Техническая документация на светодиодный индикатор LTS-5003AJD - Высота цифры 0.56 дюйма - Красный AlInGaP - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTS-5003AJD представляет собой одноразрядный семисегментный алфавитно-цифровой индикатор, предназначенный для применений, требующих четкого и яркого отображения числовой информации. Его основная функция — обеспечение высокочитаемого визуального вывода цифровых данных. Ключевое преимущество данного устройства заключается в использовании передовой технологии светоизлучающих диодов (LED) на основе фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Данная материаловая система известна своей способностью генерировать высокоэффективный красный свет, что напрямую определяет основные преимущества индикатора: высокую световую интенсивность, отличную контрастность и превосходное качество изображения символов. Устройство классифицируется по световой интенсивности, что гарантирует стабильный уровень яркости между производственными партиями. Целевой рынок включает промышленные панели управления, контрольно-измерительное оборудование, бытовую технику и любые встраиваемые системы, где требуется надежный и энергоэффективный числовой индикатор.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются ключевыми для функциональности индикатора. При стандартном тестовом условии прямого тока (IF) 10 мА средняя световая интенсивность (Iv) составляет от минимальных 320 мккд до типичных максимальных 700 мккд. Такая высокая яркость является прямым следствием эффективности кристалла AlInGaP. Цветовые характеристики определяются конкретными длинами волн: пиковая длина волны излучения (λp) составляет, как правило, 656 нанометров (нм), а доминирующая длина волны (λd) — 640 нм, что однозначно относит его к красной области видимого спектра. Полуширина спектральной линии (Δλ) равна 22 нм, что указывает на относительно чистый цвет излучения. Критическим параметром для равномерности свечения сегментов является коэффициент соответствия световой интенсивности, который не должен превышать 2:1 между сегментами при IF=10 мА, что обеспечивает сбалансированную подсветку цифры.

2.2 Электрические характеристики

Электрические параметры определяют рабочие границы и требования к питанию. Абсолютные максимальные значения устанавливают жесткие ограничения: непрерывный прямой ток на сегмент составляет 25 мА с коэффициентом снижения 0.33 мА/°C выше 25°C. Пиковый прямой ток для импульсного режима работы (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) может достигать 90 мА. Максимальное обратное напряжение на сегмент — 5В. В нормальных рабочих условиях (IF=20 мА) прямое напряжение (VF) на сегмент обычно находится в диапазоне от 2.1В до 2.6В. Обратный ток (IR) не превышает 100 мкА при VR=5В. Рассеиваемая мощность на сегмент не должна превышать 70 мВт.

2.3 Тепловые и климатические характеристики

Устройство рассчитано на рабочий диапазон температур от -35°C до +85°C, с таким же диапазоном температур хранения. Такой широкий диапазон делает его пригодным для различных условий эксплуатации. Спецификация температуры пайки критически важна для сборки: устройство может выдерживать 260°C в течение 3 секунд в точке на 1/16 дюйма (примерно 1.59 мм) ниже плоскости установки, что является стандартным ориентиром для волновой или конвекционной пайки.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации указано, что устройство \"классифицируется по световой интенсивности\". Это подразумевает систему сортировки (биннинг) на основе измеренной светоотдачи при фиксированном токе (вероятно, 10 мА). Хотя конкретные коды сортировки в данном документе не детализированы, такая система гарантирует, что клиенты получают индикаторы с предсказуемым и стабильным уровнем яркости. Разработчики могут выбирать сорта, соответствующие требованиям к контрастности их приложения, причем сорта с более высокой интенсивностью обычно используются в условиях высокой внешней освещенности.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации упоминаются \"Типичные электрические / оптические характеристические кривые\", которые необходимы для детальной проектной работы. Хотя конкретные графики в тексте не приведены, типичные кривые для такого устройства включали бы:Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика): Показывает нелинейную зависимость между током и напряжением, что критически важно для проектирования схемы ограничения тока.Световая интенсивность в зависимости от прямого тока: Демонстрирует, как световой поток увеличивается с ростом тока, помогая оптимизировать баланс между яркостью и энергопотреблением.Световая интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды: Эта кривая показывает, как световой поток уменьшается с ростом температуры, что жизненно важно для конструкций, работающих при высоких температурах.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство выполнено в стандартном 10-выводном корпусе для одноразрядного семисегментного индикатора. Высота цифры составляет 0.56 дюйма (14.22 мм). Чертеж габаритных размеров (упомянутый, но не детализированный в тексте) предоставил бы критически важные механические данные. Устройство имеет серый лицевой экран с белыми сегментами, что повышает контрастность за счет уменьшения отражения внешнего света от неактивных областей. Распиновка четко определена: выводы 3 и 8 являются общими катодами, а выводы 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 и 10 — анодами для сегментов E, D, C, десятичной точки, B, A, F и G соответственно. Внутренняя схема подтверждает конфигурацию с общим катодом, где все катоды светодиодных сегментов соединены внутри.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Соблюдение абсолютного максимального значения температуры пайки имеет первостепенное значение. Спецификация 260°C в течение 3 секунд, измеренная на расстоянии 1/16 дюйма ниже плоскости установки, предназначена для предотвращения термического повреждения светодиодных кристаллов и эпоксидного корпуса. Для конвекционной пайки должен использоваться профиль, не выходящий за этот предел. Следует соблюдать стандартные меры предосторожности при работе с устройствами, чувствительными к электростатическому разряду (ESD), хотя это явно не указано, поскольку светодиоды, как правило, восприимчивы к ESD. Хранение должно осуществляться в пределах указанного диапазона от -35°C до +85°C в среде с низкой влажностью.

7. Упаковка и информация для заказа

Основной код заказа — LTS-5003AJD. Описание \"Rt. Hand Decimal\" в таблице номеров деталей предполагает, что данная версия включает десятичную точку справа. Специфика упаковки (трубка, лоток или рулон) и количество в данном отрывке не детализированы. \"Spec No.: DS30-2001-364\" и \"BNS-OD-FC001/A4\" являются внутренними номерами документов для контроля.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Данный индикатор идеально подходит для любого устройства, требующего отображения одной цифры. Типичные области применения включают: цифровые мультиметры, частотомеры, дисплеи часов (для секунд или минут), промышленные таймеры, панели управления бытовой техникой (например, духовые шкафы, микроволновые печи) и панели индикации состояния, отображающие один параметр, например, номер канала или код ошибки.

8.2 Соображения при проектировании

Ограничение тока: Каждый сегмент должен управляться через токоограничивающий резистор. Номинал резистора рассчитывается по формуле R = (Vcc - VF) / IF, где VF — прямое напряжение (для надежности используйте максимальное значение 2.6В), Vcc — напряжение питания, а IF — желаемый прямой ток (не превышающий 25 мА в непрерывном режиме).Схема управления: Будучи устройством с общим катодом, его оптимально управлять с помощью микроконтроллера или декодерной микросхемы, способной стягивать ток (притягивать общий катод к низкому уровню) и подавать ток на отдельные аноды сегментов. Мультиплексирование нескольких разрядов является распространенной техникой, но данное устройство одноразрядное.Угол обзора: В спецификации заявлен широкий угол обзора, что полезно для панелей, просматриваемых под углом.

9. Техническое сравнение

По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды на основе GaAsP или GaP, технология AlInGaP в LTS-5003AJD предлагает значительно более высокую световую отдачу, что обеспечивает большую яркость при том же токе управления. По сравнению с современными аналогами его ключевыми отличительными особенностями являются конкретная высота цифры 0.56 дюйма, высокоэффективный красный цвет и конфигурация с общим катодом. Индикаторы с более крупными цифрами, разными цветами (например, зеленым, желтым) или с общей анодной конфигурацией удовлетворяют другим проектным потребностям.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Для чего нужны два вывода общего катода (3 и 8)?

О: Они соединены внутри. Наличие двух выводов обеспечивает лучшее распределение тока и механическую стабильность, а также дает гибкость при разводке печатной платы.

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

О: Нет. Необходимо использовать токоограничивающий резистор. Например, при питании 5В, целевом токе IF=20 мА и использовании VF(max)=2.6В, номинал резистора составит (5В - 2.6В) / 0.02А = 120 Ом. Всегда проверяйте способность вывода микроконтроллера выдавать ток.

В: Что означает \"низкое энергопотребление\" в количественном выражении?

О: При типичной рабочей точке 10 мА на сегмент и VF=2.6В мощность на сегмент составляет 26 мВт. Подсветка всех 7 сегментов (плюс точка) потребует в сумме 80 мА, потребляя около 208 мВт, что относительно мало для яркого индикатора.

В: Как измеряется световая интенсивность?

О: Как отмечено, она измеряется с помощью датчика и фильтра, аппроксимирующего кривую спектральной чувствительности глаза CIE, что обеспечивает соответствие измерения восприятию яркости человеком.

11. Практический пример использования

Рассмотрим проектирование простого цифрового тахометра для двигателя. Микроконтроллер измеряет частоту импульсов с датчика. Это значение частоты преобразуется в обороты в минуту (RPM). Самый старший разряд RPM (например, разряд \"тысяч\") может отображаться с помощью LTS-5003AJD. Микроконтроллер вычисляет, какие сегменты (A-G) необходимо зажечь для формирования этой цифры, затем притягивает общий катод к низкому уровню и устанавливает соответствующие анодные выводы в высокий уровень через токоограничивающие резисторы. Высокая яркость обеспечивает читаемость в условиях мастерской.

12. Принцип работы

Устройство работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда прямое напряжение, превышающее пороговое напряжение диода, прикладывается к сегменту (анод положительный, катод отрицательный), электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового материала AlInGaP. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов, создавая красный свет. Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую задает длину волны (цвет) излучаемого света. Семь сегментов представляют собой независимые светодиоды, расположенные в форме восьмерки; путем выборочного включения различных комбинаций этих сегментов могут быть сформированы все цифры от 0 до 9.

13. Технологические тренды

Хотя семисегментные индикаторы остаются надежным и экономически эффективным решением для числовой индикации, общий тренд в технологии дисплеев движется в сторону большей интеграции и гибкости. Многоразрядные модули со встроенными контроллерами (I2C, SPI) становятся все более распространенными, сокращая количество выводов микроконтроллера и программную нагрузку. Более того, матричные дисплеи и OLED предлагают алфавитно-цифровые и графические возможности в корпусах аналогичного размера. Однако для приложений, требующих только простой, яркой, надежной и энергоэффективной цифровой индикации, дискретные семисегментные светодиоды, такие как LTS-5003AJD, особенно с использованием высокоэффективных материалов, таких как AlInGaP, продолжают оставаться актуальным и оптимальным выбором благодаря своей простоте, долговечности и отличной контрастности в различных условиях освещения.