Karatasi ya Data ya Taa Nyekundu ya LED yenye Kipenyo cha 3.1mm - Voltage ya Mbele ya 2.4V - Nguvu ya Kutawanyika ya 75mW - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inatoa maelezo kamili ya kiufundi ya taa ya LED yenye lensi iliyotawanyika, inayopachikwa kwenye shimo la kupitia. Kifaa hiki kimeundwa kwa matumizi ya jumla ya kiashiria na mwanga ambapo utendakazi thabiti na urahisi wa kukusanywa vinahitajika. Nyenzo kuu ya sehemu ni AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide), inayojulikana kwa ufanisi wake wa juu na uthabiti katika kutoa mwanga mwekundu. Bidhaa hii inatii maagizo ya RoHS, ikionyesha kuwa haina vitu hatari kama risasi (Pb).

Faida kuu za LED hii ni pamoja na pato lake la juu la nguvu ya mwanga, ambalo linahakikisha kuonekana vizuri hata katika mazingira yenye mwanga wa wastani. Ina sifa ya matumizi ya nguvu ya chini, na kufanya iweze kutumika kwenye vifaa vinavyotumia betri au matumizi ambapo ufanisi wa nishati ni kipaumbele. Kifaa hiki kinaendana na saketi zilizounganishwa kwa sababu ya mahitaji yake ya chini ya sasa, na kuruhusu kuendeshwa moja kwa moja kutoka kwa pini za GPIO za microcontroller au matokeo ya mantiki na vipinga vya kudhibiti sasa vinavyofaa. Kifurushi chenye kipenyo cha 3.1mm kinatoa umbo la kifurushi linaloweza kutumika kwa njia nyingi kwa kupachikwa kwenye bodi za saketi zilizochapishwa (PCBs) au paneli.

2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya juu kabisa vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Viwango hivi vimebainishwa kwa joto la mazingira (T_A) la 25°C. Nguvu ya juu ya kutawanyika kwa mfululizo ni 75 mW. Sasa ya juu ya mbele, inayoruhusiwa chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa mipigo 0.1ms), ni 90 mA. Sasa ya juu inayopendekezwa ya DC ya mbele ya mfululizo ni 30 mA. Kipengele cha kupunguza thamani cha 0.4 mA/°C kinatumika kwa mstari kutoka 50°C na kuendelea, ikimaanisha kuwa sasa salama ya uendeshaji hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Kifaa kinaweza kufanya kazi ndani ya safu ya joto la mazingira ya -40°C hadi +100°C na kuhifadhiwa katika halijoto kutoka -55°C hadi +100°C. Kwa kulehemu, waya zinaweza kustahimili 260°C kwa upeo wa sekunde 5 wakati unapopimwa 2.0 mm kutoka kwa mwili wa LED.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Sifa za kawaida za uendeshaji hupimwa kwa T_A=25°C na sasa ya mbele (I_F) ya 20 mA, ambayo ndiyo hali ya kawaida ya majaribio.

• Nguvu ya Mwanga (I_V):Inaanzia kiwango cha chini cha 85 mcd hadi kiwango cha juu cha 310 mcd, na thamani ya kawaida ya 240 mcd. Upimaji huu hutumia sensor na kichujio kinachokaribia mkunjo wa jibu la jicho la CIE photopic.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 60. Hii ndiyo pembe kamili ambayo nguvu ya mwanga hushuka hadi nusu ya thamani yake ya axial (kwenye mhimili), sifa ya lensi iliyotawanyika ambayo hutawanya mwanga.
• Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λ_P):632 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo usambazaji wa nguvu wa wigo ni wa juu zaidi.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):Inaanzia 617 nm hadi 629 nm, na thamani ya kawaida ya 621 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaoonwa na jicho la binadamu ambao hufafanua rangi (nyekundu) ya LED, inayotokana na chati ya rangi ya CIE.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):20 nm. Hii inaonyesha usafi wa wigo; thamani ndogo ingeonyesha chanzo cha mwanga chenye rangi moja zaidi.
• Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 2.4 V, na upeo wa 2.4 V kwa I_F=20mA. Kiwango cha chini ni 2.0 V.
• Sasa ya Nyuma (I_R):Upeo wa 100 μA wakati voltage ya nyuma (V_R) ya 5V inatumika. Ni muhimu kukumbuka kuwa kifaa hakijatengenezwa kwa uendeshaji wa nyuma; hali hii ya majaribio ni kwa ajili ya tabia tu.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa kwenye Makundi

Bidhaa hii imepangwa katika makundi kulingana na vigezo muhimu vya utendakazi ili kuhakikisha uthabiti ndani ya kundi la uzalishaji au kwa mahitaji maalum ya matumizi.

3.1 Kugawa kwenye Makundi kwa Nguvu ya Mwanga

LED zimeainishwa katika makundi matatu ya nguvu, zikipimwa kwa millicandelas (mcd) kwa 20mA:

• Kundi EF:Chini 85 mcd, Juu 140 mcd.
• Kundi GH:Chini 140 mcd, Juu 240 mcd.
• Kundi J:Chini 240 mcd, Juu 310 mcd.

Toleo la kila kikomo cha kundi ni ±15%.

3.2 Kugawa kwenye Makundi kwa Urefu wa Wimbi Kuu

LED pia hugawanywa kwenye makundi kulingana na urefu wao wa wimbi kuu ili kudhibiti uthabiti wa rangi:

• Kundi H28:617.0 nm hadi 621.0 nm.
• Kundi H29:621.0 nm hadi 625.0 nm.
• Kundi H30:625.0 nm hadi 629.0 nm.

Toleo la kila kikomo cha kundi ni ±1 nm. Misimbo maalum ya makundi ya nguvu na urefu wa wimbi kwa kawaida huwekwa alama kwenye ufungaji au inapatikana kutoka kwa msambazaji ili kuruhusu uteuzi sahihi kwa matumizi yanayohitaji rangi au mwangaza maalum.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendakazi

Ingawa PDF inarejelea mikunjo ya kawaida ya tabia, maandishi yaliyotolewa hayajumuishi grafu halisi. Kulingana na tabia ya kawaida ya LED na vigezo vilivyotolewa, mtu anaweza kudhani asili ya mikunjo hii. Mkunjo waI-V (Sasa-Voltage)ungeonyesha uhusiano wa kielelezo, na voltage ya mbele kuwa takriban 2.0-2.4V kwa sasa ya majaribio ya 20mA. Mkunjo waNguvu ya Mwanga dhidi ya Sasa ya Mbele (I_V-I_F)kwa ujumla ni sawa katika safu ya kawaida ya uendeshaji, ikionyesha kuwa pato la mwanga ni sawia moja kwa moja na sasa. Mkunjo waNguvu ya Mwanga dhidi ya Joto la Mazingiraungeonyesha mgawo hasi, ikimaanisha pato la mwanga hupungua kadiri joto la kiungo linavyoongezeka. Mkunjo waUsambazaji wa Wigoungekuwa mkunjo wa umbo la kengele uliozingatia karibu na urefu wa wimbi la kilele cha 632 nm na nusu-upana wa 20 nm, ukifafanua pato la rangi nyekundu.

5. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki kimewekwa kwenye kifurushi cha duara chenye kipenyo cha 3.1mm chenye lensi iliyotawanyika. Vidokezo muhimu vya vipimo ni pamoja na: vipimo vyote viko kwenye milimita (inchi); toleo la kawaida ni ±0.25mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo; mwinuko wa juu wa gundi chini ya flange ni 1.0mm; na nafasi ya waya hupimwa ambapo waya zinatoka kwenye mwili wa kifurushi. Mchoro wa kina wenye vipimo kwa kawaida ungeonyesha kipenyo cha mwili, umbo la lensi, urefu wa waya, na kipenyo cha waya.

5.2 Utambulisho wa Ubaguzi wa Miguu

Kwa LED za shimo la kupitia, ubaguzi wa miguu kwa kawaida huonyeshwa kwa urefu wa waya (waya ndefu ni anode, chanya) au kwa doa laini kwenye ukingo wa lensi au flange ya plastiki. Cathode (hasi) kwa kawaida inahusishwa na waya fupi au upande wenye doa laini.

5.3 Maelezo ya Ufungaji

LED zimefungwa kwenye mifuko ya kuzuia umeme. Viwango vya ufungaji ni vipande 1000, 500, 200, au 100 kwa kila mfuko. Mifuko kumi kati ya hii huwekwa kwenye karatasi ya ndani, jumla ya vipande 10,000. Hatimaye, karatasi nane za ndani hupakwa kwenye karatasi ya nje ya usafirishaji, na kusababisha jumla ya vipande 80,000 kwa kila karatasi ya nje. Inabainika kuwa katika kila kundi la usafirishaji, pakiti ya mwisho tu ndiyo inaweza kuwa si pakiti kamili.

6. Mwongozo wa Kulehemu na Kukusanyika

6.1 Hali ya Kuhifadhi

LED zinapaswa kuhifadhiwa katika mazingira yasiyozidi 30°C na unyevu wa jamaa wa 70%. Ikiwa zimeondolewa kwenye ufungaji wao asili wa kizuia unyevu, inapendekezwa kuzitumia ndani ya miezi mitatu. Kwa kuhifadhi kwa muda mrefu nje ya mfuko asilia, zinapaswa kuhifadhiwa kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au kwenye kikaushi cha mazingira ya nitrojeni ili kuzuia kunyonya unyevu.

6.2 Kuunda Waya

Ikiwa waya zinahitaji kupindika, hii lazima ifanyike kwa joto la kawaida la chumba nakablaya kulehemu. Upindaji unapaswa kufanywa kwenye hatua angalau 3mm mbali na msingi wa lensi ya LED. Msingi wa fremu ya waya haupaswi kutumika kama fulcrum wakati wa kupinda ili kuepuka mkazo kwenye muhuri wa epoxy. Wakati wa kukusanyika kwa PCB, nguvu ndogo ya kufunga inapaswa kutumika.

6.3 Mchakato wa Kulehemu

Kwa aina hii ya taa ya shimo la kupitia, kulehemu kwa wimbi au kulehemu kwa mkono na chuma ni michakato inayofaa.Kurejesha tena kwa Infrared (IR) haipendekezwi.Umbali wa chini wa 3mm lazima udumishwe kutoka msingi wa lensi hadi mahali pa kulehemu ili kuzuia epoxy kutoka kupanda juu kwenye waya na kuepuka uharibifu wa joto. Lensi ya LED haipaswi kuzamishwa kwenye solder.

Hali Zilizopendekezwa za Kulehemu:

• Chuma cha Kulehemu:Joto la juu 350°C, wakati wa juu wa kulehemu sekunde 3 kwa kila waya (mara moja tu).
• Kulehemu kwa Wimbi:Joto la juu la joto la awali 100°C kwa hadi sekunde 60. Joto la juu la wimbi la solder 260°C, na wakati wa juu wa mguso wa sekunde 5.

Joto la kupita kiasi au muda unaweza kusababisha mabadiliko ya umbo la lensi au kushindwa kwa ghafla.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Matumizi Yanayokusudiwa na Tahadhari

LED hii imeundwa kwa vifaa vya kawaida vya elektroniki ikiwa ni pamoja na vifaa vya ofisi, vifaa vya mawasiliano, na matumizi ya nyumbani. Hairuhusiwi kutumika katika matumizi muhimu ya usalama au ya kuaminika sana ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha maisha au afya (k.m., usafiri wa anga, usaidizi wa maisha ya matibabu, udhibiti wa usafiri) bila ushauri wa awali na kufuzu.

7.2 Muundo wa Saketi ya Kuendesha

LED ni vifaa vinavyotumia sasa. Ili kuhakikisha mwangaza sawa wakati wa kuendesha LED nyingi sambamba, nipendekezo la nguvukutumia kipinga cha kudhibiti sasa cha kibinafsi kwa mfululizo na kila LED (Mfano wa Saketi A). Kuendesha LED sambamba moja kwa moja kutoka kwa chanzo cha voltage (Mfano wa Saketi B) hakipendekezwi kwa sababu tofauti ndogo katika sifa ya voltage ya mbele (V_F) kati ya LED binafsi zinaweza kusababisha tofauti kubwa katika kugawanya sasa na, kwa hivyo, mwangaza usio sawa. Thamani ya kipinga cha mfululizo inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_usambazaji- V_F) / I_F, ambapo I_Fni sasa ya mbele inayotaka (k.m., 20mA).

7.3 Kinga ya Kutokwa na Umeme tuli (ESD)

LED hizi zinaweza kuharibika kutokana na kutokwa na umeme tuli. Tahadhari lazima zichukuliwe wakati wa kushughulikia na kukusanyika:

• Wafanyakazi wanapaswa kuvaa mikanda ya mkono iliyowekwa ardhini au glavu za kuzuia umeme tuli.
• Vifaa vyote, vituo vya kazi, na rafu za kuhifadhi lazima viwekwe ardhini ipasavyo.
• Tumia ionizer ili kuzuia malipo ya umeme tuli ambayo yanaweza kujilimbikiza kwenye uso wa lensi ya plastiki.

Uharibifu wa ESD unaweza kuonekana kama sasa kubwa ya uvujaji wa nyuma, voltage ya chini isiyo ya kawaida ya mbele, au kushindwa kung'aa kwa sasa ndogo.

8. Kusafisha

Ikiwa kusafisha kunahitajika baada ya kulehemu, vimumunyisho vya aina ya pombe tu kama vile pombe ya isopropyl vinapaswa kutumika. Kemikali kali au kusafisha kwa ultrasonic kunaweza kuharibu lensi ya epoxy au muundo wa ndani.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Mambo ya Kuzingatia

Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile LED nyekundu za GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), kifaa hiki cha AlInGaP kinatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwanga, na kusababisha mwangaza mkubwa kwa sasa sawa ya pembejeo. Lensi iliyotawanyika inatoa pembe pana zaidi na sawa za kuona ikilinganishwa na lensi wazi au wazi kabisa, ambayo ni bora kwa viashiria vya hali ambavyo vinahitaji kuonekana kutoka pembe mbalimbali. Ukubwa wa 3.1mm ni kiwango cha kawaida cha tasnia, na kutoa usawa mzuri kati ya pato la mwanga na matumizi ya nafasi ya bodi, ikilinganishwa na LED ndogo za 2mm au 3mm, au aina kubwa za 5mm na 10mm.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Kuna tofauti gani kati ya Urefu wa Wimbi la Kilele na Urefu wa Wimbi Kuu?

A: Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_P=632nm) ndio kilele cha kimwili cha wigo wa mwanga unaotolewa na LED. Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d=~621nm) ni thamani iliyohesabiwa kulingana na mtazamo wa rangi wa binadamu (chati ya CIE) ambayo inafafanua rangi ya kuona. Mara nyingi zinatofautiana.

Q: Je, naweza kuendesha LED hii bila kipinga cha mfululizo?

A: Hapana. Kuunganisha LED moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage kunaweza kusababisha mtiririko wa sasa kupita kiasi, joto kupita kiasi, na kushindwa mara moja. Kipinga cha mfululizo ni lazima kwa udhibiti wa sasa.

Q: Kwa nini kuna mfumo wa kugawa kwenye makundi?

A: Tofauti za uzalishaji husababisha tofauti ndogo katika utendakazi. Kugawa kwenye makundi hupanga LED katika makundi yenye vigezo vilivyodhibitiwa kwa uangalifu (mwangaza, rangi), na kuruhusu wabunifu kuchagua kundi linalofaa kwa matumizi yanayohitaji uthabiti.

Q: Nini hufanyika ikiwa nitazidi Viwango vya Juu Kabisa?

A: Kufanya kazi zaidi ya mipaka hii, hata kwa muda mfupi, kunaweza kusababisha uharibifu usioweza kubadilika, kama vile kupungua kwa pato la mwanga, mabadiliko ya rangi, au kushindwa kabisa. Daima unda na ukingo wa usalama.

11. Utafiti wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Hali: Kubuni paneli ya viashiria vingi vya nguvu/msimamo kwa kikuza sauti cha watumiaji.Paneli inahitaji viashiria 10 vya nguvu/msimamo vyeupe. Ili kuhakikisha kuwa LED zote zina mwangaza na rangi sawa, mbunifu anabainisha LED kutoka kwa kundi sawa la nguvu (k.m., kundi GH: 140-240 mcd) na kundi sawa la urefu wa wimbi (k.m., H29: 621-625 nm) kutoka kwa msambazaji. Reli ya 5V inapatikana kwenye bodi. Kwa kutumia V_Fya kawaida ya 2.4V na lengo la I_Fla 20mA, kipinga cha mfululizo kinahesabiwa: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohms. Kipinga cha kawaida cha 130Ω au 150Ω huchaguliwa. Kila LED hupata kipinga chake chenyewe kilichounganishwa kwenye reli ya 5V, ikidhibitiwa na transistor au pini ya GPIO kutoka kwa microcontroller ya kikuza sauti. Wakati wa kukusanyika, wataalam hutumia mazoea salama ya ESD na kulehemu kwa mkono LED kwa 320°C kwa chini ya sekunde 2 kwa kila waya, na kuhakikisha kuwa umbali wa 3mm kutoka kwa lensi unadumishwa.

12. Kanuni ya Uendeshaji

LED ni diode ya semikondukta. Wakati voltage ya mbele inayozidi bandgap yake inatumika, elektroni na mashimo hujumuika tena katika eneo lenye shughuli (safu ya AlInGaP katika kesi hii). Ujumuishaji huu hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa nyenzo (AlInGaP) huamua nishati ya bandgap, ambayo inafafanua moja kwa moja urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa—katika tukio hili, katika wigo nyekundu. Lensi iliyotawanyika ya epoxy ina chembe zinazotawanya ambazo hufanya mwelekeo wa fotoni zilizotolewa kuwa nasibu, na kuunda muundo wa boriti mpana na laini zaidi ikilinganishwa na lensi wazi.

13. Mienendo ya Teknolojia

Mwelekeo wa jumla katika teknolojia ya LED unaelekea kwenye ufanisi wa juu zaidi (lumeni zaidi kwa kila watt), uboreshaji wa uonyeshaji wa rangi, na kuaminika zaidi. Kwa LED za aina ya kiashiria, kupunguzwa kwa ukubwa unaendelea (k.m., vifurushi vya 1.6mm, 1.0mm). Pia kuna msisitizo unaoongezeka kwenye pembe pana zaidi na zaidi za kuona na toleo kali zaidi la kugawa kwenye makundi ili kukidhi mahitaji ya vifaa vya elektroniki vya watumiaji na matumizi ya magari. Zaidi ya hayo, msukumo wa uendelevu unasukuma kwa nyenzo na michakato yenye athari ndogo ya mazingira katika mzunguko wote wa maisha.