Toleo la Kiswahili la Karatasi ya Data ya Taa ya LED ya Nyekundu Sana ya 3.1mm - 2.4V 20mA - 400mcd

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina vipimo vya taa ya LED yenye kipenyo cha 3.1mm na utendaji wa hali ya juu. Kifaa hiki hutumia teknolojia ya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) kutoa mwanga wa Nyekundu Sana. Imeundwa kwa matumizi ya kawaida ya kiashiria na taa katika vifaa mbalimbali vya elektroniki, ikitoa usawa wa nguvu ya juu ya mwanga, matumizi ya nguvu ya chini, na uendeshaji unaotegemewa.

Faida kuu za LED hii ni pamoja na ufanisi wake wa juu, ambao huruhusu mwanga mkubwa kwa mikondo ya chini ya kuendesha, na kufanya iweze kutumika na nyaya zilizounganishwa. Kifurushi chake cha matumizi mbalimbali huruhusu usakinishaji rahisi kwenye bodi za mzunguko (PCBs) au paneli. Soko kuu linalolengwa ni vifaa vya elektroniki vya watumiaji, udhibiti wa viwanda, vifaa vya mawasiliano, na vifaa vya ofisi ambapo viashiria vya kuona vilivyo wazi na vinavyotegemewa vinahitajika.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Vipimo vya Juu Kabisa

Mipaka ya uendeshaji ya kifaa imefafanuliwa ili kuhakikisha kutegemewa kwa muda mrefu. Nguvu ya juu ya kutokwa inayoendelea ni 75 mW kwa joto la mazingira (T_A) la 25°C. Mkondo wa moja kwa moja wa mbele haupaswi kuzidi 30 mA. Kwa uendeshaji wa mfululizo, mkondo wa kilele wa mbele wa 90 mA unaruhusiwa chini ya hali maalum: mzunguko wa kazi wa 1/10 na upana wa mfululizo wa 0.1ms. Kima cha juu cha voltage ya nyuma ni 5 V. Anuwai ya joto la uendeshaji na uhifadhi ni kutoka -40°C hadi +100°C. Kwa kuchomelea, waya zinaweza kustahimili 260°C kwa sekunde 5 wakati hupimwa 1.6mm kutoka kwa mwili wa LED. Kipengele cha kupunguza cha 0.4 mA/°C kinatumika kwa mkondo wa mbele juu ya joto la mazingira la 50°C.

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga

Vigezo muhimu vya utendaji hupimwa kwa T_A=25°C na I_F=20mA. Nguvu ya mwanga (I_V) ina thamani ya kawaida ya millicandelas 400 (mcd), na kiwango cha chini cha 140 mcd. Usambazaji wa mwanga unajulikana kwa pembe ya kuona ya digrii 45 (2θ_1/2), inayofafanuliwa kama pembe ya nje ya mhimili ambapo nguvu hupungua hadi nusu ya thamani yake ya mhimili.

Tabia za wigo ni pamoja na urefu wa wimbi la kilele la utoaji (λ_P) wa 639 nm na urefu wa wimbi kuu (λ_d) wa 631 nm, ambao hufafanua rangi inayoonekana. Upana wa nusu wa mstari wa wigo (Δλ) ni 20 nm. Kwa upande wa umeme, voltage ya mbele (V_F) kwa kawaida hupima 2.4 V, na kiwango cha juu cha 2.4 V kwa 20mA. Mkondo wa nyuma (I_R) ni kiwango cha juu cha 100 µA kwa upendeleo wa nyuma wa 5 V, na uwezo wa kiungo (C) ni 40 pF iliyopimwa kwa 0V na 1MHz.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

Ili kuhakikisha uthabiti katika matumizi, LED zimegawanywa katika makundi kulingana na vigezo muhimu.

3.1 Kugawa Katika Makundi Kulingana na Nguvu ya Mwanga

Nguvu ya mwanga imegawanywa katika makundi yanayoonyeshwa na msimbo wa herufi mbili. Kwa mfano, kikundi 'GH' kinashughulikia nguvu kutoka 140 mcd hadi 240 mcd, 'JK' kutoka 240 mcd hadi 400 mcd, na 'LM' kutoka 400 mcd hadi 680 mcd, zote zikipimwa kwa 20mA. Toleo la ±15% linatumika kwa kila kikomo cha kikundi. Msimbo maalum wa kikundi umeandikwa kwenye kila mfuko wa kufunga kwa ajili ya ufuatiliaji.

3.2 Kugawa Katika Makundi Kulingana na Urefu wa Wimbi Kuu

Urefu wa wimbi kuu, ambao hufafanua nukta ya rangi, pia umegawanywa katika makundi. Misimbo kama vile H29 hadi H33 inawakilisha anuwai maalum za urefu wa wimbi katika nanomita (k.m., H31: 629.0 – 633.0 nm). Toleo la kila kikomo cha kikundi ni ±1 nm. Ubaguzi huu wa makundi kwa usahihi huruhusu wabunifu kuchagua LED zenye uthabiti mkubwa wa rangi kwa miradi yao.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Karatasi ya data inarejelea miviringo ya kawaida ya utendaji ambayo ni muhimu kwa uchambuzi wa muundo. Miviringo hii, iliyopangwa dhidi ya joto la mazingira isipokuwa imeelezwa vinginevyo, inawakilisha kwa kuona uhusiano kati ya vigezo muhimu. Ingawa michoro maalum haijarudiwa kwa maandishi, kwa kawaida inajumuisha:

• Nguvu ya Mwanga ya Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele:Inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kwa mkondo, mara nyingi kwa njia isiyo ya mstari, na kuangazia nukta ya ufanisi.
• Voltage ya Mbele dhidi ya Mkondo wa Mbele:Inaonyesha tabia ya I-V ya diode, muhimu kwa kuhesabu thamani za upinzani wa mfululizo na kutokwa kwa nguvu.
• Nguvu ya Mwanga ya Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira:Inaonyesha kupunguzwa kwa joto kwa pato la mwanga, ambacho ni muhimu kwa matumizi katika mazingira ya joto la juu.
• Usambazaji wa Wigo:Grafu ya nguvu ya jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, inayoonyesha mkusanyiko wa pato la mwanga karibu na kilele cha 639 nm na upana wa nusu wa 20 nm.

Miviringo hii huruhusu wahandisi kutabiri tabia ya kifaa chini ya hali zisizo za kawaida (mikondo tofauti, halijoto) na ni msingi kwa muundo thabiti wa mzunguko.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

LED imewekwa kwenye kifurushi cha duara chenye kipenyo cha 3.1mm na lenzi ya uwazi kama maji. Vidokezo muhimu vya vipimo ni pamoja na: vipimo vyote viko kwa milimita (na sawa kwa inchi), na toleo la kawaida la ±0.25mm isipokuwa imeelezwa vinginevyo. Resini chini ya flange inaweza kutokea hadi 1.0mm kiwango cha juu. Nafasi ya waya hupimwa kwenye sehemu ambayo waya hutoka kwenye mwili wa kifurushi. Mchoro wa kina wa vipimo kwa kawaida unaonyesha kipenyo cha mwili, umbo la lenzi, urefu wa waya, na kipenyo cha waya, ambavyo ni muhimu kwa muundo wa alama ya PCB na ukubwa wa kata ya paneli.

6. Miongozo ya Kuchomelea na Usakinishaji

6.1 Kuunda Waya

Ikiwa waya zinahitaji kupindika, hii lazima ifanyike kabla ya kuchomelea na kwa joto la kawaida la chumba. Upinde unapaswa kufanywa kwenye sehemu angalau 3mm mbali na msingi wa lenzi ya LED. Muhimu zaidi, msingi wa fremu ya waya yenyewe haipaswi kutumika kama msaada wakati wa kupinda, kwani hii inaweza kusababisha mkazo wa kiungo cha ndani.

6.2 Vigezo vya Kuchomelea

Nafasi ya chini ya 2mm lazima ihifadhiwe kati ya msingi wa lenzi na sehemu ya kuchomelea. Lenzi haipaswi kamwe kuzamishwa kwenye solder. Hali zinazopendekezwa ni:

• Kuchomelea kwa Mkono (Chuma):Joto la juu 300°C, wakati wa juu sekunde 3 kwa kila waya (mara moja tu).
• Kuchomelea 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 kuwasiliana wa sekunde 10.

Kuzidi mipaka hii ya joto au wakati kunaweza kusababisha mabadiliko ya umbo la lenzi au kushindwa kwa ghafla kwa LED.

6.3 Uhifadhi na Usimamizi

Kwa uhifadhi wa muda mrefu nje ya kifurushi cha asili, inashauriwa kuweka LED kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au katika mazingira ya nitrojeni. Vipengele vilivyo nje ya kifurushi chao cha asili kwa ukweli vinapaswa kutumika ndani ya miezi mitatu. Mazingira ya uhifadhi hayapaswi kuzidi 30°C na unyevu wa jamaa wa 70%. Kwa usafishaji, vimumunyisho vya aina ya pombe tu kama vile isopropyl alcohol vinapaswa kutumika.

7. Taarifa ya Kufunga na Kuagiza

Vipimo vya kawaida vya kifurushi vimepangwa kwa ngazi: vipande 1000, 500, au 250 kwa kila mfuko wa kufunga usio na umeme tuli. Mifuko kumi kati ya hii huwekwa kwenye karatasi ya ndani, jumla ya vipande 10,000. Kisha karatasi nane za ndani hufungwa kwenye karatasi kuu ya nje, na kusababisha kiasi cha kawaida cha usafirishaji cha vipande 80,000 kwa kila kundi. Inabainika kuwa ndani ya kundi la usafirishaji, kifurushi cha mwisho pekee kinaweza kuwa na kiasi kisicho kamili. Nambari maalum ya sehemu iliyoorodheshwa ni LTL1CHKRKNN.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mzunguko wa Kawaida wa Matumizi

LED ni vifaa vinavyoendeshwa na mkondo. Ili kuhakikisha mwangaza sawa wakati LED nyingi zimeunganishwa sambamba, inashauriwa sana kutumia upinzani wa kikomo wa mkondo mmoja kwa kila LED kwa mfululizo. Njia mbadala, kuunganisha LED nyingi sambamba moja kwa moja kwa upinzani mmoja (Mzunguko B kwenye karatasi ya data), haipendekezwi kwa sababu tofauti ndogo katika tabia ya voltage ya mbele (V_F) ya kila LED inaweza kusababisha tofauti kubwa katika kugawanya mkondo na, kwa hivyo, mwangaza unaoonekana.

8.2 Kinga ya ESD (Kutokwa kwa Umeme Tuli)

LED hii inaweza kuharibiwa na kutokwa kwa umeme tuli. Mpango kamili wa udhibiti wa ESD unapaswa kutekelezwa wakati wa usimamizi na usakinishaji. Hii inajumuisha: kutumia mikanda ya mkono iliyowekwa ardhini au glavu zisizo na umeme tuli; kuhakikisha vifaa vyote, vituo vya kazi, na rafu za uhifadhi zimewekwa ardhini ipasavyo; na kutumia viionishi kuzima malipo ya tuli ambayo yanaweza kukusanyika kwenye uso wa lenzi ya plastiki kwa sababu ya msuguano wa usimamizi.

8.3 Upeo wa Matumizi na Tahadhari

LED hii imekusudiwa kwa vifaa vya kawaida vya elektroniki. Kwa matumizi yanayohitaji kutegemewa kipekee ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha maisha au afya (k.m., usafiri wa anga, vifaa vya matibabu, mifumo muhimu ya usalama), mashauriano maalum na sifa zinahitajika kabla ya matumizi.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile LED nyekundu za kawaida za GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), LED hii ya Nyekundu Sana yenye msingi wa AlInGaP inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwanga. Hii inamaanisha inaweza kufikia pato kubwa zaidi la mwanga (lililopimwa kwa mcd) kwa mkondo huo wa kuendesha wa 20mA, au inaweza kutoa mwangaza sawa kwa mkondo wa chini, na kupunguza matumizi ya jumla ya nguvu ya mfumo. Kipenyo cha 3.1mm ni kiwango cha kawaida cha tasnia, na kuhakikisha utangamano mpana na mpangilio uliopo wa PCB na kata za paneli zilizoundwa kwa LED zenye ukubwa wa "T-1". Lenzi ya uwazi kama maji, tofauti na lenzi iliyotawanyika, inatoa nguvu ya juu zaidi ya mwanga ya mhimili, na kufanya ifae kwa matumizi yanayohitaji nukta ya mwanga iliyolengwa na yenye mwangaza.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQs)

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

A: Hapana. Kwa V_Fya kawaida ya 2.4V, kuiunganisha moja kwa moja kwa 5V kungesababisha mkondo mwingi kupita, na kuharibu LED. Upinzani wa mfululizo lazima kutumika kila wakati ili kupunguza mkondo hadi thamani inayotaka (k.m., 20mA). Thamani ya upinzani huhesabiwa kama R = (V_usambazaji- V_F) / I_F.

Q: Ni tofauti gani kati ya urefu wa wimbi la kilele na urefu wa wimbi kuu?

A: Urefu wa wimbi la kilele (λ_P) ni urefu wa wimbi mmoja ambapo pato la wigo ni lenye nguvu zaidi kimwili (639 nm hapa). Urefu wa wimbi kuu (λ_d) ni thamani iliyohesabiwa (631 nm hapa) inayotokana na kuratibu za rangi kwenye mchoro wa rangi wa CIE; inawakilisha urefu wa wimbi mmoja wa mwanga safi wa wigo ambao jicho la mwanadamu lingeona kuwa na rangi sawa na pato la mchanganyiko la LED.

Q: Ninawezaje kufasiri pembe ya kuona?

A: Pembe ya kuona ya digrii 45 (2θ_1/2= 45°) inamaanisha nukta ya nusu ya nguvu iko kwenye digrii 22.5 mbali na mhimili wa kati. Mwanga unaonekana zaidi ya pembe hii lakini kwa nguvu ya chini. Hii inafafanua upana wa boriti ya LED.

11. Mifano ya Vitendo ya Muundo na Matumizi

Mfano 1: Kiashiria cha Hali kwenye Ugavi wa Nguvu.LED moja na upinzani wa mfululizo inaweza kuashiria "nguvu imewashwa." Kwa kutumia V_Fya kawaida ya 2.4V na I_Finayotaka ya 20mA kutoka kwa reli ya 12V, thamani ya upinzani itakuwa (12V - 2.4V) / 0.02A = 480 Ohms. Upinzani wa kawaida wa 470 Ohm au 510 Ohm ungefaa. Nguvu inayotokana kwenye upinzani ni (12V-2.4V)*0.02A = 0.192W, kwa hivyo upinzani wa 1/4-watt unatosha.

Mfano 2: Onyesho la Grafu ya Baa ya LED Nyingi.Kwa grafu ya baa yenye sehemu 10, muundo unaopendekezwa ni kutumia upinzani 10 tofauti wa kikomo cha mkondo, kila moja kikiunganishwa kwa mfululizo na LED yake mwenyewe. Jozi zote za LED-upinzani kisha zinaunganishwa sambamba kwa chanzo cha voltage ya kuendesha. Hii inahakikisha kila LED inapokea mkondo sahihi bila kujali tofauti ndogo za V_F, na kuhakikisha mwangaza sawa wa sehemu.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

LED hii ni diode ya semikondukta yenye msingi wa nyenzo za AlInGaP. Wakati voltage ya mbele inayozidi uwezo wa kiungo cha diode (takriban 2.0-2.4V) inatumika, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo la shughuli kutoka kwa nyenzo za aina-n na aina-p, mtawalia. Vibeba malipo hivi hujumuika tena, na kutolea nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa kimiani wa AlInGaP huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inalingana moja kwa moja na urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa—katika kesi hii, katika wigo nyekundu karibu na 639 nm. Lenzi ya epoxy ya uwazi kama maji hufunga chip ya semikondukta, hutoa kinga ya mitambo, na huunda muundo wa pato la mwanga.

13. Mienendo ya Teknolojia

Uundaji wa nyenzo za AlInGaP uliwakilisha maendeleo makubwa ikilinganishwa na teknolojia za zamani za LED nyekundu, na kutoa ufanisi na mwangaza ulioboreshwa sana. Mwelekeo wa jumla katika LED za kiashiria unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi (pato zaidi la mwanga kwa watt ya pembejeo ya umeme), ambalo huruhusu matumizi ya nguvu ya chini na kupunguza joto linalozalishwa katika bidhaa za mwisho. Pia kuna juhudi za kuelekea toleo la makundi lenye usahihi zaidi kwa rangi na nguvu ili kukidhi mahitaji ya matumizi yanayohitaji uthabiti mkubwa wa kuona, kama vile maonyesho ya rangi kamili na vikundi vya magari. Ingawa vifurushi vya kifaa vya kusakinishwa kwenye uso (SMD) vinatawala miundo mipya ya kupunguza ukubwa, LED za kupenya shimo kama hii bado zinatumika kwa utengenezaji wa mfano, ukarabati, mifumo ya zamani, na matumizi ambapo nguvu ya mitambo na urahisi wa kuchomelea kwa mkono vinapendekezwa.