دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTC-2623KF-J - ارتفاع رقم 0.28 اینچ - رنگ زرد نارنجی - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTC-2623KF-J یک ماژول نمایشگر چهار رقمی هفت قسمتی با عملکرد بالا است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیاز به نمایش عددی واضح و روشن دارند. عملکرد اصلی آن ارائه داده‌های عددی در قالبی با خوانایی بسیار بالا است. مزیت اصلی این دستگاه در استفاده از فناوری پیشرفته LED از جنس AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) نهفته است که در مقایسه با مواد سنتی، بازده نوری و خلوص رنگ برتری را فراهم می‌کند. این ویژگی آن را به ویژه برای پنل‌های ابزار دقیق، سیستم‌های کنترل صنعتی، تجهیزات آزمایشگاهی و الکترونیک مصرفی مناسب می‌سازد که خوانایی تحت شرایط نوری مختلف در آنها حیاتی است. بازار هدف شامل طراحان و مهندسان در حوزه‌های اتوماسیون صنعتی، داشبورد خودرو، دستگاه‌های پزشکی و ترمینال‌های فروشگاهی است که به راه‌حل‌های نمایشی قابل اعتماد، بادوام و بهینه از نظر انرژی نیاز دارند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات نوری و الکتریکی

عملکرد LTC-2623KF-J توسط چندین پارامتر کلیدی که تحت شرایط استاندارد (دمای محیط = 25 درجه سانتی‌گراد) اندازه‌گیری شده‌اند، تعریف می‌شود.

• شدت نور (I_V):شدت نور متوسط معمول در جریان مستقیم (I_F) برابر با 1 میلی‌آمپر، 1200 میکروکاندلا است، با یک محدوده مشخص از 500 میکروکاندلا (حداقل) تا مقدار معمول. این سطح روشنایی بالا، دید عالی را تضمین می‌کند. نسبت تطابق شدت نور بین سگمنت‌ها حداکثر 2:1 مشخص شده است که ظاهری یکنواخت در سراسر نمایشگر را تضمین می‌کند.
• مشخصات طیفی:دستگاه در طیف زرد-نارنجی نور ساطع می‌کند. طول موج اوج انتشار (λ_p) معمولاً در I_F=20 میلی‌آمپر برابر با 611 نانومتر است. طول موج غالب (λ_d) 605 نانومتر و پهنای نیمه خط طیفی (Δλ) 17 نانومتر است که نشان‌دهنده خروجی رنگی نسبتاً خالص و اشباع شده است.
• پارامترهای الکتریکی:ولتاژ مستقیم (V_F) هر سگمنت معمولاً 2.6 ولت است، با حداکثر 2.6 ولت در I_F=20 میلی‌آمپر. جریان معکوس (I_R) حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) برابر با 5 ولت است. توجه به این نکته بسیار مهم است که درجه‌بندی ولتاژ معکوس فقط برای تست جریان نشتی است؛ دستگاه برای کار مداوم تحت بایاس معکوس طراحی نشده است.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز و ملاحظات حرارتی

کارکرد دستگاه فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• اتلاف توان:حداکثر اتلاف توان هر سگمنت 70 میلی‌وات است.
• مقادیر مجاز جریان:جریان مستقیم پیوسته هر سگمنت 25 میلی‌آمپر است. یک ضریب کاهش 0.33 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد به صورت خطی از دمای 25 درجه سانتی‌گراد اعمال می‌شود. جریان مستقیم پیک هر سگمنت (برای کار پالسی در 1 کیلوهرتز، چرخه کاری 10%) 60 میلی‌آمپر است.
• محدوده دمایی:دستگاه می‌تواند در محدوده دمای محیطی 35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کار کند. محدوده دمای نگهداری یکسان است.
• قابلیت لحیم‌کاری:دستگاه می‌تواند دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد را به مدت 3 ثانیه در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن تحمل کند.

3. توضیح سیستم باینینگ

دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که دستگاه "برای شدت نور باین شده است." این بدان معناست که LEDها در حین تولید بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در یک جریان تست مشخص، دسته‌بندی (باین) می‌شوند. این فرآیند تضمین کننده یکنواختی درون یک دسته تولید است. مشتریان دستگاه‌هایی را دریافت می‌کنند که شدت نور آنها در محدوده حداقل و معمولی مشخص شده (500-1200 میکروکاندلا در 1 میلی‌آمپر) قرار دارد. اگرچه در این دیتاشیت خاص به طور صریح برای طول موج/رنگ یا ولتاژ مستقیم جزئیات داده نشده است، اما چنین باینینگی در صنعت یک روش رایج برای ارائه عملکرد قابل پیش‌بینی است. طراحان در صورتی که برای کاربرد خود نیاز به تطابق دقیق رنگ یا ولتاژ دارند، باید برای جزئیات باینینگ خاص با سازنده مشورت کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به "منحنی‌های مشخصه الکتریکی/نوری معمول" اشاره می‌کند. اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه نشده‌اند، اما منحنی‌های معمول برای چنین دستگاهی شامل موارد زیر خواهد بود:

• منحنی I-V (جریان-ولتاژ):این نمودار رابطه بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد که معمولاً پس از ولتاژ روشن شدن (~2.0-2.2 ولت برای AlInGaP) افزایش نمایی نشان می‌دهد. این برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد. این رابطه معمولاً در یک محدوده خطی است اما در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی اشباع می‌شود.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:این نمودار کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد. LEDهای AlInGaP معمولاً دارای ضریب دمایی منفی برای شدت نور هستند.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که اوج را در حدود 611 نانومتر و پهنای نیمه 17 نانومتری نشان می‌دهد.

این منحنی‌ها برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد و بهینه‌سازی مدار درایو برای کارایی و طول عمر حیاتی هستند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد فیزیکی

این دستگاه دارای ارتفاع رقم 0.28 اینچ (7.0 میلی‌متر) است. ابعاد پکیج در یک نقشه ارائه شده است (که به طور کامل در متن جزئیات داده نشده)، با تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر و تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. نمایشگر دارای صفحه‌ای خاکستری با سگمنت‌های سفید است که کنتراست را افزایش می‌دهد.

5.2 پیکربندی پایه‌ها و دیاگرام مدار

LTC-2623KF-J یک نمایشگر آند مشترک مالتی‌پلکس است. این بدان معناست که آندهای LEDهای مربوط به هر رقم به طور داخلی به هم متصل شده‌اند، در حالی که کاتدهای هر سگمنت (A-G، DP و سگمنت‌های دونقطه L1، L2، L3) بین ارقام مشترک هستند. این پیکربندی تعداد پایه‌های درایور مورد نیاز را از 32 (4 رقم * 8 سگمنت) به 16 کاهش می‌دهد. یک دیاگرام مدار داخلی این آرایش مالتی‌پلکس را نشان می‌دهد. جدول اتصال پایه‌ها ارائه شده است:

• پایه 1: آند مشترک برای رقم 1
• پایه 2: کاتد برای سگمنت‌های C و L3 (نقطه دونقطه پایینی)
• پایه 3: کاتد برای نقطه اعشار (DP)
• پایه 5: کاتد برای سگمنت E
• پایه 6: کاتد برای سگمنت D
• پایه 7: کاتد برای سگمنت G
• پایه 8: آند مشترک برای رقم 4
• پایه 11: آند مشترک برای رقم 3
• پایه 12: آند مشترک برای سگمنت‌های دونقطه L1 و L2 (نقاط دونقطه بالایی)
• پایه 13: کاتد برای سگمنت‌های A و L1
• پایه 14: آند مشترک برای رقم 2
• پایه 15: کاتد برای سگمنت‌های B و L2
• پایه 16: کاتد برای سگمنت F
• پایه‌های 4، 9، 10: بدون اتصال

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مشخصه کلیدی مونتاژ، پروفیل دمای لحیم‌کاری است: دستگاه می‌تواند 260 درجه سانتی‌گراد را به مدت 3 ثانیه در نقطه‌ای به فاصله 1/16 اینچ (1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن تحمل کند. این یک شرایط استاندارد لحیم‌کاری رفلو است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که چیدمان PCB و پروفیل کوره رفلو آنها با این مشخصه مطابقت دارد تا از آسیب حرارتی به چیپ‌های LED یا پکیج پلاستیکی جلوگیری شود. توصیه می‌شود در صورت قرار گرفتن دستگاه‌ها در معرض محیط‌های مرطوب قبل از لحیم‌کاری، دستورالعمل‌های استاندارد JEDEC/IPC برای حساسیت به رطوبت و پخت دنبال شود. نگهداری باید در محدوده دمایی مشخص شده 35- تا 85+ درجه سانتی‌گراد در یک محیط خشک و ضد استاتیک انجام شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

شماره قطعه LTC-2623KF-J است. پسوند "KF" معمولاً نشان‌دهنده سبک پکیج و رنگ (صفحه خاکستری، سگمنت‌های سفید) است. "J" ممکن است نشان‌دهنده یک باین یا نسخه خاص باشد. در حالی که جزئیات بسته‌بندی خاص (قرقره، تیوب، سینی) در متن ارائه شده فهرست نشده است، چنین نمایشگرهایی معمولاً در تیوب‌ها یا سینی‌های ضد استاتیک برای محافظت از پایه‌ها و لنز عرضه می‌شوند. کد سفارش مستقیماً با توصیف دستگاه مطابقت دارد: AlInGaP زرد نارنجی، آند مشترک مالتی‌پلکس، با نقطه اعشار سمت راست.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این نمایشگر برای هر کاربرد نیازمند نمایش عددی چند رقمی روشن ایده‌آل است. مثال‌ها شامل مولتی‌مترهای دیجیتال، فرکانس‌شمارها، تایمرهای فرآیندی، ترازوها، گیج‌های داشبورد خودرو (مانند ساعت، کیلومترشمار) و نشانگرهای پنل کنترل صنعتی می‌شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدار درایو:یک نمایشگر مالتی‌پلکس نیاز به یک IC درایور یا میکروکنترلری دارد که بتواند جریان سگمنت کافی را سینک کند و جریان آند رقم را سورس کند. درایور باید با فرکانس کافی بالا (معمولاً >100 هرتز) بین ارقام چرخه کند تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود.
• محدودکننده جریان:مقاومت‌های محدودکننده جریان خارجی برای هر کاتد سگمنت اجباری است یا باید از یک درایور جریان ثابت استفاده شود تا از تجاوز از حداکثر جریان مستقیم پیوسته جلوگیری شود، به ویژه با توجه به کاهش مجاز بالای دمای 25 درجه سانتی‌گراد اهمیت دارد.
• زاویه دید:دیتاشیت به "زاویه دید وسیع" اشاره می‌کند که مشخصه نمایشگرهای هفت قسمتی LED است. قرارگیری PCB باید موقعیت بیننده مورد نظر را در نظر بگیرد.
• ترتیب روشن‌شدن توان:اطمینان حاصل کنید که الکترونیک درایو در حین روشن یا خاموش شدن، ولتاژ معکوس یا اسپایک جریان بیش از حد اعمال نکند.

9. مقایسه و تمایز فنی

عوامل تمایز اصلی LTC-2623KF-J استفاده از ماده نیمه‌هادی AlInGaP و قالب مکانیکی خاص آن است. در مقایسه با LEDهای قدیمی GaAsP یا GaP، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به نمایشگرهای روشن‌تر در جریان‌های پایین‌تر می‌شود. در مقایسه با نمایشگرهای هفت قسمتی SMD بسیار کوچک، ارتفاع رقم 0.28 اینچی خوانایی عالی از راه دور را فراهم می‌کند. در مقایسه با LCDها، روشنایی برتر، زوایای دید وسیع‌تر و عملکرد بهتر در دماهای شدید را ارائه می‌دهد، البته به قیمت مصرف توان بالاتر. طراحی آند مشترک مالتی‌پلکس یک رویکرد استاندارد است که تعداد پایه‌ها را برای این اندازه رقم بهینه می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: هدف از باینینگ شدت نور چیست؟

ج: باینینگ تضمین کننده یکنواختی بصری در تمام ارقام و سگمنت‌های محصول شما است. این تضمین می‌کند که تغییرات روشنایی بین هر دو سگمنت یا دستگاه از یک سفارش از نسبت 2:1 تجاوز نخواهد کرد.

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً با یک میکروکنترلر 5 ولتی راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. ولتاژ مستقیم معمول 2.6 ولت است. اتصال مستقیم یک منبع 5 ولتی به دلیل جریان بیش از حد LED را از بین می‌برد. شما باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت به ولتاژ منبع شما و جریان سگمنت مورد نظر بستگی دارد.

س: "آند مشترک مالتی‌پلکس" برای مدار درایور من چه معنایی دارد؟

ج: شما نمی‌توانید تمام ارقام را همزمان با حداکثر روشنایی روشن کنید. شما باید به صورت متوالی آند مشترک یک رقم را در هر زمان روشن کنید (جریان را به آن سورس کنید) در حالی که جریان را به سگمنت‌های مورد نظر برای آن رقم سینک می‌کنید. این کار به سرعت انجام می‌شود تا توهم روشن بودن مداوم تمام ارقام ایجاد شود.

س: آیا درجه‌بندی ولتاژ معکوس 5 ولت برای کارکرد عادی است؟

ج: خیر. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که فقط برای تست I_R(جریان معکوس) است. نمایشگر هرگز نباید در کاربرد تحت یک بایاس معکوس پیوسته قرار گیرد. طراحی صحیح مدار باید از این امر جلوگیری کند.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی نمایشگر 4 رقمی ولت‌متر.یک طراح در حال ساخت یک واحد منبع تغذیه میز کار است که نیاز به نمایشگر ولتاژ خروجی روشن و واضح دارد. آنها LTC-2623KF-J را به دلیل ارتفاع رقم 0.28 اینچی و کنتراست بالا انتخاب می‌کنند. ADC میکروکنترلر ولتاژ خروجی را می‌خواند. فریم‌ور این مقدار را به فرمت BCD تبدیل می‌کند. یک IC درایور نمایشگر اختصاصی (مانند MAX7219) برای مدیریت مالتی‌پلکس انتخاب می‌شود. طراح مقدار مقاومت محدودکننده جریان را برای جریان سگمنت 10 میلی‌آمپر با استفاده از فرمول R = (V_منبع- V_F) / I_F محاسبه می‌کند. با منبع 5 ولت و V_F=2.6 ولت، R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 اهم. یک مقاومت استاندارد 220 اهمی انتخاب می‌شود که منجر به جریان کمی بالاتر (~10.9 میلی‌آمپر) می‌شود که همچنان به خوبی در محدوده مجاز پیوسته 25 میلی‌آمپر قرار دارد. فرکانس مالتی‌پلکس روی 250 هرتز تنظیم می‌شود تا سوسو زدن حذف شود. صفحه خاکستری نمایشگر برای مطابقت با رنگ قاب دستگاه انتخاب می‌شود و ظاهری حرفه‌ای و یکپارچه ارائه می‌دهد.

12. معرفی اصل فنی

LTC-2623KF-J بر اساس فناوری نیمه‌هادی AlInGaP رشد یافته بر روی زیرلایه GaAs است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از انرژی گاف نواری در سراسر اتصال p-n چیپ LED اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید در لایه فعال، انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، زرد-نارنجی (~605-611 نانومتر). قالب هفت قسمتی با قرار دادن چندین چیپ LED ریز (یکی برای هر سگمنت در هر رقم) در الگوی یک رقم استاندارد و اتصال داخلی آنها در پیکربندی آند مشترک مالتی‌پلکس که قبلاً توضیح داده شد، ایجاد می‌شود. صفحه خاکستری و پخش‌کننده‌های سفید سگمنت با جذب نور محیط و پراکندگی کارآمد نور ساطع شده از چیپ‌های LED، کنتراست را افزایش می‌دهند.

13. روندهای فناوری

در حالی که نمایشگرهای LED هفت قسمتی سنتی از نوع ترو-هول مانند LTC-2623KF-J به دلیل استحکام و روشنایی بالا برای بسیاری از کاربردها حیاتی باقی مانده‌اند، روند کلی در فناوری نمایشگر به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) و یکپارچه‌سازی بالاتر در حرکت است. نمایشگرهای هفت قسمتی SMD فوت‌پرینت کوچکتری ارائه می‌دهند و برای مونتاژ خودکار مناسب‌تر هستند. علاوه بر این، تغییر فزاینده‌ای به سمت نمایشگرهای ماتریس نقطه‌ای و ماژول‌های گرافیکی OLED یا TFT کاملاً یکپارچه وجود دارد که قابلیت الفبایی-عددی و گرافیکی را در فضایی مشابه ارائه می‌دهند. با این حال، برای نمایشگرهای عددی اختصاصی که در آنها روشنایی شدید، سادگی، قابلیت اطمینان و مقرون به صرفه بودن از اهمیت بالایی برخوردار است، نمایشگرهای LED هفت قسمتی گسسته همچنان یک راه‌حل ترجیحی هستند. پیشرفت‌ها در موادی مانند AlInGaP به طور قابل توجهی کارایی و محدوده رنگ آنها را بهبود بخشیده است که ارتباط آنها را در بخش‌های خاص بازار تضمین می‌کند.