دیتاشیت نمایشگر هفت‌قطعه‌ای ELD-426UYOWB/S530-A3 - ارتفاع رقم 10.16 میلی‌متر - نارنجی 605 نانومتر - حداکثر 2.4 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

ELD-426UYOWB/S530-A3 یک نمایشگر الفبایی-عددی هفت‌قطعه‌ای با نصب از طریق سوراخ است که برای خوانش دیجیتال واضح طراحی شده است. این دستگاه دارای اندازه استاندارد صنعتی با ارتفاع رقم 10.16 میلی‌متر (0.4 اینچ) می‌باشد که آن را برای کاربردهایی مناسب می‌سازد که نیاز به نمایش اطلاعات عددی با اندازه متوسط یا اطلاعات الفبایی-عددی محدود دارند. دستگاه با قطعات نورافشان سفید در برابر سطح زمینه سیاه ساخته شده است که تضاد بالا و خوانایی عالی حتی در شرایط محیطی با نور زیاد فراهم می‌کند. این انتخاب طراحی، تابش خیره‌کننده را به حداقل می‌رساند و توانایی کاربر را در تشخیص کاراکترهای روشن شده افزایش می‌دهد.

فناوری هسته‌ای از ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) برای تراشه‌های نورافشان استفاده می‌کند. این ماده در تولید نور در طیف نارنجی-قرمز کارآمد است. نور نارنجی ساطع شده، با طول موج غالب 605 نانومتر، دید خوبی ارائه می‌دهد و اغلب برای پنل‌های نشانگر و ابزار دقیق انتخاب می‌شود. رزین مورد استفاده برای کپسوله‌سازی از نوع پراکنده‌کننده سفید است که به پراکندگی یکنواخت نور از قطعات LED مجزا کمک می‌کند و ظاهری یکدست و سازگار در تمام قسمت‌های کاراکتر ایجاد می‌نماید.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

این نمایشگر چندین مزیت کلیدی برای طراحان و تولیدکنندگان ارائه می‌دهد. ویژگی اصلی آن مصرف توان پایین است که برای دستگاه‌های باتری‌خور یا سیستم‌هایی که بهره‌وری انرژی اولویت دارد، حیاتی است. قطعات بر اساس شدت نور (شدت روشنایی) دسته‌بندی (بن) شده‌اند. این بدان معناست که نمایشگرها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده مرتب و برچسب‌گذاری می‌شوند که امکان یکنواختی در روشنایی در بین چندین واحد در یک محصول واحد را فراهم می‌کند. این امر برای نمایشگرهای چندرقمی یا پنل‌هایی که از چندین قطعه از این نوع استفاده می‌کنند، ضروری است.

دستگاه با دستورالعمل‌های بدون سرب و RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد که آن را برای استفاده در محصولات فروخته شده در بازارهای دارای مقررات سخت زیست‌محیطی مناسب می‌سازد. طراحی نصب از طریق سوراخ آن، اتصالات مکانیکی مستحکمی فراهم می‌کند که آن را برای کاربردهای در معرض لرزش یا تنش فیزیکی قابل اعتماد می‌سازد. ابعاد استاندارد صنعتی آن، اطمینان از سازگاری با چیدمان‌های PCB رایج و تجهیزات نصب خودکار را تضمین می‌کند.

1.2 کاربردهای هدف و بازار

این نمایشگر هفت‌قطعه‌ای برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی که نیاز به رابط عددی قابل اعتماد و واضح دارند، هدف‌گیری شده است. حوزه‌های کاربرد اصلی آن شامل لوازم خانگی مانند فر، مایکروویو، ماشین‌های لباس‌شویی و کولرهای گازی می‌شود که می‌تواند تنظیمات، تایمرها یا کدهای وضعیت را نمایش دهد. همچنین برای پنل‌های ابزار دقیق در تجهیزات صنعتی، داشبورد خودرو (برای نمایشگرهای ثانویه) و دستگاه‌های تست و اندازه‌گیری به همان اندازه مناسب است.

یک کاربرد مهم دیگر، در نمایشگرهای خوانش دیجیتال برای ترازوها، شمارنده‌ها، تایمرها و پنل‌های کنترل ساده است. رنگ نارنجی اغلب در محیط‌هایی ترجیح داده می‌شود که نمایشگر نیاز به تشخیص آسان دارد یا به عنوان نشانگر هشدار یا وضعیت عمل می‌کند. استحکام و اندازه استاندارد آن، آن را به انتخابی همه‌کاره برای محصولات الکترونیکی مصرفی و صنعتی تبدیل می‌کند.

2. پارامترها و مشخصات فنی

درک دقیق از محدودیت‌ها و ویژگی‌های عملکردی دستگاه برای طراحی مدار قابل اعتماد و عملکرد بلندمدت بسیار مهم است.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

مقادیر حداکثر مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر هرگز نباید، حتی به صورت لحظه‌ای، در حین کار یا جابجایی، تجاوز شوند. برای ELD-426UYOWB/S530-A3، حداکثر ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت است. اعمال ولتاژ معکوس بالاتر می‌تواند پیوند LED را خراب کند. حداکثر جریان مستقیم پیوسته (I_F) 25 میلی‌آمپر است. تجاوز از این جریان، گرمای بیش از حد ایجاد می‌کند که ساختار داخلی LED را تخریب و طول عمر آن را کوتاه می‌کند.

برای عملکرد پالسی، یک جریان مستقیم پیک بالاتر (I_FP) معادل 60 میلی‌آمپر مجاز است، اما تنها تحت شرایط خاص: چرخه کاری 1/10 (10%) و فرکانس 1 کیلوهرتز. این امکان دوره‌های کوتاه مدت روشنایی بالاتر را فراهم می‌کند. حداکثر اتلاف توان (P_d) 60 میلی‌وات است که به عنوان حاصل ضرب ولتاژ مستقیم و جریان محاسبه می‌شود. دستگاه برای کار در دمای (T_opr) بین 40- درجه سانتی‌گراد و 85+ درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده است که آن را برای محیط‌های خشن مناسب می‌سازد. دمای ذخیره‌سازی (T_stg) می‌تواند از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد متغیر باشد. دمای لحیم‌کاری (T_sol) نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس هویه باید 5 ثانیه یا کمتر باشد تا از آسیب حرارتی به بسته‌بندی پلاستیکی و اتصالات داخلی جلوگیری شود.

2.2 ویژگی‌های الکترو-اپتیکی

این ویژگی‌ها تحت شرایط تست استاندارد (Ta=25°C) اندازه‌گیری شده و نمایانگر عملکرد معمول دستگاه هستند. شدت نور (I_v) دارای مقدار معمول 12.5 میلی‌کاندلا است هنگامی که با جریان مستقیم (I_F) 10 میلی‌آمپر راه‌اندازی می‌شود، با حداقل مقدار مشخص شده 5.6 میلی‌کاندلا. توجه به این نکته مهم است که دیتاشیت مشخص می‌کند این یک مقدار میانگین اندازه‌گیری شده روی یک قطعه 7-قطعه‌ای است. تلرانس برای شدت نور ±10% است.

ویژگی‌های طیفی، رنگ نور ساطع شده را تعریف می‌کنند. طول موج پیک (λ_p) به طور معمول 611 نانومتر است، در حالی که طول موج غالب (λ_d)، که بیشتر با رنگ درک شده مرتبط است، به طور معمول 605 نانومتر (نارنجی) است. پهنای باند تابش طیفی (Δλ) به طور معمول 17 نانومتر است که گستردگی طول‌موج‌های ساطع شده را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم (V_F) به طور معمول 2.0 ولت با حداکثر 2.4 ولت در I_F=20mA است، با تلرانس ±0.1 ولت. جریان معکوس (I_R) بسیار کم است، با حداکثر 100 میکروآمپر در V_R=5V.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

داده‌های گرافیکی بینش عمیق‌تری از رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

3.1 توزیع طیف

منحنی توزیع طیف (شدت نور نسبی در مقابل طول موج) یک پیک منفرد حول 611 نانومتر (معمول) با عرض تقریبی 17 نانومتر در نصف حداکثر شدت (FWHM) را نشان می‌دهد. این امر خروجی تک‌رنگ نارنجی ماده AlGaInP را تأیید می‌کند. نباید پیک‌های ثانویه قابل توجهی وجود داشته باشد که نشان‌دهنده انتشار رنگ خالص است. شکل این منحنی برای کاربردهایی که در آن یکنواختی رنگ یا فیلتر کردن طول موج خاصی دخیل است، مهم می‌باشد.

3.2 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم

منحنی I-V ویژگی‌های دیودی قطعات LED را نشان می‌دهد. این منحنی غیرخطی است. در جریان‌های بسیار پایین، ولتاژ حداقل است. با افزایش جریان، ولتاژ مستقیم به شدت افزایش می‌یابد و سپس در محدوده عملکرد معمول (حدود 2.0 ولت در 20 میلی‌آمپر) به تدریج افزایش می‌یابد. این منحنی برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است. یک تغییر کوچک در ولتاژ راه‌اندازی می‌تواند منجر به تغییر بزرگی در جریان شود، به همین دلیل LEDها معمولاً با منابع جریان ثابت یا مدارهای دارای مقاومت سری مناسب راه‌اندازی می‌شوند.

3.3 منحنی کاهش جریان مستقیم

این یکی از مهم‌ترین منحنی‌ها برای قابلیت اطمینان است. حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد. در 25 درجه سانتی‌گراد، تمام 25 میلی‌آمپر مجاز است. با افزایش دمای محیط، حداکثر جریان مجاز باید به صورت خطی کاهش یابد. این به این دلیل است که دمای پیوند داخلی LED با گرمای محیطی و گرمای خود ناشی از جریان افزایش می‌یابد. تجاوز از دمای پیوند ایمن، خروجی نور و طول عمر را به شدت کاهش می‌دهد. منحنی معمولاً نشان می‌دهد که جریان در حداکثر دمای پیوند به صفر می‌رسد که به حداکثر دمای محیط عملیاتی 85 درجه سانتی‌گراد مرتبط است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که نقطه کار (دمای محیط + جریان راه‌اندازی) در ناحیه ایمن تعریف شده توسط این منحنی قرار می‌گیرد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته‌بندی

نقشه مکانیکی ابعاد فیزیکی دقیق نمایشگر را ارائه می‌دهد. اندازه‌گیری‌های کلیدی شامل ارتفاع کلی، عرض و عمق بسته‌بندی، فاصله بین پایه‌ها، قطر و موقعیت پایه‌ها و اندازه و موقعیت پنجره رقم می‌شود. نقشه مشخص می‌کند که تلرانس‌ها ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است. این اطلاعات برای چیدمان PCB (طراحی جای پایه)، اطمینان از تناسب مناسب درون محفظه محصول و برای فرآیندهای مونتاژ خودکار حیاتی است.

4.2 پین‌اوت و دیاگرام مدار داخلی

دیاگرام مدار داخلی، اتصال الکتریکی قطعات LED مجزا (a, b, c, d, e, f, g و اغلب یک نقطه اعشار DP) به پایه‌های خارجی را نشان می‌دهد. برای پیکربندی کاتد مشترک یا آند مشترک، مشخص می‌کند که کدام پایه اتصال مشترک است. این دیاگرام برای سیم‌کشی صحیح نمایشگر به مدار درایور (مانند یک میکروکنترلر یا IC دیکدر) ضروری است. اتصال نادرست پایه مشترک مانع از روشن شدن نمایشگر خواهد شد.

5. دستورالعمل‌های مونتاژ و جابجایی

5.1 توصیه‌های لحیم‌کاری

دیتاشیت حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد با زمان تماس 5 ثانیه یا کمتر را مشخص می‌کند. این مورد برای هر دو فرآیند لحیم‌کاری دستی و موجی اعمال می‌شود. قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض دمای بالا می‌تواند بسته‌بندی پلاستیکی را ذوب کند، به اتصالات سیمی داخلی آسیب برساند یا تراشه LED را تخریب کند. توصیه می‌شود از هویه کنترل دمایی استفاده شود و زمان خنک‌سازی کافی بین لحیم‌کاری چندین پایه در نظر گرفته شود. برای لحیم‌کاری موجی، پروفیل (پیش‌گرم، خیساندن، دمای پیک، خنک‌سازی) باید کنترل شود تا در این محدودیت‌ها باقی بماند.

5.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند و به تخلیه الکترواستاتیک حساسند. ESD می‌تواند باعث خرابی فوری یا آسیب پنهان شود که قابلیت اطمینان بلندمدت را کاهش می‌دهد. دیتاشیت به شدت چندین اقدام ضد ESD را در حین جابجایی و مونتاژ توصیه می‌کند: اپراتورها باید از مچ‌بندهای زمین شده استفاده کنند و روی زیراندازهای ضد ESD کار کنند. ایستگاه‌های کاری، ابزارها و تجهیزات باید به درستی زمین شوند. استفاده از یونایزرها برای خنثی کردن بارهای استاتیک روی مواد غیررسانا توصیه می‌شود. مدار درایور نیز باید شامل محافظت در برابر افزایش ولتاژهایی باشد که ممکن است در حین کار رخ دهد.

5.3 احتیاط‌های عملیات الکتریکی

LEDها باید در بایاس مستقیم کار کنند. مدار درایور باید طوری طراحی شود که هیچ ولتاژ معکوس قابل توجهی در سراسر قطعات LED اعمال نشود، حتی زمانی که قرار است خاموش باشند. اعمال پیوسته ولتاژ معکوس، حتی زیر حداکثر مطلق 5 ولت، می‌تواند باعث الکترومایگریشن درون ماده نیمه‌هادی شود که منجر به افزایش جریان نشتی و در نهایت خرابی می‌شود. این امر اغلب در طراحی مدار با اطمینان از اینکه درایور IC یا ترانزیستور فقط می‌تواند یک ولتاژ مستقیم یا یک ولتاژ معکوس بسیار کوچک در حالت خاموش اعمال کند، مورد توجه قرار می‌گیرد.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

دستگاه در تیوب‌ها برای جابجایی خودکار بسته‌بندی می‌شود. فرآیند بسته‌بندی استاندارد به این صورت است: 25 قطعه در هر تیوب، 64 تیوب در هر جعبه و 4 جعبه در هر کارتن اصلی. این در مجموع 6400 قطعه در هر کارتن می‌شود. بسته‌بندی تیوبی از خم شدن پایه‌ها و خراش روی صفحه نمایش در حین حمل و نقل و ذخیره‌سازی محافظت می‌کند.

6.2 توضیح برچسب

برچسب‌های بسته‌بندی حاوی چندین کد برای شناسایی و ردیابی هستند. فیلدهای کلیدی شامل: CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه سازنده: ELD-426UYOWB/S530-A3)، QTY (تعداد بسته‌بندی)، CAT (رتبه/دسته شدت نور) و LOT No (شماره دسته برای ردیابی) می‌شود. درک این برچسب‌ها برای مدیریت موجودی، کنترل کیفیت و اطمینان از استفاده قطعه صحیح در تولید مهم است.

7. ملاحظات طراحی کاربرد

7.1 محدود کردن جریان و راه‌اندازی

رایج‌ترین روش برای راه‌اندازی یک نمایشگر هفت‌قطعه‌ای تک‌رقمی مانند این، استفاده از یک مقاومت سری برای هر قطعه (یا یک مقاومت واحد روی پایه مشترک برای طراحی‌های مالتی‌پلکس) است. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (V_supply- V_F) / I_F. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت، V_Fمعمول 2.0 ولت و I_Fمورد نظر 10 میلی‌آمپر، مقاومت (5 - 2.0) / 0.01 = 300 اهم خواهد بود. یک مقاومت 330 اهم انتخاب استانداردی خواهد بود. برای مالتی‌پلکس کردن چندرقمی، از یک درایور IC (مانند یک شیفت رجیستر 74HC595 یا یک درایور LED اختصاصی) برای کنترل قطعات و انتخاب رقم به سرعت استفاده می‌شود که تعداد پایه‌های مورد نیاز میکروکنترلر را کاهش می‌دهد.

7.2 مدیریت حرارتی

اگرچه این یک دستگاه کم‌مصرف است، ملاحظات حرارتی هنوز برای طول عمر مهم هستند، به ویژه در کاربردهای با دمای محیطی بالا یا هنگام راه‌اندازی نزدیک به حداکثر جریان. اطمینان از جریان هوای کافی اطراف نمایشگر روی PCB می‌تواند کمک کند. خود PCB می‌تواند به عنوان یک هیت‌سینک برای پایه‌ها عمل کند. برای کاربردهای حیاتی، به منحنی کاهش جریان مستقیم مراجعه کنید و اگر دمای محیط بالا است، LED را با جریان پایین‌تری راه‌اندازی کنید.

7.3 ملاحظات نوری

زمینه سیاه تضاد بالایی فراهم می‌کند. هنگام طراحی پنل جلویی یا لنزی که نمایشگر را می‌پوشاند، مواد و پوشش‌هایی را در نظر بگیرید که بازتاب و تابش خیره‌کننده را به حداقل برسانند تا خوانایی حفظ شود. زاویه دید نمایشگر (که توسط رزین پراکنده‌کننده القا می‌شود) معمولاً وسیع است، اما اگر مشاهده خارج از محور حیاتی است، باید تأیید شود. رنگ نارنجی ممکن است پشت فیلترهای رنگی یا شیشه‌های رنگی فیلتر شود یا متفاوت به نظر برسد، بنابراین آزمایش در مونتاژ نهایی توصیه می‌شود.

8. مقایسه و انتخاب فنی

هنگام انتخاب یک نمایشگر هفت‌قطعه‌ای، عوامل تمایز کلیدی شامل ارتفاع رقم، رنگ، روشنایی (شدت نور)، ولتاژ مستقیم، مصرف توان و نوع بسته‌بندی (نصب از طریق سوراخ در مقابل SMD) می‌شود. مزایای اصلی ELD-426UYOWB/S530-A3 اندازه استاندارد 0.4 اینچی، رنگ نارنجی برای دید بالا، شدت نور دسته‌بندی شده برای یکنواختی و ساختار مستحکم نصب از طریق سوراخ آن است. در مقایسه با نمایشگرهای SMD کوچکتر، نمونه‌سازی اولیه با آن آسان‌تر است و ممکن است برای کاربردهایی که نیاز به دوام بالاتر دارند مناسب‌تر باشد. در مقایسه با رنگ‌های دیگر، نارنجی اغلب در سطوح جریان پایین‌تر، روشنایی درک شده بالاتری نسبت به قرمز یا سبز در برخی مواد نیمه‌هادی دارد و می‌تواند در شرایط نوری خاصی قابل مشاهده‌تر باشد.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

9.1 هدف از دسته‌بندی شدت نور (CAT) چیست؟

دسته‌بندی، یکنواختی روشنایی را تضمین می‌کند. نمایشگرهای با کد CAT یکسان، خروجی نور مشابهی خواهند داشت. این امر هنگام استفاده از چندین نمایشگر در کنار هم (مانند یک ساعت 4 رقمی) برای جلوگیری از تفاوت‌های قابل توجه روشنایی بین ارقام، که غیرحرفه‌ای به نظر می‌رسد، بسیار مهم است.

9.2 آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً از یک پایه میکروکنترلر راه‌اندازی کنم؟

راه‌اندازی مستقیم یک قطعه LED از یک پایه GPIO استاندارد میکروکنترلر توصیه نمی‌شود. پایه GPIO معمولی فقط می‌تواند 20-25 میلی‌آمپر را تأمین یا جذب کند که حداکثر مطلق برای یک قطعه است. راه‌اندازی یک قطعه در حداکثر جریان، هیچ حاشیه امنی باقی نمی‌گذارد و در صورت روشن شدن تصادفی چندین قطعه، خطر آسیب به میکروکنترلر وجود دارد. علاوه بر این، جریان کل برای یک رقم کاملاً روشن (همه 7 قطعه) بسیار فراتر از توانایی‌های یک میکروکنترلر خواهد بود. همیشه از یک مقاومت سری و/یا یک درایور IC (ترانزیستور، بافر، درایور LED اختصاصی) استفاده کنید.

9.3 عبارت "بدون سرب و مطابق با RoHS" به چه معناست؟

این بدان معناست که دستگاه بدون استفاده از سرب (Pb) در آبکاری لحیم یا سایر مواد ساخته شده است و با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک اتحادیه اروپا مطابقت دارد. این امر قطعه را برای استفاده در محصولات فروخته شده در اکثر بازارهای جهانی، که مقررات زیست‌محیطی مشابهی را اتخاذ کرده‌اند، مناسب می‌سازد.

9.4 چگونه پایه مشترک (آند یا کاتد) را تعیین کنم؟

دیاگرام مدار داخلی در بخش ابعاد بسته‌بندی دیتاشیت، پین‌اوت را به وضوح نشان می‌دهد. مشخص می‌کند که کدام پایه به همه آندها (آند مشترک) یا همه کاتدها (کاتد مشترک) LEDهای قطعه متصل است. شما باید این را بدانید تا مدار درایور خود را به درستی طراحی کنید. اگر دیاگرام در دسترس نیست، می‌توان از یک تست ساده با منبع تغذیه محدودکننده جریان (مانند 3 ولت با یک مقاومت 1 کیلو اهم سری) برای بررسی جفت پایه‌ها استفاده کرد.