Техническая документация на светодиодный индикатор LTD-5721AJS - Высота цифры 0.56 дюйма - Желтый AlInGaP - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTD-5721AJS — это высокопроизводительный, низкопотребляющий семисегментный светодиодный индикаторный модуль. Его основная функция — обеспечение четкого, яркого вывода числовой и ограниченной алфавитно-цифровой информации в электронных устройствах. Основная технология основана на полупроводниковом материале Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP), известном своей высокой эффективностью и превосходной чистотой цвета в желто-оранжево-красном спектре. Данное конкретное устройство излучает желтый свет, характеризуемый своей доминирующей длиной волны. Индикатор имеет светло-серый фон и белый цвет сегментов, что значительно повышает контрастность и читаемость при различных условиях освещения. Он классифицируется по световой силе, что обеспечивает стабильные уровни яркости между производственными партиями, что критически важно для применений, требующих однородного визуального вывода.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Данный индикатор разработан для применений, где критически важны энергоэффективность, надежность и визуальная четкость. Его низкие требования к току (сегменты работают при токах от 1 мА) делают его идеальным для устройств с питанием от батарей или энергосберегающих устройств, таких как портативные измерительные приборы, ручные мультиметры, потребительская электроника и промышленные панели управления. Высокая яркость и широкий угол обзора гарантируют, что отображаемая информация легко читается с различных ракурсов, что является ключевой особенностью для приборов, устанавливаемых на панели. Надежность твердотельной технологии светодиодов обеспечивает длительный срок службы без движущихся частей, что делает его подходящим для суровых условий, где важна механическая износостойкость. Непрерывные однородные сегменты обеспечивают отличный внешний вид символов, придавая чистый и профессиональный вид.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный, объективный анализ электрических и оптических характеристик, определенных в техническом описании. Понимание этих параметров необходимо для правильного проектирования схемы и интеграции в систему.

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Ключевые оптические параметры измеряются в стандартных условиях испытаний (обычно при температуре окружающей среды 25°C).Средняя сила света (Iv)составляет от минимум 320 мккд до типичных 700 мккд при прямом токе (IF) 1 мА на сегмент. Этот параметр количественно определяет воспринимаемую яркость излучаемого света.Пиковая длина волны излучения (λp)составляет 588 нм, что указывает на длину волны, при которой спектральное распределение мощности максимально.Доминирующая длина волны (λd)составляет 587 нм — это та единственная длина волны, которую воспринимает человеческий глаз и которая наилучшим образом соответствует цвету излучаемого света.Полуширина спектральной линии (Δλ)составляет 15 нм, описывая ширину полосы излучаемого света; более узкая полуширина указывает на более монохроматический, чистый цвет. Сила света измеряется с использованием комбинации датчика и фильтра, аппроксимирующей кривую спектральной чувствительности глаза CIE, что обеспечивает соответствие измерений человеческому зрительному восприятию.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют рабочие границы и требования для схемы управления.Прямое напряжение на сегмент (VF)составляет от 2.05 В (мин.) до 2.6 В (макс.) при испытательном токе 20 мА. Это падение напряжения на светодиоде, когда он проводит ток. Конструкторы должны обеспечить, чтобы схема управления могла обеспечить это напряжение.Обратный ток на сегмент (IR)составляет максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5 В, что указывает на уровень утечки при обратном смещении светодиода. Превышение абсолютных максимальных значений может привести к необратимому повреждению. К ним относятся максимальнаяРассеиваемая мощность на сегмент40 мВт,Пиковый прямой ток60 мА (в импульсном режиме) иПостоянный прямой ток25 мА, который должен быть линейно снижен выше 25°C со скоростью 0.33 мА/°C. МаксимальноеОбратное напряжениесоставляет 5 В.

2.3 Тепловые и климатические характеристики

Устройство рассчитано наДиапазон рабочих температурот -35°C до +85°C и идентичныйДиапазон температур хранения. Этот широкий диапазон обеспечивает функциональность в большинстве коммерческих и промышленных сред.Температура пайкиявляется критическим параметром для сборки: устройство может выдерживать 260°C в течение 3 секунд в точке на 1/16 дюйма (примерно 1.6 мм) ниже плоскости установки. Это определяет профиль оплавления для предотвращения термического повреждения светодиодных кристаллов или корпуса.

3. Объяснение системы сортировки

В техническом описании указано, что устройство \"Классифицировано по силе света\". Это подразумевает процесс сортировки после производства. Хотя конкретные детали кодов сортировки не приведены в данном отрывке, типичная классификация для таких индикаторов включает группировку устройств на основе измеренной силы света при стандартном испытательном токе (например, 1 мА или 20 мА). Это гарантирует, что в рамках одного производственного заказа или сборки все цифры имеют одинаковую яркость, предотвращая неравномерное свечение в многоразрядном индикаторе. Конструкторам следует обращаться к производителю для получения конкретной структуры и кодов сортировки, чтобы указать требования к однородности для своего применения.

4. Анализ характеристических кривых

В техническом описании упоминаются \"Типичные электрические/оптические характеристические кривые\", которые необходимы для понимания поведения устройства за пределами точечных спецификаций. Хотя конкретные графики не отображены в предоставленном тексте, стандартные кривые для таких светодиодов обычно включают:Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая): Показывает, как яркость увеличивается с током, часто сублинейно, подчеркивая эффективность при низких токах.Прямое напряжение в зависимости от прямого тока: Эта кривая жизненно важна для проектирования схем ограничения тока или драйверов постоянного тока.Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды: Демонстрирует тепловое снижение светового потока, что критически важно для применений при высоких температурах.Спектральное распределение: График, показывающий относительную мощность по длинам волн, с центром вокруг пиковой длины волны 588 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство представлено с подробным чертежом размеров корпуса (все размеры в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25 мм, если не указано иное). Этот чертеж критически важен для проектирования посадочного места на печатной плате, обеспечивая правильную установку и выравнивание. Индикатор имеет высоту цифры 0.56 дюйма (14.22 мм). Поставляется в стандартной конфигурации с двумя цифрами и десятичной точкой справа. Корпус включает 18 выводов для электрического подключения.

5.1 Конфигурация выводов и идентификация полярности

Предоставлена таблица подключения выводов. LTD-5721AJS — это индикатор типаОбщий анод. Это означает, что анодные выводы для всех сегментов в цифре соединены вместе внутри. Цифры 1 и 2 имеют отдельные общие анодные выводы (соответственно вывод 14 и вывод 13). Каждый сегмент (от A до G, плюс десятичная точка) имеет свой собственный индивидуальный катодный вывод. Чтобы зажечь сегмент, его соответствующий катод должен быть подключен к более низкому напряжению (земле), в то время как общий анод для этой цифры удерживается на более высоком напряжении (питание). Десятичная точка справа включена. Вывод 1 явно обозначен как \"Не подключен\" (N.C.).

6. Рекомендации по пайке и сборке

Соблюдение спецификаций пайки обязательно для предотвращения повреждений. Ключевой параметр — максимально допустимая температура пайки 260°C в течение 3 секунд, измеренная на 1.6 мм ниже плоскости установки. Это соответствует стандартному профилю бессвинцовой пайки оплавлением с пиковой температурой, вероятно, не превышающей 250-255°C на корпусе компонента для обеспечения запаса прочности. Во время обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD). Для хранения следует поддерживать указанный диапазон от -35°C до +85°C в сухой среде.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор идеально подходит для широкого спектра применений, включая:Контрольно-измерительное оборудование: Цифровые мультиметры, осциллографы, частотомеры.Промышленные системы управления: Индикаторы процессов, таймеры, дисплеи панелей управления.Потребительская электроника: Дисплеи аудиооборудования, элементы управления бытовой техникой.Медицинские приборы: Портативные мониторы, диагностическое оборудование.Автомобильная вторичная продукция: Приборы и индикаторы.

7.2 Соображения по проектированию

Схема управления: Используйте драйверы постоянного тока или соответствующие токоограничивающие резисторы для каждого катода сегмента. Расчеты должны учитывать прямое напряжение (VF) и желаемый ток (IF). Для работы с низким энергопотреблением, согласно техническому описанию, возможно управление током 1-5 мА на сегмент.Мультиплексирование: Поскольку две цифры имеют отдельные общие аноды, их можно легко мультиплексировать. Это включает последовательное включение анода одной цифры в каждый момент времени при подаче данных сегментов для этой цифры на катодные линии. Мультиплексирование уменьшает требуемое количество выводов драйвера и может снизить общее энергопотребление.Угол обзора: Широкий угол обзора позволяет гибко монтировать индикатор на панели.Согласование яркости: Указывайте сортировку по силе света, если однородная яркость между несколькими устройствами критически важна для применения.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды GaAsP, LTD-5721AJS на основе AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к большей яркости при том же токе или эквивалентной яркости при более низком токе. Желтый цвет обеспечивает отличный контраст на темном фоне и часто выбирается из-за высокой видимости. Возможность работы при низком токе (вплоть до 1 мА) является ключевым отличием от индикаторов, требующих более высоких токов управления, что позволяет увеличить срок службы батарей в портативных устройствах. Классификация по силе света дает преимущество в применениях, требующих визуальной однородности, по сравнению с индикаторами без такой сортировки.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим индикатором с помощью микроконтроллера на 3.3 В?О: Да. Максимальное прямое напряжение составляет 2.6 В. При использовании последовательного токоограничивающего резистора питание 3.3 В обеспечивает достаточный запас (3.3 В - 2.6 В = 0.7 В) для надежного управления током.

В: Каково назначение \"Коэффициента согласования силы света\" 2:1?О: Этот коэффициент (Iv-m) указывает, что в пределах одного устройства сила света любого сегмента будет не менее половины силы света самого яркого сегмента. Это обеспечивает однородность внутри одной цифры.

В: Как подключить этот индикатор с общим анодом?О: Подключите вывод(ы) общего анода к положительному напряжению питания (через транзисторный ключ, если используется мультиплексирование). Подключите каждый катодный вывод сегмента к стоку тока (например, к выводу ввода-вывода микроконтроллера с достаточной токовой нагрузкой или к специализированной микросхеме драйвера), который подтягивает его к низкому уровню, чтобы включить сегмент.

10. Практический пример проектирования

Рассмотрим проектирование простого двухразрядного счетчика с питанием от 5 В и управлением от микроконтроллера. Выводы ввода-вывода микроконтроллера не могут обеспечить/поглотить достаточный ток для светодиодов. Поэтому для стока тока катодов будет использоваться микросхема драйвера, такая как сдвиговый регистр 74HC595 или специализированный драйвер светодиодов (например, MAX7219). Два NPN-транзистора (например, 2N3904) будут использоваться для коммутации питания 5 В на общие аноды (Цифры 1 и 2) под управлением микроконтроллера для мультиплексирования. Токоограничивающие резисторы будут установлены на катодных линиях. Значение резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (Vcc - VF - Vce_sat) / IF. Предполагая Vcc=5 В, VF=2.2 В (типичное), Vce_sat драйвера ~0.2 В и желаемый IF=5 мА: R = (5 - 2.2 - 0.2) / 0.005 = 520 Ом. Подойдет стандартный резистор на 510 или 560 Ом. Прошивка микроконтроллера будет поочередно включать Цифру 1 и Цифру 2 с высокой частотой (например, по 100 Гц каждая), одновременно обновляя данные сегментов синхронно, создавая иллюзию постоянного свечения обеих цифр.

11. Введение в технологический принцип

Светодиодные кристаллы в этом индикаторе изготовлены из AlInGaP (фосфида алюминия-индия-галлия), выращенного эпитаксиально на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs). При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В AlInGaP эта рекомбинация высвобождает энергию в основном в виде фотонов в желто-оранжево-красном спектре (около 587-590 нм для желтого). Непрозрачная подложка помогает направить больше генерируемого света из верхней части кристалла, улучшая внешнюю квантовую эффективность по сравнению с некоторыми старыми конструкциями. Семисегментный формат создается путем размещения нескольких таких светодиодных кристаллов (или одного кристалла с несколькими электрически изолированными переходами) в виде семи полос (сегментов) и десятичной точки. Путем выборочного включения этих сегментов могут формироваться числовые символы (0-9) и некоторые буквы.

12. Технологические тренды

Хотя AlInGaP остается доминирующей технологией для высокоэффективных красных, оранжевых и желтых светодиодов, более широкий ландшафт технологий отображения развивается. Для семисегментных применений тренд продолжается в сторону еще более низких рабочих токов и напряжений для поддержки устройств Интернета вещей и носимых устройств с ультранизким энергопотреблением. Также наблюдается движение в сторону более высокой интеграции, когда индикаторы включают в себя драйверную микросхему, а иногда и микроконтроллер в одном корпусе, упрощая проектирование. Что касается материалов, хотя AlInGaP является зрелой технологией, исследования в области перовскитных светодиодов и других новых полупроводников могут предложить альтернативы в будущем. Однако для стандартных применений индикации и цифровых дисплеев, требующих надежности, определенных цветовых точек и экономической эффективности, ожидается, что индикаторы на основе AlInGaP, такие как LTD-5721AJS, останутся преобладающими в обозримом будущем.