LTC-5674JG دیتاشیت نمایشگر LED - ارتفاع رقم 0.52 اینچ - رنگ سبز - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت - اتلاف توان 70 میلی‌وات - مستندات فنی انگلیسی

1. مرور کلی محصول

LTC-5674JG یک ماژول نمایش LED عددی سه رقمی حالت جامد است. عملکرد اصلی آن ارائه خوانش‌های عددی واضح و با قابلیت دید بالا در دستگاه‌ها و ابزارهای الکترونیکی مختلف است. فناوری هسته از تراشه‌های LED AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) نصب شده بر روی یک زیرلایه غیرشفاف GaAs استفاده می‌کند. این سیستم ماده به دلیل بازدهی بالا و خلوص رنگ عالی در طیف سبز شناخته شده است. این دستگاه با صفحه رویی خاکستری و بخش‌های سفید مشخص می‌شود که در کنار هم برای افزایش کنتراست و خوانایی در شرایط نوری مختلف عمل می‌کنند. این نمایشگر برای کاربردهایی طراحی شده است که نیازمند نشانگر عددی قابل اعتماد، بادوام و بهینه از نظر مصرف انرژی هستند.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

این نمایشگر چندین مزیت کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای حرفه‌ای و صنعتی مناسب می‌سازد. نیاز به توان پایین آن، مزیت قابل توجهی برای دستگاه‌های باتری‌خور یا حساس به مصرف انرژی است. ظاهر عالی کاراکترها، همراه با روشنایی و کنتراست بالا، خوانایی از فاصله و در شرایط مختلف نور محیط را تضمین می‌کند. زاویه دید گسترده، قابلیت خواندن از موقعیت‌های خارج از محور را فراهم می‌آورد که در محیط‌های چندکاربره یا زمانی که نمایشگر مستقیماً رو به کاربر نیست، حیاتی است. ساختار حالت جامد، قابلیت اطمینان ذاتی را با نداشتن قطعات متحرک و مقاومت بالا در برابر ضربه و لرزش تأمین می‌کند. این دستگاه بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده است، به این معنی که واحدها بر اساس خروجی نورشان دسته‌بندی و مرتب می‌شوند و این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را برای دستیابی به روشنایی یکنواخت در سراسر یک خط تولید انتخاب کنند. در نهایت، بسته‌بندی بدون سرب، انطباق با مقررات زیست‌محیطی مدرن مانند RoHS را تضمین می‌کند. بازار هدف شامل پنل‌های کنترل صنعتی، تجهیزات آزمایش و اندازه‌گیری، دستگاه‌های پزشکی، صفحه‌های نمایش خودرو (برای نمایشگرهای ثانویه) و لوازم خانگی مصرفی است که در آنها ارائه واضح داده‌های عددی مورد نیاز است.

2. بررسی عمیق و تفسیر عینی پارامترهای فنی

این بخش، تحلیل دقیق و عینی پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری مشخص شده در دیتاشیت را ارائه می‌دهد و اهمیت آنها را برای مهندسان طراح توضیح می‌دهد.

2.1 Absolute Maximum Ratings

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.

• Power Dissipation Per Segment (70 mW): این حداکثر میزان توان الکتریکی است که می‌تواند توسط یک سگمنت منفرد به گرما (و نور) تبدیل شود بدون آنکه آسیبی ایجاد کند. تجاوز از این حد، خطر گرمایش بیش از حد پیوند نیمه‌هادی را در پی دارد که منجر به کاهش طول عمر یا خرابی فاجعه‌بار می‌شود. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مدار درایو، جریان را به گونه‌ای محدود می‌کند که اتلاف توان زیر این مقدار باقی بماند، به ویژه در دمای محیطی بالا.
• جریان پیشروی پیک در هر سگمنت (60 میلی‌آمپر در 1 کیلوهرتز، چرخه کاری 10%): این ریتینگ امکان کارکرد پالسی در جریان‌های بالاتر از ریتینگ پیوسته را فراهم می‌کند. چرخه کاری 10% (روشن به مدت 10% زمان، خاموش به مدت 90%) و فرکانس 1 کیلوهرتز از انباشت گرما جلوگیری می‌کنند. این می‌تواند برای طرح‌های مالتی‌پلکسینگ یا برای دستیابی به روشنایی لحظه‌ای بالاتر مورد استفاده قرار گیرد. این نکته حیاتی است که جریان متوسط در طول زمان از ریتینگ پیوسته تجاوز نکند.
• جریان مستقیم پیوسته در هر سگمنت (25 میلی‌آمپر): حداکثر جریان مستقیمی که تحت شرایط مشخص (احتمالاً در دمای 25 درجه سانتی‌گراد) می‌توان به صورت نامحدود به یک سگمنت اعمال کرد. این پارامتر اصلی برای طراحی درایورهای جریان ثابت است. ضریب کاهش 0.33 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد حیاتی است. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته مجاز خواهد بود: 25 میلی‌آمپر - ((85°C - 25°C) * 0.33 میلی‌آمپر/°C) = 25 میلی‌آمپر - 19.8 میلی‌آمپر = 5.2 میلی‌آمپراین کاهش شدید ظرفیت، اهمیت مدیریت حرارتی در محیط‌های با دمای بالا را برجسته می‌کند.
• ولتاژ معکوس به ازای هر قطعه (5 ولت): حداکثر ولتاژی که می‌توان در جهت معکوس (کاتد مثبت نسبت به آند) اعمال کرد قبل از اینکه پیوند LED دچار شکست شود. این مقدار نسبتاً پایین است که برای LEDها معمول است و بر نیاز به محافظت در مدارهایی که ممکن است نوسانات ولتاژ معکوس رخ دهد (مانند در حین روشن شدن سیستم یا در بارهای القایی) تأکید می‌کند.
• Operating & Storage Temperature Range (-35°C to +85°C): محدوده‌های دمای محیطی را برای عملکرد مطمئن و ذخیره‌سازی غیرعملیاتی تعریف می‌کند. عملکرد در دمای شدید تحت تأثیر قرار خواهد گرفت (به عنوان مثال، شدت نور در دمای بالا کاهش می‌یابد و ولتاژ مستقیم در دمای پایین افزایش می‌یابد).

2.2 Electrical & Optical Characteristics

اینها پارامترهای عملکردی معمول و تضمین‌شده تحت شرایط آزمایش مشخص‌شده هستند.

• میانگین شدت نور هر قطعه (I_V): این معیار کلیدی روشنایی است.
  • Min/Typ/Max: 200 / 577 / 6346 μcd @ I_F=10mA: محدوده گسترده از 200 تا 6346 μcd نشان‌دهنده فرآیند قابل توجه باینینگ است. مقدار معمول 577 μcd مقدار میانی مورد انتظار عملکرد است. طراحان باید از حداقل مقدار (200 μcd) برای محاسبات روشنایی در بدترین حالت، برای اطمینان از خوانایی تحت همه شرایط. مقدار حداکثر بالا، پتانسیل روشنایی واحدهای منتخب را نشان می‌دهد.
  • یادداشت شرایط آزمون: شدت نور با استفاده از حسگری اندازه‌گیری می‌شود که فیلتر شده تا با منحنی پاسخ چشم تطبیق‌یافته با روز (V(λ)) مطابقت داشته باشد. این امر اطمینان می‌دهد که اندازه‌گیری با درک انسانی از روشنایی مرتبط است، نه فقط با توان تابشی خام.
• ولتاژ مستقیم به ازای هر قطعه (V_F): مقدار معمولی/حداکثر: 2.1 / 2.6 ولت در جریان_F=20 میلی‌آمپر. این افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کار است. حداکثر مقدار 2.6V برای طراحی منبع تغذیه یا مدار درایور حیاتی است؛ باید حداقل این ولتاژ را تأمین کند تا همه واحدها به درستی روشن شوند. تغییرات (2.1V تا 2.6V) به دلیل تلرانس‌های معمول ساخت نیمه‌هادی است.
• Peak Emission Wavelength (λ_p): Typ: 571 nm @ I_F=20 میلی‌آمپر. این طول موجی است که LED بیشترین توان نوری را در آن ساطع می‌کند. 571 نانومتر در ناحیه زرد-سبز طیف مرئی قرار دارد. این پارامتر توسط ترکیب ماده AlInGaP تعیین می‌شود.
• طول موج غالب (λ_d): مقدار معمول: 572 نانومتر. کمی متفاوت از طول موج اوج، این طول موج منفردی است که چشم انسان آن را مطابق با رنگ LED درک می‌کند. این عامل اصلی تعیین‌کننده رنگ نمایش‌داده‌شده است.
• عرض نیمه خط طیفی (Δλ): Typ: 15 nm. این مقدار، گستردگی طیف منتشرشده را اندازه‌گیری می‌کند. مقدار 15 نانومتر نشان‌دهنده یک رنگ سبز نسبتاً خالص و باریک‌باند است که برای اشباع رنگ بالا مطلوب است.
• جریان معکوس به ازای هر قطعه (I_R): حداکثر: ۱۰۰ میکروآمپر در V_R=۵ ولت. این جریان نشتی کوچکی است که هنگامی که LED در حداکثر ولتاژ معکوس بایاس شده است، جاری می‌شود. در طراحی مدار معمولاً قابل چشم‌پوشی است.
• نسبت تطابق شدت نور (I_V-m): Max: 2:1 @ I_F=1mA. این یک پارامتر حیاتی برای نمایشگرهای چندبخشی/چندقطعه‌ای است. این پارامتر تضمین می‌کند که درون یک دستگاه واحد، روشنایی کم‌نورترین قطعه کمتر از نصف روشنایی درخشان‌ترین قطعه (نسبت 2:1) نخواهد بود. این امر ظاهر یکنواخت تمام ارقام و قطعات را تضمین می‌کند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (Binning)

دیتاشیت صراحتاً بیان می‌کند که دستگاه \"برای شدت نور دسته‌بندی شده است.\" این امر به فرآیند دسته‌بندی (Binning) اشاره دارد که در آن واحدهای تولید شده بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در یک جریان آزمایش استاندارد (احتمالاً 10mA یا 20mA) آزمایش و در گروه‌های مختلف (دسته‌ها) طبقه‌بندی می‌شوند.

• هدف: برای ارائه سطوح روشنایی قابل پیش‌بینی و یکنواخت به طراحان. با خرید قطعات از یک Bin خاص، یک مهندس می‌تواند اطمینان حاصل کند که تمام نمایشگرها در یک سری تولیدی روشنایی مشابهی دارند و از تفاوت‌های محسوس بین واحدهای یک محصول جلوگیری می‌کند.
• شواهد در دیتاشیت: محدوده بسیار وسیع مشخص شده برای شدت نور (۲۰۰ تا ۶۳۴۶ میکروکاندلا) به شدت حاکی از آن است که این محدوده کلی در تمام Binها است. یک کد سفارش یا پسوند خاص (که در این بخش جزئیات آن ارائه نشده) معمولاً نشان‌دهنده درجه Bin خواهد بود.
• پیامد طراحی: برای کاربردهایی که یکنواختی روشنایی در آنها از اهمیت بالایی برخوردار است (مانند پنل‌های ابزار دقیق)، طراح باید هنگام سفارش، دسته‌بندی (بین) مورد نیاز را مشخص کند. استفاده از ترکیبی تصادفی از دسته‌بندی‌ها می‌تواند منجر به تغییرات غیرقابل قبول در روشنایی شود.

4. تحلیل منحنی عملکرد

در حالی که بخش ارائه‌شده از PDF به «منحنی‌های مشخصه الکتریکی/نوری معمول» اشاره می‌کند، نمودارهای خاص در متن گنجانده نشده‌اند. بر اساس رفتار استاندارد LED، می‌توانیم محتوای احتمالی و اهمیت آن را استنباط کنیم.

4.1 اطلاعات استنباط‌شده منحنی

• جریان مستقیم (I_F) در مقابل ولتاژ مستقیم (V_F) منحنی: این نمودار رابطه نمایی مشخصه یک دیود را نشان می‌دهد. به طراحان کمک می‌کند تا مقاومت دینامیک LED و ولتاژ دقیق مورد نیاز برای یک جریان راه‌اندازی مشخص را درک کنند، که به ویژه هنگام استفاده از محدودکننده جریان ساده مبتنی بر مقاومت مهم است.
• شدت نور (I_V) در مقابل جریان مستقیم (I_F) منحنی: این نکته حیاتی است. این نمودار نشان میدهد که روشنایی چگونه با جریان افزایش مییابد. این رابطه معمولاً در یک محدوده خطی است، اما در جریانهای بسیار بالا به دلیل اثرات حرارتی و افت بازدهی (efficiency droop) به اشباع میرسد. این منحنی به طراحان امکان میدهد بین روشنایی و مصرف توان/تولید گرما تعادل برقرار کنند.
• شدت نور (I_V) در مقابل منحنی دمای محیط: این نمودار کاهش روشنایی را با افزایش دما کمّی میکند. LEDهای AlInGaP عموماً عملکرد بهتری در دمای بالا نسبت به فناوریهای قدیمیتر مانند GaP دارند، اما روشنایی همچنان کاهش مییابد. این داده برای طراحی سیستمهایی که در کل محدوده دمایی بهطور قابل اطمینانی کار میکنند، ضروری است.
• شدت نسبی در مقابل طول موج (طیف): این به صورت بصری قله باریک انتشار در حدود 571-572 نانومتر با عرض نیمه‌ی 15 نانومتر را به تصویر می‌کشد که خلوص رنگ را تأیید می‌کند.

اهمیت: این منحنی‌ها داده‌های عملکرد پویایی را ارائه می‌دهند که جداول ایستا قادر به ارائه آن نیستند. آن‌ها مدل‌سازی پیش‌بینانه از رفتار نمایشگر تحت شرایط عملیاتی واقعی و غیراستاندارد را ممکن می‌سازند.

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 ابعاد فیزیکی

دیتاشیت شامل یک نمودار \"ابعاد بسته‌بندی\" است (جزئیات در متن موجود نیست). ویژگی‌های کلیدی یک نمایشگر سه‌رقمی 0.52 اینچی معمولی شامل طول، عرض و ارتفاع کلی، ارتفاع رقم (13.2mm)، عرض سگمنت و فاصله بین ارقام می‌شود. صفحه نشیمن و موقعیت پایه‌ها تعریف شده است. تمامی ابعاد دارای تلرانس ±0.25 میلی‌متر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، که برای این نوع قطعه استاندارد است و باید در طراحی footprint برد مدار چاپی و برش‌های پنل در نظر گرفته شود.

5.2 اتصال پین و مدار داخلی

دستگاه دارای یک آند مشترک پیکربندی. این بدان معناست که آندهای تمام LEDهای مربوط به یک رقم خاص به صورت داخلی به یکدیگر متصل شده‌اند. جدول پایه‌ها ضروری است:

• ارقام: Common anodes for Digit 1, 2, and 3 are available on pins 12, 13, 27, 28, 29 (note: pins 13 & 28 both for Digit 2; 12 & 29 both for Digit 1; 27 for Digit 3). This duplication provides layout flexibility.
• قطعات: کاتدهای مجزا برای بخش‌های A تا G به ترتیب روی پایه‌های 23، 16، 17، 18، 22، 21، 20 قرار دارند.
• نقاط اعشار: سه پایه کاتد مجزا برای نقطه اعشار هر رقم (DP1، DP2، DP3) روی پایه‌های 26، 19/10، 24. پایه‌های 19 و 10 هر دو به DP رقم 2 متصل هستند.
• پایه‌های بدون اتصال (NC): چندین پایه (1-11, 15, 30) با عنوان \"NO CONNECTION\" مشخص شده‌اند. این پایه‌ها هیچ اتصال الکتریکی داخلی ندارند و می‌توانند شناور رها شوند یا برای پایداری مکانیکی در هنگام لحیم‌کاری مورد استفاده قرار گیرند.
• نمودار مدار داخلی: این امر نشان‌دهنده آند مشترک هر رقم متصل به پین(های) خود است، با کاتد هر LED بخش به پین مربوطه خود متصل شده است. درک این موضوع برای طراحی مدار درایور مالتی‌پلکسینگ حیاتی است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

دیتاشیت یک شرایط لحیم‌کاری واحد را مشخص می‌کند: 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن به مدت 3 ثانیه در دمای 260 درجه سانتی‌گراد.

• تفسیر: این یک دستورالعمل لحیم کاری موجی یا دستی است. نشان می‌دهد که پایه‌ها می‌توانند برای مدت کوتاهی در قلع مذاب با دمای 260 درجه سانتی‌گراد غوطه‌ور شوند. دستورالعمل \"زیر صفحه نشیمن\" از بالا رفتن بیش از حد قلع در طول پایه جلوگیری می‌کند، که می‌تواند باعث تنش حرارتی یا مکانیکی روی بسته‌بندی شود.
• Reflow Soldering: دیتاشیت مشخصات پروفایل ریفلو را ارائه نمی‌دهد. برای مونتاژ مدرن SMT (اگرچه این قطعه به نظر از نوع سوراخ‌عبوری است)، یک پروفایل استاندارد ریفلو بدون سرب با دمای اوج حدود 245-260 درجه سانتی‌گراد احتمالاً قابل قبول است، اما حداکثر دمای بدنه پکیج باید کنترل شود تا در محدوده دمای ذخیره‌سازی (85 درجه سانتی‌گراد) باقی بماند.
• احتیاط‌های عمومی:
  • از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد روی پایه‌ها در هنگام نصب خودداری کنید.
  • از فلاکس مناسب استفاده کرده و در صورت نیاز، تمیزکاری کامل را برای جلوگیری از خوردگی انجام دهید.
  • زمان و دمای لحیم‌کاری مشخص شده را تجاوز نکنید تا از آسیب به اتصالات سیمی داخلی یا تراشه‌های LED جلوگیری شود.
• شرایط نگهداری: در محدوده دمایی مشخص شده 35- تا 85+ درجه سانتی‌گراد، در محیطی خشک نگهداری شود تا از جذب رطوبت که می‌تواند باعث "پاپ کورن شدن" در حین لحیم‌کاری شود، جلوگیری گردد.

7. Application Suggestions and Design Considerations

7.1 سناریوهای کاربردی متداول

• Industrial Control Panels: برای نمایش نقاط تنظیم، مقادیر فرآیند (دما، فشار، شمارش)، قرائت‌های تایمر.
• Test & Measurement Equipment: مولتی‌مترهای دیجیتال، فرکانس‌شمارها، منابع تغذیه، اسیلوسکوپ‌ها (برای قرائت‌های ثانویه).
• دستگاه‌های پزشکی: مانیتورهای بیمار (برای پارامترهای غیر بحرانی)، پمپهای تزریق، تجهیزات تشخیصی.
• نمایشگرهای جانبی/بازار قطعات خودرو: کامپیوترهای مسافرتی، گیجهای تقویت فشار، مانیتورهای ولتاژ.
• لوازم خانگی/تجاری مصرفی: اجاق‌های مایکروویو، قهوه‌سازها، تجهیزات تناسب اندام، پایانه‌های فروش.

7.2 ملاحظات حیاتی طراحی

• محدود‌سازی جریان: LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان یا یک مدار درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از حداکثر ولتاژ مستقیم (2.6V) و جریان مورد نظر (≤25 میلی‌آمپر با درجه‌بندی کاهش‌یافته برای دما) از ولتاژ منبع شما (V_منبع): R = (V_منبع - V_{F_max}) / I_F.
• درایو مالتی‌پلکسینگ: For a multi-digit آند مشترک display, multiplexing is the standard driving technique. A microcontroller sequentially turns on one digit's آند مشترک at a time while applying the کاتد pattern for that digit's number. The refresh rate must be high enough (typically >60 Hz) to avoid visible flicker.
  • محاسبه جریان: در مالتی‌پلکسینگ، از آنجایی که هر رقم تنها برای کسری از زمان روشن است (۱/۳ برای نمایشگر سه‌رقمی)، آنی جریان قطعه می‌تواند بالاتر باشد تا همان میانگین روشنایی حاصل شود. اگر میانگین جریان مورد نظر شما برای هر قطعه ۱۰ میلی‌آمپر باشد و سه رقم با چرخه وظیفه برابر مالتی‌پلکس شده باشند، می‌توانید از جریان لحظه‌ای اوج ۳۰ میلی‌آمپر استفاده کنید. این مقدار همچنان باید محدودیت جریان مستقیم اوج rating (60 mA under pulsed conditions) را رعایت کند.
• مدیریت حرارتی: اتلاف توان (حداکثر 70 میلی‌وات در هر سگمنت) را در نظر بگیرید. اگر چندین سگمنت در یک رقم به طور پیوسته راه‌اندازی شوند، حرارت تجمع می‌یابد. در صورت کار در نزدیکی حداکثر مقادیر نامی، به ویژه در دمای محیط بالا، از جریان هوای کافی یا هیت‌سینک اطمینان حاصل کنید. قانون کاهش جریان (current derating rule) را به خاطر داشته باشید.
• زاویه دید: نمایشگر را طوری قرار دهید که محور دید مورد نظر با زاویه دید بهینه دستگاه (معمولاً عمود بر صفحه) هم‌راستا شود.
• محافظت در برابر ESD: اگرچه به صراحت ذکر نشده، LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. در طول مونتاژ، اقدامات احتیاطی استاندارد مدیریت ESD را اجرا کنید.

8. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که مقایسه مستقیم با سایر شماره قطعات ارائه نشده است، میتوانیم مزایای ذاتی فناوری AlInGaP مورد استفاده در این نمایشگر را در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر یا جایگزین برجسته کنیم:

• در مقابل LEDهای سبز سنتی GaP (گالیم فسفید): AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به نمایشگرهای بسیار روشن‌تر با همان جریان راه‌اندازی می‌شود. همچنین عموماً عملکرد بهتری در دمای بالا و پایداری رنگی دارد.
• در مقابل LEDهای آبی/سفید با روشنایی بالا از جنس GaN (گالیم نیترید) همراه با فیلتر: برای تولید نور سبز، می‌توان از یک LED آبی GaN به همراه فسفر (برای ساخت نور سفید) و یک فیلتر سبز استفاده کرد، اما این روش ذاتاً بازده کمتری نسبت به یک LED سبز با انتشار مستقیم مانند AlInGaP دارد، زیرا فیلتر بیشتر نور را جذب می‌کند. انتشار مستقیم، رنگ خالص‌تر و بازده بالاتری برای نور تک‌رنگ سبز فراهم می‌کند.
• در مقابل VFD (نمایشگر فلورسنت خلأ) یا LCD با نور پس‌زمینه: این نمایشگر LED حالت جامد است، مقاوم‌تر است، محدوده دمایی عملیاتی وسیع‌تری دارد و در مقایسه با VFDها (که به ولتاژ بالا نیاز دارند) به مدارهای الکترونیکی درایو DC ساده‌تر و کم‌ولتاژتری نیاز دارد. در مقایسه با LCDها، زوایای دید، روشنایی و عملکرد بهتری در محیط‌های کم‌دما ارائه می‌دهد، اگرچه برای نمایشگرهای چندبخشی توان بیشتری مصرف می‌کند و محدود به انتشار نور است و نمی‌تواند گرافیک دلخواه تشکیل دهد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

1. س: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً از پایه میکروکنترلر 5V راه‌اندازی کنم؟ A: خیر. یک پایه میکروکنترلر معمولاً حداکثر 20-25 میلی‌آمپر جریان می‌دهد/می‌کشد و در سطح ولتاژ 5 ولت (یا 3.3 ولت) است. ولتاژ مستقیم LED حدود 2.1-2.6 ولت است. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. برای منبع تغذیه 5 ولت و هدف جریان 20 میلی‌آمپر: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120Ω. ممکن است پایه MCU نتواند به طور پیوسته 20 میلی‌آمپر جریان تأمین کند؛ از یک ترانزیستور یا درایور IC استفاده کنید.
2. Q: چرا محدوده شدت نور اینقدر بزرگ است (200 تا 6346 μcd)؟ A: این بازتاب‌دهنده binning فرآیند. واحدها پس از تولید مرتب می‌شوند. شما از یک سطل خاص (مثلاً سطل 1000-2000 μcd) خریداری می‌کنید تا روشنایی یکنواختی داشته باشید. دیتاشیت گستره کلی ممکن را نشان می‌دهد.
3. س: منظور از "آند مشترک" در طراحی مدار من چیست؟ ج: به این معنی است که شما نمایشگر را با سوئیچ کردن ولتاژ مثبت (آند) کنترل می‌کنید. به هر رقم روشن/خاموش، در حالی که میکروکنترلر یا درایور IC پایه‌های مناسب را زمین می‌کند کاتد پایه‌ها برای روشن کردن سگمنت‌های خاص. این برعکس نمایشگر کاتد مشترک است.
4. س: منحنی کاهش ظرفیت می‌گوید در دمای ۸۵ درجه سانتی‌گراد فقط می‌توانم از ۵.۲ میلی‌آمپر استفاده کنم. آیا نمایشگر من بیش از حد تاریک خواهد بود؟ ج: احتمالاً. شما باید منحنی‌های شدت نور در برابر جریان و در برابر دما را بررسی کنید. در جریان پایین‌تر و دمای بالاتر، روشنایی به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. برای عملکرد در دمای بالا، ممکن است لازم باشد ابتدا یک دسته با روشنایی بالاتر انتخاب کنید یا نمایشگر تاریک‌تری را بپذیرید. مدیریت حرارتی برای کاهش دمای اتصال LED کلیدی است.
5. س: چگونه نقاط اعشار را متصل کنم؟ A: آنها LEDهای مجزایی با کاتدهای خود (پین‌های 26، 19/10، 24) هستند. مانند یک سگمنت اضافی ("DP") با آنها رفتار کنید. برای روشن کردن نقطه اعشار در رقم 1، باید پین 26 را گراند کنید در حالی که آند مربوط به رقم 1 تحت ولتاژ است.

10. مطالعه موردی طراحی و کاربرد عملی

سناریو: طراحی یک دماسنج 3 رقمی برای یک فر صنعتی.

1. الزامات: محدوده نمایش 0-999 درجه سانتیگراد. در محیطی با دمای تا 70 درجه سانتیگراد کار کند. باید از فاصله 2 متری در یک کارخانه با نور کافی به وضوح قابل خواندن باشد.
2. انتخاب قطعات: LTC-5674JG به دلیل محدوده دمایی آن (35- تا 85+ درجه سانتی‌گراد) و روشنایی بالا مناسب است.
3. محاسبه روشنایی: در دمای محیط 70 درجه سانتی‌گراد، جریان پیوسته کاهش‌یافته: 25 میلی‌آمپر - ((70-25)*0.33) ≈ 25 - 14.85 = 10.15 میلی‌آمپر حداکثر پیوسته. برای مالتی‌پلکس کردن 3 رقم، از چرخه کاری 1/3 استفاده کنید. برای دستیابی به میانگین روشنایی مناسب، از جریان پیک 25 میلی‌آمپر (در محدوده ریتینگ پالسی 60 میلی‌آمپر) استفاده نمایید. جریان متوسط هر سگمنت = 25mA / 3 ≈ 8.3 میلی‌آمپر، که از نظر دمایی ایمن است.
4. Driver Circuit: از یک میکروکنترلر با پین‌های I/O کافی استفاده کنید. از 3 ترانزیستور NPN (یا MOSFET کانال P) برای سوئیچ کردن 3 پین آند مشترک (رقم‌های 1،2،3) به Vcc استفاده کنید. از مقاومت‌های محدودکننده جریان در هر یک از خطوط کاتد 7 سگمنت (A-G) استفاده کنید. ممکن است از نقاط اعشار استفاده نشود. میکروکنترلر یک روال مالتی‌پلکسینگ را اجرا می‌کند، در هر لحظه یک ترانزیستور رقم را روشن کرده و کد 7 سگمنت مربوط به آن رقم را خروجی می‌دهد.
5. ملاحظات حرارتی: نمایشگر را روی پنل خارجی که مقداری جریان هوا وجود دارد نصب کنید. از قرار دادن آن درست در کنار یک منبع حرارتی اصلی روی PCB خودداری کنید.
6. نتیجه: یک نمایشگر قابل اعتماد و روشن که الزامات محیطی و خوانایی را برآورده می‌کند.

11. معرفی اصل فناوری

The LTC-5674JG بر پایه AlInGaP (آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید) فناوری نیمهرسانا رشد‌یافته بر روی یک GaAs (گالیم آرسنید) سوبسترا. این سیستم ماده دارای شکاف باند مستقیم است که با انتشار نور در مناطق قرمز، نارنجی، زرد و سبز طیف مطابقت دارد. رنگ خاص (سبز 571-572 نانومتر) با کنترل دقیق نسبت‌های آلومینیوم، ایندیوم، گالیم و فسفر در طول رشد کریستال حاصل می‌شود. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون‌ها (نور) آزاد می‌کنند. سوبسترای غیر شفاف GaAs بخشی از نور منتشر شده را جذب می‌کند، اما طراحی‌های مدرن تراشه و هندسه‌های استخراج کارآمد، امکان بازده کوانتومی خارجی بالا را فراهم می‌کنند. "صورت خاکستری و قطعات سفید" بخشی از بسته‌بندی پلاستیکی هستند. صورت خاکستری (اغلب خاکستری تیره یا سیاه) به عنوان پس‌زمینه با بازتابندگی پایین عمل می‌کند تا کنتراست را بهبود بخشد. قطعات سفید، مناطق پخش‌کننده نور هستند که مستقیماً بر روی تراشه‌های کوچک LED قرار می‌گیرند و نور نقطه‌ای منبع را به طور یکنواخت در سراسر ناحیه قطعه پخش می‌کنند تا ظاهری یکدست و درخشان ایجاد کنند.

اصطلاحات مشخصات LED

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED