Техническая документация на светодиодный индикатор LTD-6730JD - Высота цифры 0.56 дюйма - Цвет гиперкрасный - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTD-6730JD — это двухразрядный семисегментный индикаторный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого цифрового отображения. Его основная функция — визуальное представление двух цифр (0-9 и некоторых букв) с использованием индивидуально адресуемых светодиодных сегментов. Основная технология основана на полупроводниковом материале AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), специально разработанном для излучения света в гиперкрасном спектре. Это устройство классифицируется как индикатор с общим анодом, что означает, что аноды светодиодов для каждой цифры соединены внутри, упрощая схему управления при использовании драйверов с токовым стоком.

Индикатор имеет высоту символа 0.56 дюйма (14.22 мм), что обеспечивает баланс между читаемостью и компактными размерами. Он выполнен с серой лицевой панелью и белой маркировкой сегментов, что повышает контрастность и читаемость при их подсветке. Устройство предназначено для работы с низким энергопотреблением, что делает его подходящим для устройств с питанием от батарей или энергоэффективных применений, где критически важна эффективная подсветка.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики определены при стандартных условиях испытаний при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Ключевой параметр, Средняя сила света (Iv), имеет типичное значение 700 мккд при прямом токе (IF) 1 мА на сегмент. Минимальное указанное значение составляет 320 мккд, максимальный предел не указан, что указывает на акцент на обеспечении минимального уровня яркости. Коэффициент соответствия силы света между сегментами установлен максимум 2:1, что определяет допустимое отклонение яркости между разными сегментами для обеспечения равномерного внешнего вида.

Цветовые характеристики определяются длиной волны. Пиковая длина волны излучения (λp) составляет обычно 650 нм, в то время как доминирующая длина волны (λd) обычно равна 639 нм при IF=20мА. Небольшая разница между пиковой и доминирующей длиной волны характерна для светодиодов. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 20 нм, что указывает на спектральную чистоту или разброс длины волны излучаемого света вокруг пика. Такое сочетание помещает излучение точно в гиперкрасную область видимого спектра.

2.2 Электрические характеристики

Электрические параметры определяют рабочие границы и условия для устройства. Прямое напряжение на сегмент (VF) варьируется от 2.1В до 2.6В при испытательном токе 1 мА. Этот параметр критически важен для проектирования схемы ограничения тока. Обратный ток на сегмент (IR) установлен максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5В, что указывает на уровень утечки при обратном смещении светодиода.

Абсолютные максимальные параметры устанавливают пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Непрерывный прямой ток на сегмент составляет 25 мА при 25°C с коэффициентом снижения 0.33 мА/°C. Это означает, что допустимый непрерывный ток уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Для импульсного режима допускается пиковый прямой ток 90 мА при определенных условиях (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс), что может использоваться для мультиплексирования или достижения более высокой мгновенной яркости. Максимальная рассеиваемая мощность на сегмент составляет 70 мВт. Максимальное обратное напряжение на сегмент — 5В.

2.3 Тепловые и климатические характеристики

Диапазон рабочих температур устройства составляет от -35°C до +85°C. Идентичный диапазон температур хранения указывает на надежность компонента при отсутствии питания. Критический параметр монтажа — температура пайки: устройство может выдерживать максимальную температуру 260°C в течение максимум 3 секунд, измеренную в точке на 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки корпуса. Это стандартный параметр для процессов волновой или конвекционной пайки.

3. Механические данные и информация о корпусе

Устройство поставляется в стандартном двухразрядном семисегментном корпусе. Приведенные размеры определяют физический контур, расстояние между отверстиями и общую высоту, что необходимо для разводки печатной платы (ПП) и механической интеграции в конечное изделие. На чертеже указано, что все размеры приведены в миллиметрах со стандартными допусками ±0.25 мм, если не указано иное. Корпус включает серую лицевую панель с белой маркировкой сегментов и необходимые выводы для электрического подключения.

4. Распиновка и внутренняя схема

Устройство имеет 18-выводную конфигурацию. Распиновка следующая: Выводы 1-12 и 15 являются катодами для конкретных сегментов (A, B, C, D, E, F, G, H, J, DP) для Цифры 1 и Цифры 2. Соответствие сегментов (например, какой вывод управляет сегментом 'A' Цифры 2) явно определено. Выводы 13 и 14 являются общими анодами для Цифры 2 и Цифры 1 соответственно. Выводы 16, 17 и 18 указаны как "Нет соединения" (NC). Внутренняя схема показывает, что каждая цифра имеет конфигурацию с общим анодом, где анод является общим для всех семи сегментов (плюс десятичная точка) этой цифры, и каждый сегмент имеет свой индивидуальный катодный вывод. Эта архитектура оптимальна для мультиплексирования, когда аноды каждой цифры включаются последовательно с высокой частотой, в то время как соответствующие катодные выводы управляются для подсветки нужных сегментов.

5. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого устройства включают несколько ключевых зависимостей. Кривая "Прямой ток vs. Прямое напряжение" (I-V) показывает экспоненциальную зависимость, характерную для диода; понимание этой кривой жизненно важно для выбора правильного последовательного резистора или проектирования драйвера постоянного тока. Кривая "Сила света vs. Прямой ток" обычно показывает почти линейную зависимость при низких токах, насыщаясь при более высоких токах. Кривая "Сила света vs. Температура окружающей среды" критически важна, так как выходная мощность светодиода обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Для цветного светодиода, такого как этот гиперкрасный тип, кривая спектрального распределения показывала бы интенсивность света, излучаемого на разных длинах волн, с центром около 650 нм.

6. Рекомендации по применению

6.1 Типовые сценарии применения

Этот индикатор подходит для широкого спектра применений, требующих четкого и надежного цифрового отображения. Типичные области использования включают приборные панели (например, мультиметры, частотомеры), бытовую технику (микроволновые печи, духовки, стиральные машины), индикаторы промышленного управления, контрольно-измерительное оборудование и терминалы точек продаж. Его низкое потребление тока делает его кандидатом для портативных устройств с батарейным питанием.

6.2 Особенности проектирования и схемы управления

Проектирование с этим индикатором требует схемы драйвера, способной стягивать ток сегментов. Поскольку это индикатор с общим анодом, аноды (выводы 13 и 14) должны быть подключены к положительному напряжению питания (Vcc) через токоограничивающий резистор или, что более распространено, коммутироваться транзистором или выходным выводом специализированной микросхемы драйвера. Катодные выводы (1-12, 15) подключаются к выходам драйвера с токовым стоком (например, к выводу GPIO микроконтроллера, сдвиговому регистру или специализированному драйверу светодиодов).

Для управления двумя цифрами стандартным подходом является мультиплексирование. Схема будет быстро переключаться между включением анода Цифры 1 (при управлении катодами для нужных сегментов Цифры 1) и затем включением анода Цифры 2 (при управлении катодами для нужных сегментов Цифры 2). Инерция зрения человека объединяет эти быстрые вспышки в стабильное двухразрядное изображение. Частота мультиплексирования должна быть достаточно высокой, чтобы избежать видимого мерцания, обычно выше 60 Гц. При мультиплексировании мгновенный ток на сегмент может быть выше номинального постоянного тока (используя пиковый ток в качестве ориентира) для достижения той же средней яркости, но необходимо соблюдать тепловые ограничения и ограничения по скважности.

Ограничение тока обязательно. Даже при мультиплексировании требуется последовательный резистор для каждого катода сегмента или использование драйвера постоянного тока, чтобы предотвратить повреждение светодиодных кристаллов чрезмерным током. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где VF — прямое напряжение светодиода (для консервативного проектирования используйте максимальное значение 2.6В), Vcc — напряжение питания, а IF — желаемый прямой ток.

7. Техническое сравнение и особенности

Перечисленные особенности подчеркивают его конкурентные преимущества: Непрерывные однородные сегменты обеспечивают гладкий, без зазоров вид подсвеченного числа. Высокая яркость и высокая контрастность, обеспечиваемые технологией AlInGaP и серо-белым исполнением, гарантируют читаемость в различных условиях освещения. Широкий угол обзора является преимуществом светодиодной технологии и конструкции корпуса. Надежность твердотельного устройства относится к присущей светодиодам прочности по сравнению с механическими или нитевыми индикаторами. Низкое энергопотребление — ключевая особенность для современного электронного проектирования. Классификация устройства по силе света означает, что изделия сортируются или тестируются для соответствия определенным порогам яркости, обеспечивая стабильность в производстве.

8. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: В чем разница между "Пиковой длиной волны" и "Доминирующей длиной волны"?

О: Пиковая длина волны — это единственная длина волны, на которой спектр излучения наиболее интенсивен. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны монохроматического света, которая соответствовала бы воспринимаемому цвету света светодиода. Они часто близки, но не идентичны из-за формы спектра излучения светодиода.

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

О: Нет, напрямую нельзя. Вы должны использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым катодом сегмента. Подключение светодиода напрямую к источнику напряжения, такому как вывод GPIO (настроенный как выход), приведет к попытке потребления чрезмерного тока, что может повредить как светодиод, так и вывод микроконтроллера.

В: Почему есть выводы "Нет соединения"?

О: 18-выводный корпус, вероятно, является стандартным форм-фактором, используемым для различных конфигураций индикаторов. Для этой конкретной двухразрядной модели электрически активны только 15 выводов. Выводы NC обеспечивают механическую стабильность и соответствуют стандартному разъему или разводке печатной платы.

В: Как рассчитать потребляемую мощность?

О: Для немультиплексированного статического индикатора: Мощность = (Количество горящих сегментов) * (Прямой ток на сегмент) * (Прямое напряжение на сегмент). Для мультиплексированного индикатора средний ток на сегмент равен IF * Скважность. Общая мощность — это сумма для всех горящих сегментов на обеих цифрах с учетом их соответствующих скважностей (например, 50% для каждой цифры в двухразрядном мультиплексировании).

9. Рекомендации по пайке и монтажу

Соблюдение указанного профиля пайки критически важно для предотвращения теплового повреждения внутренних светодиодных кристаллов, проводных соединений и пластикового корпуса. Максимальная температура пайки 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1.6 мм ниже плоскости установки является ключевым параметром для конвекционной пайки. Стандартные профили бессвинцовой (SAC) конвекционной пайки обычно имеют пиковую температуру в этом диапазоне. Для ручной пайки следует использовать паяльник с регулировкой температуры, а время контакта с выводами должно быть минимальным. После пайки устройству следует дать остыть естественным образом. Избегайте механических нагрузок на лицевую панель индикатора или использования чистящих растворителей, которые могут повредить пластик или маркировку.

10. Принцип работы

Устройство работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Материальная система AlInGaP используется для создания перехода. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее порог перехода (примерно 2.1-2.6В), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В светодиодах AlInGaP эта рекомбинация высвобождает энергию в основном в виде фотонов (света) в красной или оранжево-желтой части спектра, в зависимости от точного состава сплава. Непрозрачная подложка из GaAs помогает направлять выход света вверх через верхнюю часть кристалла, повышая яркость со стороны наблюдения. Каждый сегмент индикатора содержит один или несколько таких светодиодных кристаллов, соединенных параллельно.