با قرارگیری مستقیم در معرض UV، رطوبت و نوسانات دمایی گسترده، ملاحظات طراحی اضافی مورد نیاز است، مانند پوشش محافظ روی PCB، یک محفظه محافظ، و تأیید عملکرد در دمای شدید.

10. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت دوگانه برای یک روتر شبکه.

LTL-R42NM1H229 ایده‌آل است. LED سبز می‌تواند نشانگر "روشن بودن برق/سیستم نرمال" باشد، در حالی که LED زرد می‌تواند نشانگر "فعالیت شبکه" یا "هشدار" باشد.

پیاده‌سازی:

1. قطعه را روی PCB نزدیک به پنل جلویی قرار دهید.

2. دو مدار درایو مستقل طراحی کنید، هر کدام با یک مقاومت محدودکننده جریان محاسبه شده برای جریان درایو 15mA (به خوبی در محدوده 20mA) با استفاده از منبع 5V: R = (5V - 2.5V) / 0.015A ≈ 167Ω (از یک مقاومت استاندارد 180Ω یا 150Ω استفاده کنید).

3. آند LED سبز را به یک پین GPIO که برای حالت "نرمال" High تنظیم شده است متصل کنید.

4. آند LED زرد را به یک پین GPIO متفاوت که با فعالیت داده‌ها تغییر وضعیت می‌دهد متصل کنید.

5. اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB فاصله 2 میلی‌متری لحیم تا لنز را حفظ می‌کند.

6. در حین مونتاژ، دقیقاً از دستورالعمل‌های ESD، فرم‌دهی پایه و لحیم‌کاری پیروی کنید.

این منجر به یک سیستم نشانگر وضعیت تمیز، حرفه‌ای و قابل اعتماد با استفاده از یک ردپای قطعه واحد می‌شود.

11. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LED) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ماده نوع n در ناحیه فعال با حفره‌های ماده نوع p بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. رنگ خاص (طول موج) نور ساطع شده توسط گاف انرژی مواد نیمه‌هادی مورد استفاده در ساختار تراشه LED تعیین می‌شود. رنگ‌های زرد و سبز در این دستگاه با استفاده از ترکیبات مختلف مواد نیمه‌هادی (مانند AlInGaP برای زرد، InGaN برای سبز) به دست می‌آیند. لنز پلاستیکی پخش‌کننده روی تراشه برای پخش نور عمل می‌کند و زاویه دید گسترده 100 درجه را ایجاد می‌کند.

12. روندهای فناوری

لامپ LED سوراخدار به دلیل سادگی و دوام خود، به ویژه در کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا دارند یا مونتاژ دستی در آن‌ها رایج است، یک جزء اصلی در الکترونیک باقی مانده است. با این حال، روند کلی صنعت به سمت LEDهای نصب سطحی (SMD) است، که ردپای کوچکتر، پروفایل پایین‌تر و سازگاری با خطوط مونتاژ خودکار Pick-and-Place با سرعت بالا را ارائه می‌دهند و هزینه تولید را برای محصولات پرحجم کاهش می‌دهند. علاوه بر این، پیشرفت‌ها در فناوری تراشه LED همچنان به بهبود بازده نوری (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات ورودی الکتریکی) ادامه می‌دهد، که امکان جریان درایو پایین‌تر برای دستیابی به همان روشنایی را فراهم می‌کند و این امر بهره‌وری انرژی و عملکرد حرارتی را بهبود می‌بخشد. اصول کنترل دقیق جریان، مدیریت حرارتی و محافظت ESD در همه انواع بسته‌بندی LED به طور جهانی حیاتی باقی می‌مانند.