LTS-3861JD 0.3-inch Hyper Red LED Display Datasheet - Digit Height 7.62mm - Forward Voltage 2.6V - Power 70mW - English Technical Document

1. مرور کلی محصول

LTS-3861JD یک نمایشگر فشرده، تک‌رقمی و هفت‌قطعه‌ای است که برای کاربردهای نیازمند نمایش عددی واضح با مصرف توان پایین طراحی شده است. عملکرد اصلی آن ارائه خوانش عددی با وضوح بسیار بالا است. این دستگاه از فناوری پیشرفته نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) بهره می‌برد، به‌طور خاص از تراشه‌های Hyper Red رشد‌یافته بر روی بستر GaAs استفاده می‌کند. این انتخاب فناوری اساس دستیابی به ویژگی‌های کلیدی عملکرد آن، یعنی روشنایی و بازده بالا در طیف قرمز است. طراحی ظاهری آن دارای صفحه‌ای به رنگ خاکستری روشن با قطعات سفید است که انتخابی عمدی برای افزایش کنتراست و بهبود خوانایی تحت شرایط نوری مختلف می‌باشد. این محصول در دسته نمایشگرهای کم‌جریان طبقه‌بندی می‌شود که آن را برای سیستم‌های الکترونیکی مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این نمایشگر چندین ویژگی طراحی را در بر می‌گیرد که به عملکرد و قابلیت اطمینان آن کمک می‌کنند:

• 0.30 Inch Digit Height (7.62 mm): اندازه کاراکتر استاندارد و به راحتی قابل خواندن را برای پنل مترها، ابزار دقیق و لوازم الکترونیکی مصرفی فراهم می‌کند.
• Continuous Uniform Segments: تضمین روشنایی یکنواخت در هر بخش، که منجر به ظاهری حرفهای و تمیز برای کاراکتر بدون لکههای تیره یا ناهمواری میشود.
• Low Power Requirement: طراحی شده برای کارایی، که امکان عملکرد در مدارهایی را فراهم میکند که محدودیت بودجه توان یک قید بحرانی است.
• Excellent Character Appearance & High Contrast: ترکیب نوردهی Hyper Red، صفحه خاکستری روشن و سگمنت‌های سفید، ارقامی تیز و کاملاً مشخص ایجاد می‌کند.
• روشنایی بالا: سیستم ماده‌ای AlInGaP به دلیل بازده نوری بالا شناخته شده است که منجر به خروجی روشن حتی در جریان‌های راه‌اندازی پایین می‌شود.
• زاویه دید گسترده: طراحی بسته‌بندی و تراشه، دیدپذیری از طیف وسیعی از زوایا را تسهیل می‌کند که برای نمایشگرهایی که ممکن است خارج از محور مشاهده شوند، ضروری است.
• قابلیت اطمینان حالت جامد: به عنوان یک دستگاه مبتنی بر LED، عمر عملیاتی طولانی، مقاومت در برابر ضربه و عدم وجود قطعات متحرک را ارائه می‌دهد، برخلاف نمایشگرهای مکانیکی.
• دسته‌بندی شده بر اساس شدت نور: واحدها بر اساس خروجی نور دسته‌بندی یا آزمایش می‌شوند تا یکنواختی تضمین شود، که در طراحی‌هایی که نیاز به روشنایی یکنواخت در چندین رقم است، کمک می‌کند.
• بسته‌بندی بدون سرب (مطابق با RoHS): تولید مطابق با مقررات زیست‌محیطی محدودکننده مواد خطرناک.

1.2 شناسایی دستگاه

شماره قطعه LTS-3861JD به طور خاص نشان‌دهنده دستگاهی با تراشه‌های AlInGaP Hyper Red در پیکربندی آند مشترک است که دارای نقطه اعشار سمت راست می‌باشد. این قرارداد نام‌گذاری به طراحان اجازه می‌دهد تا رنگ، قطبیت و ویژگی‌های اختیاری مورد نظر را به دقت انتخاب کنند.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای الکتریکی و نوری مشخص‌شده در برگه اطلاعات ارائه می‌دهد. درک این مقادیر برای طراحی صحیح مدار و اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است.

2.1 Absolute Maximum Ratings

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا پایین‌تر از آن تضمین‌شده نیست.

• اتلاف توان به ازای هر قطعه: 70 mW. این حداکثر توان مجازی است که می‌تواند تحت عملکرد DC پیوسته به صورت گرما توسط یک قطعه LED تلف شود. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و تسریع تخریب ماده نیمه‌هادی شود.
• جریان مستقیم پیک به ازای هر قطعه: 90 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، پهنای پالس 0.1 میلی‌ثانیه). این مقدار فقط برای کارکرد پالسی است. پهنای پالس کوتاه و چرخه کاری پایین از ایجاد گرمای قابل توجه جلوگیری می‌کند و امکان جریان لحظه‌ای بالاتر از مقدار جریان مستقیم (DC) را فراهم می‌سازد.
• جریان مستقیم پیوسته به ازای هر سگمنت: 25 میلی‌آمپر (در دمای 25 درجه سانتی‌گراد)، با نرخ کاهش خطی 0.28 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد. این پارامتر کلیدی برای کارکرد با جریان مستقیم یا چرخه کاری بالا است. ضریب کاهش دما حیاتی است: با افزایش دمای محیط (Ta)، حداکثر جریان پیوسته ایمن کاهش می‌یابد. برای مثال، در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان تقریباً خواهد بود: 25 میلی‌آمپر - [0.28 میلی‌آمپر/°C * (85°C - 25°C)] = 25 میلی‌آمپر - 16.8 میلی‌آمپر = 8.2 میلی‌آمپر.
• Operating & Storage Temperature Range: ۳۵- درجه سانتی‌گراد تا ۱۰۵+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه می‌تواند در کل این محدوده به‌طور عملکردی کار کرده و ذخیره شود، اگرچه عملکرد الکتریکی با دما تغییر خواهد کرد.
• شرایط لحیم‌کاری: Reflow soldering باید به‌گونه‌ای انجام شود که نقطه لحیم ۱/۱۶ اینچ (تقریباً ۱.۶ میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن قرار گیرد، حداکثر به مدت ۳ ثانیه در دمای ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد. این کار از اعمال تنش حرارتی بیش از حد بر روی پکیج پلاستیکی و اتصالات سیمی داخلی جلوگیری می‌کند.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

اینها پارامترهای عملکردی متداولی هستند که در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C اندازه‌گیری شده‌اند. آنها نحوه رفتار دستگاه در یک مدار را تعریف می‌کنند.

• Average Luminous Intensity (I_V): 200-600 μcd (میکروکاندلا) در جریان I_F=1mA. این خروجی نور است. محدوده وسیع (200-600) نشان‌دهنده فرآیند دسته‌بندی (binning) است؛ واحدهای خاص در این محدوده قرار خواهند گرفت. طراحان در صورتی که یکنواختی روشنایی حیاتی است، باید این تغییرات را در نظر بگیرند.
• طول موج اوج تابش (λ_p): 650 نانومتر (معمول). این طول‌موجی است که در آن توان خروجی نوری در بیشترین مقدار خود است. این طول موج در ناحیه قرمز عمیق طیف قرار می‌گیرد.
• طول موج غالب (λ_d): 639 نانومتر (معمولی). این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک شده و با رنگ نور مطابقت دارد. اغلب به درک بصری نزدیک‌تر از طول موج اوج است.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ): 20 نانومتر (معمولی). این مقدار گستردگی طول‌موج‌های منتشر شده را اندازه‌گیری می‌کند. مقدار 20 نانومتر نشان‌دهنده یک رنگ قرمز نسبتاً خالص و تک‌فام است.
• ولتاژ پیشروی هر چیپ (V_F): 2.10 (حداقل), 2.60 (معمول) ولت در جریان I_F=20mA. این افت ولتاژ در سراسر LED هنگام هدایت است. برای طراحی مدار محدودکننده جریان بسیار مهم است. درایور باید حداقل 2.6 ولت را برای غلبه بر این افت ولتاژ قبل از جریان قابل توجه تأمین کند.
• جریان معکوس هر سگمنت (I_R): 100 μA (حداکثر) در ولتاژ V_R=5V. این جریان نشتی کوچکی است که زمانی که LED در بایاس معکوس قرار می‌گیرد، جاری می‌شود. دیتاشیت صراحتاً اشاره می‌کند که این شرایط تنها برای اهداف آزمایش است و دستگاه نباید به طور مداوم تحت بایاس معکوس کار کند.
• نسبت تطابق شدت نور: 2:1 (حداکثر). برای سگمنت‌های داخل یک رقم (با ناحیه نوری مشابه)، روشنایی کم‌نورترین سگمنت کمتر از نصف روشنایی درخشان‌ترین سگمنت نخواهد بود. این امر یکنواختی بصری را تضمین می‌کند.
• Cross Talk: < 2.5%. This specifies the amount of unwanted light emission from a segment that is intended to be off, when an adjacent segment is driven. A low value is important for clear character definition.

3. Binning System Explanation

دیتاشیت نشان می‌دهد که دستگاه \"Categorized for Luminous Intensity\" است. این فرآیند باینینگ را القا می‌کند، اگرچه کدهای باین خاصی در این سند ارائه نشده است. به طور کلی، تولیدکنندگان LED محصولات را بر اساس پارامترهای کلیدی آزمایش و دسته‌بندی (باین) می‌کنند تا یکنواختی را تضمین کنند. برای یک نمایشگر مانند LTS-3861JD، معیارهای اصلی باینینگ احتمالاً شامل موارد زیر است:

• باینینگ شدت نورانی: همانطور که محدوده I_V 200-600 μcd است، واحدها احتمالاً در باین‌های شدت باریک‌تری گروه‌بندی می‌شوند (مثلاً 200-300، 300-400 μcd و غیره). خرید از یک باین یکسان، روشنایی یکنواخت در سراسر نمایشگر چندرقمی را تضمین می‌کند.
• ولتاژ پیش‌رو (V_F) دسته‌بندی: اگرچه به صراحت ذکر نشده، V_F نیز می‌تواند دسته‌بندی شود. هماهنگ‌سازی V_F در طراحی مدارهای درایو جریان ساده‌تر و یکنواخت‌تر کمک می‌کند، به ویژه هنگامی که چند بخش/رقم به صورت موازی راه‌اندازی می‌شوند.
• باینینگ طول موج/رنگ: طول‌موج غالب (639nm) و اوج (650nm) به عنوان مقادیر معمول ارائه شده‌اند. باین‌های رنگی محدودتر ممکن است موجود باشند تا اطمینان حاصل شود که در تمامی واحدهای یک کاربرد، سایه‌ای قرمز یکسان وجود دارد.

اگر الزامات کاربرد، یکنواختی بالا را ایجاب کند، طراحان باید برای اطلاعات دقیق باینینگ با سازنده مشورت کنند.

4. تحلیل منحنی عملکرد

برگه اطلاعات به \"منحنی‌های مشخصه‌های الکتریکی/نوری معمول\" ارجاع می‌دهد که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند. اگرچه منحنی‌های خاص در متن ارائه‌شده گنجانده نشده‌اند، محتوای معمول و اهمیت آنها در زیر تحلیل می‌شود:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (I_F-V_F) منحنی: این منحنی غیرخطی رابطه بین ولتاژ اعمال شده و جریان حاصل را نشان می‌دهد. این منحنی مشخصه روشن‌شدن نمادی یک LED را نشان می‌دهد. "زانو" این منحنی در حدود ولتاژ معمول V_F (2.6V) قرار دارد. این منحنی برای طراحی درایورهای جریان ثابت حیاتی است، زیرا یک تغییر کوچک در ولتاژ می‌تواند باعث تغییر بزرگی در جریان و در نتیجه، روشنایی و اتلاف توان شود.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم (I_V-I_F) منحنی: این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان راه‌اندازی افزایش می‌یابد. این رابطه در محدوده وسیعی عموماً خطی است اما در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افت حرارتی و راندمان، اشباع می‌شود. این منحنی به طراحان کمک می‌کند تا جریان کاری را برای دستیابی به روشنایی مطلوب، ضمن باقی ماندن در محدوده‌های مجاز توان، انتخاب کنند.
• شدت نور بر حسب دمای محیط (I_V-T_a) منحنی: خروجی نور LED با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این منحنی میزان این کاهش را کمّی می‌سازد. این موضوع برای کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا عمل می‌کنند حیاتی است، زیرا ممکن است نمایشگر کمنورتر به نظر برسد.
• منحنی توزیع طیفی: نمودار شدت نسبی در برابر طول موج، که منحنی زنگوله‌ای شکل حول مرکز 650 نانومتر با پهنای نیم‌ارتفاع 20 نانومتر را نشان می‌دهد. این مشخصه‌های دقیق رنگی انتشار "Hyper Red" را تعریف می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 Package Dimensions and Tolerances

نقشه‌ی مکانیکی ابعاد فیزیکی و چیدمان پایه‌ها را مشخص می‌کند. نکات کلیدی برگه‌ی اطلاعات شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر هستند و تلرانس عمومی آن‌ها ±0.25mm است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
• تلورانس جابجایی نوک پین ±0.40 میلی‌متر است که برای جایگذاری سوراخ PCB حائز اهمیت می‌باشد.
• قطر سوراخ PCB توصیه شده 1.10 میلی‌متر است تا پین‌ها با فاصله کافی برای لحیم‌کاری جایگیری شوند.
• معیارهای کنترل کیفیت برای عیوب بصری مشخص شده‌اند: مواد خارجی روی قطعه (≤10 mils)، حباب در قطعه (≤10 mils)، خمش بازتاب‌دهنده (≤1% طول)، و آلودگی جوهر سطحی (≤20 mils).

5.2 اتصال پین و شناسایی قطبیت

دستگاه دارای پیکربندی 10 پین تک‌ردیفی است. نمودار مدار داخلی و جدول پایه‌ها تأیید می‌کند که این یک آند مشترک نوع. این بدان معناست که آندها (طرف‌های مثبت) تمام بخش‌های LED به صورت داخلی به یکدیگر متصل شده و به پین‌های 1 و 6 (که آن‌ها نیز به هم متصل هستند) آورده شده‌اند. هر کاتد (طرف منفی) بخش، پین اختصاصی خود را دارد (A, B, C, D, E, F, G, DP). برای روشن کردن یک بخش، پین(های) آند مشترک باید به یک منبع ولتاژ مثبت (از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان یا درایور) متصل شود، و پین کاتد مربوطه باید به ولتاژ پایین‌تری (معمولاً زمین) کشیده شود. نقطه اعشاری سمت راست (DP) روی پین 7 قرار دارد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای قابلیت اطمینان ضروری است. بر اساس مقادیر حداکثر مطلق:

• لحیم‌کاری ریفلو: پروفایل مشخص‌شده را دنبال کنید: حداکثر دمای بدنه قطعه نباید از مقدار تعیین‌شده فراتر رود و زمان لحیم‌کاری در دمای اوج (260°C) به 3 ثانیه محدود شود. قاعده صفحه نشیمن 1/16 اینچی به جلوگیری از قرارگیری مستقیم بدنه پلاستیکی در معرض حرارت کمک می‌کند.
• لحیم‌کاری دستی: در صورت لزوم، از هویه کنترل دمای دارای نوک ریز استفاده کنید. زمان تماس را به 3 ثانیه برای هر پایه محدود کنید. از اعمال تنش مکانیکی به پایه‌ها یا پکیج در حین لحیم‌کاری خودداری نمایید.
• تمیزکاری: از مواد پاک‌کننده‌ای استفاده کنید که با جنس پلاستیکی نمایشگر سازگار باشند. از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید مگر اینکه به‌طور صریح تأیید شده باشد، زیرا می‌تواند به ساختار داخلی آسیب برساند.
• شرایط نگهداری: در محدوده دمای مشخص شده (35- درجه سلسیوس تا 105+ درجه سلسیوس) در محیطی با رطوبت کم و ضد الکتریسیته ساکن نگهداری شود تا از جذب رطوبت و آسیب تخلیه الکترواستاتیک جلوگیری شود.

7. Application Suggestions and Design Considerations

7.1 سناریوهای کاربردی متداول

LTS-3861JD برای کاربردهایی که نیاز به نمایش عددی واحد و واضح با مصرف توان پایین دارند، بسیار مناسب است:

• Panel Meters and Instrumentation: نمایش‌دهنده‌های ولتاژ، جریان، دما یا فرکانس روی تجهیزات آزمایشی، منبع‌های تغذیه یا کنترل‌کننده‌های صنعتی.
• Consumer Electronics: نمایشگر برای ساعت‌ها، تایمرها، لوازم آشپزخانه یا تجهیزات صوتی.
• دستگاه‌های پزشکی: نمایش‌های ساده روی مانیتورهای قابل حمل یا کنار تخت که در آن‌ها مصرف انرژی پایین و قابلیت اطمینان کلیدی است.
• بازار لوازم جانبی خودرو: نمایشگرهای مربوط به گیج‌های کمکی (ولت‌سنج، دماسنج روغن).

7.2 ملاحظات حیاتی طراحی

• محدود کردن جریان اجباری است: LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای هر پایه کاتد (یا یک مدار مجتمع درایور LED اختصاصی) باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کرد تا جریان مستقیم (I_F) تنظیم شود. مقدار مقاومت به صورت R = (V_supply - V_F) / I_F. همیشه از حداکثر V_F (2.6V) از دیتاشیت برای طراحی محافظه‌کارانه استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان از حد مجاز فراتر نمی‌رود.
• مدیریت حرارتی: به منحنی کاهش جریان با دما پایبند باشید. در محیط‌های با دمای محیط بالا، جریان درایو را متناسب کاهش دهید. اطمینان حاصل کنید که تهویه کافی در اطراف نمایشگر روی PCB وجود دارد.
• مالتی‌پلکسینگ برای ارقام چندگانه: اگرچه این قطعه تک‌رقمی است، اما طراحی آند مشترک ذاتاً برای مالتی‌پلکسینگ مناسب است. در یک سیستم چندرقمی، آند مشترک هر رقم به صورت متوالی و با فرکانس بالا درایو می‌شود، در حالی که کاتدهای سگمنت مشترک هستند. این امر تعداد پین‌های I/O مورد نیاز روی یک میکروکنترلر را به شدت کاهش می‌دهد.
• زاویه دید: صفحه‌نمایش را با توجه به زاویه دید گسترده آن قرار دهید تا خوانایی برای کاربر نهایی تضمین شود.

8. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با سایر فناوری‌های نمایشگر هفت‌بخشی، استفاده LTS-3861JD از تراشه‌های AlInGaP Hyper Red مزایای متمایزی ارائه می‌دهد:

• در مقابل LEDهای قرمز سنتی GaAsP یا GaP: فناوری AlInGaP معمولاً بازده نوری و روشنایی بالاتری در جریان راه‌اندازی یکسان ارائه می‌دهد، همراه با پایداری دمایی بهتر و طول عمر طولانی‌تر.
• در مقابل LEDهای قرمز با بازدهی بالا (HER): اصطلاح "Hyper Red" اغلب به یک نقطه رنگ قرمز خاص و عمیقتر (با طول موج غالب حدود 639-650 نانومتر) اشاره دارد که در مقایسه با برخی LEDهای قرمز استاندارد میتواند زندهتر و اشباعشدهتر به نظر برسد.
• در مقابل نمایشگرهای LCD: برخلاف نمایشگرهای LCD، این نمایشگر LED از نوع تابشی است — نور خود را تولید می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود در شرایط کم‌نور یا تاریک، بدون نیاز به نور پس‌زمینه به وضوح دیده شود و همچنین زاویه دید بسیار گسترده‌تر و زمان پاسخگویی سریع‌تری ارائه دهد.
• در مقایسه با نمایشگرهای رقمی بزرگ‌تر: اندازه 0.3 اینچ تعادل مناسبی بین خوانایی و فشردگی برقرار می‌کند و در جاهایی که ارقام بزرگ‌تر 0.5 اینچ یا 0.8 اینچ بیش از حد حجیم هستند، به خوبی جای می‌گیرد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال اول: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً از پایه میکروکنترلر 5V راه‌اندازی کنم؟
پاسخ: خیر. اتصال مستقیم یک LED به پایه منطقی توصیه نمی‌شود. پایه میکروکنترلر نمی‌تواند محدودیت جریان دقیقی فراهم کند و ممکن است به دلیل نیاز سینک/سورس جریان آسیب ببیند. همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان یا یک مدار درایور اختصاصی استفاده کنید. برای منبع تغذیه 5V و جریان هدف I_F برابر با 10mA، مقاومت باید R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohms باشد.

Q2: چرا دو پایه آند مشترک (1 و 6) وجود دارد؟
A: این پایه‌ها در داخل به هم متصل هستند. وجود دو پایه، پایداری مکانیکی، توزیع بهتر جریان در صورت روشن بودن همزمان چند سگمنت و انعطاف‌پذیری بیشتر در چیدمان PCB را فراهم می‌کند. شما می‌توانید یکی یا هر دو را به منبع مثبت خود متصل کنید.

Q3: مفهوم "نسبت تطبیق شدت روشنایی 2:1" برای طراحی من چیست؟
A: این بدان معناست که در یک واحد فیزیکی، کم‌نورترین بخش می‌تواند نصف درخشان‌ترین بخش روشنایی داشته باشد. اگر طراحی شما از چندین رقم LTS-3861JD استفاده می‌کند، باید قطعات را از یک دسته شدت نور یکسان از تامین‌کننده خود درخواست کنید تا یکنواختی روشنایی در سراسر ارقام تضمین شود، زیرا نسبت 2:1 فقط به صورت داخلی اعمال می‌شود. در سراسر ارقام، زیرا نسبت 2:1 فقط به صورت داخلی اعمال می‌شود.

Q4: جریان معکوس مجاز در 5 ولت، 100µA است. آیا گاهی اوقات بایاس معکوس دادن به نمایشگر مشکلی ندارد؟
A: دیتاشیت بیان می‌کند که شرایط ولتاژ معکوس "فقط برای تست IR" است و "ادامه کار در این حالت امکان‌پذیر نیست." شما باید مدار خود را طوری طراحی کنید که در حین کار عادی از بایاس معکوس جلوگیری کند، زیرا ولتاژ معکوس مداوم می‌تواند به LED آسیب برساند.

10. طراحی عملی و مورد استفاده

Case: طراحی یک نشانگر خوانش ولت‌متر DC تک رقمی (0-9 ولت)
یک طراح در حال ساخت یک ولت‌سنج ساده برای نمایش 0 تا 9 ولت با گام‌های 1 ولت با استفاده از یک میکروکنترلر (MCU) است. میکروکنترلر دارای یک ADC برای خواندن ولتاژ و پین‌های GPIO برای راه‌اندازی نمایشگر است.

1. Circuit Design: The آند مشترک pins (1 & 6) are connected to the MCU's positive supply rail (e.g., 3.3V or 5V) through a single current-limiting resistor? خیر. یک روش بهتر استفاده از یک ترانزیستور (مثلاً یک PNP یا یک N-FET منطقی-سطح) است که توسط یک پایه MCU سوئیچ می‌شود تا آند مشترک را کنترل کند و به نرم‌افزار اجازه دهد کل رقم را روشن/خاموش کند. هر کاتد بخش (پایه‌های 2،3،4،5،7،8،9،10) به یک پایه GPIO از MCU متصل است، هر کدام از طریق مجزا مقاومت محدودکننده جریان. این امکان کنترل روشنایی هر بخش را فراهم میکند و ایمنتر از یک مقاومت واحد روی آند مشترک است.
2. محاسبه مقاومت: برای منبع تغذیه 5 ولت، جریان هدف I_F=10 میلی‌آمپر، و با استفاده از حداکثر V_F=2.6V: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohms (مقدار استاندارد 220 یا 270 اهم استفاده شود). یک مقاومت روی هر یک از 8 خط کاتد قرار دهید.
3. نرم‌افزار: کد MCU مقدار خوانده شده ADC را به یک رقم (0-9) تبدیل می‌کند. از یک جدول جستجو برای نگاشت رقم به الگوی کاتدهای سگمنت (A-G) که نیاز به فعال‌سازی (درایو به سطح پایین) دارند استفاده می‌کند. ترانزیستور آند مشترک را روشن کرده، سپس پین‌های کاتد را متناسب با آن تنظیم می‌کند. برای مالتی‌پلکس کردن چندین رقم از این نوع، کد به سرعت بین هر رقم چرخه می‌زند.
4. بررسی حرارتی: در جریان ۱۰ میلی‌آمپر به ازای هر سگمنت و دمای محیط ۲۵ درجه سانتی‌گراد، توان هر سگمنت برابر با ۱۰mA * 2.6V = 26mW است که به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای کمتر از حداکثر مجاز ۷۰mW می‌باشد. اگر تمام ۷ سگمنت رقم '8' روشن باشند، تلفات کلی دستگاه حدود ۱۸۲mW خواهد بود که قابل قبول است اما نیازمند تأیید افزایش دمای موضعی برد مدار چاپی است.

11. معرفی اصل عملکرد

LTS-3861JD بر اساس اصل اساسی الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمهرساناناحیه فعال از یک ساختار ناهمگون AlInGaP استفاده می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از پتانسیل داخلی پیوند (تقریباً 2.6 ولت) اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. در آنجا، آن‌ها به صورت تابشی بازترکیب می‌شوند - به این معنی که انرژی آزاد شده از سقوط یک الکترون به درون یک حفره مستقیماً به یک فوتون (ذره نور) تبدیل می‌شود. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) فوتون‌های گسیل‌شده را مشخص می‌کند، در این مورد، در محدوده تقریبی 639-650 نانومتر (قرمز). هر بخش از رقم یک تراشه LED جداگانه یا مجموعه‌ای از تراشه‌های متصل به صورت سری/موازی است که توسط پایه کاتد خود کنترل می‌شود.

12. روندها و تحولات فناوری

حوزه نمایشگرهای LED همچنان در حال تحول است. در حالی که LTS-3861JD نمایانگر فناوری بالغ و قابل اعتمادی است، روندهای گستردهتری که بر این دسته محصول تأثیر میگذارند شامل موارد زیر است:

• افزایش کارایی: تحقیقات مستمر علم مواد به دنبال بهبود بازده کوانتومی داخلی (IQE) و بازده استخراج نور در AlInGaP و دیگر نیمهرساناهای مرکب است که منجر به نمایشگرهایی میشود که در جریانهای پایینتر روشنایی بیشتری دارند یا عمر باتری طولانیتری دارند.
• مینیاتوری‌سازی: اگرچه برای نمایشگرهای استاندارد هفت‌قطعه، اندازه 0.3 اینچ همچنان یک گزینه محبوب و پرکاربرد است، اما همواره تلاش برای دستیابی به گام‌های پیکسلی کوچک‌تر و چگالی بالاتر وجود دارد.
• یکپارچه‌سازی: روندها شامل یکپارچه‌سازی مدار درایور LED (چاهک‌های جریان ثابت، منطق چندگانه‌سازی) مستقیماً در ماژول یا بسته‌بندی نمایشگر است که طراحی خارجی را برای مهندس نهایی ساده می‌کند.
• گستره رنگی: در حالی که این یک نمایشگر تک‌رنگ قرمز است، علوم مواد پایه‌ای برای LEDهای قرمز به طور مستقیم از توسعه نمایشگرهای LED تمام‌رنگ و آرایه‌های میکرو-LED پشتیبانی می‌کند، جایی که میکرو-LEDهای قرمز، سبز و آبی ترکیب می‌شوند.
• عوامل شکل انعطاف‌پذیر و نوآورانه: تحقیقات بر روی بسترهای انعطاف‌پذیر در نهایت می‌تواند به نمایشگرهای هفت‌قطعه‌ای خم‌شو یا منحنی منجر شود، اگرچه این موضوع بیشتر به فناوری‌های جدیدتر OLED یا micro-LED مرتبط است تا LEDهای بسته‌بندی‌شده سنتی.

LTS-3861JD، با فناوری اثبات‌شده AlInGaP و مشخصات شفاف خود، همچنان راه‌حلی قوی و مؤثر برای کاربردهایی است که به یک نمایشگر عددی ساده، قابل اعتماد و کم‌مصرف نیاز دارند.