Dokumen Teknikal ELD-526SURWA/S530-A3 Paparan Tujuh Segmen - Ketinggian Digit 13.6mm - Voltan Kehadapan 2.4V - Merah Cemerlang - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

ELD-526SURWA/S530-A3 ialah paparan alfanumerik tujuh segmen satu digit yang direka untuk pemasangan lubang tembus. Ia mempunyai saiz industri standard dengan ketinggian digit 13.6 milimeter (0.54 inci). Peranti ini dibina dengan cip LED AlGaInP merah cemerlang, yang ditempatkan dalam pakej resin penyebaran putih yang memberikan penampilan permukaan kelabu. Gabungan ini direka untuk memberikan kebolehpercayaan tinggi dan kebolehbacaan yang sangat baik walaupun dalam persekitaran dengan cahaya ambien yang terang. Paparan ini dikategorikan berdasarkan keamatan cahaya dan mematuhi piawaian alam sekitar bebas plumbum dan RoHS, menjadikannya sesuai untuk proses pemasangan elektronik moden.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama paparan ini termasuk penggunaan kuasa yang rendah, tapak kaki yang standard untuk penggantian atau integrasi yang mudah, dan prestasi yang teguh dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Reka bentuknya mengutamakan jangka hayat panjang dan output yang konsisten. Aplikasi sasaran adalah pelbagai, tertumpu terutamanya pada elektronik pengguna dan perindustrian di mana bacaan angka yang jelas adalah penting. Pasaran utama termasuk panel kawalan perkakas rumah (contohnya, ketuhar, mesin basuh), instrumentasi untuk peranti pengukuran, dan paparan bacaan digital serba guna dalam pelbagai peralatan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

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

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):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang serta-merta.
• Arus Kehadapan (I_F):25 mA (Berterusan). Arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Arus Kehadapan Puncak (I_FP):60 mA. Ini adalah arus berdenyut maksimum yang dibenarkan, ditentukan pada kitar tugas 1/10 dan frekuensi 1 kHz. Ia adalah penting untuk aplikasi pemultipleksan.
• Pelesapan Kuasa (P_d):60 mW. Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh peranti sebagai haba, dikira sebagai Voltan Kehadapan (V_F) didarab dengan Arus Kehadapan (I_F).
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti dijamin memenuhi spesifikasi yang diterbitkan.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C.
• Suhu Paterian (T_sol):260°C untuk tempoh tidak melebihi 5 saat. Ini adalah kritikal untuk proses paterian gelombang atau tangan.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C) dan mewakili prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Cahaya (I_v):Nilai tipikal ialah 12.5 mcd per segmen apabila didorong pada 10 mA. Minimum yang ditentukan ialah 7.8 mcd. Lembaran data menyatakan toleransi ±10% pada keamatan cahaya, yang merupakan sebahagian daripada proses pengkategorian (pembin). Pengukuran adalah purata merentasi satu digit tujuh segmen.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):632 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):624 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia dan mentakrifkan warna (merah cemerlang).
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini menunjukkan julat panjang gelombang yang dipancarkan, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak.
• Voltan Kehadapan (V_F):2.0 V (tipikal), dengan maksimum 2.4 V pada 20 mA. Toleransi ialah ±0.1V. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 100 µA pada voltan songsang 5V.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Lembaran data menunjukkan bahawa peranti "Dikategorikan untuk keamatan cahaya." Ini merujuk kepada proses pembin atau pengisihan.

• Pembin Keamatan Cahaya:LED diuji dan diisih ke dalam kumpulan (bin) berdasarkan keamatan cahaya yang diukur pada arus ujian standard. Toleransi yang ditentukan ±10% mentakrifkan julat untuk bin tertentu. Pereka harus sedar bahawa kecerahan boleh berbeza dalam julat ini dari satu lot pengeluaran ke lot lain, yang mungkin ketara jika berbilang paparan digunakan bersebelahan dalam produk.
• Pembin Voltan Kehadapan:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai parameter bin, toleransi ±0.1V pada V_Fmenunjukkan kawalan yang ketat. Variasi yang ketara dalam voltan kehadapan merentasi berbilang segmen atau digit boleh membawa kepada pengagihan arus yang tidak sekata jika didorong dalam konfigurasi selari ringkas tanpa pembatas arus individu.
• Pembin Panjang Gelombang/Warna:Lembaran data menentukan nilai tipikal untuk panjang gelombang puncak dan dominan tetapi tidak menyebut bin warna eksplisit. Untuk paparan merah cemerlang standard, panjang gelombang dominan tipikal 624 nm adalah sasaran.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data termasuk lengkung ciri tipikal yang memberikan pandangan tentang tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard.

4.1 Taburan Spektrum

Lengkung taburan spektrum (keamatan relatif vs. panjang gelombang) akan menunjukkan puncak sempit berpusat di sekitar 632 nm (puncak) dengan panjang gelombang dominan pada 624 nm. Lebar jalur 20 nm menunjukkan warna merah yang agak tulen, yang merupakan ciri bahan semikonduktor AlGaInP. Bahan ini terkenal dengan kecekapannya yang tinggi dalam julat warna merah ke ambar.

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

Lengkung ini menggambarkan hubungan tak linear antara arus dan voltan. Untuk LED tipikal, lengkung menunjukkan arus yang sangat rendah sehingga voltan kehadapan mencapai titik "lutut" (sekitar 1.8-2.0V untuk peranti ini), selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan kecil dalam voltan. Ini menekankan kepentingan mendorong LED dengan sumber arus malar dan bukannya sumber voltan malar untuk mengelakkan pelarian haba dan memastikan kecerahan yang konsisten.

4.3 Lengkung Penurunan Arus Kehadapan

Ini adalah graf kritikal untuk pengurusan haba. Ia menunjukkan arus kehadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu ambien meningkat, keupayaan peranti untuk melesapkan haba berkurangan. Oleh itu, arus operasi selamat maksimum mesti dikurangkan (diturunkan) untuk mengelakkan melebihi had suhu simpang dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang. Lengkung biasanya bermula pada arus dinilai (contohnya, 25 mA) pada 25°C dan mencerun ke bawah ke arus sifar pada suhu simpang maksimum.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi dan Lukisan

Lukisan dimensi pakej memberikan ukuran fizikal tepat untuk susun atur PCB. Dimensi utama termasuk ketinggian keseluruhan, lebar, dan kedalaman paparan, jarak antara pin (pic), diameter pin, dan saiz lubang PCB yang disyorkan. Lukisan termasuk nota bahawa toleransi adalah ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Jurutera mesti mematuhi dimensi ini untuk memastikan kesesuaian dan penjajaran yang betul pada papan litar bercetak.

5.2 Pinout dan Pengenalpastian Polarity

Gambarajah litar dalaman menunjukkan konfigurasi anod sepunya bagi tujuh segmen dan titik perpuluhan (jika ada). Ia mengenal pasti nombor pin yang sepadan dengan setiap segmen (a hingga g) dan pin anod sepunya. Pengenalpastian polarity yang betul adalah penting; menggunakan voltan songsang atau sambungan sepunya yang salah akan menghalang paparan daripada menyala atau boleh merosakkannya.

6. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

• Proses Paterian:Peranti ini sesuai untuk paterian gelombang atau paterian tangan. Penarafan maksimum mutlak untuk suhu paterian ialah 260°C untuk tempoh maksimum 5 saat. Ini adalah penarafan standard untuk komponen lubang tembus dan membantu mengelakkan kerosakan haba pada cip LED dan pakej plastik.
• Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD):Lembaran data mengandungi amaran kuat tentang kepekaan ESD. LED AlGaInP boleh rosak oleh nyahcas elektrostatik. Langkah berjaga-jaga pengendalian yang disyorkan termasuk penggunaan gelang pergelangan tangan yang dibumikan, stesen kerja dan lantai selamat ESD, tikar meja konduktif, dan pembumian yang betul untuk semua peralatan. Jika bahan penebat hadir, pengion atau kaedah peneutralan cas lain harus digunakan.
• Keadaan Penyimpanan:Peranti harus disimpan dalam julat suhu penyimpanan yang ditentukan (-40°C hingga +100°C) dalam persekitaran kelembapan rendah yang dilindungi ESD.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

Peranti dibungkus dalam tiub untuk pemasangan automatik. Proses pembungkusan standard adalah: 20 keping setiap tiub, 36 tiub setiap kotak, dan 4 kotak setiap karton utama. Ini berjumlah 2,880 keping setiap karton.

7.2 Penjelasan Label

Label pembungkusan termasuk beberapa kod: Nombor Produk Pelanggan (CPN), Nombor Produk Pengilang (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Pangkat Keamatan Cahaya (CAT), dan Nombor Lot (LOT No.). Medan "CAT" secara langsung sepadan dengan bin keamatan cahaya yang dibincangkan sebelum ini.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

Sebagai paparan anod sepunya, anod (pin sepunya) biasanya disambungkan kepada voltan bekalan positif melalui perintang pembatas arus atau suis transistor (untuk pemultipleksan). Katod setiap segmen kemudiannya disambungkan kepada IC pemacu (seperti penyahkod/pemacu 7-segmen atau pin GPIO mikropengawal) yang mampu menyerap arus yang diperlukan. Perintang pembatas arus siri adalah wajib untuk setiap segmen atau anod sepunya untuk menetapkan arus kehadapan kepada nilai yang dikehendaki (contohnya, 10-20 mA). Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F.

8.2 Pertimbangan dan Amaran Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau perintang pembatas arus. Jangan sekali-kali menyambungkan LED terus kepada sumber voltan.
• Perlindungan Voltan Songsang:Litar pemacu mesti memastikan tiada voltan songsang dikenakan pada LED, walaupun ketika dimatikan. Voltan songsang berterusan boleh menyebabkan penghijrahan logam dan kerosakan kekal. Dalam litar AC atau berbilang, pertimbangkan untuk menambah diod perlindungan selari dengan LED (bias songsang semasa operasi biasa).
• Pengurusan Haba:Untuk aplikasi suhu ambien tinggi atau apabila mendorong berhampiran arus maksimum, pertimbangkan lengkung penurunan. Pastikan jarak yang mencukupi pada PCB untuk pelesapan haba.
• Pemultipleksan:Paparan ini sesuai untuk aplikasi berbilang di mana berbilang digit berkongsi talian pemacu. Penarafan arus kehadapan puncak (60 mA pada kitar tugas 1/10) menyokong ini. Arus purata per segmen tidak boleh melebihi penarafan arus kehadapan berterusan (25 mA).

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama atau paparan yang lebih kecil, ELD-526SURWA/S530-A3 menawarkan kelebihan tertentu:

• Bahan (AlGaInP vs. GaAsP):Teknologi AlGaInP memberikan kecekapan cahaya yang lebih tinggi dan warna merah cemerlang yang lebih tepu berbanding LED GaAsP lama, yang sering kelihatan lebih oren atau malap.
• Saiz Standard:Ketinggian digit 13.6mm adalah standard industri, memastikan keserasian luas dengan reka bentuk produk dan bingkai sedia ada.
• Penggunaan Kuasa Rendah:Dengan voltan kehadapan tipikal 2.0V, ia beroperasi dengan cekap, mengurangkan keperluan bekalan kuasa dan penjanaan haba berbanding paparan dengan V_F.
• Permukaan Kelabu:Permukaan kelabu (berbanding hitam) memberikan kontras yang lebih baik dalam persekitaran yang terang dengan mengurangkan pantulan cahaya ambien, meningkatkan kebolehbacaan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya mendorong paparan ini dengan logik 5V dari mikropengawal?

J: Ya, tetapi anda mesti menggunakan perintang pembatas arus. Contohnya, untuk mencapai ~10 mA dengan bekalan 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 Ohm. Perintang 330 Ohm adalah nilai standard yang akan memberikan arus yang sedikit kurang, yang selamat.

S: Mengapa terdapat keamatan cahaya minimum yang ditentukan (7.8 mcd) dan tipikal (12.5 mcd)?

J: Minimum adalah had bawah yang dijamin untuk peranti yang dijual di bawah nombor bahagian ini. Tipikal adalah output purata dari pengeluaran. Disebabkan proses pembin (±10%), anda mungkin menerima peranti yang kecerahan berada di mana-mana dalam julat terkategori itu.

S: Adakah paparan ini sesuai untuk penggunaan luar?

J: Julat suhu operasi (-40°C hingga +85°C) mencadangkan ia boleh mengendalikan pelbagai persekitaran. Walau bagaimanapun, untuk pendedahan luar langsung, pertimbangkan faktor tambahan yang tidak diliputi dalam lembaran data, seperti rintangan UV plastik, kalis air, dan salutan konformal untuk PCB.

S: Apa yang berlaku jika saya melebihi voltan songsang 5V?

J: Melebihi penarafan voltan songsang boleh menyebabkan kegagalan serta-merta dan bencana pada simpang LED disebabkan oleh kerosakan runtuhan. Peranti ini tidak direka untuk menahan bias songsang.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter Digital Ringkas.

Seorang pereka sedang mencipta unit bekalan kuasa meja yang memerlukan paparan voltan 3 digit. Mereka memilih tiga paparan ELD-526SURWA/S530-A3. Mikropengawal (contohnya, ATmega328) akan menggunakan IC pemacu 7-segmen seperti MAX7219. Langkah reka bentuk termasuk: 1) Menyusun atur PCB mengikut dimensi pakej, memastikan jarak pin yang betul. 2) Menyambungkan anod sepunya setiap digit ke talian pilihan digit IC pemacu. 3) Menyambungkan katod segmen (a-g) ke talian segmen IC pemacu. 4) Memprogram mikropengawal untuk membaca nilai ADC, menukarnya kepada voltan, dan menghantar kod digit yang sesuai kepada MAX7219 melalui SPI. 5) Menetapkan arus pemacu dalam daftar MAX7219 untuk mensasarkan 10-15 mA per segmen, memastikan ia kekal dalam penarafan paparan. Permukaan kelabu paparan dipilih khusus kerana persekitaran makmal mempunyai pencahayaan pendarfluor atas kepala.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan LED tujuh segmen ialah himpunan Diod Pemancar Cahaya (LED) individu yang disusun dalam corak digit "8". Setiap segmen (dinamakan a hingga g) adalah LED berasingan. Dengan menyalakan segmen tertentu secara selektif, sebarang angka dari 0 hingga 9 dan beberapa huruf boleh dibentuk. ELD-526SURWA/S530-A3 menggunakan konfigurasi anod sepunya, bermakna anod (terminal positif) semua LED segmen dalam satu digit disambungkan bersama kepada pin sepunya. Untuk menyalakan segmen, anod sepunyanya disambungkan kepada sumber voltan (melalui pembatas arus), dan katodnya (terminal negatif) disambungkan kepada voltan yang lebih rendah (bumi). Cahaya dihasilkan melalui elektroluminesens dalam bahan semikonduktor AlGaInP: apabila voltan kehadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya) pada panjang gelombang yang sepadan dengan jurang jalur bahan, yang berada dalam spektrum merah.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Paparan LED tujuh segmen mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai. Walaupun teknologi paparan yang lebih baru seperti OLED matriks titik atau LCD TFT menawarkan fleksibiliti yang lebih besar untuk grafik dan fon tersuai, LED 7-segmen mengekalkan kelebihan kuat dalam aplikasi tertentu: kecerahan yang unggul dan kebolehbacaan cahaya matahari, sudut pandangan yang sangat luas, kebolehpercayaan tinggi dan jangka hayat panjang, kesederhanaan kawalan, dan kos yang lebih rendah untuk aplikasi yang hanya memerlukan output angka. Trend dalam paparan LED diskret sedemikian adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per mA arus), pembin yang lebih ketat untuk konsistensi warna dan kecerahan, dan pematuhan berterusan dengan peraturan alam sekitar yang berkembang (RoHS, REACH). Pakej lubang tembus, seperti yang digunakan dalam lembaran data ini, secara beransur-ansur ditambah dengan versi peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, tetapi lubang tembus kekal penting untuk prototaip, pembaikan, dan aplikasi yang memerlukan keteguhan mekanikal yang lebih tinggi.