LTS-5601AJG-J Техническая спецификация на 0.56-дюймовый семисегментный светодиодный индикатор - Высота цифры 14.22 мм - Зеленый AlInGaP

1. Обзор продукта

LTS-5601AJG-J — это однозначный семисегментный буквенно-цифровой дисплейный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого и яркого числового отображения. Он имеет высоту цифры 0,56 дюйма (14,22 мм), что обеспечивает отличную видимость. Устройство использует передовую технологию полупроводников AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для своих светоизлучающих сегментов, которые представлены в ярко-зеленом цвете на нейтральном сером фоне экрана. Такое сочетание обеспечивает высокую контрастность для оптимальной читаемости. Индикатор использует электрическую схему с общим анодом, которая является стандартным и широко поддерживаемым интерфейсом в проектировании цифровых схем.

1.1 Ключевые преимущества

Дисплей предлагает несколько ключевых преимуществ для разработчиков и инженеров. Его основное преимущество — использование светодиодных чипов AlInGaP, известных своей высокой эффективностью и отличной световой интенсивностью, что обеспечивает яркий выходной сигнал при относительно низком энергопотреблении. Непрерывные, однородные сегменты гарантируют последовательный и профессиональный внешний вид символов без зазоров или неровностей. Устройство классифицируется по световой интенсивности, обеспечивая стабильность яркости между производственными партиями. Кроме того, он имеет широкий угол обзора, что делает дисплей читаемым с различных позиций, и предлагает надежность твердотельной технологии без движущихся частей. Корпус также не содержит свинца, соответствуя современным экологическим нормам (RoHS).

1.2 Целевой рынок и области применения

Этот дисплей подходит для широкого спектра электронного оборудования, требующего числовой индикации. Типичные области применения включают контрольно-измерительные приборы (мультиметры, осциллографы), промышленные панели управления, медицинские устройства, бытовую технику (микроволновые печи, духовки, стиральные машины), автомобильные приборные панели (для дополнительных или вспомогательных дисплеев) и различные любительские или прототипные проекты. Его баланс размера, яркости и надежности делает его универсальным выбором как для коммерческих, так и для промышленных встраиваемых систем.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен подробный, объективный анализ электрических и оптических характеристик, приведенных в спецификации.

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функциональности дисплея.Средняя сила света (Iv)указана с минимальным значением 125 мккд, типичным значением 400 мккд и без указанного максимума при прямом токе (IF) 1 мА. Это указывает на гарантированную минимальную яркость, при этом большинство устройств работают значительно ярче.Пиковая длина волны излучения (λp)составляет 571 нм, аДоминирующая длина волны (λd)составляет 572 нм, оба измерены при IF=20мА. Эти значения уверенно помещают излучаемый свет в зеленую область видимого спектра.Полуширина спектральной линии (Δλ)составляет 15 нм, что описывает чистоту зеленого цвета; более узкая ширина указывает на более монохроматический выход.Коэффициент соответствия световой интенсивностиуказан как максимальный 2:1 для аналогичных световых областей, что означает, что разница в яркости между любыми двумя сегментами не должна превышать коэффициент два, обеспечивая равномерный внешний вид.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют рабочие пределы и условия для устройства.Прямое напряжение на сегмент (VF)имеет типичное значение 2,6В и максимум 2,6В при IF=20мА. Это критический параметр для проектирования сети токоограничивающих резисторов.Непрерывный прямой ток на сегментимеет номинальное значение максимум 25 мА с коэффициентом снижения 0,33 мА/°C выше температуры окружающей среды 25°C. Это означает, что допустимый ток уменьшается с ростом температуры для предотвращения перегрева.Пиковый прямой токв 60 мА допускается в импульсных условиях (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс), что может использоваться для мультиплексирования или достижения более высокой мгновенной яркости.Обратное напряжение (VR)составляет 5В, аОбратный ток (IR)максимум 100 мкА при этом напряжении, что указывает на характеристики утечки диода в выключенном состоянии.

2.3 Предельные эксплуатационные характеристики и тепловые аспекты

Эти характеристики определяют пределы напряжения, за которыми может произойти необратимое повреждение.Рассеиваемая мощность на сегментне должна превышать 70 мВт.Диапазон рабочих температурсоставляет от -35°C до +105°C, иДиапазон температур храненияидентичен. Этот широкий диапазон делает устройство пригодным для работы в суровых условиях. В спецификации также указаны условия пайки: устройство может подвергаться воздействию температуры 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1/16 дюйма (примерно 1,6 мм) ниже плоскости установки. Соблюдение этих пределов крайне важно во время сборки печатной платы, чтобы избежать теплового повреждения светодиодных чипов или пластикового корпуса.

3. Объяснение системы бинирования

В спецификации указано, что устройствоклассифицируется по световой интенсивности. Это относится к производственному процессу бинирования, при котором светодиоды сортируются на основе измеренной светоотдачи при стандартном испытательном токе (обычно 1 мА, как указано). Устройства группируются в бины с определенными диапазонами минимальной и максимальной интенсивности. Это гарантирует, что клиенты получают индикаторы с одинаковыми уровнями яркости. Хотя конкретные коды бинов не детализированы в данном отрывке, разработчикам следует знать о существовании такой классификации и, возможно, потребуется указать требуемый бин для критически важных приложений, где необходимо согласование яркости между несколькими индикаторами.

4. Анализ кривых производительности

В спецификации упоминаютсяТипичные электрические/оптические характеристические кривые. Хотя конкретные графики не приведены в тексте, стандартные кривые для таких устройств обычно включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая): Эта нелинейная кривая показывает, как напряжение увеличивается с током. Она необходима для определения правильного значения последовательного резистора для достижения желаемого рабочего тока.
• Световая интенсивность в зависимости от прямого тока (I-L кривая): Это показывает взаимосвязь между током управления и световым выходом. Обычно она линейна в определенном диапазоне, но может насыщаться при более высоких токах.
• Световая интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды: Эта кривая демонстрирует, как световой выход уменьшается с увеличением температуры перехода светодиода. Понимание этого снижения номинальных характеристик является ключевым для проектов, работающих в условиях высоких температур.
• Спектральное распределение: График, показывающий относительную интенсивность света на разных длинах волн, с центром вокруг пиковой длины волны 571 нм.

Разработчикам следует обращаться к этим кривым, когда они доступны, для оптимизации производительности и обеспечения надежной работы в предполагаемых диапазонах температуры и тока.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и допуски

Чертеж корпуса (упоминается, но не детализируется в тексте) покажет физические контуры дисплея. Ключевые примечания из спецификации гласят, что все размеры указаны в миллиметрах, с общими допусками ±0,25 мм (0,01"), если не указано иное. Специальный допуск на смещение кончика вывода составляет ±0,4 мм, что важно для проектирования посадочного места на печатной плате, чтобы обеспечить правильное выравнивание и паяемость.

5.2 Распиновка и внутренняя схема

Устройство имеет 10-выводную конфигурацию в один ряд. Внутренняя схема показывает конфигурацию с общим анодом, где аноды всех светодиодных сегментов (от A до G и десятичная точка) соединены внутри с двумя общими выводами (вывод 3 и вывод 8). Катоды отдельных сегментов выведены на отдельные выводы. Такая конфигурация распространена, поскольку она упрощает мультиплексирование при управлении несколькими цифрами, так как общие аноды можно переключать для выбора активной цифры.

Таблица соединений выводов следующая:

1. Вывод 1: Катод E
2. Вывод 2: Катод D
3. Вывод 3: Общий анод
4. Вывод 4: Катод C
5. Вывод 5: Катод D.P. (Десятичная точка)
6. Вывод 6: Катод B
7. Вывод 7: Катод A
8. Вывод 8: Общий анод
9. Вывод 9: Катод F
10. Вывод 10: Катод G

5.3 Идентификация полярности

Устройство четко обозначено как тип сОбщим анодом. Физически на корпусе может быть выемка, точка или скошенный угол для обозначения вывода 1. Разработчики должны сверять схему распиновки с физическим корпусом, чтобы обеспечить правильную ориентацию во время сборки печатной платы. Неправильная полярность не позволит дисплею светиться.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Основное руководство касается процесса пайки. Компонент может выдерживать волновую или конвекционную пайку с пиковой температурой260°C максимум в течение 3 секунд, измеренной в точке на 1,6 мм (1/16") ниже плоскости установки. Это стандартный профиль JEDEC. Критически важно контролировать время и температуру пайки, чтобы предотвратить деформацию пластикового корпуса или повреждение внутренних проводящих соединений от чрезмерного нагрева. Рекомендуется предварительный нагрев для минимизации теплового удара. После пайки дисплею следует дать остыть естественным образом. Избегайте приложения механических напряжений к выводам или лицевой стороне дисплея во время обработки и сборки.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали —LTS-5601AJG-J. Типичная расшифровка такого номера детали может быть: LTS (семейство продуктов), 5601 (размер/код), A (цвет/бин яркости?), J (тип корпуса?), G (Зеленый), -J (суффикс для вариаций, например, десятичная точка справа). В спецификации подтверждается описание как "AlInGaP Green Common Anode, Rt. Hand Decimal." Это указывает на то, что десятичная точка расположена справа от цифры. Индикаторы обычно поставляются в антистатических трубках или лотках для защиты выводов и предотвращения повреждения от электростатического разряда во время транспортировки и обработки.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Для дисплея с общим анодом схема управления обычно включает подключение общего анодного вывода (ов) к положительному напряжению питания (Vcc) через токоограничивающий резистор или транзисторный ключ (для мультиплексирования). Затем каждый отдельный катодный вывод (A-G, DP) подключается к выходу драйверной микросхемы, такой как декодер/драйвер 7-сегментного индикатора (например, 74LS47 для BCD-входа) или к выводу GPIO микроконтроллера. Драйвер стекает ток на землю, чтобы зажечь сегмент. Значение токоограничивающего резистора рассчитывается по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где VF — прямое напряжение светодиода (обычно 2,6 В), а IF — желаемый прямой ток (например, 10-20 мА).

8.2 Вопросы проектирования

• Ограничение тока: Всегда используйте последовательные резисторы для каждого сегмента или драйвер постоянного тока. Никогда не подключайте светодиод напрямую к источнику напряжения.
• Мультиплексирование: Для управления несколькими цифрами мультиплексируйте общие аноды на высокой частоте (например, >100 Гц). Это значительно сокращает количество необходимых выводов драйвера.
• Рассеиваемая мощность: Убедитесь, что общая рассеиваемая мощность (IF * VF * количество горящих сегментов) не превышает тепловые пределы корпуса, особенно при высоких температурах окружающей среды.
• Угол обзора: Устанавливайте дисплей с учетом указанного широкого угла обзора, чтобы целевая аудитория могла четко его видеть.
• Защита от ЭСР:** Хотя это явно не указано, светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Обращайтесь с ними с соответствующими мерами предосторожности от ЭСР во время сборки.

9. Техническое сравнение

По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные зеленые светодиоды на основе GaP (фосфид галлия), технология AlInGaP, используемая в этом дисплее, предлагает значительно более высокую световую эффективность, что приводит к более яркому выходному сигналу при том же токе или эквивалентной яркости при меньшей мощности. По сравнению с белыми светодиодами на основе синего чипа и люминофора, этот монохроматический зеленый светодиод имеет более узкий спектр и потенциально более высокую эффективность для применений, где требуется только зеленый свет. Высота цифры 0,56 дюйма является распространенным размером, обеспечивающим хороший баланс между читаемостью и занимаемой площадью на плате, больше, чем 0,3-дюймовые дисплеи для лучшей видимости, но меньше, чем 1-дюймовые дисплеи для компактности.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чем разница между общим анодом и общим катодом?

А: В дисплее с общим анодом все аноды сегментов соединены вместе с Vcc, и сегменты включаются путем подачи низкого уровня (на землю) на их катоды. В дисплее с общим катодом все катоды соединены с землей, и сегменты включаются путем подачи высокого напряжения (Vcc) на их аноды. Соответственно различается и схема управления.

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

А: Типичный вывод GPIO микроконтроллера может стекать или выдавать только 20-25 мА. Вы можете управлять одним сегментом напрямую, если включите последовательный резистор и останетесь в пределах ограничений по току МК. Для нескольких сегментов или мультиплексирования используйте специализированные драйверные микросхемы или транзисторные сборки для обработки более высокого суммарного тока.

В: В спецификации указаны два общих анодных вывода (3 и 8). Нужно ли подключать оба?

А: Да, для максимальной надежности и распределения тока рекомендуется подключать оба общих анодных вывода к источнику питания. Это помогает сбалансировать токовую нагрузку, особенно когда одновременно горят несколько сегментов.

В: Как рассчитать значение резистора для питания 5В и тока сегмента 10 мА?

А: Используя VF(тип.) = 2,6В: R = (5В - 2,6В) / 0,01А = 240 Ом. Подойдет стандартный резистор на 220 или 270 Ом. Всегда проверяйте яркость и ток в реальной схеме.

11. Пример практического применения

Проект: Простой дисплей цифрового вольтметра

В базовом цифровом вольтметре, построенном на основе микроконтроллера с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), LTS-5601AJG-J может использоваться для отображения измеренного напряжения. Микроконтроллер считывает значение АЦП, преобразует его в напряжение и форматирует в цифры (например, "12.5"). Используя технику мультиплексирования, МК будет последовательно включать общий анод каждой цифры (для многоразрядного дисплея, собранного из нескольких блоков) и выводить катодный шаблон для соответствующих данных сегментов этой цифры. Для упрощения интерфейса можно использовать драйверную микросхему, такую как MAX7219, которая обрабатывает как мультиплексирование, так и управление током для микроконтроллера. Высокая яркость сегментов AlInGaP обеспечивает четкость показаний даже в хорошо освещенных помещениях.

12. Введение в технический принцип работы

LTS-5601AJG-J основан наполупроводниковом материале AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу светодиодного чипа, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае зеленому около 571-572 нм. Чипы монтируются на непрозрачной подложке из GaAs, что помогает направлять свет через верхнюю часть чипа. Серый светофильтр поглощает окружающий свет, улучшая контрастность за счет уменьшения отражений и делая освещенные зеленые сегменты более яркими.

13. Тенденции в технологиях

Хотя дискретные семисегментные индикаторы остаются важными для многих применений, общая тенденция в технологии дисплеев движется в сторону интеграции и гибкости. Это включает рост популярности матричных светодиодных дисплеев и OLED, которые могут отображать произвольную графику и символы. Однако для специализированных числовых индикаторов семисегментные светодиоды, такие как LTS-5601AJG-J, продолжают оставаться предпочтительными благодаря своей простоте, надежности, низкой стоимости и исключительной читаемости. Достижения в материалах для светодиодов, такие как улучшенные AlInGaP и InGaN (для синего/зеленого), продолжают повышать эффективность и яркость. Кроме того, наблюдается постоянное стремление к миниатюризации и корпусам для поверхностного монтажа, хотя сквозные типы, подобные этому, сохраняются благодаря своей надежности и простоте прототипирования.