دیتاشیت نمایشگر هفت‌قطعه‌ای ELT-512SYGWA/S530-E2 - سایز 14.22 میلی‌متر - ولتاژ پیشرو 2.0 ولت - رنگ زرد-سبز درخشان - مستندات فنی فارسی

1. مرور محصول

ELT-512SYGWA/S530-E2 یک نمایشگر الفبایی-عددی هفت‌قطعه‌ای با قابلیت اطمینان بالا است که برای نمایش دیجیتال واضح در کاربردهای الکترونیکی متنوع طراحی شده است. این قطعه در دسته نمایشگرهای ترو-هول قرار می‌گیرد و دارای فوت‌پرینت استاندارد صنعتی برای ادغام آسان در طراحی‌های PCB موجود است. ارزش اصلی این قطعه در ترکیب دید خوب، بسته‌بندی استاندارد و انطباق با مقررات زیست‌محیطی مدرن نهفته است.

این دستگاه با سطح خاکستری و قطعات سفید و پخش‌شونده ساخته شده است. این طراحی خاص کنتراست و خوانایی را بهبود می‌بخشد، به ویژه در محیط‌هایی با نور محیطی روشن، و آن را برای کاربردهایی که وضوح نمایش حیاتی است مناسب می‌سازد. رنگ منتشر شده یک زرد-سبز درخشان است که با استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) به دست می‌آید. این انتخاب ماده به دلیل بازدهی و خروجی رنگ خاص آن در طیف زرد-سبز شناخته شده است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این ماژول نمایشگر شاملمصرف توان پایینآن است که برای دستگاه‌های باتری‌خور یا کم‌مصرف حیاتی می‌باشد. این قطعه بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده است، که به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی با سطوح روشنایی یکنواخت برای ظاهر یکدست پنل انتخاب کنند. علاوه بر این، دستگاهفاقد سرب و مطابق با RoHSاست که استانداردهای بین‌المللی محدودیت مواد خطرناک را برآورده می‌کند، امری که برای تولید الکترونیک مدرن ضروری است.

کاربردهای هدف به وضوح به سمت رابط‌های کاربری عملکردی، صنعتی و مصرفی جهت‌گیری شده‌اند. بازارهای کلیدی شامل موارد زیر است:

• لوازم خانگی:تایمرها، نمایشگرهای دما، خوانش‌های پنل کنترل در فر، مایکروویو، ماشین‌های لباسشویی و غیره.
• پنل‌های ابزار دقیق:تجهیزات تست و اندازه‌گیری، سیستم‌های کنترل صنعتی، ابزارهای تشخیص خودرو (نمایشگرهای ثانویه).
• نمایشگرهای خوانش دیجیتال:هر دستگاهی که نیاز به خروجی عددی یا الفبایی-عددی محدود دارد، مانند ساعت‌ها، شمارنده‌ها، ترازوها و دیتالاگرهای ساده.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی مشخص شده در دیتاشیت را ارائه می‌دهد. درک این محدودیت‌ها و ویژگی‌ها برای طراحی مدار قابل اطمینان حیاتی است.

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

ریتینگ‌های حداکثر مطلق محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط کار عادی نیستند.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• جریان پیشرو (I_F):25 میلی‌آمپر DC. این حداکثر جریان پیوسته مجاز از طریق یک قطعه است.
• جریان پیشرو پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر. این جریان بالاتر فقط تحت شرایط پالسی (سیکل وظیفه ≤ 10%، فرکانس ≤ 1 کیلوهرتز) مجاز است که می‌تواند برای مالتی‌پلکسینگ یا تقویت شدت کوتاه مدت استفاده شود.
• اتلاف توان (P_d):60 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که می‌تواند به صورت حرارت به طور ایمن تلف شود، که معمولاً به صورت V_F* I_F.
• دمای کار و ذخیره‌سازی:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس (کار)، 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس (ذخیره). محدوده وسیع، عملکرد در محیط‌های خشن را تضمین می‌کند.
• دمای لحیم‌کاری:260 درجه سلسیوس برای ≤ 5 ثانیه. این امر فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا دستی را راهنمایی می‌کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

این پارامترها تحت شرایط تست استاندارد (Ta=25°C) اندازه‌گیری شده و عملکرد دستگاه را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_v):2.8 میلی‌کندلا (حداقل)، 4.5 میلی‌کندلا (معمول) در I_F=10mA. این میانگین خروجی نور هر قطعه است. دیتاشیت یک تلرانس ±10% روی این مقدار را ذکر می‌کند. دسته‌بندی ذکر شده در ویژگی‌ها به مرتب‌سازی دستگاه‌ها بر اساس I_vاندازه‌گیری شده در دسته‌های یکنواخت اشاره دارد.
• طول موج پیک (λ_p):575 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن انتشار طیفی قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λ_d):573 نانومتر (معمول). این طول موجی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ (زرد-سبز) را تعریف می‌کند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). این نشان‌دهنده محدوده طول‌موج‌های منتشر شده، حول محور پیک است.
• ولتاژ پیشرو (V_F):2.0 ولت (معمول)، 2.4 ولت (حداکثر) در I_F=20mA. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مدار درایو می‌تواند حداقل این ولتاژ را تأمین کند. یک تلرانس ±0.1V مشخص شده است.
• جریان معکوس (I_R):100 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5V. این جریان نشتی کوچک هنگامی است که دستگاه در بایاس معکوس قرار دارد.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت منحنی‌های مشخصه معمولی را ارائه می‌دهد که برای درک رفتار تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

3.1 توزیع طیف

منحنی طیف (شدت نور نسبی در مقابل طول موج) یک توزیع زنگوله‌ای شکل حول 575 نانومتر با عرض معمولی (FWHM) 20 نانومتر را نشان می‌دهد. این امر نقطه رنگ زرد-سبز را تأیید کرده و امکان تحلیل در کاربردهای حساس به طول‌موج‌های خاص را فراهم می‌کند.

3.2 جریان پیشرو در مقابل ولتاژ پیشرو (منحنی I-V)

این منحنی غیرخطی است. برای یک LED معمولی AlGaInP، ولتاژ تا آستانه روشن‌شدن (حدود 1.8-2.0V برای این رنگ) نسبتاً پایین باقی می‌ماند، پس از آن با جریان به طور شیب‌دارتری افزایش می‌یابد. V_Fمشخص شده 2.0V در 20mA یک نقطه روی این منحنی است. طراحان از این برای محاسبه مقادیر مقاومت سری استفاده می‌کنند: R = (V_منبع- V_F) / I_F.

3.3 منحنی کاهش جریان پیشرو

این نمودار حیاتی، حداکثر جریان پیشرو پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن به صورت خطی از 25 میلی‌آمپر در 25 درجه سلسیوس به 0 میلی‌آمپر در حداکثر دمای پیوندگاه (که توسط نقطه انتهایی منحنی، احتمالاً حدود 100-110 درجه سلسیوس، القا می‌شود) کاهش می‌یابد. این به دلیل کاهش قابلیت اتلاف حرارت در دماهای محیطی بالاتر است. برای عملکرد قابل اطمینان بالاتر از 25 درجه سلسیوس، جریان درایو باید متناسباً کاهش یابد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج

این نمایشگر دارای ارتفاع رقم 14.22 میلی‌متر (0.56 اینچ) است. نقشه ابعاد دقیق، یک فوت‌پرینت استاندارد پکیج دو خطی (DIP) را نشان می‌دهد. نکات مکانیکی کلیدی شامل تلرانس استاندارد ±0.25mm مگر خلاف آن مشخص شده باشد. فاصله پایه‌ها و ابعاد کلی برای سازگاری با چیدمان‌های استاندارد PCB و سوکت‌ها طراحی شده‌اند.

4.2 دیاگرام مدار داخلی و پلاریته

دیاگرام مدار داخلی یک پیکربندی کاتد مشترک را نشان می‌دهد. تمام کاتدهای (ترمینال‌های منفی) هفت قطعه (و معمولاً نقطه اعشار، در صورت وجود) به صورت داخلی به یک یا دو پایه مشترک متصل شده‌اند. آند (ترمینال مثبت) هر قطعه به یک پایه جداگانه آورده شده است. این پیکربندی برای درایو مالتی‌پلکس رایج است، جایی که کاتد مشترک به زمین سوئیچ می‌شود در حالی که آندهای قطعه مورد نظر در حالت High درایو می‌شوند.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

در حالی که پروفایل‌های ریفلو خاص برای این قطعه ترو-هول ارائه نشده است، دیتاشیت محدودیت‌های واضحی برای لحیم‌کاری دستی یا موجی ارائه می‌دهد.

• لحیم‌کاری:حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سلسیوس است و زمان قرارگیری در این دما نباید از 5 ثانیه تجاوز کند. این از آسیب حرارتی به پکیج پلاستیکی و باندهای سیم داخلی جلوگیری می‌کند.
• محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD):دستگاه به ESD حساس است. دیتاشیت به شدت توصیه می‌کند که اقدامات کنترل استاندارد ESD در حین جابجایی و مونتاژ رعایت شود: استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده، ایستگاه‌های کاری ایمن در برابر ESD، زیرپایی‌های رسانای زمین و اتصال زمین مناسب برای تمام تجهیزات. اگر مواد عایق وجود دارند، باید از یونایزرها یا سایر روش‌های خنثی‌سازی بار استفاده شود.
• شرایط ذخیره‌سازی:دستگاه‌ها باید در محدوده دمایی مشخص شده 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس در یک محیط خشک و ایمن در برابر ESD ذخیره شوند.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

قطعات در تیوب برای قرارگیری خودکار یا جابجایی دستی بسته‌بندی شده‌اند. جریان استاندارد بسته‌بندی به شرح زیر است:13 قطعه در هر تیوب → 63 تیوب در هر جعبه → 4 جعبه در هر کارتن. این در مجموع 3,276 قطعه در هر کارتن می‌شود (13 * 63 * 4).

6.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی حاوی چندین کد است:

• CPN:شماره محصول مشتری (برای مرجع مشتری).
• P/N:شماره محصول سازنده (ELT-512SYGWA/S530-E2).
• QTY:تعداد بسته‌بندی.
• CAT:رتبه شدت نور (دسته دسته‌بندی).
• LOT No:شماره LOT قابل ردیابی برای کنترل کیفیت.

این برچسب‌گذاری، قابلیت ردیابی را تضمین کرده و به انتخاب دسته روشنایی صحیح برای یک کاربرد کمک می‌کند.

7. ملاحظات طراحی کاربردی

7.1 طراحی مدار درایو

برای درایو یک قطعه منفرد در جریان پیشرو معمولی 20mA با منبع تغذیه 5V، یک مقاومت محدودکننده جریان سری مورد نیاز است. با استفاده از V_Fمعمول 2.0V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. یک مقاومت استاندارد 150Ω منجر به I_F≈ 20mA می‌شود. توان تلف شده در مقاومت (3V * 0.02A) = 60 mW است، بنابراین یک مقاومت 1/8W (125mW) یا 1/4W مناسب است. برای مالتی‌پلکسینگ چند رقم، جریان پیک هر قطعه می‌تواند بالاتر باشد (تا I_FP=60mA) اما جریان متوسط باید در محدوده I_Fپیوسته باقی بماند، که توسط سیکل وظیفه محاسبه می‌شود.

7.2 طراحی برای قابلیت اطمینان

مدیریت حرارتی:منحنی کاهش جریان را رعایت کنید. در یک محیط با دمای بالا (مثلاً داخل یک وسیله)، جریان درایو را کاهش دهید تا از گرمای بیش از حد و پیری زودرس جلوگیری شود.محافظت ESD:دیودهای محافظ ESD را روی خطوط PCB متصل به پایه‌های نمایشگر قرار دهید، به ویژه اگر رابط در معرض تماس کاربر باشد.زاویه دید:قطعات سفید پخش‌شونده یک زاویه دید وسیع ارائه می‌دهند، اما توزیع شدت زاویه‌ای دقیق مشخص نشده است. برای کاربردهای دید بحرانی، نمونه‌سازی اولیه توصیه می‌شود.

8. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر یا نمایشگرهای کوچکتر، ELT-512SYGWA/S530-E2 مزایای خاصی ارائه می‌دهد:

• در مقابل نمایشگرهای رشته‌ای یا VFD:مصرف توان بسیار پایین‌تر، طول عمر بیشتر و عدم وجود فیلامنت برای سوختن. با این حال، نیاز به تنظیم جریان دارد، نه فقط ولتاژ.
• در مقابل نمایشگرهای LED کوچکتر (مثلاً 0.3 اینچ):سایز رقم بزرگتر (0.56 اینچ) دید بهتری از فاصله ارائه می‌دهد، به بهای فوت‌پرینت PCB بزرگتر.
• در مقابل LCDها:LEDها نورانی هستند و بنابراین در شرایط کم‌نور بدون بک‌لایت به راحتی قابل خواندن هستند، اما در نور روشن نسبت به LCDهای بازتابی توان بیشتری مصرف می‌کنند.
• متمایزکننده کلیدی:ترکیب رنگ زرد-سبز خاص (AlGaInP)، سایز استاندارد صنعتی 0.56 اینچ، پیکربندی کاتد مشترک و انطباق با RoHS، آن را به یک راه‌حل مشخص برای مجموعه خاصی از کاربردها تبدیل می‌کند.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً از یک پایه میکروکنترلر درایو کنم؟پاسخ: خیر. یک پایه میکروکنترلر معمولی فقط می‌تواند 20-25mA را سورس/سینک کند که محدودیت برای یک قطعه است. درایو چندین قطعه یا کاتد مشترک (که حامل مجموع جریان قطعات روشن است) از توانایی میکروکنترلر فراتر خواهد رفت. از درایورهای ترانزیستوری یا ICهای درایور LED اختصاصی استفاده کنید.

سوال 2: چرا نمایشگر من کمرنگ‌تر از حد انتظار است؟پاسخ: اول، جریان پیشرو را تأیید کنید. یک مقاومت سری بالاتر از مقدار محاسبه شده، جریان و روشنایی را کاهش می‌دهد. دوم، دسته شدت نور (کد CAT) را بررسی کنید؛ ممکن است واحدی از انتهای پایین محدوده (نزدیک به 2.8 mcd) داشته باشید. سوم، اطمینان حاصل کنید که ولتاژ پیشرو واحد خاص شما در انتهای بالای تلرانس نیست، که این نیز جریان را برای یک مقدار مقاومت ثابت کاهش می‌دهد.

سوال 3: آیا هیت‌سینک مورد نیاز است؟پاسخ: برای کار پیوسته در حداکثر I_Fی 25mA نزدیک دمای اتاق، معمولاً برای یک رقم منفرد هیت‌سینک اضافی نیاز نیست. با این حال، اگر چندین رقم به صورت فشرده چیده شده‌اند یا در دمای محیطی بالا کار می‌کنند، چیدمان PCB باید اجازه مقداری اتلاف حرارت از طریق ترک‌های مسی متصل به پایه‌ها را بدهد.

10. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک تایمر ساده 4 رقمی برای یک وسیله آشپزخانه که در دمای محیطی تا 50 درجه سلسیوس کار می‌کند.

مراحل طراحی:

1. انتخاب جریان:مشورت با منحنی کاهش. در 50 درجه سلسیوس، حداکثر جریان پیوسته کاهش می‌یابد. با فرض کاهش خطی از 25mA@25°C به 0mA@~100°C، جریان مجاز در 50 درجه سلسیوس تقریباً 18-20mA است. ما 15mA برای هر قطعه برای حاشیه ایمنی و طول عمر انتخاب می‌کنیم.
2. محاسبه مقاومت:با استفاده از V_منبع= 5V، V_F(حداکثر) = 2.4V، I_F= 15mA. R = (5 - 2.4) / 0.015 = 173 Ω. از مقدار استاندارد بعدی، 180 Ω استفاده کنید. جریان واقعی را با V_Fمعمول دوباره محاسبه کنید: I = (5 - 2.0) / 180 = 16.7mA (قابل قبول).
3. مدار درایور:از یک میکروکنترلر با IC دیکودر/درایور 4 به 16 (مانند یک شیفت رجیستر 74HC595 با مقاومت‌های محدودکننده جریان) یا یک درایور LED مالتی‌پلکسینگ اختصاصی استفاده کنید. کاتد مشترک هر رقم توسط یک ترانزیستور PNP یا یک MOSFET کانال N که قادر به سینک جریان کل تا 8 قطعه روشن (8 * 16.7mA ≈ 134mA) است سوئیچ خواهد شد.
4. چیدمان PCB:مقاومت‌های محدودکننده جریان را نزدیک به IC درایور قرار دهید، نه نمایشگر. اطمینان حاصل کنید که ترک‌های منتهی به پایه‌های کاتد مشترک به اندازه کافی پهن هستند تا جریان پیک کاتد را تحمل کنند.

این رویکرد، عملکرد قابل اطمینان درون مشخصات قطعه را تضمین می‌کند.

11. اصل عملکرد

یک نمایشگر هفت‌قطعه‌ای مجموعه‌ای از دیودهای نورافشان (LED) است که در یک الگوی شکل هشت چیده شده‌اند. هر قطعه (با نام‌های a, b, c, d, e, f, g و گاهی dp برای نقطه اعشار) یک LED منفرد است. با اعمال یک ولتاژ پیشرو (فراتر از ولتاژ روشن‌شدن دیود، ~2.0V در اینجا) و محدود کردن جریان با یک مقاومت سری، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی AlGaInP بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP طول موج (رنگ) نور منتشر شده را تعیین می‌کند، در این مورد، زرد-سبز (573-575 نانومتر). رزین سفید پخش‌شونده روی تراشه LED نور را پراکنده کرده و ظاهر یک قطعه روشن یکنواخت را ایجاد می‌کند.

12. روندهای فناوری

در حالی که نمایشگرهای هفت‌قطعه‌ای ترو-هول سنتی مانند این یکی برای قابلیت اطمینان و سهولت سرویس در کاربردهای صنعتی و لوازم خانگی حیاتی باقی می‌مانند، روند کلی در فناوری نمایشگر به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای چگالی بالاتر و مونتاژ خودکار در حرکت است. علاوه بر این، برای اطلاعات پیچیده‌تر، OLEDهای ماتریس نقطه‌ای یا LCDهای TFT به طور فزاینده‌ای رایج هستند. با این حال، برای خوانش‌های عددی ساده، روشن، کم‌هزینه و بسیار قابل اطمینان، نمایشگرهای هفت‌قطعه‌ای LED همچنان موقعیت قوی‌ای دارند. توسعه‌های آینده ممکن است شامل مواد با بازدهی حتی بالاتر، مدار درایو مجتمع درون پکیج و طیف وسیع‌تری از رنگ‌ها و سایزها در فرمت‌های SMD باشد، اما انتظار می‌رود اصل و کاربرد نمایشگرهای قطعه‌ای گسسته در بخش‌های خاص بازار پایدار بماند.