Spesifikasi Teknikal Paparan Tujuh Segmen ELS-2326SURWA/S530-A3 - Ketinggian Digit 57.0mm - Voltan Hadapan 2.0V - Merah Cemerlang - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

ELS-2326SURWA/S530-A3 ialah paparan alfanumerik tujuh segmen yang dipasang melalui lubang, direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan boleh dipercayai dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Peranti ini tergolong dalam keluarga komponen piawai industri yang terkenal dengan ketahanan dan prestasi konsistennya.

1.1 Ciri dan Kelebihan Teras

Kelebihan utama modul paparan ini berasal daripada reka bentuk dan pemilihan bahan. Ia mempunyai tapak kaki industri piawai, memastikan keserasian dengan susun atur PCB sedia ada dan soket yang direka untuk komponen serupa. Manfaat utama ialah penggunaan kuasa yang rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau sensitif tenaga. Peranti ini dibina menggunakan bahan bebas plumbum dan mematuhi sepenuhnya arahan RoHS, memenuhi keperluan alam sekitar dan peraturan moden. Segmennya berwarna putih, diletakkan pada permukaan kelabu, yang memberikan nisbah kontras tinggi untuk kebolehbacaan yang lebih baik.

1.2 Pasaran Sasaran dan Penentuan Kedudukan

Paparan ini ditentukan untuk digunakan dalam aplikasi yang menjimatkan kos dan berfokuskan kebolehpercayaan di mana petunjuk angka yang jelas adalah paling penting. Reka bentuknya mengutamakan prestasi jangka panjang dalam persekitaran operasi piawai dan bukannya keadaan melampau yang memerlukan komponen khusus.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Prestasi ELS-2326SURWA/S530-A3 ditakrifkan oleh satu set parameter elektrik, optik dan terma yang mesti dipertimbangkan oleh pereka untuk pelaksanaan yang berjaya.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi biasa.

• Voltan Songsang (V_R):5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25 mA. Ini ialah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan pada setiap segmen.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):60 mA. Ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas ≤ 10%, frekuensi ≤ 1 kHz) dan tidak boleh digunakan untuk operasi DC.
• Pelesapan Kuasa (P_d):60 mW. Kuasa maksimum yang boleh dipancarkan sebagai haba, dikira sebagai Voltan Hadapan (V_F) × Arus Hadapan (I_F).
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti ditentukan untuk beroperasi dengan betul.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C.
• Suhu Paterian (T_sol):260°C untuk maksimum 5 saat. Ini adalah kritikal untuk proses paterian gelombang atau tangan untuk mengelakkan kerosakan terma pada resin epoksi dan ikatan dalaman.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Diukur pada suhu simpang piawai (T_a= 25°C), parameter ini mentakrifkan keluaran cahaya dan tingkah laku elektrik peranti di bawah keadaan operasi biasa.

• Keamatan Bercahaya (I_v):15 mcd (Min), 34 mcd (Tip) pada I_F= 10 mA. Ini ialah keluaran cahaya purata setiap segmen. Toleransi ±10% digunakan pada nilai ini, bermakna peranti dikategorikan berdasarkan keamatan yang diukur.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):632 nm (Tip). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat. Ini adalah parameter utama untuk warna yang dilihat (merah cemerlang).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):624 nm (Tip). Panjang gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna cahaya yang dilihat, yang mungkin berbeza sedikit daripada panjang gelombang puncak.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20 nm (Tip). Julat panjang gelombang yang dipancarkan, diukur pada separuh keamatan puncak (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum). Lebar jalur yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih tulen secara spektrum.
• Voltan Hadapan (V_F):2.0 V (Tip), 2.4 V (Maks) pada I_F= 20 mA. Ini ialah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Litar pemacu mesti direka untuk menyediakan voltan yang mencukupi. Toleransi ±0.1V ditentukan.
• Arus Songsang (I_R):100 µA (Maks) pada V_R= 5 V. Ini ialah arus bocor kecil yang mengalir apabila peranti dipincang songsang dalam had penarafan maksimumnya.

3. Sistem Pengkategorian dan Pengelasan

Spesifikasi menunjukkan bahawa peranti adalah"Dikategorikan untuk keamatan bercahaya."Ini merujuk kepada amalan biasa dalam pembuatan LED yang dikenali sebagai "pengelasan."

3.1 Pengelasan Keamatan Bercahaya

Disebabkan variasi semula jadi dalam pertumbuhan epitaksi semikonduktor dan proses pembuatan, keluaran cahaya LED boleh berbeza-beza. Untuk memastikan konsistensi untuk pengguna akhir, pengeluar menguji dan menyusun (mengelaskan) LED kepada kumpulan berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur. ELS-2326SURWA/S530-A3 mempunyai keamatan tipikal 34 mcd dengan minimum 15 mcd. Peranti yang dibeli akan berada dalam julat keamatan tertentu (kelas), yang sepatutnya konsisten dalam satu lot pengeluaran atau pesanan. Penjelasan label termasuk "CAT: Pangkat Keamatan Bercahaya," mengesahkan amalan ini.

3.2 Konsistensi Voltan Hadapan

Walaupun tidak diterangkan secara eksplisit sebagai parameter yang dikelaskan, toleransi ketat pada voltan hadapan (±0.1V) menunjukkan kawalan proses yang teliti. Konsistensi V_Fadalah penting untuk mereka bentuk litar had semasa perintang siri mudah, kerana ia meminimumkan variasi kecerahan antara segmen apabila didorong daripada sumber voltan biasa.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pandangan tentang bagaimana parameter berubah dengan keadaan operasi.

4.1 Taburan Spektrum

Lengkung spektrum menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza. Untuk peranti berasaskan AlGaInP ini, lengkung akan berpusat sekitar 632 nm (puncak) dengan lebar jalur tipikal 20 nm. Lengkung ini mengesahkan warna "merah cemerlang" monokromatik tanpa pancaran ketara dalam jalur warna lain.

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

Lengkung ini menggambarkan hubungan tidak linear antara arus dan voltan dalam diod semikonduktor. Untuk LED, peningkatan kecil dalam voltan melebihi ambang hidup (~1.8V) menyebabkan peningkatan besar dan eksponen dalam arus. Inilah sebabnya LED mesti didorong dengan sumber terhad arus (contohnya, pemacu arus malar atau perintang siri), bukan sumber voltan malar, untuk mengelakkan pelarian terma dan kemusnahan.

4.3 Lengkung Penurunan Arus Hadapan

Ini adalah salah satu graf paling kritikal untuk reka bentuk yang boleh dipercayai. Ia menunjukkan bagaimana arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan (I_F) mesti dikurangkan apabila suhu ambien meningkat. Pada 25°C, keseluruhan 25 mA dibenarkan. Apabila suhu meningkat ke arah suhu operasi maksimum 85°C, arus yang dibenarkan berkurangan dengan ketara. Penurunan ini adalah perlu kerana suhu simpang dalaman LED meningkat dengan kedua-dua suhu ambien dan pemanasan sendiri daripada aliran arus. Melebihi suhu simpang selamat merosotkan keluaran cahaya dan memendekkan jangka hayat dengan ketara. Pereka mesti menggunakan lengkung ini untuk memilih arus operasi yang sesuai untuk suhu ambien kes terburuk aplikasi mereka.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

Peranti mempunyai ketinggian digit 57.0 mm (2.24 inci), yang mengklasifikasikannya sebagai paparan format besar sesuai untuk dilihat dari jarak jauh. Lukisan dimensi pakej memberikan ukuran terperinci untuk badan paparan keseluruhan, jarak dan saiz pin lubang tembus, dan susun atur segmen. Toleransi umum ±0.25 mm digunakan melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan adalah penting untuk mencipta tapak kaki PCB, memastikan muat yang betul, dan mentakrifkan kawasan larangan pada papan.

5.2 Susunan Pin dan Gambarajah Litar Dalaman

Gambarajah litar dalaman menunjukkan sambungan elektrik segmen individu (a hingga g) dan sambungan sepunya. Paparan ini menggunakan konfigurasi anod sepunya, bermakna anod (sisi positif) semua segmen LED disambungkan bersama secara dalaman kepada pin sepunya (atau set pin). Katod (sisi negatif) setiap segmen dibawa keluar ke pin individu. Untuk menyala segmen, pin anod sepunya disambungkan kepada bekalan voltan positif, dan pin katod yang sepadan ditarik rendah (digroundkan) melalui perintang had semasa. Gambarajah susunan pin menentukan pin fizikal mana yang sepadan dengan setiap katod segmen dan anod sepunya.

6. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

Pengendalian yang betul diperlukan untuk mengekalkan integriti dan prestasi peranti.

6.1 Parameter Paterian

Penarafan maksimum mutlak menentukan suhu paterian 260°C untuk maksimum 5 saat. Ini terpakai pada suhu wayar/lead semasa paterian gelombang atau paterian manual. Untuk paterian aliran semula, profil bebas plumbum piawai dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C harus digunakan. Pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi boleh merosakkan ikatan wayar dalaman, merosotkan pakej epoksi, atau menyebabkan pengelupasan.

6.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Spesifikasi mengandungi amaran kuat tentang sensitiviti ESD. Die semikonduktor AlGaInP terdedah kepada kerosakan daripada elektrik statik, yang boleh menyebabkan kegagalan serta-merta atau kecacatan pendam yang mengurangkan kebolehpercayaan jangka panjang. Langkah berjaga-jaga wajib termasuk: operator memakai gelang pergelangan tangan yang digroundkan; menggunakan stesen kerja, tikar dan alat yang selamat ESD; memastikan semua peralatan digroundkan dengan betul; dan menyimpan/mengangkut peranti dalam pembungkusan konduktif atau anti-statik. Pengion boleh digunakan untuk meneutralkan cas pada bahan bukan konduktif di kawasan kerja.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Peranti harus disimpan dalam julat suhu penyimpanan yang ditentukan -40°C hingga +100°C, dalam persekitaran kering untuk mengelakkan penyerapan lembapan, dan dalam pembungkusan perlindungan ESD asal sehingga sedia untuk digunakan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

Peranti mengikuti proses pembungkusan tertentu: 10 keping dibungkus dalam tiub untuk perlindungan mekanikal dan pengendalian. 10 tiub kemudiannya diletakkan ke dalam kotak. Akhirnya, 4 kotak dibungkus ke dalam karton penghantaran utama. Pembungkusan berhierarki ini (10 PCS/Tiub → 10 Tiub/Kotak → 4 Kotak/Karton) adalah biasa untuk komponen lubang tembus dan membantu dalam pengurusan inventori dan pemasangan automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label pada pembungkusan mengandungi beberapa kod: CPN (Nombor Bahagian Pelanggan), P/N (Nombor Bahagian Pengilang: ELS-2326SURWA/S530-A3), QTY (Kuantiti), CAT (Kategori/Pangkat Keamatan Bercahaya), dan LOT No (Nombor lot pembuatan yang boleh dikesan). Kod "CAT" adalah penting untuk memastikan konsistensi kecerahan sepanjang satu pengeluaran.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Spesifikasi mencadangkan tiga aplikasi utama: Perkakas Rumah (contohnya, pemasa ketuhar, paparan mesin basuh), Panel Instrumen (untuk peralatan industri, peralatan ujian, atau pasaran selepas jualan automotif), dan Paparan Bacaan Digital Am. Saiznya yang besar dan kontras yang baik menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana paparan perlu dibaca dari jarak beberapa kaki atau dalam cahaya ambien yang agak terang.

8.2 Reka Bentuk Litar Pemacu

Mereka bentuk litar pemacu memerlukan beberapa pengiraan utama. Pertama, tentukan arus operasi (I_F) berdasarkan kecerahan yang diperlukan dan suhu ambien menggunakan lengkung penurunan. Nilai tipikal mungkin 10-20 mA. Untuk reka bentuk perintang siri mudah dengan paparan anod sepunya disambungkan kepada voltan bekalan V_CC, nilai perintang untuk setiap segmen ialah: R = (V_CC- V_F) / I_F. Menggunakan V_Ftipikal 2.0V dan bekalan 5V dengan I_F=15mA memberikan R = (5 - 2.0) / 0.015 = 200 Ω. Penarafan kuasa perintang harus sekurang-kurangnya I_F²× R = (0.015)²× 200 = 0.045W, jadi perintang 1/8W (0.125W) piawai adalah mencukupi. Untuk pemultipleksan berbilang digit, IC pemacu khusus (seperti daftar anjakan 74HC595 atau pemacu paparan MAX7219) biasa digunakan untuk mengawal katod segmen dan anod digit, mengurangkan bilangan pin I/O mikropengawal yang diperlukan dengan ketara.

8.3 Pengurusan Terma

Walaupun bukan peranti berkuasa tinggi, pertimbangan terma masih penting untuk jangka hayat. Pastikan jarak yang mencukupi pada PCB untuk membenarkan beberapa peredaran udara. Elakkan meletakkan paparan berhampiran sumber haba penting lain. Mematuhi lengkung penurunan arus adalah kaedah utama pengurusan terma. Julat suhu operasi yang luas (-40°C hingga +85°C) menunjukkan ketahanan untuk kebanyakan persekitaran dalaman dan banyak persekitaran luar.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

ELS-2326SURWA/S530-A3 dibezakan oleh gabungan atribut khususnya: ketinggian digit besar 57.0mm, pemasangan lubang tembus, pancaran AlGaInP merah cemerlang, dan konfigurasi anod sepunya. Berbanding paparan yang lebih kecil (contohnya, 14.2mm atau 20mm), ia menawarkan keterlihatan yang lebih baik pada jarak jauh. Berbanding paparan peranti pemasangan permukaan (SMD), versi lubang tembus seperti ini sering dianggap lebih teguh untuk persekitaran getaran tinggi atau aplikasi yang memerlukan pembaikan manual, dan ia biasanya lebih mudah untuk prototaip. Sistem bahan AlGaInP menawarkan kecekapan tinggi dan ketulenan warna yang baik dalam spektrum merah/jingga/amber berbanding teknologi lama.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

J: Tidak. Pin mikropengawal tidak boleh menyumber atau menyerap arus yang mencukupi (biasanya 20-40mA maks setiap pin, dengan had pakej keseluruhan) untuk memacu berbilang segmen dengan terang. Lebih penting lagi, LED mesti mempunyai arusnya dihadkan. Menyambungkannya terus ke sumber voltan tanpa perintang siri akan cuba menarik arus berlebihan, merosakkan kedua-dua LED dan mungkin pin mikropengawal. Sentiasa gunakan perintang had semasa siri atau pemacu arus malar khusus.

S: Mengapa paparan saya malap apabila saya mengoperasikannya pada 85°C, walaupun saya menggunakan arus yang sama seperti pada suhu bilik?

J: Keberkesanan bercahaya LED (keluaran cahaya per unit input elektrik) berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini adalah sifat asas semikonduktor. Tambahan pula, lengkung penurunan memerlukan anda untukmengurangkanarus operasi pada suhu ambien tinggi untuk mengelakkan terlalu panas. Kedua-dua kesan menyumbang kepada pengurangan kecerahan pada suhu tinggi.

S: Apakah maksud "bebas Pb dan mematuhi RoHS" untuk reka bentuk saya?

J: Ia bermakna peranti tidak mengandungi plumbum (Pb) atau bahan berbahaya terhad lain seperti yang ditakrifkan oleh arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Ini adalah keperluan undang-undang untuk menjual produk elektronik di banyak wilayah, termasuk Kesatuan Eropah. Ia juga menjejaskan proses paterian anda, memerlukan penggunaan pateri bebas plumbum dengan takat lebur yang lebih tinggi, itulah sebabnya penarafan paterian 260°C adalah penting.

S: Voltan hadapan adalah 2.0V tipikal. Bolehkah saya menghidupkannya dari sistem 3.3V?

J: Ya, sememangnya boleh. Dengan bekalan 3.3V (V_CC), nilai perintang siri akan dikira semula. Untuk I_F=15mA: R = (3.3 - 2.0) / 0.015 ≈ 87 Ω. Pastikan litar pemacu anda (mikropengawal, IC pemacu) boleh mengendalikan arus segmen apabila menarik katod rendah.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk pemasa digital mudah untuk inkubator makmal.

Paparan perlu boleh dibaca dari seberang bilik dalam cahaya makmal ambien. Ketinggian 57.0mm ELS-2326SURWA/S530-A3 dipilih untuk keterlihatan. Inkubator mempunyai mikropengawal dalaman yang beroperasi pada 5V. Konfigurasi anod sepunya dipilih untuk kesederhanaan. Reka bentuk menggunakan daftar anjakan tunggal 74HC595 untuk mengawal 7 katod segmen, dan tatasusunan transistor (contohnya, ULN2003) untuk menyerap arus untuk anod sepunya 4 digit, membenarkan pemultipleksan. Arus operasi ditetapkan kepada 12 mA setiap segmen untuk memastikan kecerahan yang baik sambil kekal dalam had 25mA dan membenarkan ruang kepala untuk penurunan suhu di dalam selungkup inkubator yang hangat (maks ~40°C). Perintang siri 220 Ω digunakan ((5V - 2.0V)/0.012A ≈ 250Ω; 220Ω ialah nilai piawai terdekat, menghasilkan I_F≈ 13.6mA). Susun atur PCB termasuk tapak kaki tepat dari spesifikasi, dan semasa pemasangan, juruteknik menggunakan tali ESD dan besi pateri terkawal suhu ditetapkan pada 350°C dengan sambungan pantas, kurang 3 saat setiap pin.

12. Prinsip Operasi

Paparan tujuh segmen ialah himpunan tujuh bar diod pemancar cahaya (LED) yang disusun dalam corak angka lapan. Setiap bar ialah LED bebas. Dengan menyala secara selektif gabungan tertentu daripada tujuh segmen ini, semua digit perpuluhan (0-9) dan beberapa huruf boleh dibentuk. Dalam paparan anod sepunya seperti ini, semua anod (terminal positif) segmen LED disambungkan bersama ke nod sepunya. Katod (terminal negatif) adalah berasingan. Untuk menyala segmen, voltan positif digunakan pada anod sepunya, dan katod segmen yang dikehendaki disambungkan kepada voltan yang lebih rendah (biasanya bumi) melalui litar had semasa. Bahan semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) yang digunakan dalam peranti ini ialah sebatian jurang jalur langsung yang direka khas untuk memancarkan cahaya dalam kawasan merah hingga amber spektrum boleh lihat apabila elektron bergabung semula dengan lubang merentasi jurang jalur, satu proses yang dipanggil elektroluminesens.

13. Trend Teknologi

Pasaran untuk paparan tujuh segmen diskret sebahagian besarnya stabil, dengan jenis lubang tembus seperti ini berkhidmat untuk reka bentuk warisan, pasaran pembaikan, dan aplikasi di mana ketegasan dihargai. Trend yang lebih luas dalam teknologi paparan adalah ke arah peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, modul berbilang digit berketumpatan tinggi, dan integrasi pengawal dan pemacu ke dalam pakej paparan. Terdapat juga trend ke arah gamut warna yang lebih luas dan penggunaan fosfor maju dalam LED putih, tetapi untuk penunjuk merah monokromatik, AlGaInP kekal sebagai teknologi kecekapan tinggi yang dominan. Prinsip pemacu arus, pengurusan terma, dan perlindungan ESD yang diliputi dalam spesifikasi ini adalah asas dan terpakai secara universal merentasi teknologi LED, dari paparan diskret ini kepada LED pencahayaan berkuasa tinggi moden.