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LTS-2801AJR LED-Anzeige Datenblatt - 0,28-Zoll Ziffernhöhe - Super Rot - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

Vollständiges technisches Datenblatt für die LTS-2801AJR, eine 0,28-Zoll Einzelziffer 7-Segment AlInGaP Super-Rot-LED-Anzeige. Enthält Spezifikationen, Pinbelegung, Abmessungen, elektrische/optische Kennwerte und Anwendungsrichtlinien.
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PDF-Dokumentendeckel - LTS-2801AJR LED-Anzeige Datenblatt - 0,28-Zoll Ziffernhöhe - Super Rot - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

Inhaltsverzeichnis

1. Produktübersicht

Die LTS-2801AJR ist ein hochwertiges Einzelziffer-7-Segment-Alphanumerik-Displaymodul. Ihre Hauptfunktion besteht darin, in elektronischen Geräten eine klare, zuverlässige Darstellung von Zahlen und begrenzt alphanumerischen Zeichen zu bieten. Der Haupteinsatzbereich liegt in stromsparender Messtechnik, Unterhaltungselektronik, Industrie-Bedienfeldern und allen Geräten, die einen hellen, gut lesbaren numerischen Indikator benötigen.

Das Bauteil basiert auf fortschrittlicher AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) LED-Technologie. Dieses Halbleitermaterialsystem ist für seinen hohen Wirkungsgrad und seine ausgezeichnete Farbreinheit im rot-orangen bis bernsteinfarbenen Spektrum bekannt. Die Verwendung eines transparenten GaAs-Substrats verbessert die Lichtauskopplung weiter und trägt zur hohen Helligkeit der Anzeige bei. Das Display verfügt über eine graue Front mit weißen Segmentmarkierungen, die bei Beleuchtung der Segmente einen hohen Kontrast bietet und die Lesbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen verbessert.

Das entscheidende Merkmal dieser Anzeige ist ihre Optimierung für den Betrieb mit niedrigem Strom. Sie wird speziell getestet und ausgewählt, um auch bei Treiberströmen von nur 1mA pro Segment hervorragend zu funktionieren, was sie ideal für batteriebetriebene oder energieempfindliche Anwendungen macht. Die Segmente sind zudem auf eine gleichmäßige Leuchtdichte bei diesen niedrigen Strömen abgestimmt, um ein einheitliches Erscheinungsbild der Ziffer zu gewährleisten.

1.1 Wichtige Merkmale und Vorteile

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der technischen Parameter des Bauteils, wie im Datenblatt definiert. Das Verständnis dieser Spezifikationen ist entscheidend für einen korrekten Schaltungsentwurf und eine zuverlässige Leistung.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert.

2.2 Elektrische & Optische Kennwerte (bei Ta=25°C)

Dies sind die typischen Betriebsparameter unter festgelegten Testbedingungen. Der Entwurf sollte auf diesen Werten basieren.

Hinweis zur Messung:Die Leuchtdichte wird mit einem Sensor und Filter gemessen, die auf die CIE photopische Hellempfindlichkeitsfunktion kalibriert sind, welche die Empfindlichkeit des menschlichen Auges annähert.

3. Binning- und Kategorisierungssystem

Das Datenblatt gibt an, dass Bauteile "nach Leuchtdichte kategorisiert" werden. Dies bezieht sich auf eine gängige Praxis in der LED-Fertigung, bekannt als "Binning".

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf "Typische elektrische/optische Kennlinien". Obwohl die spezifischen Grafiken im Text nicht enthalten sind, können wir ihren Standardinhalt und ihre Bedeutung ableiten.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

.1 Package Dimensions

5.1 Gehäuseabmessungen

Die spezifischen Abmessungen (nicht im Textauszug aufgeführt) würden die Gesamtlänge, -breite und -höhe des Gehäuses, die Größe des Ziffernfensters, den Anschlussstiftabstand sowie die Länge und den Durchmesser der Anschlüsse definieren. Diese sind kritisch für das PCB-Layout und den mechanischen Einbau in ein Gehäuse.

5.2 Pinbelegung und PolaritätDie LTS-2801AJR ist eineAnzeige mit gemeinsamer Anode

. Das bedeutet, die Anode (positive Seite) aller LED-Segmente ist intern mit gemeinsamen Pins verbunden. Die Kathoden (negative Seite) der einzelnen Segmente sind auf separate Pins herausgeführt.

  1. Pinbelegung (10-Pin-Konfiguration):
  2. Pin 1: Kathode für Segment E
  3. Pin 2: Kathode für Segment D
  4. Pin 3: Gemeinsame Anode 1
  5. Pin 4: Kathode für Segment C
  6. Pin 5: Kathode für Dezimalpunkt (D.P.)
  7. Pin 6: Kathode für Segment B
  8. Pin 7: Kathode für Segment A
  9. Pin 8: Gemeinsame Anode 2
  10. Pin 9: Kathode für Segment G

Pin 10: Kathode für Segment FInternes Schaltbild:

Das Schaltbild zeigt zwei intern miteinander verbundene gemeinsame Anodenpins (3 und 8). Dieses Dual-Anoden-Design hilft bei der Stromverteilung und kann für Redundanz oder in speziellen Multiplexing-Schemata genutzt werden. Alle Segmentkathoden und die Dezimalpunktkathode sind unabhängig.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Lagern Sie das Bauteil in der original Feuchtigkeitssperrbeutel in einer Umgebung innerhalb des spezifizierten Lagertemperaturbereichs (-35°C bis +85°C) und bei niedriger Luftfeuchtigkeit, um eine Oxidation der Anschlüsse zu verhindern.

7. Anwendungsvorschläge und Entwurfsüberlegungen

7.1 Typische AnwendungsschaltungenDirektansteuerung mit Mikrocontroller:

Für eine Anzeige mit gemeinsamer Anode werden die gemeinsamen Pins über einen strombegrenzenden Widerstand an eine positive Versorgungsspannung (z.B. +5V) angeschlossen, oder häufiger an einen Mikrocontroller-GPIO-Pin, der als Ausgang auf Logik-"high" konfiguriert ist (oder von einem PNP-Transistor für höheren Strom angesteuert wird). Jeder Segmentkathoden-Pin wird an einen Mikrocontroller-GPIO-Pin angeschlossen. Um ein Segment zu beleuchten, wird der entsprechende Kathoden-Pin auf Logik-"low" (Masse) gezogen, wodurch der Stromkreis geschlossen wird.Berechnung des strombegrenzenden Widerstands:FDies ist für jede gemeinsame Anodenverbindung oder jede Segmentkathode (abhängig von der Ansteuertopologie) zwingend erforderlich. Unter Verwendung der typischen Durchlassspannung (VF= 2,6V) und eines gewünschten Durchlassstroms (I) wird der Widerstandswert R mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (VVersorgungF- VF) / IF. Für eine 5V-Versorgung und IF2=10mA: R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ω. Die Nennleistung des Widerstands sollte mindestens I

* R betragen.

Stellen Sie in Anwendungen, die mit hohem Dauerstrom oder bei hohen Umgebungstemperaturen laufen, eine ausreichende Belüftung sicher. Halten Sie sich an die Strom-Entlastungskurve oberhalb von 25°C.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die Konfiguration mit gemeinsamer Anode wird oft bevorzugt, wenn die Schnittstelle zu Mikrocontrollern hergestellt wird, die Strom besser liefern als senken können (obwohl viele moderne MCUs symmetrisch sind). Die Wahl hängt vom Treiberschaltungsentwurf ab.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese Anzeige direkt von einem 3,3V-Mikrocontrollersystem ansteuern?A: Ja, aber Sie müssen den strombegrenzenden Widerstand neu berechnen. Mit VVersorgungF=3,3V, VF=2,6V und I

=5mA: R = (3,3V - 2,6V) / 0,005A = 140 Ω. Vergewissern Sie sich, dass die Lichtausgabe bei 5mA für Ihre Anwendung ausreichend ist.

F: Warum gibt es zwei gemeinsame Anodenpins (3 und 8)?

A: Sie sind intern verbunden. Dies ermöglicht Flexibilität beim PCB-Layout und hilft, den Gesamtanodenstrom (die Summe der Ströme aller beleuchteten Segmente) auf zwei Pins zu verteilen, was die Stromdichte pro Pin reduziert und die Zuverlässigkeit verbessert.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (639nm) und dominanter Wellenlänge (631nm)?

A: Die Spitzenwellenlänge ist die Stelle, an der die optische Leistungsabgabe physikalisch am höchsten ist. Die dominante Wellenlänge ist die einzelne Wellenlänge, die beim menschlichen Auge den gleichen Farbeindruck erzeugen würde, berechnet aus dem vollen Spektrum. Die Empfindlichkeit des menschlichen Auges beeinflusst diese Berechnung, wodurch die Werte abweichen.

F: Wie aktiviere ich den Dezimalpunkt?

A: Der Dezimalpunkt ist eine separate LED mit eigener Kathode an Pin 5. Um ihn zu beleuchten, schließen Sie die gemeinsamen Anoden an V+ an und ziehen Sie Pin 5 auf Masse (über einen strombegrenzenden Widerstand, gemeinsam mit den Segmenten oder separat).

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

  1. Szenario: Entwurf eines einfachen batteriebetriebenen Digitalthermometers.Bauteilauswahl:
  2. Die LTS-2801AJR wird für ihren Niedrigstrombetrieb gewählt, um die Batterielebensdauer zu maximieren. Ein Mikrocontroller mit mindestens 8 I/O-Pins wird ausgewählt (7 für Segmente, 1 für die gemeinsame Anodensteuerung).Schaltungsentwurf:
  3. Die gemeinsamen Anodenpins (3 & 8) werden miteinander verbunden und dann über einen PNP-Transistor (um den kombinierten Segmentstrom zu bewältigen, wenn alle an sind) an einen GPIO-Pin des Mikrocontrollers angeschlossen. Jede Segmentkathode (Pins 1,2,4,5,6,7,9,10) wird an einen separaten Mikrocontroller-GPIO-Pin angeschlossen. Ein strombegrenzender Widerstand wird zwischen die positive Versorgungsleitung des Mikrocontrollers und den Emitter des PNP-Transistors platziert (oder in Reihe zu jeder Kathode bei direkter Ansteuerung). Der Wert wird für eine gewünschte Helligkeit bei z.B. 2mA pro Segment berechnet.Software:
  4. Der Mikrocontroller liest den Temperatursensor, wandelt den Wert in eine Dezimalzahl um und sucht die entsprechenden Segmentmuster in einer Tabelle (z.B. eine "7-Segment-Schrift"-Tabelle). Anschließend zieht er die entsprechenden Kathodenpins auf "low", während er den gemeinsamen Anodensteuerpin auf "high" setzt, um die Ziffer anzuzeigen.Ergebnis:

Eine klare, gut lesbare Temperaturanzeige mit minimalem Stromverbrauch, geeignet für ein tragbares Gerät.

11. Einführung in das Technologieprinzip

Die Kerntechnologie ist die AlInGaP-LED. Licht wird durch einen Prozess namens Elektrolumineszenz erzeugt. Wenn eine Durchlassspannung an den Halbleiter-PN-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem N-Typ-Material mit Löchern aus dem P-Typ-Material im aktiven Bereich. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Lichtteilchen) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt, die durch präzise Kontrolle der Verhältnisse von Aluminium, Indium, Gallium und Phosphid während des Kristallwachstums eingestellt wird. Das transparente GaAs-Substrat ermöglicht im Vergleich zu absorbierenden Substraten, dass mehr des erzeugten Lichts aus dem Chip austritt, was den gesamten externen Wirkungsgrad erhöht. Das Licht dieser winzigen Chips wird dann durch das Kunststoffgehäuse geformt und gelenkt, um das erkennbare 7-Segment-Muster zu bilden.

12. Branchentrends und Entwicklungen

Für raue Umgebungen verbessern Entwicklungen in der Gehäusedichtung und bei Materialien die Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, Chemikalien und extreme Temperaturen.

LED-Spezifikations-Terminologie

Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe

Photoelektrische Leistung

Begriff Einheit/Darstellung Einfache Erklärung Warum wichtig
Lichtausbeute lm/W (Lumen pro Watt) Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter. Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten.
Lichtstrom lm (Lumen) Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt. Bestimmt, ob das Licht hell genug ist.
Betrachtungswinkel ° (Grad), z.B. 120° Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite. Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit.
Farbtemperatur K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl. Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien.
Farbwiedergabeindex Einheitenlos, 0–100 Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut. Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet.
Farborttoleranz MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt" Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe. Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs.
Dominante Wellenlänge nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot) Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht. Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs.
Spektralverteilung Wellenlänge vs. Intensitätskurve Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen. Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität.

Elektrische Parameter

Begriff Symbol Einfache Erklärung Design-Überlegungen
Flussspannung Vf Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle". Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs.
Flussstrom If Stromwert für normalen LED-Betrieb. Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer.
Max. Pulsstrom Ifp Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet. Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden.
Sperrspannung Vr Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen. Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten.
Wärmewiderstand Rth (°C/W) Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser. Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung.
ESD-Immunität V (HBM), z.B. 1000V Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig. In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs.

Wärmemanagement & Zuverlässigkeit

Begriff Schlüsselmetrik Einfache Erklärung Auswirkung
Sperrschichttemperatur Tj (°C) Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip. Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung.
Lichtstromrückgang L70 / L80 (Stunden) Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt. Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED.
Lichtstromerhaltung % (z.B. 70%) Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit. Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten.
Farbverschiebung Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse Grad der Farbänderung während der Verwendung. Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen.
Thermisches Altern Materialabbau Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur. Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen.

Verpackung & Materialien

Begriff Gängige Typen Einfache Erklärung Merkmale & Anwendungen
Gehäusetyp EMC, PPA, Keramik Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle. EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer.
Chip-Struktur Front, Flip-Chip Chip-Elektrodenanordnung. Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung.
Phosphorbeschichtung YAG, Silikat, Nitrid Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß. Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI.
Linse/Optik Flach, Mikrolinse, TIR Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert. Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve.

Qualitätskontrolle & Binning

Begriff Binning-Inhalt Einfache Erklärung Zweck
Lichtstrom-Bin Code z.B. 2G, 2H Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte. Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge.
Spannungs-Bin Code z.B. 6W, 6X Nach Flussspannungsbereich gruppiert. Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz.
Farb-Bin 5-Schritt MacAdam-Ellipse Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich. Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte.
CCT-Bin 2700K, 3000K usw. Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich. Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen.

Prüfung & Zertifizierung

Begriff Standard/Test Einfache Erklärung Bedeutung
LM-80 Lichtstromerhaltungstest Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall. Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet.
TM-21 Lebensdauerschätzstandard Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten. Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage.
IESNA Beleuchtungstechnische Gesellschaft Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab. Industrieanerkannte Testbasis.
RoHS / REACH Umweltzertifizierung Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind. Marktzugangsvoraussetzung international.
ENERGY STAR / DLC Energieeffizienzzertifizierung Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte. Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit.