LSHD-5503 LED Onyesho Datasheet - 0.56-inch Urefu wa Tarakimu - AlInGaP Nyekundu - 2.6V Voltage ya Mbele - 70mW Nguvu ya Kutokwa - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LSHD-5503 ni moduli ya hali ya juu ya onyesho la nambari ya tarakimu moja iliyobuniwa kwa matumizi yanayohitaji usomaji wa nambari ulio wazi, mkali na unaoaminika. Teknolojia yake ya msingi inategemea vipande vya LED nyekundu vya hali ya juu vya Aluminium Indium Gallium Phosphide (AS-AlInGaP), ambavyo vimekua kwa epitaxial kwenye msingi wa Gallium Arsenide (GaAs). Mfumo huu wa nyenzo unajulikana kwa ufanisi wake wa juu na usafi bora wa rangi katika wigo nyekundu. Kifaa kina uso wa kijivu mwanga na sehemu zilizopakwa rangi nyeupe, na hutoa tofauti kubwa kwa usomaji bora chini ya hali mbalimbali za mwanga. Malengo makuu ya ubunifu ni matumizi ya nguvu ya chini, pato la mwangaza wa juu, mwanga sawa wa sehemu, na uaminifu wa hali imara, na kufanya iweze kutumika katika aina mbalimbali za bidhaa za watumiaji, viwanda, na vifaa vya kupimia ambapo uwasilishaji wa data ya nambari ni muhimu.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

Utendaji wa LSHD-5503 umefafanuliwa na seti kamili ya vigezo vya umeme na optiki, ambavyo kila kimoja ni muhimu kwa ubunifu sahihi wa saketi na utabiri wa utendaji.

2.1 Sifa za Fotometri na Optiki

Utendaji wa mwangaza ni kipengele muhimu cha kutofautisha. Nguvu ya wastani ya mwangaza kwa kila sehemu imebainishwa na thamani za chini, za kawaida, na za juu chini ya hali tofauti za kuendesha. Kwa mkondo wa mbele (I_F) wa 1 mA, nguvu ya mwangaza ni kati ya 320 μcd (chini) hadi 1300 μcd (juu), na thamani ya kawaida imetolewa. Kwa mkondo wa juu wa kuendesha wa 10 mA, nguvu ya kawaida ya mwangaza huongezeka sana hadi 5400 μcd, na inaonyesha uwezo wa kifaa kwa matumizi ya mwangaza wa juu. Ulinganisho wa nguvu ya mwangaza kati ya sehemu umebainishwa kuwa 2:1 kwa kiwango cha juu kabisa kwa I_F=1mA, na kuhakikisha usawa wa kuona katika tarakimu. Urefu wa wimbi kuu (λ_d) ni 624 nm, na urefu wa wimbi wa juu wa utoaji (λ_p) ni 632 nm kwa I_F=20mA, na kuuwaweka kwenye sehemu nyekundu ya wigo unaoonekana. Upana wa nusu ya mstari wa wigo (Δλ) ni 20 nm, na inaonyesha upana mdogo wa wigo ambao unachangia rangi nyekundu safi.

2.2 Sifa za Umeme

Voltage ya mbele (V_F) kwa kila sehemu ni kati ya 2.1V (chini) na 2.6V (juu) inapoendeshwa kwa 20 mA. Kigezo hiki ni muhimu kwa kuhesabu thamani ya upinzani wa kikomo wa mkondo katika saketi: R_kikomo= (V_usambazaji- V_F) / I_F. Mkondo wa nyuma (I_R) umepunguzwa hadi kiwango cha juu cha 100 μA kwa voltage ya nyuma (V_R) ya 5V, ambayo ni hali ya kawaida ya majaribio na sio hali ya kufanya kazi ya kuendelea.

2.3 Viwango vya Juu Kabisa na Usimamizi wa Joto

Viwango hivi vinafafanua mipaka ya mkazo ambayo uharibifu wa kudumu unaweza kutokea. Mkondo wa mbele wa kuendelea kwa kila sehemu ni 25 mA. Mkondo wa mbele wa kilele kwa kila sehemu umekadiriwa kuwa 90 mA, lakini tu chini ya hali ya mipigo (masafa ya 1 kHz, mzunguko wa 15%), ambayo ni muhimu kwa mipango ya kuzidisha ili kufikia mwangaza wa juu unaoonekana. Nguvu ya kutokwa kwa kila sehemu ni 70 mW, iliyohesabiwa kama V_F* I_F. Sababu ya kupunguza mkondo wa mbele ya 0.28 mA/°C imebainishwa juu ya joto la mazingira la 25°C (T_a). Hii inamaanisha kwa kila digrii Celsius juu ya 25°C, mkondo wa juu unaoruhusiwa wa kuendelea lazima upunguzwe kwa 0.28 mA ili kuzuia joto la kupita kiasi. Kwa mfano, kwa 50°C, mkondo wa juu utakuwa 25 mA - (0.28 mA/°C * 25°C) = 18 mA. Safu ya joto la kufanya kazi na kuhifadhi ni -35°C hadi +105°C, na inaonyesha uimara kwa mazingira magumu.

3. Mfumo wa Kugawa na Kuainisha

Datasheet inasema wazi kuwa vifaa hivi vime"Gawanywa kwa Nguvu ya Mwangaza." Hii ni mchakato muhimu wa udhibiti wa ubora na uteuzi. Wakati wa utengenezaji, tofauti hutokea. Ugawanyaji unahusisha kupima pato la mwangaza la kila kitengo kwa mkondo wa kawaida wa majaribio (labda 1 mA au 10 mA kulingana na datasheet) na kuzigawa katika safu maalum za nguvu ya mwangaza au "mabenki." Hii inawawezesha wabunifu kuchagua sehemu zilizo na viwango vya mwangaza thabiti kwa matumizi yao, na kuhakikisha muonekano sawa katika maonyesho ya tarakimu nyingi au katika bidhaa tofauti. Ingawa datasheet inatoa safu ya jumla ya chini/ya juu, msimbo maalum wa benki na safu zao zinazolingana za nguvu ya mwangaza kwa kawaida zinafafanuliwa katika waraka tofauti wa ugawanyaji kutoka kwa mtengenezaji.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Datasheet inarejelea "Mikunjo ya Kawaida ya Sifa za Umeme / Optiki" ambayo ni muhimu kwa kuelewa tabia ya kifaa zaidi ya maelezo ya sehemu moja. Ingawa michoro maalum haijaelezewa kwa kina katika maandishi yaliyotolewa, mikunjo ya kawaida kwa vifaa kama hivi kwa kawaida inajumuisha:

• Nguvu ya Mwangaza ya Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele (I_Vdhidi ya I_F):Inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kwa mkondo, kwa kawaida kwa njia isiyo ya mstari kwa mikondo ya juu kutokana na joto na kupungua kwa ufanisi.
• Voltage ya Mbele dhidi ya Mkondo wa Mbele (V_Fdhidi ya I_F):Inaonyesha sifa ya I-V ya diode, muhimu kwa ubunifu wa kiendeshi.
• Nguvu ya Mwangaza ya Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira (I_Vdhidi ya T_a):Inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyopungua kadiri joto la kiungo linavyopanda, na kuangazia umuhimu wa usimamizi wa joto.
• Usambazaji wa Wigo:Grafu ya nguvu ya jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, inayoonyesha kilele kwa ~632 nm na upana wa nusu ya 20 nm.

Mikunjo hii inawawezesha wahandisi kuiga utendaji chini ya hali zisizo za kawaida (k.m., mikondo tofauti ya kuendesha, joto) na kuboresha miundo yao.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

LSHD-5503 ina urefu wa tarakimu wa 0.56 inchi (14.22 mm). Vipimo vya kifurushi vimetolewa katika mchoro wa kina na vipimo vyote muhimu katika milimita. Mapungufu kwa ujumla ni ±0.25 mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Taarifa hii ni muhimu kwa ubunifu wa alama ya PCB, kuhakikisha kutoshea kwa usahihi ndani ya kifuniko, na kudumisha mpangilio wa nukta ya desimali. Kifurushi kina vipande vya LED, uso wa kijivu mwanga/barakoa ya sehemu nyeupe, na pini za kuunganisha.

6. Muunganisho wa Pini na Saketi ya Ndani

Kifaa kina usanidi wa kawaida wa pini 10 kwa onyesho la sehemu 7 pamoja na nukta ya desimali. Inatumia muundo wakatodi ya kawaida. Hii inamaanisha kuwa katodi (vituo hasi) vya sehemu zote za LED zimeunganishwa pamoja ndani na kutoa kwa pini 3 na 8, ambazo pia zimeunganishwa pamoja. Anodi (vituo vyema) vya kila sehemu ya kibinafsi (A hadi G) na nukta ya desimali (DP) vimetolewa kwa pini tofauti (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10). Mchoro wa saketi ya ndani unaonyesha mpangilio huu, ukiwaonyesha LED nane za kibinafsi (sehemu saba + DP) na anodi zao zilizotengwa na katodi zao zikiunganishwa kwa nodi ya kawaida. Usanidi huu ni bora kwa kuzidisha, ambapo tarakimu huwashwa moja kwa wakati kwa mlolongo wa haraka.

7. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Viwango vya juu kabisa vinajumuisha hali maalum za kuuza: kifaa kinaweza kukabiliwa na joto la chuma cha kuuza la 260°C kwa sekunde 5, na hali ya ncha ya chuma lazima iwe angalau 1/16 inchi (takriban 1.6 mm) chini ya ndege ya kukaa ya kifurushi. Hii ni maagizo muhimu ya kuzuia joto la kupita kiasi kusafiri juu ya pini na kuharibu vipande vya ndani vya LED au kifurushi cha plastiki. Kwa kuuza kwa wimbi au kurejesha, wasifu lazima udhibitiwe kwa uangalifu ili kubaki ndani ya mipaka ya joto ya kifurushi, kwa kawaida ukirejelea kiwango cha IPC/JEDEC J-STD-020 kwa unyeti wa unyevu na wasifu wa kurejesha, ingawa haijasemwa wazi hapa. Taratibu sahihi za kushughulikia ESD (Utoaji wa Umeme wa Tuli) lazima zifuatwe kila wakati wakati wa usanikishaji.

8. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

LSHD-5503 inafaa kwa matumizi yoyote yanayohitaji onyesho la nambari la tarakimu moja lenye mwangaza na kuaminika. Matumizi ya kawaida ni pamoja na: vifaa vya kupima na kupimia (mita nyingi, vihesabu vya masafa), paneli za udhibiti wa viwanda (maonyesho ya joto, usomaji wa vihesabu), vifaa vya watumiaji (oveni za microwave, mashine za kuosha, vifaa vya sauti), vigezo vya baada ya mauzo ya magari, na vituo vya mauzo.

8.2 Mazingatio Muhimu ya Ubunifu

• Kupunguza Mkondo:LED ni vifaa vinavyoendeshwa na mkondo. Upinzani wa mfululizo lazima utumike na kila sehemu (au kiendeshi cha mkondo thabiti) ili kupunguza mkondo wa mbele hadi thamani salama (≤25 mA ya kuendelea). Thamani ya upinzani inahesabiwa kwa kutumia voltage ya usambazaji na kushuka kwa voltage ya mbele kutoka kwa datasheet.
• Kuzidisha:Kwa maonyesho ya tarakimu nyingi, kifaa cha katodi ya kawaida kama LSHD-5503 ni bora. Kikokotoo kidogo kinaweza kuwasha kwa mlolongo katodi ya kawaida ya tarakimu moja wakati unakuendesha anodi za sehemu kwa muundo wa tarakimu hiyo. Kipimo cha mkondo wa kilele (90 mA ya mipigo) huruhusu mkondo wa papo hapo wa juu wakati wa kipindi kifupi cha kuzidisha ili kufikia mwangaza wa wastani mkali.
• Ubunifu wa Joto:Shika mkunjo wa kupunguza mkondo. Hakikisha uingizaji hewa wa kutosha ikiwa unafanya kazi kwa joto la juu la mazingira au mikondo ya juu ya kuendelea. Mpangilio wa PCB unaweza kusaidia kutokwa joto kutoka kwa pini.
• Pembe ya Kuona:Datasheet inadai pembe pana ya kuona, ambayo ni muhimu kwa matumizi ambapo onyesho linaweza kuonekana kutoka kwa nafasi zisizo za mhimili.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama LED nyekundu za kawaida za GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), teknolojia ya AlInGaP katika LSHD-5503 inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwangaza, na kusababisha mwangaza mkubwa kwa mkondo sawa wa kuendesha. Pia inatoa usafi bora wa rangi na uthabiti juu ya joto na wakati. Ikilinganishwa na baadhi ya LED nyeupe za kisasa zilizo na vichungi vya rangi, LED nyekundu za AlInGaP ni za rangi moja kwa asili na zenye ufanisi zaidi kwa kutoa mwanga nyekundu safi. Urefu wa tarakimu wa 0.56 inchi huuweka katika kategoria ya ukawaida wa saizi, na kutoa usawa mzuri kati ya usomaji na alama ya mwili. Usanidi wake wa katodi ya kawaida unatoa faida ya moja kwa moja kwa miundo ya kuzidisha yenye kikokotoo kidogo ikilinganishwa na aina za anodi ya kawaida katika baadhi ya topolojia za saketi.

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

Q: Je, naweza kuendesha onyesho hili moja kwa moja kutoka kwa pini ya kikokotoo kidogo cha 5V?

A: Hapana. Lazima utumie upinzani wa kikomo cha mkondo. LED nyekundu ya kawaida hushuka takriban 2V. Kuunganisha 5V moja kwa moja kungesababisha mkondo mwingi, na kuharibu sehemu. Hesabu upinzani: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120Ω (kutumia V_Fya juu kwa usalama).

Q: "Gawanywa kwa Nguvu ya Mwangaza" inamaanisha nini kwa ubunifu wangu?

A: Inamaanisha unaweza kuagiza sehemu kutoka kwa safu maalum ya mwangaza. Ikiwa usawa wa kuona kati ya vitengo vingi ni muhimu (k.m., paneli ya tarakimu nyingi), bainisha msimbo wa benki unayotaka kwa msambazaji wako ili kuhakikisha tarakimu zote zina mwangaza sawa.

Q: Mkondo wa kilele ni 90mA, lakini wa kuendelea ni 25mA tu. Je, naweza kutumia 90mA kwa pato lenye mwangaza zaidi?

A: Tu katika hali ya mipigo, kama ilivyobainishwa (1 kHz, mzunguko wa 15%). Mkondo wa wastani katika hali hiyo utakuwa 90mA * 0.15 = 13.5mA, ambao uko ndani ya kipimo cha kuendelea. Kufanya kazi kwa kuendelea kwa 90mA kungazidi kikomo cha nguvu ya kutokwa na kusababisha kushindwa haraka.

Q: Ninaunganishaje pini mbili za katodi ya kawaida (3 na 8)?

A: Zimeunganishwa ndani. Unaweza kutumia moja yoyote au kuunganisha zote mbili kwa saketi yako ya kiendeshi (k.m., sinki ya transistor) kwa usambazaji bora wa mkondo na utendaji wa joto.

11. Utafiti wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Mazingira: Kubuni onyesho rahisi la voltamita la tarakimu 3.

Onyesho tatu za LSHD-5503 zimetumika. Kikokotoo kidogo chenye pini za I/O za kutosha kimechaguliwa. Ubunifu unatumia kuzidisha kwa mgawanyo wa wakati:

1. Pini za katodi ya kawaida za kila tarakimu zimeunganishwa kwa transistor za kibinafsi za NPN (au IC maalum ya kiendeshi) zinazodhibitiwa na kikokotoo kidogo.

2. Pini za anodi za sehemu (A-G, DP) za tarakimu zote tatu zimeunganishwa pamoja na kuunganishwa kwa kikokotoo kidogo kupitia upinzani wa kikomo cha mkondo.

3. Programu ya kikokotoo kidogo: a) Inazima transistor zote za kiendeshi cha katodi. b) Inahesabu ni sehemu gani zinahitaji kuwashwa kwa tarakimu ya mamia. c) Inawasha muundo wa sehemu kwenye mistari ya anodi. d) Kwa muda mfupi inawasha transistor ya katodi ya tarakimu ya mamia. e) Inarudia hatua b-d kwa tarakimu za makumi na vitengo kwa mfululizo wa haraka (k.m., kwa kiwango cha jumla cha 1 kHz).

Mkondo wa kilele wa sehemu wakati wa muda wake mfupi wa kuwashwa unaweza kuwekwa juu zaidi (k.m., 40-60 mA) ili kulipa fidia kwa mzunguko mdogo wa kazi (≈33% kwa kila tarakimu katika mfumo wa tarakimu 3), na kufikia onyesho lenye mwangaza, lisilo na kutetemeka huku ukidumisha nguvu ya wastani na joto ndani ya mipaka.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Teknolojia

LSHD-5503 inategemea nyenzo za semikondukta za Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) zilizokua kwa epitaxial kwenye msingi wa Gallium Arsenide (GaAs). Hii ni semikondukta ya kiwanja kutoka kwa kundi la III-V. Wakati voltage ya mbele inatumika kwenye kiungo cha p-n, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo la shughuli. Uunganisho wao hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Nishati maalum ya pengo la bendi ya aloi ya AlInGaP huamua urefu wa wimbi la mwanga unaotolewa; katika kesi hii, imerekebishwa kutoa mwanga nyekundu karibu na 624-632 nm. Matumizi ya nyenzo ya pengo la bendi la moja kwa moja kama AlInGaP husababisha ufanisi wa juu wa ndani wa quantum. Mwanga hutolewa kupitia kifurushi cha epoxy kilichotengenezwa ambacho kina uso wa kijivu mwanga na sehemu zilizopakwa rangi nyeupe. Rangi nyeupe inaakisi na kusambaza mwanga kutoka kwa kipande cha msingi cha LED, na kuunda sehemu zilizo na mwanga sawa zinazoonekana kwa mtumiaji.

13. Mienendo ya Teknolojia na Muktadha

Wakati LSHD-5503 inawakilisha teknolojia iliyokomaa na ya kuaminika, uwanja mpana wa teknolojia ya onyesho unaendelea kubadilika. AlInGaP inabaki teknolojia kuu ya ufanisi wa juu kwa LED nyekundu na za kahawia. Mienendo katika maonyesho ya LED tofauti ni pamoja na kufuata ufanisi wa juu zaidi (lumeni zaidi kwa watt), ambayo inaboresha maisha ya betri katika vifaa vya kubebeka na kupunguza mzigo wa joto. Pia kuna mwenendo wa kupunguza ukubwa wa kiwango cha kipande yenyewe, na kuruhusu alama ndogo zaidi za kifurushi au msongamano wa juu wa pikseli katika maonyesho ya vipengele vingi. Zaidi ya hayo, ushirikiano ni mwenendo muhimu; vifaa vya umeme vya kiendeshi na wakati mwingine hata vikokotoo vidogo vinashirikishwa katika moduli za "onyesho zenye akili", na kurahisisha mchakato wa ubunifu kwa wahandisi wa mwisho. Hata hivyo, kwa maonyesho ya kawaida, ya bei nafuu, ya nambari ya tarakimu moja, vifaa kama LSHD-5503, kwa utendaji wao uliothibitishwa na upatikanaji mpana, watabaki sehemu ya msingi katika ubunifu wa elektroniki kwa wakati ujao unaotarajiwa, hasa katika matumizi ambapo maonyesho ya picha maalum hayahitajiki.