مشخصات فنی نمایشگر LED مدل LTC-5685TBZ - ارتفاع رقم 0.56 اینچ - رنگ آبی - ولتاژ پیشرو 3.6 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTC-5685TBZ یک ماژول نمایشگر الفبایی-عددی سه رقمی با هفت بخش است که از فناوری دیود نورافشان (LED) آبی بهره می‌برد. این دستگاه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند نمایش اعداد واضح و پرنور هستند. ویژگی‌های دستگاه شامل صفحه‌ای مشکی با پخش‌کننده‌های نور سفید برای بخش‌ها است که تضاد بالایی ایجاد کرده و خوانایی عالی کاراکترها را فراهم می‌کند. ساختار اصلی شامل لایه‌های اپی‌تاکسیال InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) رشد یافته بر روی زیرلایه یاقوت کبود است که روشی استاندارد برای تولید LEDهای آبی محسوب می‌شود. این طراحی حالت جامد، مزایای ذاتی قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به سایر فناوری‌های نمایش ارائه می‌دهد.

1.1 ویژگی‌های کلیدی و شناسایی دستگاه

این نمایشگر چندین مزیت متمایز برای ادغام در سیستم‌های الکترونیکی ارائه می‌دهد. ارتفاع رقم 0.56 اینچی (14.22 میلی‌متر) آن تعادلی بین دید و فشردگی برقرار کرده و برای پنل‌های اندازه‌گیری، ابزار دقیق و لوازم الکترونیکی مصرفی مناسب است. دستگاه با نیاز توان پایین کار می‌کند که به طراحی‌های بهینه انرژی کمک می‌کند. خروجی روشنایی بالا در ترکیب با صفحه مشکی، نسبت تضاد بالایی را تضمین می‌کند و اعداد را حتی در شرایط نورانی نیز به راحتی قابل خواندن می‌سازد. زاویه دید وسیع است و امکان مشاهده واضح نمایشگر از موقعیت‌های مختلف را فراهم می‌کند. قطعات بر اساس شدت نورانی دسته‌بندی (بینینگ) شده‌اند، به این معنی که LEDها مرتب و گروه‌بندی می‌شوند تا سطح روشنایی یکسانی در بین دسته‌های تولیدی تضمین شود که برای یکنواختی ظاهری نمایشگرهای چند رقمی حیاتی است. علاوه بر این، بسته‌بندی دستگاه مطابق با دستورالعمل‌های RoHS و استانداردهای تولید بدون سرب است.

شماره قطعه خاص، LTC-5685TBZ، این دستگاه را به عنوان یک دستگاه با پیکربندی آند مشترک و نقطه اعشار سمت راست شناسایی می‌کند. پسوند \"TBZ\" معمولاً نشان‌دهنده رنگ (آبی) و مجموعه ویژگی‌ها یا نوع بسته‌بندی خاص است.

2. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

ابعاد فیزیکی نمایشگر برای طراحی چیدمان PCB (برد مدار چاپی) و محفظه حیاتی است. در حالی که نقشه ابعاد دقیق در سند اصلی ارجاع داده شده است، تلرانس‌های کلیدی و نکات مونتاژ ارائه شده‌اند. تمام ابعاد اصلی بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. برای نصب روی PCB، قطر سوراخ 1.00 میلی‌متر برای پایه‌ها توصیه می‌شود. نوک پایه‌ها دارای تلرانس جابجایی موقعیتی ±0.40 میلی‌متر هستند که طراحان باید در طراحی پدهای خود آن را در نظر بگیرند. پارامترهای کنترل کیفیت نیز تعریف شده‌اند که مواد خارجی، حباب در ناحیه بخش‌ها و آلودگی جوهر سطحی را هر کدام به 10 میل (تقریباً 0.254 میلی‌متر) محدود می‌کنند.

3. پیکربندی الکتریکی و آرایش پایه‌ها

3.1 نمودار مدار داخلی

شماتیک داخلی، ساختار الکتریکی نمایشگر را نشان می‌دهد. هر بخش (از A تا G و نقطه اعشار برای هر رقم) توسط یک یا چند تراشه LED آبی تشکیل شده است. یک جزء حیاتی در مدار، دیود زنر است که به صورت موازی با تراشه‌های LED متصل شده است. این دیود به عنوان یک عنصر محافظ عمل می‌کند و به محدود کردن پالس‌های ولتاژ گذرا و ارائه درجه‌ای از محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) کمک می‌کند که با آستانه ESD بالای مشخص شده همسو است. تراشه‌های LED با طول موج غالب (λd) 470 نانومتر مشخص شده‌اند که تابش را در ناحیه آبی طیف مرئی قرار می‌دهد.

3.2 تخصیص اتصال پایه‌ها

دستگاه دارای 11 پایه در یک ردیف است. آرایش پایه‌ها به شرح زیر است:
پایه 1: کاتد برای رقم 1، بخش A و نقطه اعشار
پایه 2: کاتد برای رقم 2، بخش B
پایه 3: کاتد برای رقم 3، بخش C
پایه 4: کاتد برای رقم 4، بخش D
پایه 5: کاتد برای رقم 1، بخش E
پایه 6: کاتد برای رقم 2، بخش F
پایه 7: کاتد برای بخش G (مشترک بین ارقام، اما از طریق انتخاب آند کنترل می‌شود)
پایه 8: آند مشترک برای رقم 4
پایه 9: آند مشترک برای رقم 3
پایه 10: آند مشترک برای رقم 2
پایه 11: آند مشترک برای رقم 1
این پیکربندی آند مشترک به این معنی است که برای روشن کردن یک بخش، پایه کاتد مربوطه باید در سطح پایین (زمین) قرار گیرد در حالی که آند رقم مورد نظر در سطح بالا (مثبت) قرار می‌گیرد. از مالتی‌پلکسینگ برای کنترل سه رقم به طور مستقل استفاده می‌شود که با فعال‌سازی متوالی آند هر رقم و ارائه داده بخش مربوط به آن رقم روی خطوط کاتد انجام می‌پذیرد.

4. محدودیت‌های مطلق کاری و حداکثر مجاز

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر برای کارکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.
اتلاف توان:حداکثر اتلاف توان مجاز برای هر تراشه LED برابر 70 میلی‌وات است. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و تخریب سریع شود.
جریان پیشرو:جریان پیشرو پیوسته برای هر بخش در دمای 25 درجه سانتی‌گراد برابر 20 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است. این مقدار در دمای بالای 25 درجه سانتی‌گراد به صورت خطی با نرخ 0.21 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته کمتر خواهد بود. جریان پیشرو پیک 100 میلی‌آمپر در شرایط پالسی (چرخه کاری 15%، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) مجاز است که برای مالتی‌پلکسینگ یا دستیابی به روشنایی لحظه‌ای بالاتر مفید است.
محدوده دمایی:دستگاه می‌تواند در محدوده دمایی 35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کار کرده و نگهداری شود.
تخلیه الکترواستاتیک (ESD):آستانه ESD مدل بدن انسان (HBM) برابر 8000 ولت است که نشان‌دهنده محافظت ذاتی خوبی است، اما همچنان رعایت روش‌های صحیح مدیریت ESD ضروری است.
لحیم‌کاری:دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری موجی یا ری‌فلو را تحمل کند به شرطی که دمای بدنه واحد در حین مونتاژ از حداکثر مقدار مجاز تجاوز نکند. یک دستورالعمل خاص، لحیم‌کاری به مدت 3 ثانیه در دمای 260 درجه سانتی‌گراد است که در فاصله 1/16 اینچ (≈1.59 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن اندازه‌گیری می‌شود.

5. مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده و عملکرد معمول در شرایط کاری عادی را تعریف می‌کنند.

5.1 مشخصات DC

شدت نورانی (I_V):شدت نورانی متوسط هر بخش در جریان پیشرو (I_F) 10 میلی‌آمپر، از 5400 میکروکاندلا (حداقل) تا 9000 میکروکاندلا (معمول) متغیر است. این معیاری از روشنایی درک شده توسط چشم انسان است که با فیلتری منطبق بر منحنی پاسخ فتوبیک CIE اندازه‌گیری می‌شود.
ولتاژ پیشرو (V_F):افت ولتاژ در دو سر یک بخش هنگام عبور جریان 20 میلی‌آمپر، معمولاً 3.6 ولت و حداقل 3.3 ولت است. این پارامتر برای طراحی منبع ولتاژ مدار درایو و مقاومت‌های محدودکننده جریان حیاتی است.
جریان معکوس (I_R):هنگامی که ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال می‌شود، جریان نشتی حداکثر 100 میکروآمپر است. دیتاشیت صراحتاً ذکر می‌کند که این شرایط ولتاژ معکوس فقط برای اهداف آزمایشی است و دستگاه نباید به طور پیوسته تحت بایاس معکوس کار کند.

5.2 مشخصات طیفی

طول موج پیک (λ_p):طول موجی که در آن شدت تابش در حداکثر است، 468 نانومتر (در I_F=20mA) می‌باشد.
طول موج غالب (λ_d):این طول موج واحدی است که همان درک رنگی طیف گسترده LED را تولید می‌کند. محدوده آن از 470 نانومتر تا 475 نانومتر است.
نیم‌عرض طیفی (Δλ):این عرض طیف تابش در نصف حداکثر شدت آن است که معمولاً 15 نانومتر می‌باشد. نیم‌عرض باریک‌تر نشان‌دهنده رنگ طیفی خالص‌تری است.

5.3 تطابق و دسته‌بندی (بینینگ)

نسبت تطابق شدت نورانی:برای بخش‌های درون یک \"ناحیه نور مشابه\"، نسبت درخشان‌ترین بخش به کم‌نورترین بخش هنگام اندازه‌گیری در جریان پایین 1 میلی‌آمپر نباید از 2:1 تجاوز کند. این مشخصه، در ترکیب با فرآیند دسته‌بندی کارخانه، یکنواختی بصری در تمام بخش‌های نمایشگر را تضمین می‌کند.

6. دستورالعمل‌ها و احتیاط‌های کاربردی

این بخش حاوی اطلاعات حیاتی برای ادغام قابل اطمینان نمایشگر در محصول نهایی است.

6.1 ملاحظات طراحی و استفاده

کاربرد مورد نظر:نمایشگر برای الکترونیک تجاری و صنعتی استاندارد طراحی شده است. بدون مشاوره و ارزیابی قبلی، برای کاربردهای حیاتی ایمنی (هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی و غیره) گواهی‌دهی نشده است.
روش درایو:درایو با جریان ثابت به شدت نسبت به درایو با ولتاژ ثابت توصیه می‌شود. این امر روشنایی یکنواخت را تضمین کرده و LEDها را در برابر فرار حرارتی محافظت می‌کند، زیرا ولتاژ پیشرو LEDها با افزایش دما کاهش می‌یابد. مدار درایو باید به گونه‌ای طراحی شود که محدوده کامل V_F(3.3V تا 3.6V) را پوشش دهد تا تضمین کند که جریان درایو هدف همیشه تأمین می‌شود.
کاهش جریان (دری‌رِیتینگ):جریان کاری باید بر اساس حداکثر دمای محیط مورد انتظار در کاربرد انتخاب شود و کاهش جریان مشخص شده در محدودیت‌های مطلق کاری در نظر گرفته شود.
محافظت در برابر ولتاژ معکوس:طراحی مدار باید به طور فعال از اعمال بایاس معکوس یا پالس‌های ولتاژ بزرگ در توالی‌های روشن/خاموش شدن جلوگیری کند، زیرا این امر می‌تواند باعث مهاجرت فلز و منجر به افزایش نشتی یا اتصال کوتاه شود.
حرارتی و محیطی:از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تشکیل میعان روی نمایشگر خودداری کنید. در حین مونتاژ نیروی مکانیکی به بدنه نمایشگر وارد نکنید.
یکنواختی نوری:هنگام استفاده از چندین نمایشگر در یک مجموعه، توصیه می‌شود از واحدهای متعلق به یک دسته تولیدی یکسان استفاده شود تا از تفاوت‌های محسوس در رنگ یا روشنایی جلوگیری شود.
آزمایش:اگر محصول نایجی نیازمند انجام آزمایش‌های افت یا ارتعاش روی نمایشگر است، شرایط خاص باید برای ارزیابی به اشتراک گذاشته شود، زیرا تنش مکانیکی می‌تواند بر اتصالات داخلی تأثیر بگذارد.

6.2 شرایط نگهداری و جابجایی

برای نگهداری بلندمدت، محصول باید در بسته‌بندی اصلی خود باقی بماند. محیط نگهداری توصیه شده در محدوده دمایی 5 تا 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی زیر 60% است. نگهداری خارج از این شرایط، به ویژه در رطوبت بالا، می‌تواند منجر به اکسیداسیون پایه‌های قطعه (پایه‌ها) شود که ممکن است قبل از استفاده نیاز به پردازش مجدد داشته باشد و بر قابلیت لحیم‌کاری تأثیر بگذارد. بنابراین، توصیه می‌شود موجودی به گونه‌ای مدیریت شود که از نگهداری طولانی‌مدت اجتناب شده و قطعات به موقع مصرف شوند.

7. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، منحنی‌های معمول برای چنین LEDهایی شامل موارد زیر می‌شود:
جریان پیشرو در مقابل ولتاژ پیشرو (منحنی I-V):این منحنی نمایی رابطه بین جریان عبوری از LED و ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد. این منحنی نیاز به محدودسازی جریان را برجسته می‌کند.
شدت نورانی در مقابل جریان پیشرو:این منحنی عموماً در جریان‌های پایین خطی است اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی اشباع شود. این منحنی به طراحان کمک می‌کند نقطه کاری را برای روشنایی مورد نظر در مقابل بازده انتخاب کنند.
شدت نورانی در مقابل دمای محیط:این منحنی کاهش خروجی نور را با افزایش دمای اتصال نشان می‌دهد و اهمیت مدیریت حرارتی را تأکید می‌کند.
توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج که پیک در حدود 468 نانومتر و نیم‌عرض حدود 15 نانومتر را نشان می‌دهد و مشخصات رنگ آبی را تأیید می‌کند.

8. سناریوهای کاربردی معمول

LTC-5685TBZ برای انواع کاربردهایی که نیازمند نمایش عددی واضح و قابل اطمینان هستند، بسیار مناسب است. این کاربردها شامل موارد زیر می‌شود:
• پنل‌های اندازه‌گیری دیجیتال برای نمایش ولتاژ، جریان یا دما.
• تجهیزات نقطه فروش و صندوق‌های فروشگاهی.
• پنل‌های کنترل صنعتی و نمایشگرهای تایمر.
• تجهیزات آزمایش و اندازه‌گیری.
• لوازم خانگی مصرفی مانند مایکروویو، تقویت‌کننده‌های صوتی یا رادیو ساعت‌دار.
رنگ آبی آن زیبایی مدرنی ارائه می‌دهد و در شرایط کم‌نور در مقایسه با نمایشگرهای سبز یا قرمز بسیار روشن، می‌تواند برای چشم‌ها راحت‌تر باشد.

9. ملاحظات طراحی و مقایسه

هنگام انتخاب این نمایشگر، طراحان باید پیکربندی آند مشترک آن را در نظر بگیرند که ممکن است در مقایسه با انواع کاتد مشترک، نیازمند آی‌سی درایور متفاوت یا پیکربندی پورت میکروکنترلر متفاوتی باشد. ولتاژ پیشرو معمولی 3.6 ولت به این معنی است که معمولاً از ولتاژ تغذیه حداقل 5 ولت برای جبران افت ولتاژ روی مقاومت محدودکننده جریان و مدار درایو استفاده می‌شود. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند نمایشگرهای فلورسنت خلأ (VFD) یا نمایشگرهای رشته‌ای ساده‌تر، این نمایشگر LED مصرف توان کمتر، طول عمر بیشتر و مقاومت بالاتر در برابر ضربه و ارتعاش ارائه می‌دهد. در مقایسه با LCDها، روشنایی و زوایای دید برتر را بدون نیاز به نور پس‌زمینه فراهم می‌کند، اگرچه در صورت روشن بودن همزمان بخش‌های زیاد ممکن است توان بیشتری مصرف کند.