دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTD-322JG - ارتفاع رقم 0.3 اینچ - رنگ سبز (571 نانومتر) - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTD-322JG یک قطعه نمایشگر عددی با عملکرد بالا و حالت جامد است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیاز به نمایش واضح، روشن و قابل اعتماد اعداد دارند. عملکرد اصلی آن نمایش بصری داده‌های عددی، معمولاً ارقام 0 تا 9، با استفاده از پیکربندی هفت قسمتی است. فناوری هسته آن بر پایه ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است که به طور خاص برای تابش نور با بازدهی بالا در طیف زرد-سبز مهندسی شده است. این دستگاه در دسته نمایشگرهای دوگانه با کاتد مشترک طبقه‌بندی می‌شود، به این معنی که شامل دو عنصر رقم مستقل در یک پکیج واحد است که هر کدام یک نقطه اتصال کاتد مشترک دارند. این طراحی، مداربندی را برای کاربردهای مالتی‌پلکس ساده می‌کند.

این نمایشگر دارای صفحه‌ای مشکی با بخش‌های سفید است، انتخابی طراحی که به طور قابل توجهی کنتراست و خوانایی را تحت شرایط نوری مختلف، حتی در محیط‌های پرنور، افزایش می‌دهد. ارتفاع رقم 0.3 اینچ (7.62 میلی‌متر) تعادلی بین خوانایی آسان از فاصله مناسب و حفظ اندازه فشرده مناسب برای ادغام در مجموعه‌های الکترونیکی با محدودیت فضا مانند تجهیزات آزمایشگاهی، پنل‌های کنترل صنعتی، ابزار دقیق، لوازم خانگی و پایانه‌های فروش ایجاد می‌کند.

2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات نوری

عملکرد نوری توسط چندین پارامتر کلیدی که تحت شرایط آزمایش استاندارد اندازه‌گیری شده‌اند، تعریف می‌شود.شدت نور متوسط (Iv)با مقدار معمول 800 میکروکاندلا در جریان مستقیم (IF) برابر با 1 میلی‌آمپر مشخص شده است. این پارامتر نشان‌دهنده روشنایی درک‌شده بخش‌های روشن توسط چشم انسان است. محدوده وسیع (حداقل: 320 میکروکاندلا، معمول: 800 میکروکاندلا) نشان‌دهنده سیستم باینینگ برای شدت است که در تولید LED برای گروه‌بندی دستگاه‌ها با خروجی مشابه رایج است.

Theطول موج تابش اوج (λp)571 نانومتر (nm) وطول موج غالب (λd)572 نانومتر است که هر دو در IF=20mA اندازه‌گیری شده‌اند. این مقادیر نور ساطع شده را به طور قطعی در ناحیه رنگ سبز قرار می‌دهند.عرض نیمه خط طیفی (Δλ)15 نانومتر است که خلوص طیفی یا گستردگی طول‌موج‌های ساطع شده را توصیف می‌کند؛ عرض نیمه باریک‌تر نشان‌دهنده رنگ سبز تک‌رنگ و خالص‌تر است.نسبت تطابق شدت نورحداکثر 2:1 مشخص شده است. این یک پارامتر حیاتی برای نمایشگرهای چند رقمی یا چند قسمتی است که تضمین می‌کند تغییرات روشنایی بین بخش‌ها یا ارقام مختلف از نسبت 2 به 1 تجاوز نکند و ظاهر بصری یکنواختی را تضمین می‌کند.

2.2 پارامترهای الکتریکی

مشخصات الکتریکی محدودیت‌ها و شرایط عملیاتی دستگاه را تعریف می‌کنند.حداکثر رتبه‌بندی مطلقمرزهای عملیات ایمن را تعیین می‌کند.جریان مستقیم پیوسته هر بخشدر دمای 25 درجه سانتی‌گراد 25 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است، با ضریب کاهش 0.33 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد. این بدان معناست که حداکثر جریان پیوسته مجاز با افزایش دمای محیط (Ta) بالای 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود. برای عملیات پالسی،جریان مستقیم اوج60 میلی‌آمپر تحت چرخه وظیفه 1/10 با عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است که برای طرح‌های مالتی‌پلکس برای دستیابی به روشنایی اوج بالاتر مفید است.

Theولتاژ مستقیم هر بخش (VF)دارای مقدار معمول 2.6 ولت در IF=20mA است (حداکثر: 2.6V، حداقل: 2.05V). این افت ولتاژ در سراسر LED هنگامی است که جریان را هدایت می‌کند و برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است.ولتاژ معکوس (VR)5 ولت درجه‌بندی شده است که نشان‌دهنده حداکثر ولتاژی است که می‌توان در جهت بایاس معکوس اعمال کرد بدون اینکه باعث شکست شود.جریان معکوس (IR)یک پارامتر نشتی است که حداکثر 100 میکروآمپر در VR=5V مشخص شده است.

2.3 مشخصات حرارتی

دستگاه برای یکمحدوده دمای عملیاتیاز 35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد و یکمحدوده دمای ذخیره‌سازییکسان درجه‌بندی شده است. این محدوده وسیع، عملیات قابل اعتماد را در شرایط محیطی سخت، از فریزرهای صنعتی تا محفظه‌های موتور داغ تضمین می‌کند.اتلاف توان هر بخش70 میلی‌وات است که همراه با ولتاژ و جریان مستقیم، بار حرارتی را تعیین می‌کند.دمای لحیم‌کاریمشخص شده حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 3 ثانیه است که در فاصله 1.6 میلی‌متری زیر صفحه نشیمن اندازه‌گیری می‌شود. این یک پارامتر حیاتی برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا ریفلو است تا از آسیب به تراشه‌های LED یا پکیج اپوکسی جلوگیری شود.

3. توضیح سیستم باینینگ

در حالی که دیتاشیت به صراحت یک ماتریس باینینگ پیچیده را شرح نمی‌دهد، محدوده‌های مشخصات برای پارامترهای کلیدی نشان‌دهنده یک فرآیند دسته‌بندی است. باینینگ اولیه احتمالاً برایشدت نوراست، همانطور که در ویژگی‌ها ذکر شده است (\"دسته‌بندی شده برای شدت نور\"). دستگاه‌ها بر اساس Iv اندازه‌گیری شده در 1 میلی‌آمپر آزمایش و در سطل‌ها مرتب می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که مشتریان نمایشگرهایی با سطوح روشنایی یکنواخت دریافت می‌کنند. همچنین ممکن است باینینگ ولتاژ ضمنی وجود داشته باشد، زیرا ولتاژ مستقیم دارای یک محدوده مشخص (2.05V تا 2.6V) است. برای کاربردهای بحرانی از نظر رنگ، مشخصات دقیق طول موج اوج/غالب (571-572 نانومتر) به عنوان یک سیستم تک سطل دوفاکتو برای رنگ عمل می‌کند و تضمین می‌کند که رنگ سبز در تمام واحدها یکنواخت باشد.

4. تحلیل منحنی عملکرد

دیتاشیت بهمنحنی‌های مشخصه الکتریکی / نوری معمولارجاع می‌دهد. اگرچه منحنی‌های خاص در متن ارائه نشده‌اند، اما منحنی‌های استاندارد LED را می‌توان استنباط کرد و برای طراحی حیاتی هستند.منحنی جریان در مقابل ولتاژ (I-V)رابطه نمایی را نشان می‌دهد و ولتاژ روشن شدن (~2V) و ناحیه عملیاتی را برجسته می‌کند.منحنی شدت نور در مقابل جریان مستقیم (Iv-IF)معمولاً در یک محدوده خطی است و نشان می‌دهد که روشنایی چگونه با جریان افزایش می‌یابد. درک این رابطه کلیدی برای راه‌اندازی LED در سطح روشنایی مورد نظر در حالی که در محدوده توان باقی می‌ماند، است.منحنی شدت نور در مقابل دمای محیط (Iv-Ta)کاهش خروجی را با افزایش دما نشان می‌دهد که برای طراحی سیستم‌هایی که به طور یکنواخت در محدوده دمای مشخص شده کار می‌کنند حیاتی است.منحنی توزیع طیفیبه صورت بصری طول موج اوج و عرض نیمه طیفی را نشان می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

دستگاه در یک پکیج استاندارد نمایشگر LED عرضه می‌شود.ابعاد پکیجترسیم شده است که تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر و تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر ارائه شده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این نقشه برای طراحی فوت‌پرینت PCB ضروری است و اطمینان از قرارگیری صحیح سوراخ، اندازه پد و فاصله قطعات را تضمین می‌کند.جدول اتصال پینتعریف رابط حیاتی را ارائه می‌دهد. این یک پیکربندی 10 پین است: پین 5 کاتد مشترک برای رقم 2، پین 10 کاتد مشترک برای رقم 1 و پین‌های 1، 3، 4، 6، 7، 8 و 9 به ترتیب آندهای بخش‌های G، A، F، D، E، C و B هستند. پین 2 به عنوان \"بدون پین\" ذکر شده است که نشان‌دهنده یک نگهدارنده مکانیکی یا پین غیرمتصل است.نمودار مدار داخلیبه صورت بصری معماری کاتد مشترک و دوگانه را تأیید می‌کند و نشان می‌دهد که چگونه بخش‌های متناظر دو رقم (مثلاً بخش \"A\" رقم 1 و رقم 2) به طور داخلی به یک پین آند واحد متصل شده‌اند که برای نمایشگرهای مالتی‌پلکس استاندارد است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

پایبندی به حد مشخص شدهدمای لحیم‌کاری(حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه) بسیار مهم است. این معمولاً برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی اعمال می‌شود. برای لحیم‌کاری ریفلو، باید از پروفیل استاندارد بدون سرب با حداکثر دمای اوج که از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز نکند استفاده کرد و اطمینان حاصل کرد که زمان بالای نقطه ذوب کنترل شده است. قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض دمای بالا می‌تواند باعث شکست اتصال سیم داخلی، ترک خوردگی اپوکسی یا تخریب خواص نوری تراشه LED شود. توصیه می‌شود از اعمال تنش مکانیکی روی پین‌ها در هنگام نصب اجتناب شود. دستگاه باید تا زمان استفاده در کیسه رطوبت‌گیر اصلی خود نگهداری شود تا از جذب رطوبت جلوگیری شود که می‌تواند در حین لحیم‌کاری باعث \"پاپ کورن شدن\" شود.

7. پیشنهادات کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

این نمایشگر برای هر کاربرد نیازمند نمایش عددی فشرده، روشن و قابل اعتماد ایده‌آل است. کاربردهای رایج شامل: مولتی‌مترهای دیجیتال و تجهیزات آزمایشگاهی، کنترلرها و تایمرهای فرآیند صنعتی، نمایشگرهای دستگاه‌های پزشکی، نشانگرهای داشبورد خودرو (برای اطلاعات غیرحیاتی)، لوازم خانگی (اجاق‌ها، مایکروویو، ماشین‌های لباسشویی) و تجهیزات تجاری مانند صندوق‌های فروش یا ترازوها می‌شود.

7.2 ملاحظات طراحی

محدود کردن جریان:LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. باید از یک مقاومت محدودکننده جریان سری برای هر آند استفاده شود یا یک مدار درایور جریان ثابت پیاده‌سازی شود. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF ولتاژ مستقیم (از مقدار حداکثر برای محاسبه جریان در بدترین حالت استفاده کنید) و IF جریان مستقیم مورد نظر است.

مالتی‌پلکسینگ:طراحی دوگانه با کاتد مشترک برای عملیات مالتی‌پلکس در نظر گرفته شده است. با فعال کردن متوالی یک کاتد (رقم) در یک زمان و ارائه داده بخش برای آن رقم روی خطوط آند، می‌توان چندین رقم را با تعداد کاهش یافته پین‌های I/O از یک میکروکنترلر کنترل کرد. رتبه‌بندی جریان اوج اجازه می‌دهد تا جریان‌های پالسی بالاتری برای جبران چرخه وظیفه کاهش یافته استفاده شود و روشنایی درک شده حفظ شود.

زاویه دید:ویژگی زاویه دید وسیع اطمینان می‌دهد که نمایشگر از موقعیت‌های مختلف قابل خواندن باقی بماند که برای دستگاه‌های نصب شده روی پنل مهم است.

8. مقایسه فنی

متمایزکننده اصلی LTD-322JG استفاده از فناوریAlInGaPبرای تابش سبز است. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند فسفید گالیم (GaP)، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به روشنایی بیشتر برای همان جریان درایو می‌شود. طراحی صفحه مشکی/بخش سفید کنتراست برتری نسبت به نمایشگرهای با صفحه پخش یا خاکستری ارائه می‌دهد. ارتفاع رقم 0.3 اینچ یک اندازه استاندارد است، اما ترکیب خاص آن از روشنایی بالا، کنتراست و بازده AlInGaP ممکن است مزیتی نسبت به نمایشگرهای با اندازه مشابه که از مواد نیمه‌هادی کمتر پیشرفته استفاده می‌کنند، ارائه دهد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: هدف از اتصال \"بدون پین\" چیست؟

پ: پین 2 به صورت فیزیکی وجود دارد اما از نظر الکتریکی قطع شده است. احتمالاً به عنوان یک کلید مکانیکی برای اطمینان از جهت‌گیری صحیح در هنگام نصب خودکار یا برای ارائه تقارن ساختاری عمل می‌کند.

س: چگونه به سطوح روشنایی مختلف دست یابم؟

پ: روشنایی عمدتاً توسط جریان مستقیم (IF) کنترل می‌شود. می‌توانید مقدار مقاومت محدودکننده جریان را تنظیم کنید یا از یک سیگنال PWM (مدولاسیون عرض پالس) روی آند یا کاتد استفاده کنید. PWM بسیار مؤثر است زیرا رابطه بهینه ولتاژ/جریان مستقیم را حفظ می‌کند در حالی که چرخه وظیفه را مدوله می‌کند.

س: آیا می‌توانم دو کاتد مشترک را به هم وصل کنم؟

پ: خیر، آن‌ها باید به طور جداگانه برای مالتی‌پلکس صحیح کنترل شوند. اتصال آن‌ها به یکدیگر باعث می‌شود هر دو رقم به طور همزمان الگوی بخش یکسانی را نمایش دهند که هدف نمایشگر دوگانه را نقض می‌کند.

س: نسبت تطابق شدت نور 2:1 برای طراحی من چه معنایی دارد؟

پ: این تضمین می‌کند که تمام بخش‌های داخل یک دستگاه روشنایی نسبتاً یکنواختی خواهند داشت. شما نیازی به طراحی تنظیمات جریان جداگانه برای هر بخش برای جبران تغییرات ذاتی بزرگ ندارید.

10. مورد عملی طراحی و استفاده

طراحی یک شمارنده ساده دو رقمی با استفاده از یک میکروکنترلر را در نظر بگیرید. میکروکنترلر دارای 7 پین I/O متصل به آندهای بخش (A-G) و 2 پین I/O متصل به کاتدهای رقم (از طریق ترانزیستورهای NPN یا MOSFET برای سینک جریان) خواهد بود. فریم‌ور یک روال مالتی‌پلکس را پیاده‌سازی می‌کند: ترانزیستور برای رقم 1 را روشن کنید، الگوی بخش برای رقم اول را روی پین‌های آند خروجی دهید، یک وقفه کوتاه صبر کنید (مثلاً 5ms)، سپس رقم 1 را خاموش کنید، رقم 2 را روشن کنید، الگوی رقم دوم را خروجی دهید و تکرار کنید. جریان هر بخش توسط یک مقاومت محدودکننده جریان روی خط آند مشترک (اگر از منبع مثبت مشترک استفاده می‌شود) یا مقاومت‌های جداگانه روی هر پین میکروکنترلر تنظیم می‌شود که بر اساس جریان متوسط مورد نظر و با در نظر گرفتن چرخه وظیفه 1/2 در این مثال دو رقمی محاسبه می‌شود.

11. معرفی اصل عملکرد

دستگاه بر اساس اصلالکترولومینسانسدر یک پیوند p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. ماده AlInGaP یک نیمه‌هادی با گاف نواری مستقیم است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از پتانسیل داخلی پیوند اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه n و حفره‌ها از ناحیه p به داخل پیوند تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص اتم‌های آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد. در این مورد، ترکیب برای ساطع کردن فوتون‌هایی با طول موج تقریباً 571-572 نانومتر تنظیم شده است که به عنوان نور سبز درک می‌شود. زیرلایه غیرشفاف GaAs به هدایت بیشتر نور تولید شده از بالای دستگاه کمک می‌کند و بازده خارجی را بهبود می‌بخشد.

12. روندهای توسعه

در زمینه LEDهای نشانگر و نمایشگر، روندهای جاری شامل موارد زیر است:افزایش بازده:بهبودهای مستمر در علم مواد (مانند ساختارهای اپیتاکسیال پیشرفته‌تر) برای استخراج نور بیشتر به ازای هر واحد توان ورودی الکتریکی.کوچک‌سازی:توسعه نمایشگرها با ارتفاع رقم کوچک‌تر یا چگالی پیکسل بالاتر برای دستگاه‌های قابل حمل.یکپارچه‌سازی:ترکیب نمایشگر LED با ICهای درایور و کنترلرها در راه‌حل‌های ماژول کامل‌تر برای ساده‌سازی طراحی کاربر نهایی.گسترش رنگ:در حالی که این یک دستگاه تک‌رنگ سبز است، روند گسترده‌ای به سمت ماتریس‌ها و نمایشگرهای LED تمام رنگی و آدرس‌پذیر وجود دارد. برای نمایشگرهای هفت قسمتی استاندارد، تمرکز همچنان بر قابلیت اطمینان، کاهش هزینه و دستیابی به روشنایی و نسبت کنتراست حتی بالاتر برای کاربردهای قابل خواندن در نور خورشید باقی می‌ماند.