LTC-2723JF 7-Segment LED Display Datasheet - 0.28-inch Digit Height - Yellow Orange Color - 2.6V Forward Voltage - English Technical Documentation

1. Mchanganuo wa Bidhaa

LTC-2723JF ni moduli ya kuonyesha ya nambari na herufi ya sehemu saba yenye tarakimu nne na utendaji wa hali ya juu. Kazi yake ya msingi ni kutoa usomaji wa nambari na herufi mdogo ulio wazi na mkali katika anuwai ya vifaa vya elektroniki. Utumizi mkuu ni katika vifaa vinavyohitaji onyesho la nambari la kompakt lenye tarakimu nyingi na uonekano bora, kama vile vyombo vya kupima na kipimo, paneli za udhibiti wa viwanda, vituo vya mauzo, na vifaa vya elektroniki vya watumiaji.

Nafasi muhimu ya kifaa hiki iko katika usawa wa ukubwa, mwangaza, na ufanisi wa nishati. Kwa urefu wa tarakimu wa inchi 0.28 (mm 7), hutoa onyesho linalosomeka bila kuchukua nafasi nyingi sana kwenye paneli. Matumizi ya teknolojia ya LED ya AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) ni faida kubwa, ikitoa ufanisi bora wa mwanga na rangi ya kipekee ya manjano-machungwa ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile LED za kawaida za GaAsP. Hii husababisha faida kuu za mwangaza mkubwa, tofauti nzuri ya rangi, na pembe pana ya kuona, na kuhakikisha usomaji hata katika mazingira yenye mwanga mkali au kutoka pembe zilizopindika.

Soko lengwa ni wabunifu na wahandisi wa mifumo iliyopachikwa, vifaa vya kupima, na vifaa vya viwanda vinavyohitaji suluhisho la kuonyesha linaloaminika na rahisi kuunganishwa. Ubunifu wake wa kawaida wa cathode ya pamoja iliyozidishwa unarahisisha mzunguko wa kuendesha, ukipunguza idadi ya pini za I/O za microcontroller na vipengele vya nje vinavyohitajika, ambayo ni faida muhimu kwa matumizi yanayohitaji gharama nafuu na nafasi ndogo.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Tabia za Kipimo cha Mwanga na Kioo

Utendaji wa kioo umebainishwa kwa joto la mazingira (T_A) la 25\u00b0C. Kipimo kikuu ni Kasi ya Wastani ya Mwanga (I_V), ambayo ina thamani ya kawaida ya 600 \u00b5cd (microcandelas) inapotumwa na mkondo wa mbele (I_F) wa 1 mA kwa kila sehemu. Uainishaji hutoa anuwai kutoka kiwango cha chini cha 200 \u00b5cd hadi kiwango cha juu, kuhakikisha kiwango cha msingi cha mwangaza. Ukubwa huu hupimwa kwa kutumia sensor na kichujio kilichorekebishwa kwa utendakazi wa mwangaza wa CIE photopic, ambayo inakaribia usikivu wa wigo wa jicho la mwanadamu.

Tabia za rangi zinafafanuliwa na vigezo vya urefu wa wimbi. Urefu wa Wimbi la Mwanga wa Kilele (λP) kwa kawaida ni 611 nm, ambao upo ndani ya eneo la manjano-machungwa ya wigo unaoonekana._pUrefu wa Wimbi Unaotawala (λD), kipimo kinachohusiana zaidi na mtazamo wa rangi, kwa kawaida ni 605 nm._dUpana wa Nusu ya Mstari wa Wigo (Δλ) wa 17 nm unaonyesha ukanda nyembamba wa utoaji wa mwanga, unaochangia usafi na ukamilifu wa rangi ya manjano-machungwa._{Uwiano wa Ulinganisho wa Nguvu ya Mwanga (IV-m}) imebainishwa kuwa 2:1 kiwango cha juu, ikimaanisha tofauti ya mwangaza kati ya sehemu haipaswi kuzidi mara mbili, kuhakikisha muonekano sawa kwenye onyesho.

2.2 Vigezo vya Umeme na Joto

Tabia za umeme ni muhimu sana kwa muundo wa saketi. Voltage ya Mbele kwa Kipande (V_F) kwa kawaida ni 2.6V kwenye mkondo wa kawaida wa majaribio wa 20 mA. Kiwango cha chini kimeorodheshwa kuwa 2.05V. Kigezo hiki ni muhimu sana kwa kuhesabu thamani za vipinga vinavyodhibiti mkondo na mahitaji ya usambazaji wa nguvu. Mkondo wa Nyuma kwa Kipande (I_R) ni kiwango cha juu cha 100 µA kwa Voltage ya Kinyume (V_R) ya 5V, inayoonyesha sifa za uvujaji wa kifaa katika hali ya kuzimwa.

Viwango vya Juu Kabisa vinafafanua mipaka ya uendeshaji. Mkondo wa Mbele unaoendelea kwa Kipande ni wa 25 mA, lakini hii lazima ipunguzwe kwa mstari zaidi ya 25°C kwa kiwango cha 0.33 mA/°C. Kwa uendeshaji wa msukumo, Mkondo wa Mbele wa Kilele wa 60 mA unaruhusiwa chini ya hali maalum (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa msukumo 0.1 ms). Uvujaji wa juu wa Nguvu kwa Kipande ni 70 mW. Kifaa kinakadiriwa kwa Masafa ya Joto ya Uendeshaji na Hifadhi ya -35°C hadi +85°C, na kukifanya kifaa kinachofaa kwa matumizi ya viwanda na mazingira yaliyopanuliwa. Kadirio la joto la solder linabainisha kuwa kifaa kinaweza kustahimili 260°C kwa sekunde 3 kwa umbali wa inchi 1/16 (takriban 1.6 mm) chini ya ndege ya kukaa, ambayo ni habari muhimu kwa michakato ya usanikishaji wa PCB.

3. Binning and Categorization System

The datasheet explicitly states that the device is "Categorized for Luminous Intensity." This indicates a production binning process where units are sorted based on their measured light output at a standard test condition (likely I_F=1mA). While the specific bin codes are not detailed in this excerpt, such a system allows purchasers to select parts with guaranteed minimum brightness levels, ensuring consistency in the visual appearance of final products, especially when multiple displays are used side-by-side. This categorization is a key quality control and differentiation feature.

4. Uchambuzi wa Curve ya Utendaji

The datasheet includes a section for "Typical Electrical / Optical Characteristic Curves." Although the specific curves are not rendered in the provided text, standard curves for such devices typically include:

• Forward Current vs. Forward Voltage (I_F-V_F Curve): This non-linear relationship shows how voltage increases with current. It is vital for designing the driver circuit to ensure the LED operates within its safe and efficient region.
• Luminous Intensity vs. Forward Current (I_V-I_F Curve): Mkunjo huu unaonyesha utegemezi wa mwazao wa mwanga kwenye mkondo wa kuendesha. Kwa ujumla ni mstari katika safu fulani lakini utajaa kwenye mikondo ya juu zaidi. Hii inaongoza maamuzi kuhusu kuendesha onyesho kwa mwangaza bora dhidi ya matumizi ya nguvu na umri wa huduma.
• Nguvu ya Mwangaza dhidi ya Joto la Mazingira: Mkunjo huu unaonyesha jinsi mwazao wa mwanga unavyopungua kadiri joto la makutano la LED linavyoongezeka. Kuelewa upunguzaji huu ni muhimu sana kwa matumizi yanayofanya kazi katika joto la juu la mazingira.
• Usambazaji wa Wigo: Grafu inayoonyesha ukubwa wa jamaa wa mwanga unaotolewa katika urefu mbalimbali wa mawimbi, ikilenga kilele cha 611 nm, ikionyesha usafi wa rangi.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

Kifaa kinakuja katika kifurushi cha kawaida cha onyesho la LED. Sehemu ya "Vipimo vya Kifurushi" inatoa mchoro wa muundo wa mitambo, ingawa vipimo maalumu vya milimita havijaorodheshwa katika dondoo la maandishi. Kidokezo kinabainisha kuwa vipimo vyote viko kwenye milimita na uvumilivu wa \u00b10.25 mm isipokuwa ikisemwa vinginevyo. Mchoro huu ni muhimu kwa muundo wa alama ya PCB, kuhakikisha ufunguo wa jopo la mbele una ukubwa sahihi, na kwamba pini zinalingana na pedi za PCB.

Kifurushi kina muonekano wa "uso wa kijivu na sehemu nyeupe", ambao unaboresha tofauti kwa kupunguza tafakari kutoka kwenye maeneo yasiyowashwa (uso) huku ukitoa uso safi na unaotawanyika kwa ajili ya sehemu zilizowashwa. Nukta ya desimali ya mkono wa kulia imeunganishwa kwenye kifurushi. Ubaguzi wa umeme umebainishwa wazi na mpangilio wa pini na usanifu wa kawaida wa katodi.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

LTC-2723JF inatumia multiplexed common cathode configuration. This is a critical design aspect. The internal circuit diagram (referenced but not shown) would reveal that each of the four digits shares its cathode connection. The anodes for corresponding segments (A, B, C, D, E, F, G, DP) across all digits are connected together internally.

The detailed pin connection is as follows: Pin 1 is the Common Cathode for Digit 1, Pin 8 for Digit 4, Pin 11 for Digit 3, and Pin 14 for Digit 2. Pin 12 is a special Common Cathode for the lower-left, lower-center, and lower-right colon segments (L1, L2, L3), which are likely used for time separation (e.g., 12:34). The segment anodes are distributed across other pins (e.g., Pin 13 for Anode A and L1, Pin 15 for Anode B and L2, Pin 2 for Anode C and L3, Pin 3 for DP, etc.). Pins 4, 9, and 10 are marked as "No Connection" or "No Pin." This pinout must be followed precisely for the multiplexing scheme to work correctly.

7. Miongozo ya Uuzaji na Usanikishaji

Miongozo kuu ya usanikishaji iliyotolewa ni maelezo ya joto ya uuzaji: kifaa kinaweza kustahimili 260°C kwa sekunde 3 kwenye sehemu ya inchi 1/16 (1.6 mm) chini ya ndege ya kukaa. Hii ni kiwango cha kawaida cha michakato ya uuzaji wa wimbi au uuzaji wa kurejesha. Wabunifu lazima wahakikisha wasifu wao wa usanikishaji wa PCB hauzidi mkazo huu wa joto. Kwa uuzaji wa mikono, chuma kilicho na udhibiti wa joto kinapaswa kutumiwa na wakati wa mawasiliano mdogo kwa kila pini.

Tahadhari za jumla za usimamizi kwa LEDs zinatumika: epuka mkazo wa mitambo kwenye lenzi ya epoxy, linda kutokana na utokaji umeme tuli (ESD) wakati wa usimamizi, na hifadhi katika mazingira yanayofaa ya kuzuia umeme tuli na yanayodhibiti unyevu ikiwa haitatumika mara moja baada ya kufungua ufungaji uliofungwa.

8. Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu wa Matumizi

8.1 Typical Application Circuits

The most common application is driven by a microcontroller. Due to the multiplexed common cathode design, the microcontroller must use a scanning technique. It sets the pattern for a single digit on the common anode lines (segments A-G, DP) and then activates (sinks current to ground) the corresponding common cathode pin for that digit. After a short period (e.g., 1-5 ms), it moves to the next digit, cycling through all four digits rapidly. The human eye perceives this as a continuously lit display due to persistence of vision. This method reduces the required I/O pins from (7 segments + 1 DP) * 4 digits = 32 pins down to 7 segment pins + 4 digit pins + 3 colon pins = 14 pins, a significant saving.

Sehemu za nje kwa kawaida hujumuisha vipingamizi vya kuzuia mkondo vilivyounganishwa mfululizo na kila mstari wa anode wa sehemu. Thamani ya kipingamizi huhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_usambazaji - V_F) / I_F. For a 5V supply, a typical V_F ya 2.6V, na sasa inayohitajika I_F of 10 mA, the resistor would be (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ohms. Since the display is multiplexed, the instantaneous current during each digit's active time can be higher to achieve the same average brightness; for example, driving at 40 mA peak during a 25% duty cycle yields an average of 10 mA.

8.2 Design Notes and Best Practices

• Uchaguzi wa Dereva: Hakikisha microcontroller au IC maalum ya dereva inaweza kuchukua mkondo wa kutosha kwa pini za cathode za kawaida (jumla ya mikondo ya sehemu zote zilizowashwa katika tarakimu moja).
• Kiwango cha Kufanya Upya: Weka kiwango cha jumla cha kusasisha zaidi ya 60 Hz ili kuepuka mwepesi unaoonekana. Kwa tarakimu 4, wakati wa kuchunguza kila tarakimu unapaswa kuwa chini ya ~4 ms.
• Udhibiti wa Mwangaza: Mwangaza unaweza kudhibitiwa kwa urahisi katika programu kwa kurekebisha mzunguko wa wajibu wa kuzidisha au kilele cha sasa ya kuendesha (ndani ya mipaka kamili).
• Utaratibu wa Nguvu: Epuka kutumia ishara kwenye anodi za sehemu wakati hakuna kathodi inayofanya kazi, kwani hii inaweza kusababisha hali zisizojulikana na uwezekano wa kushikamana.
• Pembe ya Kuona: Tumia pembe pana ya kuona kwa kuweka onyesho kwa pembe ya kulia kwenye mstari mkuu unaotarajiwa wa mtazamo wa mtumiaji.

9. Ulinganishi wa Kiufundi na Faida

Ikilinganishwa na maonyesho ya zamani ya LED ya nyekundu ya GaAsP, teknolojia ya AlInGaP katika LTC-2723JF inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwanga. Hii inamaanisha inazalisha mwanga zaidi (pato la candela la juu) kwa mkondo sawa wa umeme, na kusababisha matumizi madogo ya nguvu kwa mwangaza fulani au mwangaza wa juu zaidi wa kiwango cha juu. Rangi ya manjano-machungwa (605-611 nm) mara nyingi huonekana kwa kujieleza kuwa angavu zaidi na inavutia zaidi kuliko nyekundu ya kawaida, na inaweza kutoa utendaji bora katika mazingira yenye mwanga wa nyekundu wa mazingira.

Ikilinganishwa na maonyesho makubwa ya tarakimu, ukubwa wa inchi 0.28 unatoa ukubwa mdogo unaofaa kwa vifaa vya kubebebea au vilivyojazwa kwa msongamano. Ikilinganishwa na maonyesho ya kioevu (LCD), onyesho hili la LED linatoa mwangaza bora, pembe za kuona pana, na nyakati za kukabiliana haraka, na halihitaji taa ya nyuma, na kurahisisha muundo. Hasara yake kuu ni matumizi ya nguvu ya juu kuliko LCD, hasa wakati sehemu nyingi zinawaka.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Je, ninawezaje kuhesabu thamani sahihi ya kipingamizi cha kikomo cha mkondo?
A: Tumia fomula R = (V_CC - V_F) / I_F. Tumia V ya kawaida_F kutoka kwenye datasheet (2.6V) kwa hesabu ya awali. Chagua I_F kulingana na mwangaza unayotaka, ukishika chini ya kiwango cha juu cha 25 mA kinachoendelea. Kumbuka hii ni kwa kila sehemu. Kwa muundo uliochanganywa, I ya papo hapo_F itakuwa ya juu zaidi ili kufikia mwangaza wa wastani sawa.

Je, naweza kuendesha onyesho hili kwa mkondo wa mara kwa mara (usio na mchanganyiko)?
Kwa kiufundi ndiyo, kwa kuunganisha cathode ya kila tarakimu kwa pekee kwenye ardhi na kuendesha sehemu moja kwa moja. Hata hivyo, hii inahitaji pini nyingi zaidi za I/O (32+) na haina ufanisi sana kwa upande wa rasilimali za microcontroller na matumizi ya nguvu. Muundo wa mchanganyiko ndio kesi inayokusudiwa na bora ya matumizi.

Je, kusudi la "Luminous Intensity Matching Ratio" ni nini?
A: Uwiano huu wa 2:1 unahakikisha usawa wa kuona. Unahakikisha kuwa hakuna sehemu ndani ya kifaa inayong'aa mara mbili zaidi ya sehemu nyingine yoyote inapotumika chini ya hali sawa. Hii inazuia baadhi ya tarakimu au sehemu kuonekana dhaifu zaidi au yenye mwanga zaidi, ambayo ingewasumbua macho.

Q: Je, kinahitajika kifaa cha kupoeza joto?
A: Kwa uendeshaji wa kawaida ndani ya mipaka maalum ya sasa na joto, kifaa cha kupoeza joto hakihitajiki. Utoaji wa nguvu wa juu wa mW 70 kwa kila sehemu unasimamiwa kwa urahisi na kifurushi cha kifaa na nyayo za PCB chini ya hali ya kawaida. Hakikisha uingizaji hewa wa kutosha ukifanya kazi kwenye halijoto ya mazingira ya juu karibu na kiwango cha juu.

11. Mfano wa Ubunifu na Matumizi ya Vitendo

Scenario: Designing a Digital Multimeter Readout. LTC-2723JF ni chaguo bora kwa onyesho la multinamba yenye tarakimu 4. Muundo utahusisha microcontroller yenye kibadilishaji cha analogi-hadi-digital (ADC) kinachopima voltage, sasa, au upinzani. Microcontroller inachakata usomaji na kuubadilisha kuwa msimbo unaofaa wa sehemu 7 kwa tarakimu nne, ikishughulikia nafasi ya alama ya desimali kulingana na masafa.

Firmware inatekeleza usumbufu wa timer kudhibiti uchambuzi wa multiplexing. Pini nne za microcontroller zimewekwa kama matokeo ya mfereji wazi au kuzama kwa nguvu zilizounganishwa na katodi za tarakimu nne (Pini 1, 14, 11, 8). Pini saba zingine zimewekwa kama matokeo ya kusukuma-kuvuta yaliyounganishwa kupitia vipinga vya kuzuia sasa vya ohm 180 hadi anodi za sehemu (A, B, C, D, E, F, G). Anodi ya DP (Pini 3) ingeunganishwa na pini ya nane ikiwa inahitajika.

Kila 2.5 ms (kwa kiwango cha jumla cha 100 Hz cha kusasisha), kikatili cha timer kinawaka. Programu thabiti huzima katodi zote za tarakimu, inasasisha matokeo ya anodi za sehemu kuonyesha muundo wa tarakimu inayofuata kwa mpangilio, na kisha kuamilisha pini ya katodi ya tarakimu hiyo pekee. Mchakato huu unarudiwa kuendelea. Rangi ya manjano-machungwa hutoa tofauti kubwa dhidi ya uso wa kijivu, ikihakikisha usomaji katika hali mbalimbali za mwanga zinazokutana na mita ya mkononi.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Kanuni ya msingi ni umeme-ng'ambo katika makutano ya P-N ya semikondukta. Nyenzo ya AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) ni semikondukta yenye pengo la bendi moja kwa moja. Inapopewa upendeleo wa mbele (voltage chanya kwenye anodi ikilinganishwa na katodi), elektroni kutoka eneo la aina-N na mashimo kutoka eneo la aina-P huingizwa kwenye eneo linalotumika. Wakati vibeba malipo hivi vinapounganishwa tena, hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa aloi ya AlInGaP huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo huamua moja kwa moja urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa—kwa kesi hii, manjano-machungwa (~605-611 nm). Uso wa kijivu na nyenzo nyeupe za sehemu hufanya kazi kama kipenyo na kizidishio cha tofauti, kukisia na kuongoza mwanga kutoka kwa vipande vidogo vya LED kuwa sehemu zinazotambulika.

13. Mienendo ya Teknolojia na Muktadha

Teknolojia ya AlInGaP LED inawakilisha maendeleo makubwa zaidi kuliko nyenzo za zamani za LED kama GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) kwa rangi nyekundu, machungwa na manjano. Inatoa ufanisi bora zaidi wa ndani wa quantum na uthabiti wa joto, ikimaanisha kuwa nishati zaidi ya umeme inabadilishwa kuwa mwanga na mwangaza unadumishwa vyema zaidi katika anuwai pana ya joto. Teknolojia hii iliwezesha ukuzaji wa LED zenye mwangaza mkubwa na ufanisi mzuri unaofaa kwa matumizi ya nje na ya magari muda mrefu kabla ya kupitishwa kwa kawaida kwa LED nyeupe zenye nguvu kubwa.

Ingawa maonyesho ya kisasa mara nyingi hutumia OLED za dot-matrix au TFT LCD kwa michoro kamili, onyesho la LED yenye sehemu saba bado lina umuhimu mkubwa kutokana na unyenyekevu wake uliokithiri, uthabiti, gharama nafuu, na kufaa kikamilifu kwa usomaji wa nambari pekee. Mwelekeo wa maendeleo yake unalenga kuongeza ufanisi (lumeni kwa wati), kuboresha uwiano wa tofauti za rangi (nyuso nyeusi zaidi, sehemu zenye mwangaza zaidi), na kutoa aina mbalimbali za saizi za kifurushi na rangi ndani ya mifumo ya nyenzo ya AlInGaP na InGaN (kwa bluu/kijani/njeupe). Mbinu ya multiplexing inayotumika katika vifaa kama vile LTC-2723JF ni suluhisho la kudumu na la kawaida la tatizo la kudhibiti vipengele vingi vya maonyesho kwa idadi ndogo ya mistari ya udhibiti.