Ficha Técnica da Lâmpada LED LTL1NHSJ4D - Pacote de 3.1mm de Diâmetro - Âmbar Difuso - 2.1V Típico - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de uma lâmpada LED de alta eficiência para montagem em furo passante. O dispositivo foi projetado para aplicações de indicação de uso geral que requerem alta luminosidade com baixo consumo de energia. As suas principais características incluem um pacote compacto de 3.1mm de diâmetro, compatibilidade com circuitos integrados devido aos baixos requisitos de corrente e opções versáteis de montagem em placas de circuito impresso ou painéis. A fonte de luz utiliza tecnologia AlInGaP para produzir uma luz âmbar difusa de cor amarela.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo não deve ser operado além dos seguintes limites para evitar danos permanentes. A dissipação máxima de potência é de 75 mW. A corrente direta de pico, aplicável em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 0.1ms), é de 60 mA. A corrente direta contínua máxima em DC é de 20 mA. O dispositivo suporta uma tensão reversa de até 5 V. A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +85°C, enquanto a faixa de temperatura de armazenamento vai de -40°C a +100°C. Para soldagem, os terminais podem ser submetidos a uma temperatura de 260°C por no máximo 5 segundos, medidos a 1.6mm do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas / Ópticas

Todos os parâmetros são especificados a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C. A intensidade luminosa (I_V) tem um valor típico de 700 mcd a uma corrente direta (I_F) de 20 mA, com um mínimo de 240 mcd e um máximo de 1150 mcd. O ângulo de visão (2θ_1/2) é de 25 graus. O comprimento de onda de pico de emissão (λ_P) é de 591 nm. O comprimento de onda dominante (λ_d) varia de 586 nm a 594 nm, com um valor típico de 590 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 15 nm. A tensão direta (V_F) é tipicamente de 2.1 V a 20 mA, variando de 1.6 V a 2.6 V. A corrente reversa (I_R) é no máximo de 100 μA a uma tensão reversa (V_R) de 5V. É crucial notar que o dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Os LEDs são classificados em bins com base na intensidade luminosa e no comprimento de onda dominante para garantir consistência nas aplicações. Os bins de intensidade luminosa são: JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd) e NP (680-1150 mcd), cada um com uma tolerância de ±15%. Os bins de comprimento de onda dominante são: H16 (586.0-588.0 nm), H17 (588.0-590.0 nm), H18 (590.0-592.0 nm) e H19 (592.0-594.0 nm), cada um com uma tolerância de ±1 nm. O código de bin específico para intensidade está marcado em cada saco de embalagem.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas de características elétricas e ópticas medidas a 25°C de temperatura ambiente. Estas curvas representam visualmente a relação entre parâmetros-chave, como corrente direta vs. tensão direta, intensidade luminosa vs. corrente direta e a distribuição espectral da luz emitida. Analisar estas curvas é essencial para compreender o comportamento do dispositivo em diferentes condições de operação, prever o desempenho com correntes não padrão e projetar circuitos de acionamento apropriados para alcançar os níveis de brilho desejados, mantendo a eficiência e a longevidade.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O LED apresenta um pacote redondo padrão de 3.1mm de diâmetro projetado para montagem em furo passante. As tolerâncias dimensionais principais são de ±0.25mm, salvo indicação em contrário. A resina sob o flange pode estar saliente ou rebaixada no máximo 0.5mm. O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde eles emergem do corpo do pacote. Desenhos mecânicos detalhados com todas as dimensões críticas são fornecidos na ficha técnica para um layout preciso da PCB e integração mecânica.

5.2 Especificação de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em sacos de embalagem contendo 1000, 500, 200 ou 100 peças. Dez destes sacos de embalagem são combinados numa caixa interna, totalizando 10.000 peças por caixa interna. Para remessas maiores, oito caixas internas são acondicionadas numa caixa externa, resultando num total de 80.000 peças por caixa externa. Observa-se que, dentro de um lote de envio, apenas a embalagem final pode não ser uma unidade de embalagem completa.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crucial para a fiabilidade. Para armazenamento, o ambiente não deve exceder 30°C ou 70% de humidade relativa. Os LEDs removidos da sua embalagem original devem ser utilizados dentro de três meses. Para limpeza, apenas são recomendados solventes à base de álcool, como o álcool isopropílico. Durante a conformação dos terminais, as dobras devem ser feitas a pelo menos 3mm da base da lente do LED, e a operação deve ser realizada à temperatura ambiente antes da soldagem. Ao soldar, deve ser mantida uma distância mínima de 2mm entre o ponto de solda e a base da lente. As condições de soldagem recomendadas são: temperatura do ferro de soldar máxima de 350°C por no máximo 3 segundos (uma única vez), ou soldagem por onda com pré-aquecimento máximo de 100°C por no máximo 60 segundos e temperatura da onda de solda máxima de 260°C por no máximo 5 segundos. O reflow por infravermelhos (IR) não é adequado para este produto LED de furo passante.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Método de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir um brilho uniforme ao conectar vários LEDs em paralelo, é fortemente recomendado utilizar um resistor limitador de corrente em série com cada LED individual. Não é aconselhado usar um único resistor para um conjunto em paralelo (Circuito B na ficha técnica), pois pequenas variações nas características de tensão direta (V_F) de cada LED podem levar a diferenças significativas na divisão de corrente e, consequentemente, a uma intensidade luminosa desigual.

7.2 Proteção contra ESD (Descarga Eletrostática)

Estes dispositivos são sensíveis à descarga eletrostática. Para evitar danos, o pessoal deve utilizar pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas. Todo o equipamento, mesas de trabalho e prateleiras de armazenamento devem estar devidamente aterrados. Sugere-se um ionizador para neutralizar cargas estáticas que possam acumular-se na lente de plástico durante o manuseio e armazenamento.

7.3 Uso Pretendido e Precauções

Este LED destina-se a equipamentos eletrónicos comuns em aplicações de escritório, comunicação e domésticas. Não foi projetado para aplicações críticas de segurança onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde (por exemplo, aviação, dispositivos médicos, controlos de transporte) sem consulta prévia e qualificação específica.

8. Comparação Técnica e Considerações de Projeto

Em comparação com tecnologias mais antigas, o uso do material AlInGaP oferece maior eficiência e uma saída de cor mais estável ao longo do tempo e da temperatura. O pacote de 3.1mm é um padrão comum da indústria, garantindo compatibilidade com os footprints de PCB existentes e recortes de painel. A tensão direta típica de 2.1V a 20mA torna-o adequado para acionamento direto a partir de fontes lógicas de 3.3V ou 5V com um simples resistor em série. Os projetistas devem considerar cuidadosamente a dissipação de calor, pois exceder as especificações máximas absolutas de potência, corrente ou temperatura degradará o desempenho e encurtará a vida útil. O ângulo de visão de 25 graus indica um feixe relativamente focado, adequado para aplicações de indicador de linha de visão direta.

9. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Que valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V?

R: Usando a Lei de Ohm (R = (V_fonte- V_F) / I_F) e o V_Ftípico de 2.1V a 20mA, R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 Ohms. Um resistor padrão de 150 Ohm é um ponto de partida adequado. Verifique sempre a corrente real no circuito.

P: Posso acionar este LED a 30mA para obter mais brilho?

R: Não. A corrente direta contínua máxima absoluta é de 20 mA. Exceder esta especificação arrisca danos permanentes ao dispositivo e viola as condições de operação especificadas.

P: A intensidade luminosa tem uma ampla faixa (240-1150 mcd). Como posso garantir um brilho consistente?

R: Utilize o sistema de binagem. Especifique o bin de intensidade luminosa necessário (JK, LM ou NP) ao encomendar para obter LEDs dentro de uma faixa de desempenho mais restrita. O código do bin está marcado no saco de embalagem.

P: É necessária proteção contra tensão reversa?

R: Embora o dispositivo possa tolerar até 5V em reverso, não foi projetado para operação reversa. Em circuitos onde a tensão reversa é possível (por exemplo, acoplamento AC, cargas indutivas), recomenda-se proteção externa, como um diodo em paralelo (cátodo para ânodo).

10. Caso Prático de Aplicação

Considere projetar um painel de indicadores de estado para um router de rede com dez indicadores LED âmbar idênticos. Para garantir um brilho uniforme, cada LED LTL1NHSJ4D deve ser acionado individualmente a partir do pino GPIO do microcontrolador de 3.3V. Um resistor em série de aproximadamente 62 Ohms ((3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 Ohms, valor padrão mais próximo 62 Ohms) é colocado na linha do ânodo de cada LED. Os LEDs são montados na PCB com os terminais conformados a 4mm do corpo para se ajustarem à espessura do painel. Durante a montagem, são seguidas as precauções de ESD, e a soldagem é realizada com um ferro controlado por temperatura ajustado para 320°C durante 2 segundos por junta. Ao especificar o bin de intensidade LM (400-680 mcd), é alcançada uma aparência de brilho médio consistente em todos os dez indicadores.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência num díodo semicondutor. A região ativa é composta por Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP). Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda dominante da luz emitida, neste caso, âmbar/amarela. O material da lente difusa espalha a luz, criando um padrão de visão mais amplo e uniforme em comparação com uma lente transparente.

12. Tendências de Desenvolvimento

A tendência geral nos LEDs indicadores continua a caminho de maior eficiência (mais lúmens por watt), o que permite a mesma saída luminosa com correntes de acionamento mais baixas, reduzindo o consumo de energia e a geração de calor. Há também um foco na melhoria da consistência e estabilidade da cor ao longo da temperatura e da vida útil. Embora os pacotes de furo passante permaneçam populares para prototipagem, montagem manual e certas aplicações industriais, os pacotes de dispositivo de montagem em superfície (SMD) são cada vez mais dominantes na fabricação automatizada de alto volume devido ao seu tamanho menor e perfil mais baixo. A tecnologia de material subjacente AlInGaP é madura e oferece um desempenho excelente para as cores vermelha, laranja e âmbar.