LED ya SMD ya Kuangalia Kando ya Rangi ya Chungwa 5A - Mwangaza Mkubwa wa AlInGaP - Voltage ya Kinyume ya 5V - Nguvu ya 75mW - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu unaelezea kwa kina vipimo vya Kipaza Mwanga cha Kielektroniki (LED) cha Kifaa cha Kuingiza Uso (SMD) cha hali ya juu kinachoangaliwa kando. Kifaa kinatumia chipu ya semikondukta ya Alumini Indiamu Galiamu Fosfidi (AlInGaP) yenye mwangaza mkubwa ili kutoa mwanga wa rangi ya chungwa. Imebuniwa na kifurushi cha lenzi wazi kama maji, kinachotoa pembe ya kuona pana inayofaa kwa matumizi mbalimbali ya kiashiria na taa ya nyuma ambapo utoaji wa mwanga kando unahitajika. Bidhaa hii inatii maagizo ya RoHS (Vizuizi vya Vitu hatari), na kuibainisha kama bidhaa ya kijani kibichi. Ubunifu wake unaendana na vifaa vya kawaida vya kuchukua-na-kuweka otomatiki na michakato ya kuuza kwa kuyeyusha kwa mionzi ya infrared (IR), na kuifanya bora kwa uzalishaji wa kiasi kikubwa. LED zinasambazwa kwenye mkanda wa mm 8 zilizowekwa kwenye makorokoro yenye kipenyo cha inchi 7, kuzingatia ufungaji wa kawaida wa EIA (Muungano wa Viwanda vya Elektroniki).

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya juu kabisa vinabainisha mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Thamani hizi zimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C na haziwezi kuzidi chini ya hali yoyote ya uendeshaji.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):75 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifurushi cha LED kinaweza kutawanya kama joto bila kupunguza utendaji au kusababisha kushindwa.
• Mkondo wa Mbele unaoendelea (IF):30 mA DC. Mkondo wa juu wa hali thabiti unaoweza kutumiwa kwa mfululizo.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele:80 mA. Hii inaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo yenye mzunguko wa kazi wa 1/10 na upana wa mipigo wa 0.1ms. Kuzidi kiwango cha mkondo wa DC katika hali ya mipigo kunaruhusu mwangaza wa papo hapo wa juu zaidi.
• Voltage ya Kinyume (VR):5 V. Voltage ya juu inayoweza kutumiwa kwa mwelekeo wa upendeleo kinyume kwenye LED. Kuzidi hii kunaweza kusababisha kuvunjika kwa makutano.
• Kizingiti cha Kutokwa kwa Umeme tuli (ESD) (HBM):1000 V (Mfano wa Mwili wa Mwanadamu). Hii inaonyesha usikivu wa kifaa kwa umeme tuli; taratibu sahihi za kushughulikia ESD ni lazima.
• Safu ya Joto la Uendeshaji:-30°C hadi +85°C. Safu ya joto la mazingira ambayo LED imebuniwa kufanya kazi ipasavyo.
• Safu ya Joto la Hifadhi:-40°C hadi +85°C. Safu ya joto kwa ajili ya hifadhi salama wakati kifaa hakijaunganishwa kwenye umeme.
• Hali ya Kuuza kwa Kuyeyusha kwa Mionzi ya Infrared:Joto la kilele la 260°C kwa upeo wa sekunde 10. Hii inafafanua wasifu wa joto ambao kifurushi kinaweza kustahimili wakati wa usanikishaji.

2.2 Sifa za Umeme-Optiki

Vigezo hivi hupimwa kwa Ta=25°C na vinabainisha utendaji wa kawaida wa LED chini ya hali za kawaida za uendeshaji. Mkondo wa majaribio (IF) kwa vigezo vingi vya optiki ni 5 mA.

• Ukali wa Mwanga (Iv):Anuwai kutoka kiwango cha chini cha milikandela 11.2 (mcd) hadi thamani ya kawaida ya 71.0 mcd kwa 5 mA. Ukali hupimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na mkunjo wa majibu ya macho ya mwanadamu (CIE).
• Pembe ya Kuona (2θ1/2):Digrii 130. Hii ndiyo pembe kamili ambayo ukali wa mwanga hupungua hadi nusu ya thamani yake iliyopimwa kwenye mhimili wa kati. Pembe pana ya kuona ni sifa ya LED za kuangalia kando zilizo na lenzi wazi kama maji.
• Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λP):Nanomita 611 (nm). Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo nguvu ya spectral ya LED iko kwenye kiwango cha juu kabisa.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λd):605 nm. Inayotokana na chati ya rangi ya CIE, hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaowakilisha vyema rangi inayoonekana (chungwa) ya LED kwa jicho la mwanadamu.
• Upana wa Nusu ya Mstari wa Spectral (Δλ):17 nm. Kigezo hiki kinaonyesha usafi wa spectral au upana wa ukanda wa mwanga unaotolewa, unaopimwa kama upana kamili kwa nusu ya ukali wa juu kabisa (FWHM).
• Voltage ya Mbele (VF):Kati ya 1.6 V (chini) na 2.3 V (juu) kwa IF=5mA. Hii ndiyo kushuka kwa voltage kwenye LED inapopitisha mkondo.
• Mkondo wa Kinyume (IR):Upeo wa mikroampea 10 (μA) wakati voltage ya kinyume (VR) ya 5V inatumika. Mkondo wa kinyume wa chini unapendekezwa.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

Ukali wa mwanga wa LED unaweza kutofautiana kutoka kundi hadi kundi. Ili kuhakikisha uthabiti kwa mtumiaji wa mwisho, vifaa hupangwa katika makundi ya ukali kulingana na utendaji uliopimwa kwa 5 mA. Msimbo wa kundi unabainisha ukali wa chini uliothibitishwa na wa juu wa mwanga kwa LED zilizo na alama ya msimbo huo. Uvumilivu ndani ya kila kundi ni +/- 15%.

• Msimbo wa Kundi L:11.2 mcd (Chini) hadi 18.0 mcd (Juu)
• Msimbo wa Kundi M:18.0 mcd (Chini) hadi 28.0 mcd (Juu)
• Msimbo wa Kundi N:28.0 mcd (Chini) hadi 45.0 mcd (Juu)
• Msimbo wa Kundi P:45.0 mcd (Chini) hadi 71.0 mcd (Juu)

Mfumo huu unawawezesha wabunifu kuchagua LED zilizo na safu ya mwangaza inayojulikana kwa matumizi yao, na kusaidia kufikia mwanga sawa katika miundo yenye LED nyingi.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Ingawa mikunjo maalum ya michoro inarejelewa kwenye waraka (mfano, Mch.1 kwa usambazaji wa spectral, Mch.6 kwa pembe ya kuona), tabia yao ya kawaida inaweza kuelezewa kulingana na fizikia ya semikondukta na sifa za kawaida za LED.

4.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V)

Nyenzo ya AlInGaP ina voltage ya mbele ya kawaida kati ya 1.6V na 2.3V kwa 5mA. Mkunjo wa I-V ni wa kielelezo; ongezeko dogo la voltage ya mbele husababisha ongezeko kubwa la mkondo wa mbele. Kwa hivyo, kuendesha LED na chanzo cha mkondo thabiti kunapendekezwa sana kuliko chanzo cha voltage thabiti ili kuzuia kukimbia kwa joto na kuhakikisha utoaji thabiti wa mwanga.

4.2 Ukali wa Mwanga dhidi ya Mkondo wa Mbele

Pato la mwanga (ukali wa mwanga) ni takriban sawia na mkondo wa mbele katika safu kubwa. Hata hivyo, ufanisi huelekea kupungua kwenye mikondo ya juu sana kwa sababu ya ongezeko la joto ndani ya chipu (athari ya kushuka). Kufanya kazi kwa au chini ya mkondo wa DC unaopendekezwa kunahakikisha ufanisi bora na umri mrefu.

4.3 Utegemezi wa Joto

Kama semikondukta zote, utendaji wa LED unategemea joto. Kadiri joto la makutano linavyoongezeka:

• Voltage ya Mbele (VF):Hupungua kidogo.
• Ukali wa Mwanga (Iv):Hupungua. Pato la mwanga la LED za AlInGaP lina mgawo hasi wa joto.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λd):Inaweza kubadilika kidogo, kwa kawaida kuelekea urefu wa wimbi mrefu zaidi (kuhama kwa nyekundu) kadiri joto linavyopanda.

Usimamizi sahihi wa joto katika matumizi (mfano, eneo la kutosha la shaba la PCB kwa kutawanya joto) ni muhimu kwa kudumisha utendaji thabiti na maisha ya huduma.

4.4 Usambazaji wa Spectral

Mkunjo wa pato la spectral utaonyesha kilele kikuu kwa takriban 611 nm (chungwa-nyekundu). Upana wa nusu ya 17 nm unaonyesha wigo wa utoaji mwembamba ikilinganishwa na LED nyeupe au zenye wigo pana, ambayo ni ya kawaida kwa vifaa vya AlInGaP vya rangi moja.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Waraka unajumuisha mchoro wa kina wa vipimo vya kifurushi cha SMD. Vipengele muhimu vinajumuisha jiometri ya lenzi ya kuangalia kando, eneo na ukubwa wa vituo vya kathodi na anodi, na ukubwa wa jumla wa kifurushi. Vipimo vyote vinatolewa kwa milimita na uvumilivu wa kawaida wa ±0.10 mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Ubunifu wa kuangalia kando huelekeza mwanga sambamba na ndege ya kusanikishwa ya PCB.

5.2 Utambulisho wa Ubaguzi wa Umeme na Ubunifu wa Pad

LED ina kituo cha anodi (+) na kathodi (-). Waraka hutoa mpangilio unaopendekezwa wa pad ya kuuza (muundo wa ardhi) kwa ubunifu wa PCB. Mpangilio huu umeboreshwa kwa kuuza salama na uthabiti wa mitambo. Pia unaonyesha mwelekeo unaopendekezwa wa kuuza ili kuhakikisha filleti za kuuza sawa na kuzuia kujikunja (mwisho mmoja kuinuka kutoka kwa pad wakati wa kuyeyusha tena). Kufuata miongozo hii ni muhimu kwa uzalishaji wa mavuno ya juu.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Wasifu wa Kuuza kwa Kuyeyusha Tenya

Wasifu unaopendekezwa wa kuyeyusha tena kwa mionzi ya infrared (IR) kwa michakato ya kuuza isiyo na risasi (Pb-free) umetolewa. Vigezo muhimu vya wasifu huu vinajumuisha:

• Eneo la Joto la Awali/Kunyweshwa:Kupanda hadi 150-200°C ili kuamilisha flux na kupokanzwa taratibu usanikishaji, na kupunguza mshtuko wa joto.
• Eneo la Kuyeyusha Tenya:Joto linaongezeka hadi kilele cha 260°C kwa upeo. Muda juu ya kiwango cha kioevu (kwa kawaida ~217°C kwa kuuza SnAgCu) na muda ndani ya 5°C ya joto la kilele ni muhimu kwa uundaji wa kiungo.
• Joto la Kilele & Muda:Kifurushi hakipaswi kuzidi 260°C kwa zaidi ya sekunde 10. Kikomo hiki ni muhimu ili kuzuia uharibifu wa lenzi ya epoksi ya LED na viunganisho vya waya vya ndani.
• Eneo la Kupoa:Kupoa kwa udhibiti ili kuganda viungo vya kuuza ipasavyo.

Wasifu unatokana na viwango vya JEDEC, lakini wasifu wa kiwango cha bodi ya mwisho unapendekezwa kwa sababu ya tofauti katika ubunifu wa PCB, mchanga wa kuuza, na sifa za tanuri.

6.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono ni lazima, tumia chuma cha kuuza chenye udhibiti wa joto. Joto la ncha ya chuma halipaswi kuzidi 300°C, na muda wa kuuza kwa kila pini unapaswa kuwa na upeo wa sekunde 3. Kuuza kwa mkono kunapaswa kufanywa mara moja tu ili kuepuka mkazo wa joto.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, tumia tu vimumunyisho vilivyobainishwa. Kuzamisha LED kwenye pombe ya ethili au pombe ya isopropili kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunakubalika. Usitumie visafishaji vya kemikali visivyobainishwa kwani vinaweza kuharibu nyenzo za kifurushi au lenzi.

6.4 Hifadhi na Kushughulikia

• Utahadhari wa ESD:Kifaa hiki kina usikivu kwa Kutokwa kwa Umeme tuli (ESD). Daima tumia mikanda ya mkono, mati za kuzuia umeme tuli, na vifaa vilivyowekwa ardhini ipasavyo wakati wa kushughulikia.
• Usikivu wa Unyevu:Ingawa ufungaji wa awali uliofungwa na dawa ya kukausha unalinda vifaa, mara tu kufunguliwa, LED zinapaswa kuhifadhiwa katika mazingira yasiyozidi 30°C na unyevu wa jamaa wa 60%. Kwa hifadhi ya muda mrefu nje ya begi la awali, tumia chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha. Ikiwa zimehifadhiwa wazi kwa zaidi ya wiki moja, kupokanzwa kwa takriban 60°C kwa angalau saa 20 kunapendekezwa kabla ya kuuza kwa kuyeyusha tena ili kuondoa unyevu uliokamatiwa na kuzuia "popcorning" (kufa kwa kifurushi wakati wa kuyeyusha tena).

7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

7.1 Vipimo vya Mkanda na Korokoro

LED zinasambazwa kwenye mkanda wa kubeba uliochorwa na mkanda wa kifuniko cha kinga. Vipimo muhimu vinajumuisha:

• Upana wa Mkanda wa Kubeba:8 mm.
• Kipenyo cha Korokoro:Inchi 7.
• Idadi kwa Korokoro:Vipande 4000 (korokoro kamili).
• Idadi ya Chini ya Kifurushi:Vipande 500 kwa idadi iliyobaki.
• Kufunga Mfuko:Mifuko tupu kwenye mkanda hufungwa na mkanda wa kifuniko.
• Taa Zilizokosekana:Upeo wa LED mbili mfululizo zilizokosekana (mifuko tupu) unaruhusiwa kulingana na kiwango.

Ufungaji unalingana na vipimo vya ANSI/EIA-481, na kuhakikisha ushirikiano na vifaa vya kawaida vya usanikishaji otomatiki.

8. Vidokezo vya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

8.1 Matukio ya Kawaida ya Matumizi

LED hii ya kuangalia kando ya rangi ya chungwa inafaa kwa matumizi mbalimbali yanayohitaji muundo wa mwanga wa upana, unaotolewa kando, ikiwa ni pamoja na:

• Viashiria vya Hali:Kwenye elektroniki za watumiaji, paneli za udhibiti wa viwanda, na vifaa vya mtandao ambapo pembe pana ya kuona inafaa.
• Taa ya Nyuma:Kwa paneli zilizowashwa kwenye ukingo, vifuniko vya kubadili utando, au alama ambapo mwanga unahitaji kuelekezwa kando.
• Taa za Ndani za Magari:Kwa mwanga wa dashibodi au koni (kulingana na sifa maalum za daraja la magari).
• Maonyesho ya Vifaa:Kuonyesha nguvu, hali, au kazi kwenye vifaa vya nyumbani.

8.2 Mazingatio ya Ubunifu wa Sakiti

• Kupunguza Mkondo:Daima tumia kipingamkondo cha mfululizo au kiendeshi maalum cha LED cha mkondo thabiti. Thamani ya kipingamkondo inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF. Hakikisha kiwango cha nguvu cha kipingamkondo kinatosha (P = IF² * R).
• Kinga ya Voltage ya Kinyume:Ingawa LED inaweza kustahimili 5V kwa kinyume, ni desturi nzuri kuepuka kutumia upendeleo wowote wa kinyume. Katika sakiti za AC au za polar mbili, fikiria kuongeza diodi ya kinyume sambamba kwa ajili ya kinga.
• Usimamizi wa Joto:Kwa uendeshaji kwa au karibu na mkondo wa juu wa DC, hakikisha PCB inatoa msaada wa kutosha wa joto. Kuunganisha pad za LED kwenye maeneo ya kumwaga shaba husaidia kutawanya joto.
• Kupunguza Mwangaza:Kwa udhibiti wa mwangaza, Ubadilishaji wa Upana wa Mipigo (PWM) ndiyo njia inayopendekezwa kuliko kupunguza mkondo wa analogi, kwani inadumisha halijoto thabiti ya rangi.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

LED hii ya chungwa ya AlInGaP inatoa faida maalum:

• dhidi ya LED za Kitamaduni za Chungwa (mfano, GaAsP):Teknolojia ya AlInGaP inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwangaza na mwangaza, uthabiti bora wa joto, na maisha marefu zaidi ya uendeshaji.
• dhidi ya LED za Chungwa Zilizobadilishwa na Fosforasi:Kama semikondukta inayotoa moja kwa moja, inatoa rangi ya chungwa iliyojaa zaidi, safi (wigo mwembamba kwa ~605 nm urefu wa wimbi kuu) ikilinganishwa na wigo mpana wa aina zilizobadilishwa na fosforasi. Pia kwa kawaida ina nyakati za majibu za haraka.
• Kifurushi cha Kuangalia Kando dhidi cha Kifurushi cha Kuangalia Juu:Tofauti kuu ni mwelekeo wa utoaji wa mwanga. Kifurushi hiki kimeundwa mahsusi kutoa mwanga sambamba na PCB, na kutatua changamoto za ubunifu ambapo nafasi ya wima ni ndogo au ambapo mwanga wa uso wa kando unahitajika.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

10.1 Tofauti kati ya urefu wa wimbi la kilele na urefu wa wimbi kuu ni nini?

Urefu wa Wimbi la Kilele (λP)ni urefu wa wimbi wa kimwili ambapo LED hutoa nguvu nyingi zaidi ya optiki.Urefu wa Wimbi Kuu (λd)ni thamani iliyohesabiwa kulingana na mtazamo wa rangi wa mwanadamu (chati ya CIE) inayowakilisha vyema rangi tunayoona. Kwa LED za rangi moja kama hii ya chungwa, mara nyingi ziko karibu lakini si sawa.

10.2 Je, naweza kuendesha LED hii kwa 20 mA kwa mfululizo?

Ndio. Mkondo wa juu kabisa wa mbele unaoendelea ni 30 mA. Kufanya kazi kwa 20 mA iko ndani ya kiwango. Kumbuka kuhesabu tena thamani inayohitajika ya kipingamkondo kulingana na voltage ya mbele kwa 20 mA (ambayo inaweza kuwa juu kidogo kuliko kwa 5 mA).

10.3 Kwa nini kiendeshi cha mkondo thabiti kinapendekezwa?

Voltage ya mbele ya LED ina mgawo hasi wa joto na inaweza kutofautiana kutoka kifaa hadi kifaa. Chanzo cha voltage thabiti chenye kipingamkondo cha mfululizo kinatoa kikomo cha msingi cha mkondo, lakini mkondo bado unaweza kubadilika na joto. Chanzo cha mkondo thabiti kinahakikisha utoaji thabiti wa mwanga na kulinda LED kutokana na hali za mkondo kupita kiasi bila kujali tofauti za VF.

10.4 Ninafasirije msimbo wa kundi wakati wa kuagiza?

Msimbo wa kundi (mfano, L, M, N, P) unabainisha safu ya ukali wa mwanga uliothibitishwa kwa 5 mA. Kwa matumizi yanayohitaji mwangaza sawa, bainisha na tumia LED kutoka kwa msimbo wa kundi mmoja. Kwa matumizi yasiyo muhimu sana, mchanganyiko unaweza kukubalika.

11. Uchunguzi wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Hali: Taa ya Nyuma ya Kitufe cha Kugusa Kilichoinuliwa kwenye Paneli ya Kifaa cha Matibabu.Kifuniko cha kitufe hakionekani na ikoni inayoonekana, na kiko mm 2 juu ya PCB. LED ya kuangalia juu ingeangaza juu, na kupoteza mwanga. LED ya kuangalia kando iliyosanikishwa karibu na kitufe inaweza kuelekeza mwanga wake wa digrii 130 kando kwenye ukingo wa kifuniko cha kitufe, na kuangaza ikoni kwa ufanisi kutoka ndani. Pembe pana ya kuona inahakikisha mwanga sawa kwenye ikoni. Rangi ya chungwa hutoa kiashiria cha wazi cha "kusubiri" au "onyo". Kifurushi cha SMD kinaruhusu usanikishaji mwembamba, wa wasifu wa chini unaoendana na uzalishaji otomatiki na michakato ya kusafisha inayohitajika kwa vifaa vya matibabu.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Teknolojia

LED hii inategemea nyenzo ya semikondukta ya Alumini Indiamu Galiamu Fosfidi (AlInGaP) iliyokua kwa epitaksia kwenye msingi. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo lenye shughuli ambapo hujumuishwa tena, na kutolewa kwa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Uwiano maalum wa alumini, indiamu, na galiamu kwenye kimiani huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inafafanua moja kwa moja urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa—katika kesi hii, chungwa (~605-611 nm). Sifa ya "mwangaza mkubwa" inapatikana kupitia ubunifu wa hali ya juu wa chipu na utoaji bora wa mwanga kutoka kwa nyenzo ya semikondukta hadi kwenye kifurushi. Athari ya kuangalia kando huundwa na jiometri maalum ya lenzi iliyotengenezwa ambayo hutumia onyesho la ndani na kukata mwanga ili kuelekeza mwanga kutoka kwa chipu inayotoa juu hadi kando ya kifurushi.

13. Mienendo na Maendeleo ya Viwanda

Mwenendo katika LED za kiashiria na ishara unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi, kifurushi kidogo, na uaminifu mkubwa zaidi. Teknolojia ya AlInGaP imekomaa lakini inaendelea kuona maboresho madogo katika pato la lumani-kwa-wati. Pia kuna msisitizo unaoongezeka kwenye kugawa kwa rangi sahihi na uvumilivu mkali kwa matumizi yanayohitaji uthabiti wa rangi, kama vile maonyesho ya rangi kamili au makundi ya magari. Kupitishwa kwa kifurushi cha kuangalia kando na pembe ya kulia kunaongezeka kwa kupunguzwa kwa saizi ya elektroniki, na kuruhusu suluhisho za ubunifu za taa ya nyuma na kiashiria cha hali katika miundo yenye nafasi ndogo. Zaidi ya hayo, ushirikiano na vidhibiti vya ndani ya bodi (LED zenye akili) na ushirikiano bora na michakato ya kuuza ya joto la juu ni maeneo ya maendeleo yanayoendelea ili kukidhi mahitaji ya matumizi ya hali ya juu ya magari na viwanda.