LTC-4727JD LED Onyesho Datasheet - Urefu wa Tarakimu 0.4-inch - Nyekundu ya Juu (650nm) - Voltage ya Mbele 2.6V - Kupoteza Nguvu 70mW - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTC-4727JD ni moduli ya onyesho la alfanumeriki ya tarakimu nne na sehemu saba, iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji usomaji wazi na mkali wa nambari. Kazi yake kuu ni kuwakilisha data ya nambari kwa macho kupitia sehemu zinazoweza kudhibitiwa kwa pekee. Kifaa hiki kimetengenezwa kwa kutumia vipande vya kisasa vya LED vya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) vilivyowekwa kwenye msingi usio wa uwazi wa GaAs. Uchaguzi huu wa nyenzo ni muhimu kwa utendakazi wa kifaa, kwani vipinga vya AlInGaP vinajulikana kwa ufanisi wao wa juu na utoaji bora wa mwanga katika maeneo ya wigo nyekundu hadi ya manjano. Uwasilishaji wa kuona una sahani ya uso ya kijivu na alama nyeupe za sehemu, ikitoa tofauti kubwa kwa usomaji bora chini ya hali mbalimbali za mwanga.

Faida kuu ya onyesho hili iko katika uaminifu wake wa hali ngumu, unaotokana na teknolojia ya LED, ambayo inatoa maisha marefu zaidi ya uendeshaji ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile onyesho la fluorescent la utupu au la incandescent. Imegawanywa kwa ukali wa mwanga, maana yake vitengo vinapangwa na kupimwa ili kuhakikisha viwango thabiti vya mwangaza. Kifurushi hiki kinatii mahitaji ya utengenezaji usio na risasi. Muundo wa onyesho huo unapendelea muonekano bora wa herufi, mwangaza wa juu, na pembe pana ya kutazama, na kufanya iweze kutumika kwa violezo vya watumiaji na viwanda ambapo usomaji kutoka kwa pembe nyingi ni muhimu.

1.1 Ufafanuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

1.1.1 Sifa za Pima Mwanga na Optiki

Utendakazi wa optiki umefafanuliwa chini ya hali za kawaida za majaribio kwa joto la mazingira (Ta) la 25\u00b0C. Kigezo muhimu, Ukali wa Mwanga wa Wastani (Iv), una safu maalum kutoka kiwango cha chini cha 200 \u00b5cd hadi kiwango cha juu cha 650 \u00b5cd inapodhibitiwa kwa mkondo wa mbele (IF) wa 1mA. Safu hii inaonyesha mchakato wa kupanga uzalishaji, ambapo vifaa hupangwa kulingana na utoaji wao halisi. Thamani ya kawaida hutumika kama kituo cha kumbukumbu cha mahesabu ya muundo. Uwiano wa kufanana wa ukali wa mwanga kwa maeneo sawa ya mwanga umebainishwa kuwa 2:1 kiwango cha juu, ambacho ni muhimu kuhakikisha mwangaza sawa katika sehemu na tarakimu zote, na kuzuia muonekano usio sawa.

Sifa za rangi zimefafanuliwa na urefu wa wimbi. Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (\u03bbp) kwa kawaida ni nanomita 650 (nm), na kuweka utoaji katika eneo la nyekundu ya juu ya wigo. Urefu wa Wimbi Kuu (\u03bbd) umebainishwa kuwa 639 nm. Ni muhimu kuelewa tofauti: urefu wa wimbi la kilele ni sehemu ya nguvu ya juu ya wigo, wakati urefu wa wimbi kuu ni mtazamo wa rangi ya mtu binafsi kwa jicho la mwanadamu. Upana wa Nusu ya Mstari wa Wigo (\u0394\u03bb) ni 20 nm, na kuonyesha upana mwembamba wa mwanga unaotolewa, ambao huchangia rangi nyekundu safi na iliyojazwa.

1.1.2 Vigezo vya Umeme

Sifa za umeme hufafanua mipaka na hali za uendeshaji kwa kifaa. Vipimo vya Juu Kabisa vinaweka mipaka ambayo uharibifu wa kudumu unaweza kutokea. Mkondo wa Mbele unaoendelea kwa kila sehemu umekadiriwa kuwa 25 mA. Sababu ya kupunguza thamani ya 0.33 mA/\u00b0C inatumika kwa mstari kutoka 25\u00b0C, maana yake mkondo wa juu salama unaoendelea hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka. Hii ni jambo muhimu la kuzingatia katika muundo wa usimamizi wa joto. Kwa uendeshaji wa msukumo, mkondo wa juu zaidi wa Mbele wa 90 mA unaruhusiwa chini ya hali maalum: mzunguko wa kazi 1/10 na upana wa msukumo wa 0.1ms. Hii inaruhusu mipango ya kuzidisha ambapo mkondo wa papo hapo wa juu unaweza kutumika kufikia mwangaza unaoonekana huku ukidumisha nguvu ya wastani chini.

Voltage ya Mbele (VF) kwa kila sehemu inatofautiana kutoka 2.1V hadi 2.6V kwa IF=20mA. Kigezo hiki ni muhimu kwa kubuni mzunguko wa kuzuia mkondo, kwa kawaida ni vipinga au madereva ya mkondo thabiti. Kipimo cha Voltage ya Nyuma (VR) ni 5V, na Mkondo wa Nyuma (IR) ni kiwango cha juu cha 100 \u00b5A kwa voltage hii, na kuonyesha sifa za uvujaji wa diode katika hali ya kuzima. Kupoteza Nguvu kwa kila sehemu kimewekewa kikomo cha 70 mW, ambacho kinahusiana moja kwa moja na muundo wa joto wa matumizi.

1.1.3 Vipimo vya Joto na Mazingira

Kifaa hiki kimekadiriwa kwa Safu ya Joto la Uendeshaji ya -35\u00b0C hadi +105\u00b0C. Safu hii pana inafanya iweze kutumika kwa matumizi katika mazingira magumu, ikiwa ni pamoja na udhibiti wa viwanda na mambo ya ndani ya magari (maeneo yasiyo muhimu). Safu sawa ya Joto la Hifadhi inahakikisha kifaa kinaweza kustahimili hali hizi kali wakati hakijawekwa umeme. Hali ya kuyeyusha solder imebainishwa wazi: kifaa kinaweza kufanyiwa joto la 260\u00b0C kwa sekunde 3, ikipimwa inchi 1/16 (takriban 1.59 mm) chini ya ndege ya kukaa. Habari hii ni muhimu kwa michakato ya usanikishaji wa PCB ili kuzuia uharibifu wa joto wakati wa kuyeyusha.

1.2 Ufafanuzi wa Mfumo wa Kupanga

Datasheet inaonyesha kifaa hiki \"Kimegawanywa kwa Ukali wa Mwanga.\" Hii inamaanisha mchakato wa kupanga ambapo vitengo vilivyotengenezwa hupimwa na kupangwa katika vikundi (mabenki) kulingana na utoaji wao wa mwanga uliopimwa kwa mkondo wa kawaida wa majaribio (labda 1mA au 20mA). Wabunifu wanaweza kuchagua mabenki ili kuhakikisha uthabiti katika mwangaza katika onyesho nyingi katika bidhaa moja. Ingawa haijaelezewa kwa kina na msimbo wa benki katika hati hii, mfumo kama huo unaruhusu ununuzi wa sehemu zilizo na ukali wa chini wa mwanga uliothibitishwa au wa kawaida, ambacho ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji utendakazi sawa wa kuona.

1.3 Uchambuzi wa Mviringo wa Utendakazi

Datasheet inarejelea \"Mviringo wa Kawaida ya Sifa za Umeme / Optiki,\" ambayo ni zana muhimu za kuelewa tabia ya kifaa zaidi ya vipimo vya sehemu moja. Ingawa mviringo maalum haijaelezewa kwa kina katika maandishi yaliyotolewa, mviringo wa kawaida kwa vifaa kama hivi ingekuwa ni pamoja na:

• Ukali wa Mwanga wa Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele (Mviringo wa I-V):Mviringo huu unaonyesha jinsi utoaji wa mwanga unavyoongezeka kwa mkondo. Kwa kawaida sio wa mstari, na ufanisi mara nyingi hupungua kwa mikondo ya juu sana kutokana na athari za joto.
• Voltage ya Mbele dhidi ya Mkondo wa Mbele:Hii inaonyesha sifa ya IV ya diode, muhimu kwa kuheshara punguzo la voltage na mahitaji ya usambazaji wa nguvu.
• Ukali wa Mwanga wa Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira:Mviringo huu unaonyesha athari ya kuzima joto, ambapo utoaji wa LED hupungua kadiri joto la kiungo linavyoongezeka. Kuelewa hii ni muhimu kwa miundo inayofanya kazi kwa joto la juu la mazingira.
• Usambazaji wa Wigo:Grafu inayoonyesha nguvu ya jamaa inayotolewa katika urefu wa wimbi, ikizungushwa kilele cha 650nm na upana wa nusu uliobainishwa wa 20nm.

Mviringo hizi huruhusu wabunifu kuboresha hali za kuendesha kwa usawa wa mwangaza, ufanisi, na umri mrefu.

2. Habari ya Mitambo na Ufungaji

2.1 Vipimo na Mchoro wa Muhtasari

Mchoro wa kifurushi hutoa data muhimu ya mitambo. Vipimo vyote vikuu vimebainishwa kwa milimita. Uvumilivu wa kawaida wa vipimo hivi ni \u00b10.25 mm isipokuwa ikiwa dokezo maalum la kipengele linasema vinginevyo. Dokezo muhimu linabainisha uvumilivu wa mabadiliko ya ncha ya pini ya +0.4 mm, ambayo inazingatia uwezekano wa kutopangilia kidogo kwa waya wakati wa mchakato wa kutengeneza, na kuathiri uwekaji wa shimo la PCB au muundo wa soketi. Ukubwa wa jumla umedhamiriwa na urefu wa tarakimu wa inchi 0.4 (10.0 mm), ambayo inarejelea urefu halisi wa herufi moja ya nambari.

2.2 Mpangilio wa Pini na Mchoro wa Muunganisho

Kifaa hiki kina usanidi wa pini 16, ingawa sio nafasi zote zimejazwa au zimeunganishwa. Kimewekwa kamaOnyesho la Kuzidisha la Kathodi ya Kawaida. Usanidi huu ni msingi wa uendeshaji wake:

• Kathodi za Kawaida:Pini 1, 2, 4, 6, na 8 ni muunganisho wa kathodi ya kawaida kwa Tarakimu 1, Tarakimu 2, kikundi cha sehemu (L1,L2,L3), Tarakimu 3, na Tarakimu 4, kwa mtiririko huo. Katika mpango wa kuzidisha, kathodi hizi hubadilishwa kwenye ardhi kwa mpangilio ili kuchagua ni tarakimu gani inayofanya kazi.
• Anodi za Sehemu:Pini 3, 5, 7, 11, 13, 14, 15, na 16 ni muunganisho wa anodi kwa sehemu binafsi (A, B, C, D, E, F, G, DP) na baadhi ya sehemu za koloni/alama za uakifishaji (L1, L2, L3). Anodi zinazofaa huendeshwa kwa voltage ya juu (kupitia kipinga cha kuzuia mkondo) ili kuangaza sehemu maalum za tarakimu iliyochaguliwa kwa sasa.
• Mchoro wa mzunguko wa ndani unaonyesha muunganisho wa anodi na kathodi hizi, na kuunda matriki inayoruhusu udhibiti wa tarakimu 4 na nukta ya desimali/koloni na mistari 13 tu ya ishara inayofanya kazi, badala ya mistari 36+ ambayo kuendesha kwa tuli kungehitaji.

3. Miongozo ya Kuyeyusha na Usanikishaji

Sehemu ya vipimo vya juu kabisa inatoa kigezo muhimu cha kuyeyusha: kifaa kinaweza kustahimili joto la kuyeyusha la 260\u00b0C kwa sekunde 3, ikipimwa kwa uhakika wa 1.59mm (inchi 1/16) chini ya ndege ya kukaa. Hii ni kumbukumbu ya kawaida ya wasifu wa kuyeyusha tena. Kwa kuyeyusha kwa mkono, joto la chini na muda mfupi wa mgusano unapaswa kutumika ili kuzuia joto la kupita kiasi la eneo fulani. Ni muhimu kuhakikisha joto la kifurushi cha LED lenyewe halizidi kiwango cha juu cha joto la hifadhi wakati wowote wa mchakato wa usanikishaji. Utaratibu sahihi wa usimamizi wa ESD (Utoaji wa Umeme wa Tuli) unapaswa kufuatwa, kwani vipande vya LED vinaweza kuharibika kwa umeme tuli.

4. Mapendekezo ya Matumizi

4.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Onyesho hili ni bora kwa matumizi yanayohitaji usomaji wa nambari ulio na ukubwa mdogo, unaoaminika, na mkali. Matumizi ya kawaida ni pamoja na:

• Vifaa vya Majaribio na Upimaji:Vipima vingi vya dijiti, vihesabu masafa, vyanzo vya nguvu.
• Udhibiti wa Viwanda:Vipima vya jopo la joto, shinikizo, RPM, onyesho la hesabu.
• Elektroniki za Watumiaji:Vifaa vya sauti (kiasi cha kiwango cha amplifier/onyesho), vifaa vya jikoni, saa.
• Baada ya Uuzaji wa Magari:Vipima na moduli za onyesho (ambapo vipimo vya mazingira vinafaa).

4.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu na Utekelezaji wa Mzunguko

Kuendesha onyesho hili kunahitaji kidhibiti cha kuzidisha, ambacho kinaweza kuwa IC maalum ya dereva ya onyesho (kama vile MAX7219 au TM1637) au microcontroller yenye pini za I/O za kutosha na programu. Muundo lazima uzingatie:

• Kuzuia Mkondo:Kipinga lazima kiwekwe kwa mfululizo na kila anodi ya sehemu (au seti ya anodi ikiwa kutumia dereva ya mkondo thabiti) ili kuweka mkondo wa mbele. Thamani hiyo inahesabiwa kwa kutumia R = (Vcc - VF) / IF. Kwa kutumia VF ya juu ya 2.6V na usambazaji wa 5V na lengo la IF ya 10mA, R = (5 - 2.6) / 0.01 = ohm 240.
• Masafa ya Kuzidisha:Kiwango cha kusasisha lazima kiwe cha juu vya kutosha ili kuepuka kuwaka kwa mwanga unaoonekana, kwa kawaida zaidi ya 60-100 Hz kwa kila tarakimu. Kwa tarakimu 4, masafa ya kuskeni yanahitaji kuwa 240-400 Hz.
• Mkondo wa Kilele dhidi ya Mkondo wa Wastani:Ili kufikia mwangaza wa wastani unaotakikana, mkondo wa kilele wakati wa muda mfupi wa WASHI unaweza kuwa wa juu zaidi. Ikiwa mzunguko wa kazi ni 1/4 (kwa tarakimu 4), mkondo wa kilele wa 20mA hutoa mkondo wa wastani wa 5mA kwa kila sehemu, na kubaki ndani ya kiwango cha kuendelea.
• Kupoteza Joto:Hakikisha kupoteza nguvu kwa wastani kwa kila sehemu (IF * VF * mzunguko wa kazi) hakizidi 70mW, haswa kwa joto la juu la mazingira.

5. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

LTC-4727JD hutofautisha yenyewe kupitia matumizi yake ya teknolojia ya AlInGaP kwenye msingi wa GaAs. Ikilinganishwa na LED nyekundu za zamani za GaP (Gallium Phosphide), AlInGaP inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwanga, na kusababisha onyesho angavu zaidi kwa mkondo sawa au matumizi ya nguvu ya chini kwa mwangaza sawa. Msingi usio wa uwazi husaidia kuboresha tofauti kwa kuzuia mtawanyiko wa mwanga wa ndani. Kipengele cha \"sehemu zinazoendelea sawa\" kinaonyesha ubora wa juu wa muundo wa die na lenzi ambacho huzuia mapengo au mwanga usio sawa ndani ya sehemu. Kifurushi kisicho na risasi kinahakikisha kufuata kanuni za kisasa za mazingira (RoHS).

6. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q: Kuna tofauti gani kati ya urefu wa wimbi la kilele na urefu wa wimbi kuu?

A: Urefu wa wimbi la kilele ni sehemu ya juu ya nguvu ya wigo inayotolewa na LED. Urefu wa wimbi kuu ni sehemu ya rangi inayoonekana na jicho la mwanadamu, iliyohesabiwa kutoka kwa wigo kamili. Mara nyingi hutofautiana kidogo.

Q: Je, naweza kuendesha onyesho hili na microcontroller ya 3.3V?

A: Ndiyo, lakini lazima uangalie voltage ya mbele. Kwa VF ya juu ya 2.6V, kuna nafasi ya 0.7V tu (3.3V - 2.6V) kwa kipinga cha kuzuia mkondo. Punguzo hili dogo la voltage hufanya mkondo kuwa nyeti zaidi kwa mabadiliko katika VF. Dereva ya mkondo thabiti inapendekezwa kwa mifumo ya 3.3V, au tumia mkondo wa lengo la chini.

Q: Kwa nini kuna sababu ya kupunguza thamani kwa mkondo wa mbele?

A: LED hutoa joto kwenye kiungo cha semiconductor. Kadiri joto la mazingira linavyoongezeka, joto la kiungo huongezeka kwa kupoteza nguvu fulani. Sababu ya kupunguza thamani hupunguza mkondo wa juu unaoruhusiwa ili kuzuia joto la kiungo kuzidi kiwango chake cha juu, ambacho kingepunguza sana maisha ya huduma au kusababisha kushindwa.

Q: \"Kuzidisha kathodi ya kawaida\" inamaanisha nini kwa mzunguko wangu wa dereva?

A: Inamaanisha unawasha tarakimu moja kwa wakati kwa kuunganisha pini yake ya kathodi ya kawaida kwenye ardhi (chini). Kisha unatumia voltage kwa pini za anodi za sehemu kwa muundo unayotaka kwenye tarakimu hiyo. Unazunguka kwa kasi kupitia tarakimu zote. Jicho la mwanadamu hujumuisha mwanga, na kufanya tarakimu zote zionekane kuwaka kila wakati.

7. Utafiti wa Kesi ya Utekelezaji wa Vitendo

Fikiria kubuni voltita rahisi ya tarakimu 4 kwa kutumia microcontroller na onyesho hili. ADC ya microcontroller husoma voltage, na kuibadilisha kuwa nambari, na kuendesha onyesho. Microcontroller ingekuwa na pini 8 za I/O zilizounganishwa na anodi za sehemu (A-G, DP) kupitia vipinga vya kuzuia mkondo. Pini nne za ziada za I/O zingedhibiti transistor za NPN (au kutumia IC ya safu ya transistor) ambazo hutoa mkondo kutoka kwa pini nne za kathodi za tarakimu (1, 2, 6, 8). Pini 4 (kathodi ya kawaida ya koloni) inaweza kuunganishwa kwenye ardhi ikiwa koloni ziko wazi kila wakati, au kudhibitiwa tofauti. Firmware ingetekeleza usumbufu wa timer ili kusasisha onyesho. Katika utaratibu wa usumbufu, ingezima kathodi zote za tarakimu, itoe muundo wa sehemu kwa tarakimu inayofuata kwenye bandari ya anodi, na kisha iwasha kathodi ya tarakimu hiyo. Mchakato huu unarudiwa kwa kila tarakimu, na kuunda usomaji thabiti, usio na kuwaka kwa mwanga.

8. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Kanuni ya msingi ya uendeshaji inategemea umeme-mwanga katika kiungo cha P-N cha semiconductor. Wakati voltage ya mbele inayozidi kizingiti cha diode inatumika, elektroni kutoka kwa eneo la N-aina la AlInGaP hujumuishwa tena na mashimo kutoka kwa eneo la P-aina. Tukio hili la kujumuishwa tena hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Urefu maalum wa wimbi wa 650 nm (nyekundu) umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo ya semiconductor ya AlInGaP, ambayo imebuniwa wakati wa mchakato wa ukuaji wa fuwele. Msingi usio wa uwazi wa GaAs hufyonza mwanga unaotolewa chini, na kuboresha tofauti. Sehemu binafsi huundwa na vipande vingi vya LED au kipande kimoja chenye anodi iliyobuniwa, na waya wa ndani kwenye pini za kifurushi. Mpango wa kuzidisha ni mbinu ya umeme ya kupunguza idadi ya mistari inayohitajika ya udhibiti kwa kuchukua faida ya uendelevu wa maono ya jicho la mwanadamu.

9. Mienendo ya Teknolojia

Wakati AlInGaP inabaki teknolojia ya utendakazi wa juu kwa LED nyekundu na za manjano, mienendo pana ya tasnia ya onyesho inaathiri vipengele kama hivi. Kuna juhudi endelevu ya kuelekea ufanisi wa juu zaidi (lumeni zaidi kwa kila watt), na kuruhusu onyesho angavu zaidi kwa nguvu ya chini au kupunguza kuzalisha joto. Kupunguzwa kwa ukubwa ni mwenendo mwingine, ingawa urefu wa tarakimu mara nyingi umepunguzwa na mahitaji ya usomaji. Ujumuishaji ni mwenendo muhimu; moduli za kisasa za onyesho mara nyingi hujumuisha IC ya dereva, kidhibiti, na wakati mwingine hata microcontroller ndani ya kifurushi kimoja, na kurahisisha kiolesura kwa basi rahisi ya serial (I2C au SPI). Hata hivyo, onyesho tofauti kama vile LTC-4727JD bado ni muhimu kwa miundo nyeti ya gharama, mpangilio maalum, au matumizi ambapo elektroniki za udhibiti zimejikita. Kuhamia kuelekea nyenzo zisizo na risasi na zisizo na halojeni kulingana na kanuni za kimataifa za mazingira sasa ni kawaida. Maendeleo ya baadaye yanaweza kuona faida zaidi za ufanisi kutoka kwa nyenzo mpya za msingi au miundo ya chip, lakini usanidi wa msingi wa kuzidisha wa sehemu saba bado ni suluhisho la kuaminika na la gharama nafuu kwa mahitaji ya onyesho la nambari.