Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-5837JD - Высота цифры 0.52 дюйма - Гиперкрасный 650нм - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTC-5837JD — это высокопроизводительный четырехразрядный модуль семисегментного светодиодного индикатора. Его основная функция — обеспечение четкой и яркой числовой и ограниченной алфавитно-цифровой информации в широком спектре электронного оборудования. Устройство изготовлено с использованием передовой технологии AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для светодиодных чипов, которые смонтированы на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs). Такая конструкция обеспечивает индикатор с серой лицевой панелью и белыми сегментами, что дает отличную контрастность для удобочитаемости. Индикатор имеет конфигурацию с общим анодом, что является стандартным конструктивным решением для упрощения схем мультиплексирования в многоразрядных приложениях.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Дисплей предназначен для применений, требующих надежных, хорошо видимых числовых индикаторов. Его основные преимущества, перечисленные в спецификации, включают: непрерывный равномерный дизайн сегментов для целостного внешнего вида, низкое энергопотребление для эффективности, высокую яркость и контрастность для видимости в различных условиях освещения и широкий угол обзора. Надежность твердотельной технологии светодиодов обеспечивает длительный срок службы. Эти особенности делают его подходящим для целевых рынков, включая промышленную контрольно-измерительную аппаратуру (например, панельные измерители, контроллеры процессов), испытательное и измерительное оборудование, медицинские приборы, автомобильные приборные панели (вторичные дисплеи) и бытовую технику, где критически важна четкая числовая индикация.

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Ключевым фотометрическим параметром является средняя сила света (Iv), указанная с минимальным значением 320 мккд, типичным 700 мккд и без указания максимума при испытательном условии прямого тока (IF) 1мА. Это указывает на яркий выходной сигнал, подходящий для использования в помещении. Свет характеризуется как гиперкрасный с пиковой длиной волны излучения (λp) 650 нм (нанометров) и доминирующей длиной волны (λd) 639 нм, что помещает его в глубокую красную часть видимого спектра. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 20 нм, что описывает спектральную чистоту излучаемого света. Указано соотношение соответствия силы света (IV-m) 2:1, означающее, что интенсивность самого тусклого сегмента должна быть не менее половины интенсивности самого яркого сегмента в устройстве, обеспечивая визуальную однородность.

2.2 Электрические параметры

Основным электрическим параметром является прямое напряжение на сегмент (VF), которое имеет типичное значение 2.6В и максимальное 2.6В при IF=1мА. Это критическое значение для проектирования схемы ограничения тока. Абсолютные максимальные характеристики определяют рабочие пределы: непрерывный прямой ток на сегмент 25 мА (с понижением номинала выше 25°C), пиковый прямой ток 90 мА в импульсных условиях (скважность 1/10) и максимальное обратное напряжение (VR) 5В для предотвращения повреждения. Обратный ток (IR) очень низкий, максимум 100 мкА при VR=5В. Общая рассеиваемая мощность на сегмент ограничена 70 мВт.

2.3 Тепловые и экологические характеристики

Устройство рассчитано на рабочий температурный диапазон от -35°C до +85°C и идентичный диапазон температур хранения. Этот широкий диапазон обеспечивает функциональность в суровых условиях. Критическим параметром сборки является максимальная температура пайки 260°C в течение не более 3 секунд, измеренная на 1.6 мм ниже плоскости установки, что определяет процесс пайки оплавлением.

3. Объяснение системы бинирования

В спецификации указано, что устройство \"Классифицировано по силе света\". Это подразумевает, что изделия сортируются (распределяются по бинам) на основе измеренной светоотдачи при стандартном испытательном токе. Хотя конкретные коды бинов не приведены в этом отрывке, такая система позволяет разработчикам выбирать индикаторы с согласованными уровнями яркости для своего применения, предотвращая заметные различия между разными экземплярами в продукте.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации упоминаются \"Типичные электрические / оптические характеристические кривые\", которые обычно представляют собой графические зависимости изменения параметров в различных условиях. Типичные кривые для такого устройства включают:Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика): Показывает нелинейную зависимость, критически важную для проектирования драйвера.Сила света в зависимости от прямого тока: Показывает, как светоотдача увеличивается с ростом тока вплоть до максимального номинала.Сила света в зависимости от температуры окружающей среды: Показывает снижение выходного сигнала при повышении температуры, что важно для управления тепловым режимом.Спектральное распределение: График зависимости относительной интенсивности от длины волны, с центром около 650 нм.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты и контур

Чертеж корпуса (упомянутый, но не детализированный в тексте) покажет физический контур 4-разрядного модуля индикатора. Ключевые размеры включают общую длину, ширину и высоту, высоту цифры 0.52 дюйма (13.2 мм), расстояние между цифрами и размеры сегментов. Допуски, как правило, составляют ±0.25 мм, если не указано иное.

5.2 Распиновка и схема подключения

Устройство имеет 40 выводов. Таблица подключения выводов тщательно детализирует функцию каждого вывода, сопоставляя катоды для сегментов A-G и десятичной точки (D.P.) для каждой из четырех цифр (Цифра 1–4), а также общий анод для каждой цифры. Например, вывод 1 является катодом сегмента E Цифры 1, а вывод 38 — общим анодом Цифры 1. Это точное сопоставление необходимо для создания правильной разводки печатной платы и управляющего ПО. Внутренняя схема показывает, что все сегменты в пределах одной цифры имеют общее анодное соединение, которое выведено на один вывод на цифру.

5.3 Идентификация полярности

Устройство четко обозначено как тип с общим анодом. Полярность определяется через таблицу распиновки. Подача положительного напряжения на вывод общего анода цифры при стоке тока через соответствующие выводы катодов сегментов зажжет эти сегменты.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Основная рекомендация — ограничение температуры пайки: максимум 260°C в течение 3 секунд, измеренная на 1.6 мм ниже плоскости установки. Это стандартный профиль для бессвинцовой пайки оплавлением. Разработчики должны убедиться, что профиль их печи оплавления не превышает этот предел, чтобы избежать повреждения пластикового корпуса или внутренних проводных соединений. Во время обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD). Условия хранения определяются диапазоном температур хранения.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали — LTC-5837JD. Суффикс \"JD\" может указывать на конкретное бинирование или другие варианты. В спецификации не приводятся детали об упаковке на ленте и катушке, количестве в лотке или маркировке. Для производства эту информацию необходимо получать у производителя или дистрибьютора.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы применения

Конфигурация с общим анодом идеально подходит для мультиплексированного управления. Типичная схема предполагает использование микроконтроллера или специализированной микросхемы драйвера дисплея. Микроконтроллер последовательно активирует (устанавливает в логическую единицу или подключает к Vcc через транзистор) общий анод одной цифры за раз, одновременно выводя шаблон для сегментов (катодов) этой цифры, часто через токоограничивающие резисторы или драйвер стока постоянного тока. Это мультиплексирование происходит быстрее, чем может воспринять человеческий глаз, создавая иллюзию одновременного свечения всех цифр, при этом значительно сокращая количество требуемых выводов ввода-вывода микроконтроллера.

8.2 Соображения при проектировании

Ограничение тока: Необходимо для предотвращения превышения максимального непрерывного прямого тока (25мА на сегмент). Резисторы или драйверы постоянного тока должны быть рассчитаны на основе напряжения питания и прямого напряжения светодиода (VF).Частота мультиплексирования: Должна быть достаточно высокой, чтобы избежать видимого мерцания, обычно выше 60–100 Гц.Пиковый ток: В мультиплексированной схеме мгновенный ток в течение короткого времени включения может быть выше среднего постоянного тока. Убедитесь, что пиковый ток не превышает номинальное значение 90мА.Угол обзора: Широкий угол обзора позволяет гибко выбирать положение монтажа относительно пользователя.Контрастность: Дизайн с серой панелью и белыми сегментами обеспечивает хорошую контрастность; избегайте монтажа за сильно тонированными стеклами, которые будут ослаблять красный свет.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличием LTC-5837JD является использование технологии AlInGaP гиперкрасных светодиодов. По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды на основе GaAsP (фосфида арсенида галлия), AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к большей яркости при том же входном токе или той же яркости при меньшей мощности. Обычно она также обеспечивает лучшую стабильность длины волны в зависимости от температуры и срока службы. Высота цифры 0.52 дюйма является стандартным размером, но сочетание высокой яркости, контрастности и специфической серо-белой эстетики может отличать его от других дисплеев в своем классе.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какова цель обозначения \"Гиперкрасный\"?

О: Оно указывает, что светодиод излучает свет на более длинной волне (~650нм) по сравнению со стандартными красными светодиодами (~630нм). Этот более глубокий красный цвет может казаться более насыщенным и может иметь лучшие характеристики в некоторых системах с оптическими фильтрами.

В: Могу ли я управлять этим дисплеем с помощью 5В микроконтроллера без внешних драйверов?

О: Возможно, но с осторожностью. Типичное VF составляет 2.6В. При питании 5В токоограничивающий резистор обязателен. Значение резистора R = (Vcc - VF) / IF. Для IF=10мА, R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ом. Вы также должны убедиться, что выводы ввода-вывода микроконтроллера могут стекать суммарный ток сегментов, когда в цифре во время мультиплексирования горят несколько сегментов.

В: Что означает \"Общий анод\" для моей схемы?

О: Это означает, что все аноды (положительные стороны) светодиодов для одной цифры соединены вместе. Чтобы зажечь сегмент, вы подаете положительное напряжение на вывод общего анода этой цифры и подключаете вывод катода нужного сегмента к земле (через ограничитель тока). Это противоположно дисплею с общим катодом.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование 4-разрядного индикатора вольтметра.Разработчик создает настольный источник питания и нуждается в четком индикаторе напряжения. Он выбирает LTC-5837JD из-за его яркости и размера. У микроконтроллера (например, ARM Cortex-M или PIC) ограниченное количество выводов ввода-вывода. Используя схему мультиплексирования, ему требуется всего 4 вывода для анодов цифр (управляемых через NPN-транзисторы или MOSFET) и 8 выводов для катодов сегментов (7 сегментов + десятичная точка). Прошивка быстро сканирует цифры 1–4. Аналого-цифровой преобразователь считывает напряжение, преобразует его в формат BCD, и прошивка находит соответствующие шаблоны сегментов из таблицы, выводя их синхронно с активацией анода. Токоограничивающие резисторы установлены на линиях катодов. Серая лицевая панель придает профессиональный вид на фоне приборной панели.

12. Введение в принцип работы

Семисегментный индикатор представляет собой сборку светоизлучающих диодов (LED), расположенных в форме восьмерки. Каждый из семи сегментов (обозначенных от A до G) является отдельным светодиодом. Зажигая определенные комбинации этих сегментов, можно отобразить все десятичные цифры (0–9) и некоторые буквы. В многоразрядном индикаторе, таком как этот, каждая цифра представляет собой отдельный набор сегментов, но соответствующие сегменты (например, все сегменты 'A') часто электрически независимы, чтобы позволить мультиплексированное управление, что сокращает общее количество требуемых выводов подключения.

13. Тенденции развития

Тенденция в семисегментных светодиодных индикаторах продолжается в сторону повышения эффективности, что позволяет создавать более яркие дисплеи при меньшем энергопотреблении, что критически важно для устройств с батарейным питанием. Другая тенденция — интеграция, когда схемы драйвера дисплея, иногда даже включая микроконтроллер, встраиваются в сам модуль дисплея, упрощая системное проектирование. Также наблюдается движение в сторону более широкой цветовой гаммы и использования передовых материалов, таких как AlInGaP и InGaN (для синего/зеленого), для улучшения производительности и надежности. Однако для многих промышленных и контрольно-измерительных применений классическая конструкция со сквозными отверстиями и высокоярким красным цветом остается популярной благодаря своей проверенной надежности, отличной контрастности и простоте проектирования.