دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTD-6410G - ارتفاع رقم 0.56 اینچ - رنگ سبز - ولتاژ پیشرو 2.6 ولت - اتلاف توان 70 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTD-6410G یک ماژول نمایشگر الفبایی-عددی دو رقمی و هفت قسمتی است که از دیودهای نورافشان (LED) سبز رنگ استفاده می‌کند. عملکرد اصلی آن نمایش اطلاعات عددی و الفبایی محدود در دستگاه‌های الکترونیکی است. مزیت اصلی این نمایشگر در ساختار حالت جامد آن نهفته است که قابلیت اطمینان بالا، طول عمر عملیاتی طولانی و ویژگی‌های دید عالی را ارائه می‌دهد.

این دستگاه در پیکربندی آند مشترک دسته‌بندی شده است، به این معنی که آندهای LEDهای هر رقم به صورت داخلی به هم متصل شده‌اند. این امر مدارهای درایو مالتی‌پلکس را ساده می‌کند. نمایشگر دارای صفحه‌ای خاکستری با پخش‌کننده‌های قطعه سفید است که کنتراست را افزایش داده و خوانایی را در شرایط نوری مختلف بهبود می‌بخشد. بازار هدف شامل طیف گسترده‌ای از الکترونیک مصرفی و صنعتی است که به نمایش عددی واضح و قابل اطمینان نیاز دارند، مانند تجهیزات آزمایشگاهی، ابزار دقیق، سیستم‌های فروش و پنل‌های کنترل لوازم خانگی.

1.1 ویژگی‌های کلیدی و توضیح دستگاه

LTD-6410G چندین ویژگی طراحی را برای عملکرد و قابلیت استفاده در خود جای داده است:

• ارتفاع رقم:0.56 اینچ (14.22 میلی‌متر)، که اندازه کاراکتر واضح و خوانا را فراهم می‌کند.
• یکنواختی قطعات:قطعات پیوسته و یکنواخت، ظاهری یکدست در سراسر ناحیه نمایش را تضمین می‌کنند.
• بهره‌وری توان:نیاز به توان کم برای هر قطعه، مناسب برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی.
• عملکرد نوری:خروجی روشنایی بالا همراه با کنتراست زیاد بین قطعات روشن و پس‌زمینه خاکستری، ظاهر عالی کاراکتر را تضمین می‌کند.
• زاویه دید:زاویه دید گسترده امکان خواندن نمایشگر از موقعیت‌های مختلف را فراهم می‌کند.
• قابلیت اطمینان:قابلیت اطمینان حالت جامد بدون قطعات متحرک یا رشته‌ای که فرسوده شوند.
• دسته‌بندی (بینینگ):شدت نورانی دسته‌بندی شده است، که امکان انتخاب نمایشگرهایی با سطوح روشنایی مطابقت‌یافته در کاربردهای چند واحدی را فراهم می‌کند.
• انطباق محیطی:بسته‌بندی بدون سرب بوده و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) تولید شده است.

این دستگاه از چیپ‌های LED سبز استفاده می‌کند. دیتاشیت دو فناوری چیپ ممکن را مشخص می‌کند: اپیتکسی GaP (گالیوم فسفید) بر روی زیرلایه GaP، یا AlInGaP (آلومینیوم ایندیوم گالیوم فسفید) بر روی زیرلایه غیر شفاف GaAs (گالیوم آرسنید). هر دو فناوری قادر به تولید تابش سبز مشخص شده هستند.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این ریتینگ‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد خارج از این محدودیت‌ها تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان در هر قطعه (P_d):حداکثر 70 میلی‌وات. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد شود.
• جریان پیشروی پیک در هر قطعه (I_FP):60 میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه). این برای مالتی‌پلکس کردن یا دستیابی به روشنایی لحظه‌ای بالاتر مفید است.
• جریان پیشروی پیوسته در هر قطعه (I_F):حداکثر 25 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد. این ریتینگ به صورت خطی با نرخ 0.33 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد با افزایش دمای محیط (T_a) بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای 50 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته تقریباً 25 میلی‌آمپر - (0.33 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد * 25 درجه سانتی‌گراد) = 16.75 میلی‌آمپر خواهد بود.
• ولتاژ معکوس در هر قطعه (V_R):حداکثر 5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بالاتر می‌تواند باعث شکست شود.
• محدوده دمای عملیاتی و ذخیره‌سازی:35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:این دستگاه می‌تواند حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد را برای حداکثر 3 ثانیه تحمل کند، که در فاصله 1.6 میلی‌متری زیر صفحه نشیمن بسته اندازه‌گیری شده است.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملیاتی معمول هستند که در دمای محیط (T_a) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نورانی متوسط (I_V):870 میکروکاندلا (حداقل)، 2400 میکروکاندلا (معمول) هنگامی که با جریان پیشرو (I_F) 10 میلی‌آمپر راه‌اندازی می‌شود. این پارامتر دسته‌بندی شده است.
• طول موج تابش پیک (λ_p):565 نانومتر (معمول) در I_F=20mA. این طول موجی است که در آن خروجی طیفی قوی‌ترین است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):30 نانومتر (معمول) در I_F=20mA. این نشان‌دهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع شده است.
• طول موج غالب (λ_d):569 نانومتر (معمول) در I_F=20mA. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک شده و با رنگ نور مطابقت دارد.
• ولتاژ پیشرو در هر قطعه (V_F):2.1 ولت (حداقل)، 2.6 ولت (معمول) در I_F=20mA. طراحی مدار باید این محدوده را در نظر بگیرد تا تنظیم جریان مناسب تضمین شود.
• جریان معکوس در هر قطعه (I_R):100 میکروآمپر (حداکثر) هنگامی که ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال شود. دیتاشیت به صراحت اشاره می‌کند که این شرایط ولتاژ معکوس تنها برای اهداف آزمایشی است و دستگاه نباید به طور پیوسته تحت بایاس معکوس کار کند.
• نسبت تطابق شدت نورانی (I_V-m):2:1 (معمول). این حداکثر نسبت مجاز بین درخشان‌ترین و کم‌نورترین قطعه در داخل یک دستگاه واحد را مشخص می‌کند و یکنواختی را تضمین می‌کند.

یادداشت اندازه‌گیری:شدت نورانی با استفاده از ترکیب سنسور و فیلتری اندازه‌گیری می‌شود که منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE (کمیسیون بین‌المللی روشنایی) را تقریب می‌زند و اطمینان حاصل می‌کند که اندازه‌گیری با درک روشنایی انسان همبستگی دارد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

LTD-6410G از یک سیستم دسته‌بندی عمدتاً برایشدت نورانیاستفاده می‌کند. نمایشگرها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در جریان آزمایش استاندارد (10mA) آزمایش و در دسته‌های مختلف مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد تا هنگام استفاده از چندین واحد در یک مجموعه، نمایشگرهایی با سطوح روشنایی کاملاً مطابقت‌یافته را انتخاب کنند و از تغییرات محسوس روشنایی از یک رقم به رقم دیگر جلوگیری کنند. دیتاشیت یک محدوده شدت معمول از 870 میکروکاندلا تا 2400 میکروکاندلا را مشخص می‌کند که گستردگی در دسته‌های موجود را نشان می‌دهد. برای کاربردهای حیاتی که نیاز به ثبات بصری دارند، به شدت توصیه می‌شود نمایشگرها از یک دسته شدت یکسان انتخاب شوند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های ویژگی‌های الکتریکی/نوری معمول اشاره می‌کند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه نشده‌اند، منحنی‌های استاندارد برای چنین دستگاه‌هایی معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• جریان پیشرو در مقابل ولتاژ پیشرو (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان می‌دهد. منحنی V_Fمعمول ~2.6V در 20mA و نحوه تغییر آن با دما را نشان خواهد داد.
• شدت نورانی در مقابل جریان پیشرو:نشان می‌دهد که خروجی نور تقریباً متناسب با جریان پیشرو است، تا حداکثر ریتینگ‌ها. نقطه بازده نزولی یا اشباع را برجسته می‌کند.
• شدت نورانی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای اتصال LED کاهش می‌یابد. این برای طراحی در محیط‌های با دمای بالا حیاتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که پیک در ~565nm و نیم‌عرض ~30nm را نشان می‌دهد و ویژگی‌های رنگ سبز را تعریف می‌کند.

این منحنی‌ها برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیر استاندارد و برای بهینه‌سازی مدار درایو برای کارایی و طول عمر ضروری هستند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

نمایشگر دارای یک فوت‌پرینت استاندارد دو رقمی هفت قسمتی است. تمام ابعاد حیاتی برای چیدمان PCB (برد مدار چاپی) و یکپارچه‌سازی مکانیکی در یک نقشه دقیق در صفحه 3 دیتاشیت ارائه شده است. یادداشت‌های کلیدی شامل این است که تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر هستند، با تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. طراحان باید برای فاصله دقیق پایه‌ها، طول کلی بسته، عرض، ارتفاع و فاصله مرکز به مرکز ارقام به این نقشه مراجعه کنند.

5.2 نمودار مدار داخلی و اتصال پایه‌ها

نمودار مدار داخلی پیکربندی آند مشترک را نشان می‌دهد. هر یک از دو رقم پایه آند مشترک خود را دارد (پایه 14 برای رقم 1، پایه 13 برای رقم 2). کاتدهای هر قطعه (A تا G، به علاوه نقطه اعشار DP) به پایه‌های جداگانه متصل شده‌اند، با برخی اشتراک‌گذاری بین ارقام برای قطعات در موقعیت فیزیکی یکسان (به عنوان مثال، پایه 1 کاتد E برای رقم 1، پایه 5 کاتد E برای رقم 2 است).

جدول اتصال پایه‌ها یک نگاشت کامل از رابط 18 پایه DIP (بسته دو ردیفه) را ارائه می‌دهد:

• پایه‌های 1-4، 15-18: کنترل قطعات و نقطه اعشار برای رقم 1.
• پایه‌های 5-13: کنترل قطعات، نقطه اعشار و آند مشترک برای رقم 2.
• پایه 14: آند مشترک برای رقم 1.

این پایه‌بندی برای طراحی چیدمان PCB و نوشتن فریم‌ور میکروکنترلر برای راه‌اندازی صحیح نمایشگر، که معمولاً از تکنیک مالتی‌پلکس کردن استفاده می‌کند که در آن آندها به صورت متوالی سوئیچ می‌شوند، حیاتی است.

6. راهنمای لحیم‌کاری، مونتاژ و ذخیره‌سازی

6.1 احتیاط‌های لحیم‌کاری و کاربردی

دیتاشیت یادداشت‌های کاربردی گسترده‌ای برای اطمینان از عملکرد قابل اطمینان ارائه می‌دهد:

• طراحی مدار درایو:درایو جریان ثابت نسبت به ولتاژ ثابت توصیه می‌شود تا شدت نورانی یکنواخت صرف نظر از تغییرات V_F تضمین شود. مدار باید برای تطبیق با محدوده کامل V_F (2.1V-2.6V) طراحی شود.
• محافظت:مدار درایو باید شامل محافظت در برابر ولتاژهای معکوس و اسپایک‌های ولتاژ گذرا در طول توالی‌های روشن/خاموش شدن باشد، زیرا این موارد می‌توانند به LEDها آسیب برسانند.
• مدیریت حرارتی:جریان عملیاتی باید بر اساس حداکثر دمای محیط کاهش یابد تا از دمای اتصال بیش از حد جلوگیری شود، که باعث تخریب سریع نور (افت لومن) و می‌تواند منجر به خرابی زودرس شود.
• جابجایی مکانیکی:از اعمال نیروی غیرعادی به بدنه نمایشگر در حین مونتاژ خودداری کنید. اجازه ندهید فیلم الگوی جلویی با پنل/پوشش جلویی تماس مستقیم و محکم داشته باشد، زیرا نیروی خارجی ممکن است فیلم را جابجا کند.
• محیطی:از تغییرات سریع دما در محیط‌های با رطوبت بالا برای جلوگیری از تشکیل میعان روی نمایشگر خودداری کنید.

6.2 شرایط ذخیره‌سازی

ذخیره‌سازی مناسب برای جلوگیری از اکسیداسیون پایه‌های قلع‌اندود شده حیاتی است:

• برای نمایشگرهای LED (سوراخ‌دار):در بسته‌بندی اصلی در دمای 5 تا 30 درجه سانتی‌گراد با رطوبت نسبی زیر 60% RH ذخیره شود. ذخیره‌سازی بلندمدت موجودی‌های بزرگ توصیه نمی‌شود.
• برای نمایشگرهای LED SMD (یادداشت عمومی):اگر در کیسه مهر و موم شده رطوبت‌گیر کارخانه باشد، در دمای 5-30 درجه سانتی‌گراد، <60% RH ذخیره شود. پس از باز شدن، دستگاه‌ها باید در عرض 168 ساعت (1 هفته) در صورت ذخیره تحت همان شرایط استفاده شوند، که مطابق با سطح حساسیت رطوبت (MSL) 3 است.

عدم رعایت این شرایط ممکن است نیاز به آبکاری مجدد پایه‌های اکسید شده قبل از استفاده در تولید داشته باشد.

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

LTD-6410G برای هر کاربرد نیازمند نمایش عددی دو رقمی واضح و قابل اطمینان مناسب است. این شامل موارد زیر می‌شود:

• مولتی‌مترهای دیجیتال، اسیلوسکوپ‌ها و منبع تغذیه‌ها.
• کنترلرهای فرآیند صنعتی و تایمرها.
• نمایشگرهای تجهیزات ورزشی.
• پنل‌های کنترل لوازم خانگی (اجاق‌ها، مایکروویوها).
• تجهیزات خرده‌فروشی مانند ترازو یا صندوق‌های فروشگاهی.

دیتاشیت مشخص می‌کند که این برای "تجهیزات الکترونیکی معمولی" است و برای کاربردهای حیاتی از نظر ایمنی (هوانوردی، پزشکی، حمل و نقل) مشورت لازم است.

7.2 ملاحظات طراحی

• مقاومت‌های محدودکننده جریان:برای هر قطعه یا آند مشترک هنگام استفاده از منبع ولتاژ ضروری است. بر اساس ولتاژ تغذیه، V_F LED و I_F.
• مورد نظر محاسبه کنید.درایور مالتی‌پلکس:
• معمولاً از یک میکروکنترلر با پایه‌های I/O کافی یا یک IC درایور نمایشگر اختصاصی (مانند MAX7219) برای تأمین توان متوالی آند مشترک هر رقم در حالی که کاتدهای قطعه مربوطه فعال می‌شوند، استفاده می‌شود. این تعداد خطوط کنترل مورد نیاز را از 15 (7 قطعه + DP برای هر رقم، به علاوه 2 آند) به تنها 9 (7 قطعه + DP + 2 خط انتخاب رقم) کاهش می‌دهد.نرخ تازه‌سازی:
• فرکانس مالتی‌پلکس باید به اندازه کافی بالا (>60 هرتز) باشد تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود.منبع تغذیه:

باید قادر به تأمین جریان پیک هنگام روشن بودن چندین قطعه به طور همزمان در طول مالتی‌پلکس کردن باشد.

8. مقایسه و تمایز فنی

• در حالی که به صراحت با مدل‌های دیگر مقایسه نشده است، تمایزهای کلیدی LTD-6410G در دسته خود عبارتند از:رنگ و کنتراست:
• ترکیب خاص LEDهای سبز با صفحه خاکستری/قطعات سفید، زیبایی شناسی متمایز و نسبت کنتراست بالا نسبت به نمایشگرهای استاندارد قرمز روی سیاه یا سبز روی سیاه ارائه می‌دهد.دسته‌بندی برای شدت:
• ارائه شدت نورانی دسته‌بندی شده، ویژگی‌ای است که برای کاربردهای سطح بالا که یکنواختی نمایشگر در آن حیاتی است، هدف‌گیری شده و آن را از جایگزین‌های غیر دسته‌بندی شده و کم‌هزینه متمایز می‌کند.چیپ‌های دو فناوری:

استفاده از چیپ‌های GaP یا AlInGaP به سازنده اجازه می‌دهد تا برای عملکرد یا هزینه بهینه‌سازی کند، که به طور بالقوه مزایایی در کارایی یا خلوص رنگ نسبت به نمایشگرهایی که تنها از یک فناوری استفاده می‌کنند، ارائه می‌دهد.

9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً با پایه میکروکنترلر 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. ولتاژ پیشروی معمول 2.6 ولت است، اما همیشه یک مقاومت محدودکننده جریان برای تنظیم جریان پیشروی صحیح (مثلاً 10-20 میلی‌آمپر) مورد نیاز است. اتصال مستقیم به 5 ولت باعث جریان بیش از حد و تخریب قطعه LED می‌شود.

س: تفاوت بین طول موج پیک (565 نانومتر) و طول موج غالب (569 نانومتر) چیست؟

ج: طول موج پیک بالاترین نقطه واقعی روی منحنی خروجی طیفی است. طول موج غالب یک مقدار محاسبه شده است که رنگ درک شده را نشان می‌دهد. برای یک LED سبز تک‌رنگ، آن‌ها اغلب نزدیک هستند، همانطور که در اینجا مشاهده می‌شود._Fس: حداکثر جریان پیوسته 25 میلی‌آمپر است، اما شرایط آزمایش برای V

از 20 میلی‌آمپر استفاده می‌کند. باید از کدام استفاده کنم؟

ج: 20 میلی‌آمپر یک شرایط آزمایش استاندارد رایج است. شما می‌توانید مدار خود را برای هر جریان پیشروی بین حداقل مورد نیاز برای روشنایی کافی و حداکثر ریتینگ 25 میلی‌آمپر (کاهش‌یافته برای دما) طراحی کنید. محدوده عملیاتی معمول 10-20 میلی‌آمپر است.

س: چرا ریتینگ ولتاژ معکوس مهم است اگر هرگز نباید آن را اعمال کنم؟

ج: این ریتینگ نشان‌دهنده توانایی دستگاه برای تحمل اتصال معکوس تصادفی یا ولتاژهای گذرا بدون خرابی فوری است. مدار باید شامل محافظت (مانند یک دیود موازی) برای محدود کردن هر ولتاژ معکوس زیر 5 ولت باشد.

10. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک شمارنده ساده دو رقمی._Fیک طراح به یک نمایشگر برای یک شمارنده رویداد نیاز دارد. آن‌ها LTD-6410G را برای وضوح و رنگ سبز آن انتخاب می‌کنند. آن‌ها از یک میکروکنترلر با 10 پایه I/O استفاده می‌کنند. هشت پایه به عنوان خروجی برای راه‌اندازی کاتدهای قطعه (A-G, DP) از طریق مقاومت‌های محدودکننده جریان 150 اهمی (محاسبه شده برای منبع تغذیه 5 ولت، V_F ~2.6 ولت و I ~16 میلی‌آمپر) پیکربندی شده‌اند. دو پایه اضافی به عنوان خروجی‌های انتخاب رقم استفاده می‌شوند، که هر کدام از طریق یک ترانزیستور NPN کوچک (مانند 2N3904) به آند مشترک یک رقم متصل شده‌اند تا جریان تجمعی بالاتر یک رقم کاملاً روشن (تا 8 قطعه * 16 میلی‌آمپر = 128 میلی‌آمپر) را سینک کنند. فریم‌ور مالتی‌پلکس را پیاده‌سازی می‌کند: ترانزیستور را برای رقم 1 روشن می‌کند، الگوی قطعه را برای مقدار رقم اول تنظیم می‌کند، 5 میلی‌ثانیه صبر می‌کند، رقم 1 را خاموش می‌کند، رقم 2 را روشن می‌کند، الگوی قطعه را برای رقم دوم تنظیم می‌کند، 5 میلی‌ثانیه صبر می‌کند و تکرار می‌کند. این یک نمایش پایدار و بدون سوسو ایجاد می‌کند. طراح همچنین یک دیود 1N4148 را به موازات هر خط آند مشترک (کاتد به Vcc) اضافه می‌کند تا در برابر اسپایک‌های ولتاژ القایی هنگام خاموش شدن ترانزیستورها محافظت کند.