LTS-4301JD Onyesho la LED - Karatasi ya Data ya Kiufundi - Urefu wa Tarakimu 0.4-inchi - Nyekundu ya Juu 650nm - Voltage ya Mbele 2.6V - Uvujaji wa Nguvu 70mW

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTS-4301JD ni moduli ya kompakt, yenye utendakazi wa hali ya juu ya onyesho la tarakimu moja iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji usomaji wazi na mkunjufu wa nambari. Kazi yake ya msingi ni kuwakilisha kwa macho tarakimu 0 hadi 9 kwa kutumia usanidi wa kawaida wa sehemu saba, unaoimarishwa na nukta ya desimali ya mkono wa kulia. Kifaa hiki kimeundwa kwa ajili ya kuunganishwa katika anuwai ya vifaa vya elektroniki ambapo nafasi, ufanisi wa nguvu, na uwezo wa kusomeka ni mambo muhimu.

Onyesho hili hutumia teknolojia ya kisasa ya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) kwa vipengele vyake vinavyotoa mwanga. Mfumo huu wa nyenzo umechaguliwa mahsusi kwa ufanisi wake katika kutoa mwanga mwekundu wenye mkunjufu wa juu. Vichipu hivi hutengenezwa kwenye msingi usio wa uwazi wa GaAs (Gallium Arsenide), ambao unaboresha tofauti kwa kuzuia mtawanyiko wa mwanga wa ndani na kuboresha ufafanuzi wa sehemu zisizowashwa. Kifurushi kina sahani ya uso ya kijivu yenye alama nyeupe za sehemu, ikitoa muonekano bora wa hali ya kuzima na tofauti kubwa wakati sehemu zinawashwa.

Soko kuu la lengo la sehemu hii ni pamoja na vyombo vya kupimia viwandani, vifaa vya matumizi ya kaya, vifaa vya majaribio na upimaji, mifumo ya mauzo ya hatua, na vionyeshi vya dashibodi za magari. Ukubwa wake uliowekwa katika makundi wa mwangaza unahakikisha viwango thabiti vya mkunjufu katika vikundi vyote vya uzalishaji, jambo muhimu kwa matumizi yanayohitaji utendakazi sawa wa kuona.

2. Ufafanuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Sifa za Kipimo cha Mwanga na Optiki

Utendakazi wa optiki umefafanuliwa 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 650 µcd (microcandelas) inapotumika kwa mkondo wa mbele (IF) wa 1 mA. Thamani ya chini maalum ni 200 µcd, ikihakikisha kiwango cha msingi cha mkunjufu. Nguvu ya mwangaza hupimwa kwa kutumia mchanganyiko wa sensor na kichujio kilichowekwa kiwango kulingana na mkunjo wa kiwango cha CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) cha jibu la jicho la photopic, ikihakikisha kuwa thamani zilizoripotiwa zinapatana na mtazamo wa kuona wa binadamu.

Kifaa hiki hutoa mwanga katika wigo wa nyekundu ya juu. Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λp) kwa kawaida ni 650 nanomita (nm). Urefu wa Wimbi Dominanti (λd), ambao unahusiana zaidi na rangi inayoonekana, umebainishwa kuwa 639 nm. Upana wa Nusu ya Mstari wa Spectral (Δλ) ni 20 nm, ikionyesha usafi wa spectral na safu nyembamba ya urefu wa mawimbi yanayotolewa, ambayo husababisha rangi nyekundu iliyojazwa. Uwiano wa Kulinganisha Nguvu ya Mwangaza wa 2:1 upeo umebainishwa, ikimaanisha tofauti ya mkunjufu kati ya sehemu zozote mbili chini ya hali sawa za kuendesha haitazidi uwiano huu, ikihakikisha muonekano sawa wa tarakimu iliyoundwa.

2.2 Vigezo vya Umeme

Sifa za umeme hufafanua mipaka ya uendeshaji na utendakazi wa kawaida. Voltage ya Mbele kwa kila sehemu (VF) ni kati ya 2.1V hadi 2.6V kwa mkondo wa majaribio wa 20 mA. Waundaji lazima wahakikishe mzunguko wa kuendesha unaweza kutoa voltage ya kutosha kushinda hii. Vipimo vya Upeo Kabisa vinaweka mipaka madhubuti: Mkondo wa Mbele unaoendelea kwa kila sehemu haupaswi kuzidi 25 mA, na kipengele cha kupunguza mstari cha 0.33 mA/°C juu ya 25°C. Kupunguza huku ni muhimu kwa usimamizi wa joto; joto la mazingira linapoinuka, mkondo wa juu unaoruhusiwa lazima upunguzwe ili kuzuia joto la kupita kiasi na uharibifu wa kudumu.

Mkondo wa Mbele wa Kilele wa 90 mA unaruhusiwa chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa pigo 0.1 ms), ambao unaweza kutumika kwa mipango ya kuzidisha au uimarishaji wa mkunjufu wa muda mfupi. Voltage ya Juu ya Kinyume (VR) kwa kila sehemu ni 5V; kuzidi hii kunaweza kuharibu makutano ya PN ya LED. Mkondo wa Kinyume (IR) umebainishwa kuwa upeo wa 100 µA wakati 5V inatumika kwa upendeleo wa kinyume, ikionyesha sifa ya uvujaji wa makutano.

2.3 Vigezo vya Joto na Kuaminika

Kifaa hiki kimewekwa kiwango kwa Safu ya Joto la Uendeshaji ya -35°C hadi +85°C. Safu hii pana inafanya kuwa inafaa kwa mazingira yanayopitia mabadiliko makubwa ya joto. Safu ya Joto la Hifadhi ni sawa (-35°C hadi +85°C). Uvujaji wa Nguvu kwa kila sehemu umewekwa kikomo hadi 70 mW. Kudhibiti uvujaji huu kupitia kizuizi cha mkondo kinachofaa na, ikiwa ni lazima, kupoeza joto ni muhimu kwa kuaminika kwa muda mrefu. Karatasi ya data pia inabainisha muundo wa joto la kuuza: kifaa kinaweza kustahimili 260°C kwa sekunde 3 kwenye hatua ya inchi 1/16 (takriban 1.6 mm) chini ya ndege ya kukaa, ambayo inaongoza mchakato wa kuuza kwa reflow.

3. Ufafanuzi wa Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

Karatasi ya data inaonyesha kuwa vifaa hivi vimewekwa katika makundi kulingana na Nguvu ya Mwangaza. Hii inamaanisha mchakato wa kugawa katika makundi au kuchagua baada ya uzalishaji. Ingawa maelezo maalum ya msimbo wa kikundi hayajatolewa katika dondoo hili, uainishaji wa kawaida kwa vionyeshi kama hivi unahusisha kugawa vitengo kulingana na nguvu ya mwangaza iliyopimwa kwa mkondo wa kawaida wa majaribio (mfano, 1 mA). Hii inahakikisha kuwa wateja wanapokea bidhaa zenye viwango thabiti vya mkunjufu. Waundaji wanaonunua vipengele hivi wanapaswa kuthibitisha muundo maalum wa kugawa katika makundi kutoka kwa mtengenezaji ili kuhakikisha kategoria iliyochaguliwa ya nguvu inakidhi mahitaji ya matumizi yao kwa usawa, hasa wakati vionyeshi vingi vinatumiwa kwa pamoja.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendakazi

Karatasi ya data inarejelea Miongo ya Kawaida ya Sifa za Umeme / Optiki kwenye ukurasa wa mwisho. Ingawa grafu maalum hazijaelezewa kwa kina katika maandishi yaliyotolewa, miongo kama hiyo kawaida hujumuishwa katika karatasi kamili za data na ni muhimu kwa muundo. Hizi kwa kawaida zingeonyesha:

• 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:Mkunjo huu husaidia katika kubuni mzunguko wa kizuizi cha mkondo kwa kuonyesha upinzani wa nguvu wa LED.
• Nguvu ya Mwangaza ya Jamaa dhidi ya Joto la Mazingira:Hii inaonyesha kupunguzwa kwa pato la mwanga joto linapoinuka, jambo muhimu kwa matumizi yanayofanya kazi katika hali zisizo za kawaida.
• Usambazaji wa Spectral:Njama ya nguvu ya jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, ikithibitisha kwa macho vipimo vya urefu wa wimbi la kilele na la kudhibiti na upana wa nusu ya spectral.

Wahandisi wanapaswa kutumia miongo hii ili kuboresha hali za kuendesha kwa usawa wa mkunjufu, ufanisi, na umri mrefu, badala ya kufanya kazi pekee kwa viwango vya juu kabisa.

5. Taarifa ya Mitambo na Ufungaji

Kifaa hiki kinawasilishwa na mchoro wa kina wa vipimo vya kifurushi. Vipimo vyote vinatolewa kwa milimita, na uvumilivu wa jumla wa ±0.25 mm (inchi 0.01) isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Onyesho lina urefu wa tarakimu wa inchi 0.4 (10.0 mm). Mchoro wa mitambo ungefafanua urefu wa jumla, upana, na urefu wa kifurushi, uwekaji wa sehemu na nukta ya desimali, nafasi na vipimo vya pini, na vipengele vyovyote vya ufunguo au mwelekeo. Taarifa hii ni muhimu kwa kuunda alama ya PCB, kuhakikisha kutoshea kwa usahihi ndani ya kifuniko cha bidhaa, na kupanga onyesho kwa usahihi kwenye bodi.

6. Muunganisho wa Pini na Mzunguko wa Ndani

LTS-4301JD ni kifaa cha Cathode ya Kawaida. Mchoro wa muunganisho wa pini umetolewa waziwazi:

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

Uwepo wa pini mbili za cathode ya kawaida (3 na 8) ni wa kawaida, ukifanya kazi ya kupunguza msongamano wa mkondo kwenye kifurushi na kuboresha kuaminika. Mchoro wa mzunguko wa ndani unaonyesha kuwa anode zote za sehemu (A-G na DP) zimetengwa kwa umeme kutoka kwa kila mmoja, huku cathode zao zikiunganishwa pamoja ndani kwa pini mbili za cathode ya kawaida. Usanidi huu unahitaji mzunguko wa kuendesha usambaze mkondo kwa anode maalum za sehemu na kutoa mkondo uliounganishwa kupitia muunganisho wa cathode ya kawaida.

7. Miongozo ya Kuuza na Kukusanyika

Miongozo muhimu ya kukusanyika iliyotolewa ni kikomo cha joto cha kuuza: sehemu inaweza kustahimili 260°C kwa sekunde 3 kwenye hatua ya 1.6 mm chini ya ndege ya kukaa. Hii ni kumbukumbu ya kiwango cha muundo wa reflow wa IPC. Kwa kukusanyika:

• Tumia muundo unaopendekezwa wa reflow kwa kuuza bila risasi (kama inavyoonyeshwa na joto la kilele la 260°C).
• Hakikisha muundo wa pedi ya PCB unalingana na vipimo vya kifurushi ili kuepuka kusimama kama kaburi au kupotoka.
• Epuka msongo wa mitambo kwenye pini wakati wa kushughulikia. Lensi ya plastiki haipaswi kuguswa moja kwa moja na zana zilizochafuliwa.
• Fuata tahadhari za kawaida za ESD (Utoaji wa Umeme wa Tuli) wakati wa kushughulikia na kukusanyika ili kulinda makutano ya semiconductor.
• Shikilia safu maalum ya joto la hifadhi (-35°C hadi +85°C) na hali ya unyevu kabla ya matumizi.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Onyesho hili ni bora kwa kifaa chochote kinachohitaji usomaji mmoja wa nambari unaoweza kusomeka kwa urahisi. Matumizi ya kawaida ni pamoja na: thermometers/hygrometers za dijiti, vionyeshi vya timer na kaunta, usomaji wa mita ya voltage/mkondo, paneli za udhibiti wa vifaa (mfano, oveni, microwave), vionyeshi vya msingi vya kikokotoo, na viashiria vya msimbo wa hali kwenye vifaa vya mtandao au viwandani.

8.2 Mambo ya Kuzingatia ya Muundo

• Kizuizi cha Mkondo:Daima tumia kizuizi cha mfululizo cha mkondo kwa kila anode ya sehemu. Thamani ya kizuizi huhesabiwa kama R = (Vsupply - VF) / IF, ambapo VF ni voltage ya mbele (tumia thamani ya juu kwa usalama) na IF ni mkondo unaotaka wa uendeshaji (usiozidi kiwango cha kuendelea).
• Kuzidisha:Kwa matumizi ya tarakimu nyingi kwa kutumia vionyeshi kadhaa kama hivi, mpango wa kuendesha uliozidishwa ni wa kawaida. Hii inahusisha kuwasha cathode ya kawaida ya tarakimu moja kwa wakati mmoja huku ukionyesha data ya sehemu ya tarakimu hiyo. Kipimo cha kilele cha mkondo huruhusu mikondo ya juu ya mipigo katika hali hii, lakini mzunguko wa kazi na mkondo wa wastani lazima udhibitiwe ili kubaki ndani ya mipaka ya uvujaji wa nguvu unaoendelea.
• Kiolesura cha Microcontroller:Onyesho hili linaendeshwa kwa urahisi na pini za GPIO za microcontroller, mara nyingi kupitia IC ya kuendesha au safu ya transistor kushughulikia mahitaji ya juu ya mkondo, hasa kwa cathode ya kawaida.
• Pembe ya Kuangalia:Karatasi ya data inadai pembe pana ya kuangalia. Kwa uwekaji bora, fikiria mistari kuu ya kuona ya mtumiaji wa mwisho ikilinganishwa na onyesho lililowekwa.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile LED nyekundu za GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), teknolojia ya AlInGaP katika LTS-4301JD inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwangaza, na kusababisha mkunjufu mkubwa kwa mkondo sawa wa pembejeo au mkunjufu sawa kwa nguvu ya chini. Matumizi ya msingi usio wa uwazi huboresha tofauti ikilinganishwa na vifaa kwenye msingi wa uwazi, kwani huzuia utoaji usiotakiwa kutoka kwa pande za chip. Uso wa kijivu wenye sehemu nyeupe unatoa muonekano wa kitaalamu, wenye tofauti kubwa hata wakati haujawashwa, ambao ni bora kuliko vionyeshi vyenye rangi nyeusi kabisa au vyenye uso wazi katika hali nyingi za taa za mazingira. Urefu wake wa tarakimu wa inchi 0.4 unajaza nafasi maalum kati ya vionyeshi vidogo, visivyoweza kusomeka kwa urahisi na vikubwa, vinavyohitaji nguvu zaidi.

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

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

A: Hapana. Lazima utumie kizuizi cha mkondo katika mfululizo na kila sehemu. Kwa usambazaji wa 5V na mkondo unaotaka wa 20 mA, kwa kutumia VF ya juu ya 2.6V, thamani ya kizuizi itakuwa (5V - 2.6V) / 0.020A = Ohms 120. Daima thibitisha uwezo wa pini ya microcontroller wa kutoa mkondo.

Q: Je, "cathode ya kawaida" inamaanisha nini kwa muundo wangu wa mzunguko?

A: Inamaanisha kuwa cathode zote (pande hasi) za sehemu za LED zimeunganishwa pamoja ndani ya kifurushi. Ili kuwasha sehemu, unatumia voltage chanya (kupitia kizuizi) kwa pini yake maalum ya anode na kuunganisha pini ya cathode ya kawaida kwenye ardhi (0V).

Q: Mkondo wa juu unaoendelea ni 25 mA, lakini hali ya majaribio ya VF hutumia 20 mA. Ni ipi ninapaswa kutumia?

A: 20 mA ni hali ya kawaida ya majaribio na hatua salama, ya kawaida ya uendeshaji inayotoa mkunjufu mzuri huku ikidumisha umri mrefu. Unaweza kufanya kazi hadi 25 mA ikiwa mkunjufu wa juu unahitajika, lakini lazima ushikilie kwa ukali joto la mazingira na sheria za kupunguza. Kufanya kazi kwa au karibu na kiwango cha juu kinaweza kupunguza umri wa uendeshaji.

Q: Kwa nini kuna pini mbili za cathode ya kawaida?

A: Kwa ulinganifu wa mitambo na kusambaza mkondo wa jumla wa cathode (ambao ni jumla ya mikondo kutoka kwa sehemu zote zilizowashwa) kwenye pini mbili. Hii inapunguza msongamano wa mkondo kwa kila pini, inaboresha kuaminika, na inaweza kufanya mpangilio wa PCB kuwa rahisi.

11. Kesi ya Muundo wa Vitendo na Matumizi

Kesi: Kubuni Usomaji Rahisi wa Voltmeter ya Dijiti.

Muundaji anaunda voltmeter ya DC ya 0-5V. Kigeuzi cha analogi-hadi-dijiti (ADC) chenye pato la tarakimu 3 kimeunganishwa na microcontroller. Firmware ya microcontroller hubadilisha usomaji wa dijiti kuwa nambari ya tarakimu 3 (mfano, 4.23V). Ili kuonyesha hii, vitengo vitatu vya LTS-4301JD vinatumiwa. Muundo unatumia kuzidisha kwa kugawa wakati. Microcontroller hutumia bandari kuendesha anode za sehemu (A-G, DP) kwa vionyeshi vyote vitatu kwa sambamba. Transistor tatu za NPN (au IC maalum ya kuendesha) hutumiwa kutoa mkondo kupitia cathode ya kawaida ya kila tarakimu, moja kwa wakati, katika mlolongo wa haraka (mfano, kwa 100 Hz kwa kila tarakimu). Firmware inalinganisha data ya sehemu na cathode ya tarakimu inayofanya kazi. Vizuizi vya mkondo vimewekwa kwenye kila moja ya mistari minane ya sehemu. Mkunjufu wa juu na tofauti kubwa huhakikisha usomaji uko wazi hata katika mazingira yenye taa nzuri. Nguvu ya mwangaza iliyowekwa katika makundi huhakikisha tarakimu zote tatu zinaonekana zenye mkunjufu sawa.

12. Utangulizi wa Kanuni

Onyesho la sehemu saba ni aina ya kifaa cha onyesho cha elektroniki kinachoundwa na diodi saba zinazotoa mwanga (LED) zilizopangwa kwa muundo wa mstatili wa nane. Kila LED inaitwa sehemu kwa sababu huunda sehemu ya tarakimu inapowashwa. Kwa kuwasha kwa kuchagua mchanganyiko maalum wa sehemu hizi saba, onyesho linaweza kuwakilisha tarakimu kumi za desimali (0-9) na herufi kadhaa za heksadesimali (A, b, C, d, E, F). LED ya ziada ya nukta ya desimali (DP) mara nyingi hujumuishwa. LTS-4301JD hutekeleza kanuni hii kwa kutumia nyenzo ya semiconductor ya AlInGaP. Wakati voltage ya upendeleo ya mbele inayozidi uwezo wa makutano ya diode inatumiwa kwenye anode na cathode ya sehemu, elektroni na mashimo hujumuishwa tena katika eneo lenye shughuli la semiconductor, ikitoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga) kwa urefu wa wimbi ulioamuliwa na pengo la bendi la nyenzo - katika kesi hii, takriban 650 nm (nyekundu). Msingi usio wa uwazi unachukua fotoni zilizopotoka, na kuimarisha tofauti.

13. Mienendo ya Maendeleo

Mageuzi ya vionyeshi vya sehemu saba yanafuata mienendo pana katika optoelectronics. Ingawa umbo la msingi la sehemu saba linabaki muhimu kwa usomaji wa nambari, teknolojia ya msingi inaendelea kukua. Kuna juhudi ya kila wakati kuelekea ufanisi wa juu zaidi wa mwangaza (pato zaidi la mwanga kwa watt ya pembejeo ya umeme), ambayo huboresha ufanisi wa nishati na kuruhusu uendeshaji wa nguvu ya chini au kuongezeka kwa mkunjufu. Anuwai pana za rangi na ukuzaji wa LED za kijani kibichi na bluu zenye ufanisi zaidi kulingana na nyenzo kama InGaN (Indium Gallium Nitride) zimewezesha vionyeshi vya dot-matrix vya rangi kamili, vya tarakimu nyingi kuwa ya kawaida zaidi, ingawa sehemu saba inabaki kuu kwa matumizi safi ya nambari kwa sababu ya unyenyekevu wake na ufanisi wa gharama. Ujumuishaji ni mwenendo mwingine, na elektroniki ya kuendesha, microcontroller, na wakati mwingine hata sensor zinaunganishwa kuwa moduli za "onyesho la akili". Hata hivyo, vipengele tofauti kama LTS-4301JD vinashikilia nafasi thabiti katika miundo inayohitaji kubadilika, sifa maalum za utendakazi, au ubora wa gharama kwa kiasi kikubwa.