دیتاشیت نمایشگر هفت‌قطعه‌ای ELS-2326USOWA/S530-A4 - ارتفاع رقم 57.0 میلی‌متر - نصب از طریق سوراخ - قطعات سفید - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

ELS-2326USOWA/S530-A4 یک نمایشگر الفبایی-عددی هفت‌قطعه‌ای با روشنایی بالا است که برای خوانایی واضح در شرایط نوری مختلف طراحی شده است. عملکرد اصلی آن ارائه خروجی‌های دیجیتال برای دستگاه‌های الکترونیکی و ابزار دقیق می‌باشد.

1.1 مزایای اصلی

این نمایشگر چندین مزیت کلیدی برای طراحان و مهندسان ارائه می‌دهد. دارای ابعاد استاندارد صنعتی است که سازگاری با طرح‌های PCB و سوکت‌های موجود را تضمین می‌کند. دستگاه برای مصرف توان پایین طراحی شده است و آن را برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب می‌سازد. علاوه بر این، قطعات بر اساس شدت روشنایی دسته‌بندی شده‌اند که ثبات در روشنایی بین دسته‌های تولید را فراهم می‌کند. محصول همچنین با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی بدون سرب (Pb-free) و RoHS مطابقت دارد.

1.2 بازار هدف

هدف این نمایشگر، کاربردهایی است که به خروجی عددی یا الفبایی-عددی محدود قابل اعتماد و آسان برای خواندن نیاز دارند. استحکام و وضوح آن، آن را برای ادغام در لوازم خانگی، پنل‌های ابزار دقیق مختلف و نمایشگرهای خوانش دیجیتال عمومی که در آن‌ها نصب از طریق سوراخ برای دوام و سهولت مونتاژ ترجیح داده می‌شود، ایده‌آل می‌سازد.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

تحلیل دقیق مشخصات دستگاه برای طراحی مدار و کاربرد صحیح، حیاتی است.

2.1 ویژگی‌های فیزیکی و نوری

نمایشگر دارای ارتفاع رقمی 57.0 میلی‌متر (2.24 اینچ) است که به عنوان فرمت بزرگ در نظر گرفته می‌شود و دید عالی از فاصله دور را ارائه می‌دهد. دستگاه با قطعات نورافشان سفید در برابر یک سطح خاکستری ساخته شده است که کنتراست را افزایش داده و تابش خیره‌کننده در نور محیطی روشن را کاهش می‌دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان کلی و تجربه کاربری را بهبود می‌بخشد.

2.2 پارامترهای الکتریکی

در حالی که بخش ارائه شده به "حداکثر مقادیر مجاز مطلق" اشاره می‌کند، مقادیر خاص برای ولتاژ مستقیم، جریان و اتلاف توان در محتوای داده شده به تفصیل بیان نشده است. طراحان باید برای این پارامترهای حیاتی به دیتاشیت کامل مراجعه کنند تا اطمینان حاصل شود که نمایشگر در محدوده عملیاتی ایمن (SOA) خود راه‌اندازی می‌شود تا از خرابی زودرس جلوگیری شود.

2.3 ملاحظات حرارتی

مدیریت حرارتی به طور ضمنی از طریق حداکثر مقادیر مجاز مطلق مورد توجه قرار گرفته است که معمولاً شامل پارامترهایی مانند دمای نگهداری، دمای عملیاتی و دمای لحیم‌کاری می‌شود. رعایت این محدودیت‌ها برای حفظ طول عمر LED و پایداری عملکرد ضروری است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که دستگاه‌ها "بر اساس شدت روشنایی دسته‌بندی شده‌اند." این به فرآیند بینینگ اشاره دارد که در آن نمایشگرها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در یک جریان تست مشخص، مرتب و گروه‌بندی می‌شوند. این اطمینان می‌دهد که واحدهای داخل یک دسته، سطوح روشنایی بسیار مشابهی دارند که برای کاربردهایی که از چندین نمایشگر استفاده می‌کنند و یکنواختی بصری مورد نیاز است، حیاتی می‌باشد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

PDF به بخش "منحنی‌های مشخصه الکترو-اپتیکال معمول" اشاره می‌کند که معمولاً حاوی داده‌های گرافیکی ضروری برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف است.

4.1 توزیع طیف

منحنی "توزیع طیف" که در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده است، شدت نسبی نور ساطع شده را در برابر طول موج ترسیم می‌کند. برای یک نمایشگر LED سفید، این منحنی یک طیف گسترده را نشان می‌دهد که احتمالاً در ناحیه آبی (از تراشه LED) به اوج می‌رسد و با انتشار گسترده‌تر در ناحیه زرد/قرمز از پوشش فسفر، ترکیب شده تا نور سفید تولید کند. شکل و طول موج اوج این منحنی، دمای رنگ درک شده (مانند سفید سرد، سفید خنثی) نمایشگر را تعیین می‌کند.

4.2 شدت روشنایی در مقابل جریان مستقیم (منحنی I-V)

اگرچه به صراحت در بخش ارائه شده نشان داده نشده است، یک منحنی مشخصه استاندارد رابطه بین جریان مستقیم (If) اعمال شده به یک قطعه LED و شدت روشنایی حاصل از آن (Iv) را نشان می‌دهد. این منحنی غیرخطی است؛ روشنایی با جریان افزایش می‌یابد اما با نرخ کاهشی. همچنین به تعریف جریان راه‌اندازی بهینه برای متعادل کردن روشنایی با بازده و طول عمر کمک می‌کند.

4.3 وابستگی به دما

یک منحنی حیاتی دیگر نشان می‌دهد که چگونه شدت روشنایی با افزایش دمای اتصال LED کاهش می‌یابد. معمولاً خروجی LED با افزایش دما کاهش می‌یابد. درک این رابطه برای کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند حیاتی است، زیرا ممکن است مستلزم طراحی حرارتی یا جبران روشنایی در مدار راه‌انداز باشد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

دیتاشیت شامل یک نمودار "ابعاد بسته" است. این نمودار اندازه‌های فیزیکی حیاتی ماژول نمایشگر از جمله طول کلی، عرض، ارتفاع، فاصله ارقام، فاصله پایه‌ها (پین) و قطر پایه را ارائه می‌دهد. یادداشت مشخص می‌کند که تلرانس‌ها ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این ابعاد برای ایجاد جای پایه دقیق PCB و اطمینان از تناسب مناسب درون محفظه اجباری هستند.

5.2 طراحی پد و شناسایی قطبیت

نقشه ابعاد، طرح پد لحیم توصیه شده روی PCB را به دقت تعریف خواهد کرد. "نمودار مدار داخلی" اتصال الکتریکی قطعات فردی (a تا g) و نقاط آند یا کاتد مشترک را نشان می‌دهد. این نمودار برای سیم‌کشی صحیح نمایشگر به مدار راه‌انداز ضروری است. بسته فیزیکی یا نمودار همچنین قطبیت (مانند علامت‌گذاری برای پین 1) را نشان می‌دهد تا از قرارگیری نادرست در حین مونتاژ جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

در حالی که پروفایل‌های ریفلو خاص در بخش ارائه شده موجود نیست، دستورالعمل‌های کلی برای کار با LEDها اعمال می‌شود.

6.1 احتیاط‌ها و شرایط نگهداری

سند به شدت بر محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تأکید دارد. تراشه‌های LED به الکتریسیته ساکن حساس هستند که می‌تواند باعث آسیب پنهان یا فاجعه‌بار شود. اقدامات توصیه شده شامل استفاده از بند مچ زمین‌شده، کفش و ایستگاه‌های کاری ایمن در برابر ESD، زیرپایی‌های رسانای کف و زمین‌کردن صحیح تمام تجهیزات است. LEDها باید تا زمان استفاده در بسته‌بندی رسانای اصلی خود در یک محیط کنترل شده با رطوبت کم نگهداری شوند.

6.2 ملاحظات لحیم‌کاری

برای قطعات نصب از طریق سوراخ، لحیم‌کاری موجی یا دستی متداول است. دما و مدت زمان باید کنترل شود تا از شوک حرارتی به رزین اپوکسی و تراشه‌های LED داخلی جلوگیری شود. پایه‌ها نباید در حین قرارگیری یا لحیم‌کاری تحت تنش مکانیکی بیش از حد قرار گیرند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

دستگاه از یک فرآیند بسته‌بندی خاص پیروی می‌کند: 10 قطعه در یک تیوب بسته‌بندی می‌شود، 10 تیوب در یک جعبه قرار می‌گیرد و 2 جعبه در یک کارتن اصلی بسته‌بندی می‌شود. این در مجموع 200 قطعه در هر کارتن است. این اطلاعات برای برنامه‌ریزی موجودی، تغذیه خط تولید و درک حداقل مقادیر سفارش حیاتی است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی حاوی چندین کد است:

• CPN:شماره محصول مشتری (برای ردیابی داخلی).
• P/N:شماره محصول سازنده (ELS-2326USOWA/S530-A4).
• QTY:تعداد دستگاه‌ها در آن بسته خاص.
• CAT:رتبه شدت روشنایی یا کد دسته (بین).
• HUE/REF:احتمالاً مراجع برای رنگ یا سایر ویژگی‌های نوری.
• LOT No:کد ردیابی که دستگاه‌ها را به یک دسته تولید خاص مرتبط می‌کند.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

این نمایشگر برای موارد زیر بسیار مناسب است:

• لوازم خانگی:تایمر روی فرها، مایکروویو، ماشین‌های لباسشویی یا کولرهای گازی.
• پنل‌های ابزار دقیق:خوانش برای تجهیزات آزمایش، کنترل‌کننده‌های صنعتی یا منبع تغذیه.
• نمایشگرهای خوانش دیجیتال:شمارنده‌های مستقل، ساعت‌ها یا نمایشگرهای اندازه‌گیری ساده.

8.2 ملاحظات طراحی

مدار راه‌انداز:یک منبع جریان ثابت عموماً بر یک منبع ولتاژ ثابت برای راه‌اندازی قطعات LED ترجیح داده می‌شود، زیرا روشنایی پایدار را فراهم کرده و LEDها را در برابر جهش‌های جریان محافظت می‌کند. مدار باید طوری طراحی شود که اطمینان حاصل کند LEDها فقط تحت بایاس مستقیم قرار می‌گیرند. دیتاشیت به صراحت در برابر اعمال ولتاژ معکوس پیوسته هشدار می‌دهد، زیرا می‌تواند باعث مهاجرت داخلی و آسیب دائمی شود.

مقاومت‌های محدودکننده جریان:هنگام استفاده از یک منبع ولتاژ با مقاومت‌های سری، مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ مستقیم (Vf) قطعه LED و جریان مورد نظر، با در نظر گرفتن ولتاژ منبع تغذیه، به دقت محاسبه شود.

مالتی‌پلکسینگ:برای نمایشگرهای چندرقمی، اغلب از تکنیک مالتی‌پلکسینگ برای کنترل قطعات زیاد با پین‌های I/O کمتر استفاده می‌شود. این شامل چرخه سریع برق به هر رقم است. ماندگاری دید باعث می‌شود تمام ارقام به طور همزمان روشن به نظر برسند. IC راه‌انداز باید قادر به تأمین جریان پیک بالاتر مورد نیاز در طول زمان کوتاه روشن بودن هر رقم باشد.

9. مقایسه فنی

در مقایسه با نمایشگرهای هفت‌قطعه‌ای SMD (دستگاه نصب سطحی) کوچکتر، این نسخه نصب از طریق سوراخ، مزایا و مصالحه‌های متمایزی ارائه می‌دهد.

9.1 مزایای تمایز

دوام و قابلیت سرویس:نصب از طریق سوراخ عموماً پیوندهای مکانیکی قوی‌تری فراهم می‌کند و نمایشگر را در برابر لرزش و تنش فیزیکی مقاوم‌تر می‌سازد. همچنین در صورت نیاز، تعویض دستی آن آسان‌تر است.

قابلیت دید:ارتفاع رقم 57.0 میلی‌متر به طور قابل توجهی بزرگ‌تر از اکثر جایگزین‌های SMD است و دید برتر برای کاربردهایی که کاربر ممکن است در فاصله دور باشد، ارائه می‌دهد.

تخلیه حرارت:پایه‌ها می‌توانند به عنوان مسیرهای حرارتی اضافی به PCB عمل کنند و بسته به طراحی، احتمالاً تخلیه حرارتی کمی بهتر نسبت به برخی بسته‌های SMD ارائه می‌دهند.

9.2 مصالحه‌ها

فضای برد و اتوماسیون:قطعات نصب از طریق سوراخ نیاز به سوراخ کردن در PCB دارند، فضای بیشتری در سطح رویی برد مصرف می‌کنند و در مقایسه با قطعات SMD کمتر مناسب خطوط مونتاژ کاملاً خودکار Pick-and-Place هستند.

پروفایل:مونتاژ کلی پروفایل بالاتری نسبت به یک طراحی مبتنی بر SMD خواهد داشت.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: هدف از دسته‌بندی شدت روشنایی (بینینگ) چیست؟
پاسخ 1: بینینگ اطمینان از یکنواختی بصری را می‌دهد. اگر از چندین نمایشگر در کنار هم استفاده می‌کنید (مثلاً در یک ساعت چندرقمی)، خرید دستگاه‌ها از یک دسته شدت روشنایی یکسان تضمین می‌کند که آن‌ها تقریباً روشنایی یکسانی خواهند داشت و از کمنورتر یا پرنورتر به نظر رسیدن یک رقم نسبت به همسایگانش جلوگیری می‌کند.

سوال 2: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً از یک پین میکروکنترلر راه‌اندازی کنم؟
پاسخ 2: عموماً خیر. یک پین GPIO معمولی میکروکنترلر فقط می‌تواند جریان محدودی (اغلب 20-40 میلی‌آمپر) تأمین یا دریافت کند که احتمالاً برای یک قطعه رقم بزرگ کافی نیست. علاوه بر این، اتصال مستقیم یک LED به یک پین بدون مقاومت محدودکننده جریان، خطر آسیب به هر دو LED و میکروکنترلر را دارد. یک مدار راه‌انداز خارجی (با استفاده از ترانزیستورها، ICهای راه‌انداز LED اختصاصی یا منابع جریان ثابت) مورد نیاز است.

سوال 3: چرا محافظت در برابر ESD این‌قدر مورد تأکید قرار گرفته است؟
پاسخ 3: اتصالات نیمه‌هادی داخل LED به شدت به تخلیه‌های الکترواستاتیک ولتاژ بالا حساس هستند که می‌تواند صرفاً از طریق دست‌کاری انسانی رخ دهد. آسیب ESD ممکن است باعث خرابی فوری نشود اما می‌تواند عملکرد و طول عمر LED را به شدت کاهش دهد. پیروی از پروتکل‌های ESD یک گام حیاتی در تضمین قابلیت اطمینان محصول است.

11. مورد کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک تایمر صنعتی ساده.
یک مهندس در حال طراحی یک تایمر شمارش معکوس برای یک فرآیند تولید است. تایمر باید از فاصله چند متری در یک کارخانه روشن قابل خواندن باشد. ELS-2326USOWA/S530-A4 به دلیل اندازه رقم بزرگ و طراحی خاکستری/سفید با کنتراست بالا انتخاب شده است.

پیاده‌سازی:یک نسخه 4 رقمی برنامه‌ریزی شده است. مهندس از ابعاد بسته برای ایجاد جای پایه PCB استفاده می‌کند. یک IC راه‌انداز LED اختصاصی با قابلیت مالتی‌پلکسینگ انتخاب می‌شود تا 28 قطعه (7 قطعه × 4 رقم) را به طور کارآمد کنترل کند. راه‌انداز پیکربندی شده است تا جریان ثابت مناسب را همانطور که در دیتاشیت کامل مشخص شده است، تأمین کند. مقاومت‌های محدودکننده جریان بر این اساس اندازه‌گیری می‌شوند. مدار شامل دیودهای محافظت در برابر ولتاژ معکوس مطابق با هشدار دیتاشیت است. در حین مونتاژ، خط تولید از روش‌های ایمن در برابر ESD استفاده می‌کند. محصول نهایی یک نمایش واضح، قابل اعتماد و یکنواخت برای اپراتور فراهم می‌کند.

12. اصل عملکرد

یک نمایشگر هفت‌قطعه‌ای مجموعه‌ای از دیودهای نورافشان (LED) است که به صورت الگوی هشت شکل چیده شده‌اند. هر یک از هفت قطعه (با برچسب a تا g) یک LED مجزا (یا ترکیب سری/موازی تراشه‌های LED) است. یک LED اضافی اغلب برای نقطه اعشار (dp) استفاده می‌شود. در یک نمایشگر آند مشترک، تمام آندهای LEDهای قطعه به یک پین ولتاژ مثبت مشترک متصل شده‌اند. برای روشن کردن یک قطعه خاص، کاتد آن از طریق یک مدار محدودکننده جریان به یک ولتاژ پایین‌تر (زمین) متصل می‌شود. در یک نمایشگر کاتد مشترک، عکس این قضیه صادق است. با روشن کردن انتخابی ترکیب‌های مختلف این هفت قطعه، ارقام 0-9 و برخی حروف (مانند A, C, E, F) می‌توانند تشکیل شوند. رنگ سفید در این مدل خاص با استفاده از یک تراشه LED آبی یا فرابنفش پوشش داده شده با فسفر طیف گسترده که نور سفید ساطع می‌کند، به دست می‌آید.

13. روندهای فناوری

در حالی که نمایشگرهای نصب از طریق سوراخ مانند این یکی برای نیازهای خاص دوام و قابلیت سرویس مرتبط باقی می‌مانند، روند کلی در الکترونیک به سمت مینیاتوری‌سازی و فناوری نصب سطحی (SMT) است. نمایشگرهای LED SMD جای پایه کوچکتر، پروفایل پایین‌تر ارائه می‌دهند و برای مونتاژ خودکار با سرعت بالا مناسب‌تر هستند. علاوه بر این، پیشرفت‌ها در فناوری تراشه LED همچنان به بهبود بازده نوری (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات ورودی الکتریکی) ادامه می‌دهد که امکان نمایشگرهای روشن‌تر با مصرف توان کمتر یا امکان استفاده از تراشه‌های کوچکتر برای همان روشنایی را فراهم می‌کند. همچنین ادغام فزاینده‌ای از راه‌اندازها و کنترلرهای نمایشگر در راه‌حل‌های سیستم روی تراشه (SoC) پیچیده‌تر وجود دارد. با این حال، برای کاربردهایی که به خوانش‌های عددی بزرگ، مستحکم و به راحتی قابل سرویس نیاز دارند، نمایشگرهای قطعه‌ای نصب از طریق سوراخ جایگاه محکمی در اکوسیستم قطعات حفظ می‌کنند.