LTC-2723JF 7-Segment LED Display Teknik Veri Sayfası - 0.28 inç Rakam Yüksekliği - Sarı Turuncu Renk - 2.6V İleri Voltaj - İngilizce Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

LTC-2723JF, yüksek performanslı, dört haneli, yedi segmentli alfanümerik bir gösterge modülüdür. Temel işlevi, çok çeşitli elektronik ekipmanlarda net ve parlak sayısal ve sınırlı alfanümerik okumalar sağlamaktır. Çekirdek uygulaması, test ve ölçüm cihazları, endüstriyel kontrol panelleri, satış noktası terminalleri ve tüketici elektroniği gibi, kompakt, çok haneli, mükemmel görünürlüğe sahip sayısal bir ekran gerektiren cihazlardır.

Cihazın temel konumlandırması, boyut, parlaklık ve güç verimliliği dengesinde yatar. 0,28 inç (7 mm) hane yüksekliği ile aşırı panel alanı kaplamadan okunabilir bir ekran sunar. AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) LED teknolojisinin kullanılması, standart GaAsP LED'ler gibi eski teknolojilere kıyasla üstün ışık verimliliği ve belirgin, doygun sarı-turuncu bir renk sağlayan önemli bir avantajdır. Bu, yüksek parlaklık, mükemmel kontrast ve geniş bir görüş açısı gibi temel faydaları beraberinde getirerek, aydınlık ortamlarda veya eğik açılardan bile okunabilirliği garanti eder.

Hedef pazar, güvenilir ve kolay arayüze sahip bir ekran çözümüne ihtiyaç duyan gömülü sistemler, ölçüm cihazları ve endüstriyel donanım tasarımcıları ve mühendislerini kapsamaktadır. Çoklanmış ortak katot tasarımı, sürücü devresini basitleştirerek gereken mikrodenetleyici G/Ç pinleri ve harici bileşen sayısını azaltır; bu da maliyet duyarlı ve alan kısıtlı uygulamalar için kritik bir avantaj sağlar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

Optik performans, 25\u00b0C ortam sıcaklığında (T_A) tanımlanmıştır. Ana metrik, segment başına 1 mA ileri akım (I_V) ile sürüldüğünde tipik değeri 600 \u00b5cd (mikrokandela) olan Ortalama Işık Şiddeti'dir (I_F). Şartname, minimum 200 \u00b5cd'den bir maksimuma kadar bir aralık sağlayarak temel bir parlaklık seviyesi garanti eder. Bu şiddet, insan gözünün spektral hassasiyetine yaklaşan CIE fotopik parlaklık fonksiyonuna kalibre edilmiş bir sensör ve filtre kullanılarak ölçülür.

Renk özellikleri dalga boyu parametreleri ile tanımlanır. Tepe Salım Dalga Boyu (λ_p) tipik olarak 611 nm'dir ve bu, görünür spektrumun sarı-turuncu bölgesine düşer. Renk algısıyla daha ilişkili bir ölçüt olan Baskın Dalga Boyu (λ_d) ise tipik olarak 605 nm'dir. 17 nm'lik Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ), nispeten dar bir salım bandına işaret eder ve bu da sarı-turuncu rengin saflığına ve doygunluğuna katkıda bulunur. Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m) 2:1 maksimum olarak belirtilmiştir, yani segmentler arasındaki parlaklık farkı iki katı aşmamalıdır, bu da ekran genelinde düzgün bir görünüm sağlar.

2.2 Elektriksel ve Termal Parametreler

Elektriksel özellikler devre tasarımı için çok önemlidir. Segment Başına İleri Gerilim (V_F) tipik olarak 20 mA standart test akımında 2.6V'dur. Minimum değer 2.05V olarak listelenmiştir. Bu parametre, akım sınırlama direnci değerlerinin ve güç kaynağı gereksinimlerinin hesaplanması için esastır. Segment Başına Ters Akım (I_R) 5V Ters Gerilim (V) altında maksimum 100 µA'dır._R), cihazın kapalı durumdaki sızıntı özelliklerini gösterir.

Mutlak Maksimum Değerler çalışma sınırlarını tanımlar. Segment Başına Sürekli İleri Akım 25 mA olarak derecelendirilmiştir, ancak bu değer 25°C üzerinde 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşürülmelidir. Darbe çalışması için, belirli koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliği) 60 mA'lik bir Tepe İleri Akımına izin verilir. Segment Başına maksimum Güç Harcaması 70 mW'dır. Cihaz, -35°C ila +85°C arasında bir Çalışma ve Depolama Sıcaklığı Aralığı için derecelendirilmiştir; bu da onu endüstriyel ve genişletilmiş çevresel uygulamalar için uygun kılar. Lehim sıcaklığı derecelendirmesi, cihazın oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) altında 3 saniye boyunca 260°C'ye dayanabileceğini belirtir; bu, PCB montaj süreçleri için kritik bir bilgidir.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Kategorize Edilmiştir" olduğunu açıkça belirtir. Bu, ünitelerin standart bir test koşulunda (muhtemelen I_F=1mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre sıralandığı bir üretim sınıflandırma sürecine işaret eder. Bu alıntıda belirli sınıf kodları ayrıntılandırılmamış olsa da, böyle bir sistem alıcıların garanti edilen minimum parlaklık seviyelerine sahip parçaları seçmesine olanak tanır, bu da özellikle birden fazla ekran yan yana kullanıldığında nihai ürünlerin görsel görünümünde tutarlılığı sağlar. Bu kategorizasyon, önemli bir kalite kontrol ve farklılaştırma özelliğidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri" için bir bölüm içerir. Sağlanan metinde belirli eğriler gösterilmemiş olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler genellikle şunları içerir:

• İleri Akım - İleri Voltaj (I_F-V_F Eğrisi): Bu doğrusal olmayan ilişki, voltajın akımla birlikte nasıl arttığını gösterir. LED'in güvenli ve verimli bölgesinde çalışmasını sağlamak için sürücü devresini tasarlamak açısından hayati önem taşır.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (I_V-I_F Eğrisi): Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımına bağlılığını göstermektedir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır, ancak daha yüksek akımlarda doyuma ulaşacaktır. Bu, ekranı optimum parlaklık, güç tüketimi ve ömür için sürmeye yönelik kararları bilgilendirir.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi: Bu eğri, LED'in bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını göstermektedir. Bu güç azaltımını anlamak, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalar için kritik öneme sahiptir.
• Spektral Dağılım: 611 nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan ışığın göreceli yoğunluğunu gösteren ve renk saflığını örnekleyen bir grafik.

Mekanik ve Paket Bilgisi

Cihaz standart bir LED ekran paketinde gelir. "Paket Boyutları" bölümü mekanik dış hat çizimini sağlar, ancak metin alıntısında spesifik milimetre boyutları listelenmemiştir. Not, aksi belirtilmedikçe tüm boyutların milimetre cinsinden ve \u00b10.25 mm toleranslarla olduğunu belirtir. Bu çizim, PCB ayak izi tasarımı için, ön paneldeki kesimin doğru boyutlandırılmasını ve pinlerin PCB pedleriyle hizalanmasını sağlamak açısından esastır.

Paket, aydınlatılmayan alanlardan (yüzey) yansımaları azaltarak kontrastı artıran ve aydınlatılan segmentler için temiz, dağıtıcı bir yüzey sağlayan "gri yüzey ve beyaz segment" görünümüne sahiptir. Sağ taraftaki ondalık nokta pakete entegre edilmiştir. Polarite, pin bağlantısı ve ortak katot mimarisi ile net bir şekilde tanımlanmıştır.

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Kategorize Edilmiş" olduğunu açıkça belirtir. Bu, birimlerin standart bir test koşulunda (muhtemelen IF=1mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre sıralandığı bir üretim gruplandırma sürecine işaret eder. Bu alıntıda belirli grup kodları ayrıntılı olarak verilmemiş olsa da, böyle bir sistem alıcıların garanti edilen minimum parlaklık seviyelerine sahip parçaları seçmesine olanak tanıyarak, özellikle birden fazla ekran yan yana kullanıldığında nihai ürünlerin görsel görünümünde tutarlılığı sağlar. Bu kategorizasyon, kilit bir kalite kontrol ve farklılaştırma özelliğidir.

LTC-2723JF, bir çoklu ortak katot konfigürasyon. Bu kritik bir tasarım unsurudur. İç devre şeması (referans verilmiş ancak gösterilmemiş), dört hanenin her birinin katot bağlantısını paylaştığını ortaya koyacaktır. Tüm hanelerdeki karşılık gelen segmentlerin (A, B, C, D, E, F, G, DP) anotları dahili olarak birbirine bağlanmıştır.

Detaylı pin bağlantısı şu şekildedir: Pin 1, Hanenin Ortak Katodu; Pin 8, Hanenin Ortak Katodu; Pin 11, Hanenin Ortak Katodu; ve Pin 14, Hanenin Ortak Katodu. Pin 12, alt-sol, alt-orta ve alt-sağ kolon segmentleri (L1, L2, L3) için özel bir Ortak Katottur ve muhtemelen zaman ayırımı için kullanılır (örn. 12:34). Segment anotları diğer pinlere dağıtılmıştır (örn. Anot A ve L1 için Pin 13, Anot B ve L2 için Pin 15, Anot C ve L3 için Pin 2, DP için Pin 3, vb.). Pin 4, 9 ve 10 "Bağlantı Yok" veya "Pin Yok" olarak işaretlenmiştir. Çoklama şemasının doğru çalışması için bu pin düzeni kesinlikle takip edilmelidir.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Sağlanan birincil montaj kılavuzu, lehimleme sıcaklığı spesifikasyonudur: cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (1,6 mm) altındaki bir noktada 260°C'ye 3 saniye dayanabilir. Bu, dalga lehimleme veya yeniden akış lehimleme işlemleri için standart bir derecelendirmedir. Tasarımcılar, PCB montaj profillerinin bu termal stresi aşmadığından emin olmalıdır. Manuel lehimleme için, pim başına minimum temas süresi ile sıcaklık kontrollü bir havya kullanılmalıdır.

LED'ler için genel kullanım önlemleri geçerlidir: epoksi lens üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının, kullanım sırasında elektrostatik deşarja (ESD) karşı koruyun ve mühürlü ambalaj açıldıktan sonra hemen kullanılmayacaksa uygun antistatik, nem kontrollü ortamlarda saklayın.

8. Uygulama Tasarımı Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın uygulama bir mikrodenetleyici tarafından sürülür. Çoklanmış ortak katot tasarımı nedeniyle, mikrodenetleyici bir tarama tekniği kullanmalıdır. Ortak anot hatları (segmentler A-G, DP) üzerinde tek bir basamak için deseni belirler ve ardından o basamağa karşılık gelen ortak katot pinini aktifleştirir (akımı toprağa çeker). Kısa bir süre sonra (örn. 1-5 ms), bir sonraki basamağa geçer ve tüm dört basamağı hızla döngüsel olarak tarar. İnsan gözü, görüntünün sürekliliği nedeniyle bunu sürekli yanan bir ekran olarak algılar. Bu yöntem, gerekli G/Ç pin sayısını (7 segment + 1 DP) * 4 basamak = 32 pin'den, 7 segment pini + 4 basamak pini + 3 iki nokta üst üste pini = 14 pin'e düşürerek önemli bir tasarruf sağlar.

Harici bileşenler tipik olarak her segment anot hattı ile seri bağlı akım sınırlama dirençlerini içerir. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_kaynağı - V_F) / I_F5V besleme için, tipik bir V_F 2.6V ve istenen bir I_F 10 mA için direnç (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ohm olacaktır. Gösterge çoklanmış olduğundan, her bir hanenin aktif olduğu süredeki anlık akım, aynı ortalama parlaklığı elde etmek için daha yüksek olabilir; örneğin, %25 görev döngüsünde 40 mA tepe değerinde sürülmesi 10 mA ortalama değer sağlar.

8.2 Tasarım Notları ve En İyi Uygulamalar

• Sürücü Seçimi: Mikrodenetleyicinin veya özel sürücü entegresinin, ortak katot pinleri için (bir hanedeki tüm yanan segmentlerin akımlarının toplamı kadar) yeterli akımı çekebildiğinden emin olun.
• Yenileme Hızı: Görünür titremeyi önlemek için toplam tazeleme hızını 60 Hz'nin üzerinde tutun. 4 haneli bir yapıda, her hanenin tarama süresi yaklaşık 4 ms'den az olmalıdır.
• Parlaklık Kontrolü: Parlaklık, çoğullamanın görev döngüsü veya tepe sürüş akımı (mutlak sınırlar dahilinde) yazılımda ayarlanarak kolayca kontrol edilebilir.
• Güç Sıralaması: Hiçbir katot aktif değilken segment anotlarına sinyal uygulamaktan kaçının, çünkü bu tanımsız durumlara ve potansiyel latch-up'a neden olabilir.
• Görüş Açısı: Ekranı, kullanıcının beklenen birincil görüş hattına dik olarak monte ederek geniş görüş açısından yararlanın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar

Eski kırmızı GaAsP LED ekranlarla karşılaştırıldığında, LTC-2723JF'deki AlInGaP teknolojisi önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar. Bu, aynı elektrik giriş akımı için daha fazla ışık (daha yüksek kandela çıkışı) ürettiği anlamına gelir; bu da belirli bir parlaklık için daha düşük güç tüketimi veya daha yüksek maksimum parlaklık sağlar. Sarı-turuncu renk (605-611 nm), standart kırmızıya göre genellikle öznel olarak daha parlak ve daha dikkat çekici olarak algılanır ve ortamda kırmızı ışık bulunan ortamlarda daha iyi performans sunabilir.

Daha büyük rakam göstergeleriyle karşılaştırıldığında, 0,28 inç boyutu, taşınabilir veya yoğun yerleştirilmiş cihazlar için ideal olan kompakt bir alan sunar. Sıvı kristal ekranlarla (LCD) karşılaştırıldığında, bu LED ekran üstün parlaklık, daha geniş görüş açıları ve daha hızlı tepki süreleri sunar ve bir arka ışığa ihtiyaç duymaz, bu da tasarımı basitleştirir. Ana dezavantajı, özellikle birden fazla segment aydınlatıldığında, bir LCD'den daha yüksek güç tüketimidir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Doğru akım sınırlama direnci değerini nasıl hesaplarım?
C: R = (V formülünü kullanın_CC - V_F) / I_F. Başlangıç hesaplaması için veri sayfasındaki tipik V_F değerini (2.6V) kullanın. İstenen parlaklığa göre, segment başına 25 mA sürekli maksimum değerin altında kalacak şekilde bir I_F seçin. Hatırlayın, bu değer her segment içindir. Çoklama tasarımında, aynı ortalama parlaklığı elde etmek için anlık I_F daha yüksek olacaktır.

S: Bu ekranı sabit (çoklamasız) bir akımla sürebilir miyim?
C: Teknik olarak evet, her basamağın katodunu bağımsız olarak toprağa bağlayıp segmentleri doğrudan sürerek. Ancak bu, çok daha fazla G/Ç pini (32+) gerektirir ve mikrodenetleyici kaynakları ile güç tüketimi açısından oldukça verimsizdir. Çoklamalı tasarım, amaçlanan ve optimal kullanım senaryosudur.

S: "Luminous Intensity Matching Ratio"nun amacı nedir?
A: Bu 2:1 oranı görsel bütünlüğü sağlar. Aynı koşullar altında sürüldüğünde, bir cihaz içindeki hiçbir segmentin diğer herhangi bir segmentten iki kat daha parlak olmamasını garanti eder. Bu, bazı rakam veya segmentlerin belirgin şekilde daha sönük veya daha parlak görünmesini, dolayısıyla görsel olarak dikkat dağıtıcı olmasını önler.

Q: Bir soğutucu gerekiyor mu?
A: Belirtilen akım ve sıcaklık limitleri dahilinde normal çalışma için bir soğutucu gerekli değildir. Segment başına maksimum 70 mW güç dağılımı, tipik koşullar altında cihazın paketi ve PCB izleri tarafından kolaylıkla yönetilir. Maksimum derecelendirmeye yakın yüksek ortam sıcaklıklarında çalıştırıyorsanız yeterli havalandırmayı sağlayın.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Dijital Multimetre Okuma Tasarımı. LTC-2723JF, 4 haneli bir multimetre ekranı için mükemmel bir seçimdir. Tasarım, voltaj, akım veya direnci ölçen bir analog-dijital dönüştürücüye (ADC) sahip bir mikrodenetleyici içerir. Mikrodenetleyici okumayı işler ve dört hane için uygun 7-segment kodlarına dönüştürür; aralığa bağlı olarak ondalık nokta konumunu yönetir.

Firmware, çoklama taramasını yönetmek için bir zamanlayıcı kesmesi uygular. Dört mikrodenetleyici pini, dört hane katoduna (Pin 1, 14, 11, 8) bağlı açık drenaj veya güçlü çekme çıkışları olarak yapılandırılır. Diğer yedi pin, segment anotlarına (A, B, C, D, E, F, G) 180 ohm'luk akım sınırlama dirençleri üzerinden bağlanan itme-çekme çıkışları olarak yapılandırılır. DP anodu (Pin 3), gerekirse sekizinci bir pine bağlanır.

Her 2,5 ms'de (toplam 100 Hz yenileme hızı için), zamanlayıcı kesmesi tetiklenir. Donanım yazılımı tüm hane katotlarını kapatır, segment anot çıkışlarını sıradaki bir sonraki hanenin desenini gösterecek şekilde günceller ve ardından yalnızca o hanenin katot pinini aktifleştirir. Bu işlem sürekli olarak tekrarlanır. Sarı-turuncu renk, gri kadran üzerinde yüksek kontrast sağlayarak, bir el tipi ölçüm cihazında karşılaşılan çeşitli aydınlatma koşullarında okunabilirliği garanti eder.

12. Çalışma Prensibi

Temel prensip, bir yarı iletken P-N ekleminde elektrolüminesanstır. AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) malzemesi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkendir. İleri öngerilim uygulandığında (anot katoda göre pozitif voltajda), N-tipi bölgedeki elektronlar ve P-tipi bölgedeki oyuklar aktif bölgeye enjekte olur. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton (ışık) formunda salarlar. AlInGaP alaşımının özgün bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tayin eder—bu durumda sarı-turuncu (~605-611 nm). Gri kadran ve beyaz segment malzemesi, küçük LED çiplerinden gelen ışığı tanınabilir segmentlere yönlendiren ve şekillendiren bir dağıtıcı ve kontrast artırıcı görevi görür.

13. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

AlInGaP LED teknolojisi, kırmızı, turuncu ve sarı renkler için GaAsP (Galyum Arsenür Fosfür) gibi eski LED malzemelerine kıyasla önemli bir ilerlemeyi temsil eder. Çok daha üstün bir iç kuantum verimliliği ve sıcaklık kararlılığı sunar, bu da daha fazla elektrik enerjisinin ışığa dönüştürüldüğü ve parlaklığın geniş bir sıcaklık aralığında daha iyi korunduğu anlamına gelir. Bu teknoloji, yüksek güçlü beyaz LED'lerin yaygın olarak benimsenmesinden çok önce, açık hava ve otomotiv uygulamalarına uygun yüksek parlaklıklı, yüksek verimli LED'lerin geliştirilmesini mümkün kılmıştır.

Modern ekranlar genellikle tam grafikler için nokta matrisli OLED veya TFT LCD'ler kullanırken, yedi segmentli LED ekran, aşırı basitliği, sağlamlığı, düşük maliyeti ve saf sayısal okumalar için mükemmel uygunluğu nedeniyle oldukça geçerliliğini korumaktadır. Gelişim eğilimi, verimliliği (vat başına lümen) artırmaya, kontrast oranlarını (daha koyu yüzeyler, daha parlak segmentler) iyileştirmeye ve AlInGaP ve InGaN (mavi/yeşil/beyaz için) malzeme sistemleri içinde daha geniş bir paket boyutu ve renk çeşitliliği sunmaya odaklanmaktadır. LTC-2723JF gibi cihazlarda kullanılan çoklama tekniği, sınırlı sayıda kontrol hattıyla birden fazla görüntü elemanını kontrol etme sorununa klasik ve kalıcı bir çözümdür.