دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTD-6740KD-06J - ارتفاع رقم 0.56 اینچ - آلین‌گپ قرمز فوق‌اشباع - ولتاژ پیشروی 2.6 ولت - توان 70 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

LTD-6740KD-06J یک ماژول نمایشگر نورافشان دیودی (LED) دو رقمی و هفت قسمتی است. عملکرد اصلی آن ارائه خروجی عددی واضح و خوانا در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف است. فناوری هسته‌ای آن از ماده نیمه‌هادی آلین‌گپ (فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم) برای تولید نور قرمز فوق‌اشباع استفاده می‌کند. این سیستم ماده‌ای که بر روی زیرلایه غیرشفاف GaAs رشد می‌یابد، به دلیل بازدهی و روشنایی بالا در ناحیه طیفی قرمز شناخته شده است. این دستگاه دارای صفحه‌ای به رنگ خاکستری با نشانه‌گذاری‌های سفید برای قسم‌ها است که ظاهری با کنتراست بالا ارائه می‌دهد و برای رابط‌های کاربری ایده‌آل است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

این نمایشگر با چندین ویژگی کاربرمحور و عملکردگرا طراحی شده است:

• ارتفاع رقم:0.56 اینچ (14.22 میلی‌متر) که دید عالی را فراهم می‌کند.
• یکنواختی قسم‌ها:انتشار نور پیوسته و یکنواخت در هر قسمت، ظاهر یکنواخت کاراکترها را تضمین می‌کند.
• بازده توان:نیاز به توان کم، آن را برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب می‌سازد.
• عملکرد نوری:روشنایی بالا و نسبت کنتراست بالا، خوانایی را تحت شرایط مختلف نور محیطی بهبود می‌بخشد.
• زاویه دید:زاویه دید گسترده امکان خواندن نمایشگر از موقعیت‌های خارج از محور را فراهم می‌کند.
• قابلیت اطمینان:ساختار حالت جامد، عمر عملیاتی طولانی و مقاومت در برابر ضربه و لرزش را ارائه می‌دهد.
• دسته‌بندی (بینینگ):دستگاه‌ها بر اساس شدت نور (شدت تابشی) دسته‌بندی می‌شوند که امکان تطابق روشنایی یکنواخت در کاربردهای چندرقمی را فراهم می‌کند.
• انطباق محیطی:بسته‌بندی فاقد سرب است و با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.

1.2 کاربردهای هدف و بازار

این نمایشگر برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی در نظر گرفته شده است. حوزه‌های کاربرد معمول شامل تجهیزات اتوماسیون اداری (مانند ماشین‌حساب، ساعت رومیزی)، دستگاه‌های ارتباطی، پنل‌های ابزار دقیق، لوازم خانگی و الکترونیک مصرفی است که در آن‌ها نمایش عددی واضح مورد نیاز است. این نمایشگر برای کاربردهایی طراحی شده است که در آن‌ها قابلیت اطمینان بالا تحت شرایط عملیاتی استاندارد انتظار می‌رود.

2. مشخصات فنی و تفسیر عینی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای الکتریکی و نوری دستگاه ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا فراتر از آن توصیه نمی‌شود.

• توان تلف شده در هر قسمت:حداکثر 70 میلی‌وات. این محدودیت برای مدیریت حرارتی حیاتی است.
• جریان پیشروی پیک در هر قسمت:90 میلی‌آمپر، اما تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه). این مقدار برای پالس‌های جریان بالا و کوتاه است، نه عملکرد پیوسته.
• جریان پیشروی پیوسته در هر قسمت:به صورت خطی از 25 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد با نرخ 0.28 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. این بدان معناست که جریان پیوسته مجاز با افزایش دمای محیط (Ta) کاهش می‌یابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.
• ولتاژ معکوس در هر قسمت:حداکثر 5 ولت. تجاوز از این مقدار می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• محدوده دمای عملکرد و ذخیره‌سازی:35- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد. این دستگاه برای محدوده دمایی صنعتی درجه‌بندی شده است.
• دمای لحیم‌کاری:260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند و عملکرد دستگاه را تحت شرایط عادی تعریف می‌کنند.

• شدت نور متوسط (Iv):حداقل 320 میکروکاندلا، معمولاً 700 میکروکاندلا در جریان پیشروی (IF) 1 میلی‌آمپر. این معیار کلیدی روشنایی است.
• طول موج تابش پیک (λp):معمولاً 650 نانومتر در جریان پیشروی 20 میلی‌آمپر، که آن را در ناحیه قرمز فوق‌اشباع طیف قرار می‌دهد.
• طول موج غالب (λd):معمولاً 639 نانومتر. این طول موجی است که توسط چشم انسان درک می‌شود.
• ولتاژ پیشروی در هر چیپ (VF):حداقل 2.1 ولت، معمولاً 2.6 ولت در جریان پیشروی 20 میلی‌آمپر. این پارامتر برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است.
• جریان معکوس در هر قسمت (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت. این یک مشخصه جریان نشتی است.
• نسبت تطابق شدت نور:حداکثر 2:1 برای قسم‌های داخل همان ناحیه نور. این یکنواختی بصری بین قسم‌ها را تضمین می‌کند.
• تداخل نوری (Cross Talk):≤ 2.50%. این مقدار نشتی نور ناخواسته بین قسم‌های مجاور را مشخص می‌کند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که دستگاه‌ها \"بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده‌اند.\" این به فرآیند بینینگ اشاره دارد که در آن LEDهای تولید شده بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده (Iv) در جریان آزمایش استاندارد (1 میلی‌آمپر) مرتب می‌شوند. دستگاه‌هایی که در محدوده‌های شدت خاصی قرار می‌گیرند، در دسته‌های (بین) مختلف گروه‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعات را از یک دسته یکسان انتخاب کنند تا روشنایی یکنواخت در تمام ارقام و قسم‌های یک مجموعه تضمین شود و از ظاهر لکه‌ای یا ناهموار نمایشگر جلوگیری شود. کد دسته خاص روی ماژول به عنوان \"Z\" علامت‌گذاری شده است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که بخش ارائه شده PDF به \"منحنی‌های مشخصه الکتریکی/نوری معمول\" اشاره می‌کند، نمودارهای خاص در متن گنجانده نشده‌اند. به طور معمول، چنین منحنی‌هایی برای یک نمایشگر LED شامل موارد زیر خواهد بود:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان پیشروی (منحنی I-V):نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً به صورت یک رابطه غیرخطی. این به تعیین نقطه کار برای روشنایی مورد نظر کمک می‌کند.
• ولتاژ پیشروی در مقابل جریان پیشروی:مشخصه I-V دیود را نشان می‌دهد که برای طراحی درایور حیاتی است.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد و اهمیت مدیریت حرارتی را برجسته می‌کند.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که مشخصه پهنای باند باریک LEDهای آلین‌گپ را نشان می‌دهد که حول 650 نانومتر متمرکز شده است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

این نمایشگر دارای یک بسته‌بندی استاندارد دو رقمی هفت قسمتی از نوع سوراخ‌دار (Through-Hole) است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس کلی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• طول پایه مشخص شده است (مشمول بازنگری‌های ذکر شده در سند). قطر سوراخ PCB توصیه شده 1.30 میلی‌متر است.
• تلرانس‌هایی برای جابجایی نوک پایه، مواد خارجی، حباب در قسمت‌ها، خمش رفلکتور و آلودگی جوهر سطحی برای تعریف کیفیت بصری و مکانیکی ارائه شده است.

5.2 اتصال پایه‌ها و نمودار مدار

این دستگاه دارای پیکربندی 18 پایه است. این دستگاه از نوعکاتد مشترکاست، به این معنی که کاتدهای (ترمینال‌های منفی) تمام LEDهای مربوط به هر رقم به صورت داخلی به هم متصل شده‌اند. نمودار مدار داخلی دو مجموعه مستقل از هفت قسمت به اضافه یک نقطه اعشار را نشان می‌دهد، یک مجموعه برای هر رقم. جدول پایه‌ها به وضوح عملکرد هر پایه را تعریف می‌کند (به عنوان مثال، پایه 1: آند E برای رقم 1، پایه 14: کاتد مشترک برای رقم 1). تفسیر صحیح این جدول برای طراحی صحیح چیدمان PCB و مدار درایور مالتی‌پلکسینگ ضروری است.

5.3 قطبیت و نشانه‌گذاری

ماژول با شماره قطعه (LTD-6740KD-06J)، کد تاریخ به فرمت YYWW، کشور سازنده و کد دسته (Z) علامت‌گذاری شده است. جهت‌گیری صحیح در طول مونتاژ حیاتی است و می‌تواند از شناسه پایه 1 در نقشه بسته‌بندی تعیین شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری

دیتاشیت شرایط لحیم‌کاری خاصی را برای جلوگیری از آسیب حرارتی ارائه می‌دهد:

• لحیم‌کاری خودکار:260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 1.6 میلی‌متر (1/16 اینچ) زیر صفحه نشیمن.
• لحیم‌کاری دستی:350 درجه سانتی‌گراد ±30 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 5 ثانیه.

پایبندی به این محدودیت‌های زمان و دما بسیار مهم است. گرمای بیش از حد یا قرار گرفتن طولانی مدت می‌تواند به بسته پلاستیکی، اتصالات سیمی داخلی یا خود ماده نیمه‌هادی LED آسیب برساند.

6.2 ذخیره‌سازی و جابجایی

اگرچه جزئیات صریحی فراتر از محدوده دمای ذخیره‌سازی (35- تا 105+ درجه سانتی‌گراد) ارائه نشده است، اما هنگام جابجایی این دستگاه‌ها باید احتیاط‌های استاندارد ESD (تخلیه الکترواستاتیک) رعایت شود. آن‌ها باید در یک محیط خشک و ضد استاتیک ذخیره شوند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

مشخصات بسته‌بندی سلسله مراتبی است:

• تعداد در هر تیوب:20 نمایشگر در یک تیوب بسته‌بندی می‌شوند.
• تیوب در هر کارتن داخلی:30 تیوب، که منجر به 600 واحد در هر کارتن داخلی می‌شود.
• تیوب در هر کارتن خارجی:120 تیوب، که منجر به 2400 واحد در هر کارتن خارجی می‌شود.

شماره قطعه اصلی برای سفارشLTD-6740KD-06Jاست. پسوند \"-06J\" احتمالاً گزینه‌های خاصی مانند محل قرارگیری نقطه اعشار سمت راست، رنگ (صفحه خاکستری/قسمت سفید) و احتمالاً دسته شدت نور را نشان می‌دهد.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

به عنوان یک نمایشگر کاتد مشترک، معمولاً با استفاده از تکنیک مالتی‌پلکسینگ راه‌اندازی می‌شود. یک میکروکنترلر یا درایور IC اختصاصی، کاتد مشترک هر رقم را به صورت متوالی فعال می‌کند (جریان سینک) در حالی که داده آند قسمت مناسب را برای آن رقم فراهم می‌کند (جریان سورس). این روش تعداد پایه‌های I/O مورد نیاز را در مقایسه با راه‌اندازی استاتیک کاهش می‌دهد. مقاومت‌های محدودکننده جریان خارجی برای هر آند قسمت (یا یک منبع جریان تنظیم‌شده) اجباری هستند تا جریان پیشروی (IF) را روی مقدار مورد نظر تنظیم کنند، معمولاً بین 5 تا 20 میلی‌آمپر بسته به روشنایی مورد نیاز و بودجه توان.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از مقاومت‌های سری استفاده کنید. مقدار مقاومت را به صورت R = (Vcc - VF) / IF محاسبه کنید، که در آن VF از دیتاشیت گرفته می‌شود (مثلاً معمولاً 2.6 ولت).
• فرکانس مالتی‌پلکسینگ:از نرخ تازه‌سازی به اندازه کافی بالا استفاده کنید تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود، معمولاً بالای 60 هرتز برای هر رقم.
• جریان پیک در مالتی‌پلکسینگ:هنگام مالتی‌پلکس شدن با یک چرخه وظیفه (DC)، جریان لحظه‌ای قسمت می‌تواند از میانگین بیشتر باشد. اطمینان حاصل کنید که جریان پیک از حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان پیشروی پیک تجاوز نمی‌کند (90 میلی‌آمپر تحت شرایط مشخص شده).
• مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که PCB و طراحی کلی امکان اتلاف حرارت را فراهم می‌کنند، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر مقادیر مجاز یا در دمای محیطی بالا کار می‌کند.

9. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده‌های کلیدی LTD-6740KD-06J استفاده از فناوریآلین‌گپ قرمز فوق‌اشباعو مشخصات مکانیکی/نوری خاص آن است. در مقایسه با LEDهای قرمز قدیمی GaAsP یا GaP، آلین‌گپ بازده نوری و روشنایی به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد. در مقایسه با رنگ‌ها یا فناوری‌های دیگر، طول موج 650 نانومتری قرمز فوق‌اشباع، رنگ قرمز متمایز و اشباع‌شده‌ای ارائه می‌دهد. ارتفاع رقم 0.56 اینچی، ترکیب صفحه خاکستری/قسمت سفید و پیکربندی کاتد مشترک، آن را برای نیازهای خاص خوانایی و طراحی رابط قرار می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: تفاوت بین طول موج پیک (650 نانومتر) و طول موج غالب (639 نانومتر) چیست؟

پاسخ 1: طول موج پیک نقطه حداکثر توان خروجی در طیف است. طول موج غالب طول موج واحدی است که همان درک رنگی خروجی LED را تولید می‌کند. برای یک منبع تک‌رنگ مانند این LED قرمز، آن‌ها به دلیل شکل منحنی حساسیت چشم انسان نزدیک اما یکسان نیستند.

سوال 2: آیا می‌توانم این نمایشگر را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

پاسخ 2: بله، اما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. به عنوان مثال، برای دستیابی به جریان پیشروی معمولی 20 میلی‌آمپر با ولتاژ پیشروی 2.6 ولت با استفاده از منبع تغذیه 5 ولت: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 اهم. یک مقاومت استاندارد 120Ω مناسب خواهد بود.

سوال 3: \"نسبت تطابق شدت نور ≤ 2:1\" به چه معناست؟

پاسخ 3: به این معنی است که درخشان‌ترین قسمت در یک دستگاه حداکثر دو برابر کم‌نورترین قسمت در همان \"ناحیه نور\" تعریف شده خواهد بود. این یکنواختی بصری را تضمین می‌کند.

سوال 4: چرا یک منحنی کاهش رتبه (دری‌تینگ) برای جریان پیشروی پیوسته وجود دارد؟

پاسخ 4: با افزایش دما، توانایی LED برای اتلاف حرارت کاهش می‌یابد. برای جلوگیری از تجاوز دمای پیوند از محدودیت‌های ایمن، حداکثر جریان پیوسته مجاز باید کاهش یابد. ضریب کاهش 0.28 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد راهنمای این کاهش را ارائه می‌دهد.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی خروجی عددی یک ولت‌متر دیجیتال ساده

یک طراح در حال ساخت یک ولت‌متر DC دو رقمی با استفاده از یک میکروکنترلر مجهز به ADC است. LTD-6740KD-06J به دلیل خوانایی آن انتخاب شده است. میکروکنترلر یک روال مالتی‌پلکسینگ را اجرا خواهد کرد. دو پایه I/O آن به عنوان خروجی‌های درین باز پیکربندی شده‌اند تا جریان را برای کاتدهای مشترک (رقم 1 و 2) سینک کنند. هشت پایه I/O دیگر (7 قسمت + 1 نقطه اعشار) برای سورس کردن جریان از طریق مقاومت‌های 150Ω به آندهای قسمت‌ها پیکربندی شده‌اند. نرم‌افزار هر رقم را با نرخ 100 هرتز اسکن می‌کند، ولتاژ اندازه‌گیری شده را به فرمت BCD تبدیل می‌کند و الگوی 7 قسمتی مربوطه را از یک جدول جستجو می‌کند تا به آندها ارسال کند. صفحه خاکستری کنتراست خوبی در محیط آزمایشگاه با نور مناسب فراهم می‌کند.

12. اصل عملکرد

یک LED یک دیود نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ پیشروی بیش از انرژی گاف نواری آن در سراسر پیوندگاه p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال (لایه آلین‌گپ در این مورد) بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص نور (رنگ) توسط انرژی گاف نواری ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. آلین‌گپ دارای یک گاف نواری متناظر با نور قرمز/نارنجی است. در یک نمایشگر هفت قسمتی، چندین چیپ LED منفرد به شکل قسمت‌ها نصب شده و مطابق با نمودار پایه‌ها به صورت الکتریکی به هم متصل شده‌اند.

13. روندهای فناوری

در حالی که نمایشگرهای هفت قسمتی سنتی سوراخ‌دار مانند این همچنان برای بسیاری از کاربردها مرتبط هستند، روند کلی در فناوری نمایشگر به سمت بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای مونتاژ خودکار، چگالی بالاتر و پروفایل پایین‌تر است. همچنین روندی به سمت یکپارچه‌سازی وجود دارد، جایی که مدار درایور با ماژول نمایشگر ترکیب می‌شود. علاوه بر این، برای خروجی‌های عددی، نمایشگرهای ماتریس نقطه‌ای یا الفبایی-عددی کاملاً یکپارچه انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهند. با این حال، سادگی، استحکام، روشنایی بالا و خوانایی عالی LEDهای هفت قسمتی گسسته، استفاده مداوم از آن‌ها را در ابزار دقیق، کنترل‌های صنعتی و کاربردهایی که یک نمایشگر عددی کلاسیک و بسیار خوانا ترجیح داده می‌شود، تضمین می‌کند.