دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTS-2806CKR-P - ارتفاع رقم 0.28 اینچ - قرمز سوپر - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت - اتلاف توان 70 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

LTS-2806CKR-P یک دستگاه سطح‌نصب (SMD) است که به‌عنوان نمایشگر عددی تک‌رقمی طراحی شده است. عملکرد اصلی آن ارائه نشانگر عددی واضح و قابل اعتماد در یک پکیج فشرده و مدرن مناسب برای فرآیندهای مونتاژ خودکار است. ویژگی تعیین‌کننده این قطعه، استفاده از ماده نیمه‌هادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) برای چیپ‌های نورافشان است که بر روی زیرلایه آرسنید گالیم (GaAs) رشد داده شده‌اند. این فناوری مواد به‌طور خاص برای تولید نور با بازدهی بالا در طیف قرمز تا کهربایی-نارنجی انتخاب شده است. طراحی بصری آن شامل صفحه‌نمایش خاکستری رنگ با فیلترهای قطعه سفید است که ترکیبی برای افزایش کنتراست و خوانایی هنگام روشن شدن قطعات در نظر گرفته شده است.

1.1 ویژگی‌های کلیدی و کاربردهای هدف

این نمایشگر برای ادغام در تجهیزات الکترونیکی مصرفی و صنعتی طراحی شده است که در آن‌ها فضا، بازدهی توان و قابلیت اطمینان از ملاحظات کلیدی هستند. ارتفاع رقم 0.28 اینچی (7.0 میلی‌متر) آن تعادلی بین قابلیت مشاهده و صرفه‌جویی در فضای برد ارائه می‌دهد. طراحی قطعات پیوسته و یکنواخت، ظاهری حرفه‌ای و ثابت برای کاراکترها تضمین می‌کند. مزایای کلیدی شامل نیاز به توان کم، خروجی روشنایی بالا، کنتراست عالی و زاویه دید گسترده است که آن را برای انواع کاربردهای نمایش مناسب می‌سازد. این محصول بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده است که امکان تطابق روشنایی در کاربردهای چندرقمی را فراهم می‌کند و در یک پکیج بدون سرب مطابق با دستورالعمل‌های RoHS عرضه می‌شود. کاربردهای معمول شامل پنل‌های ابزار دقیق، لوازم خانگی، تجهیزات ارتباطی، دستگاه‌های اتوماسیون اداری و انواع پنل‌های کنترلی است که به یک رقم عددی نیاز دارند.

2. مشخصات فنی و تفسیر عینی

عملکرد LTS-2806CKR-P توسط مجموعه‌ای از حداکثر مقادیر مجاز و ویژگی‌های الکتریکی/نوری استاندارد تعریف می‌شود. درک این پارامترها برای طراحی مدار قابل اعتماد و عملکرد بلندمدت حیاتی است.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. آن‌ها برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند. حداکثر اتلاف توان مجاز برای هر قطعه 70 میلی‌وات است. حداکثر جریان مستقیم مجاز برای هر قطعه 90 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است، اما این فقط تحت شرایط پالسی خاص مجاز است: چرخه کاری 1/10 با عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه. جریان مستقیم پیوسته برای هر قطعه به صورت خطی از 25 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. دستگاه برای محدوده دمای عملیاتی و ذخیره‌سازی 35- تا 105+ درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده است. برای لحیم‌کاری دستی، نوک هویه باید حداکثر به مدت 3 ثانیه در دمای 260 درجه سانتی‌گراد، در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن نگه داشته شود.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (دمای محیط=25°C) اندازه‌گیری شده و نمایانگر عملکرد معمول هستند. میانگین شدت نور (Iv) یک معیار اصلی است. در جریان مستقیم (If) برابر با 1 میلی‌آمپر، حداقل شدت 201 میکروکاندلا است که مقدار معمول آن 650 میکروکاندلا می‌باشد. در 10 میلی‌آمپر، شدت معمول به طور قابل توجهی به 8250 میکروکاندلا افزایش می‌یابد. ولتاژ مستقیم (Vf) برای هر چیپ معمولاً در جریان آزمایش 20 میلی‌آمپر برابر با 2.6 ولت است که حداکثر آن نیز 2.6 ولت می‌باشد. طول موج اوج تابش (λp) معمولاً 639 نانومتر و طول موج غالب (λd) 631 نانومتر است که هر دو در 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده و خروجی را به وضوح در ناحیه رنگ قرمز سوپر قرار می‌دهند. عرض نیمه خط طیفی (Δλ) 20 نانومتر است. جریان معکوس (Ir) برای هر قطعه در ولتاژ معکوس (Vr) برابر با 5 ولت، حداکثر 100 میکروآمپر است. توجه به این نکته بسیار مهم است که این شرایط ولتاژ معکوس فقط برای اهداف آزمایشی است و دستگاه نباید به طور پیوسته تحت بایاس معکوس کار کند. نسبت تطابق شدت نور بین قطعات، هنگام راه‌اندازی با جریان 1 میلی‌آمپر، حداکثر 2:1 مشخص شده است.

3. دسته‌بندی و تطابق عملکرد

دیتاشیت نشان می‌دهد که LTS-2806CKR-P "برای شدت نور دسته‌بندی شده است." این به فرآیند دسته‌بندی اشاره دارد که در آن واحدهای تولیدی بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در جریان آزمایش استاندارد مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا نمایشگرها را از دسته‌های شدت نور یکسان یا مجاور انتخاب کنند تا روشنایی یکنواخت در تمام ارقام یک نمایشگر چندرقمی تضمین شود و از تغییرات محسوس در درخشندگی قطعات جلوگیری شود. در حالی که کدهای دسته‌بندی خاص در این بخش توضیح داده نشده‌اند، این ویژگی برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر بصری یکنواخت دارند ضروری است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص به صورت متنی بازتولید نشده‌اند، دیتاشیت به "منحنی‌های ویژگی‌های الکتریکی/نوری معمول" اشاره می‌کند. این منحنی‌ها برای مهندسان طراح بسیار ارزشمند هستند. آن‌ها معمولاً شامل رابطه بین جریان مستقیم (If) و ولتاژ مستقیم (Vf) هستند که رفتار هدایت دیود را نشان می‌دهند. مهم‌تر از آن، آن‌ها شامل منحنی‌هایی هستند که شدت نور (Iv) را در مقابل جریان مستقیم (If) ترسیم می‌کنند که غیرخطی است. این منحنی به طراحان کمک می‌کند تا جریان راه‌اندازی بهینه را برای دستیابی به روشنایی مطلوب انتخاب کنند و در عین حال مصرف توان و گرما را مدیریت نمایند. یک منحنی حیاتی دیگر، تغییرات شدت نور با دمای محیط (Ta) را نشان می‌دهد که چگونگی کاهش خروجی نور با افزایش دما را نمایش می‌دهد. این امر برای طراحی سیستم‌هایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند حیاتی است و اطمینان حاصل می‌کند که حاشیه روشنایی کافی در نظر گرفته شده است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد و تلرانس‌های پکیج

LTS-2806CKR-P در یک پکیج سطح‌نصب ارائه می‌شود. تمام ابعاد حیاتی بر حسب میلی‌متر ارائه شده‌اند. تلرانس‌های عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. دیتاشیت همچنین شامل معیارهای کیفی بصری و مکانیکی خاص است: مواد خارجی روی یک قطعه باید ≤10 میل، آلودگی جوهر روی سطح ≤20 میل، حباب‌های داخل یک قطعه ≤10 میل، خمش بازتابنده باید ≤1% طول آن باشد و برآمدگی‌های پلاستیکی پین نباید از 0.1 میلی‌متر تجاوز کند. این معیارها کیفیت فیزیکی یکنواخت و قرارگیری قابل اعتماد در حین مونتاژ را تضمین می‌کنند.

5.2 مدار داخلی و پیکربندی پین‌ها

دستگاه دارای یک نمودار مدار داخلی است که پیکربندی آنود مشترک را نشان می‌دهد. این بدان معناست که آندهای تمام قطعات LED به طور داخلی به هم متصل شده‌اند. نمایشگر در مجموع 12 پین دارد. جدول اتصال پین‌ها برای چیدمان PCB ضروری است: پین 4 و پین 9 هر دو اتصالات آنود مشترک هستند. کاتدهای قطعات A، B، C، D، E، F، G و DP (نقطه اعشار) به ترتیب به پین‌های 8، 7، 5، 2، 3، 10، 12 و 6 متصل شده‌اند. پین‌های 1 و 11 به عنوان "بدون اتصال" (N/C) علامت‌گذاری شده‌اند. این پین‌اوت باید دقیقاً رعایت شود تا روشنایی صحیح قطعات تضمین گردد.

6. راهنمای لحیم‌کاری، مونتاژ و نگهداری

6.1 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری SMT

دستگاه برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو طراحی شده است. یک دستورالعمل حیاتی این است که تعداد چرخه‌های فرآیند رفلو باید کمتر از دو باشد. علاوه بر این، اگر نیاز به مرحله دوم لحیم‌کاری باشد، دستگاه باید بین فرآیند لحیم‌کاری اول و دوم تا دمای محیط عادی خنک شود. پروفیل رفلو توصیه شده شامل مرحله پیش‌گرم در دمای 120 تا 150 درجه سانتی‌گراد با حداکثر زمان پیش‌گرم 120 ثانیه است. حداکثر دمای مجاز در حین رفلو نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند. برای لحیم‌کاری دستی با هویه، حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد است و زمان لحیم‌کاری برای هر اتصال نباید از 3 ثانیه تجاوز کند.

6.2 الگوی لحیم‌کاری توصیه شده

یک توصیه برای الگوی لند (فوت‌پرینت) برای طراحی PCB ارائه شده است. رعایت این الگو برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد، تراز مناسب و به حداقل رساندن تنش روی قطعه در حین چرخه‌های حرارتی بسیار مهم است. این الگو اندازه، شکل و فاصله پدهای مسی روی PCB را که با ترمینال‌های دستگاه مطابقت دارند، تعریف می‌کند.

6.3 حساسیت به رطوبت و نگهداری

نمایشگرهای SMD در بسته‌بندی ضد رطوبت ارسال می‌شوند. آن‌ها باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی (RH) 60% یا کمتر نگهداری شوند. هنگامی که بسته‌بندی مهر و موم شده اصلی باز می‌شود، قطعات شروع به جذب رطوبت از جو می‌کنند. اگر قطعات پس از باز شدن در یک محیط خشک کنترل شده (مانند کابینت خشک) نگهداری نشوند، باید قبل از انجام لحیم‌کاری رفلو، فرآیند پخت (بیکینگ) روی آن‌ها انجام شود تا از "پاپ‌کورنینگ" یا لایه‌لایه شدن داخلی ناشی از انبساط سریع بخار جلوگیری شود. شرایط پخت مشخص شده است: اگر هنوز روی قرقره باشند، 60 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥48 ساعت، یا اگر به صورت فله باشند، 100 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥4 ساعت یا 125 درجه سانتی‌گراد به مدت ≥2 ساعت. پخت فقط باید یک بار انجام شود.

7. مشخصات بسته‌بندی و سفارش

دستگاه روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شود. ابعاد قرقره بسته‌بندی و حامل (نوار) ارائه شده است که جنس حامل به عنوان آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه مشخص شده است. ابعاد حامل مطابق با استانداردهای EIA-481 است. یک قرقره استاندارد 22 اینچی حاوی 38.5 متر نوار است که 1000 قطعه از این جزء را در خود جای می‌دهد. حداقل مقدار بسته‌بندی برای سفارشات باقیمانده 250 قطعه مشخص شده است. نوار شامل بخش‌های لیدر و تریلر (به ترتیب حداقل 400 میلی‌متر و 40 میلی‌متر) برای تسهیل تغذیه ماشین است.

8. ملاحظات طراحی کاربردی و احتیاط‌ها

دیتاشیت شامل احتیاط‌های مهم کاربردی است. این نمایشگر برای تجهیزات الکترونیکی معمولی در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند که در آن خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (هوانوردی، سیستم‌های پزشکی و غیره)، مشورت با سازنده قبل از استفاده الزامی است. طراحان باید به حداکثر مقادیر مجاز مطلق پایبند باشند. تجاوز از جریان راه‌اندازی یا دمای عملیاتی توصیه شده می‌تواند منجر به تخریب شدید خروجی نور یا خرابی زودرس شود. مدار راه‌اندازی باید شامل محافظت در برابر ولتاژهای معکوس و اسپایک‌های ولتاژ گذرا در حین روشن یا خاموش شدن باشد. راه‌اندازی با جریان ثابت نسبت به راه‌اندازی با ولتاژ ثابت توصیه می‌شود تا شدت نور ثابت صرف نظر از تغییرات ولتاژ مستقیم (Vf) بین LED های منفرد یا در طول دما تضمین شود. طراحی مدار باید کل محدوده Vf مشخص شده را در نظر بگیرد تا اطمینان حاصل شود که جریان راه‌اندازی مورد نظر همیشه تحویل داده می‌شود. برای حفظ دمای اتصال در محدوده ایمن، به ویژه هنگام کار در جریان‌های بالاتر یا در محیط‌های گرم، باید به هیت‌سینک مناسب و چیدمان برد توجه شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

LTS-2806CKR-P از طریق ترکیب خاصی از ویژگی‌های خود متمایز می‌شود. استفاده از فناوری AlInGaP برای چیپ‌های قرمز معمولاً بازدهی بالاتر و عملکرد بهتر در دماهای بالا نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP استاندارد ارائه می‌دهد. ارتفاع رقم 0.28 اینچی جایگاهی بین نمایشگرهای کوچکتر و کم‌دیدتر و نمایشگرهای بزرگتر و پرمصرف‌تر را پر می‌کند. پیکربندی آنود مشترک یک تمایزدهنده کلیدی است؛ بسیاری از IC های درایور برای مالتی‌پلکس کردن آنود مشترک طراحی شده‌اند که این نمایشگر را با طیف گسترده‌ای از درایورهای نمایشگر استاندارد سازگار می‌سازد. دسته‌بندی آن برای شدت نور نسبت به قطعات غیردسته‌بندی شده، یک مزیت قابل توجه برای طراحی‌های چندرقمی است و ثبات بصری را تضمین می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال: آیا می‌توانم این نمایشگر را با منبع تغذیه 5 ولت و یک مقاومت ساده راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: بله، اما محاسبه دقیق مورد نیاز است. استفاده از منبع تغذیه 5 ولت با Vf معمولی 2.6 ولت برای هر قطعه، 2.4 ولت را برای افت در مقاومت محدودکننده جریان باقی می‌گذارد. برای جریان مطلوب 10 میلی‌آمپر، مقدار مقاومت R = V/I = 2.4V / 0.01A = 240 اهم خواهد بود. با این حال، شما باید برای هر کاتد قطعه (یا برای هر آنود مشترک در صورت مالتی‌پلکس کردن) از یک مقاومت استفاده کنید و حداکثر Vf برابر با 2.6 ولت را در محاسبه خود در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که جریان هرگز از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نمی‌کند.

سوال: چرا راه‌اندازی با جریان ثابت توصیه می‌شود؟

پاسخ: روشنایی LED عمدتاً تابعی از جریان است، نه ولتاژ. ولتاژ مستقیم (Vf) دارای ضریب دمایی منفی است و می‌تواند از یک قطعه به قطعه دیگر متفاوت باشد. یک منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت سری، یک جریان تقریباً ثابت ارائه می‌دهد، اما می‌تواند با تغییرات Vf متفاوت باشد. یک درایور جریان ثابت اختصاصی، بدون توجه به این تغییرات، جریان پایدار ارائه می‌دهد که روشنایی ثابت و عمر طولانی‌تر را تضمین می‌کند.

سوال: "چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه" برای درجه‌بندی جریان پیک به چه معناست؟

پاسخ: این درجه‌بندی اجازه می‌دهد یک پالس جریان بالا و کوتاه برای دستیابی به روشنایی اضافی برای مالتی‌پلکس کردن یا افکت‌های استروب استفاده شود. شما می‌توانید یک قطعه را با 90 میلی‌آمپر پالس دهید، اما خود پالس نباید از 0.1 میلی‌ثانیه عریض‌تر باشد و جریان متوسط در طول زمان باید چرخه کاری 1/10 را رعایت کند (یعنی قطعه فقط 10% از زمان روشن است). جریان متوسط در این سناریو 9 میلی‌آمپر خواهد بود (90 میلی‌آمپر * 0.1) که باید در محدوده کاهش جریان پیوسته برای دمای دستگاه نیز باشد.

11. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک نمایشگر دمای تک‌رقمی برای یک ترموستات.LTS-2806CKR-P یک کاندیدای ایده‌آل است. طراح جریان راه‌اندازی 5 میلی‌آمپر برای هر قطعه را برای متعادل کردن روشنایی و مصرف توان در یک دستگاه با باتری انتخاب می‌کند. یک میکروکنترلر با پین‌های درایور نمایشگر قطعه‌ای یکپارچه انتخاب می‌شود. از آنجایی که نمایشگر آنود مشترک است، درایور میکروکنترلر بر این اساس پیکربندی می‌شود. چیدمان PCB به طور دقیق از الگوی لحیم‌کاری توصیه شده پیروی می‌کند. نمایشگر پس از باز شدن قرقره در یک کابینت خشک نگهداری می‌شود. در حین مونتاژ، از یک پاس رفلو استفاده می‌شود. محصول نهایی یک عدد قرمز واضح، یکنواخت و روشن را نمایش می‌دهد که در شرایط نورپردازی معمولی داخلی به راحتی قابل خواندن است و مصرف توان کلی کم، به افزایش عمر باتری کمک می‌کند.

12. معرفی اصل فناوری

اصل نورافشانی هسته بر اساس یک اتصال p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ماده نوع n و حفره‌ها از ماده نوع p به ناحیه اتصال تزریق می‌شوند. هنگامی که یک الکترون با یک حفره بازترکیب می‌شود، به یک حالت انرژی پایین‌تر سقوط می‌کند و اختلاف انرژی را به صورت یک فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) این نور توسط گپ انرژی ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. LTS-2806CKR-P از AlInGaP (فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم) استفاده می‌کند که یک نیمه‌هادی مرکب است که گپ انرژی آن را می‌توان با تنظیم نسبت عناصر تشکیل‌دهنده آن برای انتشار نور کارآمد در ناحیه طیفی قرمز تا کهربایی تنظیم کرد. زیرلایه GaAs الگوی کریستالی برای رشد لایه‌های اپیتاکسیال AlInGaP فراهم می‌کند.

13. روندها و زمینه صنعت

روند در اجزای نمایشگر مانند LTS-2806CKR-P به سمت بازدهی بالاتر، پکیج‌های کوچکتر و یکپارچگی بیشتر است. در حالی که نمایشگرهای قطعه‌ای گسسته برای کاربردهای خاص حیاتی باقی مانده‌اند، یک روند موازی به سمت نمایشگرهای ماتریس نقطه‌ای یکپارچه و OLED ها وجود دارد که انعطاف‌پذیری بیشتری در نمایش کاراکترها و گرافیک ارائه می‌دهند. با این حال، برای نشانگر عددی ساده، با روشنایی بالا و کم‌هزینه، نمایشگرهای قطعه‌ای SMD با استفاده از مواد نیمه‌هادی پیشرفته مانند AlInGaP و InGaN (برای آبی/سبز/سفید) همچنان به طور گسترده استفاده می‌شوند. تقاضا برای مصرف توان کمتر، محدوده دمای عملیاتی گسترده‌تر و قابلیت اطمینان بهبودیافته، نوآوری‌های مواد و بسته‌بندی را هدایت می‌کند. حرکت به سمت تولید بدون سرب و مطابق با RoHS، همانطور که در این قطعه مشاهده می‌شود، یک نیاز استاندارد صنعتی است که توسط مقررات زیست‌محیطی هدایت می‌شود.