دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTC-2723JD - ارتفاع رقم 0.28 اینچ - قرمز AlInGaP - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت - اتلاف توان 70 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTC-2723JD یک ماژول نمایشگر LED الفبایی-عددی چهار رقمی با هفت قسمت است. عملکرد اصلی آن ارائه خروجی‌های عددی و محدود الفبایی واضح و روشن در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف است. فناوری هسته از چیپ‌های LED AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند که به دلیل بازدهی و روشنایی بالا در طیف قرمز شناخته شده‌اند. این دستگاه دارای صفحه‌ای خاکستری با قسمت‌های سفید است که تضاد بالایی برای ظاهر عالی کاراکترها و زوایای دید گسترده ارائه می‌دهد. این محصول بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده و در بسته‌بندی بدون سرب مطابق با دستورالعمل‌های RoHS ارائه می‌شود که آن را برای کاربردهای الکترونیکی مدرن با ملاحظات زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

• ارتفاع رقم:0.28 اینچ (7.0 میلی‌متر)، اندازه‌ای متعادل برای دید خوب بدون مصرف فضای بیش از حد ارائه می‌دهد.
• طراحی قسمت‌ها:قسمت‌های یکنواخت و پیوسته، روشنایی یکنواخت و زیبایی‌شناسی حرفه‌ای را تضمین می‌کنند.
• بازدهی توان:نیاز به توان کم به دلیل فناوری با بازدهی بالای AlInGaP.
• عملکرد نوری:روشنایی بالا و نسبت تضاد بالا، خوانایی را تحت شرایط نوری مختلف بهبود می‌بخشد.
• زاویه دید:زاویه دید گسترده امکان خواندن نمایشگر از موقعیت‌های مختلف را فراهم می‌کند.
• قابلیت اطمینان:ساختار حالت جامد، عمر عملیاتی طولانی و استحکام در برابر لرزش را ارائه می‌دهد.
• دسته‌بندی (بینینگ):دسته‌بندی شده بر اساس شدت نور، که یکنواختی در روشنایی بین دسته‌های تولید را تضمین می‌کند.
• انطباق زیست‌محیطی:بسته‌بندی بدون سرب مطابق با مقررات RoHS.

1.2 شناسایی دستگاه

شماره قطعه LTC-2723JD به طور خاص نشان‌دهنده یک نمایشگر قرمز با بازدهی بالای AlInGaP، با کاتد مشترک مالتی‌پلکس و نقطه اعشاری سمت راست است. این قرارداد نام‌گذاری به شناسایی و سفارش دقیق کمک می‌کند.

2. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

نمایشگر در یک بسته‌بندی استاندارد ترو-هول ارائه می‌شود. نقشه‌های ابعادی دقیق در دیتاشیت ارائه شده است و تمام ابعاد اصلی بر حسب میلی‌متر مشخص شده‌اند. تلرانس‌های کلیدی معمولاً ±0.20 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. توجه خاصی به تلرانس‌های مرتبط با مونتاژ شده است: جابجایی نوک پایه ±0.4 میلی‌متر است و توصیه‌هایی برای بهترین قطر سوراخ PCB (1.30 میلی‌متر) ارائه شده است. ماژول با شماره قطعه (LTC-2723JD)، کد تاریخ به فرمت YYWW، کشور سازنده و یک کد بین برای درجه‌بندی شدت نور علامت‌گذاری شده است.

3. پیکربندی الکتریکی و پایه‌ها

3.1 مدار داخلی و اتصال پایه‌ها

LTC-2723JD از پیکربندی کاتد مشترک مالتی‌پلکس استفاده می‌کند. این بدان معناست که کاتدهای LEDهای هر رقم به طور داخلی به هم متصل شده‌اند، در حالی که آندهای قسمت‌های متناظر در بین ارقام متصل هستند. این طراحی تعداد پایه‌های درایور مورد نیاز را به حداقل می‌رساند. جدول اتصال پایه‌ها به شرح زیر است:

• پایه 1: کاتد مشترک (رقم 1)
• پایه 2: آند C، L3
• پایه 3: آند D.P. (نقطه اعشاری)
• پایه 4: بدون اتصال
• پایه 5: آند E
• پایه 6: آند D
• پایه 7: آند G
• پایه 8: کاتد مشترک (رقم 4)
• پایه 9: بدون اتصال
• پایه 10: بدون پایه
• پایه 11: کاتد مشترک (رقم 3)
• پایه 12: کاتد مشترک L1، L2، L3 (برای LEDهای مجزا)
• پایه 13: آند A، L1
• پایه 14: کاتد مشترک (رقم 2)
• پایه 15: آند B، L2
• پایه 16: آند F

یک نمودار مدار داخلی این اتصالات را به صورت بصری نشان می‌دهد و گروه‌های کاتد مشترک برای چهار رقم و خطوط آند مشترک برای هفت قسمت (A-G) و نقطه اعشاری را نمایش می‌دهد.

4. ریتینگ‌های حداکثر مطلق و مشخصات الکتریکی/نوری

4.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق (Ta=25°C)

این ریتینگ‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. هرگز نباید در حین کار از این محدودیت‌ها تجاوز کرد.

• اتلاف توان در هر قسمت:70 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک در هر قسمت:100 میلی‌آمپر (در سیکل وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه)
• جریان مستقیم پیوسته در هر قسمت:25 میلی‌آمپر (به صورت خطی از 25 درجه سانتی‌گراد با نرخ 0.33 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد کاهش یافته)
• محدوده دمای عملیاتی:35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• شرایط لحیم‌کاری:1/16 اینچ (1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن به مدت 5 ثانیه در دمای 260 درجه سانتی‌گراد.

4.2 مشخصات الکتریکی و نوری (Ta=25°C)

اینها پارامترهای عملیاتی معمول تحت شرایط تست مشخص شده هستند.

• شدت نور متوسط (I_V):200 - 600 میکروکندلا (حداقل - حداکثر) در I_F= 1 میلی‌آمپر.
• طول موج تابش پیک (λ_p):656 نانومتر (معمولی) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):22 نانومتر (معمولی) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• طول موج غالب (λ_d):640 نانومتر (معمولی) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• ولتاژ مستقیم در هر قسمت (V_F):2.1 - 2.6 ولت (معمولی) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس در هر قسمت (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5 ولت.توجه: این یک شرایط تست است؛ کارکرد با بایاس معکوس پیوسته مجاز نیست.
• نسبت تطبیق شدت نور:2:1 (حداکثر) برای قسمت‌های درون یک ناحیه نوری مشابه در I_F= 1 میلی‌آمپر.
• نشت نوری (Cross Talk):≤ 2.5%.

شدت نور با استفاده از یک سنسور و فیلتر که منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را تقریب می‌زند، اندازه‌گیری می‌شود.

5. منحنی‌های عملکرد و تحلیل مشخصات

دیتاشیت شامل منحنی‌های مشخصه معمول است که برای مهندسان طراحی ضروری هستند. این منحنی‌ها به صورت گرافیکی رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان می‌دهند و بینش عمیق‌تری نسبت به داده‌های جدولی به تنهایی ارائه می‌دهند. در حالی که منحنی‌های خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه غیرخطی را نشان می‌دهد که برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان حیاتی است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد و به بهینه‌سازی برای روشنایی و بازدهی کمک می‌کند.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان می‌دهد که برای کاربردها در محیط‌های بدون کنترل آب و هوا حیاتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که طول موج‌های غالب و پیک و خلوص طیفی (نیم‌عرض) را تأیید می‌کند.

تحلیل این منحنی‌ها به طراحان اجازه می‌دهد تا جریان‌های درایو مناسب را انتخاب کنند، اثرات حرارتی را درک کنند و عملکرد تحت شرایط عملیاتی واقعی را پیش‌بینی کنند.

6. تست قابلیت اطمینان و صلاحیت‌سنجی

LTC-2723JD تحت مجموعه جامعی از تست‌های قابلیت اطمینان بر اساس استانداردهای شناخته شده صنعت (MIL-STD، JIS) قرار می‌گیرد. این تست‌ها استحکام و طول عمر دستگاه را تأیید می‌کنند.

• تست عمر عملیاتی (RTOL):1000 ساعت در دمای اتاق تحت شرایط حداکثر ریت شده برای ارزیابی عملکرد بلندمدت.
• ذخیره‌سازی دمای بالا/رطوبت (THS):500 ساعت در دمای 65 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 90-95% برای تست مقاومت در برابر رطوبت.
• ذخیره‌سازی دمای بالا (HTS):1000 ساعت در دمای 105 درجه سانتی‌گراد برای ارزیابی پایداری تحت تنش حرارتی.
• ذخیره‌سازی دمای پایین (LTS):1000 ساعت در دمای 35- درجه سانتی‌گراد.
• چرخه دمایی (TC):30 سیکل بین 35- درجه سانتی‌گراد و 105+ درجه سانتی‌گراد برای تست خرابی‌های ناشی از انبساط/انقباض حرارتی.
• شوک حرارتی (TS):30 سیکل انتقال سریع بین 35- درجه سانتی‌گراد و 105+ درجه سانتی‌گراد، یک تست حرارتی شدیدتر.
• مقاومت لحیم‌کاری (SR):توانایی پایه‌ها را برای تحمل حرارت لحیم‌کاری (260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه) تست می‌کند.
• قابلیت لحیم‌کاری (SA):تأیید می‌کند که پایه‌ها می‌توانند به درستی با قلع خیس شوند (245 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه).

این تست‌ها اطمینان می‌دهند که نمایشگر می‌تواند سختی‌های فرآیندهای مونتاژ و محیط‌های عملیاتی خشن را تحمل کند.

7. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

7.1 لحیم‌کاری خودکار

برای لحیم‌کاری موجی یا ریفلو، شرایط توصیه شده این است که پایه‌ها تا عمق 1/16 اینچ (1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن به مدت حداکثر 5 ثانیه در دمای لحیم 260 درجه سانتی‌گراد غوطه‌ور شوند. دمای بدنه نمایشگر در طول این فرآیند نباید از حداکثر دمای ذخیره‌سازی تجاوز کند.

7.2 لحیم‌کاری دستی

هنگام لحیم‌کاری دستی، نوک هویه باید با پایه (1/16 اینچ زیر صفحه نشیمن) به مدت بیش از 5 ثانیه تماس نداشته باشد. دمای توصیه شده هویه لحیم‌کاری 350 درجه سانتی‌گراد ±30 درجه سانتی‌گراد است. کنترل دقیق زمان و دما برای جلوگیری از آسیب حرارتی به چیپ‌های LED یا بسته‌بندی پلاستیکی بسیار مهم است.

8. احتیاط‌های حیاتی کاربردی و ملاحظات طراحی

کاربرد مورد نظر:این نمایشگر برای تجهیزات الکترونیکی معمولی (اداری، ارتباطی، خانگی) طراحی شده است. بدون مشورت قبلی و صلاحیت‌سنجی خاص، برای کاربردهای حیاتی ایمنی (هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی و غیره) گواهی نشده است.

رعایت پارامترها:مدار درایو باید طوری طراحی شود که عملکرد در محدوده ریتینگ‌های حداکثر مطلق و شرایط عملیاتی توصیه شده را تضمین کند. تجاوز از محدودیت‌های جریان یا دما، تخریب خروجی نور را تسریع کرده و می‌تواند باعث خرابی زودرس شود.

طراحی مدار درایو:

• درایو جریان ثابت:به شدت نسبت به درایو ولتاژ ثابت توصیه می‌شود. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند؛ ولتاژ مستقیم آن‌ها یک تلرانس دارد و با دما تغییر می‌کند. یک منبع جریان ثابت، روشنایی پایدار و قابل پیش‌بینی را تضمین کرده و LED را از فرار حرارتی محافظت می‌کند.
• محافظت در برابر ولتاژ معکوس:مدار درایو باید شامل محافظت (مانند دیودهای سری یا ویژگی‌های مدار مجتمع) باشد تا از اعمال ولتاژ معکوس یا اسپایک‌های ولتاژ گذرا به قسمت‌های LED در حین روشن‌شدن، خاموش‌شدن یا در مدارهای مالتی‌پلکس جلوگیری کند. حداکثر ولتاژ معکوس فقط 5 ولت برای تست است؛ بایاس معکوس پیوسته ممنوع است.
• ملاحظات مالتی‌پلکس:به عنوان یک نمایشگر مالتی‌پلکس با کاتد مشترک، به یک مدار درایو نیاز دارد که به طور متوالی کاتد هر رقم را انرژی‌دهی کند در حالی که ولتاژ به آندهای قسمت‌هایی که باید برای آن رقم روشن شوند اعمال می‌شود. ریتینگ جریان پیک (100 میلی‌آمپر در سیکل وظیفه کم) برای طرح‌های درایو مالتی‌پلکس مرتبط است که در آن جریان لحظه‌ای برای دستیابی به روشنایی متوسط مورد نیاز بالاتر است.

مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان در هر قسمت کم است، اما گرمای جمعی از چهار رقم در یک بسته کوچک باید در نظر گرفته شود. تهویه مناسب و اجتناب از قرارگیری نزدیک منابع گرمایی دیگر برای حفظ دمای اتصال در محدوده ایمن توصیه می‌شود.

9. مقایسه فنی و سناریوهای کاربردی

9.1 تمایز از سایر فناوری‌ها

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر LEDهای GaAsP یا GaP، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به نمایشگرهای روشن‌تر در جریان‌های پایین‌تر می‌شود. طراحی صفحه خاکستری/قسمت سفید، تضاد برتری نسبت به بسته‌بندی‌های پخش‌شده یا رنگی ارائه می‌دهد. اندازه رقم 0.28 اینچی، آن را بین نشانگرهای کوچک‌تر و نمایشگرهای بزرگ‌تر نصب‌شده روی پنل قرار می‌دهد و تعادل خوبی از خوانایی و فشردگی ارائه می‌دهد.

9.2 سناریوهای کاربردی معمول

• تجهیزات تست و اندازه‌گیری:مولتی‌مترهای دیجیتال، اسیلوسکوپ‌ها، منبع تغذیه‌ها.
• کنترل‌های صنعتی:مترهای پنلی، نمایشگرهای تایمر، نشانگرهای فرآیند.
• الکترونیک مصرفی:تجهیزات صوتی (تقویت‌کننده‌ها، رسیورها)، نمایشگرهای لوازم خانگی.
• بازار جانبی خودرو:گیج‌ها و ابزارهای تشخیصی (نه برای سیستم‌های ایمنی اولیه وسیله نقلیه).

9.3 مثال طراحی: رابط میکروکنترلر

یک طراحی معمول شامل یک میکروکنترلر با پایه‌های I/O کافی یا استفاده از رجیسترهای شیفت/ICهای درایور خارجی (مانند MAX7219 یا TM1637) است که به طور خاص برای نمایشگرهای LED مالتی‌پلکس طراحی شده‌اند. IC درایور، زمان‌بندی مالتی‌پلکس، محدود کردن جریان و اغلب کنترل روشنایی از طریق PWM را مدیریت می‌کند که طراحی نرم‌افزار و سخت‌افزار را برای مهندس سیستم بسیار ساده می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

سوال 1: هدف کد بین شدت نور چیست؟

پاسخ 1: کد بین نشان‌دهنده محدوده روشنایی اندازه‌گیری شده واحد خاص است. این به طراحان اجازه می‌دهد تا نمایشگرهایی با روشنایی مطابقت‌داده شده را برای پنل‌های چند واحدی انتخاب کنند و ظاهری یکنواخت را تضمین کنند.

سوال 2: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً با یک پایه میکروکنترلر 5 ولتی راه‌اندازی کنم؟

پاسخ 2: خیر. ولتاژ مستقیم حدود 2.6 ولت است، اما LEDها نیاز به محدود کردن جریان دارند. اتصال مستقیم به یک پایه 5 ولتی باعث جریان بیش از حد شده و قسمت را از بین می‌برد. یک مقاومت محدودکننده جریان سری یا یک درایور جریان ثابت اختصاصی اجباری است.

سوال 3: چرا درایو جریان ثابت توصیه می‌شود؟

پاسخ 3: خروجی نور یک LED متناسب با جریان است، نه ولتاژ. ولتاژ مستقیم (Vf) آن از واحدی به واحد دیگر متفاوت است و با افزایش دما کاهش می‌یابد. یک منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت، تنظیم جریان تقریبی را فراهم می‌کند، اما یک منبع جریان ثابت واقعی، کنترل دقیق روشنایی و محافظت ذاتی در برابر فرار حرارتی را ارائه می‌دهد.

سوال 4: عبارت \"کاتد مشترک مالتی‌پلکس\" برای مدار من چه معنایی دارد؟

پاسخ 4: به این معنی است که شما نمایشگر را با روشن کردن یک رقم در یک زمان، به سرعت و پشت سر هم (مالتی‌پلکس) کنترل می‌کنید. شما الگوی قسمت‌هایی (آندها) را که باید روشن شوند تنظیم می‌کنید، سپس کاتد رقم 1 را فعال می‌کنید، سپس آن را غیرفعال می‌کنید، الگوی رقم 2 را تنظیم می‌کنید، کاتد آن را فعال می‌کنید و به همین ترتیب. این چرخه به طور مداوم تکرار می‌شود و تعداد پایه‌های درایور مورد نیاز را از 29 (4x7 قسمت + 4 کاتد + DP) به فقط 12 خط آند + 4 خط کاتد (به علاوه کاتد مشترک برای LEDهای مجزا) کاهش می‌دهد.

11. اصول عملیاتی و روندهای فناوری

11.1 اصل عملیاتی پایه

یک LED یک دیود نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از گپ انرژی آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال (لایه AlInGaP) بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP، انرژی گپ و در نتیجه رنگ نور ساطع‌شده را تعیین می‌کند که در این مورد در طیف قرمز (~640-656 نانومتر) است. طرح‌بندی هفت قسمتی یک الگوی استاندارد است که در آن روشن کردن ترکیبات مختلف قسمت‌ها (با برچسب A تا G) اعداد 0-9 و برخی حروف را تشکیل می‌دهد.

11.2 روندهای صنعت

روند در فناوری نمایشگر به سمت بازدهی بالاتر، مصرف توان کمتر و یکپارچگی بیشتر ادامه دارد. در حالی که نمایشگرهای هفت قسمتی گسسته مانند LTC-2723JD برای خروجی‌های عددی با اندازه متوسط و مقرون‌به‌صرفه حیاتی باقی می‌مانند، رشد موازی در حوزه‌هایی مانند موارد زیر وجود دارد:

نمایشگرهای LED آلی (OLED):ارائه تضاد برتر، انعطاف‌پذیری و نازکی برای کاربردهای باکیفیت.

نمایشگرهای با درایور مجتمع:ماژول‌هایی که کنترلر/IC درایور را روی برد شامل می‌شوند و طراحی رابط را ساده می‌کنند.

بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD):برای مونتاژ خودکار، اگرچه قطعات ترو-هول مانند این یکی هنوز برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر و کاربردهایی که نیاز به اتصالات مکانیکی قوی دارند ترجیح داده می‌شوند.

خود سیستم ماده AlInGaP نشان‌دهنده یک فناوری بالغ و به شدت بهینه‌شده برای LEDهای قرمز، نارنجی و زرد است که عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه را به طور مؤثر متعادل می‌کند.