LTD-6402JS-02 Техническая документация на светодиодный дисплей - Высота цифры 0,56 дюйма - AlInGaP желтый - Прямое напряжение 2,6 В - Низкое энергопотребление - Английская техническая документация

Обзор продукта

LTD-6402JS-02 — это высокопроизводительный, энергоэффективный модуль семисегментного индикатора, предназначенный для применений, требующих четкого числового отображения. Его основная функция — предоставление высокочитаемого, надежного и энергоэффективного решения для отображения информации. Ключевое преимущество данного устройства заключается в использовании передовой полупроводниковой технологии Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) для светодиодных чипов, которая обеспечивает превосходную яркость и эффективность по сравнению с более старыми технологиями, такими как стандартный Gallium Phosphide (GaP). Устройство классифицировано по световой интенсивности, что гарантирует стабильный уровень яркости между производственными партиями. Его целевой рынок включает промышленную инструментальную технику, потребительскую электронику, контрольно-измерительное оборудование и любые встраиваемые системы, где требуется компактный, яркий и энергоэффективный числовой дисплей.

Детальный анализ технических параметров

2.1 Оптоэлектрические характеристики

Оптоэлектрические характеристики определены при стандартной температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Ключевой параметр, Средняя сила света (Iv), имеет типичное значение 700 µcd при прямом токе (IF) всего 1мА на сегмент, что подчеркивает его исключительную способность работы на низких токах. Пиковая длина волны излучения (λp) составляет обычно 588 нм, а Доминирующая длина волны (λd) — 587 нм, что прочно помещает излучаемый свет в желтую область видимого спектра. Полуширина спектральной линии (Δλ) равна 15 нм, что указывает на относительно чистый цвет излучения. Критическим параметром для однородности многоразрядных или многосегментных индикаторов является Коэффициент соответствия силы света (IV-m), который задан максимальным значением 2:1 при токе сегментов 10мА, что обеспечивает приемлемую визуальную однородность.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют пределы и условия эксплуатации. В абсолютных максимальных рейтингах указан непрерывный прямой ток на сегмент 25 мА с линейным снижением номинала от 25°C. Устройство может выдерживать пиковый прямой ток 100 мА в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс). Максимальное обратное напряжение на сегмент составляет 5 В. В типичных рабочих условиях прямое напряжение на сегмент (VF) варьируется от 2,05 В до 2,6 В при IF=20 мА. Обратный ток (IR) не превышает 100 мкА при VR=5 В. Рассеиваемая мощность на сегмент составляет 75 мВт.

2.3 Тепловые и экологические характеристики

Устройство рассчитано на рабочий диапазон температур от -35°C до +105°C, с идентичным диапазоном температур хранения. Такой широкий диапазон делает его пригодным для работы в суровых условиях. Для монтажа максимальная температура пайки составляет 260°C в течение не более 3 секунд, измеренная на расстоянии 1,6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки компонента, что является стандартным руководством для процессов волновой или конвекционной пайки.

3. Объяснение системы бининга

В техническом описании явно указано, что устройство "категоризировано по силе света". Это указывает на процесс бининга или сортировки на основе измеренного светового потока. Хотя конкретные коды бинов в данном документе не приводятся, такая практика гарантирует, что клиенты получают дисплеи с одинаковыми уровнями яркости. Как правило, такая категоризация включает тестирование каждого устройства на заданном токе (например, 10 мА или 20 мА) и группировку их в бины на основе предопределенных диапазонов интенсивности (например, 400-600 мккд, 600-800 мккд). Это позволяет разработчикам выбрать бин, соответствующий их конкретным требованиям к яркости, и обеспечивает визуальную однородность в многоразрядных дисплеях.

4. Анализ рабочих характеристик

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные рабочие характеристики такого устройства включали бы несколько ключевых графиков. Зависимость тока от прямого напряжения (I-V кривая) покажет экспоненциальную зависимость, помогая разработчикам понять требования к напряжению при различных токах смещения. Зависимость силы света от прямого тока (L-I кривая) имеет решающее значение, показывая, как световой поток увеличивается с ростом тока, часто демонстрируя почти линейную зависимость в рабочем диапазоне до возможного насыщения. Зависимость силы света от температуры окружающей среды кривые демонстрируют снижение светового потока с ростом температуры, что крайне важно для применений в условиях высоких температур. Наконец, Кривая спектрального распределения наглядно отображает пиковую длину волны и спектральную ширину, подтверждая желтую цветовую точку.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габариты упаковки

Устройство выполнено в стандартном корпусе для двухразрядного семисегментного индикатора. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0,25 мм (0,01"). Ключевым размером является высота цифры, составляющая 0,56 дюйма (14,22 мм). Подробный механический чертёж включает общую длину, ширину и высоту корпуса, расстояние между цифрами, размеры сегментов, а также положение и диаметр монтажных выводов.

5.2 Расположение выводов и идентификация полярности

LTD-6402JS-02 представляет собой Общий анод Устройство конфигурации. Оно имеет два независимых общих анодных вывода: вывод 12 для цифры 1 и вывод 9 для цифры 2. Это позволяет осуществлять раздельное мультиплексирование каждой цифры. Катоды сегментов (от A до G, включая десятичную точку) являются общими для обеих цифр. Например, вывод 11 является катодом сегмента 'A' как для цифры 1, так и для цифры 2. Выводы 6 и 8 обозначены как "No Connection" (NC). Правая десятичная точка (D.P.) присутствует и управляется через вывод 3. Правильная идентификация общего анода критически важна для корректного проектирования схемы, чтобы обеспечить источник тока на общий вывод и сток тока через выводы отдельных сегментов.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Основное указание — ограничение температуры пайки: максимум 260°C в течение не более 3 секунд, измеренное на расстоянии 1,6 мм ниже плоскости установки. Это стандартная рекомендация JEDEC для выводных компонентов, предназначенная для предотвращения повреждения кристалла светодиода, проводных соединений или пластикового корпуса. Для сборки применимы стандартные процессы волновой или селективной пайки. Рекомендуется следовать стандартным руководствам IPC по очистке, чтобы избежать остатков флюса на светло-серой лицевой поверхности, что может повлиять на контрастность и внешний вид. Также рекомендуется правильное обращение для избежания механических нагрузок на выводы.

7. Информация об упаковке и заказе

Номер детали: LTD-6402JS-02. Суффикс "JS" часто обозначает специфические характеристики, такие как цвет и тип корпуса. "02" может указывать на ревизию или конкретный бин. Устройство, вероятно, поставляется в стандартных антистатических трубках или лотках для автоматизированной сборки. Ссылка на техническое описание: Spec No.: DS30-2000-040. Конструкторам всегда следует уточнять точную упаковку (например, количество в трубке, трубок в коробке) у поставщика или дистрибьютора во время заказа.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для любого применения, требующего одного или двух ярких, легко читаемых цифр. Типичные области использования включают: панельные измерители напряжения, тока или температуры; цифровые часы и таймеры; модули табло; панели управления бытовой техникой (например, микроволновые печи, стиральные машины); индикаторы измерительного оборудования; а также индикаторы состояния систем промышленного управления.

8.2 Вопросы проектирования

Current Limiting: Как устройство с общим анодом, анодные выводы должны быть подключены к источнику положительного напряжения через схему ограничения тока. Каждый вывод катода сегмента должен быть подключен к стоку тока, обычно к выводу ввода-вывода микроконтроллера или к драйверной ИС. Внешние токоограничивающие резисторы являются абсолютно обязательными для каждого сегмента или общего анода, чтобы предотвратить чрезмерный ток и разрушение светодиодов. Значение резистора можно рассчитать по формуле R = (Vcc - Vf) / If, где Vf — прямое напряжение (для надежности используйте максимум 2,6 В), а If — желаемый прямой ток (например, 10-20 мА для полной яркости, 1-5 мА для низкого энергопотребления).

Мультиплексирование: Для работы с двухразрядным индикатором общие аноды (выводы 9 и 12) быстро переключаются, в то время как соответствующие данные сегментов подаются на общие катодные выводы. Это сокращает количество необходимых выводов драйвера с 15 (7 сегментов + DP на разряд) до всего 9 (7 сегментов + DP + 2 общих). Для предотвращения видимого мерцания рекомендуется частота обновления выше 60 Гц.

Угол обзора: В техническом описании заявлен "широкий угол обзора", что типично для светодиодных семисегментных индикаторов. Это следует учитывать при механическом размещении дисплея внутри корпуса конечного продукта.

9. Техническое сравнение

Ключевым отличием LTD-6402JS-02 является использование AlInGaP на непрозрачной подложке GaAs для желтого свечения. По сравнению с более старой технологией GaP:Y (фосфид галлия, легированный азотом для желтого свечения), светодиоды AlInGaP обеспечивают значительно более высокую световую отдачу и яркость при том же токе, лучшую чистоту цвета и превосходные характеристики в зависимости от температуры. По сравнению со стандартными красными светодиодами GaAsP или GaP, желтый цвет обеспечивает отличный контраст на светло-сером фоне и часто считается более приятным для глаз и менее утомительным в условиях слабого освещения. Его способность работать на низких токах (вплоть до 1 мА на сегмент с достаточной яркостью) дает ему преимущество в устройствах с батарейным питанием или чувствительных к энергопотреблению по сравнению с дисплеями, требующими 10-20 мА для адекватной видимости.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чем разница между общим анодом и общим катодом?
О: В индикаторе с общим анодом все аноды светодиодов (сегментов) соединены вместе и подключены к положительному источнику питания. Сегмент включается путем подключения его катода к земле (низкий логический уровень). В индикаторе с общим катодом все катоды соединены с землей, и сегмент включается путем подачи положительного напряжения на его анод. LTD-6402JS-02 — это устройство с общим анодом.

Вопрос: Могу ли я управлять этим дисплеем напрямую с вывода микроконтроллера?
Ответ: Вы можете потреблять ток от катодов сегментов, используя вывод микроконтроллера, настроенный как выход с низким уровнем, при условии, что не превышен максимально допустимый ток стока вывода (проверьте даташит на МК). Однако, как правило, вы не можете обеспечить достаточный ток с вывода МК для непосредственного управления общим анодом при мультиплексировании. Для коммутации более высокого тока общего анода каждой цифры обычно требуется транзистор (например, PNP биполярный или P-канальный MOSFET).

Вопрос: Почему существует соотношение соответствия яркости 2:1?
A> This means that the dimmest segment in a display will be no less than half as bright as the brightest segment under the same test conditions. This ratio ensures reasonable visual uniformity. For critical applications, selecting displays from the same intensity bin is recommended.

В: Что означает "AlInGaP на непрозрачной подложке GaAs"?
A> The light-emitting layers are made of AlInGaP semiconductor material. This active layer is grown on a Gallium Arsenide (GaAs) wafer which does not transmit light. Therefore, light is emitted only from the top surface of the chip, which is a standard construction for high-brightness LEDs, contributing to the high contrast mentioned in the features.

11. Пример практического применения

Пример проекта: Простое двухразрядное считывание показаний вольтметра.
Рассмотрим проектирование индикатора вольтметра постоянного тока на 0-99 В. Микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем (ADC) считывает входное напряжение. Программное обеспечение масштабирует значение ADC в число от 0 до 99. Для управления LTD-6402JS-02:
1. Два общих анодных вывода подключены к двум отдельным выводам ввода-вывода MCU через маломощные PNP-транзисторы (например, 2N3906). Базы управляются через токоограничивающие резисторы.
2. Восемь выводов катодов сегментов (A-G и DP) подключены к восьми выводам ввода-вывода MCU, каждый с последовательным токоограничивающим резистором (например, 150 Ом для тока ~20 мА при питании 5 В, с учетом Vf~2.6 В).
3. В прошивке установлено прерывание по таймеру для мультиплексирования. В одном цикле прерывания МК выполняет следующие действия:
- Отключает оба транзистора разрядов.
- Вычисляет код для семисегментного индикатора десятков.
- Выводит этот код на выводы сегментов.
- Включает транзистор общего анода для разряда десятков.
- Выдерживает короткую задержку (например, 5 мс).
- Повторяет процесс для разряда единиц.
Это создает устойчивый, без мерцания, двухразрядный дисплей, отображающий измеренное напряжение.

12. Введение в технологический принцип

Светодиодные чипы в этом дисплее основаны на фосфиде алюминия-индия-галлия (AlInGaP), полупроводниковом соединении III-V группы. При приложении прямого напряжения к p-n-переходу этого материала электроны и дырки инжектируются в активную область. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, которая задается путем точного контроля соотношений алюминия, индия, галлия и фосфора в процессе роста кристалла. Желтый цвет (~587-588 нм) достигается при определенном составе. «Непрозрачная подложка из GaAs» служит механической опорой, но поглощает любой свет, излучаемый вниз, заставляя весь полезный свет выходить через верхнюю часть чипа, что повышает направленность и контрастность дисплея.

13. Технологические тренды

Хотя семисегментные индикаторы остаются основным решением для цифрового отображения, общий тренд в технологии дисплеев движется в сторону более интегрированных и универсальных решений. Точечно-матричные OLED- и LCD-дисплеи предлагают возможность отображения буквенно-цифровой информации и графики в корпусах схожего размера. Однако для применений, требующих предельной простоты, надёжности, широкого температурного диапазона, высокой яркости и низкой стоимости на один разряд, светодиодные семисегментные индикаторы, такие как LTD-6402JS-02, по-прежнему остаются весьма актуальными. Развитие в этом сегменте само по себе сосредоточено на повышении эффективности (больше света на мА), улучшении углов обзора, уменьшении размера корпуса (SMD-версии) и расширении цветовых вариантов. Использование AlInGaP, как в данном случае, представляет собой значительный шаг в эффективности по сравнению со старыми технологиями и остаётся стандартом для высокопроизводительных красных, оранжевых и жёлтых светодиодов.