دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTP-3786JD-03 - ارتفاع رقم 0.54 اینچ - هایپر رد - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTP-3786JD-03 یک نمایشگر الفبایی-عددی دو رقمی با 14 سگمنت است که برای کاربردهای نیازمند نمایش واضح کاراکترها طراحی شده است. ارتفاع رقم آن 0.54 اینچ (13.8 میلی‌متر) است که آن را برای نمایشگرهای با اندازه متوسط در تجهیزات الکترونیکی مختلف مناسب می‌سازد. این دستگاه از چیپ‌های LED هایپر رد AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) ساخته شده بر روی بستر GaAs استفاده می‌کند که خروجی طیفی خاصی ارائه می‌دهد. نمایشگر دارای صفحه‌ای به رنگ خاکستری روشن با سگمنت‌های سفید است که کنتراست و خوانایی را افزایش می‌دهد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• ظاهر کاراکتر:سگمنت‌های پیوسته و یکنواخت، تعریف و ظاهر عالی کاراکتر را تضمین می‌کنند.
• عملکرد نوری:روشنایی بالا و نسبت کنتراست بالا، قابلیت مشاهده در شرایط نوری مختلف را تضمین می‌کند.
• زاویه دید:زاویه دید گسترده امکان خواندن نمایشگر از موقعیت‌های مختلف را فراهم می‌آورد.
• بازدهی توان:نیاز به توان پایین، که مشخصه فناوری LED است.
• قابلیت اطمینان:ساختار حالت جامد، عمر عملیاتی طولانی و مقاومت در برابر ضربه و لرزش را ارائه می‌دهد.
• یکنواختی:دستگاه‌ها بر اساس شدت نور (BIN) دسته‌بندی می‌شوند که به دستیابی به روشنایی یکنواخت در بین چندین واحد در یک مجموعه کمک می‌کند.

1.2 کاربردهای هدف

این نمایشگر برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی در نظر گرفته شده است. این شامل، اما نه محدود به، تجهیزات اتوماسیون اداری، دستگاه‌های ارتباطی، لوازم خانگی، پنل‌های ابزار دقیق و الکترونیک مصرفی می‌شود که در آن‌ها به نمایشگرهای عددی واضح و الفبایی محدود نیاز است.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد باید در محدوده این مقادیر حفظ شود.

• اتلاف توان هر چیپ:70 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک هر چیپ:90 میلی‌آمپر (در شرایط پالسی: چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته هر چیپ:25 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد. ضریب کاهش 0.33 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد برای دماهای بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد اعمال می‌شود.
• ولتاژ معکوس هر چیپ:5 ولت
• محدوده دمای کار و ذخیره‌سازی:35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• شرایط لحیم‌کاری:260 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه، با فاصله نقطه لحیم حداقل 1/16 اینچ (≈1.6 میلی‌متر) از صفحه نشیمن دستگاه.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری (دمای محیط=25°C)

این‌ها پارامترهای عملکرد معمول تحت شرایط تست مشخص شده هستند.

• شدت نور متوسط (I_V):200-520 میکروکاندلا در جریان مستقیم (I_F) 1 میلی‌آمپر. اندازه‌گیری با فیلتری که منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را تقریب می‌زند.
• طول موج تابش پیک (λ_p):650 نانومتر در I_F=20 میلی‌آمپر.
• طول موج غالب (λ_d):639 نانومتر در I_F=20 میلی‌آمپر، با تلرانس ±1 نانومتر. این رنگ درک شده را تعریف می‌کند.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):20 نانومتر در I_F=20 میلی‌آمپر، که نشان‌دهنده خلوص طیفی است.
• ولتاژ مستقیم هر سگمنت (V_F):2.1 ولت تا 2.6 ولت در I_F=20 میلی‌آمپر. تلرانس ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس هر سگمنت (I_R):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت.
• نسبت تطابق شدت نور (I_V-m):حداکثر نسبت 2:1 بین سگمنت‌ها در I_F=1 میلی‌آمپر، که یکنواختی روشنایی را تضمین می‌کند.
• نشت نوری (Crosstalk):≤ 2.5%، که روشنایی ناخواسته سگمنت‌های غیرفعال را به حداقل می‌رساند.

3. اطلاعات مکانیکی و پکیج

3.1 ابعاد پکیج

نمایشگر در یک پکیج استاندارد دو رقمی با 18 پایه ارائه می‌شود. نکات کلیدی ابعادی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) هستند.
• تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
• تلرانس جابجایی نوک پایه ±0.4 میلی‌متر است.
• قطر سوراخ PCB توصیه شده برای پایه‌ها 1.0 میلی‌متر است.
• معیارهای کیفیت برای مواد خارجی (≤10 میل)، آلودگی جوهر (≤20 میل)، حباب در سگمنت‌ها (≤10 میل) و خمش رفلکتور (≤1% طول) تعریف شده‌اند.

3.2 پیکربندی پایه‌ها و مدار داخلی

دستگاه دارای پیکربندیآند مشترکاست. دو پایه آند مشترک وجود دارد: یکی برای کاراکتر 1 (پایه 16) و یکی برای کاراکتر 2 (پایه 11). تمامی پایه‌های دیگر (به جز پایه 3 که بدون اتصال است) کاتد برای سگمنت‌های فردی هستند (A تا P، و D.P. برای نقطه اعشار). نمودار مدار داخلی، چیپ‌های LED مستقل برای هر سگمنت را نشان می‌دهد که به آندهای مشترک مربوطه خود متصل شده‌اند. این ساختار امکان مالتی‌پلکس کردن برای راه‌اندازی دو رقم را فراهم می‌آورد.

4. دستورالعمل‌ها و احتیاط‌های کاربردی

4.1 ملاحظات طراحی و استفاده

• محدوده کاربرد:مناسب برای تجهیزات الکترونیکی معمولی. بدون مشورت قبلی، برای کاربردهای حیاتی از نظر ایمنی (هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی و غیره) توصیه نمی‌شود.
• طراحی مدار درایو:
  • درایو جریان ثابت:به شدت توصیه می‌شود تا شدت نور و رنگ یکنواخت حفظ شود.
  • محدوده ولتاژ:مدار باید کل محدوده V_F (2.1V-2.6V) را در نظر بگیرد تا اطمینان حاصل شود که جریان مورد نظر تحت همه شرایط تأمین می‌شود.
  • محافظت:مدار باید در برابر ولتاژهای معکوس و اسپایک‌های ولتاژ گذرا در حین روشن/خاموش شدن منبع تغذیه محافظت کند.
  • مدیریت حرارتی:جریان عملیاتی باید بر اساس حداکثر دمای محیط کاهش یابد تا از تخریب نوری یا خرابی جلوگیری شود.
• اجتناب از بایاس معکوس:می‌تواند باعث مهاجرت فلز شود که منجر به افزایش جریان نشتی یا اتصال کوتاه می‌شود.
• محیطی:از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب اجتناب کنید تا از تشکیل میعان روی نمایشگر جلوگیری شود.
• جابجایی مکانیکی:در حین مونتاژ، نیروی غیرعادی به بدنه نمایشگر وارد نکنید.
• برای نمایشگرهای چندتایی:از نمایشگرهای متعلق به یک دسته شدت نور (BIN) استفاده کنید تا از روشنایی ناهموار (رنگ) در یک مجموعه جلوگیری شود.

4.2 شرایط نگهداری و جابجایی

• نگهداری استاندارد (در بسته‌بندی اصلی):دما: 5 درجه سانتی‌گراد تا 30 درجه سانتی‌گراد. رطوبت: زیر 60% RH. نگهداری طولانی‌مدت خارج از این شرایط می‌تواند منجر به اکسیداسیون پایه‌ها شود.
• نگهداری پس از باز کردن (برای انواع SMD، به عنوان مرجع):اگر کیسه رطوبت‌گیر باز شود، دستگاه باید در عرض 168 ساعت (سطح MSL 3) تحت شرایط دمایی/رطوبتی یکسان استفاده شود.
• پخت (Baking):اگر یک بسته غیرمهر و موم شده بیش از 6 ماه نگهداری شده است، پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 48 ساعت قبل از مونتاژ توصیه می‌شود که باید در عرض یک هفته تکمیل شود.

5. منحنی‌های عملکرد و تحلیل مشخصات

دیتاشیت به منحنی‌های عملکرد معمول اشاره می‌کند (اگرچه در متن ارائه شده نمایش داده نشده‌اند). این منحنی‌ها برای طراحی حیاتی هستند و معمولاً شامل موارد زیر می‌شوند:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه غیرخطی را نشان می‌دهد که برای انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان یا طراحی درایورهای جریان ثابت ضروری است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد و به کالیبراسیون روشنایی و تحلیل بازدهی کمک می‌کند.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان می‌دهد که برای طراحی حرارتی در محیط‌های با دمای بالا حیاتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که طول موج‌های غالب و پیک و نیم‌عرض طیفی را تأیید می‌کند.

طراحان باید برای درک کمی این روابط در شرایط عملیاتی خاص خود، به نمودارهای کامل دیتاشیت مراجعه کنند.

6. مقایسه و تمایز فنی

LTP-3786JD-03 از چند جنبه کلیدی خود را متمایز می‌کند:

• فناوری چیپ:از چیپ‌های هایپر رد AlInGaP استفاده می‌کند که عموماً بازدهی بالاتر و پایداری دمایی بهتری نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر GaAsP یا GaP برای رنگ‌های قرمز/نارنجی ارائه می‌دهند.
• طراحی نوری:صفحه خاکستری روشن با سگمنت‌های سفید برای کنتراست بالا طراحی شده است که خوانایی را در مقایسه با نمایشگرهای دارای صفحه سیاه یا سگمنت‌های پخش‌شده بهبود می‌بخشد.
• کنترل کیفیت:تعیین تلرانس‌های دقیق برای عیوب سگمنت (حباب، آلودگی) و دسته‌بندی برای شدت نور (BINning) نشان‌دهنده تمرکز بر یکنواختی نوری و کیفیت است.
• پکیج:طراحی 18 پایه‌ای ترو-هول با آندهای مشترک جداگانه برای هر رقم، انعطاف‌پذیری در مدارهای درایو مالتی‌پلکس را فراهم می‌آورد.

7. پرسش‌های متداول (FAQs)

7.1 چگونه این نمایشگر را راه‌اندازی کنم؟

از تکنیک مالتی‌پلکسینگ استفاده کنید. به صورت متوالی یک آند مشترک (رقم) را در هر لحظه فعال کنید و در عین حال الگوی کاتد صحیح را برای سگمنت‌های مورد نظر روی آن رقم اعمال کنید. چرخه باید به اندازه کافی سریع باشد تا از سوسو زدن جلوگیری شود (معمولاً >60 هرتز). استفاده از یک درایور جریان ثابت برای هر سگمنت یا یک منبع تغذیه با محدودیت جریان توصیه می‌شود.

7.2 هدف کد BIN شدت نور چیست؟

کد BIN نمایشگرها را بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده آن‌ها در یک جریان تست استاندارد گروه‌بندی می‌کند. استفاده از نمایشگرهای متعلق به یک BIN در یک کاربرد چند واحدی، روشنایی یکنواخت در بین تمام ارقام را تضمین می‌کند و از ظاهر ناهموار جلوگیری می‌کند.

7.3 آیا می‌توانم از یک مقاومت ساده برای محدود کردن جریان استفاده کنم؟

بله، برای کاربردهای ساده. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_Fمحاسبه کنید. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.6V) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که حداقل جریان در بدترین شرایط تأمین می‌شود. با این حال، برای بهترین یکنواختی در بین سگمنت‌ها و دماهای مختلف، یک مدار جریان ثابت برتر است.

7.4 چرا محافظت در برابر ولتاژ معکوس مهم است؟

اعمال بایاس معکوس فراتر از حداکثر مقدار مجاز مطلق (5V) می‌تواند باعث آسیب فوری شود. حتی ولتاژهای معکوس کوچکتر، اگر پایدار یا تکراری باشند (مثلاً از kickback القایی در یک مدار)، می‌توانند به مرور زمان از طریق الکترومایگریشن LED را تخریب کنند و منجر به افزایش نشتی یا خرابی شوند.

8. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک شمارنده ساده دو رقمی.

1. رابط میکروکنترلر:دو پایه آند مشترک (11، 16) را به دو پایه GPIO که به عنوان خروجی‌های منبع جریان پیکربندی شده‌اند، متصل کنید. 16 پایه کاتد سگمنت را به پایه‌های GPIO که به عنوان خروجی‌های سینک جریان پیکربندی شده‌اند، احتمالاً از طریق ترانزیستورها یا یک IC درایور برای جریان بالاتر، متصل کنید.
2. محدود کردن جریان:سینک‌های جریان ثابت را برای هر خط کاتد پیاده‌سازی کنید، آن را روی 10-15 میلی‌آمپر برای تعادل خوب بین روشنایی و طول عمر تنظیم کنید و به خوبی زیر ریتینگ پیوسته 25 میلی‌آمپر باقی بمانید.
3. نرم‌افزار:یک جدول جستجو ایجاد کنید که اعداد 0-9 را به الگوهای سگمنت مناسب (A-G) نگاشت می‌کند. در حلقه اصلی، رقم 1 را فعال کنید، الگوی مرتبط با جایگاه دهگان را خروجی دهید، 1-5 میلی‌ثانیه صبر کنید، رقم 1 را غیرفعال کنید، رقم 2 را فعال کنید، الگوی مرتبط با جایگاه یکان را خروجی دهید، 1-5 میلی‌ثانیه صبر کنید و تکرار کنید. این کار یک نمایش پایدار و بدون سوسو ایجاد می‌کند.
4. ملاحظه حرارتی:اگر محفظه ممکن است داغ شود (مثلاً >50°C)، با استفاده از ضریب کاهش (0.33 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد بالاتر از 25°C)، جریان درایو را کمی کاهش دهید تا قابلیت اطمینان تضمین شود.

9. اصل عملکرد و روندهای فناوری

9.1 اصل عملکرد پایه

یک LED یک دیود نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از گپ انرژی آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال (لایه AlInGaP در این مورد) بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گپ و در نتیجه طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند که برای این دستگاه در طیف هایپر-رد است. طرح‌بندی 14 سگمنتی امکان تشکیل ارقام و مجموعه محدودی از کاراکترهای الفبایی را با روشن کردن انتخابی ترکیبی از سگمنت‌ها فراهم می‌آورد.

9.2 روندهای صنعت

در حالی که نمایشگرهای ترو-هول مانند LTP-3786JD-03 برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر و برخی کاربردهای صنعتی همچنان مرتبط هستند، روند کلی در فناوری نمایشگرها به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای مونتاژ خودکار و مینیاتوری‌سازی است. علاوه بر این، تلاش مداومی برای دستیابی به بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات) وجود دارد که برای LEDهای قرمز شامل بهینه‌سازی ساختار اپیتاکسیال AlInGaP و بهبود استخراج نور از چیپ است. برای نمایشگرهای الفبایی-عددی، پنل‌های ماتریس نقطه‌ای به طور فزاینده‌ای رایج هستند زیرا قابلیت کامل الفبایی و گرافیکی را ارائه می‌دهند، اگرچه نمایشگرهای سگمنتی مزایای خود را در هزینه، سادگی و وضوح برای نمایشگرهای عددی اختصاصی حفظ می‌کنند.