دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTS-5825SW-P - ارتفاع رقم 0.56 اینچ - سگمنت‌های سفید - ولتاژ آستانه 3.2 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTS-5825SW-P یک دستگاه نصب‌سطحی (SMD) است که به‌عنوان نمایشگر عددی تک‌رقمی طراحی شده است. عملکرد اصلی آن ارائه خروجی‌های عددی واضح و با قابلیت دید بالا در تجهیزات الکترونیکی است. جزء اصلی آن یک چیپ LED سفید از جنس نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است که بر روی بستری از یاقوت کبود (سافایر) نصب شده است. این ساختار به‌خاطر بازدهی و پایداری آن شناخته شده است. نمایشگر دارای صفحه‌نمای خاکستری است که کنتراست را افزایش می‌دهد و با سگمنت‌های نورافشان سفید برای کاراکترها ترکیب شده است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

این دستگاه چندین مزیت متمایز برای ادغام در طراحی‌های الکترونیکی مدرن ارائه می‌دهد:

• اندازه رقم:ارتفاع رقم 0.56 اینچ (14.22 میلی‌متر) خوانایی عالی از فاصله را فراهم می‌کند و آن را برای پنل‌مترها، ابزارهای اندازه‌گیری و لوازم خانگی مناسب می‌سازد.
• عملکرد نوری:این نمایشگر روشنایی بالا و کنتراست بالا ارائه می‌دهد که دید واضح را حتی در محیط‌های پرنور تضمین می‌کند. زاویه دید گسترده امکان خواندن نمایشگر از موقعیت‌های مختلف را بدون کاهش قابل‌توجه در وضوح فراهم می‌آورد.
• طراحی سگمنت:سگمنت‌های یکنواخت و پیوسته به ظاهر تمیز و حرفه‌ای کاراکتر کمک می‌کنند و از ظاهر "نقطه‌ای" برخی نمایشگرها اجتناب می‌ورزند.
• بازده انرژی:فناوری InGaN مصرف توان پایین برای هر سگمنت را ممکن می‌سازد که برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی حیاتی است.
• قابلیت اطمینان:به‌عنوان یک دستگاه حالت جامد، قابلیت اطمینان بالا و عمر عملیاتی طولانی را ارائه می‌دهد و هیچ قسمت متحرکی برای فرسودگی وجود ندارد.
• تضمین کیفیت:دستگاه‌ها بر اساس شدت نور (شدت روشنایی) دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند که به طراحان اجازه می‌دهد قطعات با سطوح روشنایی یکنواخت را برای پنل‌های نمایش یکدست انتخاب کنند.
• انطباق محیطی:پکیج بدون سرب است و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) تولید شده است.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از محدودیت‌های عملیاتی و ویژگی‌های عملکرد دستگاه تحت شرایط تعریف‌شده ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

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

• اتلاف توان هر سگمنت:حداکثر 35 میلی‌وات. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و تخریب تسریع‌شده چیپ LED شود.
• جریان مستقیم پیک هر سگمنت:50 میلی‌آمپر، اما تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه). این مقدار برای پالس‌های جریان بالا و کوتاه است، نه عملکرد پیوسته.
• جریان مستقیم پیوسته هر سگمنت:مقدار پایه در دمای 25 درجه سانتی‌گراد 10 میلی‌آمپر است. یک ضریب کاهش 0.1 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد برای دمای بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد اعمال می‌شود. به‌عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته خواهد بود: 10 میلی‌آمپر - ((85°C - 25°C) * 0.1 میلی‌آمپر/°C) = 4 میلی‌آمپر.
• محدوده دمایی:این دستگاه برای عملکرد از 35- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده است و می‌تواند در همان محدوده نگهداری شود.
• شرایط لحیم‌کاری:دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری موجی یا ریفلو را تحمل کند به شرطی که نوک هویه حداقل 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن قرار گیرد و حداکثر به مدت 3 ثانیه در دمای 260 درجه سانتی‌گراد باشد.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند که یک شرایط تست و عملیاتی رایج است.

• شدت نور متوسط:از حداقل 71 میلی‌کاندلا تا حداکثر 165 میلی‌کاندلا متغیر است. شدت نور با استفاده از یک سنسور فیلترشده برای تطابق با پاسخ فوتوپیک (مناسب نور روز) چشم انسان (منحنی CIE) اندازه‌گیری می‌شود.
• مختصات رنگی:نقطه رنگ معمول در نمودار رنگی CIE 1931 در x=0.294 و y=0.286 مشخص شده است. این مختصات رنگ سفید ساطع‌شده توسط سگمنت‌ها را تعریف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم هر چیپ:معمولاً بین 2.7 ولت تا 3.2 ولت در جریان 5 میلی‌آمپر. این پارامتر برای طراحی مدار محدودکننده جریان نمایشگر مهم است.
• جریان معکوس:حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت. توجه به این نکته حیاتی است که این تنها یک شرایط تست است؛ LED برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است.
• نسبت تطابق شدت نور:حداکثر نسبت 2:1 برای سگمنت‌های درون یک ناحیه نوری مشابه. این اطمینان می‌دهد که تمام سگمنت‌های یک رقم روشنایی نسبتاً یکنواختی دارند.
• مشخصات تداخل نوری:به‌صورت ≤ 2.5% تعریف شده است. این پارامتر روشنایی ناخواسته یک سگمنت مجاور را هنگامی که سگمنت دیگر فعال است، اندازه‌گیری می‌کند که برای یک نمایشگر تمیز باید حداقل باشد.

2.3 حساسیت به تخلیه الکترواستاتیک

مانند اکثر دستگاه‌های نیمه‌هادی، چیپ LED مستعد آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک است. دیتاشیت به شدت توصیه می‌کند که از روش‌های استاندارد پیشگیری از ESD استفاده شود: استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضداستاتیک، اطمینان از زمین‌شدن صحیح تمام ایستگاه‌های کاری و تجهیزات، و استفاده از یونایزرها برای خنثی‌سازی بارهای استاتیکی که ممکن است در حین جابجایی روی پکیج پلاستیکی جمع شوند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در تولید، دستگاه‌ها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند. این به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد قطعاتی با ویژگی‌های تقریباً یکسان را برای یک محصول نهایی یکنواخت انتخاب کنند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

دستگاه‌ها بر اساس ولتاژ مستقیم آنها در جریان 5 میلی‌آمپر در دسته‌هایی (از 3 تا 7) دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته دارای یک محدوده 0.1 ولتی است (مثلاً دسته 3: 2.70V-2.80V، دسته 4: 2.80V-2.90V). تلرانس درون هر دسته ±0.1V است. تطابق دسته‌های V_F به طراحی مدارهای درایور ساده‌تر و یکنواخت‌تر کمک می‌کند.

3.2 دسته‌بندی شدت نور

این یک پارامتر دسته‌بندی حیاتی برای یکنواختی نمایشگر است. دسته‌ها با برچسب‌هایی (مانند Q11, Q12, R11, R21) و مقادیر حداقل و حداکثر شدت نور تعریف‌شده در میلی‌کاندلا مشخص می‌شوند. به‌عنوان مثال، دسته R21 محدوده 146.0 تا 165.0 میلی‌کاندلا را پوشش می‌دهد. تلرانس برای هر دسته شدت نور ±15% است. استفاده از قطعات از دسته‌های I_V یکسان یا مجاور برای نمایشگری که تمام ارقام آن روشنایی یکسانی دارند ضروری است.

3.3 دسته‌بندی فام (رنگ)

نقطه رنگ سفید نیز دسته‌بندی می‌شود. دیتاشیت چندین دسته فام (مانند S1-2, S2-2, S3-1 و غیره) را تعریف می‌کند که هر کدام یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار رنگی CIE 1931 را که توسط چهار جفت مختصات (x, y) تعریف شده است، مشخص می‌کنند. نقطه معمول (x=0.294, y=0.286) درون دسته‌های S3-1 و S4-1 قرار می‌گیرد. تلرانس برای هر مختصات فام ±0.01 است. دسته‌های رنگ یکسان از تفاوت رنگ قابل‌توجه بین سگمنت‌ها یا ارقام در یک نمایشگر چندرقمی جلوگیری می‌کند.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج

دستگاه مطابق با فوت‌پرینت استاندارد SMD است. تمام ابعاد حیاتی بر حسب میلی‌متر با تلرانس کلی ±0.25 میلی‌متر ارائه شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. نکات ابعادی کلیدی شامل محدودیت‌هایی برای مواد خارجی درون ناحیه سگمنت (≤10 میل)، آلودگی جوهر روی سطح (≤20 میل)، حباب‌های مجاز در سگمنت (≤10 میل)، حداکثر خمش رفلکتور (≤1% طول آن) و حداکثر اندازه براده 0.14 میلی‌متر روی پایه‌های پلاستیکی است. این موارد سازگاری مکانیکی و کیفیت بصری را تضمین می‌کنند.

4.2 پیکربندی پایه‌ها و دیاگرام مدار

LTS-5825SW-P یک دستگاه با آند مشترک است. دیاگرام مدار داخلی ده پایه را نشان می‌دهد که هفت سگمنت اصلی (A تا G)، نقطه اعشار و دو اتصال آند مشترک را کنترل می‌کنند. ترتیب پایه‌ها به شرح زیر است: پایه 1: کاتد E، پایه 2: کاتد D، پایه 3: آند مشترک، پایه 4: کاتد C، پایه 5: کاتد DP، پایه 6: کاتد B، پایه 7: کاتد A، پایه 8: آند مشترک، پایه 9: کاتد F، پایه 10: کاتد G. پایه‌های 3 و 8 به‌صورت داخلی به‌عنوان آند مشترک به هم متصل شده‌اند. برای روشن کردن یک سگمنت، پایه کاتد متناظر آن باید در سطح منطقی پایین (متصل به زمین یا یک سینک جریان) قرار گیرد در حالی که آند مشترک در سطح منطقی بالا (متصل به منبع مثبت از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان) نگه داشته می‌شود.

5. دستورالعمل‌های مونتاژ و کاربرد

5.1 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری SMT

این دستگاه برای مونتاژ نصب‌سطحی با استفاده از فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو طراحی شده است. یک دستورالعمل حیاتی این است که تعداد چرخه‌های فرآیند ریفلو باید به کمتر از دو بار محدود شود. چرخه‌های حرارتی مکرر می‌توانند به پکیج و اتصالات لحیم استرس وارد کنند. فرآیند خنک‌سازی پس از ریفلو باید مونتاژ را به‌صورت کنترل‌شده به دمای محیط عادی بازگرداند تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.

5.2 پیشنهادات کاربردی

LTS-5825SW-P برای کاربردهایی که نیاز به یک نمایشگر عددی تک‌رقمی با قابلیت خوانایی بالا دارند ایده‌آل است. موارد استفاده رایج شامل:

• تجهیزات تست و اندازه‌گیری:مولتی‌مترهای دیجیتال، فرکانس‌کانترها، منابع تغذیه.
• لوازم خانگی:اجاق‌های مایکروویو، کولرهای گازی، ماشین‌های لباسشویی (برای نمایش زمان‌سنج یا دما).
• کنترل‌های صنعتی:پنل‌مترها برای مانیتورینگ فرآیند، نمایشگرهای شمارنده.
• بازار قطعات خودرو:گیج‌ها و نمایشگرها.

5.2.1 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری برای هر سگمنت یا آند مشترک برای محدود کردن جریان به مقدار نامی (مثلاً معمولاً 5-10 میلی‌آمپر) استفاده کنید. مقدار مقاومت به صورت R = (ولتاژ منبع - V_F) / I_F محاسبه می‌شود.
• مالتی‌پلکسینگ:برای نمایشگرهای چندرقمی با استفاده از قطعات مشابه، می‌توان از مالتی‌پلکسینگ تقسیم زمانی برای کنترل چندین رقم با پایه‌های درایور کمتر استفاده کرد. اطمینان حاصل کنید که جریان پیک در عملیات مالتی‌پلکس از حداکثر مقادیر مطلق مجاز تجاوز نکند.
• محافظت در برابر ESD:در صورت قرارگیری نمایشگر در ناحیه قابل دسترسی کاربر، علاوه بر اقدامات احتیاطی در حین مونتاژ، دیودهای محافظ ESD را روی خطوط ورودی قرار دهید.

6. مقایسه فنی و روندها

6.1 اصل عملکرد

این دستگاه بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک اتصال p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال چیپ InGaN بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. بستر سافایر یک پایه پایدار و هم‌شبکه برای رشد لایه‌های باکیفیت InGaN که برای تابش نور سفید کارآمد ضروری است، فراهم می‌کند. این نور سفید اغلب با استفاده از یک چیپ LED آبی با پوشش فسفر حاصل می‌شود.

6.2 تمایز و روندها

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای قرمز GaAsP یا نمایشگرهای فلورسنت خلاء، LEDهای سفید مبتنی بر InGaN بازدهی برتر، عمر طولانی‌تر، ولتاژ کاری پایین‌تر و ظاهری مدرن‌تر ارائه می‌دهند. روند در نمایشگرهای SMD به سمت چگالی پیکسل بالاتر (سگمنت‌های بیشتر یا ماتریس نقطه‌ای)، قابلیت تمام‌رنگ و ادغام با سنسورهای لمسی یا میکروکنترلرها است. با این حال، برای خروجی‌های عددی ساده، کم‌هزینه و با قابلیت اطمینان بالا، نمایشگرهای سگمنتی تک‌رقمی مانند LTS-5825SW-P به دلیل سادگی، خوانایی عالی و عملکرد اثبات‌شده همچنان بسیار مرتبط هستند.