LSHD-F101 Onyesho la Nambari Moja ya LED Nyekundu ya Inchi 0.39 - Urefu wa Nambari 10.0mm - Voltage ya Mbele 2.6V - Nguvu 70mW - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LSHD-F101 ni moduli ya onyesho la nambari moja ya LED yenye sehemu saba pamoja na nukta ya desimali. Inatumia tabaka za juu za Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) zilizokua kwenye msingi wa Gallium Arsenide (GaAs) kutoa mwanga mwekundu wenye ufanisi wa juu. Matumizi makuu ya kifaa hiki ni katika vifaa vya elektroniki ambapo usomaji wa nambari unaohitaji kuwa wazi, mkali na wa kuaminika, kama vile kwenye paneli za vyombo, vifaa vya matumizi ya nyumbani, na udhibiti wa viwanda. Faida zake kuu ni pamoja na muonekano bora wa herufi kutokana na sehemu zenye muundo unaoendelea, mwangaza wa juu na tofauti ya rangi kwa uonekano bora, na uaminifu thabiti unaohakikisha maisha marefu ya uendeshaji.

1.1 Vipengele Muhimu

• Urefu wa Nambari: Inchi 0.39 (10.0 mm).
• Sehemu Zenye Muundo Unaendelea kwa muonekano laini wa herufi.
• Mahitaji ya Nguvu Ndogo, yanayoimarisha ufanisi wa nishati.
• Mwangaza wa Juu & Tofauti Kubwa ya Rangi kwa usomaji bora.
• Pembe Pana ya Kutazama, inayofaa kwa nafasi mbalimbali za kusanikishwa.
• Uaminifu Thabiti bila sehemu zinazosogea.
• Imeainishwa kwa Nguvu ya Mwangaza, ikiruhusu kufananisha mwangaza katika matumizi ya nambari nyingi.
• Kifurushi Kisicho na Risasi kinachotii maagizo ya RoHS (Kizuizi cha Vitu Hatari).

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa kina na Lengo

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo ikiwapitishwa kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji karibu na mipaka hii haipendekezi kwa utendakazi unaoaminika.

• Kupoteza Nguvu kwa Kila Sehemu: 70 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu kabisa ambayo inaweza kutolewa kwa usalama na sehemu moja ya LED bila kusababisha uharibifu wa joto.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele kwa Kila Sehemu: 90 mA. Kipimo hiki kinatumika chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa pigo 0.1ms) na ni ya juu kuliko kiwango cha mkondo unaoendelea.
• Mkondo wa Mbele Unaendelea kwa Kila Sehemu: 25 mA kwa 25°C. Mkondo huu hupungua kwa mstari kwa 0.28 mA/°C joto la mazingira linapozidi 25°C. Kupoza joto kwa usahihi au kupunguza mkondo ni muhimu kwa joto la juu.
• Voltage ya Nyuma kwa Kila Sehemu: 5 V. Kuzidi voltage hii kwa upande wa nyuma kunaweza kusababisha kushindwa mara moja na kwa ukubwa.
• Safu ya Joto la Uendeshaji na Uhifadhi: -35°C hadi +105°C. Kifaa hiki kimeainishwa kwa uendeshaji na uhifadhi ndani ya safu hii pana ya joto la viwanda.
• Hali ya Kuuza: Kifurushi kinaweza kustahimili kuuzwa kwa 260°C kwa upeo wa sekunde 5, kipimo kinachopimwa inchi 1/16 (takriban 1.6 mm) chini ya ndege ya kukaa.

2.2 Sifa za Umeme na Mwangaza

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendakazi vinavyopimwa chini ya hali maalum za majaribio (Ta=25°C).

• Nguvu ya Wastani ya Mwangaza kwa Kila Sehemu (Iv): Inatofautiana kutoka 200-750 ucd kwa mkondo wa kuendesha wa 1mA hadi 3400-9750 ucd kwa 10mA. Nguvu hii ya juu inahakikisha pato la onyesho lenye mwangaza.
• Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λp): 650 nm (kawaida). Hii inabainisha urefu wa wimbi ambapo nguvu ya mwanga ina kiwango cha juu.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λd): 639 nm (kawaida). Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaoonwa na jicho la mwanadamu, ikibainisha rangi kama nyekundu.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ): 20 nm (kawaida). Hii inaonyesha usafi wa wigo wa mwanga mwekundu unaotolewa.
• Voltage ya Mbele kwa Kila Chip (Vf): 2.10V hadi 2.60V kwa mkondo wa majaribio wa 20mA. Muundo wa sakiti lazima ushikilie safu hii ili kuhakikisha mkondo thabiti wa kuendesha.
• Mkondo wa Nyuma kwa Kila Sehemu (Ir): Upeo wa 100 µA kwa voltage ya nyuma ya 5V. Kigezo hiki ni kwa madhumuni ya majaribio pekee; uendeshaji wa upande wa nyuma unaoendelea ni marufuku.
• Uwiano wa Kufananisha Nguvu ya Mwangaza: Upeo wa 2:1 kati ya sehemu zinapoendeshwa kwa 1mA. Hii inahakikisha mwangaza sawa kwenye onyesho.

3. Ufafanuzi wa Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

Waraka unaonyesha kifaa hiki kimeainishwa kwa Nguvu ya Mwangaza. Hii inamaanisha mchakato wa kugawa katika makundi ambapo vionyeshi vinapangwa kulingana na pato la mwanga lililopimwa kwa mkondo wa kawaida wa majaribio (mfano, 1mA au 10mA). Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua sehemu kutoka kwa makundi yanayofanana ya nguvu ya mwangaza ili kuhakikisha muonekano sawa katika vionyeshi vya nambari nyingi, na kuzuia baadhi ya nambari kuonekana mkali zaidi au dhaifu kuliko nyingine. Ingawa maelezo maalum ya msimbo wa makundi hayajatolewa katika dondoo hii, uainishaji huu ni hatua muhimu ya udhibiti wa ubora kwa uthabiti wa urembo na utendakazi katika matumizi ya mwisho.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendakazi

Waraka unarejelea Miongo ya Kawaida ya Sifa za Umeme / Mwangaza ambayo ni muhimu kwa muundo wa kina. Kwa kawaida hii inajumuisha:

• Mkunjo wa IV (Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele): Inaonyesha uhusiano wa kielelezo, muhimu kwa kubuni madereva ya mkondo thabiti.
• Nguvu ya Mwangaza dhidi ya Mkondo wa Mbele: Inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kwa mkondo, ikisaidia katika usawazishaji wa mwangaza na mahesabu ya ufanisi.
• Nguvu ya Mwangaza dhidi ya Joto la Mazingira: Inaonyesha kupungua kwa pato la mwangaza joto linapopanda, jambo muhimu kwa usimamizi wa joto.
• Usambazaji wa Wigo: Grafu inayopanga nguvu ya jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, ikithibitisha urefu wa wimbi kuu na wa kilele na upana wa wigo.

Wabunifu wanapaswa kushauriana na mikunjo hii ili kuboresha hali ya kuendesha, kuelewa utegemezi wa joto, na kutabiri utendakazi katika mazingira halisi ya uendeshaji.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Onyesho lina uso wa kijivu mwanga na sehemu nyeupe. Vidokezo muhimu vya vipimo ni pamoja na:

• Vipimo vyote viko kwa milimita na uvumilivu wa jumla wa ±0.25mm isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo.
• Uvumilivu wa mabadiliko ya ncha ya pini ni ±0.40 mm.
• Kipenyo kilichopendekezwa cha shimo la PCB kwa pini ni 1.0 mm.
• Vipimo vya ubora vinazuia vitu vya kigeni, povu kwenye sehemu, kupinda kwa kioakisi, na uchafuzi wa wino wa uso ili kuhakikisha uwazi wa mwanga na uadilifu wa mitambo.

5.2 Usanidi wa Pini na Mchoro wa Sakiti

Kifaa kina usanidi wa pini 10 na muundo wa anodi ya kawaida. Mchoro wa ndani wa sakiti unaonyesha pini mbili za anodi ya kawaida (Pini 1 na Pini 6) zilizounganishwa ndani, zikitoa ziada na uwezekano wa usambazaji bora wa mkondo. Kathodi za sehemu (A-G na DP) zimeunganishwa na pini za kibinafsi. Usanidi huu ni wa kawaida kwa kuzidisha nambari nyingi, ingawa hiki ni kifaa cha nambari moja. Mpangilio wa pini ni kama ifuatavyo: 1-Anodi ya Kawaida, 2-F, 3-G, 4-E, 5-D, 6-Anodi ya Kawaida, 7-DP, 8-C, 9-B, 10-A.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Kuuza kwa Otomatiki

Hali iliyopendekezwa: 260°C kwa sekunde 5, kipimo kinachopimwa 1.6mm (inchi 1/16) chini ya ndege ya kukaa ya kifurushi. Joto la mwili wa sehemu halipaswi kuzidi kiwango chake cha juu kabisa wakati wa mchakato huu.

6.2 Kuuza kwa Mikono

Hali iliyopendekezwa: 350°C ±30°C kwa upeo wa sekunde 5, na ncha ya chuma ikiwekwa 1.6mm chini ya ndege ya kukaa. Lazima kuchukua tahadhari kuepuka mfiduo wa muda mrefu wa joto.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Onyesho hili limekusudiwa kwa vifaa vya kawaida vya elektroniki ikiwa ni pamoja na vifaa vya ofisi, vifaa vya mawasiliano, na vifaa vya nyumbani. Mwangaza wake wa juu na usomaji hufanya uwe mzuri kwa mita za paneli, vionyeshi vya saa, usomaji wa vitengo rahisi vya udhibiti, na elektroniki za watumiaji ambapo kiashiria cha nambari wazi kinahitajika.

7.2 Mambo Muhimu ya Kubuni

• Njia ya Kuendesha:Kuendesha kwa mkondo thabiti kunapendekezwa sana kuliko voltage thabiti ili kuhakikisha nguvu thabiti ya mwangaza na uhai mrefu, kwani mwangaza wa LED ni kazi ya mkondo, sio voltage.
• Kupunguza Mkondo:Sakiti ya dereva lazima ipunguze mkondo kwa kila sehemu ndani ya kiwango cha juu kabisa (25mA inayoendelea, ikipunguzwa kwa joto). Kuzidi hii husababisha uharibifu wa haraka.
• Safu ya Voltage:Sakiti lazima ibuniwe ili kushikilia safu kamili ya voltage ya mbele (Vf) ya 2.10V hadi 2.60V ili kutoa mkondo uliolengwa kwa vitengo vyote.
• Kinga dhidi ya Voltage ya Nyuma:Sakiti ya kuendesha inapaswa kujumuisha kinga (mfano, diodes mfululizo au vipengele vya sakiti iliyounganishwa) ili kuzuia voltage ya nyuma au mipigo ya voltage kutumika kwa kathodi za LED wakati wa kuwasha, kuzima, au katika hali za hitilafu.
• Usimamizi wa Joto:Mkondo salama wa uendeshaji lazima upunguzwe kulingana na joto la juu kabisa la mazingira ya matumizi, kwa kutumia kipengele cha kupunguza cha 0.28 mA/°C juu ya 25°C.

8. Kupima Uaminifu

Kifaa hupitia mkusanyiko kamili wa majaribio ya uaminifu kulingana na viwango vya kijeshi (MIL-STD), viwanda vya Japani (JIS), na viwango vya ndani. Majaribio haya yanathibitisha uthabiti wake na uhai mrefu:

• Maisha ya Uendeshaji (RTOL):Saa 1000 kwa mkondo wa juu kabisa ulioainishwa chini ya joto la kawaida.
• Mkazo wa Mazingira:Inajumuisha Uhifadhi wa Joto la Juu/Unyevu (Saa 500 kwa 65°C/90-95% RH), Uhifadhi wa Joto la Juu na la Chini (Saa 1000 kwa 105°C na -35°C), Mzunguko wa Joto, na majaribio ya Mshtuko wa Joto.
• Uthabiti wa Mchakato:Majaribio ya Upinzani wa Kuuza na Uwezo wa Kuuza yanahakikisha kifurushi kinaweza kustahimili michakato ya kawaida ya usanikishaji.

9. Tahadhari na Vikwazo vya Matumizi

Kifaa hakijabuniwa kwa matumizi muhimu ya usalama ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha maisha au afya (mfano, usafiri wa anga, msaada wa maisha ya matibabu, mifumo ya usalama wa usafiri). Kwa matumizi kama hayo, mashauriano na mtengenezaji kwa ajili ya vipengee vilivyokubaliwa maalum ni lazima. Mtengenezaji hachukui uwajibikaji wowote kwa uharibifu unaotokana na uendeshaji nje ya viwango vya juu kabisa au kinyume na maagizo yaliyotolewa. Tahadhari maalum inahitajika ili kuepuka upendeleo wa nyuma, ambao unaweza kusababisha uhamiaji wa metali na kusababisha ongezeko la mkondo wa uvujaji au kushindwa.

10. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

LSHD-F101 inajitofautisha kupitia matumizi yake ya teknolojia ya AlInGaP kwenye msingi wa GaAs. Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama GaAsP au GaP ya kawaida, LED za AlInGaP hutoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwangaza, na kusababisha mwangaza mkubwa kwa mkondo sawa wa kuendesha. Kipengele cha sehemu zenye muundo unaoendelea kinaonyesha ubora wa juu wa muundo wa kukunja na kusambaza ambao huondoa mapengo yanayoonekana au vituo vya joto ndani ya sehemu, na kusababisha muonekano wa herufi unaoonekana kitaalamu na unaoweza kusomeka. Pembe pana ya kutazama na nguvu ya mwangaza iliyoainishwa ni faida zaidi kwa matumizi yanayohitaji utendakazi thabiti wa kuona kutoka kwa mitazamo tofauti au kwenye vitengo vingi.

11. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Swali: Je, naweza kuendesha onyesho hili kwa usambazaji wa 5V na upinzani rahisi?

Jibu: Ndiyo, lakini hesabu ya makini inahitajika. Kwa kutumia Sheria ya Ohm (R = (Vsupply - Vf_led) / I_led), na kuchukulia hali mbaya zaidi ya Vf ya 2.6V kwa 20mA, thamani ya upinzani itakuwa (5V - 2.6V) / 0.02A = Ohms 120. Hata hivyo, kwa sababu ya tofauti ya Vf, mwangaza unaweza kutofautiana kati ya sehemu/vionyeshi. Dereva wa mkondo thabiti hupendekezwa kwa uthabiti.

Swali: Je, ni tofauti gani kati ya Urefu wa Wimbi wa Kilele na Urefu wa Wimbi Kuu?

Jibu: Urefu wa Wimbi wa Kilele (650nm) ndio kilele cha kimwili cha wigo wa mwanga unaotolewa. Urefu wa Wimbi Kuu (639nm) ndio urefu wa wimbi mmoja ambao ungetoa mtazamo sawa wa rangi kwa jicho la mwanadamu. Urefu wa wimbi kuu unahusiana zaidi na ubainishaji wa rangi.

Swali: Kwa nini kuna pini mbili za Anodi ya Kawaida?

Jibu: Hii hutoa ulinganifu wa mitambo, hurahisisha mpangilio wa PCB, na inaweza kusaidia kusambaza mkondo kwa usawa zaidi, na kwa uwezekano kuboresha uaminifu na usawa wa mwangaza.

12. Utafiti wa Kesi ya Kubuni na Matumizi

Mazingira: Kubuni usomaji rahisi wa voltita ya dijiti.

Mbunifu anachagua LSHD-F101 kwa onyesho la voltita ya nambari 2 (inayohitaji vitengo viwili). Kwanza wanakagua taarifa ya kugawa katika makundi ya nguvu ili kupata vionyeshi viwili kutoka kwa kundi moja kwa mwangaza sawa. Kichakataji kinatumika kwa 3.3V. Ili kuendesha kila sehemu kwa lengo la 10mA kwa mwangaza mzuri, wanabuni dereva wa kuzamisha mkondo thabiti kwa kutumia safu ya IC ya transistor. Sakiti ya dereva inajumuisha diodes za kinga ili kushikilia mipigo yoyote ya voltage ya kufanya kwa waya ndefu zinazounganisha na paneli ya onyesho. Mpangilio wa PCB huweka vionyeshi kwa nafasi ya kutosha kwa mashimo yaliyopendekezwa ya kusanikishwa ya 1.0mm na hujumuisha ndege ya ardhi kwa ajili ya kutolea joto. Wakati wa majaribio, wanathibitisha mwangaza wa sehemu kwa joto la juu kabisa la mazingira la 50°C na kuthibitisha mkondo umepunguzwa kwa usahihi hadi takriban 18mA kwa kila sehemu (25mA - (0.28mA/°C * (50-25)°C)).

13. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Utoaji wa mwanga katika LSHD-F101 unategemea mwangaza wa umeme katika makutano ya p-n ya semikondukta iliyotengenezwa kwa nyenzo za AlInGaP. Wakati voltage ya mbele inayozidi uwezo wa ndani wa makutano inatumika, elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo lenye shughuli. Hapa, hujumuishwa tena, na kutolea nishati kwa njia ya fotoni. Muundo maalum wa aloi ya AlInGaP huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inalingana moja kwa moja na urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa—katika kesi hii, nyekundu. Msingi wa GaAs unachukua mwanga, kwa hivyo chip imebuniwa kwa ajili ya utoaji wa mwanga kutoka juu, ambao kisha husambazwa na kifurushi cha plastiki kilichokunjwa ili kuunda sehemu zenye muundo unaoendelea.

14. Mienendo ya Teknolojia na Muktadha

Teknolojia ya AlInGaP inawakilisha suluhisho lililokomaa na lenye ufanisi wa juu kwa LED nyekundu, za machungwa na za manjano. Ingawa teknolojia mpya kama vile LED zinazotegemea Gallium Nitride (GaN) zinatawala soko la taa za bluu, kijani na nyeupe, AlInGaP bado ni nyenzo zinazochaguliwa kwa viashiria na vionyeshi vya nyekundu vya utendakazi wa juu kwa sababu ya ufanisi wake bora na usafi wa rangi katika eneo hilo la wigo. Mienendo katika teknolojia ya onyesho inajumuisha kuelekea kifurushi cha kifaa cha kusanikishwa kwenye uso (SMD) kwa usanikishaji wa otomatiki na msongamano wa juu. Ingawa LSHD-F101 ni sehemu ya kupita kwenye shimo, kanuni zake za kubuni za mwangaza wa juu, uaminifu, na utendakazi ulioainishwa bado ni za msingi. Maendeleo ya baadaye yanaweza kuzingatia faida zaidi za ufanisi, safu pana za joto, na ujumuishaji na elektroniki za dereva.