SMD LED 0201 Nyeupe/Manjano - Kifurushi 0.6x0.3x0.3mm - Voltage 2.6-3.2V - Nguvu 96mW - Waraka wa Kiufundi (Kiswahili)

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu unaelezea kwa kina vipimo vya Taa ya Kutoa Mwanga (LED) ndogo ya Kifaa cha Kuingiza kwenye Uso (SMD) katika ukubwa wa kifurushi 0201. LED hizi zimeundwa kwa michakato ya usanikishaji otomatiki wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) na ni bora kwa matumizi yenye nafasi ndogo ambapo msongamano wa vipengele ni muhimu. Rangi kuu inayotolewa kwa nambari hii maalum ya sehemu ni nyeupe yenye lenzi ya manjano, ikitoa eneo maalum la rangi.

Faida kuu za kijenzi hiki ni pamoja na ukubwa wake mdogo sana, uwezo wa kufanya kazi na vifaa vya juu vya kuchukua-na-kuweka, na ufaafu kwa michakato ya uuzaji wa reflow isiyo na risasi (IR). Imejengwa kukidhi viwango vya utiifu wa RoHS (Kizuizi cha Vitu hatari).

Masoko na matumizi yanayolengwa ni pana, yanajumuisha vifaa vya mawasiliano, vifaa vya otomatiki ya ofisi, vifaa vya nyumbani, mifumo ya udhibiti wa viwanda, na vifaa mbalimbali vya elektroniki vya watumiaji. Matumizi ya kawaida ni pamoja na viashiria vya hali, taa ya nyuma kwa paneli za mbele, na mwanga wa ishara au alama za kiwango cha chini.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya hali hizi hauhakikishiwi.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):96 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifurushi cha LED kinaweza kutawanya kama joto bila kuzidi mipaka yake ya joto.
• Sasa ya Mbele ya Kilele (I_F(peak)):100 mA. Hii ndiyo sasa ya juu inayoruhusiwa ya papo hapo ya mbele, kawaida hubainishwa chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa mipigo 0.1ms) ili kuzuia kupashwa joto kupita kiasi.
• Sasa ya Mbele ya DC (I_F):30 mA. Hii ndiyo sasa ya juu inayopendekezwa ya mbele ya kuendelea kwa uendeshaji wa kudumu wa muda mrefu.
• Safu ya Joto la Uendeshaji (T_opr):-40°C hadi +85°C. Safu ya joto la mazingira ambayo LED imeundwa kufanya kazi ipasavyo.
• Safu ya Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C. Safu ya joto ya kuhifadhi kifaa wakati hakijaunganishwa na umeme.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hupimwa kwa joto la kawaida la mazingira (T_a) la 25°C na sasa ya mbele (I_F) ya 20 mA, isipokuwa ikibainishwa vinginevyo.

• Ukali wa Mwanga (I_V):1500 - 2900 mcd (millicandela). Hii inafafanua kiasi cha mwanga unaoonekana unaotolewa katika mwelekeo mkuu wa kutazama. Safu mpana inaonyesha mfumo wa uainishaji hutumiwa (tazama Sehemu ya 3). Upimaji hutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na majibu ya kawaida ya CIE ya photopic (jicho la mwanadamu).
• Pembe ya Kutazama (2θ_1/2):Digrii 110 (kawaida). Hii ndiyo pembe kamili ambayo ukali wa mwanga hushuka hadi nusu ya thamani yake ya kilele ya mhimili. Pembe ya 110° inaonyesha muundo mpana, wa kutawanyika wa utoaji unaofaa kwa mwanga wa eneo badala ya boriti iliyolengwa.
• Kuratibu za Rangi (x, y):(0.3100, 0.3100) kawaida. Kuratibu hizi kwenye chati ya rangi ya CIE 1931 zinafafanua eneo halisi la rangi la mwanga mweupe unaotolewa. Hatua hii inalingana na mweupe wenye joto maalum la rangi linalohusiana (CCT).
• Voltage ya Mbele (V_F):2.6 V (Chini) - 3.2 V (Juu) kwa 20mA. Kupungua kwa voltage kwenye LED wakati inapita sasa maalum. Safu hii ni muhimu kwa muundo wa mzunguko wa kiendeshi.
• Sasa ya Nyuma (I_R):10 μA (Juu) kwa V_R= 5V. Sasa ndogo ya uvujaji wakati voltage ya nyuma inatumika.Muhimu:Kifaa hiki hakijaundwa kwa uendeshaji wa upendeleo wa nyuma; kigezo hiki ni kwa madhumuni ya majaribio tu.

3. Maelezo ya Mfumo wa Uainishaji

Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji mkubwa, LED hupangwa katika makundi ya utendaji. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua sehemu zinazokidhi mahitaji maalum ya voltage, mwangaza, na rangi.

3.1 Uainishaji wa Voltage ya Mbele (V_F)

LED hupangwa kulingana na kupungua kwa voltage ya mbele kwa 20mA.

• Kikundi D8: V_F= 2.6V hadi 2.9V
• Kikundi D9: V_F= 2.9V hadi 3.2V
• Toleo ndani ya kila kikundi ni ±0.10V.

3.2 Uainishaji wa Ukali wa Mwanga (I_V)

LED hupangwa kulingana na nguvu ya pato la macho.

• Kikundi X1: I_V= 1500.0 mcd hadi 2100.0 mcd
• Kikundi X2: I_V= 2100.0 mcd hadi 2900.0 mcd
• Toleo ndani ya kila kikundi ni ±11%.

3.3 Uainishaji wa Rangi (Chromaticity)

Huu ndio uainishaji muhimu zaidi kwa uthabiti wa rangi. LED hupangwa katika maeneo maalum ya pembe nne kwenye chati ya rangi ya CME iliyofafanuliwa na pointi nne za kuratibu (x, y).

• Makundi Yaliyofafanuliwa:Y2, W1, X1, W2. Kila msimbo wa kikundi unawakilisha eneo maalum kwenye chati ya rangi.
• Hatua ya kawaida ya chromaticity (0.3100, 0.3100) iko ndani ya maeneo haya yaliyofafanuliwa.
• Toleo kwenye kila kikundi cha rangi (kuratibu x, y) ni ±0.01.

Uainishaji huu wa pande nyingi (V_F, I_V, Rangi) unahakikisha kuwa LED kutoka kwa kundi moja la uzalishaji zina sifa za umeme na macho zinazolingana kwa karibu, ambayo ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji muonekano sawa, kama vile safu za taa za nyuma au vikundi vya viashiria vya hali.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Ingawa mikunjo maalum ya picha inarejelewa kwenye waraka wa data, maana yake ni ya kawaida.

• Sasa ya Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V):Mkunjo huu ni wa kielelezo. V_Filiyobainishwa kwa 20mA ndiyo hatua ya uendeshaji. Kuongezeka kidogo kwa voltage husababisha kuongezeka kwa sasa, na hivyo kuhitaji mzunguko wa kuzuia sasa (k.m., resistor ya mfululizo au kiendeshi cha sasa thabiti) ili kuzuia kukimbia kwa joto.
• Ukali wa Mwanga dhidi ya Sasa ya Mbele:Pato la mwanga kwa ujumla linalingana na sasa ya mbele ndani ya safu ya uendeshaji. Hata hivyo, ufanisi unaweza kupungua kwa sasa kubwa sana kutokana na joto lililoongezeka.
• Ukali wa Mwanga dhidi ya Joto la Mazingira:Pato la mwanga la LED kwa kawaida hupungua kadiri joto la kiungo linavyoongezeka. Uendeshaji kwenye kikomo cha juu cha safu ya joto (85°C) kutasababisha ukali wa chini wa mwanga kuliko kwa 25°C. Kupunguzwa huu lazima kuzingatiwe katika muundo wa joto.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki kinafuata muundo wa kawaida wa kifurushi cha EIA 0201. Vipimo muhimu (kwa milimita) ni:

• Urefu wa Kifurushi: 0.6 mm (tolewa ±0.2 mm)
• Upana wa Kifurushi: 0.3 mm (tolewa ±0.2 mm)
• Urefu wa Kifurushi: 0.3 mm (tolewa ±0.2 mm)

Rangi ya lenzi ni manjano, ambayo huchuja mwanga mweupe unaotolewa ili kufikia chromaticity ya mwisho. Cathode kwa kawaida hutambuliwa kwa alama au muundo maalum wa pedi kwenye mkanda na reel.

5.2 Muundo Unaopendekezwa wa Ardhi ya PCB

Muundo unaopendekezwa wa pedi ya solder hutolewa kwa uuzaji wa reflow wa infrared au awamu ya mvuke. Muundo huu umeundwa ili kuhakikisha uundaji thabiti wa kiungo cha solder, usawa sahihi wakati wa reflow, na nguvu ya kutosha ya mitambo. Kufuata muundo unaopendekezwa wa ardhi ni muhimu ili kuzuia "tombstoning" (kijenzi kusimama wima) au viungo vibaya vya solder, hasa kwa vipengele vidogo kama hivi.

6. Mwongozo wa Uuzaji na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Uuzaji wa Reflow wa IR

Kijenzi hiki kinafaa kwa michakato ya reflow ya IR isiyo na risasi (Pb-free) kulingana na J-STD-020B. Profaili ya jumla inapendekezwa:

• Joto la Awali:150-200°C kwa upeo wa sekunde 120 ili kupanda polepole joto na kuamilisha flux.
• Joto la Kilele:Upeo wa 260°C. Muda juu ya kioevu (kwa kawaida ~217°C kwa solder isiyo na risasi) unapaswa kudhibitiwa.
• Muda wa Jumla wa Uuzaji:Upeo wa sekunde 10 kwenye joto la kilele, na mzunguko wa juu wa reflow mbili unaruhusiwa.

Kumbuka:Profaili bora inategemea usanikishaji maalum wa PCB (unene wa bodi, idadi ya tabaka, vipengele vingine, mchanga wa solder). Profaili iliyotolewa ni lengo; uainishaji wa mchakato unahitajika.

6.2 Uuzaji wa Mkono (Ikiwa Inahitajika)

Ikiwa ukarabati wa mikono unahitajika, tahadhari kubwa inahitajika:

• Joto la Chuma cha Kuuza:Upeo wa 300°C.
• Muda wa Mguso:Upeo wa sekunde 3 kwa kiungo.
• Kikomo:Mzunguko mmoja tu wa uuzaji. Masi ya joto ni ndogo sana, na hivyo kufanya iwe nyeti kwa kupashwa joto kupita kiasi.

6.3 Kusafisha

Ikiwa usafishaji baada ya solder unahitajika, viunyevu vilivyobainishwa tu vinapaswa kutumika ili kuzuia kuharibu kifurushi cha plastiki au lenzi.

• Inayopendekezwa:Ethyl alkoholi au isopropyl alkoholi.
• Mchakato:Zamisha kwenye joto la kawaida kwa chini ya dakika moja. Usitumie usafishaji wa ultrasonic isipokuwa uthibitishwe kuwa salama kwa kifurushi.
• Epuka:Viosafishaji vya kemikali visivyobainishwa au vikali.

7. Ufungaji na Ushughulikiaji

7.1 Vipimo vya Mkanda na Reel

Vipengele vinatolewa kwenye mkanda wa kawaida wa wauzaji wenye mfumo wa kuchongwa kwa ushughulikiaji otomatiki.

• Ukubwa wa Reel:Kipenyo cha inchi 7 (178 mm).
• Upana wa Mkanda:12 mm.
• Idadi kwa Reel:Vipande 4000 (reel kamili).
• Kiwango cha Chini cha Agizo (MOQ):Vipande 500 kwa reels sehemu.
• Ufungaji unafuata vipimo vya ANSI/EIA-481. Mkanda una kifuniko cha kulinda vipengele.

7.2 Unyevu na Hifadhi

Kifurushi cha plastiki kina usikivu wa unyevu (MSL).

• Mfuko Uliofungwa (na dawa ya kukausha):Hifadhi kwa ≤30°C na ≤70% RH. Maisha ya rafu ni mwaka mmoja kutoka tarehe ya kufunga mfuko.
• Baada ya Kufungua Mfuko:"Maisha ya sakafu" yanaanza. Hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH.
• Kikomo Muhimu cha Muda:Vipengele lazima viuzwe kwa uuzaji wa reflow wa IR ndani yaSaa 168 (siku 7)ya kufichuliwa kwa hali za kiwanda cha mazingira baada ya kufungua mfuko.
• Hifadhi ya Urefu (Iliyofunguliwa):Hifadhi kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au kwenye kikaushi cha nitrojeni.
• Kuzidi Maisha ya Sakafu:Ikiwa vipengele vimefichuliwa kwa zaidi ya saa 168, lazima vipikwe kwa takriban 60°C kwa angalau saa 48 kabla ya kuuza ili kuondoa unyevu uliokamatiwa na kuzuia "popcorning" (kifurushi kuvunjika wakati wa reflow).

8. Miongozo ya Matumizi na Mazingatio ya Muundo

8.1 Muundo wa Mzunguko wa Kiendeshi

Kutokana na sifa ya kielelezo ya I-V, resistor rahisi ya mfululizo ndiyo njia ya kawaida ya kuendesha kwa matumizi ya kiashiria. Thamani ya resistor (R_series) huhesabiwa kama: R_series= (V_supply- V_F) / I_F. Tumia V_Fya juu kutoka kwa waraka wa data (3.2V) ili kuhakikisha sasa haizidi 20mA hata kwa sehemu ya V_Fya chini. Kwa matumizi yanayohitaji mwangaza thabiti au kuendesha LED nyingi kwa mfululizo, kiendeshi cha sasa thabiti kinapendekezwa.

8.2 Usimamizi wa Joto

Ingawa mtawanyiko wa nguvu ni mdogo (96mW juu), kifurushi kidogo kina uwezo mdogo wa kutawanya joto. Hakikisha eneo la kutosha la shaba kwenye PCB iliyounganishwa na pedi za joto (ikiwa zipo) au viungo vya solder ili kutumika kama kizuizi cha joto. Epuka kufanya kazi kwenye sasa ya juu kabisa (30mA DC) katika joto la juu la mazingira bila uchambuzi wa joto.

8.3 Ujumuishaji wa Macho

Pembe mpana ya kutazama ya 110° hufanya LED hii ifae kwa kuangazia maeneo madogo au mabomba ya mwanga. Kwa kuunganisha bora mwanga kwenye kiongozi cha mwanga, zingatia muundo wa utoaji wa LED na pembe ya kukubali ya kiongozi. Lenzi ya manjano hufanya kazi kama kichujaji cha rangi/kitawanyaji kilichojengwa ndani.

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

Q: Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa pato la mantiki ya 5V au 3.3V?

A: Hapana. Lazima utumie resistor ya kuzuia sasa ya mfululizo. Kuunganisha 5V moja kwa moja kungesababisha sasa kubwa ya maafa. Kwa usambazaji wa 5V na lengo la 20mA, kwa kutumia V_Fya juu ya 3.2V, R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (tumia resistor ya kawaida ya 91Ω au 100Ω).

Q: Kwa nini uainishaji wa rangi ni muhimu sana?

A: Macho ya mwanadamu yanahisi sana tofauti ndogo katika hatua nyeupe, hasa wakati LED nyingi zinatazamwa kwa upande. Kutumia LED kutoka kwa makundi tofauti ya rangi kunaweza kusababisha muonekano unaoonekana wa kukatakata au usawa katika safu.

Q: Nini hufanyika ikiwa nimezidi maisha ya sakafu ya saa 168 kabla ya kuuza?

A: Unyevu uliokamatiwa unaweza kugeuka kuwa mvuke wakati wa kupashwa joto kwa kasi wakati wa reflow, na kusababisha uharibifu wa ndani au kuvunjika kwa kifurushi cha plastiki ("popcorning"), na kusababisha kushindwa mara moja au baadaye. Kupikwa ni lazima ili kuondoa unyevu huu.

Q: Je, LED hii inafaa kwa matumizi ya nje au ya magari?

A: Safu ya joto la uendeshaji (-40°C hadi +85°C) inashughulikia mazingira mengi. Hata hivyo, waraka wa data unabainisha kuwa ni kwa "vifaa vya kawaida vya elektroniki." Kwa matumizi yenye mahitaji ya juu ya uaminifu, mkazo mkali wa mazingira (UV, unyevu, mzunguko wa joto), au kazi muhimu za usalama (magari, matibabu, ndege), ushauri na mtengenezaji na upimaji wa ziada wa sifa ni muhimu. LED hii ya kawaida ya kibiashara inaweza isiwe na vyeti vya lazima vya uaminifu kwa matumizi kama hayo.

10. Mfano wa Muundo na Kesi ya Matumizi

Hali: Kiashiria cha Hali kwenye Moduli ya Bluetooth Inayobebeka

Mbunifu anaanzisha moduli ndogo ya sauti ya Bluetooth. Nafasi ya bodi ni ndogo sana. Wanahitaji LED ndogo, yenye nguvu ndogo ili kuonyesha hali ya "umeme umewashwa" na "kuunganisha".

• Uchaguzi wa Kijenzi:LED hii ya 0201 imechaguliwa kwa ukubwa wake mdogo sana (0.6x0.3mm).
• Muundo wa Mzunguko:Moduli inafanya kazi kwenye betri ya Li-ion ya 3.7V. Pini ya GPIO kwenye microcontroller, inayoweza kutoa 20mA, itaendesha LED. Resistor ya mfululizo huhesabiwa: R = (3.7V - 2.9V_typ) / 0.02A = 40Ω. Resistor ya 39Ω imechaguliwa, na kusababisha sasa ya ~20.5mA, ambayo iko ndani ya vipimo.
• Muundo wa PCB:Muundo unaopendekezwa wa ardhi unatumika. Miunganisho midogo ya kutuliza joto hutumiwa kwenye pedi ili kusaidia uuzaji lakini kudumisha muunganisho wa joto kwa ndege ya ardhi kwa ajili ya kutawanya joto.
• Usanikishaji:Usanikishaji kamili wa PCB hutumia mchanga wa solder usio na risasi na hufuata profaili ya reflow ya JEDEC. LED huhifadhiwa kwenye mfuko wao uliofungwa hadi mstari wa uzalishaji uwe tayari, na kuhakikisha maisha ya sakafu hayazidi.
• Matokeo:Kiashiria cha hali cha kuaminika, cha kung'aa kinachotumia eneo ndogo la bodi na nguvu, na kukidhi mahitaji yote ya muundo.

11. Utangulizi wa Kanuni ya Kiufundi

LED ni diode ya semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumika kwenye vituo vyake (anode chanya ikilinganishwa na cathode), elektroni kutoka kwa nyenzo ya semiconductor ya aina-n hujumuishwa tena na mashimo kutoka kwa nyenzo ya aina-p ndani ya eneo lenye shughuli. Ujumuishaji huu hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Wavelength maalum (rangi) ya mwanga imedhamiriwa na pengo la bendi ya nishati ya nyenzo za semiconductor zinazotumiwa.

LED "nyeupe", kama ilivyo kwenye kijenzi hiki, kwa kawaida huundwa kwa kutumia chip ya LED ya bluu au ultraviolet iliyopakwa na safu ya fosforasi. Mwanga mkuu kutoka kwa chip huchochea fosforasi, ambayo kisha hutoa tena mwanga katika wigo mpana, na kuchanganya ili kutoa mwanga mweupe. Lenzi ya manjano hubadilisha zaidi pato hili ili kufikia kuratibu maalum za chromaticity kwenye wigo wa mwanga mweupe.

12. Mienendo na Muktadha wa Sekta

Kifurushi cha 0201 kinawakilisha mwenendo unaoendelea katika elektroniki kuelekea kupunguzwa kwa ukubwa na kuongezeka kwa msongamano wa kazi kwenye PCB. Kadri vifaa vya watumiaji kama vile simu janja, vifaa vya kuvaa, na sensor za IoT vinavyokuwa vidogo, mahitaji ya vipengele vidogo vya kiasi vya passive na active yanaongezeka.

Mienendo muhimu inayoathiri vipengele kama hivi ni pamoja na:

• Ufungaji wa Juu:Kuboresha utendaji wa joto na uaminifu katika ukubwa mdogo zaidi.
• Ufanisi wa Juu:Kutoa pato la mwanga zaidi (lumens) kwa kila kitengo cha nguvu ya umeme ya pembejeo (wati), na hivyo kupunguza matumizi ya nishati na uzalishaji wa joto.
• Uainishaji Mkali Zaidi:Kadri matumizi ya onyesho na taa yanavyohitaji usawa wa juu wa rangi, toleo kwenye makundi ya chromaticity na ukali unaendelea kukazwa.
• Ufaafu wa Otomatiki:Vipengele lazima viundwe kwa mashine za kasi ya juu, za usahihi wa juu za kuchukua-na-kuweka, na ufungaji thabiti wa mkanda-na-reel kuwa sehemu muhimu ya mnyororo wa usambazaji.

Kijenzi hiki kiko ndani ya mfumo huu, na kuwezesha miundo midogo huku ikitoa vigezo muhimu vya utendaji kwa anuwai ya matumizi ya kiashiria na mwanga wa kiwango cha chini.