LTD-5260JD 0.52-inch Hyper Red 7-Segment LED Display Datasheet - Digit Height 13.2mm - Forward Voltage 2.6V - Power 70mW - English Technical Documentation

1. مرور کلی محصول

LTD-5260JD یک ماژول نمایشگر LED 7-بخشی با ارتفاع رقم 0.52 اینچ (13.2 میلی‌متر) و عملکرد بالا است. این دستگاه برای کاربردهایی طراحی شده که نیاز به نمایش عددی واضح و روشن دارند. دستگاه از فناوری پیشرفته نیمه‌هادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) برای تراشه‌های نورافشان خود استفاده می‌کند که بر روی یک بستر غیرشفاف آرسنید گالیم (GaAs) ساخته شده‌اند. این ساختار به ویژگی‌های بصری کلیدی آن کمک می‌کند: صفحه‌نمایش خاکستری و نواحی بخش‌های سفید در حالت خاموش که کنتراست را هنگام روشن شدن بخش‌های قرمز افزایش می‌دهد.

این نمایشگر دارای پیکربندی کاتد مشترک است که یک طراحی استاندارد برای ساده‌سازی مدار درایو در کاربردهای چندرقمی می‌باشد. این نمایشگر شامل یک نقطه اعشار (D.P.) در سمت راست برای هر رقم است که امکان نمایش اعداد کسری را فراهم می‌کند. اهداف طراحی اصلی برای این قطعه، ظاهر عالی کاراکتر، روشنایی بالا، نسبت کنتراست بالا و زاویه دید گسترده است که همگی با نیازهای توان نسبتاً پایین معمول فناوری LED حالت جامد محقق شده‌اند.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی LTD-5260JD ناشی از فناوری LED قرمز فوق‌العاده AlInGaP آن است. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای قرمز استاندارد GaAsP (گالیم آرسنید فسفید)، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد. این امر به سطوح روشنایی بالاتر برای یک جریان مستقیم مشخص، یا مصرف توان کمتر برای سطح روشنایی مورد نیاز منجر می‌شود. عنوان "قرمز فوق‌العاده" نشان‌دهنده رنگ قرمز عمیق و اشباع‌شده با طول موج غالب معمولاً حدود 639 نانومتر است که برای چشم انسان بسیار قابل مشاهده است.

دستگاه بر اساس شدت نور دسته‌بندی می‌شود، به این معنی که واحدها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده‌شان دسته‌بندی یا مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا نمایشگرهایی با روشنایی یکنواخت در بین چندین واحد در یک محصول انتخاب کنند و ظاهری یکدست را تضمین نمایند. قابلیت اطمینان حالت جامد LEDها به معنای عدم وجود رشته‌های قابل سوختن، مقاومت در برابر لرزش و طول عمر عملیاتی بسیار طولانی، اغلب بیش از ۱۰۰,۰۰۰ ساعت است.

بازار هدف این نمایشگر شامل ابزار دقیق صنعتی، تجهیزات آزمون و اندازه‌گیری، سیستم‌های نقطه فروش، صفحه‌های نمایش خودرو (برای نمایشگرهای جانبی یا پس از فروش)، دستگاه‌های پزشکی و لوازم خانگی مصرفی است که نیاز به نمایش عددی واضح و قابل اطمینان دارند. اندازه رقم ۰.۵۲ اینچی آن، برای نصب روی پنل‌هایی مناسب است که محدودیت فضا وجود دارد اما خوانایی از فاصله متوسط ضروری است.

2. In-Depth Technical Parameter Analysis

دیتاشیت حاوی مشخصات کامل الکتریکی، نوری و حداکثر مقادیر مجاز است که برای طراحی مدار قابل اعتماد و تضمین طول عمر نمایشگر حیاتی هستند.

2.1 Absolute Maximum Ratings

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این‌ها شرایط برای عملکرد عادی نیستند.

• اتلاف توان به ازای هر چیپ: 70 mW. این حداکثر توانی است که می‌تواند به طور مداوم توسط یک بخش LED (چیپ) مجزا تلف شود بدون آن‌که باعث گرمای بیش از حد گردد.
• جریان مستقیم اوج به ازای هر چیپ: 90 میلی‌آمپر. این تنها تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است. برای طرح‌های مالتی‌پلکس یا دستیابی به دوره‌های کوتاه‌مدت روشنایی بالاتر مفید است.
• جریان مستقیم پیوسته به ازای هر چیپ: 25 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد. این مقدار نامی به صورت خطی با نرخ 0.33 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد، با افزایش دمای محیط (Ta) بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته تقریباً خواهد بود: 25 میلی‌آمپر - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 25 mA - 19.8 mA = 5.2 mA. این کاهش ظرفیت برای مدیریت حرارتی حیاتی است.
• Reverse Voltage per Chip: 5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند PN الئیدی شود.
• Operating & Storage Temperature Range: 35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. این دستگاه برای محدوده‌های دمایی صنعتی درجه‌بندی شده است.
• دمای لحیم‌کاری: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 3 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 1.6 میلی‌متری زیر صفحه نشیمن. این محدودیت‌های پروفیل لحیم‌کاری رفلو را تعریف می‌کند.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C) اندازه‌گیری شده و نمایانگر عملکرد معمول دستگاه هستند.

• Average Luminous Intensity (I_V): 320 (حداقل), 700 (معمول), میکروکاندلا در جریان_F=1mA. این معیار اصلی روشنایی است. محدوده وسیع از حداقل تا معمول نشان‌دهنده فرآیند دسته‌بندی (بینینگ) است؛ طراحان باید از مقدار حداقل برای محاسبات روشنایی در بدترین حالت استفاده کنند.
• طول موج اوج تابش (λ_p): 650 نانومتر (معمول) در جریان_F=20mA. این طول موجی است که در آن خروجی طیفی در قوی‌ترین حالت خود قرار دارد.
• طول موج غالب (λ_d): 639 نانومتر (معمولی) در I_F=20mA. این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ را تعریف می‌کند. مقدار 639 نانومتر طبقه‌بندی "هایپر رد" را تأیید می‌کند.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ): 20 نانومتر (مقدار معمول). این مقدار نشان‌دهنده خلوص رنگی است؛ مقدار کوچک‌تر به معنای نور تک‌رنگ‌تر است.
• ولتاژ پیش‌روی هر قطعه (V_F): 2.1 (حداقل)، 2.6 (مقدار معمول) ولت در I_F=20mA. این پارامتر برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است. درایور باید حداقل 2.6 ولت تأمین کند تا LED به درستی روشن شود.
• جریان معکوس به ازای هر قطعه (I_R): 100 μA (حداکثر) در V_R=5V. این جریان نشتی زمانی است که LED در بایاس معکوس قرار دارد.
• نسبت تطبیق شدت نور (I_V-m): ۲:۱ (حداکثر). این مشخص می‌کند که اختلاف روشنایی بین هر دو بخش درون یک رقم واحد از نسبت ۲ به ۱ تجاوز نخواهد کرد و ظاهری یکنواخت را تضمین می‌نماید.

۳. توضیح سیستم دسته‌بندی (Binning)

دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که دستگاه‌ها \"بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده‌اند.\" این اشاره به فرآیند دسته‌بندی یا مرتب‌سازی پس از تولید دارد. به دلیل تغییرات ذاتی در فرآیندهای رشد اپی‌تاکسیال نیمه‌هادی و ساخت تراشه، LEDهای حاصل از یک بچ تولیدی می‌توانند در پارامترهای کلیدی مانند ولتاژ مستقیم (V_F) و شدت نور (I_V).

برای LTD-5260JD، معیار اصلی دسته‌بندی، شدت نور است، همان‌طور که اشاره شده است. واحدها آزمایش شده و در دسته‌های شدت مختلفی دسته‌بندی می‌شوند (به عنوان مثال، یک دسته برای 400-320 μcd، دسته‌ای دیگر برای 500-400 μcd و غیره، در شرایط آزمایش 1mA). این امر به تولیدکنندگان و توزیع‌کنندگان اجازه می‌دهد قطعاتی با سطوح روشنایی حداقل تضمین‌شده ارائه دهند. طراحانی که این نمایشگرها را تهیه می‌کنند، باید دسته شدت مورد نیاز را مشخص کنند تا یکنواختی در تمام واحدهای خط تولید خود تضمین شود. این موضوع برای محصولاتی که از چندین نمایشگر استفاده می‌کنند و یکنواختی بصری در آنها مهم است، حیاتی می‌باشد. دیتاشیت مقادیر حداقل (320 μcd) و معمول (700 μcd) را ارائه می‌دهد که محدوده ممکن را تعریف می‌کند.

4. تحلیل منحنی عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه‌شده به تفصیل نیامده‌اند، دیتاشیت شامل بخشی برای «منحنی‌های مشخصه الکتریکی/نوری معمول» است. بر اساس رفتار استاندارد LED، این منحنی‌ها معمولاً شامل موارد زیر می‌شوند:

• منحنی I-V (جریان-ولتاژ): رابطه بین ولتاژ مستقیم (V_F) و جریان مستقیم (I_F). این منحنی غیرخطی است و با افزایش شدید جریان پس از عبور ولتاژ مستقیم از آستانه دیود (حدود 2 ولت برای قرمز AlInGaP) همراه است. این منحنی برای طراحی درایورهای جریان ثابت ضروری است.
• شدت نور بر حسب جریان مستقیم (I_V بر حسب I_F): نشان میدهد که روشنایی چگونه با جریان افزایش مییابد. این رابطه در جریانهای پایین عموماً خطی است، اما ممکن است در جریانهای بالا به دلیل اثرات حرارتی و افت بازده به حالت اشباع برسد.
• شدت نور بر حسب دمای محیط (I_V در مقابل T_A): نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این یک منحنی حیاتی کاهش ظرفیت برای کاربردهایی است که در محیط‌های با دمای بالا عمل می‌کنند.
• توزیع طیفی: نموداری از توان تابشی نسبی در برابر طول موج، که پیک در حدود ۶۵۰ نانومتر و پهنای نیم‌توان حدود ۲۰ نانومتر را نشان می‌دهد و جدول ویژگی‌های نوری را تأیید می‌کند.
• ولتاژ مستقیم در مقابل دمای محیط (V_F در مقابل T_A): نشان‌دهنده ضریب دمایی منفی V است_F؛ ولتاژ مستقیم با افزایش دما اندکی کاهش می‌یابد.

این منحنی‌ها به مهندسان امکان پیش‌بینی عملکرد در شرایط غیراستاندارد و بهینه‌سازی طراحی برای کارایی و قابلیت اطمینان را می‌دهند.

5. Mechanical & Packaging Information

دیتاشیت یک نقشه دقیق از ابعاد بسته ارائه می‌دهد. ویژگی‌های مکانیکی کلیدی شامل موارد زیر است:

• اندازه کلی: نقشه طول، عرض و ارتفاع بسته‌بندی پلاستیکی و همچنین فاصله و ابعاد پایه‌ها را مشخص می‌کند. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
• Leadframe Design: 18 پایه با گام 0.1 اینچ (2.54 میلی‌متر) چیده شده‌اند که یک الگوی استاندارد DIP (Dual In-line Package) است و آن را با سوکت‌ها و چیدمان‌های استاندارد PCB سازگار می‌سازد.
• Polarity Identification: نمودار اتصال پایه‌ها به عنوان راهنمای اصلی قطبیت و چینش پایه‌ها عمل می‌کند. پایه‌های کاتد مشترک (13 و 14) به وضوح مشخص شده‌اند. بسته فیزیکی احتمالاً دارای یک شکاف، نقطه یا گوشه اریب برای نشان‌دادن جهت‌گیری پایه 1 است که باید با نمودار پایه‌ها مقایسه و تطبیق داده شود.
• صفحه نشست: یادداشت مربوط به دمای لحیم‌کاری به نقطه‌ای در فاصله 1.6 میلی‌متری زیر صفحه نشست اشاره می‌کند که برای تعیین جرم حرارتی بسته در طی فرآیند لحیم‌کاری بازجوشی حائز اهمیت است.

6. Soldering & Assembly Guidelines

محدوده‌های حداکثر مطلق، دستورالعمل کلیدی برای لحیم‌کاری ارائه می‌دهند: بسته نباید بیش از 3 ثانیه در معرض دمای بالاتر از 260 درجه سانتی‌گراد قرار گیرد. این با پروفیل‌های استاندارد لحیم‌کاری بازجوشی بدون سرب (مانند IPC/JEDEC J-STD-020) مطابقت دارد.

فرآیند توصیه‌شده: باید از یک فر مادون قرمز یا همرفتی استاندارد با پروفیل دمایی کنترل‌شده استفاده شود. پروفیل باید دارای یک منطقه پیش‌گرم برای افزایش تدریجی دما، یک منطقه خیساندن برای فعال‌سازی فلاکس و یکسان‌سازی دما، یک منطقه اوج بازجوشانی که در آن دمای پایه‌های بسته‌بندی به طور مختصر به ۲۴۰-۲۵۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد (و زیر محدوده ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد باقی می‌ماند) و یک منطقه خنک‌کننده کنترل‌شده باشد.

لحیم کاری دستی: در صورت لزوم به لحیم کاری دستی، باید از هویه دارای کنترل دما استفاده شود. دمای نوک هویه معمولاً باید بین ۳۰۰-۳۵۰ درجه سانتی‌گراد تنظیم شود، اما زمان تماس با هر پایه باید بسیار کوتاه (کمتر از ۳ ثانیه) باشد تا از انتقال حرارت به سمت پایه و آسیب به باندهای سیم داخلی یا خود تراشه LED جلوگیری شود. استفاده از کلیپ هیت سینک روی پایه، بین اتصال و بدنه بسته‌بندی توصیه می‌شود.

تمیزکاری: پس از لحیم‌کاری، در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلال‌های سازگار با مواد بسته‌بندی پلاستیکی استفاده کنید. ایزوپروپیل الکل به طور کلی ایمن است.

شرایط نگهداری: در محیط خشک و ضد الکتریسیته ساکن و در محدوده دمای مشخص شده 35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد نگهداری شود. قطعات باید تا زمان استفاده در بسته‌بندی‌های رطوبت‌گیر اصلی خود نگهداری شوند تا از جذب رطوبت که می‌تواند باعث "پاپ کورن شدن" در طی فرآیند ریفلو شود، جلوگیری گردد.

7. Pin Connection & Internal Circuit

جدول اتصال پین جامع است. LTD-5260JD یک نمایشگر دو رقمی با کاتد مشترک برای هر رقم است. نمودار مدار داخلی نشان می‌دهد که تمام آندهای مربوط به یک بخش خاص (مثلاً بخش "A") یک رقم خاص مستقل هستند، در حالی که کاتدهای تمام بخش‌های درون یک رقم واحد به صورت داخلی به هم متصل شده‌اند.

روش راه‌اندازی: این پیکربندی برای مالتی‌پلکسینگ ایده‌آل است. برای نمایش یک عدد، میکروکنترلر باید:

1. الگوی آندها (پین‌های 1 تا 12، 15 تا 18) را برای سگمنت‌هایی که باید روشن شوند، بالا (از طریق مقاومت‌های محدودکننده جریان) تنظیم کند.
2. کاتد مشترک رقم مربوطه (پین 13 یا 14) را پایین بکشد تا مدار کامل شود و رقم روشن شود.
3. پس از مدت کوتاهی (مثلاً 5 میلی‌ثانیه)، آن رقم را با بالا بردن یا شناور کردن کاتد آن خاموش کنید.
4. این فرآیند را برای رقم بعدی با الگوی آند قطعه و کاتد متناظر آن تکرار کنید.

By cycling through the digits rapidly (at a frequency >100Hz), persistence of vision creates the illusion that both digits are continuously lit. This method reduces the number of required microcontroller I/O pins and power consumption significantly compared to static (non-multiplexed) driving.

8. پیشنهادات کاربرد

8.1 مدارهای کاربرد متداول

رایج‌ترین کاربرد، مدار راه‌اندازی مالتی‌پلکس است. پورت‌های I/O یک میکروکنترلر، که اغلب با درایورهای جذب جریان خارجی (مانند آرایه دارلینگتون ULN2003A) برای مدیریت جریان کاتد تقویت می‌شوند، نمایشگر را کنترل می‌کنند. آند هر سگمنت از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان به میکروکنترلر (یا یک IC قفل/رمزگشا مانند 74HC595) متصل می‌شود. مقدار مقاومت با استفاده از R = (V محاسبه می‌شود._supply - V_F) / I_F. برای یک منبع تغذیه 5V، یک V_F معمولی 2.6V، و یک I_F برای جریان 10 میلی‌آمپر: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. مقاومت‌های 220 Ω یا 270 Ω انتخاب‌های استاندارد خواهند بود.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان: همیشه از مقاومت‌های سری برای آند هر سگمنت استفاده کنید. هرگز یک LED را مستقیماً به منبع ولتاژ وصل نکنید.
• جریان اوج در مالتی‌پلکسینگ: در مالتی‌پلکسینگ، جریان لحظه‌ای در طول زمان روشنایی کوتاه می‌تواند بالاتر از رتبه‌بندی DC باشد تا همان میانگین روشنایی حاصل شود. به عنوان مثال، با چرخه وظیفه 1/4، می‌توانید از یک پالس 40 میلی‌آمپری برای دستیابی به میانگین 10 میلی‌آمپر استفاده کنید. با این حال، این پالس نباید از حداکثر مطلق رتبه‌بندی جریان اوج 90 میلی‌آمپر تجاوز کند و باید محدودیت‌های چرخه وظیفه و عرض پالس را رعایت کند.
• زاویه دید: نمایشگر را طوری قرار دهید که جهت دید مورد نظر در محدوده زاویه دید گسترده دستگاه باشد، معمولاً عمود بر صفحه نمایش برای حداکثر کنتراست.
• تنظیم نور: روشنایی را می‌توان از طریق PWM (مدولاسیون عرض پالس) روی درایورهای کاتد کنترل کرد، با تنظیم چرخه وظیفه پالس‌های مالتی‌پلکس.

9. Technical Comparison & Differentiation

تمایز اصلی LTD-5260JD استفاده از فناوری AlInGaP برای انتشار نور قرمز فوق العاده است. در مقایسه با نمایشگرهایی که از GaAsP قدیمی یا AllnGaP قرمز استاندارد استفاده می‌کنند:

• در مقابل GaAsP قرمز: AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد (نور بیشتر به ازای هر میلی‌آمپر)، پایداری دمایی بهتر و طول موج بلندتری (قرمز عمیق‌تر) که اغلب در دید روشن‌تر به نظر می‌رسد و عملکرد بهتری از طریق فیلترهای قرمز دارد.
• در مقابل نمایشگرهای LED قرمز استاندارد: طول موج غالب 639 نانومتری «هایپر رد» در مقایسه با قرمز استاندارد با طول موج حدود 625 نانومتر، کنتراست برتری در برابر پس‌زمینه خاکستری/سفید، به ویژه در شرایط نور محیطی، فراهم می‌کند.
• در مقابل جایگزین‌های معاصر (مانند OLED): در حالی که OLEDها انعطاف‌پذیری و احتمالاً کنتراست بالاتری در محیط‌های تاریک ارائه می‌دهند، این نمایشگر LED در محیط‌های با روشنایی بالا (قابلیت خواندن در نور خورشید) برتر است، محدوده دمایی عملیاتی وسیع‌تری ارائه می‌دهد و قابلیت اطمینان و پایداری بلندمدت اثبات‌شده‌ای دارد که از OLEDهای نسل اول فراتر می‌رود.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را با یک میکروکنترلر 3.3V راه‌اندازی کنم؟
A: بله، اما باید ولتاژ فوروارد را بررسی کنید. ولتاژ معمولی V_F ولتاژ 2.6 ولت است. با منبع تغذیه 3.3 ولت، حاشیه ولتاژ برای مقاومت محدودکننده جریان تنها 0.7 ولت است (3.3V - 2.6V). برای دستیابی به جریان 10 میلی‌آمپر، به یک مقاومت 70 اهمی نیاز دارید (R = 0.7V / 0.01A). این امکان‌پذیر است، اما جریان به تغییرات ولتاژ حساستر خواهد بود._F و ولتاژ تغذیه. یک منبع تغذیه ۵ ولتی برای راه‌اندازی این الئیدی‌ها مقاوم‌تر است.

Q: چرا شدت نور در 1mA داده شده اما V_F در 20 میلی‌آمپر؟
A: شدت در جریان پایین (1mA) یک شرایط آزمایش استاندارد برای مقایسه بازده روشنایی است. ولتاژ مستقیم معمولاً در جریان عملیاتی استاندارد (20mA) اندازه‌گیری می‌شود که یک سطح راه‌اندازی رایج برای LEDهای نشانگر است. طراحان از داده 1mA برای محاسبات کم‌مصرف و از V در 20mA برای طراحی مدار درایو استاندارد استفاده می‌کنند._F برای طراحی مدار درایو استاندارد.

Q: منظور از "کاتد مشترک" برای مدار من چیست؟
A: به این معنی است که تمام کاتدها (قطب‌های منفی) LEDهای یک رقم در داخل پکیج به یکدیگر متصل شده‌اند. برای روشن کردن یک سگمنت، یک ولتاژ مثبت (از طریق یک مقاومت) به پایه آند آن اعمال می‌کنید و پایه کاتد مشترک رقم را به زمین متصل می‌کنید. این برعکس نمایشگر "آند مشترک" است که در آن پایه سگمنت را زمین می‌کنید و ولتاژ را به آند مشترک اعمال می‌کنید.

Q: چگونه توان تلف شده برای مدیریت حرارتی را محاسبه کنم؟
A: برای یک سگمنت، توان P = V_F * I_F. در جریان 20mA و ولتاژ 2.6V، توان هر سگمنت P = 52 mW است. اگر همه 7 سگمنت یک رقم (به اضافه نقطه اعشار، که مجموعاً 8 میشود) روشن باشند، توان کل آن رقم برابر 8 * 52 mW = 416 mW خواهد بود. این توان به صورت گرما در تراشههای LED تلف میشود. شما باید اطمینان حاصل کنید که دمای متوسط تراشه از محدودیتهای آن فراتر نرود. این کار با پیروی از منحنی کاهش جریان (current derating curve) و در صورت لزوم، با تأمین تهویه یا هیتسینگ کافی، به ویژه در دمای محیط بالا، انجام میشود.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو: طراحی یک نمایشگر ولت‌سنج دو رقمی ساده برای یک منبع تغذیه میزی، که محدوده 0.0 ولت تا 19.9 ولت را نشان می‌دهد.

پیاده‌سازی:

1. میکروکنترلر: یک MCU 8 بیتی کم‌هزینه با حداقل 10 پین I/O انتخاب می‌شود.
2. مدار درایو: Two I/O port pins are configured to sink current for the two common cathodes (pins 13 & 14). These pins connect directly to the MCU if they can sink 20-40mA, or through a transistor/driver IC. Eight other I/O pins (or a serial-in/parallel-out shift register like 74HC595 to save pins) drive the segment anodes (A-G and DP for both digits, noting some are shared) through individual 220Ω current-limiting resistors.
3. نرم‌افزار: فریم‌ور، ولتاژ را از طریق ADC می‌خواند، آن را به BCD تبدیل می‌کند و از یک جدول جستجو برای تعیین سگمنت‌های روشن برای هر رقم (0-9) استفاده می‌کند. یک روال مالتی‌پلکسینگ پیاده‌سازی می‌کند که نمایشگر را با نرخ 200 هرتز به‌روزرسانی می‌کند (هر رقم حدود 2.5 میلی‌ثانیه روشن است).
4. کنترل روشنایی: یک تنظیم ساده PWM برای چرخه وظیفه مالتی‌پلکسینگ پیاده‌سازی شده است که توسط یک پتانسیومتر کنترل می‌شود و توسط یک کانال ADC دیگر خوانده می‌شود و به کاربر امکان می‌دهد نمایشگر را در محیط‌های تاریک کم نور کند.

این مورد بر استفاده کارآمد از I/O، محدود‌سازی جریان مناسب و تکنیک مالتی‌پلکسینگ که توسط طراحی کاتد مشترک و دو رقمی LTD-5260JD امکان‌پذیر شده است، تأکید می‌کند.

12. معرفی اصل فناوری

اصل اصلی نور‌افشانی، الکترولومینسانس در پیوند نیمه‌هادی PN است. LTD-5260JD از AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) به عنوان لایه فعال استفاده می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از منطقه نوع N و حفره‌ها از منطقه نوع P به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. در آنجا، آن‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص Al_xIn_yGa_1-x-yآلیاژ P انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور منتشرشده را مشخص می‌سازد. برای نور قرمز فراتر در حدود 639 نانومتر، ترکیب به دوری کالیبره می‌شود. بستر غیرشفاف GaAs هر نور منتشرشده به سمت پایین را جذب می‌کند و با جلوگیری از پراکندگی نور از پشت تراشه، کنتراست را بهبود می‌بخشد. سطح خاکستری و بخش‌های سفید بخشی از قالب‌گیری پکیج پلاستیکی هستند که به عنوان پخش‌کننده و فیلتر افزایش‌دهنده کنتراست برای تراشه‌های LED کوچک و روشن نصب‌شده در پشت آن عمل می‌کنند.

13. روندهای توسعه

در حالی که نمایشگرهای LED گسسته 7-بخشی مانند LTD-5260JD به دلیل سادگی، استحکام و مقرون‌به‌صرفه بودن برای بسیاری از کاربردها مرتبط باقی می‌مانند، چندین روند مشهود است:

1. یکپارچه‌سازی: روندی به سمت نمایشگرهای مجهز به درایورهای یکپارچه (با رابط I2C یا SPI) و کنترلرها وجود دارد که تعداد قطعات و بار پردازشی میکروکنترلر را برای طراح سیستم کاهش می‌دهد.
2. Miniaturization & Higher Density: نمایشگرهای با ارتفاع رقم کوچک‌تر (مانند ۰.۳ اینچ) و ماژول‌های چندرقمی (۴ رقمی، ۸ رقمی) در بسته‌بندی‌های تکی رایج هستند.
3. تنوع رنگ: در حالی که رنگ قرمز سنتی است، نمایشگرهای هفت‌قطع‌ای با رنگ‌های سبز روشن، آبی، زرد و RGB تمام‌رنگ برای نیازهای زیبایی‌شناختی یا عملکردی خاص در دسترس هستند.
4. فناوری‌های جایگزین: در کاربردهایی که مصرف فوق‌العاده کم برق، نازکی یا انعطاف‌پذیری از اهمیت بالایی برخوردار است، نمایشگرهای قطعه‌ای مبتنی بر OLED جایگزینی محسوب می‌شوند، اگرچه ممکن است در مقایسه با LEDهای غیرآلی، در شرایط خاصی از نظر حداکثر روشنایی، محدوده دمایی یا قابلیت اطمینان بلندمدت، مصالحه‌ای صورت گیرد.
5. بهبود کارایی: تحقیقات جاری در زمینه مواد نیمهرسانا، از جمله LEDهای جدید تبدیلشده با فسفر و فناوری میکرو-LED، نوید بازدهی بالاتر و فرمفاکتورهای جدیدی را میدهد، اگرچه به احتمال زیاد این فناوریها بر فناوریهای نمایشگر نسل بعدی تأثیر خواهند گذاشت و در کوتاهمدت جایگزین LEDهای قطعه‌ای سنتی در کاربردهای اصلی آنها نخواهند شد.

LTD-5260JD نمایانگر یک راه‌حل بالغ و بهینه‌شده در جایگاه خاص خود است که عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه را متعادل می‌سازد.