Fiche technique LED bi-couleur T-1 3mm LTL1DETGEVK - Rouge/Vert - 30mA - 120mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTL1DETGEVK est une lampe LED bi-couleur traversante dotée d'un boîtier T-1 (3mm) de diamètre très répandu. Il est conçu pour fournir une indication d'état dans une large gamme d'applications électroniques. Le dispositif intègre deux puces LED, rouge et verte, dans un seul verre d'optique transparent, offrant une grande flexibilité de conception pour les systèmes de retour visuel.

1.1 Avantages principaux

• Faible consommation & Haute efficacité :Conçu pour un fonctionnement économe en énergie, le rendant adapté aux applications alimentées par batterie ou sensibles à la puissance.
• Sans plomb & Conforme RoHS :Fabriqué en conformité avec les réglementations environnementales, garantissant son adéquation pour les marchés mondiaux.
• Boîtier standard :Le format T-1 (3mm) est largement utilisé et compatible avec les conceptions de PCB et les matériels de montage standards.
• Fonctionnalité bi-couleur :Intègre l'émission rouge et verte dans un seul composant, simplifiant la conception de la carte et réduisant le nombre de pièces pour une indication multicolore.

1.2 Applications cibles

Cette LED est adaptée pour l'indication d'état dans de multiples industries, notamment :

• Équipements de communication
• Périphériques et cartes mères d'ordinateur
• Électronique grand public
• Appareils électroménagers et panneaux de contrôle

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Un fonctionnement en dehors de ces limites n'est pas conseillé.

• Dissipation de puissance (Pd) :Vert : 120 mW max, Rouge : 79 mW max. Cette différence est due à la tension directe typiquement plus faible et potentiellement à une construction interne différente de la puce rouge, résultant en des caractéristiques thermiques distinctes. Le concepteur doit s'assurer que les conditions de fonctionnement ne dépassent pas cette limite, en tenant compte de la température ambiante et de tout dissipateur thermique.
• Courant direct :Le courant direct continu est nominalement de 30 mA pour les deux couleurs. Un courant de crête plus élevé de 90 mA n'est autorisé que dans des conditions de pulsation strictes (rapport cyclique ≤ 1/10, largeur d'impulsion ≤ 0,1µs). Le fonctionnement continu ne doit pas dépasser la valeur nominale en continu.
• Plages de température :Fonctionnement : -30°C à +85°C. Stockage : -40°C à +100°C. Celles-ci définissent les limites environnementales pour un fonctionnement fiable et un stockage hors service.
• Température de soudure :Les broches peuvent supporter 260°C pendant un maximum de 5 secondes, mesuré à 2,0mm du corps de la LED. Ceci est critique pour les procédés de soudure à la vague ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électriques & optiques

Ce sont des valeurs typiques et minimales/maximales mesurées dans des conditions de test spécifiques (TA=25°C, IF=20mA sauf indication contraire).

• Intensité lumineuse (Iv) :Une métrique de performance clé. Pour le Vert, la valeur typique est de 9500 mcd (Min : 3200, Max : 16000). Pour le Rouge, la valeur typique est de 900 mcd (Min : 350, Max : 2500). La différence significative de sortie entre les couleurs est normale et doit être prise en compte dans la conception du circuit si une luminosité perçue uniforme est requise.
• Angle de vision (2θ1/2) :Approximativement 30 degrés pour les deux couleurs. Ceci définit le cône dans lequel l'intensité lumineuse est au moins la moitié de l'intensité sur l'axe. Il s'agit d'un angle de vision standard, étroit, adapté à une indication directionnelle.
• Longueur d'onde :
  • Longueur d'onde de crête (λP) : Vert : 518 nm (typ), Rouge : 633 nm (typ). C'est la longueur d'onde au point le plus haut du spectre d'émission.
  • Longueur d'onde dominante (λd) : Vert : 525 nm (typ, plage 519-531 nm), Rouge : 625 nm (typ). C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur.
  • Demi-largeur spectrale (Δλ) : Vert : 35 nm (typ), Rouge : 20 nm (typ). Ceci indique la pureté de la couleur ; une valeur plus petite signifie une lumière plus monochromatique.
• Tension directe (VF) :Vert : 3,5V (typ, max 4,0V). Rouge : 2,1V (typ, max 2,5V). Ceci est crucial pour la conception de la résistance de limitation de courant. La chute de tension diffère significativement entre les couleurs, ce qui signifie qu'une valeur de résistance unique pour les deux peut ne pas fournir un courant égal.
• Courant inverse (IR) :Maximum 100 µA à VR=5V. Ce dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test de fuite. Une protection contre la tension inverse dans le circuit d'application est essentielle.

3. Spécification du système de classement

Le produit est trié en classes basées sur des paramètres optiques clés pour assurer la cohérence au sein d'un lot de production. La tolérance sur les limites des classes est spécifiée.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Unités : mcd @ 20mA.

• Classes Rouge :KL (350-520), MN (520-680), PQ (680-1500), RS (1500-2500).
• Classes Vert :VW (3200-5500), XY (5500-9300), Z5A (9300-16000).
• Tolérance :±15% sur chaque limite de classe. Cela signifie qu'un composant classé "KL" pourrait avoir une intensité aussi basse que ~298 mcd ou aussi élevée que ~598 mcd.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante (Vert uniquement)

Unités : nm @ 20mA.

• Classes Vert :G2 (519-525 nm), G3 (525-531 nm).
• Tolérance :±1 nm sur chaque limite de classe. Ce contrôle strict assure une perception de la couleur verte cohérente entre les dispositifs d'une même classe.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (Fig.1, Fig.6), leurs implications sont standard pour la technologie LED.

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

La courbe I-V est exponentielle. Une petite augmentation de la tension provoque une forte augmentation du courant. Cette relation non linéaire explique pourquoi les LED doivent être pilotées par un mécanisme de limitation de courant (par exemple, une résistance en série ou une source de courant constant) et non directement par une source de tension.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement. Cependant, l'efficacité peut diminuer à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur.

4.3 Caractéristiques thermiques

La performance des LED dépend de la température :

• Tension directe (VF) :Diminue avec l'augmentation de la température de jonction (coefficient de température négatif).
• Intensité lumineuse (Iv) :Diminue avec l'augmentation de la température de jonction. La fiche technique spécifie les caractéristiques à 25°C ; la sortie sera plus faible à des températures ambiantes plus élevées.
• Longueur d'onde :Se décale généralement légèrement avec la température (généralement vers des longueurs d'onde plus longues pour les LED AlInGaP et InGaN).

5. Informations mécaniques & d'emballage

5.1 Dimensions de contour

Le dispositif est conforme au boîtier radial traversant standard T-1 (3mm). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces fournis entre parenthèses).
• La tolérance standard est de ±0,25mm sauf indication contraire.
• La protubérance maximale de la résine sous la collerette est de 1,0mm.
• L'espacement des broches est mesuré là où les broches sortent du corps du boîtier, ce qui est critique pour la conception de l'empreinte PCB.

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, la polarité est généralement indiquée par deux caractéristiques :

• Longueur de la broche :La broche la plus longue est généralement l'anode (positive).
• Côté plat du boîtier :De nombreux boîtiers LED ont un côté plat sur le bord (collerette) le plus proche de la broche cathode (négative). Il convient de consulter le dessin de contour de la fiche technique pour le marquage de polarité spécifique de ce dispositif.

L'application d'une tension inverse peut endommager la LED.

6. Directives de soudure & d'assemblage

Le respect de ces directives est critique pour la fiabilité et la prévention des dommages pendant la fabrication.

6.1 Conditions de stockage

Ambiance de stockage recommandée : ≤ 30°C et ≤ 70% d'humidité relative. Les LED retirées de leur sac barrière d'humidité d'origine doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou une atmosphère d'azote.

6.2 Formage des broches

• Plier les broches à un point situé à au moins 3mm de la base du verre d'optique de la LED.
• Ne pas utiliser le corps du boîtier comme point d'appui pour le pliage.
• Effectuer tout formage des broches à température ambiante et avant le processus de soudure.
• Utiliser une force de serrage minimale lors de l'insertion dans le PCB pour éviter les contraintes mécaniques sur le verre d'optique en époxy ou les liaisons internes.

6.3 Processus de soudure

Règle critique :Maintenir une distance minimale de 2mm entre la base du verre d'optique en époxy et le point de soudure. Ne pas immerger le verre d'optique dans la soudure.

• Soudure manuelle/au fer :Température maximale : 350°C. Temps maximal : 3 secondes par broche. Soudure unique uniquement.
• Soudure à la vague :
  • Préchauffage : Max 100°C pendant jusqu'à 60 secondes.
  • Vague de soudure : Max 260°C.
  • Temps de contact : Max 5 secondes.
  • Position d'immersion : Pas plus bas que 2mm de la base du verre d'optique.
• Non recommandé :La soudure par refusion IR n'est pas adaptée à ce type de boîtier traversant. Une chaleur ou un temps excessif peut provoquer une déformation du verre d'optique ou une défaillance catastrophique.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire, utiliser des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique. Éviter les nettoyants agressifs ou abrasifs.

7. Emballage & Informations de commande

7.1 Spécification d'emballage

Le dispositif est emballé selon une hiérarchie à plusieurs niveaux :

1. Unité de base :500, 200 ou 100 pièces par sac anti-statique.
2. Carton intérieur :Contient 10 sacs d'emballage, totalisant 5 000 pièces.
3. Carton extérieur (boîte d'expédition) :Contient 8 cartons intérieurs, totalisant 40 000 pièces.

Note : Au sein d'un lot d'expédition, seul l'emballage final peut contenir une quantité non complète.

8. Recommandations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de pilotage

Une LED est un dispositif piloté en courant. Pour assurer une luminosité constante et une longue durée de vie :

• Utiliser une résistance de limitation de courant en série :C'est la méthode la plus courante et recommandée (Circuit A dans la fiche technique). La valeur de la résistance est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - Vf_LED) / I_desirée, où Vf_LED est la tension directe de la couleur de LED active (Rouge ou Vert).
• Éviter la connexion parallèle directe :La connexion de plusieurs LED directement en parallèle avec une seule résistance (Circuit B) n'est pas recommandée. De petites variations de la caractéristique de tension directe (Vf) entre les LED individuelles provoqueront un déséquilibre significatif dans le partage du courant, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle de la LED avec la Vf la plus basse.
• Contrôle bi-couleur :Pour contrôler le rouge et le vert indépendamment, deux circuits de pilotage séparés (chacun avec sa propre résistance et son interrupteur/broche GPIO) sont nécessaires, connectés avec une polarité opposée (configuration à cathode commune ou anode commune). La fiche technique ne spécifie pas la configuration interne des puces ; le schéma doit être conçu en conséquence.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Des mesures préventives doivent être mises en œuvre dans l'environnement de manipulation et d'assemblage :

• Le personnel doit porter des bracelets de mise à la terre ou des gants anti-statiques.
• Tous les équipements, postes de travail et rayonnages de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utiliser des ioniseurs pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur le verre d'optique en plastique.
• Mettre en œuvre des programmes de formation et de certification ESD pour tout le personnel de manipulation.

8.3 Gestion thermique

Bien qu'il s'agisse d'un dispositif de faible puissance, le respect des valeurs maximales de dissipation de puissance et des températures de fonctionnement est essentiel pour la fiabilité à long terme. Assurer une ventilation adéquate dans l'application finale, surtout si plusieurs LED sont utilisées à proximité ou sont pilotées près de leur courant nominal maximal.

9. Comparaison & Différenciation technique

La différenciation principale du LTL1DETGEVK réside dans la combinaison de ses fonctionnalités au sein du boîtier T-1 omniprésent :

• Bi-couleur dans un boîtier standard :Offre deux couleurs (Rouge/Vert) dans un seul dispositif 3mm, économisant de l'espace sur la carte et simplifiant l'inventaire par rapport à l'utilisation de deux LED monochromes.
• Verre d'optique transparent :Fournit la couleur réelle de l'émission de la puce. Ceci diffère des verres d'optique diffusants qui dispersent la lumière pour un angle de vision plus large mais avec une intensité sur l'axe réduite.
• Performance équilibrée :Offre une intensité lumineuse relativement élevée pour le vert et une intensité standard pour le rouge, avec un classement défini pour une performance prévisible.
• Spécifications robustes :Inclut des valeurs maximales absolues détaillées, des directives de soudure et des mises en garde d'application qui sont critiques pour une fabrication fiable.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q1 : Pourquoi l'intensité lumineuse typique de la LED verte est-elle si supérieure à celle de la rouge ?
R1 : Cela est principalement dû à la sensibilité spectrale de l'œil humain (réponse photopique), qui culmine dans la région vert-jaune (~555 nm). L'œil est moins sensible à la lumière rouge (~625 nm). Par conséquent, pour atteindre une luminosité perçue similaire, une LED rouge devrait émettre plus de puissance rayonnante. La différence de technologie de puce (InGaN pour le vert, AlInGaP pour le rouge) influence également l'efficacité.

Q2 : Puis-je piloter les LED rouge et verte simultanément pour créer du jaune/orange ?
R2 : Non, ce dispositif est une LED bi-couleur, pas une LED tri-couleur ou RVB. La construction interne a typiquement deux puces connectées en parallèle inverse (cathode commune ou anode commune). L'application d'une tension dans une polarité allume une couleur ; inverser la polarité allume l'autre. Elles ne peuvent pas être alimentées simultanément pour mélanger la lumière à l'intérieur du boîtier.

Q3 : Quelle valeur de résistance dois-je utiliser pour une alimentation de 5V ?
R3 : Vous avez besoin de calculs séparés pour chaque couleur en raison de Vf différents.

• Pour le Vert (Vf_typ=3,5V, I=20mA) : R = (5V - 3,5V) / 0,02A = 75 Ohms. Utiliser la valeur standard la plus proche (par exemple, 75Ω ou 82Ω). Vérifier la puissance nominale : P = I²R = (0,02)² * 75 = 0,03W, donc une résistance de 1/8W ou 1/10W est suffisante.
• Pour le Rouge (Vf_typ=2,1V, I=20mA) : R = (5V - 2,1V) / 0,02A = 145 Ohms. La valeur standard la plus proche est 150Ω.

Toujours utiliser la Vf maximale de la fiche technique pour une conception conservatrice afin de limiter le courant maximal.

Q4 : Cette LED est-elle adaptée à une utilisation en extérieur ?
R4 : La fiche technique indique qu'elle convient aux enseignes intérieures et extérieures. Cependant, pour les environnements extérieurs sévères, considérer des facteurs supplémentaires non détaillés dans cette fiche : la résistance aux UV de l'époxy (qui est transparent), la protection contre l'infiltration d'humidité et les performances en cyclage thermique étendu. Un revêtement conformant sur le PCB peut être nécessaire pour une fiabilité à long terme en extérieur.

11. Cas pratique de conception & d'utilisation

Scénario : Indicateur double état sur un routeur réseau
Un concepteur a besoin d'un seul indicateur pour montrer l'Alimentation (Vert) et l'Activité réseau (Rouge clignotant). L'utilisation du LTL1DETGEVK simplifie la conception.

1. Circuit :Une broche GPIO d'un microcontrôleur est connectée à l'anode de la LED via une résistance de 75Ω. La cathode de la LED est connectée à une seconde broche GPIO configurée comme sortie.
2. Fonctionnement :
   • Pour allumer le Vert : Mettre la Broche1 (anode) à HAUT et la Broche2 (cathode) à BAS.
   • Pour allumer le Rouge : Mettre la Broche1 à BAS et la Broche2 à HAUT.
   • Pour éteindre : Mettre les deux broches au même niveau logique (toutes deux HAUT ou toutes deux BAS).
   • Activité réseau : Basculer rapidement entre l'état Rouge et Éteint en commutant la Broche2.
3. Avantages :N'utilise qu'une seule empreinte de composant, deux broches GPIO et deux résistances, fournissant une indication d'état double fonction claire dans un espace compact.

12. Principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n, les électrons du matériau de type n se recombinent avec les trous du matériau de type p dans la région active. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde (couleur) de la lumière émise est déterminée par le gap d'énergie des matériaux semi-conducteurs utilisés dans la région active. Le LTL1DETGEVK contient deux de ces structures semi-conductrices dans un seul boîtier : une conçue pour émettre de la lumière verte (utilisant probablement du Nitrure de Gallium Indium - InGaN) et une pour émettre de la lumière rouge (utilisant probablement du Phosphure d'Aluminium Indium Gallium - AlInGaP).

13. Tendances technologiques

Le marché des LED traversantes, en particulier pour les types indicateurs standards comme le boîtier T-1, est mature. Les tendances clés influençant ce segment incluent :

• Demande continue pour le support de l'existant :Alors que les LED CMS dominent les nouvelles conceptions, les LED traversantes restent essentielles pour la maintenance d'équipements existants, le prototypage, l'usage des amateurs et les applications nécessitant une résistance mécanique supérieure ou une luminosité ponctuelle plus élevée dans un boîtier radial.
• Accent sur l'efficacité et la fiabilité :Même dans les boîtiers établis, des améliorations incrémentielles de l'efficacité quantique interne et des matériaux du verre d'optique en époxy conduisent à une intensité lumineuse plus élevée et une meilleure stabilité des couleurs à long terme.
• Conformité environnementale :La tendance vers des matériaux sans plomb, conformes RoHS et potentiellement sans halogène continue d'être une exigence de base pour tous les composants, y compris les LED traversantes.
• Intégration :La fonctionnalité bi-couleur de ce dispositif représente une forme d'intégration, regroupant plus de fonctionnalités dans une empreinte standard. Cette tendance se poursuit avec des boîtiers multi-puces plus complexes.

Bien qu'elles ne soient pas à la pointe de la technologie LED de pointe comme les micro-LED, les LED traversantes comme le LTL1DETGEVK resteront une solution fiable et rentable pour les applications d'indication dans un avenir prévisible.