LTS-2801AJR LED Digital Tube Datasheet - 0.28 Inch Character Height - Super Red Color - 2.6V Forward Voltage - Technical Documentation

1. Product Overview

LTS-2801AJR ni moduli ya kuonyesha ya nambari ya sehemu saba yenye utendaji wa juu na nambari moja. Kazi yake kuu ni kutoa maonyesho ya nambari na herufi nambari zilizo na ukomo wazi na ya kuaminika katika vifaa vya elektroniki. Maeneo yake makuu ya matumizi ni pamoja na vyombo vya chini vya nguvu, bidhaa za elektroniki za watumiaji, paneli za udhibiti wa viwanda, na vifaa vyovyote vinavyohitaji viashiria vya nambari vyenye mwangaza na vinavyoweza kusomeka kwa urahisi.

Kifaa hiki kimejengwa kwa kutumia teknolojia ya hali ya juu ya LED ya AlInGaP (aluminium-indium-gallium-phosphide). Mfumo huu wa nyenzo za semiconductor unajulikana kwa ufanisi wake wa juu na usafi bora wa rangi katika safu ya mwanga ya nyekundu-machungwa hadi ya kahawia. Matumizi ya msingi wa uwazi wa GaAs yameimarisha zaidi ufanisi wa uchimbaji wa mwanga, na hivyo kuongeza mwangaza wa kionyeshi. Kionyeshi hiki kina paneli ya kijivu yenye alama nyeupe za sehemu, ambayo hutoa tofauti kubwa ya rangi wakati sehemu zinawaka, na hivyo kuboresha usomaji chini ya hali mbalimbali za mwanga.

Sifa ya kipekee ya kionyeshi hiki ni muundo wake ulioboreshwa kwa ajili ya uendeshaji wa chini ya umeme. Imejaribiwa na kuchaguliwa mahsusi ili kuhakikisha inafanya kazi vizuri hata kwa mkondo wa chini wa 1mA kwa kila sehemu, na hii inafanya kuwa chaguo bora kwa matumizi yanayotumia betri au yanayohitaji umeme mdogo. Nguvu ya mwanga ya kila sehemu chini ya mkondo mdogo pia imelinganishwa, na hii inahakikisha kuwa maonyesho ya namba yote yana mwangaza sawa na thabiti.

1.1 Key Features and Advantages

• Ukubwa wa Herufi:Inatumia urefu wa herufi wa inchi 0.28 (milimita 7.0), ikitoa onyesho wazi na rahisi kusomeka katika eneo dogo.
• Segment Quality:Each segment provides continuous, uniform light emission without visible gaps or hotspots.
• Energy Efficiency:Iliyoundaliwa kwa mahitaji ya nguvu ya chini sana, inasaidia kuanza kufanya kazi kutoka 1mA kwa kila sehemu.
• Ufanisi wa macho:Inatoa muonekano bora wa herufi, na mwangaza mkubwa na tofauti kubwa ya rangi kwenye mandhari ya jopo la kijivu.
• Pembe ya mtazamo:Thanks to the LED chip structure and packaging design, it offers a wide viewing angle.
• Reliability:Benefiting from the reliability of solid-state devices, it has no moving parts and features the long service life typical of LED technology.
• Consistency:Devices are classified (binned) according to luminous intensity to ensure predictable brightness levels during production.

2. Maelezo ya Vipimo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa uchambuzi wa kina na wa kituo cha vigezo vya kiufundi vya kifaa kulingana na maelezo ya mwongozo. Kuelewa vigezo hivi ni muhimu kwa usanifu sahihi wa saketi na kuhakikisha utendakazi unaotegemewa.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ya mkazo ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa kudumu wa kifaa. Hakuna uhakikisho wa uendeshaji katika au zaidi ya mipaka hii.

• Matumizi ya nguvu kwa kila sehemu:Upeo wa 70 mW. Kuzidi thamani hii kunaweza kusababisha joto kupita kiasi kwenye chip ya LED na kuongeza uchakavu.
• Kilele cha sasa cha mbele kwa kila sehemu:Maximum 90 mA, but only under pulse conditions (1/10 duty cycle, 0.1ms pulse width). This allows for brief periods of high brightness, such as in multiplexed displays or when used for strobe effects.
• Continuous Forward Current per Segment:Maximum 25 mA at 25°C. This rating is linearly derated as the ambient temperature (Ta) rises above 25°C, with a derating factor of 0.33 mA/°C. For example, at 50°C, the maximum continuous current is approximately 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA.
• Reverse voltage per segment:Maximum 5 V. LEDs have a low reverse breakdown voltage. Exceeding this value may cause immediate junction failure.
• Operating and storage temperature range:-35°C hadi +85°C. Kifaa hiki kinatumika katika anuwai ya joto ya kiwango cha viwanda.
• Joto la kuchomelea:Inaweza kustahimili hadi 260°C, kwa muda wa sekunde 3 kwa upeo, kipimo kinachukuliwa 1.6mm chini ya ndege ya usakinishaji. Hii ni muhimu kwa mchakato wa kuchomelea reflow.

2.2 Electrical and Optical Characteristics (Ta=25°C)

These are typical operating parameters under specified test conditions. Designs should be based on these values.

• Average Luminous Intensity (I_V):At a forward current (I_F) of 1mA, the range is from 200 μcd (minimum) to 480 μcd (typical). This confirms its excellent suitability for extremely low-current applications. Intensity will vary proportionally with current.
• Peak emission wavelength (λ_p):Typical value 639 nm. This is the wavelength at which the optical power output is greatest, placing it in the "super red" region of the spectrum.
• Spectral line half-width (Δλ):Thamani ya kawaida 20 nm. Hii inaashiria usafi wa wigo; upana mwembamba zaidi unamaanisha rangi ya monokromati zaidi (safi zaidi).
• Urefu wa wimbi kuu (λ_d):Thamani ya kawaida 631 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaohisiwa na jicho la mwanadamu, inaweza kutofautiana kidogo na urefu wa wimbi wa kilele.
• Voltage ya mbele kwa kila sehemu (V_F):At I_F=20mA, the range is from 2.0V (minimum) to 2.6V (typical). This is the voltage drop across the LED when it is lit. A current-limiting resistor must always be connected in series with each segment or common anode.
• Reverse current per segment (I_R):) is a maximum of 100 μA at a reverse voltage (V_R) of 5V. This is the small leakage current when the LED is reverse-biased.
• Luminous intensity matching ratio (I_V-m):At I_FWhen =1mA, the maximum is 2:1. This stipulates that the brightness of the darkest segment within the same digit is not less than half of the brightness of the brightest segment, ensuring uniformity.

Measurement instructions:Nguvu ya mwanga hupimwa kwa kutumia sensor na vichungi vilivyokalibriwa kulingana na utendakazi wa ufanisi wa kuona wa CIE, ambao unakaribia usikivu wa jicho la mwanadamu.

3. Grading and Classification System

Spec sheet inasema kifaa "kimeainishwa kulingana na nguvu ya mwanga." Hii inarejelea utaratibu wa "kugawa" unaojulikana katika utengenezaji wa LED.

• Luminous Intensity Binning:Due to natural variations in semiconductor epitaxial growth and manufacturing processes, LEDs from the same production batch may have slightly different brightness outputs. Manufacturers test each device and sort them into different "bins" based on their measured luminous intensity at a standard test current (e.g., 1mA or 20mA). This allows customers to select bins that meet their specific brightness requirements, ensuring consistency in the final product's appearance. The typical I_Vvalue of 480 μcd for the LTS-2801AJR most likely represents a specific bin or the center value of a distribution.
• Forward Voltage Binning:Although this model does not explicitly mention it, binning LEDs based on forward voltage (V_F) is also very common. This is crucial for designs where the power supply voltage is strictly limited or where precise matching of multiple LED currents is required.
• Wavelength Binning:For applications with strict color requirements, LEDs are also binned according to dominant wavelength or peak wavelength to ensure consistent hue. λ_p(639nm) and λ_d(631nm) have relatively narrow typical value ranges, indicating that this AlInGaP technology possesses good inherent color consistency.

4. Performance Curve Analysis

Mwongozo unarejelea "Mikunjo ya Kawaida ya Tabia ya Umeme/Optiki". Ingawa hakuna chati maalum iliyotolewa katika maandishi, tunaweza kudhani yaliyomo ya kiwango na umuhimu wake.

• Nguvu ya Mwanga ya Jamaa dhidi ya Sasa ya Mbele (Mkunjo wa I-V):Grafu hii itaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kadri mkondo wa mbele unavyoongezeka. Kwa kawaida sio mstari, haswa katika mikondo ya chini sana. Mkondo huu unathibitisha utumiaji wa kifaa kwenye 1mA, na unaonyesha faida ya mwangaza inayoweza kufikiwa kwa kuongeza mkondo hadi kiwango cha juu cha kiwango.
• Voltage ya mbele dhidi ya mkondo wa mbele:Mkondo huu unaonyesha uhusiano kati ya voltage kwenye ncha za LED na mkondo unaopita. Ni muhimu sana kwa kubuni thamani ya upinzani wa kudhibiti mkondo. Kwa asili, mkondo huu ni wa kielelezo, lakini kwa madhumuni ya kubuni, kwa kawaida hutumia V ya kawaida kwenye mkondo wa kazi unaotarajiwa._Fthamani.
• Mwangaza wa jamaa dhidi ya joto la mazingira:Pato la mwanga la LED hupungua kadri joto la kiungo linavyoongezeka. Mkunjo huu ni muhimu kwa kuelewa kupunguzwa kwa joto. Kupunguzwa kwa mstari (0.33 mA/°C) uliobainishwa kwa mkondo endelevu ni urahisishaji wa vitendo wa uhusiano huu ili kuzuia joto kupita kiasi.
• Usambazaji wa wigo:A chart showing the relative optical power at each wavelength. It illustrates the peak at ~639nm and a 20nm full width at half maximum, confirming its narrow and pure red light emission.

5. Taarifa za Mitambo na Ufungashaji

5.1 Vipimo vya Ufungashaji

Kifaa hiki kinatumia umbo la kawaida la ufungaji wa LED ya sehemu moja ya nambari. Maelezo muhimu ya vipimo kwenye maelezo ya kiufundi:

• Vipimo vyote vikuu vinatolewa kwa mita za milimita (mm).
• Toleransi ya kawaida ya vipimo ni ±0.25 mm (sawa na ±0.01 inchi).
• Vipimo maalum (visivyoorodheshwa katika dondoo la maandishi) vitafafanua urefu, upana na urefu wa jumla wa kifuniko, vipimo vya dirisha la nambari, umbali wa pini, na urefu na kipenyo cha pini. Hizi ni muhimu kwa muundo wa kifuniko cha PCB na ulinganifu wa mitambo ndani ya kifuniko.

5.2 Pin Connections and Polarity

LTS-2801AJR ni aina yaAnodi ya pamojaKionyeshi. Hii inamaanisha kuwa anodi (mzuri) za sehemu zote za LED zimeunganishwa ndani kwa pini ya umma. Kathodi (hasi) za kila sehemu zinatoka kwa pini tofauti.

Ufafanuzi wa pini (usanidi wa pini 10):

1. Pin 1: E Segment Cathode
2. Pin 2: D Segment Cathode
3. Pin 3: Common Anode 1
4. Pin 4: Cathode for Segment C
5. Pin 5: Decimal Point (D.P.) Cathode
6. Pin 6: Segment B Cathode
7. Pin 7: Segment A Cathode
8. Pin 8: Common Anode 2
9. Pin 9: Cathode for Segment G
10. Pini 10: Cathode ya Sehemu F

Mchoro wa Mzunguko wa Ndani:Mchoro wa kanuni unaonyesha pini mbili za anode za kawaida (3 na 8) zimeunganishwa pamoja ndani. Usanifu huu wa anode mbili husaidia katika usambazaji wa mkondo na unaweza kutumika kwa mipango ya ziada au maalum ya kutumia tena. Cathode zote za sehemu na cathode ya nukta ya desimali ni huru.

6. Mwongozo wa Uchomeleaji na Usanikishaji

Kufuata miongozo hii ni muhimu ili kuhakikisha uaminifu na kuzuia uharibifu wakati wa usanikishaji.

• Reflow soldering:Kifaa hiki kinaweza kukimudu joto la kilele hadi 260°C kwa muda wa sekunde 3. Joto hili linapaswa kupimwa chini ya mwili wa kifurushi kwa umbali wa 1.6mm (ndege ya usakinishaji kwenye PCB). Mkunjo wa kawaida wa ushonaji reflow bila risasi (IPC/JEDEC J-STD-020) kwa kawaida unatumika, lakini kikomo maalum cha 260°C/sekunde 3 lazima kuzingatiwe.
• Ushonaji wa mikono:Ikiwa ni lazima kufanya ushonaji wa mikono, tumia chuma cha kuchomeza chenye udhibiti wa joto. Muda wa mguso kwa kila pini unapaswa kuwa kikomo cha sekunde 3-5 ili kuzuia joto kupitishwa kupita kiasi kupitia pini hadi kwenye chip ya LED.
• Kusafisha:Kusafisha baada ya kulehemu kwa kutumia suluhisho linalofaa, lisilo na athari ya kutu. Epuka kutumia usafishaji wa mawimbi ya sauti isipokuwa umehakikishwa kuwa salama kwa kifurushi.
• Tahadhari za ESD (Utoaji Umeme wa Tuli):Ingawa haijasemwa wazi, LED ni kifaa cha semiconductor ambacho kinaweza kuwa nyeti kwa ESD. Inashauriwa kutumia taratibu za kawaida za usindikaji wa ESD (kituo cha kazi kilichogunduliwa, mkanda wa mkono) wakati wa usanikishaji.
• Masharti ya uhifadhi:Hifadhi kifaa kwenye mfuko wa asili wa kuzuia unyevu, hali ya joto ya mazingira inapaswa kuwa ndani ya anuwai maalum ya joto la uhifadhi (-35°C hadi +85°C) na unyevu mdili ili kuzuia oksidi ya pini.

7. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

7.1 Typical Application Circuit

Kuendesha Moja kwa Moja na Udhibiti-Mini:Kwa onyesho la anode ya pamoja, pini ya pamoja huunganishwa kupitia upinzani wa kudhibiti mkondo kwa voltage chanya ya umeme (k.m. +5V), au kwa kawaida zaidi, kwa pini ya GPIO ya kontrolleri ndogo iliyosanidiwa kutoa mantiki ya "juu" (au inayoendeshwa na transistor ya PNP kwa mkondo mkubwa zaidi). Kila pini ya cathode ya sehemu huunganishwa kwa pini moja ya GPIO ya kontrolleri ndogo. Ili kuwasaa sehemu fulani, pini yake ya cathode inahitaji kuendeshwa kwa mantiki ya "chini" (ardhi), na hivyo kutengeneza mzunguko kamili.

Hesabu ya upinzani wa kudhibiti mkondo:Hii inahitajika kwa kila muunganisho wa anode ya pamoja au kila cathode ya sehemu (kutegemea muundo wa kuendesha). Kwa kutumia voltage ya kawaida ya mbele (V_F= 2.6V) na mkondo unaohitajika wa mbele (I_F), the resistance value R can be calculated using Ohm's law: R = (V_{Power supply}- V_F) / I_FFor a 5V power supply and I_F=10mA: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. The resistor's power rating should be at least I_F²* R.

7.2 Design Considerations

• Multiplexing:To control multiple digits with fewer microcontroller pins, multiplexing technology is required. The digits are illuminated one by one at a rapid rate (e.g., 1-5 milliseconds per digit). The LTS-2801AJR's ability to handle peak current (90mA pulses) makes it suitable for multiplexing applications, where instantaneous brightness needs to be higher to compensate for the reduced duty cycle.
• Low-Power Design:Design battery-powered devices utilizing its 1mA operating capability. At 1mA per segment and a 5V supply, the power consumption per lit segment is approximately (5V - 2.6V) * 0.001A = 2.4 mW.
• Pembe ya mtazamo:Consider its wide viewing angle when placing the display to ensure readability for the end user.
• Thermal Management:In applications operating under continuous high current or high ambient temperatures, ensure adequate ventilation. Adhere to the current derating curve above 25°C.

8. Technical Comparison and Differentiation

Ingawa hakuna ulinganishi wa moja kwa moja uliotolewa na aina nyingine, sifa kuu za kipekee za LTS-2801AJR zinaweza kudaiwa kutokana na vipimo vyake:

• Ikilinganishwa na LED ya kawaida ya nyekundu ya GaAsP/GaP:Ikilinganisha na nyenzo za zamani za LED, matumizi ya teknolojia ya AlInGaP hutoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwanga (utoaji zaidi wa mwanga kwa kila mA ya sasa) na usafi bora wa rangi (nyekundu iliyojazwa zaidi). Hii husababisha mwangaza wa juu zaidi na matumizi ya nguvu ya chini.
• Ikilinganisha na onyesho la nambari la ukubwa mkubwa:Nambari za inchi 0.28 zina usawa kati ya ukubwa na uwezo wa kusomeka, zinazofaa kwa vifaa vya kompakt, ambapo matumizi ya onyesho la ukubwa mkubwa (k.m., inchi 0.5 au 1) hayafai kimwili.
• Ikilinganisha na onyesho ambalo halijapitia majaribio ya mkondo mdogo:Uchunguzi na uchambuzi maalum wa sifa bora za mkondo mdogo (1mA) ni sifa muhimu. Sio onyesho zote za sehemu saba zinadhihirisha mwangaza sawa na utendaji sahihi katika kiwango cha udhibiti kidogo kama hicho.
• Ikilinganisha na onyesho la cathode ya pamoja:Wakati wa kuunganisha na microcontroller ambayo uwezo wake wa chanzo wa mkondo ni bora kuliko uwezo wa kumwagilia mkondo (ingawa microcontroller nyingi za kisasa zina usawa), kawaida hupendelea usanidi wa anode ya pamoja. Uchaguzi maalum unategemea muundo wa saketi ya kuendesha.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Swali: Je, naweza kuendesha kionyeshi hiki moja kwa moja kwa kutumia mfumo wa microcontroller wa 3.3V?
A: Ndiyo, lakini lazima uhesabu upya upinzani wa kikomo cha mkondo. Tumia V_{Power supply}=3.3V, V_F=2.6V, na I_F=5mA: R = (3.3V - 2.6V) / 0.005A = 140 Ω. Tafadhali thibitisha ikiwa pato la mwanga kwenye 5mA linakidhi mahitaji ya programu yako.

Q: Kwa nini kuna pini mbili za anodi ya kawaida (3 na 8)?
Jibu: Zimeunganishwa ndani ya kifaa. Hii inatoa urahisi katika upangaji wa mzunguko wa PCB na husaidia kugawa jumla ya mkondo wa anodi (jumla ya mikondo ya sehemu zote zinazowaka) kwenye pini hizo mbili, na hivyo kupunguza msongamano wa mkondo kwa kila pini na kuboresha uaminifu.

Swali: Kuna tofauti gani kati ya urefu wa wimbi la kilele (639nm) na urefu wa wimbi kuu (631nm)?
Jibu: Urefu wa wimbi la kilele ni mahali ambapo nguvu ya mwanga ina pato la juu zaidi kiufundi. Urefu wa wimbi kuu ni urefu wa wimbi mmoja ambao unaweza kutoa mtazamo wa rangi sawa na jicho la mwanadamu, na huhesabiwa kulingana na wigo kamili. Uwezo wa kuhisi wa jicho la mwanadamu huathiri hesabu hii, na kusababisha thamani tofauti.

Swali: Je, unawezaje kuwasha nukta ya desimali?
Jibu: Nukta ya desimali ni LED inayojitegemea, ambayo cathode yake iko kwenye pini 5. Ili kuiwasha, unahitaji kuunganisha anode ya kawaida kwa V+, na kuendesha pini 5 hadi ardhi (kupitia kizuizi cha sasa, kinaweza kushirikiwa na sehemu au kuwa tofauti).

10. Mfano wa Matumizi Halisi

Scenario: Design a simple battery-powered digital thermometer.

1. Component Selection:LTS-2801AJR ilichaguliwa kwa sababu ya sifa zake za kufanya kazi kwa mkondo wa chini, ambayo huongeza uimara wa betri. Chagua microcontroller yenye angalau pini 8 za I/O (7 kwa sehemu, 1 kwa udhibiti wa anode ya kawaida).
2. Ubunifu wa mzunguko:Pini za anode ya kawaida (3 na 8) zimeunganishwa pamoja, kisha kupitia transistor ya PNP hadi pini moja ya GPIO ya microcontroller (ili kushughulikia mkondo wa jumla wakati sehemu zote zinawaka). Kila cathode ya sehemu (pini 1,2,4,5,6,7,9,10) imeunganishwa na pini tofauti ya GPIO ya microcontroller. Weka kizuizi cha mkondo kati ya reli chanya ya nguvu ya microcontroller na emitter ya transistor ya PNP (au mfululizo na kila cathode ikiwa inaendeshwa moja kwa moja). Kokotoa thamani ya upinzani kulingana na mwangaza unaohitajika (mfano 2mA kwa kila sehemu).
3. Programu:The microcontroller reads the temperature sensor, converts the value into a decimal number, and looks up the corresponding segment pattern (e.g., from a "seven-segment font" table). It then drives the corresponding cathode pins low while setting the common anode control pin high to display the digit.
4. Result:A clear and easy-to-read temperature display with extremely low power consumption, suitable for portable devices.

11. Utangulizi wa Kanuni za Kiufundi

The core technology is the AlInGaP LED. Light is generated through a process called electroluminescence. When a forward voltage is applied across the semiconductor P-N junction, electrons from the N-type material recombine with holes from the P-type material in the active region. This recombination releases energy in the form of photons (light particles). The specific wavelength (color) of the light is determined by the bandgap energy of the semiconductor material, which is achieved by precisely controlling the ratios of aluminum, indium, gallium, and phosphorus during crystal growth. Compared to an absorbing substrate, the transparent GaAs substrate allows more of the generated light to escape from the chip, thereby improving overall external efficiency. The light from these tiny chips is then shaped and directed by the plastic encapsulation to form the recognizable seven-segment pattern.

12. Mwelekeo na Maendeleo ya Sekta

Maendeleo ya Onyesho la Sehemu Saba yanafuata mwenendo mpana wa teknolojia ya LED. Ingawa umbo la msingi bado lina manufaa sana, teknolojia ya msingi bado inaendelea kuboreshwa. AlInGaP yenyewe ni mruko mkubwa ikilinganishwa na nyenzo za zamani. Mienendo ya sasa inaweza kujumuisha:

• Ufanisi wa Juu Zaidi:Utafiti endelevu wa muundo wa epitaxial na teknolojia ya uchimbaji wa mwanga unaendeleza ongezeko la lumens kwa watt, na kufanya skrini ziwe angavu zaidi au umri wa betri uendelee kwa muda mrefu chini ya mkondo sawa.
• Ujumuishaji:Baadhi ya skrini za kisasa hujumuisha IC ya kuendesha ("kifadhibiti") moja kwa moja kwenye kifurushi, na kurahisisha kiolesura kwa wabunifu wa mfumo (ingawa hii ni ya kawaida zaidi katika skrini za dot matrix na herufi kuliko katika vitengo vya msingi vya sehemu saba).
• Rangi mbadala na nyenzo:Ingawa aina hii hutumia AlInGaP kutoa mwanga mwekundu, nyenzo zingine kama InGaN hutumiwa kwa LED za mwanga wa bluu, kijani na nyeupe. Kanuni ya uendeshaji wa mkondo wa chini na mwangaza wa juu inatumika kwa teknolojia hizi.
• Uimara katika Mazingira Maalum:Kwa mazingira magumu, uboreshaji wa ufungaji wa muhuri na nyenzo umeboresha uwezo wa kukabiliana na unyevu, kemikali na halijoto kali.

LTS-2801AJR inalenga teknolojia ya AlInGaP iliyothibitishwa, iliyoboreshwa kwa utendakazi wa mkondo mdogo, na inawakilisha suluhisho lililokomaa, la kuaminika na la vitendo sana katika mazingira haya ya kiteknolojia yanayoendelea kukua.