دیتاشیت نمایشگر LED زرد LTS-2801AKS - ارتفاع رقم 7.0 میلی‌متر - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت - توان 70 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

LTS-2801AKS یک ماژول نمایشگر تک‌رقمی هفت‌قطعه‌ای آلفانومریک LED است. این محصول برای ارائه نمایش واضح و با کنتراست بالا از اعداد و کاراکترهای آلفانومریک محدود در یک فرم‌فاکتور فشرده طراحی شده است. فناوری هسته آن از ماده نیمه‌هادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) استفاده می‌کند که بر روی زیرلایه آرسنید گالیم (GaAs) رسوب داده شده و برای تابش نور در طیف طول موج زرد مهندسی شده است. این انتخاب خاص مواد، مزایایی در راندمان و شدت نور برای رنگ هدف ارائه می‌دهد. دستگاه دارای صفحه‌ای به رنگ خاکستری با خطوط تفکیک قطعات سفید است که کنتراست و خوانایی را تحت شرایط نوری مختلف افزایش می‌دهد. هدف طراحی اولیه آن، ادغام در تجهیزات الکترونیکی است که فضا محدود است اما نمایش عددی واضح مورد نیاز است، مانند پنل‌های ابزار دقیق، نمایشگرهای الکترونیک مصرفی و رابط‌های کنترل صنعتی.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

• اندازه فشرده رقم:دارای ارتفاع کاراکتر 0.28 اینچ (7.0 میلی‌متر) است که آن را برای کاربردهایی با فضای پنل محدود مناسب می‌سازد.
• کیفیت نوری:با قطعات پیوسته و یکنواخت طراحی شده است تا ظاهر بصری یکنواختی در سراسر رقم ارائه دهد.
• بهره‌وری توان:برای نیاز توان پایین مهندسی شده است که به طراحی سیستم کم‌مصرف کمک می‌کند.
• خوانایی برتر:ظاهر عالی کاراکتر با روشنایی بالا و کنتراست بالا در برابر پس‌زمینه خاکستری ارائه می‌دهد.
• زاویه دید گسترده:زاویه دید وسیعی فراهم می‌کند که خوانایی را از دیدگاه‌های مختلف تضمین می‌نماید.
• قابلیت اطمینان بالا:از ساختار حالت جامد بهره می‌برد که منجر به عمر عملیاتی طولانی و مقاومت در برابر ضربه و لرزش می‌شود.
• دسته‌بندی برای یکنواختی:دستگاه‌ها بر اساس شدت نور (لومینانس) دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند که امکان تطابق روشنایی در نمایشگرهای چندرقمی را فراهم می‌آورد.
• انطباق محیطی:بسته‌بندی فاقد سرب است و مطابق با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS) تولید شده است.

1.2 شناسایی دستگاه

شماره قطعه LTS-2801AKS به طور خاص نشان‌دهنده یک نمایشگر LED زردتاب AlInGaP با پیکربندی الکتریکی آند مشترک و شامل نقطه اعشار سمت راست است. این قرارداد نام‌گذاری امکان شناسایی دقیق ویژگی‌های نوری و الکتریکی دستگاه را فراهم می‌کند.

2. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

نمایشگر در یک بسته‌بندی استاندارد LED طراحی شده برای نصب ترو-هول روی بردهای مدار چاپی (PCB) قرار دارد. نقشه‌های ابعادی دقیق در دیتاشیت ارائه شده‌اند که مشخصات کلی، جایگاه قطعات و موقعیت پایه‌ها (پین‌ها) را تعیین می‌کنند. نکات مکانیکی حیاتی شامل تلرانس‌های ±0.25 میلی‌متر در بیشتر ابعاد، مشخصات مربوط به نواقص ظاهری مجاز (مانند مواد خارجی یا حباب در ناحیه قطعه) و تلرانس‌های موقعیتی پین‌ها می‌شود. سازنده قطر سوراخ PCB برابر با 1.0 میلی‌متر را برای تناسب مکانیکی بهینه و قابلیت اطمینان اتصال لحیم‌کاری توصیه می‌کند.

3. پیکربندی الکتریکی و پایه‌ها

3.1 نمودار مدار داخلی

دستگاه از پیکربندی آند مشترک استفاده می‌کند. این بدان معناست که ترمینال‌های آند (طرف مثبت) تمام قطعات LED و نقطه اعشار به صورت داخلی به پایه‌های مشترک متصل شده‌اند. هر قطعه مجزا (از A تا G) و نقطه اعشار (D.P.) پایه کاتد (منفی) مخصوص به خود را دارد. این پیکربندی برای مدارهای درایو مالتی‌پلکس معمول است، جایی که آندهای مشترک به صورت انتخابی تغذیه می‌شوند در حالی که پایه‌های کاتد مناسب برای روشن کردن قطعات خاص به زمین متصل می‌شوند.

3.2 جدول اتصال پایه‌ها

دستگاه 10 پایه دارای پیکربندی پایه‌های زیر است: پایه 1: کاتد قطعه E؛ پایه 2: کاتد قطعه D؛ پایه 3: آند مشترک؛ پایه 4: کاتد قطعه C؛ پایه 5: کاتد نقطه اعشار (D.P.)؛ پایه 6: کاتد قطعه B؛ پایه 7: کاتد قطعه A؛ پایه 8: آند مشترک (اتصال دوم)؛ پایه 9: کاتد قطعه G؛ پایه 10: کاتد قطعه F. دو پایه آند مشترک (3 و 8) به صورت داخلی به هم متصل هستند و انعطاف‌پذیری طراحی برای توزیع جریان را فراهم می‌کنند.

4. ریتینگ‌های حداکثر مطلق و مشخصات

4.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این ریتینگ‌ها محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. آنها برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند. محدودیت‌های کلیدی شامل: حداکثر اتلاف توان هر قطعه: 70 میلی‌وات؛ جریان مستقیم پیک هر قطعه (تحت شرایط پالسی: چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه): 60 میلی‌آمپر؛ جریان مستقیم پیوسته هر قطعه: 25 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد، با کاهش خطی بالاتر از این دما؛ ولتاژ معکوس هر قطعه: 5 ولت (توجه: این فقط برای اهداف آزمایش است، عملکرد بایاس معکوس پیوسته پشتیبانی نمی‌شود)؛ محدوده دمای عملیاتی و ذخیره‌سازی: 35- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد. دیتاشیت همچنین شرایط لحیم‌کاری را مشخص می‌کند و دمای صفحه نشیمن را در حین مونتاژ حداکثر به 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه محدود می‌کند.

4.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها تحت شرایط معمولی (Ta=25°C) اندازه‌گیری شده و عملکرد مورد انتظار را تعریف می‌کنند. مشخصات کلیدی شامل: شدت نور متوسط هر قطعه (Iv): 500 میکروکاندلا (حداقل)، 1400 میکروکاندلا (معمول) در جریان مستقیم (If) 1 میلی‌آمپر؛ طول موج تابش پیک (λp): 588 نانومتر (معمول) در If=20mA؛ نیم‌عرض خط طیفی (Δλ): 15 نانومتر (معمول)؛ طول موج غالب (λd): 587 نانومتر (معمول)؛ ولتاژ مستقیم هر چیپ (Vf): 2.0 ولت (حداقل)، 2.60 ولت (معمول) در If=20mA؛ جریان معکوس هر قطعه (Ir): 100 میکروآمپر (حداکثر) در Vr=5V؛ نسبت تطابق شدت نور: 2:1 (حداکثر) برای قطعات داخل یک دستگاه. نکات مهم توضیح می‌دهند که شدت نور با فیلتر پاسخ چشم استاندارد CIE اندازه‌گیری می‌شود و ولتاژ معکوس مشخص شده صرفاً برای آزمایش جریان نشتی است، نه برای عملکرد عملیاتی.

5. منحنی‌های عملکرد و داده‌های گرافیکی

دیتاشیت شامل بخشی برای منحنی‌های عملکرد معمول است. این نمودارها رابطه بین پارامترهای کلیدی را به صورت بصری نشان می‌دهند و به طراحان درک عمیق‌تری از رفتار دستگاه فراتر از مقادیر حداقل، معمول و حداکثر جدول‌بندی شده ارائه می‌دهند. در حالی که منحنی‌های خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، نمودارهای معمول برای چنین دستگاهی شامل: جریان مستقیم (If) در مقابل ولتاژ مستقیم (Vf)، که مشخصه IV دیود را نشان می‌دهد؛ شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم (If)، که نشان می‌دهد خروجی نور چگونه با جریان درایو مقیاس می‌یابد؛ شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط (Ta)، که وابستگی حرارتی روشنایی را نشان می‌دهد؛ و احتمالاً یک نمودار توزیع طیفی که شدت نور تابیده شده در طول‌موج‌ها را نشان می‌دهد، حول پیک 588 نانومتر متمرکز شده است.

6. آزمایش‌های قابلیت اطمینان و صلاحیت‌ها

دستگاه تحت مجموعه جامعی از آزمایش‌های قابلیت اطمینان بر اساس استانداردهای صنعتی تثبیت شده (MIL-STD, JIS) قرار می‌گیرد. این امر استحکام و طول عمر آن در میدان را تضمین می‌کند. برنامه آزمایش شامل:عمر عملیاتی (RTOL):1000 ساعت عملکرد پیوسته در جریان نامی حداکثر تحت شرایط دمای اتاق.آزمایش‌های تنش محیطی:ذخیره‌سازی دمای بالا رطوبت بالا (65°C، 90-95% رطوبت نسبی به مدت 500 ساعت)، ذخیره‌سازی دمای بالا (105°C به مدت 1000 ساعت)، ذخیره‌سازی دمای پایین (35-°C به مدت 1000 ساعت).آزمایش‌های تنش مکانیکی:چرخه دمایی (30 چرخه بین 35-°C و 105°C) و شوک حرارتی (30 چرخه بین 35-°C و 105°C با انتقال سریع).آزمایش‌های اعتبارسنجی فرآیند:مقاومت لحیم‌کاری (260°C به مدت 10 ثانیه) و قابلیت لحیم‌کاری (245°C به مدت 5 ثانیه) برای تأیید یکپارچگی پایه‌های بسته‌بندی در حین مونتاژ.

7. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

7.1 فرآیند لحیم‌کاری خودکار

برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا ری‌فلو، توصیه می‌شود دمای نقطه‌ای در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن (جایی که بدنه بسته‌بندی با PCB تماس می‌یابد) حداکثر به 260 درجه سانتی‌گراد و برای مدت زمان حداکثر 5 ثانیه محدود شود. این پروفایل به جلوگیری از آسیب حرارتی به چیپ‌های LED داخلی و مواد بسته‌بندی اپوکسی کمک می‌کند.

7.2 فرآیند لحیم‌کاری دستی

هنگام استفاده از هویه دستی، باید مراقب بود تا حرارت موضعی اعمال شود. دستورالعمل این است که نوک هویه در فاصله 1/16 اینچ زیر صفحه نشیمن حداکثر به مدت 5 ثانیه اعمال شود، با دمای نوک هویه کنترل شده در 350°C ±30°C. استفاده از هویه کنترل دما و اپراتور ماهر برای جلوگیری از تجاوز از این محدودیت‌ها بسیار مهم است.

8. احتیاط‌های حیاتی کاربرد و ملاحظات طراحی

این بخش حاوی اطلاعات حیاتی برای مهندس طراح جهت اطمینان از عملکرد ایمن و قابل اطمینان نمایشگر است. احتیاط‌های کلیدی شامل:کاربرد مورد نظر:نمایشگر برای تجهیزات الکترونیکی معمولی طراحی شده است. کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند یا در صورت خرابی می‌توانند ایمنی را به خطر بیندازند (هوانوردی، پزشکی و غیره) نیاز به مشاوره قبلی دارند.پایبندی به ریتینگ‌ها:عملکرد خارج از ریتینگ‌های حداکثر مطلق، مسئولیت خسارت را باطل می‌کند.مدیریت حرارتی و جریان:تجاوز از جریان‌های درایو توصیه شده یا دمای عملیاتی می‌تواند باعث تخریب شدید خروجی نور یا خرابی زودرس شود. جریان عملیاتی ایمن باید برای دمای محیطی بالا کاهش یابد.طراحی مدار درایو:درایو جریان ثابت به شدت برای روشنایی و طول عمر یکنواخت توصیه می‌شود. مدار باید به گونه‌ای طراحی شود که محدوده کامل ولتاژ مستقیم (Vf) مشخص شده را در خود جای دهد تا اطمینان حاصل شود که جریان هدف تحویل داده می‌شود. علاوه بر این، مدار باید شامل محافظت در برابر ولتاژهای معکوس و نوسانات ولتاژی باشد که ممکن است در حین چرخه‌های برق رخ دهد. عملکرد بایاس معکوس باید به شدت اجتناب شود.

9. نکات کاربردی و بینش‌های طراحی

9.1 سناریوهای کاربردی معمول

LTS-2801AKS به طور ایده‌آل برای کاربردهایی که نیاز به نمایشگر عددی تک‌رقمی فشرده دارند مناسب است. کاربردهای رایج شامل: پنل متر برای نمایش ولتاژ، جریان یا دما؛ ساعت‌ها و تایمرهای دیجیتال؛ پنل‌های کنترل لوازم خانگی (مانند مایکروویو، ماشین لباسشویی)؛ رابط‌های تجهیزات تست و اندازه‌گیری؛ و نمایشگرهای وضعیت کنترلر صنعتی. رنگ زرد آن دید خوبی ارائه می‌دهد و اغلب برای نشانگرهای احتیاطی یا وضعیت انتخاب می‌شود.

9.2 ملاحظات طراحی مدار

طراحی با این نمایشگر نیاز به توجه به چندین عامل دارد. به دلیل پیکربندی آند مشترک آن، یک درایور IC مناسب (مانند دیکدر/درایور 7 قطعه‌ای) یا پین‌های GPIO میکروکنترلر پیکربندی شده به عنوان سینک جریان مورد نیاز است. مقاومت‌های محدودکننده جریان باید بر اساس ولتاژ تغذیه، ولتاژ مستقیم LED (با استفاده از حداکثر Vf برای طراحی بدترین حالت) و جریان مستقیم مورد نظر محاسبه شوند. برای مالتی‌پلکس کردن چند رقم، جریان پیک هر قطعه می‌تواند بالاتر از ریتینگ DC باشد، اما جریان متوسط باید با در نظر گرفتن چرخه کاری در محدوده جریان مستقیم پیوسته باقی بماند. اتلاف حرارت در صورت کارکرد نزدیک به ریتینگ‌های حداکثر یا در دمای محیطی بالا باید در نظر گرفته شود.

9.3 راهنمایی مقایسه و انتخاب

هنگام انتخاب یک نمایشگر، پارامترهای کلیدی را مقایسه کنید: ارتفاع رقم (0.28 اینچ نسبتاً کوچک است)، رنگ (زرد AlInGaP در مقابل قرمز GaAsP یا سبز/آبی InGaN)، روشنایی (بینینگ شدت نور)، ولتاژ مستقیم (بر طراحی درایور و مصرف برق تأثیر می‌گذارد) و زاویه دید. مزایای LTS-2801AKS در فناوری کارآمد AlInGaP برای نور زرد، روشنایی خوب و انطباق با RoHS نهفته است. طراحان باید تأیید کنند که مشخصات نوری و الکتریکی آن با الزامات خاص روشنایی، رنگ، بودجه توان و ولتاژ درایو موجود در کاربردشان همسو است.