Karatasi ya Data ya Onyesho la LED la Sehemu Saba la Inchi 0.56 - Urefu wa Tarakimu 14.22mm - Voltage ya Mbele 2.6V - Nguvu 70mW - Rangi Nyekundu Sana - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina vipimo vya onyesho la LED la sehemu saba lenye urefu wa tarakimu wa inchi 0.56 (14.22mm). Kifaa hiki kimeundwa kwa matumizi yanayohitaji usomaji wa nambari ulio wazi na unaotegemewa kwa matumizi ya nguvu ndogo. Dhamira yake ya msingi ya muundo inalenga kutoa utendaji bora wa kuona kupitia mwangaza wa juu na tofauti ya rangi, huku ikidumisha uaminifu wa hali thabiti.

Onyesho hili linatumia teknolojia ya kisasa ya semikondukta ya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) kwa sehemu zake zinazotoa mwanga. Mfumo huu wa nyenzo unajulikana kwa kutoa mwanga mwekundu na wa kahawia wenye ufanisi wa juu. Vipande maalumu vinavyotumiwa vimetengenezwa kwenye msingi wa GaAs (Gallium Arsenide) usio wa uwazi, ambao husaidia kuboresha tofauti ya rangi kwa kupunguza mtawanyiko na mwonekano wa mwanga wa ndani. Bidhaa ya mwisho ina uso wa kijivu mwanga na sehemu nyeupe, mchanganyiko uliochaguliwa ili kuboresha uwezo wa kusomeka chini ya hali mbalimbali za mwanga.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Sifa za Fotometri na Optiki

Utendaji wa optiki umeelezewa chini ya hali za kawaida za majaribio kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C. Kigezo muhimu, Nguvu ya Mwangaza ya Wastani (Iv), ina thamani ya kawaida ya 700 µcd (microcandelas) inapotumika kwa mkondo wa mbele (IF) wa 1mA kwa kila sehemu, na thamani ya chini maalum ya 320 µcd. Kipimo hiki kinachukuliwa kwa kutumia sensor na kichujio kilichosanifishwa kwa mkunjo wa jibu la jicho la CIE photopic, kuhakikisha thamani inalingana na mtazamo wa kuona wa binadamu.

Sifa za rangi zinafafanuliwa na urefu wa wimbi. Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λp) kwa kawaida ni 639 nm, wakati Urefu wa Wimbi Kuu (λd) kwa kawaida ni 631 nm, zote hupimwa kwa IF=20mA. Tofauti kati ya thamani hizi mbili na Upana wa Nusu ya Mstari wa Wigo (Δλ) wa 20 nm huelezea usafi wa wigo na kivuli maalum cha mwanga mwekundu unaotolewa, ambao unafaa katika kategoria ya \"nyekundu sana\", ikitoa mwonekano wa juu.

Uwiano wa Kulinganisha Nguvu ya Mwangaza (IV-m) wa 2:1 (kiwango cha juu) umebainishwa. Uwiano huu unaonyesha tofauti inayoruhusiwa ya juu zaidi katika mwangaza kati ya sehemu tofauti za kifaa kimoja kinapotumiwa chini ya hali sawa, ikihakikisha muonekano sawa wakati wa kuonyesha nambari.

2.2 Sifa za Umeme na Joto

Vigezo vya umeme vinasisitiza ufaafu wa kifaa hiki kwa mifumo ya nguvu ndogo. Voltage ya Mbele kwa Kila Sehemu (VF) inatofautiana kutoka 2.0V hadi 2.6V kwa mkondo wa kuendesha wa 1mA. Mkondo wa Nyuma kwa Kila Sehemu (IR) umewekwa kikomo cha juu zaidi cha 100 µA wakati voltage ya nyuma (VR) ya 5V inapotumiwa, ikionyesha sifa za uvujaji wa makutano.

Vikomo vya joto na nguvu vimefafanuliwa katika Viwango vya Juu Kabisa. Mkondo wa Mbele unaoendelea kwa Kila Sehemu umekadiriwa kuwa 25 mA, lakini hii lazima ipunguzwe kwa mstari kutoka 25°C kwa kiwango cha 0.33 mA/°C kadiri joto la mazingira linavyoongezeka. Mtawanyiko wa Nguvu kwa Kila Sehemu haupaswi kuzidi 70 mW. Kwa uendeshaji wa msukumo, Mkondo wa Mbele wa Kilele wa 90 mA unaruhusiwa chini ya mzunguko wa wajibu 1/10 na upana wa msukumo wa 0.1ms. Kifaa hiki kimekadiriwa kwa Masafa ya Joto ya Uendeshaji na Uhifadhi ya -35°C hadi +85°C.

3. Mfumo wa Kugawa na Kuchagua

Karatasi ya data inaonyesha kuwa vifaa hivi \"vimegawanywa kulingana na Nguvu ya Mwangaza.\" Hii inamaanisha mchakato wa kugawa ambapo vitengo vilivyotengenezwa hupangwa kulingana na pato lao la mwanga lililopimwa (Iv) katika makundi tofauti au \"mabenki.\" Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua sehemu zilizo na viwango thabiti vya mwangaza kwa matumizi yao, ambayo ni muhimu kwa maonyesho ya tarakimu nyingi ambapo usawa ni muhimu. Ingawa misimbo maalum ya mabenki haijaorodheshwa katika muhtasari huu, mabenki ya kawaida yangefafanua masafa ya nguvu ya mwangaza (mfano, 500-600 µcd, 600-700 µcd) na uwezekano wa voltage ya mbele.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Karatasi ya data inarejelea \"Mikunjo ya Kawaida ya Sifa za Umeme / Optiki.\" Ingawa michoro maalum haijatolewa katika maandishi, mikunjo ya kawaida kwa vifaa kama hivi kwa kawaida ingejumuisha:

• Nguvu ya Mwangaza ya Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele (Mkunjo wa I-V):Grafu hii inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka na mkondo wa kuendesha. Kwa kawaida sio ya mstari, na ufanisi mara nyingi hupungua kwa mikondo ya juu sana.
• Voltage ya Mbele dhidi ya Mkondo wa Mbele:Hii inaonyesha sifa ya I-V ya diode, muhimu kwa kubuni mzunguko wa kuzuia mkondo.
• Nguvu ya Mwangaza ya Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira:Mkunjo huu unaonyesha jinsi pato la mwanga linavyopungua kadiri joto la makutano linavyopanda, jambo muhimu kwa usimamizi wa joto katika miundo.
• Usambazaji wa Wigo:Njama inayoonyesha nguvu ya jamaa ya mwanga unaotolewa katika urefu tofauti wa mawimbi, ikilenga karibu na urefu wa wimbi la kilele la ~639 nm.

Mikunjo hii ni muhimu kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali zisizo za kawaida na kwa kuboresha mzunguko wa kuendesha kwa ufanisi na umri mrefu.

5. Habari ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kimwili na Muhtasari

Vipimo vya kifurushi cha kifaa vimetolewa kwenye mchoro (uliorejelewa lakini haujaelezewa kwa kina katika maandishi). Vipimo vyote vimebainishwa kwa milimita na uvumilivu wa kawaida wa ±0.25 mm isipokuwa ikitajwa vinginevyo. Urefu wa tarakimu wa inchi 0.56 (14.22mm) unafafanua ukubwa wa jumla wa herufi. Kifurushi ni muundo wa kawaida wa tarakimu moja, pini 10, unaojulikana kwa maonyesho ya sehemu saba na nukta ya desimali ya mkono wa kulia.

5.2 Usanidi wa Pini na Utambulisho wa Ubaguzi

Onyesho hili lina usanidi wa Cathode ya Kawaida, ikimaanisha kuwa cathode (vituo hasi) vya sehemu zote za LED zimeunganishwa ndani na kutoa kwa pini za kawaida. Huu ni muundo wa kawaida kwa kuendesha kwa njia nyingi. Muunganisho wa pini umeainishwa wazi:

1. Anodi E
2. Anodi D
3. Cathode ya Kawaida
4. Anodi C
5. Anodi D.P. (Nukta ya Desimali)
6. Anodi B
7. Anodi A
8. Cathode ya Kawaida
9. Anodi F
10. Anodi G

Pini 3 na 8 zote mbili ni Cathode za Kawaida. Mchoro wa mzunguko wa ndani unaonyesha mpangilio wa kawaida wa sehemu saba pamoja na nukta ya desimali, na anodi ya kila sehemu ikiunganishwa na pini yake husika na cathode zote zikiunganishwa pamoja kwa pini za kawaida.

6. Mwongozo wa Kuuza na Kukusanya

Kigezo muhimu cha kukusanya kilichobainishwa ni wasifu wa joto la kuuza. Kifaa kinaweza kustahimili joto la kuuza la 260°C kwa sekunde 3, kilichopimwa inchi 1/16 (takriban 1.59mm) chini ya ndege ya kukaa ya kifurushi. Hiki ni kigezo muhimu kwa michakato ya kuuza ya wimbi au reflow ili kuzuia uharibifu wa joto kwa vipande vya LED au kifurushi cha plastiki. Wabunifu lazima wahakikishe mchakato wao wa kukusanya hauzidi mchanganyiko huu wa wakati na joto. Kwa uhifadhi, safu maalum ya -35°C hadi +85°C inapaswa kudumishwa katika mazingira kavu ili kuzuia kunyonya unyevu.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Onyesho hili ni bora kwa vifaa vinavyobebeka, vinavyotumia betri, paneli za vyombo, vifaa vya matumizi ya kaya, na udhibiti wa viwanda ambapo usomaji wa nambari ulio wazi na wa nguvu ndogo unahitajika. Mifano ni pamoja na vipima nyingi, vipima wakati, mizani, vifaa vya matibabu, na paneli za udhibiti wa vifaa. Uendeshaji wake wa mkondo mdogo (hadi 1mA kwa kila sehemu) unaufanya ufaafu kwa mifumo inayoendeshwa na microcontroller ambapo pini za GPIO mara nyingi zinaweza kutoa au kukamata mkondo mdogo.

7.2 Mazingatio ya Ubunifu na Mzunguko

Wakati wa kubuni mzunguko wa kuendesha, mambo yafuatayo ni muhimu:

• Kuzuia Mkondo:Daima tumia vipinga vya kuzuia mkondo mfululizo kwa kila anodi ya sehemu. Thamani ya kipinga huhesabiwa kulingana na voltage ya usambazaji (Vcc), voltage ya mbele ya LED (Vf, tumia thamani ya juu kwa usalama), na mkondo wa mbele unaotaka (If): R = (Vcc - Vf) / If.
• Kutumia Njia Nyingi:Kwa maonyesho ya tarakimu nyingi, mpango wa kuendesha kwa njia nyingi ni wa kawaida. Cathode za kawaida za kila tarakimu hubadilishwa kwa mpangilio (huzingatiwa) wakati anodi za sehemu zinazohitajika zinakuwa zinatumika kwa wakati mmoja. Hii inapunguza idadi ya pini za microcontroller zinazohitajika na matumizi ya jumla ya nguvu. Mkondo wa kilele wakati wa muda mfupi wa KUWASHI unaweza kuwa mkubwa zaidi kuliko kiwango cha DC, kama inavyoruhusiwa na vipimo vya mkondo wa kilele (90mA kwa wajibu 1/10).
• Kuingiliana na Microcontroller:Onyesho linaweza kuendeshwa moja kwa moja kutoka kwa pini za GPIO za microcontroller ikiwa mkondo kwa kila sehemu uko ndani ya uwezo wa kuendesha pini ya MCU (kwa kawaida 20-25mA). Kwa mwangaza wa juu zaidi au kutumia njia nyingi na tarakimu zaidi, viendeshi vya nje (mfano, safu za transistor au IC maalum za kuendesha LED) zinapendekezwa.
• Pembe ya Kuona:Kipengele cha \"Pembe Pana ya Kuona\" kina maana kuwa onyesho linabaki likisomeka kutoka kwa nafasi zisizo za mhimili, ambayo ni muhimu kwa paneli zinazotazamwa kutoka kwa pembe mbalimbali.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Sababu kuu za kutofautisha za onyesho hili ni matumizi yake ya teknolojia ya AlInGaP na utendaji wake bora wa mkondo mdogo. Ikilinganishwa na teknolojia ya zamani ya LED ya GaAsP au GaP, AlInGaP inatoa ufanisi wa juu zaidi wa mwangaza, na kusababisha pato lenye mwangaza zaidi kwa mkondo sawa au mwangaza sawa kwa mkondo mdogo. Uchunguzi wazi na uteuzi wa \"sifa bora za mkondo mdogo\" na kulinganisha sehemu ni uhakikisho muhimu wa ubora. Uwezo wa kufanya kazi kwa ufanisi kwa mikondo ya chini kama 1mA kwa kila sehemu ni faida tofauti kwa miundo ya nguvu ndogo sana ikilinganishwa na maonyesho yanayohitaji 5-20mA kwa mwangaza wa kutosha.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (FAQ)

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

J: Urefu wa wimbi la kilele (λp) ni urefu wa wimbi ambapo wigo wa mwanga unaotolewa una nguvu yake ya juu zaidi. Urefu wa wimbi kuu (λd) ni urefu wa wimbi wa mwanga safi wa monochromatic ambao ungeonekana kuwa na rangi sawa kwa jicho la binadamu kama mwanga wa LED. λd inahusiana zaidi na mtazamo wa rangi.

S: Je, naweza kuendesha onyesho hili bila vipinga vya kuzuia mkondo?

J: Hapana. LED ni vifaa vinavyoendeshwa na mkondo. Kuziunganisha moja kwa moja kwa chanzo cha voltage kutasababisha mkondo mwingi kupita, na kwa uwezekano kuharibu LED mara moja kwa sababu ya mkazo wa joto. Kipinga cha mfululizo au mzunguko wa mkondo thabiti ni lazima.

S: Karatasi ya data inaonyesha pini mbili za cathode ya kawaida (3 na 8). Je, nahitaji kuunganisha zote mbili?

J: Ndio, kwa utendaji bora na usambazaji wa mkondo, pini zote mbili za cathode ya kawaida zinapaswa kuunganishwa kwa ardhi (au kituo cha kukamata mkondo) katika mzunguko wako. Hii husaidia kusawazisha mzigo wa joto na kuhakikisha mwangaza sawa wa sehemu.

S: Ninahesabuje thamani sahihi ya kipinga kwa usambazaji wa 5V na mkondo wa sehemu wa 10mA?

J: Kwa kutumia Vf ya juu zaidi ya 2.6V: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohms. Thamani ya kawaida iliyo karibu zaidi (220 au 270 Ohms) ingetumika. Daima hakikisha mwangaza halisi unakidhi mahitaji yako.

10. Utafiti wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Mazingira: Kubuni kipima wakati cha kidijitali chenye tarakimu 4 kinachotumia betri.

Lengo ni kuongeza uimara wa betri huku ukidumisha uwezo mzuri wa kusomeka. Onyesho litaendeshwa na microcontroller ya nguvu ndogo kwa kutumia mpango wa kutumia njia nyingi.

Utekelezaji:Cathode za kawaida za tarakimu nne zimeunganishwa kwa transistor nne za NPN (au safu ya transistor IC) zinazoongozwa na pini za MCU. Anodi za sehemu saba (A-G) na nukta ya desimali zimeunganishwa kwa pini za pato za MCU kupitia vipinga vya kuzuia mkondo. MCU inaendesha usumbufu wa kipima wakati (mfano, kwa 1kHz). Katika kila mzunguko wa usumbufu, inazima cathode zote za tarakimu, inaweka pini za anodi kwa muundo wa sehemu kwa tarakimu inayofuata kwa mpangilio, na kisha inawasha transistor ya cathode ya tarakimu hiyo. Hii inazunguka kwa tarakimu zote nne kwa kasi, na kuunda dhihaka ya kuwa tarakimu zote zimewashwa wakati mmoja.

Uboreshaji wa Nguvu:Kwa kuendesha kila sehemu kwa 2-3mA tu (ndani ya vipimo) na kutumia mzunguko wa wajibu 1:4, mkondo wa wastani kwa kila sehemu ni mdogo sana, na kupanua sana uimara wa betri ikilinganishwa na kuendesha kwa kusimama (kisicho na njia nyingi). Ufanisi wa juu wa LED za AlInGaP unahakikisha kuwa onyesho linabaki likionekana wazi hata kwa mikondo hii ya wastani ya chini.

11. Utangulizi wa Kanuni ya Kiufundi

Onyesho la LED la sehemu saba ni mkusanyiko wa Diodi za Kutoa Mwanga (LED) binafsi zilizopangwa kwa muundo wa nambari nane. Kila moja ya sehemu saba kuu (zilizopewa majina A hadi G) ni LED tofauti, na LED ya ziada hutumika kama nukta ya desimali (DP). Kwa kuangazia mchanganyiko maalum wa sehemu hizi kwa kuchagua, tarakimu zote za desimali (0-9) na baadhi ya herufi zinaweza kutengenezwa.

Kanuni ya msingi ya utoaji wa mwanga ni umeme-mwanga katika makutano ya p-n ya semikondukta. Wakati voltage ya mbele inayozidi voltage ya pengo la bendi ya diode inapotumiwa, elektroni kutoka kwa eneo la aina-n hujumuishwa tena na mashimo kutoka kwa eneo la aina-p katika safu ya kazi (katika kesi hii, imetengenezwa kwa AlInGaP). Ujumuishaji huu huruhusu nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Urefu maalum wa wimbi (rangi) wa mwanga umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo ya semikondukta. AlInGaP ina pengo la bendi linalolingana na mwanga mwekundu/machungwa/kahawia. Msingi usio wa uwazi wa GaAs unanyonya mwanga uliopotoka, na kuboresha tofauti ya rangi kwa kuzuia usambazaji wake kupitia pande au nyuma ya kipande.

12. Mienendo ya Teknolojia na Muktadha

Ingawa teknolojia mpya za onyesho kama vile OLED na LED za juu za usuluhishi za dot-matrix zipo, onyesho la LED la sehemu saba linabaki suluhisho thabiti, la gharama nafuu, na la kuaminika sana kwa matumizi yanayohitaji pato rahisi la nambari. Mwelekeo ndani ya sehemu hii unaelekea kwenye ufanisi wa juu zaidi (mwanga zaidi kwa watt), voltage ya chini ya uendeshaji ili kufanana na viwango vya kisasa vya mantiki, na uthabiti ulioboreshwa (kugawa kwa usahihi zaidi). Teknolojia ya AlInGaP inawakilisha hatua muhimu katika ufanisi ikilinganishwa na nyenzo za zamani. Zaidi ya hayo, kuna msisitizo unaoongezeka kwenye maonyesho yanayofanya kazi vizuri chini ya mikondo ya chini sana ya kuendesha ili kuwezesha vifaa vya Uingiliano wa Vitu vya Mtandao (IoT) vinavyotumia nishati kwa ufanisi na vinavyotumia betri. Kifaa kilichoelezewa katika karatasi hii ya data, kwa kuzingatia uendeshaji wa mkondo mdogo na nguvu ya mwangaza iliyogawanywa, kinafanana vizuri na mienendo hii ya tasnia kuelekea ufanisi, uaminifu, na ubadilishaji wa muundo kwa vifaa vya elektroniki vinavyobebeka.