Техническая спецификация LTS-2801AJD - 0.28-дюймовый красный светодиодный индикатор - Размер 14.0x19.0x8.5мм - Прямое напряжение 2.6В - Мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTS-2801AJD — это одноразрядный семисегментный буквенно-цифровой светодиодный индикатор, предназначенный для применений, требующих чёткого низкопотребляющего цифрового отображения. При высоте цифры 0.28 дюйма (7.0 мм) он обеспечивает отличную читаемость в компактном форм-факторе. Устройство использует высокоэффективные красные светодиодные чипы на основе фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP), изготовленные на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs). Такая конструкция способствует высокой яркости и контрастности. Индикатор имеет серую лицевую панель с белой разметкой сегментов, что улучшает контраст и читаемость при различном освещении.

Его ключевое преимущество заключается в оптимизированной конструкции для работы при низких токах. Сегменты специально тестируются и подбираются для обеспечения отличной производительности при токах всего от 1 мА на сегмент, что делает его идеальным для устройств с питанием от батарей или энергоэффективных приборов. Устройство обладает широким углом обзора и надёжностью твердотельной технологии, обеспечивая стабильную работу в течение всего срока службы. Оно классифицируется по световой силе и поставляется в бессвинцовом корпусе, соответствующем директивам RoHS.

1.1 Ключевые особенности

• Высота цифры 0.28 дюйма (7.0 мм) для чёткой видимости.
• Непрерывный, однородный внешний вид сегментов для профессионального вида.
• Очень низкое энергопотребление, работа от 1 мА на сегмент.
• Отличный внешний вид символов с высокой яркостью и контрастностью.
• Широкий угол обзора для гибкости монтажа и наблюдения.
• Надёжность твердотельной технологии без движущихся частей.
• Световая сила классифицирована (рассортирована) для обеспечения стабильной работы.
• Бессвинцовый корпус, соответствующий экологическим стандартам RoHS.

1.2 Идентификация устройства

Партномер LTS-2801AJD указывает на устройство с высокоэффективными красными светодиодами AlInGaP, сконфигурированное по схеме с общим анодом и включающее десятичную точку справа.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа всегда должна поддерживаться в этих границах.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:максимум 70 мВт.
• Пиковый прямой ток на сегмент:максимум 100 мА, в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток на сегмент:максимум 25 мА при 25°C. Этот параметр линейно снижается на 0.33 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды (Ta) выше 25°C.
• Диапазон рабочих температур:от -35°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -35°C до +85°C.
• Температура пайки:Устройство выдерживает 260°C до 5 секунд при пайке на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Средняя сила света на сегмент (I_V):200 мккд (мин), 600 мккд (тип.) при прямом токе (I_F) 1 мА. Это подтверждает его пригодность для приложений с очень низким током.
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):650 нм (тип.) при I_F=20 мА, что указывает на ярко-красный цвет.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):22 нм (тип.) при I_F=20 мА.
• Доминирующая длина волны (λ_d):640 нм (тип.) при I_F=20 мА.
• Прямое напряжение на чип (V_F):2.10 В (мин), 2.60 В (макс.) при I_F=20 мА. Конструкторы должны учитывать это падение напряжения при расчёте последовательных резисторов или проектировании схем управления.
• Обратный ток на сегмент (I_R):100 мкА (макс.) при обратном напряжении (V_R) 5В.Важное примечание:Этот параметр предназначен только для целей тестирования; устройство не предназначено для непрерывной работы при обратном смещении.
• Коэффициент соответствия силы света:2:1 (макс.) для сегментов в пределах аналогичной освещённой области при I_F=1 мА, обеспечивая равномерную яркость по всему индикатору.
• Перекрёстные помехи:Спецификация менее 2.5%, что минимизирует нежелательное свечение соседних сегментов.

3. Механическая информация и информация о корпусе

3.1 Габаритные размеры корпуса

Общие габаритные размеры составляют 14.0 мм в ширину, 19.0 мм в высоту и 8.5 мм в глубину (без учёта выводов). Ключевые допуски размеров составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Критические примечания по сборке включают:

• Допуск смещения кончика вывода составляет ±0.40 мм.
• Рекомендуемый диаметр отверстия в печатной плате для выводов — 1.0 мм.
• Критерии качества ограничивают наличие посторонних материалов или пузырьков внутри сегмента до 10 мил (0.254 мм) и загрязнение поверхности чернилами до 20 мил (0.508 мм). Изгиб отражателя должен быть менее 1% от его длины.

3.2 Распиновка и схема подключения

Индикатор имеет 10-выводную однострочную конфигурацию. Он имеет внутреннюю разводку как устройство с общим анодом, что означает, что аноды всех светодиодных сегментов соединены внутри и выведены на два вывода (3 и 8) для резервирования и снижения плотности тока. Внутренняя схема подключения чётко показывает это соединение общего анода с каждым из семи сегментов (от A до G) и десятичной точкой (DP). Каждый катод сегмента имеет свой собственный выделенный вывод.

Таблица подключения выводов:

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

4. Анализ характеристических кривых

Техническая спецификация включает типичные характеристические кривые, которые необходимы для детального анализа конструкции. Хотя конкретные точки данных графиков не приведены в тексте, эти кривые обычно иллюстрируют взаимосвязь между ключевыми параметрами. Конструкторам следует обращаться к оригинальным графикам спецификации для получения точных значений.

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Эта кривая показывает нелинейную зависимость между током, протекающим через светодиодный сегмент, и напряжением на нём. Это крайне важно для выбора правильного значения токоограничивающего резистора для достижения желаемой яркости без превышения максимального номинального тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Этот график демонстрирует, как световой поток (в мккд или мкд) увеличивается с ростом прямого тока. Обычно он показывает почти линейную зависимость в нормальном рабочем диапазоне, позволяя конструкторам настраивать яркость путём регулировки тока.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Световой выход светодиода обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Эта кривая помогает конструкторам понять снижение яркости при более высоких рабочих температурах, что критически важно для применений в некондиционируемых средах.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную интенсивность света на разных длинах волн, с центром вокруг пиковой длины волны 650 нм, подтверждающий красный цвет излучения.

5. Рекомендации по пайке и сборке

5.1 Профиль пайки

Правильная пайка критически важна для предотвращения термического повреждения светодиодных чипов и пластикового корпуса.

• Автоматическая пайка (волновая/оплавление):Устройство выдерживает температуру 260°C в течение 5 секунд в точке на расстоянии 1/16 дюйма (1.6 мм) ниже плоскости установки (т.е. на выводах). Температура самого корпуса индикатора не должна превышать максимально допустимую температуру во время сборки.
• Ручная пайка:Указана температура жала паяльника 350°C ±30°C. Время пайки на каждом выводе не должно превышать 5 секунд, также измеренное на расстоянии 1/16 дюйма ниже плоскости установки.

Соблюдение этих ограничений по времени и температуре крайне важно, чтобы избежать расплавления пластикового корпуса, повреждения внутренних проводных соединений или деградации полупроводникового материала светодиода.

6. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

6.1 Типичные сценарии применения

LTS-2801AJD подходит для широкого спектра электронного оборудования, требующего чёткого низкопотребляющего цифрового отображения. Типичные применения включают:

• Контрольно-измерительное оборудование (мультиметры, частотомеры).
• Бытовая техника (микроволновые печи, духовки, кофеварки).
• Промышленные панели управления и приборы.
• Устройства с питанием от батарей, такие как портативные мониторы или ручные инструменты.
• Прототипы встраиваемых систем и обучающие наборы.

6.2 Критические конструктивные соображения

• Ограничение тока:ВСЕГДА используйте последовательный токоограничивающий резистор для каждого сегмента или применяйте схему драйвера с постоянным током. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F, где V_F — прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение для безопасности), а I_F — желаемый прямой ток (например, 1-20 мА).
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов обычно используется техника мультиплексирования для управления несколькими разрядами с меньшим количеством линий ввода-вывода. Поскольку это индикатор с общим анодом, разряды выбираются подачей положительного напряжения на их общий анодный вывод(ы), в то время как шаблоны сегментов подаются на катодные выводы. Убедитесь, что пиковый ток во время мультиплексирующего импульса не превышает абсолютный максимальный рейтинг.
• Теплоотвод:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте адекватную вентиляцию, если используется несколько индикаторов или если работа ведётся при более высоких токах, близких к максимальному рейтингу. Необходимо соблюдать линейное снижение постоянного тока выше 25°C.
• Защита от обратного напряжения:Схема управления должна быть спроектирована так, чтобы предотвращать подачу обратного напряжения или скачков напряжения, превышающих 5В, на катоды светодиодов во время включения, выключения или в условиях электрических помех. Простой диод, включённый параллельно светодиоду (катод к аноду), может обеспечить защиту, хотя это повлияет на прямое напряжение.
• Угол обзора:Устанавливайте индикатор с учётом его широкого угла обзора, чтобы обеспечить оптимальную читаемость для конечного пользователя.

7. Испытания на надёжность

Устройство проходит комплекс испытаний на надёжность на основе военных (MIL-STD), японских промышленных (JIS) и внутренних стандартов для обеспечения долгосрочной производительности и долговечности. Ключевые испытания включают:

• Испытание на срок службы (RTOL):1000 часов непрерывной работы в максимальных номинальных условиях для проверки стабильности производительности с течением времени.
• Испытания на воздействие окружающей среды:Включая хранение при высокой температуре/влажности (500 ч при 65°C/90-95% отн. влаж.), хранение при высокой температуре (1000 ч при 105°C) и хранение при низкой температуре (1000 ч при -35°C).
• Термические испытания:Термоциклирование (30 циклов между -35°C и 105°C) и испытания на тепловой удар для проверки устойчивости к тепловому расширению и сжатию.
• Испытания на паяемость:Сопротивление пайке (10 сек при 260°C) и паяемость (5 сек при 245°C) гарантируют, что выводы выдерживают стандартные процессы сборки.

8. Предостережения и важные примечания

• Данный продукт предназначен для общего электронного оборудования. Применения, требующие исключительной надёжности, особенно там, где отказ может угрожать жизни или здоровью (авиация, медицина, системы безопасности), требуют предварительной консультации и одобрения.
• Производитель не несёт ответственности за повреждения, возникшие в результате работы за пределами абсолютных максимальных параметров или неправильного использования продукта.
• Превышение рекомендуемого тока управления или рабочей температуры может вызвать сильную деградацию светового потока или преждевременный выход из строя.
• Настоятельно рекомендуется использовать управление постоянным током вместо управления постоянным напряжением для обеспечения стабильной силы света и защиты светодиодов от токовых скачков.
• Конструкция схемы должна учитывать производительность всей системы, включая стабильность источника питания и потенциальные электрические помехи.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTS-2801AJD выделяется на рынке одноразрядных индикаторов благодаря нескольким ключевым атрибутам:

• Сверхнизкий рабочий ток:Его характеристика и подбор при 1 мА на сегмент являются значительным преимуществом для энергочувствительных конструкций, в то время как многие аналогичные индикаторы характеризуются только при 10-20 мА.
• Технология AlInGaP:По сравнению со старыми красными светодиодами на основе GaAsP или GaP, AlInGaP обеспечивает более высокую эффективность, что приводит к большей яркости при том же токе или эквивалентной яркости при более низком токе, способствуя увеличению срока службы батареи.
• Сортировка по силе света:Классификация по силе света позволяет конструкторам выбирать индикаторы с точно согласованной яркостью, что критически важно для многоразрядных применений, где равномерность важна визуально.
• Надёжный комплекс испытаний:Обширные испытания по военным и промышленным стандартам обеспечивают высокую степень уверенности в долговечности и производительности продукта в условиях стресса.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

О: Нет. Вы должны использовать токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым сегментом. Для питания 5В и типичного V_F 2.4В при 10 мА, значение резистора будет R = (5В - 2.4В) / 0.01А = 260 Ом. Подойдёт стандартный резистор на 270 Ом. Вывод микроконтроллера действует как сток тока (для общего анода) или источник тока (для общего катода).

В: Какова цель наличия двух общих анодных выводов (3 и 8)?

О: Два вывода соединены внутри. Они служат двум основным целям: 1) Снизить плотность тока через один вывод и дорожку печатной платы, когда все сегменты горят (например, отображается цифра '8'), и 2) Обеспечить механическую стабильность и резервирование при монтаже на печатную плату.

В: Как рассчитать общее энергопотребление индикатора?

О: Мощность на сегмент = V_F* I_F. Например, при I_F=10 мА и V_F=2.4В, мощность на сегмент составляет 24 мВт. Если все 7 сегментов разряда включены (отображается '8'), общая мощность равна 7 * 24 мВт = 168 мВт. Это хорошо в пределах лимита 70 мВт на сегмент, но должно учитываться для источника питания и драйвера общего анода.

В: Подходит ли этот индикатор для использования на улице?

О: Диапазон рабочих температур от -35°C до +85°C охватывает многие уличные условия. Однако в спецификации не указана степень защиты (IP) от пыли и воды. Для уличного использования индикатор, вероятно, должен находиться за герметичным окном или внутри защитного корпуса, чтобы предотвратить попадание влаги и физические повреждения.

11. Принцип работы

Семисегментный индикатор — это форма электронного устройства отображения, состоящего из семи светодиодных сегментов, расположенных в виде восьмёрки. Избирательно зажигая определённые комбинации этих сегментов (от A до G), можно отображать цифры 0-9 и некоторые буквы (например, A, C, E, F, H, L, P). LTS-2801AJD использует полупроводниковый материал AlInGaP. Когда прямое напряжение, превышающее порог диода (приблизительно 2.0В), прикладывается к светодиодному сегменту (т.е. положительное напряжение на общем аноде относительно катода сегмента), электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света) на длине волны, характерной для материала — в данном случае, красного света около 650 нм. Непрозрачная подложка GaAs помогает отражать больше света через верхнюю часть чипа, повышая общую эффективность. Серая лицевая панель и белая разметка поглощают окружающий свет, уменьшая отражения и увеличивая контраст, делая горящие красные сегменты более яркими и чёткими.