LTL1CHKxKNN Mfululizo wa Taa za LED - Kifurushi cha T-1 3mm - Voltage ya Mbele 2.0-2.4V - Umeme wa Endelea 30mA - Rangi za Nyekundu Kali hadi Kijani - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu unaelezea kwa kina vipimo vya kiufundi vya mfululizo wa LTL1CHKxKNN wa diodes zinazotoa mwanga (LED). Familia hii ya bidhaa inajumuisha taa za kawaida za LED za T-1 (3mm) zenye mashimo za kupenyeza, zilizoundwa kwa matumizi ya kawaida ya viashiria vinavyohitaji kiwango cha juu cha nguvu ya mwanga. Vifaa hivi vimejengwa kwa kutumia teknolojia ya nyenzo ya Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) iliyokua kwenye msingi wa Gallium Arsenide (GaAs), ambayo inajulikana kwa kutoa mwanga unaoonekana kwa ufanisi wa juu katika anuwai ya rangi kutoka nyekundu hadi kijani.

Faida kuu za mfululizo huu ni pamoja na matumizi ya chini ya nguvu, ufanisi wa juu wa mwanga, na uwezo wa kufanya kazi na viwango vya kuendesha vya mzunguko uliojumuishwa (IC) kutokana na mahitaji ya chini ya umeme. Aina zote katika mfululizo huu zina lenzi ya wazi kama maji, ambayo haitawanyishi mwanga, na kusababisha boriti iliyolengwa na yenye nguvu zaidi inayofaa kwa uonyeshaji wazi.

Soko lengwa la LED hizi ni pana, linajumuisha kifaa chochote cha elektroniki kinachohitaji viashiria vya hali, taa za jopo, au mwanga rahisi ambapo uaminifu, kuonekana, na ufanisi wa gharama ni mambo muhimu ya kuzingatia.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya juu kabisa vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Kwa uendeshaji wa kuaminika, mipaka hii haipaswi kuzidi kamwe, hata kwa muda mfupi.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):Vifaa vyote katika mfululizo huu vina upeo wa mtawanyiko wa nguvu wa 75 mW kwa joto la mazingira (T_A) ya 25°C. Kuzidi kikomo hiki kunaweza kusababisha joto la kupita kiasi na kushindwa kwa ghafla.
• Umeme wa Mbele:Viambatanisho viwili vya umeme vimebainishwa:
  • Umeme wa Mbele wa Endelea (I_F):Upeo wa umeme wa DC unaweza kutumika kwa mfululizo ni 30 mA kwa rangi zote.
  • Upeo wa Umeme wa Mbele:Umeme wa juu wa msisitizo unaruhusiwa chini ya hali maalum. Kwa aina za nyekundu (Nyekundu Kali, Nyekundu Kubwa, Nyekundu), upeo wa umeme ni 90 mA kwa mzunguko wa kazi 1/10 na upana wa msisitizo 0.1ms. Kwa aina za machungwa, manjano, na kijani, upeo wa umeme ni 60 mA chini ya hali sawa. Kigezo hiki ni muhimu kwa mipango ya kuzidisha au uendeshaji wa msisitizo.
• Kupunguzwa kwa Joto:Upeo wa umeme wa mbele wa mfululizo lazima upunguzwe kwa mstari juu ya 70°C kwa kiwango cha 0.4 mA/°C. Hii inamaanisha kuwa umeme unaoruhusiwa wa mfululizo hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka, ambayo ni jambo muhimu la kuzingatia katika ubunifu kwa mazingira yenye joto la juu.
• Voltage ya Nyuma (V_R):Upeo wa voltage ya nyuma inayoruhusiwa ni 5V kwa umeme wa nyuma (I_R) ya 100 µA. Kutumia voltage ya nyuma ya juu zaidi kunaweza kuvunja muunganisho wa PN wa LED.
• Anuwai ya Joto:Anuwai ya joto la uendeshaji ni kutoka -40°C hadi +100°C, na anuwai ya joto la kuhifadhi ni kutoka -55°C hadi +100°C, ikionyesha utendaji thabiti katika anuwai pana ya hali.
• Joto la Kuuza:Miongozo inaweza kuuzwa kwa 260°C kwa upeo wa sekunde 5, na sehemu ya kuuza ikiwa angalau 1.6mm (0.063") mbali na mwili wa LED ili kuzuia uharibifu wa joto kwa lenzi ya epoksi na kifaa cha ndani.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hupimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (T_A=25°C) na vinabainisha utendaji wa kawaida wa kifaa.

• Nguvu ya Mwanga (I_v):Hiki ni kigezo muhimu cha mwanga. Vifaa vyote vina nguvu ya chini ya mwanga ya 140 mcd (millicandela) kwa umeme wa mbele (I_F) ya 20mA. Thamani za kawaida ziko kati ya 210 mcd hadi 320 mcd kulingana na aina maalum ya rangi. Nguvu hupimwa kwa kutumia mchanganyiko wa sensor na kichujio kinachokaribia mkunjo wa majibu ya macho ya binadamu (CIE). Waraka wa maelezo unabainisha kuwa bidhaa zimegawanywa katika safu mbili za nguvu ya mwanga, na msimbo wa safu umeandikwa kwenye ufungaji.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Mfululizo huu una pembe nyembamba ya kuona ya digrii 45. Hii imebainishwa kama pembe kamili ambayo nguvu ya mwanga hupungua hadi nusu ya thamani yake iliyopimwa kwenye mhimili wa kati (0°). Tabia hii husababisha boriti ya mwanga iliyolengwa zaidi.
• Vipimo vya Wavelength:Vipimo vitatu muhimu vya wavelength vinatolewa:
  • Wavelength ya Kilele (λ_P):Wavelength ambayo pato la nguvu ya mwanga ni ya juu zaidi. Inaanzia 575 nm (Kijani) hadi 650 nm (Nyekundu Kali).
  • Wavelength Kuu (λ_d):Wavelength moja inayotokana na mchoro wa rangi wa CIE ambayo inawakilisha vyema rangi inayoonekana ya mwanga. Kwa ujumla inafaa zaidi kwa ufafanuzi wa rangi kuliko wavelength ya kilele. Thamani ziko kati ya 572 nm (Kijani) hadi 639 nm (Nyekundu Kali).
  • Nusu-Upana wa Mstari wa Spectral (Δλ):Upana wa wigo wa utoaji kwa nusu ya nguvu yake ya juu kabisa (Upana Kamili kwa Nusu ya Upeo - FWHM). Inaonyesha usafi wa rangi. LED za nyekundu zina wigo mpana (20 nm), wakati LED za manjano na kijani zina wigo nyembamba (15-17 nm).
• Voltage ya Mbele (V_F):Kushuka kwa voltage kwenye LED inapokuwa ikiongozwa kwa 20mA. V_Fya chini iko kati ya 2.0V na 2.05V, na V_Fya kawaida iko kati ya 2.3V na 2.4V, kulingana na rangi. Kigezo hiki ni muhimu sana kwa kubuni kipingamizi cha kikomo cha umeme kinachofuatana na LED.
• Umeme wa Nyuma (I_R):Umeme wa uvujaji wakati voltage ya nyuma ya 5V inatumika. Kwa kawaida ni 100 µA au chini.
• Uwezo (C):Uwezo wa muunganisho kwa kawaida ni 40 pF inapopimwa kwa upendeleo wa 0V na mzunguko wa 1 MHz. Hii inaweza kuwa sababu katika matumizi ya kubadilisha kwa kasi.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Daraja

Waraka wa maelezo unaonyesha matumizi ya mfumo wa kugawa daraja hasa kwa nguvu ya mwanga. Bidhaa zimegawanywa katika safu mbili za nguvu (daraja). Msimbo maalum wa daraja kwa LED fulani umeandikwa kwenye mfuko wake wa ufungaji. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua LED zenye viwango thabiti vya mwangaza kwa matumizi yao. Ingawa hakuelezewa wazi kwa wavelength au voltage ya mbele katika waraka huu, vigezo kama hivyo mara nyingi huwa na anuwai ya uvumilivu (Chini/Kawaida/Juu) ambayo kwa ufanisi inabainisha daraja zisizo wazi.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka wa maelezo unarejelea ukurasa uliotolewa kwa "Mviringo wa Kawaida wa Sifa za Umeme / Mwanga." Ingawa michoro maalum haijatolewa katika maandishi, kulingana na waraka wa kawaida wa LED, haya kwa kawaida hujumuisha:

• Nguvu ya Mwanga ya Jamaa dhidi ya Umeme wa Mbele (Mviringo wa I-V):Inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kwa umeme, kwa kawaida kwa uhusiano wa karibu na mstari ndani ya anuwai ya uendeshaji.
• Voltage ya Mbele dhidi ya Umeme wa Mbele:Inaonyesha tabia ya kielelezo ya V-I ya diode.
• Nguvu ya Mwanga ya Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira:Inaonyesha kupungua kwa pato la mwanga kadiri joto la muunganisho linavyoongezeka, ikionyesha umuhimu wa usimamizi wa joto.
• Usambazaji wa Spectral:Mchoro unaonyesha nguvu ya jamaa inayotolewa katika wavelength tofauti, ukionyesha kwa macho wavelength ya kilele na nusu-upana wa spectral.
• Muundo wa Pembe ya Kuona:Mchoro wa polar unaonyesha usambazaji wa anga wa nguvu ya mwanga karibu na LED.

Mviringo huu ni muhimu sana kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali zisizo za kawaida na kwa ubunifu sahihi wa mzunguko.

5. Maelezo ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

LED hutumia kifurushi cha kawaida cha T-1 (3mm) cha radial kupenyeza mashimo. Vidokezo muhimu vya vipimo vinajumuisha:

• Vipimo vyote viko kwenye milimita, na inchi zimetolewa kwenye mabano.
• Uvumilivu wa kawaida wa ±0.25mm (±0.010") unatumika isipokuwa imebainishwa vinginevyo.
• Hariri chini ya flange inaweza kutokea hadi upeo wa 1.0mm (0.04").
• Umbali wa miongozo hupimwa kwenye sehemu ambayo miongozo inatoka kwenye mwili wa kifurushi, ambayo ni muhimu kwa uwekaji wa mashimo ya PCB.
• Mchoro wa kifurushi (unajulikana kama Mfululizo wa LTL1CHx) kwa kawaida unaonyesha urefu wa jumla, kipenyo cha lenzi, urefu na kipenyo cha miongozo, na nafasi ya doa laini au kiashiria kingine cha ubaguzi wa umeme kwenye flange.

5.2 Kutambua Ubaguzi wa Umeme

Kwa LED za kupenyeza mashimo, miongozo mirefu kwa ulimwengu wote ni anode (chanya), na miongozo mifupi ni cathode (hasi). Zaidi ya hayo, kifurushi kingi kina doa laini kwenye ukingo wa flange, ambayo kwa kawaida iko upande wa cathode. Daima thibitisha ubaguzi wa umeme kabla ya kuuza ili kuzuia uharibifu wa upendeleo wa nyuma.

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Mwongozo mkuu uliotolewa ni kwa kuuza kwa mkono au wimbi: ncha ya chuma cha kuuza lazima iwe angalau 1.6mm mbali na mwili wa plastiki wa LED, na joto halipaswi kuzidi 260°C kwa zaidi ya sekunde 5. Joto la muda mrefu linaweza kufanya lenzi ya epoksi kuwa kaboni, kusababisha kutenganisha kwa ndani, au kuharibu viunganisho vya waya.

Vidokezo vya Jumla vya Usanikishaji:

• Epuka kutumia mkazo wa mitambo kwa miongozo karibu na mwili.
• Usisafishe LED kwa visafishaji vya ultrasonic, kwani uvujaji wa hewa unaweza kuharibu muundo wa ndani.
• Tumia taratibu zinazofaa za kushughulikia kuzuia umeme wakati wa usanikishaji ili kulinda kifaa cha semiconductor kutokana na utokaji wa umeme tuli (ESD), ingawa LED kwa ujumla zina nguvu zaidi kuliko baadhi ya IC.

7. Ufungaji na Maelezo ya Kuagiza

Mpango wa nambari ya sehemu kwa mfululizo huu ni LTL1CHKxKNN, ambapo "x" inaashiria msimbo wa rangi:

• D:Nyekundu Kali (AlInGaP)
• R:Nyekundu Kubwa (AlInGaP)
• E:Nyekundu (AlInGaP)
• F:Manjano Machungwa (AlInGaP)
• Y:Manjano ya Kahawia (AlInGaP)
• S:Manjano (AlInGaP)
• G:Kijani (AlInGaP)

Aina zote zinashiriki lenzi ya wazi kama maji na kifurushi cha msingi sawa. Aina maalum ya ufungaji (k.m., wingi, mkanda-na-reel) haijabainishwa katika maudhui yaliyotolewa lakini ingebainishwa na mtoaji.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Kama taa za kawaida za viashiria, LED hizi zinafaa kwa:

• Viashiria vya kuwasha/viashiria vya hali kwenye elektroniki za watumiaji, vifaa, na jopo la udhibiti wa viwanda.
• Mwanga wa nyuma kwa swichi, vifungo, na maandishi.
• Mwanga rahisi wa mapambo.
• Matumizi ya msingi ya opto-isolator au sensor (kutumia LED kama chanzo cha mwanga).

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Kikomo cha Umeme:Kipingamizi cha nje cha kikomo cha umeme ni lazima. Hesabu thamani ya kipingamizi kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_usambazaji- V_F) / I_F. Daima tumia V_Fya juu kutoka kwa waraka wa maelezo kwa ubunifu wa kihafidhina ili kuhakikisha umeme hauzidi kiwango kinachohitajika.
• Usimamizi wa Joto:Kwa uendeshaji wa mfululizo karibu na kiwango cha juu cha umeme au katika joto la juu la mazingira, zingatia mkunjo wa kupunguzwa. Hakikisha mtiririko wa hewa wa kutosha ikiwa LED nyingi zimetumika katika nafasi iliyofungwa.
• Pembe ya Kuona:Pembe ya kuona ya 45° huunda doa la joto lililolengwa zaidi. Kwa mwanga wa eneo pana, LED yenye lenzi iliyotawanyika au kichungi cha nje kingefaa zaidi.
• Mizunguko ya Kuendesha:LED zinaweza kuendeshwa moja kwa moja kutoka kwa pini za GPIO za microcontroller (ambazo kwa kawaida hutoa/hutwa hadi 20-25mA) au kupitia viendeshi vya transistor kwa umeme wa juu zaidi au kuzidisha LED nyingi.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Tofauti kuu ya mfululizo wa LTL1CHKxKNN ni matumizi yake ya teknolojia ya AlInGaP kwa rangi kutoka nyekundu hadi manjano/kijani. Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), AlInGaP inatoa ufanisi wa juu zaidi wa mwanga, ikimaanisha pato la mwanga mkubwa kwa kiasi sawa cha umeme. Lenzi ya wazi kama maji hutoa pato la juu kabisa la mwanga kutoka kwa kifurushi, kwani hakuna mwanga unaotawanyika au kunyonywa na rangi iliyotawanyika. Pembe nyembamba ya kuona ya 45° ni chaguo maalum kwa matumizi yanayohitaji boriti iliyoelekezwa badala ya mwangaza mpana wa mazingira.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa usambazaji wa 5V bila kipingamizi?

A:No.Bila kipingamizi cha kikomo cha umeme, LED itajaribu kuchota umeme mwingi, ikizidi haraka viwango vyake vya juu kabisa na kusababisha kushindwa mara moja. Kipingamizi cha mfululizo kinahitajika kila wakati kwa kuendesha kwa voltage thabiti.

Q: Kuna tofauti gani kati ya Wavelength ya Kilele na Wavelength Kuu?

A: Wavelength ya Kilele ni mahali ambapo nguvu nyingi za mwanga hutolewa. Wavelength Kuu inahesabiwa kutoka kwa kuratibu za rangi na inalingana vyema na rangi inayoonekana na jicho la binadamu. Kwa LED za rangi moja, mara nyingi ziko karibu, lakini Wavelength Kuu ndio kiwango cha kubainisha rangi.

Q: LED inakuwa joto wakati wa uendeshaji. Je, hii ni ya kawaida?

A: Ndio, ni kawaida kwa LED kutoa joto. Ufanisi sio 100%; nguvu fulani ya umeme hubadilishwa kuwa joto kwenye muunganisho. Hii ndio sababu kigezo cha kupunguzwa na mambo ya joto ni muhimu kwa uaminifu wa muda mrefu.

Q: Je, naweza kutumia PWM (Ubadilishaji wa Upana wa Msisitizo) kudimiza LED hii?

A: Ndio, LED hizi zinafaa sana kwa kudimiza kwa PWM. Unaweza kuendesha kwa upeo wa umeme wa mbele (60mA au 90mA kulingana na rangi) kwa mzunguko wa kazi wa chini ili kufikia umeme wa wastani unaodimiza LED. Hakikisha mzunguko wa PWM ni wa juu vya kutosha (kwa kawaida >100Hz) ili kuepuka kuwaka kwa mwanga unaoonekana.

11. Mifano ya Vitendo ya Ubunifu na Matumizi

Mfano 1: Kiashiria cha Hali cha Microcontroller

Matumizi ya kawaida ni kama kiashiria cha nguvu. Unganisha anode ya LED nyekundu (LTL1CHKEKNN) kwenye reli ya microcontroller ya 3.3V kupitia kipingamizi. Hesabu kipingamizi: Kuchukulia V_F= 2.4V na I_Finayotakiwa = 10mA (kwa nguvu ya chini), R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90Ω. Kipingamizi cha kawaida cha 100Ω kitatoa takriban 9mA, ambayo ni salama na yenye mwangaza wa kutosha.

Mfano 2: Kiashiria cha Jopo la 12V

Kwa jopo la magari au viwanda la 12V, kipingamizi cha mfululizo kitatawanya nguvu zaidi. Kwa LED ya kijani (LTL1CHKGKNN) kwa 20mA: R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480Ω. Nguvu kwenye kipingamizi ni P = I²R = (0.02)²* 480 = 0.192W. Kipingamizi cha kawaida cha 1/4W (0.25W) kinatosha lakini kitakuwa joto. Kutumia kipingamizi cha 1/2W kunatoa ukingo bora wa usalama.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Teknolojia

LED hizi zinatokana na muundo wa muunganisho mbili wa heterojunction kwa kutumia Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) kama safu ya kazi inayotoa mwanga. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo la kazi kutoka kwa safu za semiconductor za N-type na P-type, mtawaliwa. Zinajumuishwa tena kwa mionzi, na kutolea nishati kwa namna ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa aloi ya AlInGaP huamua nishati ya pengo la bendi ya nyenzo, ambayo huamua moja kwa moja wavelength (rangi) ya mwanga unaotolewa. Pengo la bendi pana hutoa wavelength fupi (kijani/manjano), wakati pengo la bendi nyembamba hutoa wavelength ndefu (nyekundu). Lenzi ya epoksi ya wazi kama maji hutumika kulinda kifaa cha semiconductor, kuunda boriti kupitia jiometri yake ya kuba, na kutoa kati ya ufanisi wa kutoa mwanga kutoka kwa nyenzo ya semiconductor yenye faharasa ya juu.

13. Mienendo ya Maendeleo ya Teknolojia

Wakati waraka huu wa maelezo unawakilisha bidhaa iliyokomaa na inayotumika sana, teknolojia ya LED inaendelea kubadilika. Mienendo inayohusiana na aina hii ya kifaa inajumuisha:

• Ufanisi Ulioongezeka:Uboreshaji unaoendelea wa sayansi ya nyenzo na ukuaji wa epitaxial husababisha lumens zaidi kwa watt (lm/W), ikimaanisha mwanga mkubwa au matumizi ya chini ya nguvu kwa mwangaza sawa.
• Uthabiti wa Rangi:Uvumilivu mkali wa kugawa daraja kwa wavelength na nguvu ya mwanga unakuwa kiwango, na kuruhusu muonekano sare katika matumizi ya LED nyingi.
• Ufungaji:Wakati kupenyeza mashimo bado kunavutia kwa utengenezaji wa mfano na matumizi fulani, vifurushi vya kifaa cha kushika uso (SMD) (kama 0603, 0805) kwa kiasi kikubwa vimekuwa kiwango cha tasnia kwa uzalishaji wa wingi kutokana na ukubwa wao mdogo na ufaao kwa usanikishaji wa otomatiki.
• Kupanua Matumizi:Uaminifu wa msingi na ufanisi wa LED kama hizi unaendelea kuendesha kupitishwa kwazo katika maeneo mapya zaidi ya viashiria rahisi, kama vile katika mwanga wa jumla wa kiwango cha chini, ishara, na mwanga wa ndani wa magari.