SMD LED RGB dengan Pemandu Bersepadu - 3.2x2.8x1.9mm - 5V - 88mW - Merah/Hijau/Biru - Lembaran Data Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk komponen LED permukaan-pasang mini yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak automatik. Peranti ini mengintegrasikan tiga cip LED individu (Merah, Hijau, Biru) bersama-sama dengan litar bersepadu pemandu 8-bit dalam satu pakej tunggal. Integrasi ini membolehkan kawalan tepat dan bebas bagi setiap saluran warna, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan percampuran warna dinamik dan pelarasan kecerahan resolusi tinggi. Komponen ini dibekalkan pada pita pembawa 8mm piawai industri yang dililit pada gegelung 7 inci, memudahkan penempatan automatik volum tinggi.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi arahan alam sekitar RoHS.
• Menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Merah) dan InGaN (Hijau, Biru) kecekapan tinggi untuk kecerahan unggul.
• Litar bersepadu pemandu 8-bit menyediakan 256 tahap kecerahan berbeza untuk setiap tiga saluran warna (Merah, Hijau, Biru).
• Frekuensi pengimbasan data tinggi tidak kurang daripada 800 kHz memastikan peralihan warna dan kadar penyegaran yang lancar.
• Dibungkus pada pita pembawa 8mm untuk keserasian dengan peralatan pick-and-place automatik piawai.
• Serasi dengan proses pematerian aliran balik inframerah (IR), sesuai untuk pemasangan tanpa plumbum.
• Input aras logik serasi untuk antara muka mudah dengan pengawal mikro dan litar logik digital.

1.2 Aplikasi

Peranti ini direka untuk pelbagai peralatan elektronik di mana ruang, pemasangan automatik, dan kawalan warna tepat adalah kritikal. Kawasan aplikasi utama termasuk:

• Pencahayaan Latar Belakang:Pencahayaan kekunci, papan kekunci, dan panel hiasan dalam elektronik pengguna, automasi pejabat, dan perkakas rumah.
• Penunjuk Status:Penunjuk status dan isyarat pelbagai warna dalam peralatan telekomunikasi, rangkaian, dan kawalan industri.
• Paparan Mikro & Papan Tanda:Elemen piksel resolusi rendah untuk paparan maklumat, luminari simbolik, dan pencahayaan hiasan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Nilai-nilai ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa (P_D):88 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba. Melebihi had ini berisiko memanaskan cip IC dan LED dalaman secara berlebihan.
• Voltan Bekalan IC (V_DD):+4.2V hingga +5.5V. Litar pemandu bersepadu memerlukan bekalan terkawal dalam julat ini untuk operasi yang boleh dipercayai. Voltan di luar julat ini boleh menyebabkan kerosakan fungsi atau kerosakan.
• Jumlah Arus Hadapan (I_F):16 mA DC. Ini adalah jumlah maksimum arus yang boleh dibekalkan kepada ketiga-tiga saluran LED secara serentak.
• Suhu Operasi (T_op):-20°C hingga +85°C. Peranti dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-30°C hingga +85°C.
• Suhu Pematerian:Tahan 260°C selama 10 saat, selaras dengan profil aliran balik tanpa plumbum biasa.

Nota Reka Bentuk Kritikal:IC terbina menjana haba semasa operasi. Sistem pengurusan terma PCB yang direka dengan baik (cth., tuangan kuprum mencukupi, laluan terma) adalah penting untuk mengekalkan suhu pada pad pateri LED di bawah 85°C untuk kebolehpercayaan jangka panjang.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Diukur pada suhu ambien (T_a) 25°C dengan V_DD=5V dan semua saluran warna ditetapkan kepada kecerahan maksimum (data = 8'b11111111).

• Keamatan Bercahaya (I_V):
  • Merah (AlInGaP): 71.0 - 180.0 mcd (millicandela)
  • Hijau (InGaN): 180.0 - 355.0 mcd
  • Biru (InGaN): 35.5 - 71.0 mcd
  Keamatan khusus untuk unit tertentu ditentukan oleh kod binnya (lihat Seksyen 4).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai paksi puncaknya, menunjukkan corak pancaran lebar dan meresap yang sesuai untuk pencahayaan kawasan.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):
  • Merah: 620.0 - 628.0 nm
  • Hijau: 522.0 - 530.0 nm
  • Biru: 464.0 - 472.0 nm
  Parameter ini mentakrifkan warna cahaya yang dilihat dan juga tertakluk kepada pembin.
• Arus Keluaran IC (I_Fper saluran):Biasanya 5 mA per saluran warna apabila dipacu pada V_DD=5V. Ini adalah arus malar yang ditetapkan oleh pemandu dalaman untuk setiap LED.
• Arus Rehat IC (I_DD):Biasanya 0.8 mA apabila semua data LED ditetapkan kepada '0' (keadaan mati). Ini adalah kuasa yang digunakan oleh cip pemandu IC itu sendiri apabila tidak secara aktif menyalakan LED.

2.3 Antara Muka Digital & Masa

Peranti ini menggunakan protokol data bersiri satu wayar untuk menerima data 24-bit (8 bit untuk setiap saluran Merah, Hijau, dan Biru).

• Aras Logik:
  • Voltan input aras tinggi (V_IH): ≥ 3.0V
  • Voltan input aras rendah (V_IL): ≤ 0.3 * V_DD
• Masa Data (T_H+ T_L= 1.2 µs ± 300ns):
  • Bit '0':Masa tinggi (T_0H) = 300ns ±150ns, Masa rendah (T_0L) = 900ns ±150ns.
  • Bit '1':Masa tinggi (T_1H) = 900ns ±150ns, Masa rendah (T_1L) = 300ns ±150ns.
• Masa Penguncian (LAT):Denyut rendah pada talian data yang berlangsung lebih daripada 250 µs menandakan penghujung bingkai data. IC mengunci (menyimpan) data 24-bit yang diterima dan mengemas kini output LED dengan sewajarnya. Tiada penghantaran data harus berlaku dalam tempoh penguncian ini.

Aliran Data:Data dialih masuk secara bersiri melalui pin DIN. Selepas menerima 24 bit, arahan penguncian mengemas kini daftar dalaman. Data kemudiannya dikeluarkan melalui pin DOUT, membolehkan berbilang peranti dirantai dari satu pin pengawal mikro tunggal.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, peranti disusun ke dalam bin prestasi. Dua parameter utama dibin: Keamatan Bercahaya dan Panjang Gelombang Dominan.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya

Setiap saluran warna dibin secara berasingan dengan toleransi ±15% dalam setiap bin.

• Merah:Bin Q1 (71.0-90.0 mcd), Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd).
• Hijau:Bin S1 (180.0-224.0 mcd), S2 (224.0-280.0 mcd), T1 (280.0-355.0 mcd).
• Biru:Bin N2 (35.5-45.0 mcd), P1 (45.0-56.0 mcd), P2 (56.0-71.0 mcd).

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan (Warna)

Pembin ini memastikan titik warna yang tepat. Toleransi adalah ±1 nm dalam setiap bin.

• Merah:Bin U (620.0-624.0 nm), Bin V (624.0-628.0 nm).
• Hijau:Bin P (522.0-526.0 nm), Bin Q (526.0-530.0 nm).
• Biru:Bin C (464.0-468.0 nm), Bin D (468.0-472.0 nm).

Implikasi Reka Bentuk:Untuk aplikasi yang memerlukan warna seragam merentasi berbilang unit, adalah disyorkan untuk menentukan kod bin yang ketat atau membeli dari lot pengeluaran yang sama.

4. Maklumat Mekanikal & Pakej

4.1 Dimensi Peranti dan Konfigurasi Pin

Komponen ini mempunyai tapak yang padat. Dimensi utama termasuk saiz badan kira-kira 3.2mm x 2.8mm dengan ketinggian 1.9mm. Toleransi biasanya ±0.15mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

Konfigurasi Pin:

1. V_DD:Input bekalan kuasa untuk cip pemandu IC bersepadu (+4.2V hingga +5.5V).
2. DIN:Input data bersiri. Data kawalan untuk saluran RGB dialih masuk melalui pin ini.
3. V_SS:Sambungan bumi.
4. DOUT:Output data bersiri. Digunakan untuk merantai berbilang peranti; mengeluarkan data yang diterima dari DIN selepas kelewatan dalaman.

4.2 Corak Pendarat PCB yang Disyorkan

Susun atur pad pateri yang dicadangkan disediakan untuk memastikan pematerian yang boleh dipercayai dan kestabilan mekanikal. Reka bentuk biasanya termasuk sambungan pelepasan terma dan saiz pad yang mencukupi untuk memudahkan pembentukan sendi pateri yang baik semasa aliran balik.

5. Garis Panduan Pemasangan & Pengendalian

5.1 Proses Pematerian

Peranti ini serasi dengan proses pematerian aliran balik inframerah (IR) menggunakan pateri tanpa plumbum. Suhu puncak badan maksimum yang disyorkan ialah 260°C, yang tidak boleh melebihi lebih daripada 10 saat. Profil aliran balik piawai untuk komponen sensitif lembapan (MSL) harus diikuti.

5.2 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pemasangan diperlukan, rendam papan yang dipasang dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik tidak lebih daripada satu minit. Penggunaan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan atau agresif boleh merosakkan bahan pakej LED.

5.3 Langkah Berjaga-jaga Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Litar bersepadu dan cip LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Kawalan ESD yang betul mesti ada semasa pengendalian dan pemasangan:

• Kakitangan harus memakai gelang pergelangan tangan dibumikan atau sarung tangan anti-statik.
• Semua stesen kerja, alat, dan peralatan mesti dibumikan dengan betul.
• Simpan dan pindahkan komponen dalam pembungkusan perlindungan ESD.

5.4 Keadaan Penyimpanan

• Beg Penghalang Lembapan Tertutup (MBB):Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat simpanan adalah satu tahun dari tarikh penutupan beg apabila disimpan dengan penyerap lembapan di dalam.
• Selepas Beg Dibuka:Jika tidak digunakan serta-merta, komponen harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 60% RH. Untuk penyimpanan jangka panjang selepas dibuka, pembakaran mungkin diperlukan mengikut prosedur tahap kepekaan lembapan IPC/JEDEC piawai sebelum aliran balik.

6. Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti ini dibekalkan untuk pemasangan automatik:

• Lebar Pita: 8mm.
• Diameter Gegelung:7 inci (178mm).
• Kuantiti per Gegelung:4000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk kuantiti baki.
• Penyegelan Poket:Poket komponen disegel dengan pita penutup atas.
• Komponen Hilang:Maksimum dua poket kosong berturut-turut dibenarkan setiap spesifikasi.
• Piawai:Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.

7. Nota Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Litar Aplikasi Biasa

Pelaksanaan biasa melibatkan menyambungkan pin I/O tujuan am (GPIO) pengawal mikro ke DIN LED pertama dalam rantai. DOUT LED pertama disambungkan ke DIN seterusnya, dan seterusnya. Satu GPIO boleh mengawal rentetan LED yang panjang. Bekalan kuasa 5V yang stabil dan terpisah mesti dibekalkan kepada pin V_DD, dengan kapasitor pintasan tempatan (cth., 100nF) diletakkan berhampiran setiap peranti atau kumpulan kecil peranti.

7.2 Pengurusan Terma

Seperti yang ditekankan dalam penarafan, reka bentuk terma adalah kritikal. PCB harus menggunakan satah kuprum yang disambungkan ke pad bumi (V_SS) untuk bertindak sebagai penyerap haba. Laluan terma di bawah peranti boleh membantu memindahkan haba ke lapisan dalam atau bawah. Untuk operasi kecerahan tinggi atau kitar tugas tinggi, pantau suhu pad untuk memastikan ia kekal di bawah 85°C.

7.3 Integriti Isyarat Data

Untuk rantai daisy panjang atau dalam persekitaran elektrik yang bising, pertimbangkan perkara berikut:

• Pastikan talian data sependek mungkin.
• Elakkan menjalankan talian data selari dengan surihan arus tinggi atau pensuisan.
• Perintang siri kecil (cth., 33-100 Ω) yang diletakkan berhampiran pin output pengawal mikro boleh membantu mengurangkan deringan pada talian data.
• Pastikan pengawal mikro boleh menjana masa bit tepat 1.2µs yang diperlukan oleh protokol.

7.4 Urutan Bekalan Kuasa dan Arus Masuk

Apabila menghidupkan rantai LED yang panjang, penghidupan serentak cip pemandu IC dalaman boleh menyebabkan lonjakan arus masuk sementara pada talian V_DD. Bekalan kuasa dan surihan PCB mesti disaizkan untuk mengendalikan ini tanpa penurunan voltan yang ketara. Litar permulaan perlahan atau pengaktifan berperingkat rantai berbeza mungkin diperlukan dalam tatasusunan besar.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

8.1 Bolehkah saya memandu LED ini dengan pengawal mikro 3.3V?

Ya, tetapi dengan berhati-hati. Keperluan voltan input aras tinggi (V_IH) adalah minimum 3.0V. Logik tinggi 3.3V memenuhi spesifikasi ini. Walau bagaimanapun, anda mesti memastikan bekalan kuasa (V_DD) masih dalam julat yang ditetapkan iaitu 4.2V hingga 5.5V. Cip pemandu LED itu sendiri memerlukan 5V, jadi anda tidak boleh membekalkan kuasa daripadanya dari 3.3V.

8.2 Apakah tujuan pin DOUT?

Pin DOUT membolehkan rantai daisy. IC secara dalaman membuffer data bersiri masuk dan mengeluarkannya selepas kelewatan tetap. Ini membolehkan satu talian data dari pengawal mikro membekalkan bilangan LED yang tidak terhad secara bersiri, kerana setiap peranti menghantar aliran data kepada yang seterusnya.

8.3 Bagaimana saya mengira jumlah penggunaan kuasa?

Jumlah kuasa adalah jumlah kuasa LED dan kuasa rehat IC.
Kuasa LED (maks):(V_DD* I_{F_Merah}) + (V_DD* I_{F_Hijau}) + (V_DD* I_{F_Biru}) ≈ 5V * (5mA+5mA+5mA) = 75mW.
Kuasa Rehat IC: V_DD* I_DD≈ 5V * 0.8mA = 4mW.
Anggaran Jumlah (semua hidup):79mW, yang berada di bawah pelesapan maksimum 88mW. Ingat, ini adalah pada kecerahan penuh. Tetapan kecerahan yang lebih rendah akan menggunakan kurang kuasa.

8.4 Mengapa terdapat masa penguncian minimum 250µs?

Masa penguncian (LAT) adalah tempoh set semula. Isyarat rendah yang lebih lama daripada 250µs memberitahu IC bahawa bingkai data 24-bit semasa telah lengkap dan ia harus mengemas kini daftar outputnya. Mekanisme ini memastikan penyegerakan yang boleh dipercayai antara pengawal dan rantai LED, menghalang data yang rosak daripada dipaparkan.