LTS-3861JR LED Ekran Veri Sayfası - 0,3 İnç Rakam Yüksekliği - 2,6V İleri Gerilim - Süper Kırmızı Renk - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-3861JR, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, tek haneli bir 7 segmentli LED ekran modülüdür. Temel işlevi, yedi ayrı segmentinin ve isteğe bağlı bir ondalık noktanın seçici aydınlatılması yoluyla sayısal karakterleri (0-9) ve bazı sınırlı alfanümerik sembolleri görsel olarak temsil etmektir.

Çekirdek teknoloji, LED çipleri için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken malzemesini kullanır. Bu malzeme sistemi, yüksek verimli kırmızı ve kehribar renkli LED'ler üretmesiyle bilinir. Çipler, iç ışık saçılmasını ve yansımasını en aza indirerek kontrastı iyileştirmeye yardımcı olan opak olmayan bir GaAs (Galyum Arsenür) alt tabaka üzerine üretilir. Cihaz, gri ön panel ve beyaz segment rengine sahiptir; bu da aydınlatılmış kırmızı segmentlerin arka plana karşı kontrastını ve okunabilirliğini artırır.

Ekran, ışık şiddeti için kategorize edilmiştir; bu, üretim partileri için performans tutarlılığı sağlamak amacıyla birimlerin belirli parlaklık kriterlerini karşıladığından emin olmak için sınıflandırıldığı veya test edildiği anlamına gelir.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Kompakt Boyut:0,3 inç (7,62 mm) rakam yüksekliği ile alanı kısıtlı paneller ve cihazlar için uygundur.
• Optik Kalite:Boşluk veya düzensizlik olmadan pürüzsüz, profesyonel bir karakter görünümü için sürekli düzgün segmentler sunar.
• Yüksek Performans:Mükemmel görünürlük sağlayan yüksek parlaklık ve yüksek kontrast sunar.
• Geniş Görüş Açısı:Geniş bir bakış açısı yelpazesinden net okunabilirlik sağlar.
• Düşük Güç Tüketimi:Düşük güç gereksinimleriyle tasarlanmıştır, bu da enerji verimliliği sağlar.
• Güvenilirlik:Hareketli parçası olmayan katı hal güvenilirliğinden faydalanır, bu da uzun çalışma ömrüne yol açar.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırların dışında çalıştırılması önerilmez.

• Segment Başına Güç Dağılımı:Maksimum 70 mW. Bu, tek bir LED segmenti tarafından güvenli bir şekilde ısı olarak dağıtılabilecek maksimum güçtür.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:Maksimum 90 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0,1ms darbe genişliği) izin verilir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de maksimum 25 mA. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça bu akım, 0,33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşürülmelidir.
• Segment Başına Ters Gerilim:Maksimum 5 V. Bunun aşılması LED'in PN eklemini bozabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Maksimum 260°C, bileşenin oturma düzleminin 1,6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde en fazla 3 saniye.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülür ve tipik çalışma performansını tanımlar.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):1 mA ileri akımda (I_F) 200 μcd (min) ila 600 μcd (max) aralığındadır. Bu, insan gözü tarafından algılanan parlaklığın ölçüsüdür.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p):I_F=20mA'da tipik olarak 639 nm. Bu, optik çıkış gücünün en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):I_F=20mA'da tipik olarak 20 nm. Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir renk anlamına gelir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F=20mA'da tipik olarak 631 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan, rengi (süper kırmızı) tanımlayan tek dalga boyudur.
• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):I_F=20mA'da 2,0 V (min) ila 2,6 V (max) aralığındadır. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşümüdür.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):5V ters gerilimde (V_R) maksimum 100 μA. Bu, LED ters kutuplandığında oluşan küçük sızıntı akımıdır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):I_F=1mA'da maksimum 2:1. Bu, tek bir cihaz içindeki farklı segmentler arasındaki izin verilen maksimum parlaklık değişimini belirtir, böylece düzgün bir görünüm sağlanır.

Not: Işık şiddeti ölçümü, CIE (Uluslararası Aydınlatma Komisyonu) göz tepki eğrisi standardını takip eder.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

LTS-3861JR, öncelikleIşık Şiddetiiçin bir kategorizasyon sistemi kullanır. Bu, üretim sırasında cihazların, standart bir test akımında (genellikle 1mA veya 20mA) ölçülen parlaklıklarına göre farklı gruplara veya kategorilere ayrıldığı anlamına gelir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip parçaları seçmesine olanak tanır, böylece çok haneli bir ekranda birden fazla rakam arasında fark edilebilir ekran yoğunluğu değişimleri önlenir. Veri sayfası bir aralık (200-600 μcd) belirtir ve ürünlerin bu aralık içinde belirtilen alt aralıklarda olması garanti edilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım için çok önemli olan tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunur. Sağlanan metinde gösterilmese de, böyle bir cihaz için standart eğriler şunları içerir:

• İleri Akım - İleri Gerilim (I_F-V_FEğrisi):Üstel ilişkiyi gösterir. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için gereklidir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (I_V-I_FEğrisi):Parlaklığın akımla nasıl arttığını gösterir; genellikle verim düşmeden önce çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı (I_V-T_aEğrisi):Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışındaki azalmayı gösterir; bu da termal yönetimin ve akım düşürme ihtiyacının önemini vurgular.
• Spektral Dağılım:639 nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş, 20 nm yarı genişlikle tanımlanan bir genişliğe sahip, dalga boyları boyunca göreceli optik gücü gösteren bir grafiktir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Fiziksel Boyutlar

Cihazın tanımlanmış bir paket şekli vardır. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar, standart ±0,25 mm toleranslarla milimetre (mm) cinsinden verilmiştir. Anahtar boyutlar, paketin toplam yüksekliği, genişliği ve derinliği, rakam penceresi boyutu ve segmentler arasındaki boşlukları içerir.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Dahili Devre

LTS-3861JR birortak anotcihazıdır. Bu, tüm LED segmentlerinin (A-G ve DP) anotlarının dahili olarak bağlandığı ve ortak pinlere (Pin 1 ve Pin 6) çıkarıldığı anlamına gelir. Her segmentin katodu ayrı bir pine çıkarılır. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili katot pininin düşük mantık seviyesine (toprak) çekilmesi, ortak anot pininin ise pozitif bir gerilimde (bir akım sınırlama direnci üzerinden) tutulması gerekir.

Pin Bağlantı Tablosu:

1: Ortak Anot

2: Katot F

3: Katot G

4: Katot E

5: Katot D

6: Ortak Anot

7: Katot D.P. (Ondalık Nokta)

8: Katot C

9: Katot B

10: Katot A

Dahili devre şeması, 7 segmentin (A, B, C, D, E, F, G) ve ondalık noktanın (DP) iki ortak anot düğümüyle elektriksel bağlantısını gösterir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Lehimleme özelliklerine uyulması, hasarı önlemek için kritik öneme sahiptir.

• Reflö Lehimleme:İzin verilen maksimum lehim sıcaklığı 260°C'dir. Bileşen bu tepe sıcaklığına en fazla 3 saniye maruz bırakılmalıdır. Sıcaklık, bileşen gövdesinin 1,6mm altındaki bir noktada (PCB üzerindeki oturma düzlemi) ölçülür.
• El Lehimlemesi:El lehimlemesi gerekliyse, sıcaklık kontrollü bir havya kullanılmalı ve LED çipine aşırı ısı transferini önlemek için her pinle temas süresi en aza indirilmelidir.
• Depolama Koşulları:Cihazlar, nem emilimini önlemek için -35°C ila +85°C belirtilen depolama sıcaklığı aralığında kuru bir ortamda saklanmalıdır; aksi takdirde reflö sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Test ve Ölçüm Ekipmanları:Dijital multimetreler, osiloskoplar, güç kaynakları.
• Tüketici Elektroniği:Ses yükselticileri, saatli radyolar, mutfak aletleri.
• Endüstriyel Kontroller:Panel ölçerler, proses göstergeleri, zamanlayıcı ekranları.
• Otomotiv Yan Sanayi:Göstergeler ve ekran modülleri (genişletilmiş sıcaklık gereksinimlerini göz önünde bulundurun).

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Segmentlerden geçen akımı sınırlamak için her ortak anot bağlantısına bir seri direnç zorunludur. Direnç değeri (R) şu formül kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Güvenli bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_Fdeğerini kullanın.
• Çoklama (Multiplexing):Çok haneli ekranlar için, rakamların hızlı bir şekilde tek seferde aydınlatıldığı bir çoklama tekniği kullanılır. Segment başına tepe akımı, azalan görev döngüsünü telafi etmek ve daha yüksek algılanan parlaklık elde etmek için daha yüksek olabilir (90mA darbe değerine kadar).
• Sürücü Devreleri:Özel LED sürücü entegreleri veya yeterli akım çekme/kaynaklama kapasitesine sahip mikrodenetleyici GPIO pinleri kullanın. Ortak anot için sürücü akımı çekmelidir (toprağa bağlamalıdır).
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır, ancak kullanıcıya göre nihai montaj yönünü göz önünde bulundurun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-3861JR, kendisini öncelikle eski GaAsP veya standart GaP LED'lere kıyaslaAlInGaPteknolojisini kullanmasıyla farklılaştırır. Temel avantajlar şunlardır:

• Daha Yüksek Verimlilik ve Parlaklık:AlInGaP LED'ler, aynı sürücü akımı için önemli ölçüde daha yüksek ışık şiddeti sağlar.
• Daha İyi Renk Doygunluğu:"Süper kırmızı" renk, standart kırmızı LED'lere kıyasla daha canlı ve safdır.
• Gelişmiş Sıcaklık Kararlılığı:AlInGaP, bazı eski teknolojilere kıyasla genellikle sıcaklık değişimlerinde dalga boyu ve şiddet açısından daha az değişim gösterir.
• 0,3 inç rakam yüksekliği, okunabilirlik ve kart alanı arasında bir denge sunar; daha küçük 0,2 inç ve daha büyük 0,5 inç veya 0,56 inç ekranlar arasında bir yer tutar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: "Tepe dalga boyu" ile "baskın dalga boyu" arasındaki fark nedir?

C1: Tepe dalga boyu, optik güç çıkışının fiziksel olarak en yüksek olduğu yerdir. Baskın dalga boyu, insan gözünde aynı renk algısını üretecek olan tek dalga boyudur. LED'ler için, yayılım spektrumunun şekli nedeniyle genellikle yakın ama aynı değildirler.

S2: Bu ekranı doğrudan 5V'luk bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

C2: Hayır. Bir akım sınırlama direnci kullanmalısınız. Doğrudan bağlamak, büyük olasılıkla maksimum sürekli akımı (25mA) aşar ve LED'i tahrip eder. Direnç değerini, besleme geriliminize (örn. 5V), LED ileri gerilimine (~2,6V maks.) ve istediğiniz çalışma akımınıza (örn. 10-20mA) göre hesaplayın.

S3: Neden iki ortak anot pini (Pin 1 ve Pin 6) var?

C3: Bu, mekanik ve elektriksel simetri için yaygın bir tasarımdır. Akımın daha eşit dağılmasına yardımcı olur ve PCB yönlendirmesinde esneklik sağlar. Dahili olarak bağlıdırlar. İkisinden birini kullanabilir veya her ikisini de pozitif beslemenize bağlayabilirsiniz.

S4: Termal tasarım için güç dağılımını nasıl hesaplarım?

C4: Tek bir segment için: P_d= V_F* I_F. Örneğin, I_F=20mA ve V_F=2,5V'de, P_d= 50mW'dir; bu, 70mW maksimum değerin altındadır. Birden fazla segmentin açık olduğu çoklanmış bir ekranda, en kötü senaryo için (örn. tüm 7 segmentin yandığı "8" rakamı) hesaplayın.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: 4 Haneli Voltmetre Ekranı Tasarımı.

Bir tasarımcı, kompakt bir voltmetre modülü oluşturuyor. Dört adet LTS-3861JR ekran seçiyor. Mikrodenetleyicideki I/O pinlerinden tasarruf etmek için, ekranları çoklanmış bir konfigürasyonda bağlar: tüm karşılık gelen segment katotları (A, B, C,...) dört rakam boyunca birbirine bağlanır. Her rakamın ortak anotu ayrı bir transistör anahtarıyla kontrol edilir. Mikrodenetleyici, bir rakamın anotunu açarken o rakam için segment desenini çıkararak döngüsel olarak ilerler. 1/4 görev döngüsüyle parlaklığı korumak için, aktif zamanındaki segment akımı artırılır ancak darbe akım değeri içinde tutulur. Akım sınırlama dirençleri ortak anot hatlarına (transistörlerden önce) yerleştirilir. AlInGaP teknolojisi, ekranın orta derecede parlak ortam ışığında bile net bir şekilde okunabilir kalmasını sağlar.

11. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bir LED (Işık Yayan Diyot), bir yarı iletken diyottur. İleri kutuplandığında, n-tipi bölgeden gelen elektronlar, aktif katmanda p-tipi bölgeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) şeklinde açığa çıkarır. Işığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlInGaP, Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfor oranları ayarlanarak kırmızı, turuncu ve kehribar spektrumunda ışık üretmek için ayarlanabilen bir bileşik yarı iletkendir. "Süper kırmızı" tanımı, belirli, yüksek saflıkta bir kırmızı renk noktasını belirtir. Opak olmayan GaAs alt tabaka, saçılan ışığı emerek, çip içinden geri yansımasını ve segmentlerin karanlık (kapalı) durumunu bozmasını önleyerek kontrastı iyileştirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Evrim

LTS-3861JR gibi ayrık 7 segmentli ekranlar belirli uygulamalar için geçerliliğini korurken, ekran teknolojisindeki daha geniş trendler şunları içerir:

• Entegrasyon:Entegre sürücü entegreli çok haneli modüllere doğru hareket, mikrodenetleyiciler için arayüzü basitleştirir (örn. SPI veya I2C iletişimi).
• Malzeme Gelişmeleri:GaN (mavi/yeşil/beyaz için) gibi malzemeler ve AlInGaP ile InGaN'de (kırmızı için) devam eden araştırmalar, verimliliği (vat başına lümen) ve güvenilirliği daha da yükseltmeye devam etmektedir.
• Alternatif Teknolojiler:Birçok tüketici uygulamasında, nokta matris OLED veya LCD ekranlar, grafik ve metin görüntüleme esnekliği nedeniyle segmentli LED'lerin yerini almaktadır. Ancak, segmentli LED'ler, yalnızca sayısal görüntüleme için çok yüksek parlaklık, geniş görüş açıları, aşırı basitlik ve düşük maliyet gerektiren uygulamalarda güçlü avantajlarını korumaktadır.
• Küçültme:Daha küçük piksel aralığı ve daha yüksek yoğunluk için sürekli bir çaba vardır, ancak 0,3 inç boyut, okunabilirlik gereksinimleri nedeniyle birçok enstrüman paneli için standart olmaya devam etmektedir.