Spesifikasi Teknikal Paparan LED ELD-512SURWB/S530-A3 - Ketinggian Digit 14.22mm - Voltan Hadapan 2.4V - Arus Hadapan 25mA - Warna Merah Cemerlang

1. Gambaran Keseluruhan Produk

ELD-512SURWB/S530-A3 ialah paparan alfanumerik tujuh segmen kebolehpercayaan tinggi yang direka untuk pemasangan lubang-lalu. Ia mempunyai saiz industri standard dengan ketinggian digit 14.22mm (0.56 inci), menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas. Paparan ini menggunakan segmen putih pada permukaan latar belakang hitam, memberikan kontras dan kebolehbacaan yang sangat baik walaupun dalam keadaan pencahayaan ambien yang terang. Pembinaan dan bahan-bahannya mematuhi piawaian alam sekitar bebas plumbum dan RoHS.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama paparan ini termasuk penggunaan kuasa rendah, tapak kaki yang distandardkan untuk integrasi mudah ke dalam reka bentuk sedia ada, dan pengkategorian keamatan bercahaya untuk prestasi yang konsisten merentasi kumpulan pengeluaran. Ia dibina untuk kebolehpercayaan dalam persekitaran yang mencabar. Aplikasi sasaran terutamanya dalam elektronik pengguna dan industri, termasuk perkakas rumah (contohnya, ketuhar, ketuhar gelombang mikro), pelbagai panel instrumen untuk sistem pengukuran dan kawalan, dan paparan bacaan digital tujuan am di mana nombor yang jelas dan mudah dibaca diperlukan.

2. Analisis Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik dan termal peranti seperti yang ditakrifkan dalam jadual penarafan maksimum mutlak dan ciri-ciri elektro-optik.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini dinilai untuk arus hadapan berterusan maksimum (I_F) sebanyak 25 mA. Untuk operasi berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz, arus hadapan puncak (I_FP) boleh mencapai 60 mA. Voltan songsang maksimum (V_R) adalah terhad kepada 5 V; melebihi ini boleh merosakkan simpang LED. Jumlah penyebaran kuasa (P_d) tidak boleh melebihi 60 mW. Julat suhu operasi ditetapkan dari -40°C hingga +85°C, dengan julat suhu penyimpanan yang lebih luas dari -40°C hingga +100°C. Peranti ini boleh menahan suhu pematerian 260°C untuk tempoh maksimum 5 saat, yang serasi dengan proses reflow bebas plumbum standard dan pematerian tangan.

2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik

Di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C, I_F=10mA), keamatan bercahaya tipikal (I_v) untuk satu segmen ialah 17.6 mcd, dengan nilai minimum yang ditetapkan sebanyak 7.8 mcd. Voltan hadapan (V_F) pada 20mA biasanya 2.0V, dengan maksimum 2.4V. Warna yang dipancarkan ialah merah cemerlang, dicapai menggunakan bahan cip AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide). Panjang gelombang puncak (λ_p) biasanya 632 nm, dan panjang gelombang dominan (λ_d) biasanya 624 nm, dengan lebar jalur spektrum (Δλ) kira-kira 20 nm, mentakrifkan ketulenan dan warna merah. Arus songsang (I_R) adalah sangat rendah, dengan maksimum 100 µA pada sesaran songsang 5V.

2.3 Ciri-Ciri Termal

Prestasi peranti bergantung pada suhu. Arus hadapan mesti dikurangkan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan melebihi suhu simpang maksimum dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang. Lengkung pengurangan arus hadapan yang disediakan secara visual mentakrifkan arus berterusan maksimum yang dibenarkan pada mana-mana suhu operasi yang diberikan dalam julat yang ditetapkan.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Spesifikasi menunjukkan bahawa peranti dikategorikan (dikumpulkan) untuk keamatan bercahaya. Ini bermakna semasa pembuatan, LED diuji dan dikumpulkan berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus standard (contohnya, 10mA). Ini memastikan konsistensi kecerahan untuk pengguna akhir, terutamanya penting apabila berbilang paparan digunakan dalam satu produk. Toleransi untuk keamatan bercahaya ditetapkan sebagai ±10%. Begitu juga, voltan hadapan mempunyai toleransi ±0.1V di sekitar nilai tipikal, yang membantu dalam mereka bentuk litar pemacu yang stabil.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Taburan Spektrum

Lengkung taburan spektrum menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza. Untuk LED merah berasaskan AlGaInP ini, lengkung akan berpusat di sekitar julat 624-632 nm dengan lebar jalur 20 nm yang ditetapkan. Lengkung ini penting untuk aplikasi di mana ketulenan warna atau padanan panjang gelombang tertentu adalah kritikal.

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

Lengkung asas ini menggambarkan hubungan antara voltan yang dikenakan merentasi LED dan aliran arus yang terhasil. Ia adalah tidak linear. V_F tipikal 2.0V pada 20mA ialah titik operasi utama dari lengkung ini. Memahami hubungan ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatasan arus yang sesuai, kerana LED adalah peranti yang didorong oleh arus.

4.3 Lengkung Pengurangan Arus Hadapan

Graf penting ini memplotkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan terhadap suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan secara linear. Mematuhi lengkung pengurangan ini adalah penting untuk mengelakkan pelarian terma dan memastikan peranti beroperasi dalam kawasan operasi selamatnya (SOA), seterusnya memaksimumkan jangka hayat operasinya.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini ialah komponen lubang-lalu dengan pakej ketinggian digit standard 14.22mm. Lukisan dimensi pakej terperinci memberikan semua ukuran mekanikal kritikal, termasuk ketinggian keseluruhan, lebar, dimensi segmen digit, dan jarak serta diameter kaki (pin). Toleransi untuk dimensi yang tidak ditentukan ialah ±0.25mm. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan konfigurasi anod sepunya bagi tujuh segmen dan titik perpuluhan, yang penting untuk mereka bentuk litar pemultipleksan atau pemacu langsung dengan betul. Pinout mengenal pasti pin mana yang sepadan dengan setiap segmen (a-g) dan anod sepunya.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Penarafan maksimum mutlak untuk suhu pematerian ialah 260°C untuk tempoh tidak melebihi 5 saat. Parameter ini mesti dipatuhi dengan ketat semasa proses pematerian gelombang atau pematerian tangan untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED dalaman dan pakej resin epoksi. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) standard mesti diikuti semasa pengendalian dan pemasangan, kerana dadu LED sensitif kepada elektrik statik. Ini termasuk penggunaan gelang pergelangan tangan yang dibumikan, stesen kerja selamat ESD, dan tikar lantai konduktif. LED mesti sentiasa beroperasi di bawah keadaan sesaran hadapan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Proses pembungkusan standard adalah: 20 keping setiap tiub, 63 tiub setiap kotak, dan 4 kotak setiap karton induk. Label pada pembungkusan mengandungi beberapa medan utama untuk kebolehjejakan dan pengenalan: CPN (Nombor Produk Pelanggan), P/N (Nombor Produk), QTY (Kuantiti Pembungkusan), CAT (Pangkat/Kategori Keamatan Bercahaya), dan No. LOT (Nombor Lot). Memahami pelabelan ini adalah penting untuk kawalan inventori dan memastikan versi komponen yang betul digunakan dalam pengeluaran.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

Sebagai paparan anod sepunya, setiap katod segmen didorong secara bebas, biasanya melalui perintang pembatasan arus dan transistor atau IC pemacu LED khusus yang mampu menyerap arus yang diperlukan. Pin anod sepunya disambungkan kepada voltan bekalan positif. Pemultipleksan beberapa digit adalah teknik biasa untuk mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan pada pengawal mikro.

8.2 Pertimbangan dan Amaran Reka Bentuk

Pembatasan Arus:Perintang siri adalah wajib untuk setiap segmen untuk menetapkan arus hadapan kepada nilai yang dikehendaki (contohnya, 10-20 mA), dikira berdasarkan voltan bekalan dan voltan hadapan LED.Perlindungan Voltan Songsang:Litar mesti direka untuk mengelakkan penggunaan voltan songsang melebihi 5V, kerana ini boleh menyebabkan kerosakan yang tidak boleh dipulihkan. Jika litar pemacu boleh mendedahkan LED kepada voltan songsang apabila dimatikan, diod perlindungan selari dengan LED (disongsangkan semasa operasi normal) mungkin diperlukan.Pengurusan Termal:Pastikan arus operasi dikurangkan mengikut suhu ambien. Dalam persekitaran suhu tinggi, pertimbangkan untuk mengurangkan arus pemacu atau meningkatkan pengudaraan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi lama atau paparan yang lebih kecil, ELD-512SURWB/S530-A3 menawarkan keseimbangan saiz (0.56\"), kecerahan, dan kebolehpercayaan. Pembeza utama termasuk penggunaan bahan semikonduktor AlGaInP yang cekap untuk pancaran merah terang, reka bentuk putih-atas-hitam untuk kontras tinggi, dan pematuhan kepada piawaian alam sekitar moden (bebas plumbum, RoHS). Reka bentuk lubang-lalu menawarkan keteguhan mekanikal dan kemudahan prototaip berbanding alternatif pemasangan permukaan, walaupun ia memerlukan lebih banyak ruang papan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah tujuan pengkategorian keamatan bercahaya (CAT)?

J: Ia mengumpulkan LED dengan tahap kecerahan yang serupa. Ini memastikan penampilan seragam apabila berbilang paparan digunakan bersebelahan dalam produk, mengelakkan ketidakpadanan terang/gelap.

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

J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang pembatasan arus. Untuk bekalan 5V, V_F tipikal 2.0V, dan I_F yang dikehendaki 20mA, nilai perintang akan menjadi R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Juga, pastikan pin MCU boleh menyerap arus segmen yang diperlukan.

S: Apakah maksud \"anod sepunya\"?

J: Ia bermaksud anod (sisi positif) semua segmen LED disambungkan bersama kepada satu pin sepunya. Untuk menyalakan segmen, anda menyambungkan anod sepunya kepada Vcc dan memacu pin katod yang sepadan ke RENDAH (ke bumi melalui perintang).

S: Adakah penyerap haba diperlukan?

J> Untuk operasi berterusan pada arus penarafan maksimum (25mA) berhampiran had suhu atas, susun atur papan yang teliti untuk penyebaran haba adalah dinasihatkan. Untuk kebanyakan aplikasi pada arus dan suhu sederhana, tiada penyerap haba berasingan diperlukan.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Contoh 1: Paparan Voltmeter 4-Digit Mudah.Empat paparan ELD-512SURWB boleh dipultipleks untuk menunjukkan bacaan voltan dari 0.000 hingga 19.99V. Pengawal mikro akan mengaktifkan anod sepunya setiap digit secara berurutan melalui transistor PNP dan mengeluarkan corak 7-segmen yang betul untuk digit tersebut pada talian katod kongsi, dengan perintang pembatasan arus yang sesuai pada setiap talian katod. Kadar segar semula mestilah cukup tinggi (>60Hz) untuk mengelakkan kelipan.

Contoh 2: Paparan Pemasa/Undur Balik Industri.Digunakan pada panel kawalan, kontras tinggi paparan memastikan kebolehbacaan dalam persekitaran kilang yang terang. Julat suhu operasi yang luas (-40°C hingga +85°C) menjadikannya sesuai untuk ruang yang tidak dikawal iklim. Litar pemacu akan direka untuk beroperasi pada 15mA yang konservatif setiap segmen untuk meningkatkan kebolehpercayaan jangka panjang dan meminimumkan penjanaan haba.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan LED tujuh segmen ialah himpunan berbilang Diod Pemancar Cahaya (LED) yang disusun dalam corak angka lapan. Setiap segmen (dilabelkan a hingga g) ialah LED individu. Apabila disesarkan hadapan—bermaksud voltan positif dikenakan pada anod berbanding katod—elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor (cip AlGaInP dalam kes ini), membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi bahan khusus (AlGaInP) menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan, yang berada dalam spektrum merah cemerlang untuk peranti ini. Dengan menyalakan gabungan berbeza tujuh segmen ini secara selektif, semua digit perpuluhan (0-9) dan beberapa huruf boleh dibentuk.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Walaupun paparan lubang-lalu seperti ini kekal popular untuk keteguhan dan kemudahan penggunaan dalam aplikasi tertentu, trend keseluruhan dalam elektronik adalah ke arah pengecilan dan teknologi pemasangan permukaan (SMT). Paparan SMT menawarkan tapak kaki yang lebih kecil, profil yang lebih rendah, dan lebih sesuai untuk pemasangan pick-and-place automatik. Walau bagaimanapun, komponen lubang-lalu masih dihargai dalam pembuatan prototaip, tetapan pendidikan, peralatan industri di mana rintangan getaran adalah kunci, dan untuk aplikasi di mana pematerian atau pembaikan manual dijangka. Teknologi LED asas, AlGaInP untuk merah/jingga/kuning dan InGaN untuk biru/hijau/putih, terus bertambah baik dalam kecekapan (lebih banyak cahaya per watt) dan kebolehpercayaan. Paparan masa depan mungkin mengintegrasikan lebih banyak kepintaran, seperti pemacu terbina dalam atau antara muka komunikasi (contohnya, I2C), memudahkan reka bentuk untuk jurutera akhir.