LED Yayıcı 3030 Teknik Veri Sayfası - Boyut 3.0x3.0x2.53mm - Gerilim 1.8-2.6V - Güç 1.3W - 730nm Kızılötesi - Türkçe Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

Bu bölüm, kızılötesi LED yayıcının kapsamlı bir genel bakışını sunar; tasarımını, temel özelliklerini ve modern bahçecilik aydınlatma sistemlerindeki birincil uygulamalarını detaylandırır.

1.1 Genel Açıklama

Bu ürün, bir Epoksi Kalıp Bileşiği (EMC) paketi kullanan bir yüzeye montaj cihazı (SMD) LED'dir. Bu paketleme teknolojisi, zorlu ortamlarda gelişmiş güvenilirlik, üstün termal yönetim ve sağlam performans sunar. Kompakt boyutları 3.00mm uzunluk, 3.00mm genişlik ve 2.53mm yüksekliktedir, bu da yüksek yoğunluklu PCB düzenleri için uygun olmasını sağlar. Ana işlevi, 730 nanometre (nm) tepe dalga boyunda ışık yaymaktır; bu dalga boyu, bitkilerde fotomorfogenik tepkiler için kritik olan uzak kırmızı spektrum içinde yer alır.

1.2 Temel Özellikler

• Kompakt Boyut:3.00mm x 3.00mm x 2.53mm boyutları.
• Belirli Dalga Boyu:730nm tepe yayım dalga boyu (λp), Fitokrom fotoreseptörünü hedefler.
• RoHS Uyumluluğu:Kurşun veya diğer kısıtlı tehlikeli maddeler olmadan üretilmiştir.
• Lehimlenebilirlik:Kurşunsuz reflow lehimleme işlemleri için tasarlanmıştır.
• Nem Duyarlılığı:Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 3 olarak derecelendirilmiştir; maruz kalınırsa uygun şekilde işlenmeli ve ön ısıtma yapılmalıdır.
• Paketleme:Makara üzerinde, standart olarak makara başına 3000 adet olarak tedarik edilir.
• Yüksek Güvenilirlik:EMC paketi, çeşitli çalışma koşullarında kararlı performans sağlar.

1.3 Uygulama Senaryoları

Bu LED, uzak kırmızı ışığın gerekli olduğu bahçecilik ve tarımsal aydınlatma uygulamaları için özel olarak tasarlanmıştır. Temel kullanım alanları şunlardır:

• Ticari Çiçek Üretimi:Çiçeklenme döngülerini ve bitki morfolojisini kontrol etmek.
• Doku Kültürü Laboratuvarları:Steril ortamlarda belirli büyüme aşamalarını teşvik etmek.
• Dikey Çiftlikler ve Bitki Fabrikaları:Yıl boyu optimize edilmiş ürün üretimi için çok spektrumlu aydınlatma reçetelerine entegre etmek.
• Sera Destek Aydınlatması:Fotoperiyodu uzatmak veya bitki büyümesini ve gelişimini artırmak için belirli spektral nitelikler sağlamak.
• Hasat Sonrası Muhafaza:Tazelik ve raf ömrünü potansiyel olarak etkilemek için soğutma uygulamaları, ancak bu gelişmekte olan bir araştırma alanıdır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Standart test koşulları (Ts=25°C) altında tanımlanan elektriksel, optik ve termal karakteristiklerin detaylı incelenmesi.

2.1 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Aşağıdaki tablo, kritik performans parametrelerini özetler. Çoğu optik özellik için test akımı 350mA'dır.

• İleri Yön Gerilimi (VF):350mA'de minimum 1.8V ile maksimum 2.6V arasında değişir. Tipik değer belirtilmemiştir, ancak bu aralık, cihaz üzerindeki beklenen gerilim düşüşünü gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λp):730nm ile 740nm arasında tanımlanır. Bu dar gruplama, hassas tarımsal uygulamalar için tutarlı spektral çıkış sağlar.
• Toplam Radyant Akı (Φe):Yayılan toplam optik gücü ölçer, 180mW ile 480mW arasında değişir. Bu geniş aralık, uygulama tasarımı için dikkatli gruplama gerektirir.
• Görüş Açısı (2θ1/4):Yaklaşık 60 derece, yayılan ışığın açısal dağılımını tanımlar.
• Termal Direnç (R_THJ-S):Bağlantı noktasından lehim noktasına termal direnç 14°C/W'dir. Bu değer, aşırı ısınmayı önlemek için termal yönetim tasarımında kritiktir.
• Ters Akım (I_R):5V ters gerilimde maksimum 10μA, diyodun sızıntı karakteristiklerini gösterir.

2.2 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Bu derecelendirmeler, kalıcı hasara neden olabilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerde veya yakınında çalışma önerilmez.

• Güç Dağılımı (P_D):Maksimum 1.3 Watt. Bu, paketin dağıtabileceği toplam güçtür.
• İleri Yön Akımı (I_F):Maksimum sürekli DC akımı 500mA. Darbe akımı derecelendirmesi daha yüksek olabilir ancak burada belirtilmemiştir.
• Ters Gerilim (V_R):Maksimum 5V. Bunun aşılması arızaya neden olabilir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):2000V'a (İnsan Vücudu Modeli) dayanır, orta düzeyde işleme sağlamlığını gösterir.
• Sıcaklık Aralıkları:Çalışma sıcaklığı -40°C ile +85°C arası; depolama sıcaklığı -40°C ile +100°C arası.
• Maksimum Bağlantı Sıcaklığı (T_J):Mutlak maksimum 115°C. Sistem, çalışma sırasında bağlantı sıcaklığının bu limitin altında tutulmasını sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.

3. Gruplama Sistemi Açıklaması

Belgede açık bir şekilde resmi bir gruplama kodu sağlanmamış olsa da, belirtilen parametre aralıkları etkili bir şekilde bir gruplama yapısı oluşturur. Tasarımcılar, devre ve ışık motorları tasarlarken bu varyasyonları hesaba katmalıdır.

• Dalga Boyu Gruplaması:730-740nm aralığı, bir uzak kırmızı LED için nispeten dardır; bu, bitkilerde fitokrom aktivasyonu için kritik olan spektral tutarlılığı sağlar.
• Radyant Akı Gruplaması:Geniş çıkış aralığı (180-480mW), düzgün ışık yoğunluğu gerektiren uygulamalar için LED'lerin üretici veya montajcı tarafından seçilmesi veya alt gruplara ayrılması gerekebileceğini gösterir.
• İleri Yön Gerilimi Gruplaması:1.8-2.6V aralığı, özellikle seri bağlı diziler için, akım tekdüzeliğini sağlamak amacıyla sürücü tasarımında dikkate alınmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik karakteristik eğriler, cihazın değişken koşullar altındaki davranışı hakkında bilgi sağlar.

4.1 İleri Yön Gerilimi vs. İleri Yön Akımı (IV Eğrisi)

Eğri, diyotlara özgü doğrusal olmayan bir ilişki gösterir. Önerilen çalışma akımı olan 350mA'de, ileri yön geriliminin 1.8-2.6V aralığının merkezine yakın olması beklenir. Bu eğri, uygun sürücü gerilim uyumluluğu seçimine yardımcı olur.

4.2 Göreceli Yoğunluk vs. İleri Yön Akımı

Bu eğri, optik çıkış doyum karakteristiğini gösterir. Yoğunluk akımla artar ancak doğrusal olmayabilir, özellikle yüksek akımlarda termal etkiler önem kazandığında. 350mA civarında çalışma, verimli bir bölgede görünmektedir.

4.3 Göreceli Yoğunluk vs. Kasa Sıcaklığı

Çıkış, kasa sıcaklığı (T_s) arttıkça azalır. Bu termal düşüş etkisi, uzun süreler boyunca tutarlı ışık çıkışı gerektiren bahçecilik uygulamaları için kritiktir. Çıkış kaybını azaltmak için yeterli soğutma gereklidir.

4.4 Spektral Dağılım

Spektrum grafiği, AlGaAs tabanlı LED'ler için yaygın olan tipik yarı maksimum tam genişlik (FWHM) ile 730nm'de baskın bir tepeyi doğrular. Görünür spektrumda minimal yayım vardır, bu da onu saf bir uzak kırmızı kaynak yapar.

4.5 Radyasyon Deseni

Polar diyagram, 60 derecelik bir görüş açısına sahip lambertiyen benzeri bir yayım desenini gösterir; bu, bitki örtüsü üzerindeki uzaysal ışınım dağılımını hesaplamak için kullanışlıdır.

4.6 İleri Yön Akımı vs. Kasa Sıcaklığı

Bu düşürme eğrisi, ortam veya kasa sıcaklığı yükseldikçe izin verilen maksimum ileri yön akımının azaldığını gösterir. Bu, kapalı armatürlerde güvenli çalışma koşullarını belirlemek için önemli bir grafiktir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Düzeni

Detaylı mekanik çizimler, tam ayak izini belirtir.

• Üst/Alt Görünüm:3.00mm x 3.00mm ana hatlarını gösterir. Katot tanımlayıcısı işaretlenmiştir.
• Yan Görünüm:2.53mm yüksekliği, kubbe ve bacaklar dahil olmak üzere doğrular.
• Kutupluluk Tanımlama:Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik, pah veya başka bir görsel gösterge ile işaretlenir. Doğru yönlendirme, PCB montajı için hayati önem taşır.
• Lehim Ped Deseni:Güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve reflow sırasında uygun mekanik hizalama için önerilen PCB land pattern boyutları sağlanır.
• Toleranslar:Belirtilmemiş tüm boyutsal toleranslar ±0.2mm'dir.

5.2 Otomatik Montaj için Paketleme

Cihaz, standart SMT pick-and-place ekipmanları ile uyumlu bant ve makara paketleme ile tedarik edilir.

• Taşıyıcı Bant:Besleyici sistemlerle uyumluluğu sağlamak için cep boyutu, aralık ve bant genişliği boyutları belirtilmiştir.
• Makara Boyutları:Lojistik ve makine kurulumu için standart makara çapı, genişlik ve göbek boyutu detayları sağlanır.
• Paketleme Miktarı:Makara başına 3000 adet standart paketleme birimidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 SMT Reflow Lehimleme Talimatları

Bu LED, kurşunsuz reflow lehimleme işlemleri için derecelendirilmiştir. Tipik bir reflow profili takip edilmelidir:

• Ön Isıtma Aşaması:Flux'u aktive etmek ve termal şoku en aza indirmek için kademeli ısıtma.
• Bekletme Bölgesi:PCB üzerinde sıcaklık stabilizasyonu sağlar.
• Reflow Bölgesi:Tepe sıcaklığı, maksimum paket toleransını aşmamalıdır (tipik olarak birkaç saniye için 260°C, ancak tam değer tam profil verilerinden doğrulanmalıdır). Nem duyarlılık seviyesi (MSL 3), paketleme açılırsa, bileşenlerin 168 saat içinde kullanılması veya reflow öncesi ön ısıtma yapılması gerektiğini belirtir.
• Soğutma:Güvenilir lehim bağlantıları oluşturmak için kontrollü soğutma.

Yerleştirme sırasında aşırı mekanik stresten kaçınmak ve lehimleme profilinin LED'in termal limitlerini aşmamasını sağlamak, lens çatlaması veya iç katman ayrılmasını önlemek için kritiktir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Kılavuzlara göre spesifik parça numaraları çıkarılmış olsa da, paketleme spesifikasyonu açıktır.

• Standart Paket:Bant ve Makara.
• Makara Başına Miktar:3000 birim.
• Etiketleme:Makara etiketleri tipik olarak izlenebilirlik için parça numarası, miktar, parti numarası ve tarih kodunu içerir.
• Karton Paketleme:Nakliye ve depolama için birden fazla makara karton kutularda paketlenir; kutu boyutları ve paketleme miktarı hakkında detaylar verilir.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

Devre Tasarımı:İleri yön gerilim aralığına uygun sabit akım sürücüsü kullanın. Seri bağlantılarda, sürücü gerilim uyumluluğunun tüm LED'lerin maksimum VF'lerinin toplamını artı marjı kapsadığından emin olun. Paralel bağlantı, ek akım dengeleme olmadan önerilmez._FTermal Yönetim:

14°C/W termal direnci, etkili bir termal yol gerektirir. Yeterli termal vias'a sahip bir PCB ve gerekirse harici bir soğutucu kullanın. Lehim noktası sıcaklığını izleyerek TJ'nin 115°C altında, tercihen daha düşük kalmasını sağlayın.Optik Entegrasyon:_J60 derecelik görüş açısı, ışın yayılımı ve yoğunluk arasında iyi bir denge sağlar. Odaklanmış uygulamalar için ikincil optikler gerekebilir. Hedef bitkilerin spektral ihtiyaçlarını göz önünde bulundurun; 730nm, tam spektrumlu reçeteler için genellikle kırmızı (660nm) ve mavi LED'lerle kombinasyon halinde kullanılır.

9. Teknik Karşılaştırma ve FarklılaşmaStandart görünür ışık LED'leri veya eski paket tipleriyle karşılaştırıldığında, bu cihaz özel avantajlar sunar:

Plastik Paketli LED'lere Karşı:

EMC paketi, neme ve termal strese karşı üstün direnç sağlar; bu da sera ortamlarında daha uzun ömür ve korunan çıkış sağlar.

• Daha Geniş Spektrumlu LED'lere Karşı:Dar 730nm tepe, kullanılmayan dalga boylarında enerji israf etmeden hedeflenen fotobiyolojik etki sunar; sistem etkinliğini (μmol/J) iyileştirir.
• Daha Büyük Paketlere Karşı:3030 ayak izi, daha yüksek yoğunluklu dizilere izin verir; bu da örtü üzerinde daha düzgün ışık dağılımı sağlar.
• 10. Sık Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)S: Tipik çalışma akımı nedir?

C: Mutlak maksimum 500mA olsa da, elektriksel/optik karakteristikler 350mA'de test edilmiştir; bu muhtemelen optimal performans ve uzun ömür için önerilen çalışma noktasıdır.

S: Geniş radyant akı aralığını (180-480mW) nasıl yorumlamalıyım?

C: Bu, doğal üretim varyasyonunu gösterir. Bir armatürde tutarlı ışık çıkışı için, tedarikçiye akı gruplama seçeneklerini danışın veya sisteminizde optik geri bildirim kontrolü uygulayın.

S: Bu LED darbe işleminde kullanılabilir mi?

C: Teknik veri sayfası darbe derecelendirmelerini belirtmez. Darbe sürüşü için (örneğin, fotosentez araştırmaları), anlık akım daha yüksek olabilir, ancak ortalama güç ve bağlantı sıcaklığı maksimum derecelendirmeleri aşmamalıdır. Spesifik test önerilir.

S: 730nm dalga boyu bitkiler için ne kadar kritiktir?

C: Çok spesifiktir. Fitokrom, ana bitki fotoreseptörü, iki birbirine dönüştürülebilir formda (Pr ve Pfr) bulunur. 730nm ışık, temel olarak Pfr'yi Pr'ye dönüştürür; gölgeden kaçınma, çiçeklenme başlatma ve tohum çimlenmesi gibi süreçleri etkiler.

11. Pratik Kullanım Durumları ve Uygulama Örnekleri

Vaka Çalışması 1: Dikey Çiftlik Marul Üretimi

Çok katmanlı bir dikey çiftlikte, bu 730nm LED'lerden oluşan diziler, 660nm kırmızı ve 450nm mavi LED'lerle birleştirilir. Uzak kırmızı ışık, son büyüme aşamasında yaprak genişlemesini teşvik etmek ve uzamayı azaltmak için kullanılır; bu da daha kompakt, pazarlanabilir bir marul başı ile sonuçlanır. 3030 paket boyutu, doğrusal modüller üzerinde yoğun yerleşime izin verir; bu da eşit ışık kapsama sağlar.

Vaka Çalışması 2: Sera Çilek Çiçeklenme Kontrolü

Geleneksel bir serada, bu LED'ler destek aydınlatma olarak kurulur. Gün sonunda düşük yoğunlukta 730nm ışık sağlayarak (gün sonu aydınlatması), yetiştiriciler fitokrom dengesini manipüle ederek çilek bitkilerinde çiçeklenmeyi indükleyebilir ve senkronize edebilir; bu da daha öngörülebilir ve yüksek verimli hasatlara yol açar.

12. Çalışma Prensibi Girişi

Bu bir yarı iletken ışık yayan diyottur. Anot ve katot arasında ileri yön gerilimi uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesinde (bu dalga boyu için tipik olarak Alüminyum Galyum Arsenür - AlGaAs tabanlı) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşim süreci, fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır. Yarı iletken malzemenin spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu belirler. 730nm için, bant aralığı enerjisi yaklaşık 1.7 elektron volt (eV) olur. EMC paketi, hassas yarı iletken die'yi korumak, ışın şekillendirmek için birincil optik lens sağlamak ve çipten ısı dağılımını kolaylaştırmak için hizmet eder.

13. Bahçecilik Aydınlatma LED'lerinde Gelişim Trendleri

Bahçecilik LED'leri pazarı hızla gelişmektedir. Bu ürünle ilgili temel trendler şunlardır:

Artırılmış Verimlilik:

Devam eden AR-GE, uzak kırmızı LED'lerin duvar prizi verimliliğini (elektriksel watt başına radyant akı) iyileştirmeyi amaçlar; büyüme lambalarının işletme maliyetini azaltır.

• Gelişmiş Güvenilirlik:EMC ve diğer paket malzemelerinde daha uzun ömürler (genellikle 50.000+ saat hedeflenir) için daha yüksek sıcaklık ve neme dayanacak şekilde daha fazla iyileştirmeler.
• Spektral Ayarlama:Bu monokromatik bir yayıcı olsa da, basitleştirilmiş sistem tasarımı için birden fazla dalga boyunu (örneğin, derin kırmızı ve uzak kırmızı) tek bir pakette birleştiren çok çipli paketler veya yeni fosforlara ilgi artmaktadır.
• Akıllı ve Dinamik Aydınlatma:Sensörler ve kontrol sistemleri ile entegrasyon; gerçek zamanlı bitki ihtiyaçlarına, ürün aşamasına veya çevresel koşullara dayalı değişken ışık spektrumu ve yoğunluğu sağlamak. Bu 730nm LED gibi cihazların tutarlı performansı, bu tür hassas tarım sistemleri için temeldir.
• Standardizasyon:Fotosentetik foton akı yoğunluğu (PPFD) aralığında foton akısı ve uzak kırmızı radyasyon için spesifik foton akısı gibi bahçecilikle ilgili metrikleri ölçme ve raporlama için endüstri standartlarının geliştirilmesi.
• Standardization:Development of industry standards for measuring and reporting horticulturally relevant metrics, such as photon flux in the photosynthetic photon flux density (PPFD) range and specific photon flux for far-red radiation.