LTS-6960HR 0.56-дюймовый красно-оранжевый семисегментный светодиодный индикатор - Техническая документация на русском языке

1. Обзор продукта

LTS-6960HR представляет собой одноразрядный семисегментный алфавитно-цифровой светодиодный индикаторный модуль. Он предназначен для обеспечения четкого, высококонтрастного отображения цифр и ограниченного набора буквенно-цифровых символов в широком спектре электронного оборудования. Устройство характеризуется высотой знака 0.56 дюйма (14.22 мм), что делает его подходящим для применений, где требуются среднего размера, легко читаемые символы.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Данный индикатор предлагает несколько ключевых преимуществ, делающих его пригодным для потребительской и промышленной электроники. Его основные особенности включают низкое энергопотребление, отличный внешний вид символов с непрерывными равномерными сегментами, высокую яркость, высокую контрастность и широкий угол обзора. Цельная конструкция обеспечивает высокую надежность. Устройство классифицировано по световой интенсивности, что позволяет согласовывать яркость в многоразрядных приложениях, и поставляется в бессвинцовом корпусе, соответствующем директивам RoHS. Целевой рынок включает офисное оборудование, устройства связи, бытовую технику, приборные панели и другие приложения, требующие надежного индикатора среднего размера.

1.2 Описание устройства и особенности

LTS-6960HR использует красно-оранжевые светодиодные чипы. Эти чипы изготовлены по технологии GaAsP на прозрачной подложке GaP или AlInGaP на непрозрачной подложке GaAs. Индикатор имеет красный корпус и красные сегменты, обеспечивая классический внешний вид индикатора. Он имеет конфигурацию с общим анодом, что является типичной конфигурацией для упрощения схемы управления в мультиплексированных приложениях. Включена десятичная точка справа. Ключевые особенности: высота знака 0.56 дюйма, равномерное свечение сегментов, низкое энергопотребление, отличные визуальные характеристики, высокая яркость и контрастность, широкий угол обзора, высокая надежность, классификация по световой интенсивности и соответствие RoHS.

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Предельно допустимые рабочие условия

Устройство не должно эксплуатироваться за пределами этих пределов во избежание необратимого повреждения. Максимальная рассеиваемая мощность на сегмент составляет 75 мВт. Пиковый прямой ток на сегмент составляет 60 мА, но это допустимо только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Непрерывный прямой ток на сегмент составляет 25 мА при 25°C с коэффициентом снижения 0.33 мА/°C выше этой температуры. Устройство может работать и храниться в диапазоне температур от -35°C до +85°C. Температура пайки указана как 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.59 мм) ниже плоскости установки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Средняя сила света (Iv) на сегмент варьируется от минимума 870 мккд до типичного значения 2400 мккд при прямом токе (IF) 10 мА. Пиковая длина волны излучения (λp) обычно составляет 630 нм при IF=20мА. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 40 нм. Доминирующая длина волны (λd) составляет 621 нм. Прямое напряжение на сегмент (VF) варьируется от 2.0В (мин.) до 2.6В (макс.) при IF=20мА. Обратный ток на сегмент (IR) составляет максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5В. Крайне важно отметить, что это условие обратного напряжения предназначено только для целей тестирования; непрерывная работа при обратном смещении не допускается. Коэффициент соответствия световой интенсивности между сегментами составляет максимум 2:1.

3. Объяснение системы сортировки

В техническом описании указано, что устройство \"Классифицировано по световой интенсивности\". Это подразумевает систему сортировки на основе измеренной светоотдачи при стандартном испытательном токе (обычно 10 мА согласно таблице характеристик). Сортировка обеспечивает единообразие яркости нескольких индикаторов, используемых в одном изделии, предотвращая неравномерное свечение. Хотя конкретные детали кодов сортировки не приведены в данном отрывке, разработчикам рекомендуется указывать или запрашивать устройства из одной группы световой интенсивности при сборке нескольких индикаторов в одном приложении, чтобы избежать проблем с неравномерностью оттенка и яркости.

4. Анализ кривых производительности

В техническом описании упоминаются \"Типичные кривые электрических / оптических характеристик\", которые необходимы для детального проектирования. Хотя конкретные графики не приведены в текстовом отрывке, такие кривые обычно включают: Зависимость прямого тока от прямого напряжения (IV-кривая), которая показывает нелинейную зависимость и помогает в выборе токоограничивающих резисторов; Зависимость силы света от прямого тока, показывающую, как светоотдача увеличивается с током; Зависимость силы света от температуры окружающей среды, указывающую на снижение светоотдачи при повышении температуры; и, возможно, кривую спектрального распределения, показывающую концентрацию излучаемого света вокруг пиковой и доминирующей длин волн. Эти кривые позволяют инженерам оптимизировать условия управления и понимать производительность при нестандартных температурах.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Индикатор поставляется в стандартном корпусе для сквозного монтажа. Все размеры указаны в миллиметрах. Допуски размеров составляют ±0.25 мм (0.01 дюйма), если не указано иное на механическом чертеже (не полностью детализировано в тексте). Корпус включает десять выводов для электрического подключения.

5.2 Подключение выводов и идентификация полярности

Внутренняя схема показывает конфигурацию с общим анодом для всех сегментов. Распиновка следующая: Вывод 1: Катод E; Вывод 2: Катод D; Вывод 3: Общий анод; Вывод 4: Катод C; Вывод 5: Катод D.P. (Десятичная точка); Вывод 6: Катод B; Вывод 7: Катод A; Вывод 8: Общий анод; Вывод 9: Катод F; Вывод 10: Катод G. Наличие двух выводов общего анода (3 и 8) типично для распределения тока и повышения надежности. Десятичная точка расположена с правой стороны цифры.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Предельно допустимые условия указывают температуру пайки 260°C в течение 3 секунд при измерении на 1/16 дюйма ниже плоскости установки. Это критический параметр для процессов волновой или ручной пайки, чтобы предотвратить тепловое повреждение светодиодных чипов или пластикового корпуса. В техническом описании настоятельно рекомендуется не использовать неподходящие инструменты или методы сборки, которые оказывают ненормальное усилие на корпус индикатора, так как это может вызвать механическое повреждение.

7. Условия хранения

Для долгосрочного хранения неиспользованных устройств рекомендуются определенные условия для предотвращения окисления выводов. Для стандартных светодиодных индикаторов в оригинальной упаковке рекомендуемая среда хранения - температура от 5°C до 30°C с относительной влажностью ниже 60% RH. Для индикаторов типа SMD (хотя LTS-6960HR является сквозным, рекомендация включена), после вскрытия оригинального герметичного влагозащитного пакета устройства должны быть использованы в течение 168 часов (уровень MSL 3) при тех же условиях температуры и влажности. Если хранение после вскрытия превышает 168 часов, рекомендуется прогрев при 60°C в течение 24 часов перед пайкой. Обычно рекомендуется использовать индикаторы как можно скорее и избегать больших долгосрочных запасов.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор предназначен для обычного электронного оборудования, включая устройства офисной автоматизации, оборудование связи, бытовую технику и приборные панели. Он подходит для применений, таких как цифровые часы, панельные счетчики, табло, панели управления бытовой техникой и считывающие устройства промышленного управления, где требуется одна цифра.

8.2 Соображения и предостережения при проектировании

Проектирование схемы управления:Рекомендуется использование стабилизации тока, а не напряжения, для обеспечения постоянной силы света и долговечности. Схема должна быть спроектирована с учетом всего диапазона прямого напряжения (VF: от 2.0В до 2.6В), чтобы гарантировать постоянную подачу требуемого тока управления. Безопасный рабочий ток должен быть выбран с учетом максимальной температуры окружающей среды в приложении, учитывая снижение тока на 0.33 мА/°C выше 25°C.
Защита:Схема управления должна включать защиту от обратных напряжений и переходных скачков напряжения во время включения или выключения питания, так как обратное смещение может вызвать миграцию металла и отказ. Следует избегать быстрых изменений температуры окружающей среды, особенно во влажных условиях, чтобы предотвратить конденсацию на индикаторе.
Оптический интерфейс:Если используется фильтр или накладка, он не должен находиться в прямом, плотном контакте с поверхностью индикатора, так как чувствительные к давлению клеи на пленках могут смещаться.
Примечание по надежности:Устройство не рекомендуется для критически важных для безопасности приложений (авиация, медицинское жизнеобеспечение и т.д.) без предварительной консультации, так как его отказ может поставить под угрозу жизнь или здоровье.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с индикаторами с меньшей высотой знака (например, 0.3 дюйма), LTS-6960HR обеспечивает превосходную видимость на расстоянии или в условиях хорошего освещения благодаря своей высоте 0.56 дюйма. По сравнению с простыми дискретными светодиодами, он предоставляет сформированный символ в одном корпусе, упрощая компоновку печатной платы и сборку. Его конфигурация с общим анодом является преимуществом при подключении к портам микроконтроллера, настроенным как стоки тока. Использование технологии AlInGaP/GaAsP обеспечивает классический красно-оранжевый цвет с хорошей эффективностью. Явная классификация по световой интенсивности является ключевым отличием для приложений, требующих единообразного внешнего вида нескольких устройств.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: Какова цель двух выводов общего анода (3 и 8)?
О: Они соединены внутри. Использование обоих выводов помогает распределить общий анодный ток, снижает плотность тока в дорожках печатной платы и выводах корпуса и может повысить надежность. В конструкции они должны быть соединены вместе на печатной плате.
В: Могу ли я управлять этим индикатором от источника питания 5В с резистором?
О: Да, но вы должны рассчитать токоограничивающий резистор на основе наихудшего прямого напряжения. Используя максимальное VF (2.6В) при желаемом IF (например, 10мА), значение резистора R = (5В - 2.6В) / 0.01А = 240 Ом. Всегда проверяйте, чтобы фактический ток не превышал максимальный непрерывный номинал.
В: Что означает \"Скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс\" для пикового тока?
О: Вы можете кратковременно подавать на сегмент импульс до 60мА, но импульс должен быть не шире 0.1 миллисекунды, а средний ток со временем не должен превышать непрерывный номинал. Например, импульс 0.1 мс каждые 1 мс (скважность 10%) дает средний ток 6мА, если пик составляет 60мА.
В: Почему упоминается тестирование обратного напряжения, если оно не допускается в работе?
О: Тест обратного тока (IR) при 5В - это тест качества и утечки, проводимый во время производства. Он проверяет целостность светодиодного перехода. Постоянное применение обратного смещения в приложении может ухудшить устройство.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование одноразрядного считывающего устройства вольтметра.АЦП микроконтроллера считывает напряжение и должен отображать его на одном разряде (0-9). Выходные порты микроконтроллера могут стягивать 20мА. Конструкция использует индикатор с общим анодом, поэтому выводы микроконтроллера подключаются к катодам сегментов (через небольшие последовательные резисторы для дополнительной защиты). Выводы общего анода соединены вместе и управляются транзистором PNP (или PMOS-транзистором), переключаемым другим выводом микроконтроллера. Прошивка мультиплексирует разряд, включая транзистор и стягивая ток через соответствующие катодные выводы, чтобы зажечь нужные сегменты для цифры. Ток для каждого сегмента устанавливается возможностью стягивания микроконтроллера и резистором, гарантируя, что он остается ниже 25мА. Десятичная точка может использоваться для указания диапазона.

12. Введение в принцип работы

Семисегментный индикатор представляет собой сборку из семи светодиодных полосок (сегменты от a до g), расположенных в виде восьмерки. Зажигая определенные комбинации этих сегментов, можно сформировать все десятичные цифры (0-9) и некоторые буквы. В конфигурации с общим анодом все аноды светодиодов соединены вместе с общим положительным источником питания. Каждый сегмент включается путем подачи низкого напряжения (земля или логический ноль) на соответствующий катодный вывод, позволяя току течь через этот конкретный светодиод. Эта конфигурация часто предпочтительна, когда управляющая логика (например, микроконтроллер) лучше справляется со стягиванием тока (подтяжкой к земле), чем с его подачей.

13. Тенденции развития

Хотя традиционные семисегментные индикаторы для сквозного монтажа, такие как LTS-6960HR, остаются важными для многих применений, тенденции смещаются в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки, более плотных многоразрядных модулей со встроенными драйверами (интерфейс I2C или SPI) и индикаторов с более широкой цветовой гаммой или возможностями RGB. Также наблюдается тенденция к использованию более эффективных материалов, таких как улучшенный AlInGaP, для достижения большей яркости при меньших токах. Однако фундаментальная простота, надежность и экономическая эффективность дискретных семисегментных индикаторов обеспечивают их постоянное использование в огромном количестве потребительских и промышленных продуктов, где требуется базовый цифровой вывод.