LTD-6410G LED-Anzeige Datenblatt - 0,56 Zoll Ziffernhöhe - Grün - 2,6V Durchlassspannung - 70mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTD-6410G ist ein zweistelliges, alphanumerisches 7-Segment-Anzeigemodul, das grüne Leuchtdioden (LEDs) nutzt. Ihre Hauptfunktion ist die Darstellung numerischer und begrenzt alphanumerischer Informationen in elektronischen Geräten. Der zentrale Vorteil dieser Anzeige liegt in ihrer Festkörperbauweise, die hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer und ausgezeichnete Sichtbarkeitseigenschaften bietet.

Das Bauteil ist als gemeinsame Anode (Common Anode) konfiguriert, was bedeutet, dass die Anoden der LEDs für jede Ziffer intern miteinander verbunden sind. Dies vereinfacht Multiplexing-Treiberschaltungen. Die Anzeige verfügt über eine graue Front mit weißen Segmentdiffusoren, was den Kontrast erhöht und die Lesbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen verbessert. Der Zielmarkt umfasst ein breites Spektrum an Konsum- und Industrie-Elektronik, die klare, zuverlässige numerische Anzeigen erfordert, wie z.B. Prüfgeräte, Messinstrumente, Kassensysteme und Geräte-Steuerpanels.

1.1 Hauptmerkmale und Gerätebeschreibung

Die LTD-6410G vereint mehrere Designmerkmale, die auf Leistung und Benutzerfreundlichkeit abzielen:

• Ziffernhöhe:0,56 Zoll (14,22 mm), was eine klare und gut lesbare Zeichengröße bietet.
• Segmentgleichmäßigkeit:Kontinuierliche, gleichmäßige Segmente gewährleisten ein einheitliches Erscheinungsbild über die gesamte Anzeigefläche.
• Energieeffizienz:Geringer Leistungsbedarf pro Segment, geeignet für batteriebetriebene oder energiebewusste Anwendungen.
• Optische Leistung:Hohe Helligkeit kombiniert mit hohem Kontrast zwischen den leuchtenden Segmenten und dem grauen Hintergrund sorgt für ein ausgezeichnetes Zeichenbild.
• Betrachtungswinkel:Ein großer Betrachtungswinkel ermöglicht die Ablesbarkeit der Anzeige aus verschiedenen Positionen.
• Zuverlässigkeit:Festkörper-Zuverlässigkeit ohne bewegliche Teile oder Glühfäden, die verschleißen könnten.
• Binning (Sortierung):Die Lichtstärke ist kategorisiert (gebinned), was die Auswahl von Anzeigen mit abgestimmten Helligkeitsstufen für Anwendungen mit mehreren Einheiten ermöglicht.
• Umweltkonformität:Das Gehäuse ist bleifrei und gemäß der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) hergestellt.

Das Bauteil verwendet grüne LED-Chips. Das Datenblatt spezifiziert zwei mögliche Chip-Technologien: GaP (Galliumphosphid)-Epitaxie auf einem GaP-Substrat oder AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) auf einem nicht-transparenten GaAs (Galliumarsenid)-Substrat. Beide Technologien sind in der Lage, die spezifizierte grüne Emission zu erzeugen.

2. Vertiefung der technischen Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte (Grenzwerte)

Diese Werte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb außerhalb dieser Grenzen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung pro Segment (P_d):Maximal 70 mW. Eine Überschreitung kann zu Überhitzung führen.
• Spitzen-Durchlassstrom pro Segment (I_FP):60 mA, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Dies ist nützlich für Multiplexing oder zum Erreichen einer höheren momentanen Helligkeit.
• Dauer-Durchlassstrom pro Segment (I_F):Maximal 25 mA bei 25°C. Dieser Wert verringert sich linear um 0,33 mA/°C, wenn die Umgebungstemperatur (T_a) über 25°C steigt. Beispielsweise beträgt der maximale Dauerstrom bei 50°C etwa 25 mA - (0,33 mA/°C * 25°C) = 16,75 mA.
• Sperrspannung pro Segment (V_R):Maximal 5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung kann zum Durchbruch führen.
• Betriebs- & Lagertemperaturbereich:-35°C bis +85°C.
• Löttemperatur:Das Bauteil hält eine maximale Löttemperatur von 260°C für maximal 3 Sekunden aus, gemessen 1,6 mm unterhalb der Auflageebene des Gehäuses.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind typische Betriebsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C.

• Mittlere Lichtstärke (I_V):870 µcd (Minimum), 2400 µcd (typisch) bei einem Durchlassstrom (I_F) von 10 mA. Dieser Parameter ist gebinned.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p):565 nm (typisch) bei I_F=20mA. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung am stärksten ist.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):30 nm (typisch) bei I_F=20mA. Dies gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):569 nm (typisch) bei I_F=20mA. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe des Lichts entspricht.
• Durchlassspannung pro Segment (V_F):2,1 V (Minimum), 2,6 V (typisch) bei I_F=20mA. Der Schaltungsentwurf muss diesen Bereich berücksichtigen, um eine korrekte Stromregelung sicherzustellen.
• Sperrstrom pro Segment (I_R):100 µA (Maximum) bei einer angelegten Sperrspannung (V_R) von 5V. Das Datenblatt weist ausdrücklich darauf hin, dass dieser Sperrspannungszustand nur zu Testzwecken dient und das Bauteil nicht dauerhaft unter Sperrvorspannung betrieben werden sollte.
• Lichtstärke-Abgleichverhältnis (I_V-m):2:1 (typisch). Dies spezifiziert das maximal zulässige Verhältnis zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Segment innerhalb eines einzelnen Bauteils und gewährleistet so Gleichmäßigkeit.

Messhinweis:Die Lichtstärke wird mit einer Sensor- und Filterkombination gemessen, die der CIE (Commission Internationale de l'Eclaiage) photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht, um sicherzustellen, dass die Messung mit der menschlichen Helligkeitswahrnehmung korreliert.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LTD-6410G verwendet ein Binning-System hauptsächlich für dieLichtstärke. Anzeigen werden getestet und basierend auf ihrer gemessenen Lichtausbeute bei einem Standard-Teststrom (10mA) in verschiedene Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Anzeigen mit eng abgestimmten Helligkeitsstufen auszuwählen, wenn mehrere Einheiten in einer Baugruppe verwendet werden, um sichtbare Helligkeitsunterschiede von Ziffer zu Ziffer zu vermeiden. Das Datenblatt gibt einen typischen Intensitätsbereich von 870 µcd bis 2400 µcd an, was die Streuung über die verfügbaren Bins zeigt. Für kritische Anwendungen, die visuelle Konsistenz erfordern, wird dringend empfohlen, Anzeigen aus demselben Intensitäts-Bin zu spezifizieren.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische elektrische/optische Kennlinien. Obwohl die spezifischen Graphen im Textauszug nicht enthalten sind, umfassen Standardkurven für solche Bauteile typischerweise:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt die exponentielle Beziehung. Die Kurve gibt die typische V_Fvon ~2,6V bei 20mA an und wie sie sich mit der Temperatur ändert.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, dass die Lichtausbeute bis zu den Maximalwerten annähernd proportional zum Durchlassstrom ist. Sie hebt den Punkt abnehmender Erträge oder der Sättigung hervor.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, wie die Lichtausbeute abnimmt, wenn die Sperrschichttemperatur der LED steigt. Dies ist entscheidend für den Entwurf in Hochtemperaturumgebungen.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum bei ~565nm und die Halbwertsbreite von ~30nm zeigt und die grünen Farbcharakteristika definiert.

Diese Kurven sind wesentlich, um das Verhalten des Bauteils unter nicht-standardisierten Bedingungen zu verstehen und die Treiberschaltung für Effizienz und Langlebigkeit zu optimieren.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die Anzeige hat einen standardmäßigen zweistelligen 7-Segment-Fußabdruck. Alle kritischen Abmessungen für das Leiterplattenlayout (PCB) und die mechanische Integration sind in einer detaillierten Zeichnung auf Seite 3 des Datenblatts angegeben. Wichtige Hinweise sind, dass alle Abmessungen in Millimetern angegeben sind, mit Standardtoleranzen von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Entwickler müssen auf diese Zeichnung für genaue Pinabstände, Gesamtgehäuselänge, -breite, -höhe und den Ziffernmittelpunkt-zu-Mittelpunkt-Abstand verweisen.

5.2 Internes Schaltbild und Pinbelegung

Das interne Schaltbild zeigt die gemeinsame Anoden-Konfiguration. Jede der beiden Ziffern hat ihren eigenen gemeinsamen Anoden-Pin (Pin 14 für Ziffer 1, Pin 13 für Ziffer 2). Die Kathoden für jedes Segment (A bis G, plus Dezimalpunkt DP) sind mit einzelnen Pins verbunden, wobei einige zwischen den Ziffern für Segmente in derselben physikalischen Position geteilt werden (z.B. Pin 1 ist Kathode E für Ziffer 1, Pin 5 ist Kathode E für Ziffer 2).

Die Pinbelegungstabelle bietet eine vollständige Zuordnung des 18-poligen DIP (Dual In-line Package)-Interfaces:

• Pins 1-4, 15-18: Steuern Segmente und Dezimalpunkt für Ziffer 1.
• Pins 5-13: Steuern Segmente, Dezimalpunkt und die gemeinsame Anode für Ziffer 2.
• Pin 14: Gemeinsame Anode für Ziffer 1.

Diese Pinbelegung ist entscheidend für das Design des Leiterplattenlayouts und das Schreiben der Mikrocontroller-Firmware, um die Anzeige korrekt anzusteuern, typischerweise unter Verwendung einer Multiplexing-Technik, bei der die Anoden sequentiell geschaltet werden.

6. Löt-, Montage- und Lagerrichtlinien

6.1 Löt- und Anwendungshinweise

Das Datenblatt bietet umfangreiche Anwendungshinweise für einen zuverlässigen Betrieb:

• Treiberschaltungsentwurf:Konstantstrom-Ansteuerung wird gegenüber Konstantspannung empfohlen, um eine gleichmäßige Lichtstärke unabhängig von V_F-Schwankungen zu gewährleisten. Die Schaltung muss für den gesamten V_F-Bereich (2,1V-2,6V) ausgelegt sein.
• Schutz:Die Treiberschaltung sollte Schutz gegen Sperrspannungen und transiente Spannungsspitzen während des Ein-/Ausschaltens enthalten, da diese die LEDs beschädigen können.
• Thermisches Management:Der Betriebsstrom muss basierend auf der maximalen Umgebungstemperatur reduziert werden, um eine übermäßige Sperrschichttemperatur zu verhindern, die zu schnellem Lichtabfall (Lumen-Depreciation) und vorzeitigem Ausfall führen kann.
• Mechanische Handhabung:Vermeiden Sie das Ausüben ungewöhnlicher Kräfte auf das Anzeigekörper während der Montage. Lassen Sie die vordere Folie nicht in direkten, engen Kontakt mit einem Frontpanel/Deckel kommen, da äußere Kräfte die Folie verschieben können.
• Umwelt:Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, um Kondensation auf der Anzeige zu verhindern.

6.2 Lagerbedingungen

Eine ordnungsgemäße Lagerung ist entscheidend, um die Oxidation der verzinnten Anschlüsse zu verhindern:

• Für LED-Anzeigen (Durchsteckmontage):Lagern Sie in der Originalverpackung bei 5°C bis 30°C mit einer relativen Luftfeuchtigkeit unter 60 % RH. Eine Langzeitlagerung großer Bestände wird nicht empfohlen.
• Für SMD-LED-Anzeigen (allgemeiner Hinweis):Wenn in einer werksversiegelten Feuchtigkeitsschutzbeutel, lagern bei 5°C-30°C, <60% RH. Nach dem Öffnen sollten die Bauteile innerhalb von 168 Stunden (1 Woche) verwendet werden, wenn sie unter denselben Bedingungen gelagert werden, was einem Feuchtesensitivitätslevel (MSL) von 3 entspricht.

Wenn diese Bedingungen nicht eingehalten werden, kann eine Neubeschichtung oxidierter Pins vor der Verwendung in der Produktion erforderlich sein.

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Die LTD-6410G eignet sich für jede Anwendung, die eine klare, zuverlässige, zweistellige numerische Anzeige erfordert. Dazu gehören:

• Digitale Multimeter, Oszilloskope und Netzteile.
• Industrielle Prozessregler und Timer.
• Displays für Fitnessgeräte.
• Geräte-Steuerpanels (Öfen, Mikrowellen).
• Einzelhandelsgeräte wie Waagen oder Kassensysteme.

Das Datenblatt spezifiziert, dass sie für "gewöhnliche elektronische Geräte" ist, und für sicherheitskritische Anwendungen (Luftfahrt, Medizin, Verkehr) ist eine Konsultation erforderlich.

7.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzungswiderstände:Essentiell für jedes Segment oder die gemeinsame Anode bei Verwendung einer Spannungsquelle. Berechnung basierend auf Versorgungsspannung, LED V_F und gewünschtem I_F.
• .Multiplexing-Treiber:
• Typischerweise wird ein Mikrocontroller mit ausreichend I/O-Pins oder ein dedizierter Display-Treiber-IC (wie ein MAX7219) verwendet, um sequentiell die gemeinsame Anode jeder Ziffer einzuschalten, während die entsprechenden Segmentkathoden aktiviert werden. Dies reduziert die Anzahl der benötigten Steuerleitungen von 15 (7 Segmente + DP pro Ziffer, plus 2 Anoden) auf nur 9 (7 Segmente + DP + 2 Ziffern-Auswahlleitungen).Aktualisierungsrate:
• Die Multiplexing-Frequenz muss hoch genug sein (>60 Hz), um sichtbares Flackern zu vermeiden.Stromversorgung:

Muss in der Lage sein, den Spitzenstrom zu liefern, wenn während des Multiplexings mehrere Segmente gleichzeitig leuchten.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

• Obwohl nicht explizit mit anderen Modellen verglichen, sind die Hauptunterscheidungsmerkmale der LTD-6410G innerhalb ihrer Kategorie:Farbe und Kontrast:
• Die spezifische Kombination von grünen LEDs mit einer grauen Front/weißen Segmenten bietet eine besondere Ästhetik und ein hohes Kontrastverhältnis im Vergleich zu Standard-Rot-auf-Schwarz- oder Grün-auf-Schwarz-Anzeigen.Binning für Lichtstärke:
• Die Bereitstellung kategorisierter Lichtstärke ist ein Merkmal für höherwertige Anwendungen, bei denen Anzeigengleichmäßigkeit von größter Bedeutung ist, und unterscheidet sie von nicht gebinnten, kostengünstigeren Alternativen.Dual-Technologie-Chips:

Die Verwendung von entweder GaP- oder AlInGaP-Chips ermöglicht es dem Hersteller, für Leistung oder Kosten zu optimieren, was potenziell Vorteile in Effizienz oder Farbreinheit im Vergleich zu Anzeigen bietet, die nur eine Technologie verwenden.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese Anzeige direkt mit einem 5V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

A: Nein. Die typische Durchlassspannung beträgt 2,6V, aber ein Strombegrenzungswiderstand ist immer erforderlich, um den korrekten Durchlassstrom (z.B. 10-20mA) einzustellen. Ein direkter Anschluss an 5V würde einen übermäßigen Strom verursachen und das LED-Segment zerstören.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (565nm) und dominanter Wellenlänge (569nm)?

A: Die Spitzenwellenlänge ist der tatsächliche höchste Punkt auf der spektralen Ausgangskurve. Die dominante Wellenlänge ist ein berechneter Wert, der die wahrgenommene Farbe repräsentiert. Für eine monochromatische grüne LED liegen sie oft nahe beieinander, wie hier zu sehen._FF: Der maximale Dauerstrom ist 25mA, aber die Testbedingung für V

verwendet 20mA. Welchen sollte ich verwenden?

A: 20mA ist eine gängige Standard-Testbedingung. Sie können Ihre Schaltung für jeden Durchlassstrom zwischen dem für ausreichende Helligkeit benötigten Minimum und dem maximalen Nennwert von 25mA (temperaturabgewertet) auslegen. 10-20mA ist ein typischer Betriebsbereich.

F: Warum ist die Sperrspannungsfestigkeit wichtig, wenn ich sie nie anlegen sollte?

A: Die Festigkeit gibt die Fähigkeit des Bauteils an, versehentliche Verpolung oder Spannungstransienten ohne sofortigen Ausfall zu überstehen. Die Schaltung sollte einen Schutz (wie eine parallel geschaltete Diode) enthalten, um jede Sperrspannung unter 5V zu begrenzen.

10. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fall: Entwurf eines einfachen zweistelligen Zählers._FEin Entwickler benötigt eine Anzeige für einen Ereigniszähler. Er wählt die LTD-6410G aufgrund ihrer Klarheit und grünen Farbe. Er verwendet einen Mikrocontroller mit 10 I/O-Pins. Acht Pins sind als Ausgänge konfiguriert, um die Segmentkathoden (A-G, DP) über 150Ω Strombegrenzungswiderstände anzusteuern (berechnet für eine 5V-Versorgung, ~2,6V V_F und ~16mA I