Karatasi ya Data ya SMD LED LTST-B680VSKT - Manjano ya AlInGaP - 20mA - 120mW - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTST-B680VSKT ni kifaa cha kukanyaga kwenye uso (SMD) kinachotoa mwanga (LED) kilichoundwa kwa ajili ya usanikishaji wa otomatiki wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB). Ni sehemu ya familia ya LED ndogo zinazofaa kwa matumizi yenye nafasi ndogo. Kifaa hiki hutumia nyenzo ya semikondukta ya Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) kutoa mwanga wa manjano, umeingizwa kwenye kifuniko cha lenzi wazi kama maji. Malengo yake makuu ya muundo ni usawa na michakato ya uzalishaji wa wingi na uaminifu katika mazingira mbalimbali ya elektroniki.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Faida kuu za LED hii ni pamoja na kufuata maagizo ya RoHS (Vizuizi vya Vitu hatari), na kufanya iwe rafiki kwa mazingira kwa elektroniki za kisasa. Imeingizwa kwenye mkanda wa mm 8 uliowekwa kwenye reeli yenye kipenyo cha inchi 7, ambayo ni umbizo la kawaida (EIA) linalolingana na vifaa vya otomatiki vya kuchukua-na-kuweka. Hii inarahisisha sana laini za usanikishaji. Sehemu hii pia imeundwa ili kufaa na michakato ya kuuza kwa kuyeyusha tena kwa mionzi ya infrared (IR), ambayo ndiyo njia kuu ya kuunganisha vipengele vya SMD. Sokoni zake kuu lengwa ni vifaa vya mawasiliano, vifaa vya otomatiki ofisini, vifaa vya nyumbani, mifumo ya udhibiti wa viwanda, na matumizi ya alama au maonyesho ya ndani ambapo taa ya kielekezo ya kompakt na ya kuaminika inahitajika.

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa Kina na Lengo

Sehemu hii inatoa uchambuzi wa kina wa mipaka ya uendeshaji na sifa za utendaji wa LED chini ya hali ya kawaida.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya juu kabisa vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Viwango hivi vimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C. Mkondo wa juu kabisa wa DC unaoendelea mbele (IF) ni 50 mA. Kwa uendeshaji wa mipigo, mkondo wa kilele mbele wa 80 mA unaruhusiwa chini ya mzunguko madhubuti wa 1/10 na upana wa pigo wa 0.1ms. Voltage ya juu kabisa ya nyuma (VR) inayoweza kutumiwa ni 5V. Kifaa kinaweza kutawanya hadi 120 mW ya nguvu. Safu ya joto ya uendeshaji na uhifadhi imebainishwa kutoka -40°C hadi +100°C, ikionyesha uimara wa matumizi katika mazingira magumu.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hupimwa chini ya hali ya kawaida ya uendeshaji (Ta=25°C, IF=20mA) na vinawakilisha utendaji unaotarajiwa. Ukali wa mwanga (Iv) una safu ya kawaida kutoka 900 mcd (millicandela) hadi 1800 mcd, ikionyesha pato lenye mwangaza linalofaa kwa madhumuni ya kielekezo. Pembe ya kuona (2θ1/2) ni digrii 120, ikitoa muundo wa boriti mpana sana. Urefu wa wimbi wa kilele cha mionzi (λp) kwa kawaida ni 591 nm, ukiangukia ndani ya eneo la manjano la wigo unaoonekana. Urefu wa wimbi dhabiti (λd), ambao unabainisha rangi inayoonekana, umebainishwa kati ya 584.0 nm na 594.0 nm. Voltage ya mbele (VF) kwa 20mA inatofautiana kutoka kiwango cha chini cha 1.8V hadi kiwango cha juu cha 2.4V, na thamani ya kawaida inamaanishwa ndani ya safu hii. Mkondo wa nyuma (IR) ni mdogo sana, na kiwango cha juu cha 10 μA kwa upendeleo wa nyuma wa 5V.

3. Ufafanuzi wa Mfumo wa Kupanga Bin

Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji wa wingi, LED hupangwa katika makundi ya utendaji. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vipengele vinavyokidhi mahitaji maalum ya kizingiti kwa matumizi yao.

3.1 Cheo cha Voltage ya Mbele (Vf)

LED hupangwa kulingana na kushuka kwa voltage ya mbele kwa 20mA. Makundi hayo ni: D2 (1.80V - 2.00V), D3 (2.00V - 2.20V), na D4 (2.20V - 2.40V). Toleo la ±0.1V linatumika kwa kila kundi. Kuchagua LED kutoka kwa kundi moja la Vf husaidia kudumisha usawa wa mkondo wakati LED nyingi zinakuwa zinatumiwa sambamba kutoka kwa chanzo kimoja cha voltage.

3.2 Cheo cha Ukali wa Mwanga (Iv)

Pato la mwangaza limepangwa katika makundi matatu: V2 (900 - 1120 mcd), W1 (1120 - 1400 mcd), na W2 (1400 - 1800 mcd). Toleo la ±11% linatumika kwa kila kundi la ukali. Uratibu huu ni muhimu sana kwa matumizi yanayohitaji viwango vya mwangaza thabiti katika viashiria vingi.

3.3 Cheo cha Urefu wa Wimbi Dhabiti (Wd)

Rangi (urefu wa wimbi dhabiti) imepangwa katika makundi manne: H (584.0 - 586.5 nm), J (586.5 - 589.0 nm), K (589.0 - 591.5 nm), na L (591.5 - 594.0 nm). Kila kundi lina toleo la ±1 nm. Hii inahakikisha uthabiti wa rangi, ambayo ni muhimu kwa maonyesho ya LED nyingi au viashiria vya hali ambapo kuendana kwa rangi ni muhimu.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Ingawa mikunjo maalum ya michoro inarejelewa kwenye karatasi ya data, athari zake zinaelezewa hapa. Mikunjo ya kawaida ingejumuisha uhusiano kati ya mkondo wa mbele (IF) na voltage ya mbele (VF), ikionyesha sifa ya kielelezo cha I-V ya diode. Mkunjo mwingine muhimu ungepanga ukali wa mwangaza jamaa dhidi ya joto la mazingira, kwa kawaida ukionyesha kupungua kwa pato kadiri joto linavyoongezeka. Mkunjo wa usambazaji wa wigo ungeonyesha upana mdogo wa mionzi ya mwanga unaozingatia karibu 591 nm, ambao ni sifa ya teknolojia ya AlInGaP na husababisha rangi ya manjano iliyojaa.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

LED inakuja kwenye kifurushi cha kawaida cha SMD. Rangi ya lenzi ni wazi kama maji, na rangi ya chanzo cha mwanga ni manjano kutoka kwa chip ya AlInGaP. Vipimo vyote vya kifurushi vinatolewa kwa milimita na toleo la kawaida la ±0.2 mm isipokuwa ikibainishwa vinginevyo. Karatasi ya data inajumuisha michoro ya kina ya vipimo kwa LED yenyewe, mpangilio wa pedi ya PCB iliyopendekezwa kwa kuuza kwa kuyeyusha tena kwa mionzi ya infrared au awamu ya mvuke, na ufungaji (vipimo vya mkanda na reeli).

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Kuyeyusha Tenya ya IR Iliyopendekezwa

Kwa michakato ya kuuza isiyo na risasi, profaili ya kuyeyusha tena inayolingana na J-STD-020B inapendekezwa. Vigezo muhimu vinajumuisha joto la kabla ya kupasha kati ya 150°C na 200°C, wakati wa kabla ya kupasha hadi sekunde 120 kiwango cha juu, na joto la kilele la mwili wa kifurushi lisizidi 260°C kwa sekunde 10 kiwango cha juu. Ni muhimu kukumbuka kuwa profaili bora inategemea muundo maalum wa PCB, mchanga wa kuuza, na tanuri inayotumiwa.

6.2 Hali ya Uhifadhi

Mifuko isiyofunguliwa ya kuzuia unyevu iliyo na dawa ya kukausha inapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤70% Unyevu wa Jamaa (RH), na maisha ya rafu yanayopendekezwa ya mwaka mmoja. Mara tu ufungaji wa asili ukiwa umefunguliwa, LED zinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤60% RH. Inapendekezwa sana kukamilisha mchakato wa kuyeyusha tena wa IR ndani ya saa 168 (siku 7) baada ya kufungua. Kwa uhifadhi zaidi ya kipindi hiki, kukaanga kwa takriban 60°C kwa angalau saa 48 kabla ya kuuza ni muhimu ili kuondoa unyevu uliokwama na kuzuia uharibifu wa \"popcorning\" wakati wa kuyeyusha tena.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha kunahitajika baada ya kuuza, vimumunyisho vya kawaida tu vya kuzingatia pombe kama vile pombe ya ethili au pombe ya isopropili vinapaswa kutumiwa. LED inapaswa kuzamishwa kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja. Wasafishaji wa kemikali ambao hawajabainishwa lazima zizuiliwe kwani wanaweza kuharibu nyenzo za kifurushi.

7. Ufungaji na Taarifa ya Kuagiza

Ufungaji wa kawaida ni mkanda wa mm 8 kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (178mm). Reeli ya kawaida ya inchi 13 ina vipande 8000. Idadi ndogo ya agizo la mabaki ni vipande 500. Ufungaji hufuata vipimo vya ANSI/EIA 481, na kiwango cha juu cha vipengele viwili vinavyokosekana mfululizo (mifuko tupu) inaruhusiwa kwenye mkanda.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Saketi za Matumizi ya Kawaida

LED ni vifaa vinavyotumika na mkondo. Kwa uendeshaji wa kuaminika na mwangaza sawa wakati wa kutumia LED nyingi sambamba, ni muhimu kutumia kipingamkondo cha mtu binafsi katika mfululizo na kila LED. Hii inalipa fidia kwa tofauti ndogo katika voltage ya mbele (Vf) ya kila kifaa, na kuzuia kukamata mkondo ambapo LED moja huvuta mkondo zaidi na kuonekana mwangaza zaidi wakati nyingine zikiwa haziwezi kuonekana vizuri. Saketi rahisi ya kipingamkondo katika mfululizo ndiyo njia iliyopendekezwa na ya kuaminika zaidi ya kuendesha.

8.2 Mambo ya Kuzingatia ya Muundo

Wabunifu lazima wazingatie usimamizi wa joto. Ingawa kifaa kinaweza kufanya kazi hadi 100°C, pato la mwangaza hupungua kadiri joto la kiungo linavyoongezeka. Eneo la kutosha la shaba ya PCB au njia za joto zinaweza kuwa muhimu kwa matumizi ya mkondo mkubwa au joto la juu la mazingira. Pembe mpana ya kuona ya digrii 120 hufanya LED hii ifae kwa matumizi ambapo kiashiria kinahitajika kuonekana kutoka kwa anuwai ya nafasi, lakini si kwa matumizi ya boriti iliyolengwa.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama Gallium Phosphide (GaP), LED za AlInGaP hutoa ufanisi wa juu na pato lenye mwangaza zaidi kwa rangi katika safu ya nyekundu hadi manjano. Lenzi wazi kama maji, tofauti na lenzi iliyotawanyika au iliyotiwa rangi, hutoa pato la juu kabisa la mwanga kutoka kwa chip, na kuongeza ukali wa mwangaza. Mchanganyiko wa kifurushi cha kawaida cha EIA, ufungaji wa mkanda-na-reeli, na usawa wa kuyeyusha tena kwa IR hufanya kifaa hiki kifae sana kwa uzalishaji wa kisasa wa elektroniki wa otomatiki, na kutoa faida katika gharama na kasi ya usanikishaji ikilinganishwa na LED za kupenya kwenye tundu.

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

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

A: Hapana. Lazima kila wakati utumie kipingamkondo katika mfululizo. Thamani ya kipingamkondo inayohitajika inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_supply - Vf_LED) / I_desired. Kwa mfano, kwa usambazaji wa 5V, Vf ya 2.2V, na mkondo unaotaka wa 20mA, R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 Ohms.

Q: Kwa nini kuna mfumo wa kupanga bin kwa Vf, Iv, na Wd?

A: Uzalishaji wa semikondukta una tofauti za asili. Kupanga bin hupanga sehemu katika makundi ya utendaji, na kuwaruhusu wabunifu kuchagua kiwango cha uthabiti kinachohitajika kwa matumizi yao, na kuhakikisha tabia inayotabirika katika bidhaa ya mwisho.

Q: Nini hufanyika ikiwa nitazidi viwango vya juu kabisa?

A: Kuzidi mipaka hii, hata kwa muda mfupi, kunaweza kusababisha uharibifu wa papo hapo au wa siri, kupunguza maisha ya huduma au kusababisha kushindwa kwa ghafla. Daima unda na ukingo wa usalama.

11. Mfano wa Matumizi ya Vitendo

Fikiria kubuni jopo la udhibiti kwa kifaa cha viwanda chenye viashiria vingi vya hali ya manjano. Mbunifu anachagua LED kutoka kwa kundi la ukali la W1 (1120-1400 mcd) na kundi la urefu wa wimbi la K (589.0-591.5 nm) ili kuhakikisha mwangaza na rangi sawa. LED zimewekwa kwenye PCB na mpangilio wa pedi uliopendekezwa. Pini ya GPIO ya microcontroller, iliyosanidiwa kama pato la tundu wazi, huendesha kila LED kupitia kipingamkondo cha 150-ohm katika mfululizo kilichounganishwa na reli ya 3.3V. Usanidi huu hutoa takriban 18mA ya mkondo ((3.3V - 2.2V)/150Ω ≈ 7.3mA, hesabu tena inahitajika kwa Vf halisi), na kuhakikisha uendeshaji wa kuaminika ndani ya vipimo. Jopo linasanikishwa kwa kutumia mchakato wa kuyeyusha tena wa IR na profaili inayozingatia miongozo ya karatasi ya data.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

LED ni diode ya kiungo cha p-n ya semikondukta. Wakati voltage ya mbele inayozidi kizingiti cha diode inatumika, elektroni kutoka eneo la aina-n hujumuika tena na mashimo kutoka eneo la aina-p ndani ya safu ya kazi (katika kesi hii, iliyotengenezwa kwa AlInGaP). Mchakato huu wa kujumuika tena hutoa nishati kwa namna ya fotoni (mwanga). Urefu maalum wa wimbi (rangi) wa mwanga unaotolewa umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo ya semikondukta. AlInGaP ina pengo la bendi linalolingana na mwanga katika maeneo ya wigo ya nyekundu, machungwa, kahawia na manjano.

13. Mienendo ya Teknolojia

Mwelekeo wa jumla katika teknolojia ya SMD LED unaelekea kwenye ufanisi wa juu zaidi wa mwangaza (pato zaidi la mwanga kwa watt ya pembejeo ya umeme), uboreshaji wa uonyeshaji wa rangi na kujaa, na ongezeko la msongamano wa nguvu katika vifurushi vidogo. Pia kuna msukumo endelevu wa uaminifu wa juu zaidi na maisha marefu zaidi ya uendeshaji. Zaidi ya hayo, ushirikiano na elektroniki za udhibiti, kama vile virekebishaji vya mkondo vilivyojengwa ndani au viendeshi vya udhibiti wa upana wa pigo (PWM), vinakuwa vya kawaida zaidi katika vifurushi vya hali ya juu vya LED, ingawa kifaa kilichoelezwa hapa ni kipengele cha msingi, tofauti.