LTD-5721AKF LED Digital Tube Datasheet - 0.56 Inch Character Height - AlInGaP Yellow-Orange - 2.6V Forward Voltage - Simplified Chinese Technical Document

1. Product Overview

LTD-5721AKF ni moduli ya kuonyesha nambari ya LED yenye nambari mbili na utendakazi wa hali ya juu, iliyoundwa mahsusi kwa matumizi yanayohitaji usomaji wa nambari ulio wazi, mkali na unaoaminika. Kazi yake kuu ni kutoa data ya nambari inayoonekana kwa ufungashaji ulio na ukubwa mdogo na ufanisi. Faida kuu ya kifaa hiki iko katika matumizi yake ya teknolojia ya kisasa ya semiconductor ya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) kutengeneza chipi za LED, teknolojia inayojulikana kwa uzalishaji wa mwanga wenye ufanisi wa juu katika anuwai ya wigo wa rangi ya manjano-machungwa. Teknolojia hii, pamoja na muundo maalum wa chipi kwenye msingi wa GaAs usio na uwazi, pamoja husababisha sifa muhimu za utendakazi za kionyeshi hiki.

Kifaa hiki kimeainishwa kama aina ya anodi ya pamoja, usanidi wa kawaida unaorahisisha saketi ya kuendesha vielezi vya sehemu nyingi. Kila tarakimu ina nukta ya desimali upande wa kulia, ikitoa urahisi wa kuonyesha desimali. Usanidi wa kimwili unatumia mchanganyiko wa jopo la kijivu na misimbo ya sehemu nyeupe, mchanganyiko uliobuniwa kwa uangalifu ili kuongeza ufanisi wa utofautishaji na kuboresha usomaji wa herufi chini ya hali mbalimbali za mwanga. Urefu wa herufi wa inchi 0.56 (milimita 14.22) hufanya iwe inafaa kwa matumizi yanayohitaji usomaji wa maelezo kutoka umbali wa wastani, lakini hayahitaji vipengele vikubwa.

2. In-depth Technical Parameter Analysis

2.1 Absolute Maximum Ratings

Absolute maximum ratings define the stress limits that may cause permanent damage to the device. It is not recommended to operate the display continuously near or at these limits, as doing so may shorten its service life.

• Power consumption per segment:70 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu ambayo sehemu moja ya LED inaweza kutawanya kwa usalama kama joto bila kusababisha uharibifu.
• Kilele cha sasa cha mbele kwa kila sehemu:60 mA. Ukadiriaji huu wa sasa unatumika kwa hali ya msukumo (msukumo wa 1 kHz, uwiano wa wajibu 10%), kuruhusu mwangaza wa papo hapo unaoongezeka katika mpango wa kuendesha kwa wingi.
• Sasa endelevu cha mbele kwa kila sehemu:25 mA at 25°C. This is the maximum recommended DC current for continuous operation of a single segment. A derating factor of 0.28 mA/°C is specified, meaning the maximum allowable continuous current decreases when the ambient temperature (Ta) exceeds 25°C to prevent overheating.
• Reverse voltage per segment:5 V. Applying a reverse voltage exceeding this value may break down the PN junction of the LED.
• Operating and Storage Temperature Range:-35°C to +105°C. The device is rated for industrial temperature tolerance.
• Soldering Conditions:Joto la uuzi wa wimbi la juu ni 260°C, kwa muda wa sekunde 3 kwa upeo, chini ya hali ya kwamba joto la mwili wa kifaa halipaswi kuzidi kiwango cha juu cha joto kilichopimwa. Hii ni muhimu kwa usanikishaji ili kuzuia uharibifu wa joto kwenye kifuniko cha plastiki na viunganisho vya ndani.

2.2 Electrical and Optical Characteristics

Vigezo hivi vinapimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta = 25°C) na hufafanua utendaji wa kawaida wa kifaa.

• Wastani wa nguvu ya mwanga (I_V):Wakati I_F= 20 mA, ni 43.75 mcd (kiwango cha chini), 70 mcd (kiwango cha kawaida). Hii ni kipimo cha nguvu ya mwanga inayohisiwa na jicho la binadamu. Hali ya majaribio imebadilishwa kutoka 1 mA hadi 20 mA, ikionyesha mkondo wa kawaida wa uendeshaji wa vipimo vya mwangaza.
• Urefu wa wimbi la kilele cha utoaji (λ_p):611 nm (typical value). This is the wavelength at which the spectral power distribution of the emitted light reaches its maximum.
• Spectral line half-width (Δλ):17 nm (typical value). This parameter indicates the spectral purity or bandwidth of the emitted light, measured as the full width at half maximum (FWHM) of the emission peak.
• Dominant wavelength (λ_d):605 nm (kawaida). Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaowakilisha zaidi rangi inayohisiwa na mwanga, ikikokotolewa kutoka kwa wigo wa utoaji na utendakazi wa kuendanisha rangi wa CIE.
• Kila sehemu ya voltage ya mwelekeo mzuri (V_F):Wakati I_F= 20 mA, ni 2.05 V (kiwango cha chini), 2.6 V (kawaida). Hii ni punguzo la voltage kwenye ncha za sehemu ya LED inapofanya kazi. Wabunifu lazima wahakikishe mzunguko wa kuendesha unaweza kutoa voltage hii.
• Kila sehemu ya mkondo wa mwelekeo kinyume (I_R):kwa V_R= 5 V, ni 100 μA (thamani ya juu). Hii ni mkondo mdogo wa uvujaji unaotiririka wakati voltage ya nyuma maalum inatumika.
• Uwiano wa mechi ya nguvu ya mwanga:Kwa maeneo yanayong'aa yanayofanana, hadi 2:1 kwa kiwango cha juu. Kigezo hiki kinabainisha uwiano wa juu unaoruhusiwa kati ya sehemu yenye mwanga mkubwa zaidi na ile yenye mwanga mdogo zaidi ndani ya kifaa chini ya hali sawa za kuendesha, kuhakikisha usawa wa kuona.

Maelezo ya kipimo:Thamani za nguvu ya mwanga hupimwa kwa kutumia mchanganyiko wa sensor na kichujio, ulioundwa kukaribia utendakazi wa mwanga wa CIE photopic, unaofananisha usikivu wa wigo wa jicho la kawaida la binadamu chini ya hali ya mwanga ya kawaida (photopic).

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Daraja

Spec inasema wazi kuwa kifaa hiki "kimegawanywa kulingana na nguvu ya mwanga." Hii inaonyesha kuwa kuna mchakato wa kugawa daraja au kuchuja baada ya uzalishaji. Kutokana na tofauti za asili katika ukuaji wa epitaxial ya semiconductor na michakato ya utengenezaji wa chip, vigezo vya LED (kama nguvu ya mwanga na voltage ya mbele) vinaweza kutofautiana kati ya safu tofauti na hata ndani ya safu moja.

The binning process involves testing each unit and sorting it into different groups (bins) based on specific measurement parameters. For the LTD-5721AKF, the primary binning criteria areAverage Luminous Intensity. Units are grouped based on their measured light output at a standard test current (20mA). This ensures customers receive displays with consistent brightness levels. While not explicitly detailed in this brief datasheet, such displays typically also bin for forward voltage (V_F) to ensure electrical consistency, and may bin for dominant wavelength (λ_dBinning is performed to maintain color consistency, although its narrow half-width indicates good intrinsic color purity.

4. Performance Curve Analysis

The datasheet references "Typical Electrical/Optical Characteristic Curves" on page 5. Although no specific graph is provided in the text, we can infer its standard content and significance based on the listed parameters.

Typical curves for such devices include:

• Mkondo wa mbele dhidi ya voltage ya mbele (curve ya I-V):Mchoro huu unaonyesha uhusiano usio wa mstari kati ya mkondo unaopita kwenye LED na voltage kwenye ncha zake mbili. Hii ni muhimu sana katika kubuni saketi za kudhibiti mkondo. Curve itaonyesha voltage ya kuwasha (takriban 2V), baada ya hapo mkondo huongezeka kwa kasi kwa ongezeko dogo la voltage.
• Ukubwa wa mwanga unaotolewa dhidi ya mkondo wa mbele (curve ya I-L):Mchoro huu unaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kwa kuongezeka kwa mkondo wa kuendesha. Kwa kawaida ni laini ndani ya safu fulani, lakini kwenye mikondo ya juu sana hujaa kutokana na athari za joto na kupungua kwa ufanisi. Mkunjo huu unathibitisha sehemu ya majaribio ya 20mA ya vipimo vya mwangazo.
• Mwangazo dhidi ya Joto la Mazingira:Mkunjo huu unaonyesha kupungua kwa pato la mwanga kadiri joto la kiungo cha LED linavyoongezeka. Inajulikana kuwa ufanisi wa LED ya AlInGaP unategemea joto, na pato kwa kawaida hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Hii inatoa msingi kwa usimamizi wa joto katika muundo.
• Spectral Distribution:A plot of relative intensity versus wavelength, showing a peak at ~611 nm and a FWHM of ~17 nm, confirming monochromatic yellow-orange emission.

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 Package Dimensions

The device is housed in a standard LED display package. The dimension drawing provides critical dimensions for PCB (Printed Circuit Board) pad design and mechanical integration. Key notes in the drawing include:

• All linear dimensions are specified in millimeters (mm).
• Toleransi chaguo-msingi ya vipimo ni ±0.25 mm, isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo.
• Toleransi maalum ya mkengeuko wa ncha ya pini ni ±0.4 mm, ambayo ni muhimu kuhakikisha pini zinalingana kwa usahihi na mashimo ya PCB wakati wa kuingizwa kiotomatiki.

5.2 Pin Connections and Internal Circuitry

The device adopts a dual in-line package with a total of 18 pins. The internal circuit diagram and pin connection table are crucial for correct electrical interfacing.

• Circuit Type:Common anode. This means the anode terminals of all LED segments for each digit are internally connected together. To illuminate a segment, its corresponding cathode pin must be driven low (connected to ground or a current sink), while the common anode of that digit is driven high (connected to the positive supply through a current-limiting resistor).
• Pinout:A detailed table maps each pin number to its function: the cathode for a specific segment (A-G, DP) of Digit 1 or Digit 2, or the common anode for each digit. For example, Pin 1 is the cathode for segment 'E' of Digit 1, and Pin 14 is the common anode for Digit 1. This precise mapping is crucial for creating the correct driving sequence in the microcontroller or driver IC software.

6. Soldering and Assembly Guide

Usindikaji sahihi wakati wa usanikishaji ni muhimu kwa kuegemea. Mwongozo wa vipimo hutoa vigezo maalum vya kulehemu.

• Wave soldering:Hali inayopendekezwa ni 260°C, kwa sekunde 3 kwa upeo. Maelezo ya "chini ya 1/16 inchi ya ndege ya usakinishaji" yanaweza kurejelea kina ambacho pini zinapaswa kuzamishwa kwenye wimbi la solder.
• Masharti Muhimu:Tahadhari muhimu zaidi ni kwamba "joto la kifaa [lazima] lisizidi kiwango cha juu cha joto wakati wa usanikishaji." Hii inamaanisha kuwa wakati wa mchakato mzima wa kuchomelea (ukijumuisha hatua za kupasha joto kabla na baada), joto la kifuniko cha LED Display lenyewe halipaswi kamwe kuzidi kiwango cha juu cha joto la uhifadhi cha 105°C. Kutotii hili kunaweza kusababisha kutengana kwa tabaka ndani, ufa wa lenzi, au kupungua kwa utendaji kwa chip ya LED.
• Uendeshaji wa Jumla:Standard ESD (Electrostatic Discharge) precautions should be observed as LED chips are sensitive to static electricity.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Typical Application Scenarios

The LTD-5721AKF is suitable for various industrial, commercial, and instrumentation applications requiring compact, bright, and reliable digital displays. Examples include:

• Vifaa vya Upimaji na Uchunguzi:Vipima vingi vya dijiti, vihesabu masafa, vyanzo vya umeme, vionyeshi visomaji vya sensorer.
• Udhibiti wa Viwanda:Paneli ya kipima inayotumika kwenye mashine kuonyesha joto, shinikizo, kasi au hesabu.
• Vifaa vya Matumizi ya Kaya:Vifaa vya juu vya jikoni, tuner ya vifaa vya sauti, saa za kidijitali za aina za zamani au kipima muda.
• Soko la Huduma ya Baada ya Mauzo ya Magari:Moduli ya Paneli na Maonyesho (ingawa vipimo vya mazingira vinapaswa kuthibitishwa kulingana na mahitaji maalum ya gari).

7.2 Design Considerations

• Current Limiting:LED ni vifaa vinavyotumia mkondo. Ni lazima kutumia upinzani wa mfululizo wa kudhibiti mkondo kwa kila muunganisho wa anode ya pamoja (au kwa kila sehemu katika muundo wa kisasa zaidi wa kudhibiti mkondo wa kudumu) ili kuweka mkondo wa uendeshaji kuwa 20 mA au chini, kulingana na miongozo ya kupunguza mzigo. Thamani ya upinzani hutumia R = (V_{Chanzo cha umeme}- V_F- V_{Voltage drop at drive saturation}) / I_F.
• Multiplexed drive:对于双位数显示器，复用是标准的驱动技术。数字一个接一个地快速连续点亮（例如，频率>100 Hz）。这需要顺序控制共阳极引脚（数字）和阴极引脚（段）。这种方法减少了所需的驱动引脚数量和总功耗。
• Viewing Angle:The datasheet claims a "wide viewing angle," which is typical for LED displays with diffuser lenses or surfaces. This should be considered when placing the display in the final product.
• Usimamizi wa Joto:Ingawa kifaa hiki kinaweza kufanya kazi kwa joto la hadi 105°C, ufanisi wa mwanga hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Ili kupata mwangaza bora na maisha marefu ya huduma, inashauriwa kutoa uingizaji hewa wa kutosha au upoaji joto wakati wa kubuni, hasa wakati wa kufanya kazi karibu na mkondo wa juu zaidi au katika hali ya joto la juu la mazingira.

8. Technical Comparison and Differentiation

Ikilinganishwa na vionyeshi vingine vya dijiti vya LED (hasa teknolojia za zamani), sababu muhimu za tofauti za LTD-5721AKF ni pamoja na:

• Ulinganisho wa teknolojia ya AlInGaP na GaAsP au GaP ya kawaida:Ikilinganishwa na nyenzo za zamani za semiconductor, LED za AlInGaP hutoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwanga na mwangaza katika rangi nyekundu, ya machungwa na ya manjano. Hii husababisha kuonekana bora zaidi na/au matumizi ya nguvu ya chini kwa mwangaza unaohisiwa sawa.
• Paneli ya kijivu/Sehemu zilizo na maandishi meupe:The specific color combination of panel and segments is designed to achieve high contrast. The grey panel absorbs more ambient light than a black panel, reducing reflections, while the white segment area helps to uniformly diffuse the emitted yellow-orange light, improving character appearance.
• Lead-Free Package (RoHS Compliant):The device construction complies with the Restriction of Hazardous Substances (RoHS) directive, suitable for products marketed in regions with stringent environmental regulations. This is a key compliance differentiator.
• Uaminifu wa Mfumo Dhabiti:Kama LED zote, inavutia zaidi kuliko maonyesho ya mitambo (kama vile maonyesho ya karatasi zinazogeuzwa) au maonyesho ya mwanga wa fluorescent ya utupu (VFD) kwa upinzani wa mshtuko/mshtuko, uwezo wa kuanza mara moja na maisha marefu ya matumizi.

9. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

Q1: Je, kusudi la "Ulinganisho wa Ulinganisho wa Nguvu ya Mwanga" ya 2:1 ni nini?
A1: This ratio ensures visual consistency. It guarantees that within a single display unit, when driven under identical electrical conditions, the brightness of any one segment will not exceed twice that of any other segment. This prevents the digits from appearing uneven or "patchy."

Q2: Can I drive this display with a 5V power supply?
A2: Yes, a 5V supply is very common. However, you must connect a current-limiting resistor in series with each common anode. Using a typical V_FNi 2.6V, lengo I_FNi 20 mA, thamani ya upinzani ni takribani (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 ohms. Upinzani wa kawaida wa 120Ω au 150Ω unafaa, unaweza kubadilishwa kulingana na V halisi_Fna mwangaza unaohitajika.

Q3: "Anode ya pamoja" inamaanisha nini kwa muundo wangu wa saketi?
A3: Katika usanidi wa anode ya pamoja, unatoa voltage chanya kwa pini ya pamoja ya tarakimu unayotaka kuamilisha. Kisha, unachukua sasa kwenye ardhi kupitia pini za cathode za sehemu unazotaka kuwaka kwenye tarakimu hiyo. Mzunguko wako wa kuendesha (udhibiti-dogo au IC ya kuendesha) lazima usanidiwe kutoa sasa kwa anode na kuchukua sasa kutoka kwa cathode.

Q4: Kwa nini urefu wa wimbi la kilele (611nm) unatofautiana na urefu wa wimbi kuu (605nm)?
A4: Hii ni kawaida kwa LED. Urefu wa wimbi la kilele ni sehemu ya juu kabisa kwenye mkunjo wa wigo wa mionzi. Urefu wa wimbi kuu unahesabiwa kulingana na wigo mzima na majibu ya macho ya jicho la mwanadamu; ni urefu wa wimbi mmoja wa mwanga safi unaoonekana kuwa na rangi sawa. Tofauti hii inaelezea umbo na usio na ulinganifu wa wigo halisi wa mionzi ya LED.

10. Uchambuzi wa Kesi za Matumizi ya Ubunifu

Scenario: Design a simple digital voltmeter reading display.
A designer is creating a 0-20V DC voltmeter. The analog-to-digital converter (ADC) outputs a binary-coded decimal (BCD) value. This BCD data needs to be converted into a 7-segment format and displayed on two digits (e.g., 19.99V).

Implementation:
1. Tumia microcontroller yenye pini za I/O za kutosha (au IC maalum ya kudhibiti na kutafsiri BCD hadi sehemu 7).
2. Unganisha pini za I/O za microcontroller kwenye sehemu za cathode za LTD-5721AKF (A-G, DP).
3. Unganisha pini mbili za ziada za microcontroller kwenye anodi za pamoja (tarakimu 1 na tarakimu 2).
4. Katika programu, andika utaratibu wa kuzidisha. Kwanza, hesabu ni sehemu zipi za tarakimu 1 (sehemu ya makumi) zinazohitaji kuwashwa, wezesha (weka juu) pini ya anodi ya tarakimu 1, na uweke pini za cathode za sehemu zinazolingana chini. Baada ya kucheleweshwa kwa muda mfupi (mfano, 5ms), zima tarakimu 1, hesabu sehemu za tarakimu 2 (sehemu ya mtu binafsi), wezesha anodi ya tarakimu 2, na uweke pini zake za sehemu chini. Rudia mzunguko huu kwa kasi.
5. Weka vipinga vya kudhibiti mkondo (mfano, 150Ω) kwenye mistari ya anodi ya pamoja kati ya pini za microcontroller na onyesho. Thamani ya kipinga huchaguliwa kulingana na voltage ya usambazaji (mfano, 5V) na mkondo unaohitajika wa sehemu (~20mA).
6. Muundo wa paneli ya kijivu/maonyesho ya sehemu nyeupe unahakikisha kuwa kazi ya kuonyesha inasomeka kwa urahisi chini ya hali ya mwanga mkali.

11. Introduction to Technical Principles

Sehemu kuu ya kutolea mwanga ni chip ya LED ya AlInGaP. AlInGaP ni semiconductor ya kiwanja cha kikundi cha III-V. Kwa kudhibiti kwa usahihi uwiano wa alumini (Al), indi (In), galli (Ga) na fosforasi (P) wakati wa mchakato wa ukuaji wa fuwele (kwa kawaida kupitia MOCVD), wahandisi wanaweza kurekebisha pengo la bendi ya nyenzo. Nishati ya pengo la bendi huamua moja kwa moja urefu wa wimbi (rangi) ya fotoni inayotolewa wakati elektroni zinapoungana na mashimo katika eneo la makutano.

Katika LTD-5721AKF, muundo wake umerekebishwa ili kutoa mwanga katika eneo la manjano-machungwa (~605-611 nm). Uzalishaji wa chip unafanywa kwenye msingi wa GaAs usio na uwazi. "Paneli ya kijivu" ya kionyeshi ni sehemu ya ufungaji wa plastiki, ambayo inajumuisha kifaa cha kusambaza mwanga ili kusambaza mwanga kutoka kwa chip ndogo kwa usawa katika eneo kubwa la sehemu. Mzunguko wa ndani hutumia ufungaji wa waya kuunganisha anodi na katodi za chip nyingi za LED (moja kwa kila sehemu ya kila tarakimu) kwa pini zinazofaa za ufungaji, na kuunda matriki ya anodi ya pamoja kama ilivyoelezewa katika mpangilio wa pini.

12. Technology Trends

Ingawa maonyesho ya nambari ya LED tofauti kama LTD-5721AKF bado yanatumika katika matumizi maalum, mwelekeo mpana wa teknolojia ya maonyesho umebadilika. Kwa miundo mipya, wabunifu kwa kawaida huzingatia:

• Maonyesho ya LED ya Matriki ya Pointi Yaliyojumuishwa:These displays offer alphanumeric and symbolic capabilities, not just numeric, providing greater flexibility within similar package sizes.
• OLED (Organic LED) Displays:They offer superior contrast, wider viewing angles, and a thinner form factor, although historically their lifespan and cost profile have differed in industrial applications.
• TFT-LCD Module:They provide full graphics capabilities, color, and the ability to display complex information, although they require more complex driving electronics and backlighting.
• LED Display Internal Trends:Ufanisi wa rangi zote za LED (lumen kwa kila watt) unaendelea kuboreshwa, uundaji wa mfuko imara zaidi na unaostahimili joto, na ujumuishaji wa vifaa vya elektroniki vya kuendesha moja kwa moja kwenye moduli ya kuonyesha ili kurahisisha muundo wa mfumo.

Thamani ya kudumu ya vifaa kama LTD-5721AKF iko katika unyenyekevu wake, uthabiti, mwangaza wa juu, gharama nafuu kwa matumizi ya dijiti safi, na urahisi wa kiingiliani na kontrolla ndogo, ikihakikisha nafasi yao katika mfumo wa elektroniki kwa kazi maalum za usomaji.