Dokumen Teknikal ELS-315SURWA/S530-A3 Paparan Tujuh Segmen - Ketinggian Digit 9.14mm - Merah Cemerlang (632nm) - Voltan Hadapan 2.0V - Arus Hadapan 25mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

ELS-315SURWA/S530-A3 ialah paparan alfanumerik tujuh segmen satu digit yang direka untuk pemasangan lubang-lalui. Ia mempunyai saiz industri standard dengan ketinggian digit 9.14mm (0.36 inci). Paparan ini dibina dengan cip LED AlGaInP merah cemerlang, diletakkan dalam pakej resin resap putih yang memberikan penampilan permukaan kelabu. Gabungan ini direka untuk memberikan kebolehpercayaan tinggi dan kebolehbacaan yang sangat baik walaupun dalam keadaan pencahayaan ambien yang terang, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan bacaan.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama paparan ini termasuk pematuhannya kepada piawaian industri untuk saiz dan susunan pin, memastikan penggantian dan integrasi reka bentuk yang mudah. Ia menawarkan penggunaan kuasa rendah, menyumbang kepada reka bentuk sistem cekap tenaga. Peranti ini dikategorikan (dibin) untuk keamatan cahaya, membolehkan padanan kecerahan yang konsisten dalam aplikasi berbilang digit. Tambahan pula, ia dihasilkan tanpa plumbum dan mematuhi RoHS, mematuhi peraturan alam sekitar moden. Pasaran sasarannya terutamanya ialah aplikasi elektronik industri dan pengguna yang memerlukan bacaan angka atau alfanumerik terhad yang jelas dan boleh dipercayai.

2. Penerokaan Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang spesifikasi elektrik, optik dan termal peranti seperti yang ditakrifkan dalam dokumen teknikal.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan untuk operasi biasa.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan (I_F):25mA DC. Ini ialah arus berterusan maksimum yang dibenarkan melalui satu segmen.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):60mA. Ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas ≤ 10%, frekuensi ≤ 1kHz).
• Pelesapan Kuasa (P_d):60mW. Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh peranti, dikira sebagai V_F* I_F.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C.
• Suhu Pateri (T_sol):260°C untuk maksimum 5 saat, biasa untuk pateri gelombang atau tangan.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada suhu simpang standard (T_a=25°C) dan mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan operasi biasa.

• Keamatan Cahaya (I_v):4.0mcd (Min), 8.0mcd (Tip) pada I_F=10mA. Ini ialah output cahaya purata per segmen. Toleransi ±10% dinyatakan.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):632nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini ialah panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):624nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini ialah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia, mentakrifkan warna (merah cemerlang).
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini menunjukkan kelebaran spektrum cahaya merah yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (V_F):2.0V (Tip), 2.4V (Maks) pada I_F=20mA. Kejatuhan voltan merentasi LED apabila mengkonduksi, dengan toleransi ±0.1V.
• Arus Songsang (I_R):100µA (Maks) pada V_R=5V. Arus bocor kecil apabila peranti dalam bias songsang.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Dokumen teknikal menunjukkan peranti ini "Dikategorikan untuk keamatan cahaya." Ini bermakna unit diuji dan disusun (dibin) berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian tertentu. Ini membolehkan pereka memilih paparan dari bin keamatan yang sama untuk memastikan kecerahan seragam merentasi semua digit dalam paparan berbilang digit, mengelakkan variasi ketara dalam kecerahan segmen. Kod atau julat pembin khusus tidak diperincikan dalam petikan yang diberikan tetapi biasanya merupakan sebahagian daripada maklumat pesanan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Dokumen teknikal termasuk keluk ciri tipikal yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard.

4.1 Taburan Spektrum

Keluk spektrum menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza. Untuk LED merah berasaskan AlGaInP ini, keluk akan berpusat di sekitar puncak 632nm dengan lebar jalur 20nm yang dinyatakan, mengesahkan warna merah tulen dan tepu tanpa pancaran ketara dalam jalur warna lain.

4.2 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V)

Keluk ini menggambarkan hubungan tak linear antara arus dan voltan. Ia menunjukkan voltan hidup (di mana arus mula mengalir dengan ketara, sekitar 1.8-2.0V untuk AlGaInP merah) dan bagaimana voltan hadapan meningkat dengan arus. Pereka menggunakan ini untuk mengira nilai perintang siri (R = (V_bekalan- V_F) / I_F) untuk menetapkan arus operasi yang dikehendaki, biasanya antara 10-20mA untuk keseimbangan kecerahan dan jangka hayat.

4.3 Keluk Penurunan Arus Hadapan

Ini ialah graf pengurusan haba kritikal. Ia menunjukkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu ambien meningkat, suhu simpang LED meningkat, dan arus selamat maksimum mesti dikurangkan untuk mengelakkan terlalu panas dan degradasi dipercepatkan. Keluk biasanya menunjukkan arus dinilai (contohnya, 25mA) yang dibenarkan sehingga suhu tertentu (contohnya, 25°C atau 40°C), selepas itu ia mencerun ke bawah ke sifar pada suhu simpang maksimum. Keluk ini mesti dirujuk untuk reka bentuk yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi dan Lukisan Pakej

Peranti ini dalam format DIP (Dual In-line Package) lubang-lalui standard. Lukisan dimensi memberikan ukuran kritikal: ketinggian keseluruhan, lebar dan panjang; saiz dan jarak segmen; diameter, panjang dan jarak (pic) kaki (pin). Nota menyatakan toleransi umum ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pereka mesti menggunakan lukisan ini untuk mencipta tapak PCB, memastikan saiz pad, jarak dan penempatan yang betul untuk segmen digit dan pin sepunya.

5.2 Gambar Rajah Litar Dalaman dan Pengenalpastian Polarity

Gambar rajah litar dalaman menunjukkan sambungan elektrik 10 pin. Paparan tujuh segmen standard mempunyai 7 pin untuk segmen (a hingga g), 1 atau lebih pin sepunya (anod atau katod, bergantung pada konfigurasi anod sepunya atau katod sepunya), dan kadangkala titik perpuluhan (dp). Gambar rajah menjelaskan pin mana mengawal segmen mana dan mengenal pasti sambungan sepunya, yang penting untuk pendawaian yang betul dan reka bentuk litar pemacu (contohnya, menggunakan pemultipleks atau IC pemacu paparan khusus).

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

Dokumen teknikal menyatakan suhu pateri maksimum 260°C untuk ≤5 saat. Ini ialah penarafan standard untuk pateri gelombang atau pateri tangan dengan besi terkawal suhu. Untuk pateri alir semula, profil khusus diperlukan tetapi tidak disediakan. Pertimbangan utama termasuk:

• Kepekaan ESD:Dadu LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Langkah berjaga-jaga pengendalian seperti stesen kerja dibumikan, tali pergelangan tangan dan busa konduktif sangat disyorkan semasa pemasangan.
• Tekanan Haba:Elakkan pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi semasa pateri untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik atau ikatan wayar dalaman.
• Pembersihan:Jika pembersihan diperlukan, gunakan kaedah yang serasi dengan resin plastik.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Peranti mengikuti hierarki pembungkusan khusus: 35 keping dibungkus dalam tiub, 140 tiub (jumlah 4,900 keping) dibungkus dalam kotak, dan 4 kotak (jumlah 19,600 keping) dibungkus dalam karton utama. Label pada pembungkusan termasuk medan untuk Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Nombor Bahagian Pengilang (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Kategori Keamatan Cahaya (CAT) dan Nombor Lot (LOT No.), antara rujukan lain, memastikan kebolehjejakan dan pengenalpastian yang betul.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Perkakas Rumah:Pemasa, bacaan suhu pada ketuhar/ketuhar gelombang mikro, penunjuk kitaran pada mesin basuh.
• Panel Instrumen:Peralatan ujian dan pengukuran, panel kawalan industri, tolok selepas pasaran automotif.
• Paparan Bacaan Digital:Pembilang ringkas, jam, papan mata dan mana-mana peranti yang memerlukan penunjuk angka yang jelas.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri untuk setiap segmen atau talian sepunya untuk menetapkan arus hadapan. Kira berdasarkan voltan bekalan kuasa dan V_Ftip pada I_F.
• yang dikehendaki. Pemultipleksan:Untuk paparan berbilang digit, pemultipleksan adalah biasa untuk mengurangkan bilangan pin pada mikropengawal. Pastikan litar pemacu boleh mengendalikan arus puncak semasa kitaran pemultipleksan tanpa melebihi penarafan arus puncak peranti.
• Sudut Pandangan:Resin resap putih memberikan sudut pandangan yang luas. Pertimbangkan orientasi paparan relatif kepada pengguna.
• Kawalan Kecerahan:Kecerahan boleh dilaraskan dengan mengubah arus hadapan (dalam had) atau dengan menggunakan PWM (Modulasi Lebar Denyut) pada isyarat pacuan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi lama atau paparan lebih kecil, ELS-315SURWA/S530-A3 menawarkan keseimbangan saiz, kecerahan dan kecekapan. Ketinggian digit 9.14mmnya ialah standard biasa, memastikan keserasian luas. Penggunaan bahan AlGaInP memberikan kecekapan lebih tinggi dan merah lebih hidup dan tepu berbanding LED merah berasaskan GaAsP lama. Reka bentuk lubang-lalui menawarkan keteguhan mekanikal dan kemudahan prototaip berbanding peranti pemasangan permukaan, walaupun memerlukan lebih banyak ruang papan. Pembeza utama dalam kelasnya ialah gabungan susunan pin standard industri, pembin keamatan cahaya untuk konsistensi dan pematuhan RoHS.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?

Tidak, tidak terus.Pin GPIO mikropengawal tipikal boleh sumber/sinki 20-25mA, yang sepadan dengan penarafan I_Fpaparan. Walau bagaimanapun, voltan hadapan LED hanya kira-kira 2.0V. Menyambungkannya terus ke pin 5V tanpa perintang had arus akan cuba memacu arus yang lebih tinggi, berpotensi merosakkan kedua-dua LED dan pin mikropengawal. Anda mesti menggunakan perintang siri: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω (gunakan nilai standard 150Ω atau 180Ω).

10.2 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λ_p)ialah panjang gelombang fizikal di mana spektrum pancaran mempunyai keamatan maksimum.Panjang Gelombang Dominan (λ_d)ialah panjang gelombang cahaya monokromatik yang kelihatan mempunyai warna yang sama kepada mata manusia. Untuk LED, λ_dseringkali sedikit lebih pendek daripada λ_pdan merupakan parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi visual.

10.3 Adakah ini paparan anod sepunya atau katod sepunya?

Petikan dokumen teknikal yang diberikan tidak menyatakannya secara eksplisit. Maklumat kritikal ini terkandung dalamGambar Rajah Litar Dalaman. Perekamestimerujuk gambar rajah ini untuk menentukan konfigurasi sebelum mereka bentuk litar pemacu. Menggunakan konfigurasi yang salah akan menghalang paparan daripada menyala.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Pembilang Berbilang 4 Digit.Untuk memacu empat paparan ELS-315SURWA/S530-A3 dengan mikropengawal:

1. Tentukan jenis pin sepunya (anod/katod) dari gambar rajah dalaman.
2. Sambungkan semua pin segmen sepadan (a-g, dp) bersama merentasi empat digit.
3. Sambungkan pin sepunya setiap digit ke pin mikropengawal berasingan melalui transistor (untuk pengendalian arus) jika ia jenis anod sepunya, atau terus/terbalik jika katod sepunya dan dalam keupayaan sinki MCU.
4. Kira satu perintang had arus untuk setiap talian segmen, berdasarkan arus puncak per segmen semasa pemultipleksan. Jika setiap digit aktif 1/4 masa, untuk mencapai arus purata 10mA, arus puncak semasa slot masa aktifnya sepatutnya 40mA. Pastikan puncak 40mA ini tidak melebihi penarafan I_FPperanti (60mA) dan dalam keupayaan pemacu.
5. Tulis perisian tegar untuk mengitar melalui digit dengan pantas (contohnya, 100Hz per digit, 400Hz segar semula keseluruhan), menerangi segmen yang betul untuk digit aktif.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan tujuh segmen ialah himpunan tujuh bar LED (segmen) disusun dalam corak angka lapan. Dengan menerangi gabungan spesifik segmen ini secara selektif, semua digit perpuluhan (0-9) dan beberapa huruf boleh dibentuk. Setiap segmen ialah LED individu. Dalam paparananod sepunya, semua anod LED segmen disambungkan bersama ke pin sepunya (V_CC), dan setiap katod dikawal secara berasingan. Untuk menyalakan segmen, pin katodnya didorong RENDAH (disambungkan ke bumi melalui perintang had arus). Dalam paparankatod sepunya, katod adalah sepunya (bumi), dan anod didorong TINGGI untuk menerangi. ELS-315SURWA/S530-A3 menggunakan bahan semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide), yang memancarkan cahaya dalam spektrum merah ke kuning-oren apabila elektron bergabung semula dengan lubang merentasi jurang jalur bahan, proses yang dipanggil elektroluminesens.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

Walaupun paparan tujuh segmen lubang-lalui seperti ELS-315SURWA/S530-A3 kekal popular untuk keteguhan dan kemudahan penggunaan, trend keseluruhan dalam elektronik adalah ke arah teknologi pemasangan permukaan (SMT) untuk pemasangan automatik, saiz lebih kecil dan profil lebih rendah. Versi kecerahan tinggi dan boleh dibaca cahaya matahari juga dalam permintaan. Tambahan pula, terdapat peralihan yang semakin meningkat ke arah modul paparan bersepadu dengan pengawal terbina dalam (I2C, SPI) yang memudahkan antara muka mikropengawal. Walau bagaimanapun, LED tujuh segmen diskret terus mempunyai kedudukan kuat dalam aplikasi sensitif kos, projek penggemar dan situasi di mana keterlihatan tinggi dan pacuan langsung ringkas komponen standard adalah terpenting. Penggunaan bahan lebih cekap seperti AlGaInP, seperti yang dilihat dalam peranti ini, adalah sebahagian daripada evolusi berterusan untuk memberikan prestasi lebih baik dalam faktor bentuk klasik.