Техническая спецификация LED-дисплея LTD-6410G - Высота цифры 0.56 дюйма - Зеленый цвет - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTD-6410G представляет собой двухразрядный семисегментный алфавитно-цифровой дисплейный модуль, использующий зеленые светодиоды (LED). Его основная функция — отображение числовой и ограниченной алфавитно-цифровой информации в электронных устройствах. Ключевое преимущество данного дисплея заключается в его твердотельной конструкции, обеспечивающей высокую надежность, длительный срок службы и отличные характеристики видимости.

Устройство относится к конфигурации с общим анодом, что означает внутреннее соединение анодов светодиодов для каждого разряда. Это упрощает схемы мультиплексированного управления. Дисплей имеет серый корпус с белыми рассеивателями сегментов, что повышает контрастность и улучшает читаемость при различном освещении. Целевой рынок включает широкий спектр потребительской и промышленной электроники, требующей четких и надежных числовых индикаторов, таких как измерительное оборудование, приборы, POS-системы и панели управления бытовой техникой.

1.1 Ключевые особенности и описание устройства

LTD-6410G включает несколько конструктивных особенностей, направленных на производительность и удобство использования:

• Высота цифры:0.56 дюйма (14.22 мм), обеспечивает четкий и разборчивый размер символов.
• Равномерность сегментов:Сплошные, однородные сегменты гарантируют единообразный вид по всей области дисплея.
• Энергоэффективность:Низкое энергопотребление на сегмент, подходит для устройств с питанием от батарей или энергосберегающих применений.
• Оптические характеристики:Высокая яркость в сочетании с высоким контрастом между светящимися сегментами и серым фоном обеспечивает отличный внешний вид символов.
• Угол обзора:Широкий угол обзора позволяет считывать информацию с дисплея с различных позиций.
• Надежность:Надежность твердотельной конструкции без движущихся частей или нитей накала, которые могут изнашиваться.
• Сортировка (бининг):Световой поток классифицируется (сортируется по бинам), что позволяет выбирать дисплеи с согласованными уровнями яркости для применений с несколькими устройствами.
• Соответствие экологическим нормам:Корпус не содержит свинца, производство соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).

Устройство использует зеленые светодиодные чипы. В спецификации указаны две возможные технологии чипов: эпитаксия GaP (фосфид галлия) на подложке GaP или AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) на непрозрачной подложке GaAs (арсенид галлия). Обе технологии способны производить указанное зеленое свечение.

2. Подробный анализ технических характеристик

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа за пределами этих пределов не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность на сегмент (P_d):Максимум 70 мВт. Превышение может привести к перегреву.
• Пиковый прямой ток на сегмент (I_FP):60 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Это полезно для мультиплексирования или достижения более высокой мгновенной яркости.
• Непрерывный прямой ток на сегмент (I_F):Максимум 25 мА при 25°C. Этот параметр линейно снижается на 0.33 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды (T_a) выше 25°C. Например, при 50°C максимальный непрерывный ток составит примерно 25 мА - (0.33 мА/°C * 25°C) = 16.75 мА.
• Обратное напряжение на сегмент (V_R):Максимум 5 В. Приложение более высокого обратного напряжения может вызвать пробой.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +85°C.
• Температура пайки:Устройство может выдерживать максимальную температуру пайки 260°C в течение не более 3 секунд, измеренную на расстоянии 1.6 мм ниже плоскости установки корпуса.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при температуре окружающей среды (T_a) 25°C.

• Средняя сила света (I_V):870 мккд (мин.), 2400 мккд (тип.) при прямом токе (I_F) 10 мА. Этот параметр сортируется по бинам.
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):565 нм (тип.) при I_F=20мА. Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):30 нм (тип.) при I_F=20мА. Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Доминирующая длина волны (λ_d):569 нм (тип.) при I_F=20мА. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, соответствующая цвету света.
• Прямое напряжение на сегмент (V_F):2.1 В (мин.), 2.6 В (тип.) при I_F=20мА. При проектировании схемы необходимо учитывать этот диапазон для обеспечения правильного регулирования тока.
• Обратный ток на сегмент (I_R):100 мкА (макс.) при приложении обратного напряжения (V_R) 5В. В спецификации явно указано, что это условие обратного напряжения предназначено только для тестирования, и устройство не должно постоянно работать в режиме обратного смещения.
• Коэффициент соответствия силы света (I_V-m):2:1 (тип.). Это определяет максимально допустимое соотношение между самым ярким и самым тусклым сегментом в одном устройстве, обеспечивая равномерность.

Примечание к измерениям:Сила света измеряется с использованием комбинации датчика и фильтра, аппроксимирующей кривую спектральной чувствительности глаза CIE (Международная комиссия по освещению), что обеспечивает соответствие измерений восприятию яркости человеком.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

LTD-6410G использует систему бининга в основном дляСилы света. Дисплеи тестируются и сортируются в разные бины на основе измеренной светоотдачи при стандартном испытательном токе (10мА). Это позволяет разработчикам выбирать дисплеи с близко совпадающими уровнями яркости при использовании нескольких устройств в одной сборке, предотвращая заметные различия в яркости от одной цифры к другой. В спецификации указан типичный диапазон силы света от 870 мккд до 2400 мккд, что указывает на разброс по доступным бинам. Для критически важных применений, требующих визуальной согласованности, настоятельно рекомендуется указывать дисплеи из одного бина по силе света.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены ссылки на типичные электрические/оптические характеристические кривые. Хотя конкретные графики не предоставлены в текстовом отрывке, стандартные кривые для таких устройств обычно включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая):Показывает экспоненциальную зависимость. Кривая укажет типичное V_F~2.6В при 20мА и как оно изменяется с температурой.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, что светоотдача примерно пропорциональна прямому току вплоть до максимальных параметров. Подчеркивает точку уменьшения отдачи или насыщения.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает, как светоотдача уменьшается с увеличением температуры перехода светодиода. Это критически важно для проектирования в условиях высоких температур.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик при ~565нм и полуширину ~30нм, определяющий характеристики зеленого цвета.

Эти кривые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях и для оптимизации схемы управления с точки зрения эффективности и долговечности.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Дисплей имеет стандартное двухразрядное семисегментное расположение. Все критические размеры для разводки печатной платы (PCB) и механической интеграции приведены на подробном чертеже на странице 3 спецификации. Ключевые примечания включают то, что все размеры указаны в миллиметрах со стандартными допусками ±0.25 мм, если не указано иное. Разработчики должны обращаться к этому чертежу для получения точных данных о расстоянии между выводами, общей длине, ширине, высоте корпуса и расстоянии между центрами цифр.

5.2 Внутренняя схема и подключение выводов

Внутренняя схема показывает конфигурацию с общим анодом. Каждый из двух разрядов имеет свой собственный вывод общего анода (вывод 14 для Разряда 1, вывод 13 для Разряда 2). Катоды каждого сегмента (от A до G, плюс десятичная точка DP) подключены к отдельным выводам, причем некоторые из них являются общими для разрядов для сегментов в одинаковом физическом положении (например, вывод 1 — катод E для Разряда 1, вывод 5 — катод E для Разряда 2).

Таблица подключения выводов предоставляет полное соответствие 18-выводного интерфейса DIP (Dual In-line Package):

• Выводы 1-4, 15-18: Управляют сегментами и десятичной точкой для Разряда 1.
• Выводы 5-13: Управляют сегментами, десятичной точкой и общим анодом для Разряда 2.
• Вывод 14: Общий анод для Разряда 1.

Эта распиновка имеет решающее значение для проектирования разводки печатной платы и написания микропрограммы микроконтроллера для правильного управления дисплеем, как правило, с использованием техники мультиплексирования, при которой аноды переключаются последовательно.

6. Рекомендации по пайке, сборке и хранению

6.1 Меры предосторожности при пайке и применении

В спецификации приведены обширные примечания по применению для обеспечения надежной работы:

• Проектирование схемы управления:Рекомендуется использование схемы с постоянным током, а не с постоянным напряжением, чтобы обеспечить постоянную силу света независимо от вариаций V_F. Схема должна быть рассчитана на полный диапазон V_F (2.1В-2.6В).
• Защита:Схема управления должна включать защиту от обратных напряжений и переходных скачков напряжения во время включения/выключения питания, так как они могут повредить светодиоды.
• Тепловой режим:Рабочий ток должен быть снижен в зависимости от максимальной температуры окружающей среды, чтобы предотвратить чрезмерную температуру перехода, которая вызывает быстрое снижение светового потока (деградацию люменов) и может привести к преждевременному отказу.
• Механическая обработка:Избегайте приложения аномальных усилий к корпусу дисплея во время сборки. Не допускайте прямого плотного контакта передней пленки с рисунком с лицевой панелью/крышкой, так как внешнее усилие может сместить пленку.
• Окружающая среда:Избегайте резких перепадов температуры в условиях высокой влажности, чтобы предотвратить образование конденсата на дисплее.

6.2 Условия хранения

Правильное хранение жизненно важно для предотвращения окисления луженых выводов:

• Для LED-дисплеев (выводные):Хранить в оригинальной упаковке при температуре от 5°C до 30°C и относительной влажности ниже 60%. Длительное хранение больших запасов не рекомендуется.
• Для SMD LED-дисплеев (общее примечание):Если в заводской герметичной влагозащитной упаковке, хранить при 5°C-30°C, <60% RH. После вскрытия устройства должны быть использованы в течение 168 часов (1 неделя) при хранении в тех же условиях, что соответствует уровню чувствительности к влаге (MSL) 3.

Несоблюдение этих условий может потребовать повторного лужения окисленных выводов перед использованием в производстве.

7. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

7.1 Типичные сценарии применения

LTD-6410G подходит для любого применения, требующего четкого, надежного двухразрядного числового индикатора. Это включает:

• Цифровые мультиметры, осциллографы и источники питания.
• Промышленные контроллеры процессов и таймеры.
• Дисплеи для фитнес-оборудования.
• Панели управления бытовой техникой (духовки, микроволновые печи).
• Торговое оборудование, такое как весы или кассовые аппараты.

В спецификации указано, что он предназначен для \"обычного электронного оборудования\", и для критически важных для безопасности применений (авиация, медицина, транспорт) требуется консультация.

7.2 Соображения при проектировании

• Токоограничивающие резисторы:Необходимы для каждого сегмента или общего анода при использовании источника напряжения. Рассчитываются на основе напряжения питания, V_F светодиода и желаемого I_F.
• Драйвер мультиплексирования:Обычно используется микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода-вывода или специализированная микросхема драйвера дисплея (например, MAX7219) для последовательного питания общего анода каждого разряда при активации соответствующих катодов сегментов. Это сокращает количество необходимых линий управления с 15 (7 сегментов + DP на разряд, плюс 2 анода) до всего 9 (7 сегментов + DP + 2 линии выбора разряда).
• Частота обновления:Частота мультиплексирования должна быть достаточно высокой (>60 Гц), чтобы избежать видимого мерцания.
• Источник питания:Должен быть способен обеспечивать пиковый ток, когда несколько сегментов горят одновременно во время мультиплексирования.

8. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя явного сравнения с другими моделями не проводится, ключевыми отличительными особенностями LTD-6410G в своей категории являются:

• Цвет и контраст:Конкретное сочетание зеленых светодиодов с серым корпусом/белыми сегментами предлагает отличную эстетику и высокий коэффициент контрастности по сравнению со стандартными дисплеями \"красный на черном\" или \"зеленый на черном\".
• Сортировка по силе света:Предоставление классифицированной силы света — это функция, ориентированная на более высококлассные применения, где равномерность дисплея имеет первостепенное значение, что отличает его от несортированных, более дешевых альтернатив.
• Чипы двух технологий:Использование чипов GaP или AlInGaP позволяет производителю оптимизировать производительность или стоимость, потенциально предлагая преимущества в эффективности или чистоте цвета по сравнению с дисплеями, использующими только одну технологию.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим дисплеем напрямую с вывода микроконтроллера на 5В?

О: Нет. Типичное прямое напряжение составляет 2.6В, но всегда требуется токоограничивающий резистор для установки правильного прямого тока (например, 10-20мА). Прямое подключение к 5В вызовет чрезмерный ток и разрушит сегмент светодиода.

В: В чем разница между пиковой длиной волны (565нм) и доминирующей длиной волны (569нм)?

О: Пиковая длина волны — это буквально самая высокая точка на кривой спектральной мощности излучения. Доминирующая длина волны — это расчетное значение, представляющее воспринимаемый цвет. Для монохроматического зеленого светодиода они часто близки, как видно здесь.

В: Максимальный непрерывный ток составляет 25мА, но в условиях испытания для V_Fиспользуется 20мА. Что мне использовать?

О: 20мА — это стандартное условие испытаний. Вы можете спроектировать свою схему для любого прямого тока между минимальным, необходимым для достаточной яркости, и максимальным номинальным 25мА (с учетом снижения из-за температуры). 10-20мА — это типичный рабочий диапазон.

В: Почему важен номинал обратного напряжения, если его никогда не следует прикладывать?

О: Номинал указывает на способность устройства выдерживать случайное обратное подключение или переходные процессы напряжения без немедленного отказа. Схема должна включать защиту (например, параллельный диод), чтобы ограничить любое обратное напряжение ниже 5В.

10. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование простого двухразрядного счетчика.

Разработчику нужен дисплей для счетчика событий. Он выбирает LTD-6410G за его четкость и зеленый цвет. Он использует микроконтроллер с 10 выводами ввода-вывода. Восемь выводов настроены как выходы для управления катодами сегментов (A-G, DP) через токоограничивающие резисторы 150 Ом (рассчитаны для питания 5В, V_F~2.6В и I_F~16мА). Два дополнительных вывода используются как выходы выбора разряда, каждый подключен к общему аноду разряда через небольшой NPN-транзистор (например, 2N3904) для стока более высокого суммарного тока полностью освещенного разряда (до 8 сегментов * 16мА = 128мА). Микропрограмма реализует мультиплексирование: включает транзистор для Разряда 1, устанавливает шаблон сегментов для значения первой цифры, ждет 5мс, выключает Разряд 1, включает Разряд 2, устанавливает шаблон сегментов для второй цифры, ждет 5мс и повторяет. Это создает стабильное, без мерцания отображение. Разработчик также добавляет диод 1N4148 параллельно каждой линии общего анода (катод к Vcc) для защиты от индуктивных скачков напряжения при выключении транзисторов.