Lâmpada LED Âmbar Difusa AlInGaP de 3.1mm - Intensidade Luminosa 140-240mcd @20mA - Tensão Direta 2.4V - Ficha Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED de alta eficiência para montagem em furo passante. O dispositivo foi projetado para aplicações de indicação de propósito geral, oferecendo um equilíbrio entre desempenho, confiabilidade e facilidade de uso. A sua função principal é fornecer um sinal luminoso claro e visível em equipamentos eletrónicos.

As principais vantagens deste componente incluem a sua elevada intensidade luminosa em relação ao baixo consumo de energia, tornando-o uma escolha energeticamente eficiente. O encapsulamento é compatível com os processos padrão de montagem em placas de circuito impresso (PCB) e foi projetado para ser acionado por circuitos de baixa corrente, muitas vezes conectando-se diretamente a circuitos integrados (CIs) sem a necessidade de estágios de acionamento complexos. A lente difusa proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme, melhorando a visibilidade a partir de várias posições.

O mercado-alvo abrange uma ampla gama de eletrónicos de consumo e industriais onde é necessária uma indicação de estado confiável. Isto inclui, mas não se limita a, indicadores de alimentação, seletores de modo e luzes de estado operacional em eletrodomésticos, dispositivos de comunicação e equipamentos de escritório.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada num projeto confiável.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Exceder este valor pode levar a fuga térmica e falha.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA. A corrente contínua máxima que pode passar através do LED.
• Corrente Direta de Pico:60 mA, mas apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms). Isto permite momentos breves de maior brilho, como em aplicações de piscagem.
• Derating:A corrente direta contínua deve ser reduzida linearmente em 0.4 mA para cada grau Celsius que a temperatura ambiente subir acima de 50°C. Isto é crítico para garantir a longevidade em ambientes de temperatura elevada.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. A aplicação de uma tensão de polarização reversa superior a esta pode causar falha imediata e catastrófica da junção do LED.
• Temperatura de Operação & Armazenamento:-40°C a +100°C. O dispositivo é classificado para faixas de temperatura industriais.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:260°C durante 5 segundos, medidos a 1.6mm do corpo do LED. Isto define a janela de processo para soldadura manual ou por onda.

2.2 Características Elétricas & Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a T_A=25°C e I_F=20mA, que é a condição de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (I_V):140-240 mcd (milicandela). Isto especifica o brilho percebido do LED conforme medido por um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica do olho humano (curva CIE). A ampla faixa indica que é utilizado um sistema de binagem (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):75 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade da luz cai para metade do seu valor de pico (no eixo). Um ângulo de 75° indica um padrão de feixe razoavelmente amplo e difuso, adequado para indicação de área ampla.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):591 nm. Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):590 nm. Esta é uma medida colorimétrica derivada do diagrama de cromaticidade CIE, representando o comprimento de onda único que melhor descreve a cor percebida (âmbar) do LED. É o parâmetro mais relevante para a especificação da cor.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm. Isto indica a pureza espectral ou largura de banda da luz emitida. Uma largura mais estreita indicaria uma fonte mais monocromática.
• Tensão Direta (V_F):2.4V (típico, máx.). A queda de tensão no LED quando opera a 20mA. Isto é crucial para projetar o resistor limitador de corrente em série.
• Corrente Reversa (I_R):100 µA (máx.) a V_R=5V. Uma medida da fuga da junção no estado desligado.
• Capacitância (C):40 pF (típico) a polarização 0V e 1MHz. Isto é relevante para aplicações de comutação de muito alta velocidade, embora tipicamente negligenciável para uso como indicador.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados (binados) com base em parâmetros ópticos chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de brilho e cor.

3.1 Binagem de Intensidade Luminosa

Unidades: mcd @ 20mA. O código de binagem fornecido para este número de peça específico é 'GH', que corresponde a uma intensidade mínima de 140 mcd e máxima de 240 mcd. Outros bins disponíveis (JK, LM) oferecem faixas de intensidade mais altas (até 680 mcd). A tolerância para cada limite de bin é de ±15%.

3.2 Binagem de Comprimento de Onda Dominante

Unidades: nm @ 20mA. A ficha técnica lista bins desde H14 (582-584 nm) até H20 (594-596 nm). O bin específico para o número de peça LTL1KHKSD não está listado no excerto fornecido, mas estaria dentro de uma destas faixas, definindo o seu tom âmbar preciso. A tolerância para cada limite de bin é de ±1 nm, garantindo um controlo apertado da cor dentro de um bin selecionado.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto, as curvas típicas para um LED como este incluiriam:

• Curva I-V (Corrente-Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. A tensão de joelho é cerca de 2.0-2.1V para LEDs AlInGaP.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (I_Vvs. I_F):Geralmente uma relação quase linear, mostrando que o brilho aumenta com a corrente, mas a eficiência pode diminuir em correntes muito altas devido a efeitos térmicos.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura aumenta. Os LEDs AlInGaP têm tipicamente um bom desempenho em alta temperatura em comparação com tecnologias mais antigas.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa vs. comprimento de onda, mostrando um pico por volta de 591 nm com uma largura a meia altura de ~15 nm, confirmando a cor âmbar.

5. Informações Mecânicas & de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED apresenta um encapsulamento redondo com 3.1 mm de diâmetro. Notas dimensionais chave incluem: todas as dimensões estão em mm; a tolerância padrão é ±0.25mm; a protrusão máxima da resina sob o flange é de 1.0mm; e o espaçamento dos terminais é medido no ponto de saída do corpo do encapsulamento. Os terminais são projetados para montagem em furo passante.

5.2 Identificação da Polaridade

Para LEDs de furo passante, o cátodo é tipicamente identificado por uma borda plana na borda da lente, um terminal mais curto ou um entalhe no flange de plástico. A marcação específica deve ser verificada no componente ou na sua embalagem.

6. Diretrizes de Soldadura & Montagem

A manipulação adequada é essencial para evitar danos.

• Formação dos Terminais:Deve ser feita à temperatura ambiente, antes da soldadura. Dobre os terminais num ponto a pelo menos 3mm da base da lente. Não use o corpo do encapsulamento como fulcro.
• Distância de Soldadura:Mantenha um mínimo de 2mm entre o ponto de soldadura e a base da lente. Nunca imerja a lente na solda.
• Condições de Soldadura Recomendadas:
  • Ferro de Soldar:300°C máx., 3 segundos máx. por terminal.
  • Soldadura por Onda:Pré-aquecer a 100°C máx. durante 60 seg máx.; onda de solda a 260°C máx. durante 10 seg máx.
• Importante:A soldadura por refluxo IR NÃO é adequada para este tipo de LED de furo passante. Calor ou tempo excessivo pode deformar a lente ou destruir o LED.
• Limpeza:Use apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico, se a limpeza for necessária.

7. Embalagem & Informação de Encomenda

A embalagem padrão é a seguinte: os LEDs são embalados em sacos de 1000, 500 ou 250 peças. Dez sacos são colocados numa caixa interna (total 10.000 pcs). Oito caixas internas são embaladas numa caixa de envio externa (total 80.000 pcs). Embalagens parciais são permitidas apenas na embalagem final de um lote de envio.

8. Recomendações de Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme e evitar danos por sobrecorrente, um resistor limitador de corrente em série é obrigatório para cada LED quando alimentado por uma fonte de tensão. O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. O uso de um resistor comum para múltiplos LEDs em paralelo (Circuito B na ficha técnica) não é recomendado devido a variações no V_F individual de cada LED, o que pode causar diferenças significativas no brilho e na partilha de corrente.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível à ESD. Devem ser tomadas precauções durante a manipulação e montagem: use pulseiras e superfícies de trabalho aterradas; empregue ionizadores para neutralizar a estática nas lentes de plástico; e garanta que todo o equipamento está devidamente aterrado.

8.3 Condições de Armazenamento

Para armazenamento de longo prazo fora do saco selado original, armazene num recipiente selado com dessecante ou num ambiente de azoto. O ambiente de armazenamento recomendado é ≤30°C e ≤70% de humidade relativa. Os LEDs removidos da sua embalagem original devem idealmente ser usados dentro de três meses.

9. Comparação & Diferenciação Técnica

Este LED AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) representa um avanço em relação a tecnologias mais antigas como o GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio). Diferenciais chave incluem:

• Maior Eficiência:O AlInGaP fornece mais lúmens por watt, levando a maior brilho para a mesma corrente ou menor consumo de energia para o mesmo brilho.
• Estabilidade Térmica Superior:A intensidade luminosa dos LEDs AlInGaP degrada-se menos com o aumento da temperatura em comparação com o GaAsP.
• Melhor Saturação de Cor:A tecnologia permite cores âmbar e vermelhas mais brilhantes e vivas.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de um pino de um microcontrolador de 5V?

R: Não. A tensão direta típica é de 2.4V, e um pino de microcontrolador não pode fornecer 20mA de forma confiável enquanto também cai ~2.6V. Deve usar um resistor em série (ex: (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms) e provavelmente um interruptor de transistor acionado pelo pino do MCU.

P: Por que existe uma intensidade luminosa mínima (140 mcd) em vez de apenas um valor típico?

R: O sistema de binagem garante um nível mínimo de desempenho. Quando encomenda do bin 'GH', tem a garantia de que cada LED irá atingir ou exceder 140 mcd nas condições de teste padrão, garantindo consistência na sua aplicação.

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico é o pico físico do espectro de emissão. O comprimento de onda dominante é um valor calculado baseado na perceção de cor humana (gráfico CIE) e representa com mais precisão a cor que realmente vê. Para LEDs monocromáticos como este âmbar, eles estão frequentemente muito próximos.

11. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um indicador de alimentação para um eletrodoméstico ligado à rede.

A fonte de alimentação fornece uma linha regulada de 5V. O objetivo é ter um indicador âmbar sempre ligado e claramente visível.

1. Seleção da Corrente:Escolha I_F= 20mA (corrente de teste padrão, garante bom brilho e longevidade).
2. Cálculo do Resistor:Usando o V_Fmáx. (2.4V) para um projeto conservador garante brilho mesmo com peças de V_F mais alto. R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. O valor padrão mais próximo é 130Ω ou 120Ω.
3. Potência Nominal do Resistor:P = I²² * R = (0.02)² * 130 = 0.052W. Um resistor padrão de 1/8W (0.125W) ou 1/4W é mais do que suficiente.²Layout do PCB:
4. Coloque o LED perto do corte do painel. Garanta que o diâmetro do furo acomoda a lente de 3.1mm com folga. Siga a regra de espaçamento mínimo de 2mm entre a solda e o corpo no design da pegada.Montagem:
5. Insira o LED, garantindo a polaridade correta. Use o perfil de soldadura por onda recomendado, tomando cuidado para não sobreaquecer o componente.12. Princípio de Funcionamento

Um LED é um díodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede a sua tensão de banda proibida é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa (a camada de AlInGaP neste caso). Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A composição específica do material (Al, In, Ga, P) determina a energia da banda proibida e, portanto, o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Uma lente de epóxi difusa encapsula o chip semicondutor, fornecendo proteção mecânica, moldando o feixe de saída de luz e melhorando a extração de luz.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral nos LEDs indicadores é para eficiência ainda maior e miniaturização. Embora encapsulamentos de furo passante como esta lâmpada de 3.1mm permaneçam populares pela sua robustez e facilidade de montagem manual, os LEDs de montagem em superfície (SMD) estão a dominar os novos projetos devido ao seu tamanho menor, adequação para montagem automatizada pick-and-place e perfil mais baixo. No entanto, os LEDs de furo passante mantêm vantagens em aplicações que requerem alto brilho de ponto único, dissipação de calor superior através dos terminais, ou onde a resistência mecânica para montagem no painel frontal é crítica. A tecnologia de material subjacente AlInGaP continua a ser otimizada para eficiência e confiabilidade.

The general trend in indicator LEDs is towards even higher efficiency and miniaturization. While through-hole packages like this 3.1mm lamp remain popular for their robustness and ease of manual assembly, surface-mount device (SMD) LEDs are dominating new designs due to their smaller size, suitability for automated pick-and-place assembly, and lower profile. However, through-hole LEDs maintain advantages in applications requiring high single-point brightness, superior heat dissipation via leads, or where mechanical strength for front-panel mounting is critical. The underlying AlInGaP material technology continues to be optimized for efficiency and reliability.