دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTD-4608JR - ارتفاع رقم 0.4 اینچ - آلین‌گپ سوپر رد - ولتاژ پیشرو 2.6 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTD-4608JR یک ماژول نمایشگر LED الفبایی-عددی هفت قسمتی دو رقمی است. این دستگاه برای کاربردهایی طراحی شده است که به نمایش واضح و روشن اعداد نیاز دارند، مانند پنل‌های ابزار دقیق، الکترونیک مصرفی، کنترل‌های صنعتی و تجهیزات آزمایشگاهی. دستگاه از فناوری پیشرفته نیمه‌هادی آلین‌گپ (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای چیپ‌های نورافشان خود استفاده می‌کند که بر روی یک زیرلایه غیرشفاف گالیم آرسناید نصب شده‌اند. این ساختار به ویژگی‌های عملکردی آن کمک می‌کند. نمایشگر دارای صفحه‌ای به رنگ خاکستری با علامت‌گذاری سفید برای قطعات است که تضاد بالایی را برای خوانایی بهینه در شرایط نوری مختلف فراهم می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• اندازه رقم:دارای ارتفاع کاراکتر 0.4 اینچ (10.0 میلی‌متر) است که تعادل خوبی بین اندازه و خوانایی ارائه می‌دهد.
• کیفیت قطعات:تابش نور پیوسته و یکنواختی را در هر قطعه فراهم می‌کند که ظاهر بصری یکسانی را ایجاد می‌کند.
• بازده توان:برای نیاز به توان کم طراحی شده است و آن را برای دستگاه‌های مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب می‌سازد.
• عملکرد نوری:روشنایی بالا و تضاد بالا را ارائه می‌دهد که دیدپذیری را در محیط‌های کم نور و پرنور تضمین می‌کند.
• زاویه دید:زاویه دید گسترده‌ای ارائه می‌دهد که امکان خواندن واضح نمایشگر از موقعیت‌های مختلف را فراهم می‌کند.
• قابلیت اطمینان:از قابلیت اطمینان حالت جامد بدون قطعات متحرک بهره می‌برد که منجر به عمر عملیاتی طولانی می‌شود.
• دسته‌بندی (بینینگ):شدت نور دسته‌بندی شده است که امکان انتخاب واحدهایی با سطوح روشنایی همسان در کاربردهای چند نمایشگری را فراهم می‌کند.
• مطابقت محیطی:بسته‌بندی بدون سرب است و با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.

1.2 پیکربندی دستگاه

شماره قطعه LTD-4608JR مشخص‌کننده دستگاهی با چیپ‌های LED سوپر رد آلین‌گپ است که در پیکربندی دوگانه (دو رقمی) با آند مشترک چیده شده‌اند. این دستگاه شامل یک نقطه اعشار سمت راست است. طراحی آند مشترک، مدارهای درایو مالتی‌پلکس را ساده‌سازی می‌کند، جایی که آندهای هر رقم به طور جداگانه کنترل می‌شوند در حالی که کاتدها (پایه‌های قطعات) مشترک هستند.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

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

• اتلاف توان در هر قطعه:حداکثر 70 میلی‌وات. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و تخریب سریع‌تر شود.
• جریان پیشرو پیک در هر قطعه:90 میلی‌آمپر در شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه). این مقدار برای تست‌های کوتاه مدت است، نه کارکرد مداوم.
• جریان پیشرو مداوم در هر قطعه:25 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد. این مقدار با افزایش دمای محیط (Ta) بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد، به صورت خطی با نرخ 0.28 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان مداوم مجاز تقریباً خواهد بود: 25 میلی‌آمپر - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 میلی‌آمپر.
• محدوده دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:از 35- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه برای محدوده دمایی صنعتی درجه‌بندی شده است.
• دمای لحیم‌کاری:پایه‌ها را می‌توان در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه لحیم کرد، که در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن اندازه‌گیری می‌شود.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری (مقادیر معمول در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد)

این پارامترها عملکرد عادی کارکرد نمایشگر را تعریف می‌کنند.

• شدت نور متوسط (Iv):در جریان پیشرو (IF) 1 میلی‌آمپر، از 320 تا 850 میکروکاندلا (µcd) متغیر است. این محدوده گسترده نشان‌دهنده فرآیند دسته‌بندی (بینینگ) است که در آن دستگاه‌ها بر اساس روشنایی مرتب می‌شوند.
• طول موج تابش پیک (λp):639 نانومتر، که در محدوده قرمز طیف مرئی قرار می‌گیرد.
• ولتاژ پیشرو در هر قطعه (VF):معمولاً 2.6 ولت با حداکثر 2.6 ولت در IF=20 میلی‌آمپر. حداقل آن 2.0 ولت است. طراحی مدار باید این محدوده را در نظر بگیرد تا درایو جریان یکنواختی را تضمین کند.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است؛ دستگاه برای کارکرد مداوم با بایاس معکوس طراحی نشده است.
• نسبت تطابق شدت نور:حداکثر 2:1 برای قطعات درون یک "ناحیه نور مشابه". این بدان معناست که روشن‌ترین قطعه نباید بیش از دو برابر کم‌نورترین قطعه در یک گروه تعریف شده باشد، که یکنواختی را تضمین می‌کند.
• تداخل نوری (کراس‌تاک):به صورت ≤2.5% مشخص شده است. این به نشتی نور ناخواسته از یک قطعه فعال به یک قطعه غیرفعال مجاور اشاره دارد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

نمایشگر LTD-4608JR از یک سیستم دسته‌بندی برای شدت نور استفاده می‌کند. این یک روش استاندارد در تولید LED برای گروه‌بندی قطعات با خروجی نور مشابه است. علامت‌گذاری روی ماژول شامل کد "Z" است که نشان‌دهنده کد دسته (بین) می‌باشد. طراحان می‌توانند هنگام سفارش، کد دسته خاصی را مشخص کنند تا از یکنواختی روشنایی در تمام نمایشگرهای یک محصول اطمینان حاصل شود. این موضوع برای کاربردهایی که چندین نمایشگر در کنار هم استفاده می‌شوند، حیاتی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های معمول اشاره می‌کند که برای درک رفتار دستگاه در شرایط غیراستاندارد ضروری هستند. اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه نشده‌اند، اما منحنی‌های استاندارد برای چنین دستگاه‌هایی معمولاً شامل موارد زیر می‌شوند:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان پیشرو (منحنی I-V):نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان درایو افزایش می‌یابد که معمولاً یک رابطه غیرخطی است. کارکرد بالاتر از جریان توصیه شده منجر به بازدهی کاهش‌یافته در روشنایی و افزایش حرارت می‌شود.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش رتبه حرارتی (دری‌تینگ) خروجی نور را نشان می‌دهد. با افزایش دما، بازده نوری عموماً کاهش می‌یابد.
• ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو:مشخصه V-I دیود را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج که پهنای باند باریک معمول LEDهای آلین‌گپ را نشان می‌دهد و حول طول موج غالب 631 نانومتر متمرکز است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

نمایشگر دارای یک فوت‌پرینت استاندارد بسته دو ردیفه (DIP) است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس کلی ±0.20 میلی‌متر است.
• تلرانس جابجایی نوک پایه ±0.4 میلی‌متر است.
• محدودیت‌هایی برای مواد خارجی، آلودگی جوهر، خمش رفلکتور و حباب در ناحیه قطعات تعریف شده است تا کیفیت ظاهری و نوری تضمین شود.
• قطر سوراخ PCB به اندازه 1.30 میلی‌متر برای بهترین فیت توصیه می‌شود.

5.2 اتصال پایه‌ها و قطبیت

دستگاه دارای 10 پایه در یک ردیف است. نمودار مدار داخلی یک پیکربندی آند مشترک برای دو رقم را نشان می‌دهد. ترتیب پایه‌ها به شرح زیر است:

1. پایه 1: کاتد C
2. پایه 2: کاتد D.P. (نقطه اعشار)
3. پایه 3: کاتد E
4. پایه 4: آند مشترک (رقم 2)
5. پایه 5: کاتد D
6. پایه 6: کاتد F
7. پایه 7: کاتد G
8. پایه 8: کاتد B
9. پایه 9: آند مشترک (رقم 1)
10. پایه 10: کاتد A

این چینش برای درایو مالتی‌پلکس بهینه است، جایی که آندهای رقم 1 و رقم 2 به طور متناوب در فرکانس بالا روشن می‌شوند در حالی که کاتدهای قطعات مناسب برای تشکیل عدد مورد نظر فعال می‌شوند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 لحیم‌کاری خودکار

برای لحیم‌کاری موجی یا ریفلو، شرایط 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه است که در فاصله 1.6 میلی‌متر (1/16 اینچ) زیر صفحه نشیمن بسته اندازه‌گیری می‌شود. دمای بدنه نمایشگر خود در طول فرآیند نباید از حداکثر دمای ذخیره‌سازی 105 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

هنگام لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه 350 درجه سانتی‌گراد ±30 درجه سانتی‌گراد مشخص شده است. زمان لحیم‌کاری نباید بیش از 5 ثانیه برای هر پایه باشد، که مجدداً از فاصله 1.6 میلی‌متر زیر صفحه نشیمن اندازه‌گیری می‌شود. استفاده از هیت‌سینک روی پایه بین نوک هویه و بدنه بسته، یک روش خوب برای جلوگیری از انتقال حرارت بیش از حد است.

7. توصیه‌های کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

LTD-4608JR برای تجهیزات الکترونیکی معمولی مناسب است، از جمله اما نه محدود به:

• مولتی‌مترهای دیجیتال و اسیلوسکوپ‌ها
• نمایشگرهای تجهیزات صوتی (تقویت‌کننده‌ها، ریسیورها)
• پنل‌های تایمر و شمارنده صنعتی
• لوازم خانگی مصرفی (مایکروویو، ماشین لباسشویی)
• ترمینال‌های فروش و نمایشگرهای اطلاعات پایه

7.2 ملاحظات حیاتی طراحی

• روش درایو:درایو جریان ثابت به شدت نسبت به درایو ولتاژ ثابت توصیه می‌شود. این امر شدت نور یکنواختی را صرف نظر از تغییرات ولتاژ پیشرو (VF) از قطعه‌ای به قطعه دیگر یا از واحدی به واحد دیگر تضمین می‌کند. یک مقاومت سری ساده می‌تواند یک شکل پایه از محدودیت جریان ارائه دهد، اما آی‌سی‌های درایور LED اختصاصی، کنترل مالتی‌پلکس و پایداری بهتری ارائه می‌دهند.
• محافظت مدار:مدار درایو باید شامل محافظت در برابر ولتاژهای معکوس و نوسانات ولتاژی که ممکن است در هنگام روشن یا خاموش شدن منبع تغذیه رخ دهد، باشد. بسته به کاربرد می‌توان از یک دیود سری یا یک سرکاب ولتاژ گذرا (TVS) استفاده کرد.
• مدیریت حرارتی:از حداکثر مقادیر مطلق جریان و اتلاف توان تجاوز نکنید. اطمینان حاصل کنید که تهویه کافی در محصول نهایی وجود دارد تا دمای محیط اطراف نمایشگر در محدوده مشخص شده باقی بماند. کاهش خطی جریان مداوم با دما باید در طراحی برای محیط‌های با دمای بالا در نظر گرفته شود.
• مالتی‌پلکسینگ:هنگام مالتی‌پلکس کردن دو رقم، نرخ رفرش باید به اندازه‌ای بالا باشد که از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری کند (معمولاً >60 هرتز). جریان پیک در طول پالس مالتی‌پلکس می‌تواند بالاتر از رتبه جریان مداوم DC باشد، اما جریان متوسط در طول زمان باید با در نظر گرفتن چرخه کاری، در محدوده رتبه مداوم باقی بماند.

8. تست قابلیت اطمینان

دستگاه تحت مجموعه جامعی از تست‌های قابلیت اطمینان بر اساس استانداردهای نظامی (MIL-STD)، صنعتی ژاپن (JIS) و استانداردهای داخلی قرار می‌گیرد. این تست‌ها استحکام و طول عمر آن را تأیید می‌کنند:

• تست عمر عملیاتی (RTOL):1000 ساعت کارکرد مداوم در حداکثر شرایط درجه‌بندی شده.
• تست‌های تنش محیطی:شامل ذخیره‌سازی در دمای بالا/رطوبت بالا، ذخیره‌سازی در دمای بالا، ذخیره‌سازی در دمای پایین، چرخه دمایی و تست شوک حرارتی می‌شود.
• تست‌های مکانیکی و فرآیندی:تست مقاومت لحیم (260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه) و قابلیت لحیم‌کاری (245 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه) اطمینان حاصل می‌کنند که پایه‌ها می‌توانند فرآیندهای مونتاژ استاندارد را تحمل کنند.

9. احتیاط‌ها و محدودیت‌های استفاده

دیتاشیت شامل احتیاط‌های مهمی است که استفاده مورد نظر و مسئولیت را تعریف می‌کند:

• نمایشگر برای تجهیزات الکترونیکی "معمولی" طراحی شده است. کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند، به ویژه جایی که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (هوانوردی، دستگاه‌های پزشکی، سیستم‌های ایمنی حیاتی)، نیاز به مشاوره قبلی و احتمالاً درجه متفاوتی از قطعه دارند.
• تولیدکننده مسئول خسارات ناشی از کارکرد خارج از حداکثر مقادیر مطلق یا عدم رعایت دستورالعمل‌های ارائه شده نیست.
• رعایت دقیق محدودیت‌های الکتریکی و حرارتی به عنوان روش اصلی برای تضمین عمر و عملکرد محصول تأکید شده است.

10. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای قرمز گالیم آرسناید فسفید (GaAsP)، فناوری آلین‌گپ مورد استفاده در LTD-4608JR مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد:

• بازده و روشنایی بالاتر:آلین‌گپ بازده نوری برتری ارائه می‌دهد که منجر به روشنایی بالاتر برای همان جریان درایو می‌شود.
• پایداری دمایی بهتر:خروجی نور LEDهای آلین‌گپ عموماً نسبت به تغییرات دما کمتر از فناوری‌های قدیمی حساس است.
• خلوص رنگ:نیم‌عرض خط طیفی (Δλ) 20 نانومتر نشان‌دهنده رنگ قرمز نسبتاً خالص در مقایسه با منابع طیف گسترده‌تر است.
• پیکربندی آند مشترک با نقطه اعشار سمت راست یک ویژگی خاص است که ممکن است آن را از سایر نمایشگرهای دو رقمی که ممکن است دارای پیکربندی کاتد مشترک یا نقطه اعشار سمت چپ باشند، متمایز کند.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را با منبع تغذیه 5 ولت و یک مقاومت راه‌اندازی کنم؟

پ: بله، اما محاسبه دقیق مورد نیاز است. با VF معمول 2.6 ولت در 20 میلی‌آمپر، مقدار مقاومت سری مورد نیاز (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 اهم خواهد بود. شما باید اطمینان حاصل کنید که منبع تغذیه 5 ولت پایدار است و حداقل VF (2.0 ولت) را که منجر به جریان بالاتر می‌شود، در نظر بگیرید. یک درایور جریان ثابت قابل اطمینان‌تر است.

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

پ: به این معنی است که درون یک نمایشگر واحد، تفاوت روشنایی بین قطعات نباید بیش از ضریب دو باشد. برای اکثر کاربردها، این قابل قبول است. اگر یکنواختی کامل حیاتی است، ممکن است نیاز به انتخاب واحدهایی از یک دسته بندی دقیق‌تر یا پیاده‌سازی کالیبراسیون جداگانه قطعات در نرم‌افزار/سخت‌افزار داشته باشید.

س: چگونه کد تاریخ "YYWW" روی علامت‌گذاری را تفسیر کنم؟

پ: "YYWW" معمولاً نشان‌دهنده دو رقم سال به دنبال دو رقم هفته تولید است. به عنوان مثال، "2415" نشان می‌دهد که دستگاه در هفته پانزدهم سال 2024 تولید شده است.

12. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک شمارنده ساده دو رقمی.

از یک میکروکنترلر (مانند آردوینو، PIC یا ARM Cortex-M) استفاده می‌شود. دو پایه I/O به عنوان خروجی برای درایو آندهای مشترک (پایه‌های 4 و 9) از طریق ترانزیستورهای NPN کوچک یا MOSFET‌ها پیکربندی می‌شوند. هفت پایه I/O دیگر (یا یک شیفت رجیستر مانند 74HC595 برای صرفه‌جویی در پایه‌ها) کاتدهای قطعات (پایه‌های 1، 3، 5، 6، 7، 8، 10) را از طریق مقاومت‌های محدودکننده جریان یا یک آرایه سینک جریان ثابت راه‌اندازی می‌کنند. نقطه اعشار (پایه 2) می‌تواند نادیده گرفته شود یا استفاده شود. فریم‌ور مالتی‌پلکسینگ را پیاده‌سازی می‌کند: ترانزیستور رقم 1 را روشن کند، الگوی قطعات را برای مقدار رقم اول تنظیم کند، مدت کوتاهی صبر کند (مثلاً 5 میلی‌ثانیه)، رقم 1 را خاموش کند، ترانزیستور رقم 2 را روشن کند، الگوی قطعات را برای رقم دوم تنظیم کند، صبر کند و تکرار کند. جریان هر قطعه در طول زمان روشن بودن آن باید بر اساس چرخه کاری (50% برای دو رقم) محاسبه شود تا اطمینان حاصل شود که جریان متوسط از رتبه مداوم تجاوز نمی‌کند.

13. معرفی اصل عملکرد

یک نمایشگر LED هفت قسمتی مجموعه‌ای از چندین دیود نورافشان (LED) است. هر قطعه (با برچسب A تا G) و نقطه اعشار یک LED جداگانه یا گروهی از چیپ‌های LED است. در یک پیکربندی آند مشترک مانند LTD-4608JR، آندهای تمام LEDهای یک رقم مشخص به یک پایه مشترک متصل شده‌اند. کاتد هر LED قطعه جداگانه به یک پایه جداگانه آورده شده است. برای روشن کردن یک قطعه، پایه کاتد آن به یک ولتاژ پایین‌تر (زمین یا یک سینک جریان) متصل می‌شود در حالی که پایه آند مشترک به یک ولتاژ بالاتر (Vcc) متصل می‌شود، مدار را کامل می‌کند و اجازه می‌دهد جریان از آن LED خاص عبور کند. با کنترل اینکه کدام پایه‌های کاتد نسبت به پایه آند فعال فعال هستند، ارقام مختلف و برخی حروف می‌توانند تشکیل شوند.

14. روندهای فناوری

در حالی که نمایشگرهای LED هفت قسمتی گسسته برای کاربردهای خاص همچنان مرتبط هستند، روند کلی در فناوری نمایشگر به سمت راه‌حل‌های یکپارچه در حرکت است:

• نمایشگرهای با درایور یکپارچه:ماژول‌هایی که شامل آرایه LED، مدار مالتی‌پلکس و گاهی یک رابط سریال ساده (I2C، SPI) روی یک PCB واحد هستند، که طراحی را برای مهندس نهایی ساده می‌کنند.
• گرایش به OLED و LCD:برای کاربردهایی که نیاز به گرافیک یا الفبایی-عددی پیچیده‌تری دارند، ماژول‌های LED آلی (OLED) و نمایشگر کریستال مایع (LCD) در حال رقابتی‌تر شدن از نظر هزینه هستند و انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهند.
• کوچک‌سازی و بازده:توسعه مستمر در فناوری چیپ LED همچنان به بهبود بازده نوری (لومن بر وات) ادامه می‌دهد که امکان نمایشگرهای روشن‌تر با توان کمتر یا اندازه چیپ کوچک‌تر برای وضوح بالاتر در همان فوت‌پرینت را فراهم می‌کند. با این حال، فناوری اساسی آلین‌گپ برای رنگ‌های قرمز/نارنجی/زرد همچنان یک استاندارد با عملکرد بالا باقی مانده است.

LTD-4608JR نمایانگر یک فناوری بالغ، قابل اطمینان و به خوبی درک شده است که برای کاربردهایی که به نمایش عددی ساده، روشن و کم‌هزینه نیاز دارند، ایده‌آل است.