Folha de Dados Técnicos da Lâmpada LED LTL-R42NM1H229 - Montagem em Orifício - Amarelo/Verde - 20mA - 52mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL-R42NM1H229 é uma lâmpada LED de montagem em orifício projetada como um Indicador para Placa de Circuito (CBI). Ele consiste em um suporte plástico preto de ângulo reto (carcaça) que acomoda duas lâmpadas LED distintas. Este componente é projetado para montagem direta em placas de circuito impresso (PCBs), oferecendo uma solução confiável e de baixo custo para indicação de status.

1.1 Vantagens Principais

• Facilidade de Montagem:O design é otimizado para montagem simples e eficiente em placas de circuito.
• Contraste Aprimorado:O material da carcaça preta proporciona uma alta taxa de contraste, melhorando a visibilidade dos LEDs iluminados.
• Eficiência Energética:Apresenta baixo consumo de energia e alta eficiência luminosa.
• Conformidade Ambiental:Este é um produto livre de chumbo, em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas).
• Opção de Dupla Cor:Integra duas cores de LED distintas: um amarelo padrão (aproximadamente 589nm) e um verde/amarelo-esverdeado (aproximadamente 569nm).

1.2 Aplicações Alvo

Esta lâmpada LED é adequada para uma ampla gama de equipamentos eletrônicos que requerem luzes de status ou indicadoras claras. Os principais setores de aplicação incluem:

• Equipamentos de Comunicação
• Computadores e Dispositivos Periféricos
• Eletrônicos de Consumo
• Sistemas de Controle Industrial

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados para a lâmpada LED LTL-R42NM1H229.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob estas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (P_D):52 mW por LED. Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar continuamente a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Exceder este limite corre o risco de dano térmico.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):60 mA. Esta corrente é permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 0.1ms). Não deve ser usada para operação em CC.
• Corrente Direta CC (I_F):20 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima recomendada para operação confiável de longo prazo.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. O dispositivo é projetado para funcionar dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C. O dispositivo pode ser armazenado com segurança dentro destes limites quando não estiver em operação.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por no máximo 5 segundos, medido a 2.0mm (0.079\") do corpo do LED. Isso define a tolerância do perfil térmico durante os processos de soldagem manual ou por onda.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a T_A=25°C e I_F=10mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (I_V):Uma medida chave do brilho.
  • LED Amarelo: Típico 11 mcd, variando de 3.8 mcd (Mín.) a 30 mcd (Máx.).
  • LED Verde/Amarelo-Esverdeado: Típico 19 mcd, variando de 8.7 mcd (Mín.) a 50 mcd (Máx.).
  • Nota:A medição inclui uma tolerância de teste de ±15%. O LED verde exibe um brilho típico mais alto.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):100 graus para ambas as cores. Este amplo ângulo de visão garante que o LED seja visível a partir de uma ampla gama de posições relativas ao seu eixo.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_P):O comprimento de onda no qual a intensidade da luz emitida é mais alta.
  • Amarelo: 591 nm
  • Verde: 572 nm
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Representa a cor percebida da luz.
  • Amarelo: 589 nm (faixa 584-594 nm)
  • Verde/Amarelo-Esverdeado: 569 nm (faixa 566-574 nm)
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):Aproximadamente 15 nm para ambas as cores, indicando uma emissão de cor relativamente estreita e pura.
• Tensão Direta (V_F):Tipicamente 2.0V, com um máximo de 2.5V a I_F=10mA. Esta baixa tensão é compatível com circuitos lógicos de baixa tensão comuns.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo 100 μA a V_R=5V.Nota Crítica:O dispositivo não é projetado para operação sob polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste. Aplicar tensão reversa no circuito pode danificar o LED.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

O produto utiliza um sistema de classificação (binning) para categorizar os LEDs com base em sua intensidade luminosa (I_V) e tonalidade (comprimento de onda dominante). Isso garante consistência dentro de um lote de produção.

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados em bins (A, B, C, D) com base em sua saída de luz medida a 10mA. A especificação observa uma tolerância de ±15% para cada limite de bin de I_V. Isso significa que os LEDs dentro do mesmo bin terão níveis de brilho muito próximos, o que é crucial para aplicações que requerem aparência uniforme em múltiplos indicadores.

3.2 Classificação por Tonalidade (Comprimento de Onda)

Os LEDs são ainda categorizados por seu comprimento de onda dominante. A tolerância para cada bin de tonalidade é de ±1nm. Este controle rigoroso garante variação de cor mínima entre LEDs individuais da mesma cor nominal (amarelo ou verde), o que é importante para consistência estética e sistemas de indicadores codificados por cor.

A tabela de bins (ex., códigos como L2, L3, H06, 3ST) correlaciona combinações específicas de bins de intensidade luminosa e tonalidade com códigos de produto final (A, B, C, D), permitindo seleção precisa com base nos requisitos da aplicação.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF faça referência a curvas características típicas, o comportamento padrão do LED pode ser inferido:

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

LEDs são diodos e exibem uma relação I-V não linear. A tensão direta (V_F) tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta. A V_Fespecificada de ~2.0-2.5V a 10mA é um parâmetro chave para projetar o resistor limitador de corrente no circuito de acionamento.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz (I_V) é aproximadamente proporcional à corrente direta (I_F) dentro da faixa de operação recomendada (até 20mA). Acionar o LED acima desta corrente aumentará o brilho, mas também a dissipação de potência e a temperatura da junção, potencialmente reduzindo a vida útil e causando desvio de cor.

4.3 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. A intensidade luminosa tipicamente diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A faixa de temperatura de operação especificada de -30°C a +85°C define as condições ambientes sob as quais as características ópticas publicadas são válidas. A operação em temperaturas mais altas resultará em redução da saída de luz.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O dispositivo apresenta um design de ângulo reto para montagem em orifício. Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0.25mm, a menos que especificamente indicado de outra forma no desenho dimensionado.
• O material da carcaça é plástico preto.
• LED1 é a cor verde/amarelo-esverdeado com uma lente difusora verde correspondente.
• LED2 é a cor amarela com uma lente difusora amarela correspondente.

Nota: O desenho dimensional exato é referenciado na folha de dados, mas não é reproduzido aqui em forma de texto. Os projetistas devem consultar o desenho original para detalhes precisos de posicionamento e pegada.

5.2 Identificação de Polaridade

Para LEDs de montagem em orifício, o cátodo é tipicamente identificado por uma borda plana na lente do LED, um terminal mais curto ou uma marcação na carcaça. O desenho dimensional da folha de dados deve indicar claramente a polaridade. A polaridade correta é essencial; a conexão reversa impedirá a iluminação e pode danificar o dispositivo se a tensão reversa exceder 5V.

5.3 Especificação de Embalagem

O produto é fornecido em embalagem adequada para montagem automatizada ou manuseio manual. A especificação de embalagem detalha a quantidade por bobina, tubo ou bandeja, e a orientação dos componentes dentro da embalagem para facilitar máquinas pick-and-place ou prevenir danos durante transporte e armazenamento.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para garantir confiabilidade e prevenir danos.

6.1 Condições de Armazenamento

Para armazenamento prolongado fora da bolsa de barreira de umidade original, recomenda-se armazenar os LEDs a ≤30°C e ≤70% de umidade relativa. Se removidos da embalagem original, usar dentro de três meses. Para armazenamento mais longo, usar um recipiente selado com dessecante ou em ambiente de nitrogênio.

6.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária, usar apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico. Evitar limpadores químicos agressivos ou desconhecidos que possam danificar a lente plástica ou a carcaça.

6.3 Formação dos Terminais

Se os terminais precisarem ser dobrados, isso deve ser feitoantesda soldagem, à temperatura ambiente. A dobra deve ser feita a pelo menos 3mm de distância da base da lente do LED. Não usar o corpo do LED como fulcro. Aplicar força mínima durante a inserção na PCB para evitar estresse mecânico nos terminais ou vedação de epóxi.

6.4 Parâmetros de Soldagem

Regra Crítica:Manter uma distância mínima de 2mm entre o ponto de solda e a base da lente do LED. Não imergir a lente na solda.

• Ferro de Solda:Temperatura máxima 350°C. Tempo máximo de contato 3 segundos por terminal. Realizar apenas uma vez.
• Soldagem por Onda:
  • Pré-aquecimento: Máx. 120°C por até 100 segundos.
  • Onda de Solda: Máx. 260°C.
  • Tempo de Soldagem: Máx. 5 segundos.
  • Posição de Imersão: Não inferior a 2mm da base da lente.
• Aviso:Temperatura ou tempo excessivos podem derreter a lente plástica, degradar o epóxi ou causar falha catastrófica da junção semicondutora.

7. Recomendações para Projeto de Aplicação

7.1 Projeto do Circuito de Acionamento

LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir operação estável e longevidade, um resistor limitador de corrente deve ser usado em série com cada LED. O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F, onde V_Fé a tensão direta do LED (usar valor típico ou máximo para margem de projeto) e I_Fé a corrente direta desejada (≤20mA).

Modelo de Circuito A (Recomendado):Cada LED tem seu próprio resistor limitador de corrente dedicado. Isso proporciona a melhor uniformidade de brilho e controle individual de corrente, pois compensa pequenas variações nas características I-V de cada LED.

Modelo de Circuito B (Não Recomendado para Uniformidade):Múltiplos LEDs conectados em paralelo com um único resistor compartilhado. Isso pode levar a diferenças significativas de brilho entre os LEDs devido a variações naturais em sua tensão direta. Um LED com uma V_Fligeiramente menor consumirá mais corrente e parecerá mais brilhante, potencialmente levando a um consumo desigual de corrente e desgaste irregular.

7.2 Proteção contra ESD (Descarga Eletrostática)

LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. Precauções devem ser tomadas durante o manuseio e montagem:

• Os operadores devem usar pulseiras aterradas ou luvas antiestáticas.
• Todos os postos de trabalho, ferramentas e equipamentos devem estar devidamente aterrados.
• Usar ionizadores para neutralizar a carga estática que pode se acumular na lente plástica.
• Implementar um programa de treinamento e certificação em ESD para o pessoal.

7.3 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (52mW por LED), garantir que o dispositivo opere dentro de sua faixa de temperatura especificada é vital para manter a saída luminosa e a vida útil. Evitar colocar o LED perto de outros componentes geradores de calor. Espaçamento adequado na PCB permite algum resfriamento por convecção natural.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTL-R42NM1H229 oferece vantagens específicas em seu nicho:

• Dual Color Integrado:A inclusão de duas cores de indicador distintas e comuns (amarelo e verde/amarelo-esverdeado) em uma carcaça compacta economiza espaço na placa em comparação com o uso de dois LEDs monocromáticos separados.
• Design de Ângulo Reto:A carcaça de ângulo reto direciona a luz paralelamente à superfície da PCB, o que é ideal para aplicações de indicadores em painel frontal ou iluminação lateral onde a direção de visualização é pela lateral, não por cima.
• Carcaça Preta:Proporciona contraste superior quando o LED está apagado, tornando o estado iluminado mais pronunciado, especialmente em condições de luz ambiente intensa.
• Pacote Padrão de Montagem em Orifício:Oferece robustez mecânica e facilidade de soldagem manual para prototipagem ou produção de baixo volume, em comparação com dispositivos de montagem em superfície (SMD) que requerem processos de montagem mais precisos.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar este LED a 30mA para brilho extra?

R: Não. A Especificação Máxima Absoluta para corrente direta CC é 20mA. Operar a 30mA excede esta especificação, o que aumentará significativamente a temperatura da junção, acelerará a depreciação do lúmen e provavelmente causará falha prematura. Sempre permaneça dentro das condições de operação recomendadas.

P2: A tensão direta é listada como 2.0V (Típ.) a 2.5V (Máx.). Qual valor devo usar para o cálculo do meu resistor limitador de corrente?

R: Para um projeto robusto que garanta que a corrente nunca exceda a especificação máxima, mesmo com tolerâncias dos componentes, use ovalor V_Fmáximo (2.5V) em seu cálculo. Isso garante que a corrente real estará no ou abaixo do seu alvo, mesmo se a V_Fdo LED estiver na extremidade inferior de sua faixa.

P3: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R:Comprimento de Onda de Pico (λ_P)é o comprimento de onda físico onde a potência espectral de saída é mais alta.Comprimento de Onda Dominante (λ_d)é um valor calculado baseado na percepção de cor humana (diagrama de cromaticidade CIE); é o comprimento de onda de uma luz monocromática pura que pareceria ter a mesma cor do LED. λ_dé mais relevante para descrever a cor percebida.

P4: Posso usar este LED ao ar livre?

R: A folha de dados afirma que é adequado para sinais internos e externos. No entanto, para ambientes externos severos com exposição direta a UV, umidade e grandes variações de temperatura, são necessárias considerações de projeto adicionais, como revestimento conformal na PCB, um invólucro protetor e verificação do desempenho em temperaturas extremas.

10. Caso Prático de Projeto e Uso

Cenário: Projetando um indicador de duplo status para um roteador de rede.

O LTL-R42NM1H229 é ideal. O LED verde pode indicar "Energia Ligada/Sistema Normal", enquanto o LED amarelo pode indicar "Atividade de Rede" ou "Aviso".

Implementação:

1. Posicionar o componente na PCB próximo ao painel frontal.

2. Projetar dois circuitos de acionamento independentes, cada um com um resistor limitador de corrente calculado para uma corrente de acionamento de 15mA (bem dentro do limite de 20mA) usando uma fonte de 5V: R = (5V - 2.5V) / 0.015A ≈ 167Ω (usar um resistor padrão de 180Ω ou 150Ω).

3. Conectar o ânodo do LED verde a um pino GPIO configurado em nível alto para o estado "Normal".

4. Conectar o ânodo do LED amarelo a um pino GPIO diferente que alterna com a atividade de dados.

5. Garantir que o layout da PCB mantenha a folga de 2mm entre a solda e a lente.

6. Durante a montagem, seguir precisamente as diretrizes de ESD, formação de terminais e soldagem.

Isso resulta em um sistema de indicação de status limpo, profissional e confiável usando uma única pegada de componente.

11. Introdução ao Princípio de Operação

Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, elétrons do material tipo n se recombinam com lacunas do material tipo p na região ativa. Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). A cor específica (comprimento de onda) da luz emitida é determinada pela banda proibida de energia dos materiais semicondutores usados na construção do chip LED. As cores amarela e verde neste dispositivo são alcançadas usando diferentes composições de material semicondutor (ex., AlInGaP para amarelo, InGaN para verde). A lente plástica difusora sobre o chip serve para espalhar a luz, criando o amplo ângulo de visão de 100 graus.

12. Tendências Tecnológicas

A lâmpada LED de montagem em orifício continua sendo um item básico na eletrônica por sua simplicidade e durabilidade, particularmente em aplicações que requerem alta resistência mecânica ou onde a montagem manual é prevalente. A tendência geral da indústria, no entanto, é em direção aos LEDs de montagem em superfície (SMD), que oferecem pegadas menores, perfil mais baixo e compatibilidade com linhas de montagem automatizadas pick-and-place de alta velocidade, reduzindo custos de fabricação para produtos de alto volume. Além disso, os avanços na tecnologia de chips LED continuam a melhorar a eficácia luminosa (mais saída de luz por watt de entrada elétrica), permitindo correntes de acionamento mais baixas para alcançar o mesmo brilho, o que melhora a eficiência energética e o desempenho térmico. Os princípios de controle cuidadoso da corrente, gerenciamento térmico e proteção contra ESD permanecem universalmente críticos em todos os tipos de pacotes LED.