SMD RGB LED LTST-G353CEGB7W Datasheet - 5.0x5.0x1.6mm - 5V - 94mW - White Diffused Lens - English Technical Document

1. Product Overview

The LTST-G353CEGB7W is a surface-mount device (SMD) LED designed for automated printed circuit board (PCB) assembly and applications where space is a critical constraint. This component integrates red, green, and blue (RGB) semiconductor chips along with a dedicated control circuit within a single package, forming a complete, individually addressable pixel. It is engineered for a broad spectrum of electronic equipment, including but not limited to communication devices, portable computers, network infrastructure, consumer appliances, and indoor signage or decorative lighting systems.

1.1 Sifa na Faida Kuu

Kifaa hiki kinajitofautisha kupitia sifa kadhaa muhimu za kiteknolojia na ufungashaji zinazoboresha utumizi na utendaji wake katika uzalishaji wa kisasa wa vifaa vya elektroniki.

• Udhibiti Uliojumuishwa: Faida kubwa ni ujumuishaji wa chips za LED za RGB na kichocheo cha IC cha kidereva cha biti 14. Hii inaondoa hitaji la vipengele vya nje vya kidereva kwa udhibiti wa msingi, ikirahisisha muundo wa sakiti na kupunguza jumla ya orodha ya vifaa (BOM).
• Udhibiti wa Rangi wenye Azimio la Juu: Kila rangi ya msingi (Nyekundu, Kijani kibichi, Bluu) inaweza kudhibitiwa katika viwango 1024 tofauti vya mwangaza (PWM ya biti 10). Hii inaruhusu uzalishaji wa mchanganyiko zaidi ya bilioni 1.07 (2^30) wa rangi, na kuwezesha mabadiliko laini ya rangi na mchanganyiko sahihi wa rangi.
• Advanced Driver IC: Kichocheo kilichopachikwa hutumia udhibiti wa Pulse Width Modulation (PWM) wa mkondo wa mara kwa mara. Udhibiti wa biti 14 umegawanywa, na biti 10 zimetengwa kwa mzunguko wa wajibu wa PWM kwa mwangaza na biti 4 kwa urekebishaji mzuri wa kiwango cha mkondo, na kutoa udhibiti wa kina juu ya pato la mwanga na ufanisi.
• Simplified Data Interface: Mawasiliano na LED na uunganishaji mnyororo wa vitengo vingi vinapatikana kupitia itifaki ya serial ya waya moja (inayolingana na SPI). Hii hupunguza idadi ya mistari ya udhibiti inayohitajika kutoka kwa microcontroller mwenyeji.
• Data Integrity Feature: Kifaa kinasaidia usambazaji endelevu wa sehemu ya kuvunja (utendaji wa Bypass). Ikiwa LED moja katika mnyororo itashindwa, ishara ya data inaweza kuipita, kuhakikisha LED zilizobaki katika mlolongo zinaendelea kufanya kazi kwa usahihi, na kuimarisha uaminifu wa mfumo.
• Uandali wa Uzalishaji: Sehemu hiyo inasambazwa kwenye mkanda wa milimita 12 uliowekwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7, zinazolingana na vifaa vya kawaida vya kuchukua-na-kuweka otomatiki. Pia inastahili kwa michakato ya kuuza kwa kuyeyusha kwa mionzi ya infrared (IR) isiyo na risasi, ikijumuisha utayarishaji wa awali kwa Kiwango cha Unyevu 4 cha JEDEC.
• Uzingatiaji wa Mazingira: Bidhaa hii inafuata kanuni zinazohusiana na mazingira.

1.2 Matumizi Lengwa na Soko

Mchanganyiko wa umbo dogo, ujasusi uliojumuishwa, na uwezo wa rangi kamili hufanya LED hii ifae kwa matumizi mbalimbali:

• Taa za Hali na Kiashiria: Kutoa maoni ya hali ya rangi nyingi katika vifaa vya mawasiliano, vifaa vya otomatiki ya ofisi, vifaa vya nyumbani, na paneli za udhibiti wa viwanda.
• Paneli ya Mbele na Taa ya Nyuma: Kuwasha vifungo, alama, au maonyesho kwa rangi zinazobadilika na zinazoweza kubinafsishwa.
• Taa za Mapambo na Usanifu: Inatumiwa katika vipande vya LED, moduli, taa laini, na taa kwa ajili ya taa ya mazingira au ya kuangazia.
• Vipengee vya Maonyesho ya Ndani: Vipengee vya msingi kwa moduli za rangi kamili au maonyesho ya video yasiyo ya kawaida ambapo udhibiti wa pikseli binafsi unahitajika.

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa Kina na Lengo

Sehemu hii inatoa uchambuzi wa kina wa vigezo muhimu vya utendaji vilivyobainishwa kwenye karatasi ya data.

2.1 Optical Characteristics

Utendaji wa macho hupimwa chini ya hali za kawaida (Ta=25°C, VDD=5V). Kifaa hutumia lenzi nyeupe iliyotawanyika kuchanganya mwanga kutoka kwa vipande vya rangi binafsi, na kutoa muonekano sare.

• Ukali wa Mwanga (I_V): Ukali wa kawaida wa mwanga wa mhimili hutofautiana kulingana na chipi ya rangi. Chipi ya Kijani ndiyo yenye mwangaza zaidi (330-700 mcd), ikifuatiwa na Nyekundu (130-300 mcd), na kisha Bluu (50-180 mcd). Thamani hizi zinawakilisha pato la mwanga lililopimwa kupitia kichujio kinachofananisha mwitikio wa macho ya binadamu.
• Pembe ya Kutazama (2θ_1/2): Kifaa kina pembe ya kuona pana ya digrii 120. Hii inafafanuliwa kama pembe kamili ambayo ukubwa wa mwangaza hupungua hadi nusu ya thamani yake kwenye mhimili, ikionyesha uonekanaji mzuri nje ya mhimili.
• Urefu wa Wimbi Kubwa (λ_d): Kigezo hiki kinafafanua rangi inayoonekana ya kila chip. Masafa maalum ni: Nyekundu: 618-630 nm, Kijani: 520-535 nm, Bluu: 463-475 nm. Uvumilivu wa urefu wa wimbi wa kilele cha utoaji ni ±1 nm, kuhakikisha utoaji wa rangi thabiti kutoka kifaa hadi kifaa.

2.2 Electrical and Absolute Maximum Ratings

Kufuata viwango hivi ni muhimu kwa uendeshaji thabiti na kuzuia uharibifu wa kudumu.

• Absolute Maximum Ratings:
  • Mtawanyiko wa Nguvu (P_D): 94 mW. Kuzidi hii kunaweza kusababisha joto kupita kiasi.
  • Voltage ya Usambazaji (V_DD): +4.2V hadi +5.5V. IC ya ndani imeundwa kwa usambazaji wa kawaida wa 5V.
  • Jumla ya Sasa ya Mbele (I_F): 17 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha jumla cha sasa kwa chips zote tatu pamoja.
  • Joto la Uendeshaji: 0°C hadi +85°C.
  • Joto la Uhifadhi: -40°C hadi +100°C.
• Sifa za Umeme (Kawaida @ V_DD=5V):
  • IC Output Current per Color: Typically 5 mA per individual R, G, or B channel. This constant current drive ensures stable color output regardless of minor voltage fluctuations.
  • Logic Input Levels: High-level input voltage (V_IH) is 0.7*V_DD (typically 3.3V at 5V supply). Low-level input voltage (V_IL) is 0.3*V_DD. This makes it compatible with both 5V and 3.3V microcontroller logic.
  • IC Quiescent Current: Approximately 0.2 mA when all LED outputs are off, indicating low power consumption in standby.

2.3 Thermal Considerations

Ingawa haijaelezea kwa undani upinzani wa joto, karatasi ya data hutoa miongozo muhimu ya usimamizi wa joto kupitia muundo wa kuuza na hali ya uhifadhi. Uvujaji wa juu wa nguvu wa 94 mW na anuwai ya halijoto ya uendeshaji hufafanua dirisha la uendeshaji la joto. Mpangilio sahihi wa PCB wenye utulivu wa kutosha wa joto ni muhimu ili kudumisha halijoto ya makutano ndani ya mipaka salama wakati wa uendeshaji endelevu, haswa kwenye mwangaza wa juu na sasa.

3. Binning System Explanation

The datasheet includes a CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) chromaticity binning table to ensure color consistency.

• Color Binning: The LEDs are sorted into bins (A, B, C, D) based on their measured chromaticity coordinates (x, y) on the CIE 1931 color space diagram. Each bin is defined by a quadrilateral on the chart. The tolerance for placement within a bin is ±0.01 in both x and y coordinates. This binning process groups LEDs with nearly identical perceived color, which is vital for applications where multiple LEDs are used side-by-side to avoid visible color mismatches.
• Tafsiri: Bins A na B zinashughulikia eneo maalum la nafasi ya rangi kwa mwanga mweupe uliochanganywa (kupitia lenzi iliyotawanyika), huku bins C na D zikishughulikia eneo lililo karibu. Wabunifu wanaweza kubainisha msimbo wa bin ili kuhakikisha mechi ya rangi iliyo madhubuti zaidi kwa uzalishaji wao.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

The datasheet references typical performance curves which graphically represent key relationships. While the specific graphs are not reproduced in the provided text, their standard content is analyzed below.

• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current (I-V Curve): This curve would show how light output increases with the forward current supplied to each LED chip. Due to the integrated constant current driver, this relationship is primarily managed internally, but the curve would illustrate the efficiency of the chip/driver combination.
• Uwiano wa Nguvu ya Mwanga Dhidi ya Joto la Mazingira: Hii ni mkunjo muhimu unaonyesha kupunguzwa kwa pato la mwanga kadiri joto la mazingira (au makutano) linavyoongezeka. Ufanisi wa LED hupungua kwa joto, kwa hivyo grafu hii inasaidia wabunifu kuelewa utendaji wa joto na upotezaji unaowezekana wa mwanga katika mazingira ya joto.
• Usambazaji wa Nguvu ya Wigo: Grafu hii ingeonyesha ukali wa mwanga unaotolewa kwenye wigo wa urefu wa mawimbi kwa kila chipi ya rangi, ikionyesha vilele vyembamba vya utoaji sifa za LED na urefu mahususi wa mawimbi unaotawala.

5. Habari za Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo na Usanidi wa Ufungaji

Kifaa kinakubaliana na kipimo cha kiwango cha tasnia cha SMD. Vipimo muhimu ni takriban 5.0mm kwa urefu, 5.0mm kwa upana, na 1.6mm kwa urefu (tolerance ±0.2mm). Mchoro wa kina wa vipimo umetolewa katika datasheet asili kwa muundo sahihi wa muundo wa PCB land pattern.

5.2 Pin Configuration and Function

Kifaa cha pini 6 kina mpangilio wa pini ufuatao:

1. VCC: Power supply input for the internal IC. Can be connected to VDD.
2. VDD: Main DC power input (4.2-5.5V).
3. DOUT: Control data signal output for daisy-chaining to the next LED's DIN.
4. DIN: Mawasiliano ya ishara ya udhibiti inayoingia kutoka kwa microcontroller au LED iliyotangulia.
5. VSS: Kiunganishi cha ardhi.
6. FDIN: Auxiliary data signal input (functionality may be specific to certain control modes).

5.3 Recommended PCB Attachment Pad

Upeo wa kupanga pedi ya kuuza umependekezwa ili kuhakikisha kuuza kwa uhakika na utulivu wa kiufundi. Upeo huu kwa kawaida unajumuisha viunganisho vya kupunguza joto kudhibiti joto wakati wa kuuza na uendeshaji, na pedi zenye ukubwa sahihi kwa miongo ya gull-wing au miongo kama hiyo.

6. Miongozo ya Kuuza, Usanikishaji, na Ushughulikiaji

6.1 Profaili ya Kuuza kwa IR Reflow

Inatoa ya kina ya kuyeyusha tena isiyo na risasi imetolewa, ikilingana na J-STD-020B. Inatoa maelezo muhimu:

• Upashio wa awali: Mwinuko wa taratibu kuamilisha flux na kupunguza mshtuko wa joto.
• Soak Zone: A temperature plateau to ensure uniform heating of the component and board.
• Reflow Zone: Joto la kilele kwa kawaida kati ya 240°C na 260°C, na wakati juu ya kiowevu (TAL) udhibitiwe kwa uangalifu ili kuunda viunganishi vya kuuza vilivyoaminika bila kuharisha kifurushi cha LED au vipengele vya ndani.
• Kiwango cha Kupoa: Kupoa kwa udhibiti ili kugandisha kuuza na kupunguza mkazo.

6.2 Uhifadhi na Ustahiki wa Unyevu

Kifaa hiki kina uvutaji wa unyevu. Kikiwa kimefungwa kwenye mfuko wake asilia wa kuzuia unyevu ulio na dawa ya kukausha, kina uhai wa rafu wa mwaka mmoja ukihifadhiwa kwa ≤30°C na ≤70% RH. Mara tu kifunguo kimefunguliwa, vipengele vinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤60% RH. Kwa uhifadhi wa muda mrefu nje ya mfuko asilia, tumia chombo kilichofungwa kilicho na dawa ya kukausha. Vipengee vilivyowasilishwa kwa hewa ya kawaida kwa zaidi ya masaa 96 vinahitaji utaratibu wa kukausha (takriban 60°C kwa masaa 48) kabla ya kuyeyusha tena ili kuzuia "popcorning" au kutenganishwa wakati wa kuuza.

6.3 Kusafisha

Ikiwa usafishaji baada ya kuuza umetakiwa, tumia tu vimumunyisho vilivyobainishwa. Kuzamishwa kwenye pombe ya ethili au pombe ya isopropili kwenye halijoto ya kawaida kwa chini ya dakika moja kunapendekezwa. Kemikali kali au zisizobainishwa zinaweza kuharibu lenzi ya plastiki na kifurushi.

7. Habari ya Ufungaji na Kuagiza

• Ufungaji wa Kawaida: Vipengele vinatolewa kwenye mkanda wa kubeba uliochapishwa wenye upana wa mm 12, umewindwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (mm 178).
• Idadi kwa Reeli: Vipande 1500 kwa reeli kamili.
• Minimum Order Quantity (MOQ): Kwa idadi ndogo, angalau vipande 500 vinapatikana.
• Viwango vya Ufungaji: Inafuata vipimo vya ANSI/EIA-481. Mifuko tupu kwenye mkanda imefunikwa na mkanda wa ulinzi wa juu.

8. Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu wa Matumizi

8.1 Saketi za Kawaida za Matumizi

Utumizi mkuu unahusisha kuunganisha taa nyingi za LED kwa mnyororo. Mstari mmoja wa data kutoka kwa kidhibiti unounganishwa na DIN ya LED ya kwanza. DOUT yake inaunganishwa na DIN ya inayofuata, na kadhalika. Usambazaji wa umeme wa 5V (na kondakta za kufuta kelele za ndani zinazofaa, k.m., 100nF) lazima utolewe kwa taa zote za LED, kuhakikisha voltage inabaki ndani ya safu ya 4.2-5.5V, hasa mwishoni mwa minyororo mirefu ambapo kushuka kwa IR kunaweza kutokea. Upinzani wa mfululizo kwenye mstari wa data unaweza kuhitajika kwa kuendana kwa impedance katika minyororo mirefu au mazingira yenye kelele.

8.2 Itifaki ya Usambazaji wa Data

Mawasiliano hutumia itifaki ya kasi ya juu, ya waya mmoja, yenye msingi wa kuanzisha upya. Kila biti husambazwa kama msukumo wa juu ndani ya kipindi cha 1.2µs (±160ns).

• Logic '0': T_0H (high time) = 300ns ±80ns, T_0L (wakati wa chini) = 900ns.
• Logic '1': T_1H = 900ns ±80ns, T_1L = 300ns.
• Data Frame: 42 bits per LED (presumably 14 bits for each R, G, and B channel).
• Reset: A low signal on the data line for longer than 50µs (RES) latches the received data into the output registers and prepares the IC to receive a new frame for the first LED in the chain.

8.3 Thermal and Power Management

Wabunifu lazima wahesabu jumla ya upotevu wa nguvu. Kwa kiwango cha kawaida cha 5mA kwa kila rangi na usambazaji wa 5V, LED moja yenye rangi zote tatu kwenye nyeupe kamili inaweza kupoteza hadi 75mW (5V * 15mA), ambayo ni chini ya kiwango cha juu cha 94mW. Hata hivyo, katika safu zilizojazwa sana, jumla ya joto inaweza kuwa kubwa. Eneo la kutosha la shaba la PCB kwa ajili ya kupoeza joto, uwezekano wa mtiririko wa hewa, na kupunguza mwangaza kwa halijoto ya juu ya mazingira ni mambo muhimu ya kuzingatia kwa uthabiti wa muda mrefu.

9. Ulinganishi wa Kiufundi na Tofautisho

Ikilinganisha na taa za LED za RGB tofauti zinazohitaji madereva ya sasa ya mara kwa mara ya nje na saketi za kuzidisha, kifaa hiki kinatoa ushirikiano mkubwa, kupunguza utata wa muundo, idadi ya vipengele, na nafasi ya bodi. Ikilinganishwa na taa nyingine za LED zinazoweza kushughulikiwa (k.m., zile zinazotumia itifaki tofauti kama APA102 au WS2812 ya zamani), udhibiti wa biti 14 wa LTST-G353CEGB7W (PWM ya biti 10 + sasa ya biti 4) hutoa azimio la rangi laini zaidi na udhibiti wa kiwango cha kijivu kuliko mbadala za kawaida za biti 8 (viwango 256). Kazi iliyojumuishwa ya kupita kwa uvumilivu wa hitilafu pia ni kipengele cha kuegemea kinachojitokeza ambacho hakipatikani katika taa zote za LED zinazoweza kushughulikiwa.

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

Q1: Kuna tofauti gani kati ya pini za VCC na VDD?
A1: Zote mbili ni pembejeo za nguvu kwa IC ya ndani. Zinaweza kuunganishwa pamoja. Karatasi ya data inapendekeza kuwa zinafanana ndani, ikitoa urahisi wa kubuni, labda kwa ajili ya kutenganisha kelele katika matumizi nyeti.

Q2: Naweza kuendesha LED hii kwa kutumia microcontroller ya 3.3V?
A2: Ndio, kwa pembejeo ya data (DIN). V_IH Kiwango cha chini ni 0.7*V_DD. Kwa V_DD=5V, V_IH Kima cha chini ni 3.5V. Pato la 3.3V linaweza kuwa kwenye ukingo wa chini. Linaweza kufanya kazi, lakini kwa uhakika, kiwango cha kugeuza hadi 5V kwa mstari wa data kupendekezwa. Usambazaji wa nguvu V_DD lazima bado iwe 4.2-5.5V.

Q3: Je, ninaweza kuunganisha taa ngapi za LED mfululizo?
A3: Kikomo kimeamuliwa hasa na kiwango cha kusasisha data na usambazaji wa umeme. Kila LED inahitaji bits 42 za data. Kwa mnyororo mrefu, wakati wa kutuma data kwa LEDs zote kabla ya kiwango kinachohitajika cha kusasisha (mfano, 60Hz) kinaweza kuweka kikomo kwa idadi. Kwa umeme, DOUT inaweza kuendesha DIN ya LED inayofuata moja kwa moja. Nguvu lazima usambazwe kwa nguvu ili kuepuka kupungua kwa voltage kwenye mnyororo.

Q4: Je, kusudi la pini ya FDIN ni nini?
A4: Karatasi ya data inaiorodhesha kama ingizo la data ya ziada. Kazi yake halisi inaweza kuwa kwa ajili ya hali za juu za udhibiti, majaribio ya kiwanda, au utangamano na vipengele maalum vya kudhibiti. Kwa mnyororo wa kiwango cha waya mmoja, kwa kawaida huachwa bila kuunganishwa au kuunganishwa na VDD au VSS kama ilivyobainishwa katika maelezo ya matumizi.

11. Mifano ya Ubunifu na Matumizi ya Vitendo

Mfano 1: Paneli ya Kiashiria cha Hali: Kundi la LED 10 linaweza kutumiwa kwenye ruta ya mtandao. Kila moja inaweza kupewa rangi ya kipekee ili kuonyesha hali ya kiungo, shughuli ya trafiki, au arifa za mfumo. Udhibiti wa mstari mmoja wa data unarahisisha ufungaji wa waya ikilinganishwa na kuzidisha LED 30 tofauti (10 RGB).

Mfano 2: Kielelezo cha Ukanda wa LED wa Mapambo: Kwa mradi wa taa maalum, LED 50 zinaweza kuunganishwa kwenye ukanda wa PCB unaobadilika. Kifaa kidogo cha udhibiti (k.m., ESP32) kinaweza kutoa mtiririko wa data, kuruhusu uhuishaji, kuosha rangi, na uwasilishaji wa muziki. Pembe ya kutazama pana inahakikisha mwanga sawasawa.

Mfano 3: Taa ya Nyuma ya Kikundi cha Vyombo: Katika kifaa cha viwanda chenye kiasi kidogo, LED hizi zinaweza kutoa taa ya nyuma ya kurekebishwa kwa vipimo au vifungo, kuruhusu mtumiaji wa mwisho kuchagua mandhari ya rangi. Uendeshaji wa mkondo wa mara kwa mara unahakikisha mwangaza thabiti bila kujali rangi iliyochaguliwa.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

The device operates on a straightforward principle. An external microcontroller sends a serial data stream containing brightness information for the red, green, and blue channels. The integrated driver IC receives this data, stores it in internal registers, and then uses constant current sources to drive each LED chip. The brightness of each chip is controlled by rapidly switching its current on and off (PWM) at a frequency high enough to be imperceptible to the human eye (>200Hz). The duty cycle of this PWM (the proportion of 'on' time) determines the perceived brightness. The 4-bit current adjustment allows scaling the maximum current for each color, enabling white point calibration. The light from the three monochromatic chips mixes within the white diffused lens, producing the final composite color.

13. Mielekeo ya Teknolojia na Muktadha

LTST-G353CEGB7W inawakilisha hatua ya ukuzi katika maendeleo ya SMD LEDs, hasa katika kundi la LEDs "zenye akili" au "zinazoweza kuanzishwa". Mwelekeo katika uwanja huu unaelekea kwenye ushirikiano wa juu zaidi, azimio bora la udhibiti (kutoka 8-bit hadi 16-bit au zaidi kwa kila kituo), ufanisi bora wa nguvu (voltage ya mbele ya chini, ufanisi mkubwa wa mwanga), na itifaki bora za mawasiliano ambazo ni za haraka na thabiti dhidi ya kelele. Pia kuna juhudi kuelekea upunguzaji wa ukubwa huku ukidumisha au kuongeza pato la mwanga, na maendeleo ya LEDs zenye anuwai ya rangi pana zaidi kwa maonyesho yenye uhai zaidi. Kifaa hiki, chenye kiendesha chake cha 14-bit kilichoshirikishwa na kiolesura cha waya-moja kinachotegemewa, kinaendana na msukumo wa tasnia kwa ajili ya suluhisho rahisi, zenye utendakazi wa juu, na zinazotegemewa zaidi za taa kwa vifaa vya akili na vilivyounganishwa.