دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTD-3812SW-P - ارتفاع رقم 0.3 اینچ - رنگ سفید - جریان مستقیم 5mA - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTD-3812SW-P یک قطعه نصب سطحی (SMD) است که به عنوان نمایشگر عددی دو رقمی طراحی شده است. عملکرد اصلی آن ارائه خوانش‌های عددی واضح و با قابلیت دید بالا در تجهیزات الکترونیکی است. فناوری هسته آن بر پایه چیپ‌های LED سفید InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) نصب‌شده بر روی زیرلایه یاقوت کبود است. این ترکیب، نمایشگری با صفحه سیاه و سگمنت‌های سفید ارائه می‌دهد که تضاد عالی برای خوانایی آسان فراهم می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

این نمایشگر برای عملکرد و قابلیت اطمینان در الکترونیک مدرن طراحی شده است. مجموعه ویژگی‌های آن نیازهای رایج برای کاربردهای نشانگر و نمایشگر را برطرف می‌کند.

• اندازه رقم:دارای ارتفاع کاراکتر 0.3 اینچ (7.62 میلی‌متر) است که آن را برای کاربردهایی که فضا محدود است اما خوانایی حیاتی است، مناسب می‌سازد.
• کیفیت نوری:سگمنت‌های پیوسته و یکنواخت برای ظاهر بصری یکنواخت، روشنایی بالا و زاویه دید گسترده ارائه می‌دهد.
• <کارایی و قابلیت اطمینان:برای کارکرد به توان کم نیاز دارد و با قابلیت اطمینال حالت جامد ساخته شده است که طول عمر خدمت‌دهی طولانی را تضمین می‌کند.
• استانداردسازی:قطعات بر اساس شدت نور و رنگ‌سنجی دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند که امکان عملکرد یکنواخت در تولید انبوه را فراهم می‌کند.
• انطباق محیطی:بسته‌بندی بدون سرب و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

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

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این مقادیر نشان‌دهنده محدودیت‌های تنش هستند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. برای عملکرد قابل اطمینان، کارکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن توصیه نمی‌شود.

• اتلاف توان هر سگمنت:حداکثر 35 میلی‌وات.
• جریان مستقیم پیک هر سگمنت:50 میلی‌آمپر (تحت شرایط پالسی: چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه).
• جریان مستقیم پیوسته هر سگمنت:10 میلی‌آمپر در دمای 25 درجه سانتی‌گراد. این ریتینگ به صورت خطی با نرخ 0.11 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد با افزایش دمای محیط (Ta) بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد.
• محدوده‌های دما:محدوده دمای عملیاتی و ذخیره‌سازی از 35- درجه سانتی‌گراد تا 105+ درجه سانتی‌گراد است.
• تحمل لحیم‌کاری:دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری با هویه در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه را تحمل کند، به شرطی که نوک هویه حداقل 1/16 اینچ زیر صفحه نشیمن قرار گیرد.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (IF) 5 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند که شرایط آزمایش استاندارد است.

• شدت نور (IV):از حداقل 71 میلی‌کاندلا تا حداکثر 165 میلی‌کاندلا برای هر چیپ متغیر است. شدت نور با استفاده از ترکیب سنسور-فیلتری اندازه‌گیری می‌شود که منحنی پاسخ چشم فوتوپیک (CIE) را تقریب می‌زند.
• مختصات رنگ‌سنجی (x, y):بر روی نمودار رنگ‌سنجی CIE 1931 تعریف شده است. مقادیر معمول ارائه‌شده x=0.294 و y=0.286 هستند که نشان‌دهنده نقطه سفید است.
• ولتاژ مستقیم (VF):برای هر چیپ، معمولاً بین 2.7 ولت تا 3.2 ولت در جریان 5 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است؛ LED برای کارکرد پیوسته با بایاس معکوس طراحی نشده است.
• هماهنگی شدت نور:نسبت شدت نور بین سگمنت‌ها در یک ناحیه روشن مشابه 2:1 یا بهتر است که ظاهر یکنواخت را تضمین می‌کند.
• تداخل نوری (Cross Talk):مشخص شده است که ≤ 2.5% است که روشنایی ناخواسته سگمنت‌های خاموش مجاور را به حداقل می‌رساند.

2.3 حساسیت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

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

3. توضیح سیستم بینینگ

برای اطمینان از یکنواختی، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در بین‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی با ویژگی‌های کاملاً گروه‌بندی‌شده را برای کاربرد خود انتخاب کنند.

3.1 بینینگ ولتاژ مستقیم (VF)

LEDها بر اساس افت ولتاژ مستقیم آنها در جریان 5 میلی‌آمپر در بین‌های 3 تا 7 دسته‌بندی می‌شوند. هر بین دارای محدوده 0.1 ولتی است (مثلاً بین 3: 2.70-2.80 ولت، بین 4: 2.80-2.90 ولت)، با تلرانس ±0.1 ولت در داخل هر بین. این به طراحی مدارهای درایو جریان پایدار کمک می‌کند.

3.2 بینینگ شدت نور (IV)

خروجی نوری با استفاده از کدهایی مانند Q11، Q12، R11 و غیره بینینگ می‌شود. هر بین یک محدوده خاص از خروجی میلی‌کاندلا (mcd) در جریان 5 میلی‌آمپر را تعریف می‌کند (مثلاً Q11: 71.0-81.0 mcd، R21: 146.0-165.0 mcd). تلرانس شدت نور در داخل یک بین ±15% است.

3.3 بینینگ فام (رنگ‌سنجی)

رنگ نور سفید از طریق بین‌های فام (مانند S1-2، S2-2، S3-1 و غیره) به دقت کنترل می‌شود. هر بین توسط یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار رنگ‌سنجی CIE 1931 تعریف می‌شود که محدوده مجاز مختصات x و y را مشخص می‌کند. تلرانس مختصات رنگ‌سنجی (x, y) در داخل یک بین ±0.01 است. یک نمودار در دیتاشیت این بین‌ها را به صورت بصری ترسیم می‌کند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته‌بندی

دستگاه مطابق با یک فوت‌پرینت SMD خاص است. تمام ابعاد حیاتی بر حسب میلی‌متر ارائه شده‌اند، با تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. دیتاشیت همچنین شامل یادداشت‌هایی در مورد عیوب ظاهری قابل قبول است، مانند محدودیت‌های مواد خارجی، آلودگی جوهر، حباب در داخل سگمنت‌ها، خمش رفلکتور و برآمدگی‌های پین پلاستیکی.

4.2 پیکربندی پین و دیاگرام مدار

LTD-3812SW-P یک نمایشگر آند مشترک است. دیاگرام مدار داخلی اتصال متقابل سگمنت‌های LED برای سه رقم را نشان می‌دهد (اگرچه دستگاه یک نمایشگر دو رقمی است، اما پین‌اوت طراحی سازگار با فوت‌پرینت سه رقمی را نشان می‌دهد). جدول اتصال پین به وضوح عملکرد هر یک از 10 پین را فهرست می‌کند: به عنوان مثال، پین 1 آند مشترک برای رقم 1 است، پین 2 کاتد برای سگمنت‌های D2 و D3 است، و به همین ترتیب. پین 10 به عنوان \"بدون اتصال\" ذکر شده است.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری SMT

این دستگاه برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو طراحی شده است. پارامترهای حیاتی برای جلوگیری از آسیب حرارتی مشخص شده‌اند.

• محدودیت فرآیند رفلو:دستگاه می‌تواند حداکثر دو سیکل لحیم‌کاری رفلو را تحمل کند. مونتاژ باید بین سیکل اول و دوم اجازه داده شود تا به دمای عادی خنک شود.
• پروفایل رفلو:دمای پیش‌گرمایش توصیه‌شده 120-150 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 120 ثانیه است. دمای پیک در حین رفلو نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند.
• لحیم‌کاری دستی:اگر از هویه استفاده می‌شود، دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید حداکثر به 3 ثانیه محدود شود.

5.2 الگوی لحیم‌کاری توصیه‌شده

یک طراحی الگوی لند (فوت‌پرینت) برای راهنمایی چیدمان PCB ارائه شده است. این شامل هندسه پد توصیه‌شده و یک ناحیه برش است که برای تشکیل صحیح اتصال لحیم و جلوگیری از پل‌زنی لحیم بسیار مهم است.

6. مشخصات بسته‌بندی

قطعات در بسته‌بندی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شوند. ابعاد دقیق قرقره بسته‌بندی و نوار حامل ارائه شده است، شامل قطر قرقره، عرض نوار، فاصله جیب‌ها و طول‌های لیدر/تریلر. یک دیاگرام جهت کشیدن نوار در حین تنظیم فیدر را نشان می‌دهد.

7. یادداشت‌های کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

LTD-3812SW-P برای کاربردهایی که نیاز به نمایشگرهای عددی فشرده و قابل اطمینان دارند ایده‌آل است. این شامل الکترونیک مصرفی (مانند مایکروویو، کولرهای گازی، تجهیزات صوتی)، ابزار دقیق صنعتی (پنل مترها، خوانش‌های کنترل)، نمایشگرهای داخلی خودرو (جایی که دما و سایر وضعیت‌ها نشان داده می‌شود) و رابط‌های دستگاه‌های پزشکی می‌شود.

7.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان:همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر آند مشترک یا کاتد سگمنت استفاده کنید. طراحی باید ریتینگ جریان پیوسته حداکثر مطلق را رعایت کند و کاهش ریتینگ مناسب با دما را پیاده‌سازی کند.
• مالتی‌پلکسینگ:به عنوان یک نمایشگر آند مشترک با کاتدهای سگمنت جداگانه، برای مدارهای درایو مالتی‌پلکس که تعداد پین‌های I/O میکروکنترلر مورد نیاز را کاهش می‌دهند، بسیار مناسب است.
• محافظت ESD:دیودهای محافظ ESD را روی خطوط PCB متصل به پین‌های نمایشگر، به ویژه اگر نمایشگر در دسترس کاربر باشد، قرار دهید.
• مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر در نزدیکی ریتینگ‌های حداکثر یا در دمای محیط بالا کار می‌کند.

8. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای قرمز GaAsP یا نمایشگرهای فلورسنت خلاء (VFD)، LED سفید مبتنی بر InGaN روشنایی برتر، زوایای دید گسترده‌تر، مصرف توان کمتر و طول عمر طولانی‌تری ارائه می‌دهد. در دسته خود، تمایزدهنده‌های کلیدی LTD-3812SW-P ارتفاع رقم خاص 0.3 اینچی، بینینگ دقیق برای شدت نور و رنگ، ساختار مطابق با RoHS و مشخصات دقیق برای سازگاری با مونتاژ SMT است.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: هدف از منحنی کاهش ریتینگ برای جریان مستقیم چیست؟

پ: منحنی کاهش ریتینگ (0.11 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد) برای قابلیت اطمینان حیاتی است. با افزایش دمای اتصال LED، توانایی آن در دفع گرما کاهش می‌یابد. کاهش جریان از فرار حرارتی جلوگیری می‌کند و اطمینان می‌دهد که دمای اتصال در محدوده‌های ایمن باقی می‌ماند و خروجی نوری و طول عمر را حفظ می‌کند.

س: چرا بین‌هایی برای رنگ‌سنجی وجود دارد؟

پ: فرآیند تولید LEDهای سفید شامل تبدیل فسفر است که می‌تواند منجر به تغییرات جزئی در سایه دقیق سفید شود. بینینگ LEDهایی با مختصات رنگ تقریباً یکسان را گروه‌بندی می‌کند. این در کاربردهای چند رقمی یا چند دستگاهی برای جلوگیری از عدم تطابق رنگ آزاردهنده بصری بین نمایشگرها یا سگمنت‌های مجاور ضروری است.

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً با پین میکروکنترلر 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

پ: خیر. ولتاژ مستقیم (VF) چیپ‌های LED معمولاً 2.7-3.2 ولت است. اتصال مستقیم منبع تغذیه 3.3 ولت به یک آند (از طریق یک مقاومت) ممکن است LED را به سختی و به صورت ناکارآمد روشن کند یا اصلاً روشن نکند، بسته به VF واقعی. یک مدار درایور مناسب برای تأمین ولتاژ کافی و تنظیم جریان مورد نیاز است.

10. اصول عملیاتی

دستگاه بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک اتصال p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه دیود اعمال می‌شود (آند نسبت به کاتد مثبت)، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال (چاه‌های کوانتومی InGaN) بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. نور اولیه از چیپ InGaN در طیف آبی است. یک پوشش فسفر روی چیپ بخشی از این نور آبی را جذب کرده و آن را به عنوان نور زرد بازمی‌تاباند. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل‌شده توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود.