دیتاشیت نمایشگر هفت‌قطعه‌ای سفید 7.62 میلی‌متری - ارتفاع رقم 0.3 اینچ - ولتاژ مستقیم 2.4 ولت - جریان مستقیم 25 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک نمایشگر الفبایی-عددی هفت‌قطعه‌ای با ارتفاع رقم 7.62 میلی‌متر (0.3 اینچ) را به تفصیل شرح می‌دهد. این دستگاه برای مونتاژ از طریق سوراخ (THT) طراحی شده و دارای قطعات نورانی سفید در برابر یک سطح پس‌زمینه خاکستری است. این ترکیب تضاد بالا و خوانایی عالی حتی در شرایط نور محیطی روشن را فراهم می‌کند و آن را برای کاربردهای مختلف نشانگر و نمایشگر مناسب می‌سازد. محصول از نظر شدت نور دسته‌بندی شده و با استانداردهای زیست‌محیطی بدون سرب (Pb-free) و RoHS مطابقت دارد.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این نمایشگر شامل فوت‌پرینت استاندارد صنعتی آن است که تضمین‌کننده سازگاری با طرح‌های PCB و سوکت‌های موجود است، و همچنین ویژگی‌های مصرف توان پایین آن. دستگاه برای قابلیت اطمینان و طول عمر بالا ساخته شده است. بازارهای هدف اصلی آن شامل لوازم خانگی مصرفی، پنل‌های ابزار صنعتی و خودرو، و نمایشگرهای دیجیتال همه‌کاره است که در آن‌ها نیاز به ارائه اطلاعات عددی تک‌رنگ واضح یا اطلاعات الفبایی-عددی محدود وجود دارد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

عملکرد نمایشگر توسط مجموعه‌ای از حداکثر مقادیر مجاز مطلق و مشخصات الکترواپتیکی استاندارد که در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند، تعریف می‌شود.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر تحت هیچ شرایط کاری نباید превыع شوند.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت - حداکثر ولتاژی که می‌توان در جهت معکوس در سراسر قطعه LED اعمال کرد.
• جریان مستقیم (I_F):25 میلی‌آمپر - حداکثر جریان DC پیوسته مجاز از طریق یک قطعه منفرد.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر - حداکثر جریان پالسی، که تنها تحت چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است.
• توان تلف شده (P_d):60 میلی‌وات - حداکثر توانی که می‌تواند توسط یک قطعه منفرد تلف شود.
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد - محدوده دمای محیطی که دستگاه برای عملکرد در آن طراحی شده است.
• دمای انبارش (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد - محدوده دمایی برای انبارش در حالت غیرفعال.
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد - حداکثر دما برای لحیم‌کاری موجی یا دستی، با زمان قرارگیری حداکثر 5 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این‌ها پارامترهای عملکرد معمول تحت شرایط آزمایش مشخص شده هستند.

• شدت نورانی (I_v):5.6 میلی‌کاندلا (حداقل)، 11.0 میلی‌کاندلا (معمول) برای هر قطعه، اندازه‌گیری شده در I_F= 10 میلی‌آمپر. تلرانس ±10% است.
• طول موج پیک (λ_p):632 نانومتر (معمول) در I_F= 20 میلی‌آمپر. این نشان‌دهنده طول موجی است که در آن شدت نور ساطع شده در بالاترین حد است.
• طول موج غالب (λ_d):624 نانومتر (معمول) در I_F= 20 میلی‌آمپر. این طول موجی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ (در این مورد سفید، بر اساس ماده چیپ) را تعریف می‌کند.
• پهنای باند تابش طیف (Δλ):20 نانومتر (معمول) در I_F= 20 میلی‌آمپر. این پهنای طیفی نور ساطع شده را تعریف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.0 ولت (معمول)، 2.4 ولت (حداکثر) در I_F= 20 میلی‌آمپر. تلرانس ±0.1 ولت است. این افت ولتاژ در سراسر LED هنگام کار است.
• جریان معکوس (I_R):100 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5 ولت.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که دستگاه‌ها \"از نظر شدت نور دسته‌بندی شده‌اند.\" این به معنای وجود یک سیستم دسته‌بندی (بینینگ) است.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

در حالی که کدهای دسته‌بندی خاص در بخش ارائه شده فهرست نشده‌اند، شدت نور معمول 11.0 میلی‌کاندلا با حداقل 5.6 میلی‌کاندلا در 10 میلی‌آمپر است. تولیدکنندگان معمولاً LEDها را بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در دسته‌هایی گروه‌بندی می‌کنند تا یکنواختی را در یک دسته تولیدی تضمین کنند. طراحان باید مستندات کامل دسته‌بندی سازنده را برای انتخاب درجه شدت مناسب برای کاربرد خود مشورت کنند تا روشنایی یکنواخت در تمام ارقام یک نمایشگر چندرقمی تضمین شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمول اشاره می‌کند که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد بسیار مهم هستند.

4.1 توزیع طیف

منحنی توزیع طیف (در Ta=25°C) به صورت گرافیکی شدت نور نسبی را در طول‌موج‌های مختلف، حول طول موج پیک معمول 632 نانومتر نشان می‌دهد. این منحنی به درک خلوص رنگ و کاربرد بالقوه در سناریوهای فیلتر نوری کمک می‌کند.

4.2 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این منحنی (در Ta=25°C) رابطه غیرخطی بین جریان عبوری از قطعه LED و ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد. این برای طراحی مدار محدودکننده جریان (معمولاً یک مقاومت سری) ضروری است تا عملکرد پایدار در روشنایی مطلوب بدون تجاوز از حداکثر جریان مستقیم تضمین شود.

4.3 منحنی کاهش جریان مستقیم

این یکی از مهم‌ترین منحنی‌ها برای طراحی قابل اطمینان است. نشان می‌دهد که چگونه حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز (I_F) باید با افزایش دمای محیط کاری بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد کاهش یابد. به عنوان مثال، کار در دمای 85 درجه سانتی‌گراد نیازمند جریان درایو به مراتب کمتری نسبت به حداکثر مقدار مجاز مطلق 25 میلی‌آمپر است تا از گرمای بیش از حد و تخریب تسریع‌شده جلوگیری شود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

نمایشگر از فوت‌پرینت استاندارد صنعتی ارتفاع رقم 7.62 میلی‌متر برای مونتاژ از طریق سوراخ پیروی می‌کند. نقشه ابعادی دقیق تمام اندازه‌گیری‌های حیاتی از جمله ارتفاع کلی، اندازه رقم، فاصله پایه‌ها (پیچ) و قطر پایه را ارائه می‌دهد. تلرانس پیش‌فرض برای ابعاد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. رعایت دقیق این ابعاد برای طرح‌بندی PCB مناسب و تناسب مکانیکی ضروری است.

5.2 پین‌اوت و شناسایی قطبیت

نمودار مدار داخلی پیکربندی آند مشترک هفت قطعه و نقطه اعشار (در صورت وجود) را نشان می‌دهد. نمودار شماره پایه‌های مربوط به هر قطعه (a تا g) و پایه(های) آند مشترک را شناسایی می‌کند. قطبیت صحیح باید در طول نصب رعایت شود؛ اعمال ولتاژ معکوس بیش از 5 ولت می‌تواند به پیوندهای LED آسیب برساند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری

حداکثر مقدار مجاز مطلق دمای لحیم‌کاری (T_sol) 260 درجه سانتی‌گراد را برای مدت زمان حداکثر 5 ثانیه مشخص می‌کند. این برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا دستی اعمال می‌شود. برای لحیم‌کاری ریفلو، باید از پروفایلی استفاده شود که با بسته پلاستیکی دستگاه سازگار باشد، که معمولاً در محدوده دمایی رزین اپوکسی باقی می‌ماند.

6.2 اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

تراشه‌های LED داخل نمایشگر به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. رعایت اقدامات احتیاطی هنگام کار به شدت توصیه می‌شود: از بند مچ زمین‌شده و میزکار زمین‌شده استفاده کنید، از زیرپایی و زیرمیز رسانا استفاده کنید و از یونیزه‌کننده‌ها برای خنثی کردن بار در مناطق دارای مواد عایق استفاده کنید. زمین‌سازی صحیح تمام تجهیزات مورد استفاده در مونتاژ الزامی است.

6.3 شرایط انبارش

دستگاه باید در محدوده دمای انبارش مشخص شده 40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد، در یک محیط خشک نگهداری شود تا از جذب رطوبت که می‌تواند باعث \"پاپ‌کورنینگ\" در حین لحیم‌کاری شود، جلوگیری کند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

فرمت بسته‌بندی استاندارد 26 قطعه در هر تیوب است. این تیوب‌ها سپس در جعبه‌ها بسته‌بندی می‌شوند، با 88 تیوب در هر جعبه. در نهایت، 4 جعبه در یک کارتن اصلی بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 توضیح برچسب

برچسب‌های محصول شامل چندین فیلد کلیدی است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره محصول سازنده (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، رتبه شدت نور (CAT) و شماره دسته (LOT No). رتبه شدت (CAT) با دسته‌بندی ذکر شده قبلی مرتبط است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

به عنوان یک نمایشگر با آند مشترک، کاتد هر قطعه به طور مستقل درایو می‌شود، معمولاً توسط یک پین GPIO میکروکنترلر یا یک IC درایور اختصاصی (مانند رجیستر شیفت 74HC595 یا MAX7219). یک مقاومت محدودکننده جریان باید به صورت سری با کاتد هر قطعه متصل شود. مقدار مقاومت با استفاده از R = (V_supply- V_F) / I_Fمحاسبه می‌شود، که در آن V_Fو I_Fنقطه کاری مطلوب از دیتاشیت هستند (مثلاً 2.0 ولت در 10 میلی‌آمپر). برای منبع تغذیه 5 ولت، R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 اهم.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از مقاومت‌های محدودکننده جریان خارجی استفاده کنید. درایو مستقیم LEDها از یک پین میکروکنترلر یا منبع ولتاژ به احتمال زیاد از حداکثر جریان مستقیم فراتر رفته و قطعه را از بین می‌برد.
• مالتی‌پلکسینگ:برای نمایشگرهای چندرقمی، مالتی‌پلکسینگ برای کاهش تعداد پین‌ها رایج است. اطمینان حاصل کنید که جریان پیک در عملیات مالتی‌پلکس از رتبه I_FPتجاوز نکند، با در نظر گرفتن چرخه کاری.
• مدیریت حرارت:به منحنی کاهش جریان مستقیم پایبند باشید. در کاربردهای با دمای محیط بالا، جریان درایو را برای حفظ قابلیت اطمینان کاهش دهید.
• زاویه دید:پس‌زمینه خاکستری تضاد را در شرایط نور محیطی بالا بهبود می‌بخشد اما ممکن است ویژگی‌های زاویه دید را در مقایسه با پس‌زمینه‌های سیاه تحت تأثیر قرار دهد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با نمایشگرهای مشابه با پس‌زمینه سیاه، سطح خاکستری این مدل با کاهش تابش خیره‌کننده بازتابی، خوانایی برتری در محیط‌های روشن ارائه می‌دهد. استفاده از ماده چیپ AlGaInP برای نور سفید (احتمالاً از نوع تبدیل‌شده با فسفر) معمولاً بازده و پایداری خوبی ارائه می‌دهد. طراحی از طریق سوراخ اتصال مکانیکی مستحکمی فراهم می‌کند و آن را برای کاربردهای مستعد لرزش یا جایی که قابلیت اطمینان لحیم‌کاری بسیار مهم است، مناسب می‌سازد، برخلاف دستگاه‌های نصب سطحی.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً از یک پین میکروکنترلر 5 ولتی در 20 میلی‌آمپر درایو کنم؟

ج: خیر. شما باید برای هر قطعه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. قابلیت تأمین/جذب جریان پین میکروکنترلر و V_FLED هر دو باید در محاسبه مقاومت در نظر گرفته شوند.

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

ج: طول موج پیک، قله فیزیکی طیف تابش است. طول موج غالب، طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و با رنگ نور مطابقت دارد. برای LEDهای سفید، آن‌ها اغلب به طور قابل توجهی متفاوت هستند.

س: چگونه دسته شدت نور صحیح را انتخاب کنم؟

ج: برای ظاهر یکنواخت در یک محصول چند واحدی، دسته شدت مورد نیاز (کد CAT) را به توزیع‌کننده یا سازنده خود مشخص کنید. استفاده از دستگاه‌های دسته‌های مختلف می‌تواند منجر به سطوح روشنایی به وضوح متفاوت شود.

س: آیا هیت‌سینک مورد نیاز است؟

ج: برای کار پیوسته در حداکثر جریان نامی (25 میلی‌آمپر) نزدیک به انتهای بالایی محدوده دمای کاری، طرح‌بندی PCB دقیق برای دفع حرارت توصیه می‌شود. برای کار معمول در 10-20 میلی‌آمپر در محیط‌های متوسط، هیت‌سینک خاصی مورد نیاز نیست.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک نمایشگر خوانش ولت‌متر 4 رقمی ساده برای کاربرد داشبورد خودرو (دمای محیط تا 70 درجه سانتی‌گراد).

مراحل طراحی:

1. مدار درایور:از یک میکروکنترلر با یک درایور جانبی 4 رقمی، 7 قطعه‌ای یا یک IC درایور خارجی مانند MAX7219 برای مالتی‌پلکسینگ استفاده کنید تا سیم‌کشی ساده شود.

2. تنظیم جریان:منحنی کاهش جریان را مشورت کنید. در دمای 70 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته کمتر از 25 میلی‌آمپر است. انتخاب جریان درایو 8-10 میلی‌آمپر برای هر قطعه، قابلیت اطمینان و روشنایی کافی را تضمین می‌کند.

3. محاسبه مقاومت:با فرض منبع تغذیه 5 ولت و V_F= 2.0 ولت در 10 میلی‌آمپر، R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 اهم. از یک مقاومت با مقدار استاندارد 300Ω یا 330Ω برای هر کاتد قطعه استفاده کنید.

4. طرح‌بندی PCB:نمایشگر را در سمت بالایی PCB قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های پایه با ابعاد دیتاشیت مطابقت دارند. یک صفحه زمین کمی بزرگتر در اطراف ناحیه نمایشگر برای کمک به دفع حرارت فراهم کنید.

12. اصل عملکرد

یک نمایشگر هفت‌قطعه‌ای مجموعه‌ای از چندین دیود نورافشان (LED) است که به صورت الگوی عدد هشت چیده شده‌اند. هر یک از هفت قطعه مستطیلی (با برچسب a تا g) یک LED منفرد است. با روشن کردن انتخابی ترکیب‌های خاصی از این قطعات، اعداد 0-9 و برخی حروف می‌توانند تشکیل شوند. در یک پیکربندی آند مشترک مانند این، تمام آندهای LEDهای قطعه به یک منبع ولتاژ مثبت مشترک متصل شده‌اند. هر قطعه با اعمال یک منطق LOW (یا مسیر زمین) به پایه کاتد مربوطه خود از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان روشن می‌شود.

13. روندهای فناوری

روند در فناوری نمایشگر به سمت دستگاه‌های با چگالی بالاتر، تمام‌رنگ و نصب سطحی در حرکت است. با این حال، نمایشگرهای هفت‌قطعه‌ای از طریق سوراخ مانند این، به دلیل سادگی، استحکام، هزینه کم و سهولت استفاده در نمونه‌سازی اولیه، کیت‌های آموزشی، کنترل‌های صنعتی و کاربردهایی که نیازمند قابلیت اطمینان و دید بسیار بالا هستند، همچنان بسیار مرتبط باقی می‌مانند. پیشرفت‌ها در مواد چیپ LED همچنان به بهبود بازده (لومن بر وات) و طول عمر، حتی برای این انواع بسته‌بندی کلاسیک ادامه می‌دهد. پایبندی به استانداردهای RoHS و بدون سرب اکنون یک الزام جهانی است که توسط مقررات زیست‌محیطی جهانی هدایت می‌شود.