LTP-3862JR LED Ekran Veri Sayfası - 0,3 İnç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Süper Kırmızı - 2,6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTP-3862JR, net karakter gösterimi gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, yüksek performanslı, çift haneli bir alfanümerik ekran modülüdür. Temel işlevi, standart 7 segmentli ekranlardan daha fazla esneklik sunan, her hane için 17 segmentli bir konfigürasyon kullanarak alfanümerik karakterleri (harf ve rakamları) göstermektir. Cihaz, GaAs substratı üzerinde epitaksiyel olarak büyütülen gelişmiş AS-AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) KIRMIZI SÜPER LED çiplerini kullanır. Bu teknoloji, yüksek verimliliği ve mükemmel ışık yayma özellikleri ile bilinir. Görsel tasarım, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği önemli ölçüde artıran beyaz segmentli siyah bir yüzeye sahiptir. Ekran, ışık şiddeti açısından kategorize edilmiştir, bu da üretim partileri arasında parlaklık tutarlılığını sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu ekranın temel avantajları, tasarımı ve yarı iletken teknolojisinden kaynaklanmaktadır. Sürekli ve düzgün segmentler, görünür boşluk veya kesintiler olmadan pürüzsüz ve çekici bir karakter görünümü oluşturur. Düşük güç gereksinimleriyle çalışır, bu da pil ile çalışan veya enerji tasarruflu cihazlar için uygun hale getirir. Yüksek parlaklık ve yüksek kontrast kombinasyonu, parlak aydınlatılmış ortamlarda bile okunabilirliği garanti eder. Geniş görüş açısı, ekran yüzeyine göre çeşitli konumlardan görüntülenen bilginin okunmasına olanak tanır. LED teknolojisinin katı hal güvenilirliği, vakum floresan veya akkor gibi diğer ekran türlerine kıyasla uzun çalışma ömrü ve şok ve titreşime karşı dayanıklılık sunar.

Bu ürün genellikle kompakt, güvenilir ve net alfanümerik okumaların gerekli olduğu pazarlara ve uygulamalara yöneliktir. Yaygın uygulamalar arasında endüstriyel enstrümantasyon panelleri, test ve ölçüm ekipmanları, tıbbi cihazlar, satış noktası terminalleri, otomotiv gösterge paneli ekranları (yardımcı bilgiler için) ve durum veya sayısal verilerin sunulması gereken çeşitli tüketici elektroniği ürünleri bulunur.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel teknik parametrelerin detaylı ve nesnel bir analizini sunar.

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Optik performans, ekranın işlevselliğinin merkezindedir.Segment Başına Ortalama Işık Şiddeti, 1mA ileri akım (I_F) ile sürüldüğünde minimum 200 µcd, tipik değer 600 µcd olarak belirtilmiş olup maksimum değer listelenmemiştir. Bu parametre, her bir segmentin algılanan parlaklığını tanımlar.Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir. Bu, ekran düzgünlüğü için kritik bir parametredir; aynı koşullar altında en sönük segmentin parlaklığının, en parlak segmentin parlaklığının yarısından az olmayacağı anlamına gelir, bu da bir karakterin tüm segmentleri arasında tutarlı bir görünüm sağlar.

Renk karakteristikleri, I_F=20mA'da ölçülen dalga boyu parametreleri ile tanımlanır.Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p) 639 nm'dir, bu görünür spektrumun kırmızı bölgesindedir.Baskın Dalga Boyu (λ_d) 631 nm'dir. Tepe ve baskın dalga boyu arasındaki fark, emisyon spektrumunun şekli ile ilgilidir.Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ) 20 nm'dir, bu da spektral saflığı veya yayılan ışığın dalga boylarının tepe noktası etrafındaki yayılımını gösterir.

2.2 Elektriksel Parametreler

Elektriksel özellikler, cihazın çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar.Segment Başına İleri Gerilim (V_F), 20mA test akımında 2,0V ile 2,6V arasında değişir. Tasarımcılar, sürücü devrenin bunu aşmak için yeterli gerilimi sağlayabildiğinden emin olmalıdır, genellikle bir akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü kullanılır.Segment Başına Ters Akım (I_R), 5V ters gerilimde (V_R) maksimum 100 µA'dır, bu da LED ters öngerilimli olduğunda sızıntı seviyesini gösterir.

TheMutlak Maksimum Derecelendirmeler güvenli çalışma sınırlarını belirler.Segment Başına Sürekli İleri Akım 25°C'de 25 mA'dır ve bu sıcaklığın üzerinde 0,33 mA/°C'lık bir düşürme faktörü vardır. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen maksimum sürekli akımın ortam sıcaklığı arttıkça azaldığı anlamına gelir.Tepe İleri Akım 90 mA'dır ancak yalnızca belirli darbe koşullarında: 1/10 görev döngüsü ve 0,1ms darbe genişliği. Bu, ortalama güç dağılımını düşük tutarken algılanan parlaklığı elde etmek için daha yüksek anlık akımın kullanılabildiği çoklamalı şemalara izin verir.Segment Başına Güç Dağılımı 70 mW ile sınırlıdır.

2.3 Termal ve Çevresel Özellikler

Cihaz,Çalışma Sıcaklığı Aralığı -35°C ila +105°C ve aynıDepolama Sıcaklığı Aralığı için derecelendirilmiştir. Bu geniş aralık, hem endüstriyel hem de otomotiv alanlardaki zorlu ortam uygulamaları için uygun hale getirir. Bahsedildiği gibi, ileri akımın sıcaklıkla düşürülmesi doğrudan bir termal yönetim hususudur. Veri sayfası ayrıca lehimleme koşullarını belirtir: cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1,59 mm) altındaki bir mesafede 260°C'de 3 saniye dayanabilir, bu tipik bir yeniden akış lehimleme profili kılavuzudur.

3. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

LTP-3862JR standart bir LED ekran paketinde gelir. Veri sayfası, detaylı ölçülendirilmiş bir çizim (paket boyutları) içerir. Temel mekanik özellikler arasında genel ayak izi, paketin yüksekliği, iki hane arasındaki boşluk ve montaj deliklerinin veya pinlerin kesin konumu ve çapı bulunur. Çizim, aksi belirtilmedikçe tüm boyutların milimetre cinsinden olduğunu ve standart toleransların ±0,25mm olduğunu belirtir. Bu bilgi, PCB (Baskılı Devre Kartı) yerleşim tasarımcıları için, karttaki fiziksel ayak izinin ekranla eşleştiğinden ve bileşen etrafında yeterli boşluk olduğundan emin olmak için çok önemlidir.

3.1 Pin Konfigürasyonu ve Dahili Devre

Cihazın toplam 20 pini vardır.Çoklamalı Ortak Anot tipi olarak yapılandırılmıştır. Bu, her bir hane için LED'lerin anotlarının dahili olarak birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. 1. Hanenin ortak anodu Pin 4'tedir ve 2. Hanenin ortak anodu Pin 10'dadır. Her bir segmentin katotları (A'dan U'ya, artık ondalık nokta için DP) ayrı pinlere çıkarılmıştır. Bu çoklamalı mimari, her segment bağımsız olarak adreslenebilir olsaydı gerekecek olandan daha az sürücü hattı ile iki hanenin kontrol edilmesine olanak tanır. Dahili bir devre şeması tipik olarak her hane için bu ortak anot bağlantılarını ve segment katotlarının nasıl düzenlendiğini gösterir. Pin bağlantı tablosu, ekranı bir mikrodenetleyiciye veya sürücü entegresine doğru şekilde bağlamak için gereklidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası tipik elektriksel/optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Belirli grafikler sağlanan metinde detaylandırılmamış olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler şunları içerir:

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi): Bu grafik, LED üzerindeki gerilim ile içinden geçen akım arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Tasarımcıların belirli bir besleme gerilimi için uygun akım sınırlama direnci değerini seçmelerine yardımcı olur.
• Işık Şiddeti - İleri Akım: Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımı arttıkça nasıl arttığını gösterir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır ancak çok yüksek akımlarda doyabilir.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı: Bu grafik, LED'in bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. Bu düşürme oranını anlamak, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalar için hayati önem taşır.
• Spektral Dağılım: Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizildiği, 639 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş, yayılan ışık spektrumunun şeklini gösteren bir grafik.

Bu eğriler, tasarımcılara tablolardaki tek nokta verilerinin ötesinde, standart dışı veya değişken koşullar altında cihazın davranışı hakkında daha nüanslı bir anlayış sağlar.

5. Uygulama Kılavuzları ve Tasarım Hususları

5.1 Sürücü Devre Tasarımı

Bu çoklamalı ortak anot ekranı çalıştırmak için bir sürücü devresi gereklidir. Bu genellikle yeterli G/Ç pinine sahip bir mikrodenetleyici veya özel bir LED sürücü entegresi kullanmayı içerir. Ortak anotlar (Pin 4 ve 10), akım sağlayan transistörler aracılığıyla veya MCU pinleri yeterli akımı sağlayabiliyorsa doğrudan mikrodenetleyiciye bağlanır. Segment katotları (Pin 1-3, 5-9, 11-13, 15-20), akım çeken sürücülere (bir transistör dizisi veya sürücü entegresi gibi) bağlanır. Çoklama, bir seferde bir hanenin ortak anodunu açarken, o hane için segment desenini katot hatlarında sunarak gerçekleştirilir. Bu döngü, görünür titremeyi önlemek için yeterince hızlı (tipik olarak >60 Hz) gerçekleşmelidir. Tepe akım derecelendirmesi, her hanenin kısa açık süresi boyunca daha yüksek algılanan ortalama parlaklık elde etmek için daha yüksek anlık akımların kullanılmasına izin verir.

5.2 Termal ve Lehimleme Yönetimi

LED'ler verimli olsa da, dağıtılan güç (segment başına 70mW'ye kadar) ısınmaya yol açabilir, özellikle birden fazla segment aynı anda yanıyorsa. Ortak anot pinleri için bir soğutucu görevi görmesi amacıyla yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar düşünülebilir. Montaj sırasında dahili epoksi, tel bağlantıları veya yarı iletken çipin kendisine zarar gelmesini önlemek için lehimleme profilinin (260°C, 3 saniye) sıkı bir şekilde uygulanması gereklidir.

5.3 Optik Entegrasyon

Siyah yüzey/beyaz segment tasarımı yüksek kontrast sunar. Parlak ortam ışığında daha da geliştirmek için bir kontrast filtresi veya karartılmış bir kapak penceresi kullanılabilir. Geniş görüş açısı, izleyicinin ekran normali ile kesin hizalanması ihtiyacını ortadan kaldırır. Tasarımcılar, gereksiz güç tüketimi olmadan optimal okunabilirlik sağlamak için sürücü akımlarını seçerken amaçlanan görüntüleme mesafesini ve ortam ışık seviyelerini dikkate almalıdır.

6. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTP-3862JR'nin birincil farklılaştırıcıları,AlInGaP Süper Kırmızı teknolojisini ve17 segmentli mimarisini kullanmasıdır. Standart GaAsP veya GaP LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı akımda daha parlak ekranlar veya aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlar. Standart 7 segmentli bir ekranla karşılaştırıldığında 17 segmentli format, yalnızca rakamlar ve birkaç harf yerine tam alfabenin (alfanümerik) okunabilir şekilde temsil edilmesine olanak tanıyarak uygulama kapsamını büyük ölçüde genişletir. Işık şiddeti için kategorilendirme bir diğer önemli noktadır, düzensiz parlaklığın görsel olarak dikkat dağıtıcı olacağı çok haneli ekranlar için önemli olan bir parlaklık tutarlılığı seviyesi sağlar.

7. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 2:1 Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı tasarımım için ne anlama geliyor?

C: Görsel düzgünlüğü garanti eder. En kötü durumda, bir segment, aynı şekilde sürülen başka bir segmentin parlaklığının yarısından daha sönük olmayacaktır. Bu, bazı karakterlerin veya karakter parçalarının diğerlerinden belirgin şekilde daha sönük görünmesini önler.

S: Bu ekranı 5V'luk bir mikrodenetleyici ile doğrudan sürebilir miyim?

C: Segmentler için doğrudan süremezsiniz. İleri gerilim 2,0-2,6V'dur. 5V'luk bir MCU pinini doğrudan bir segment katoduna (bir direnç üzerinden) bağlamak, MCU pini yüksek olduğunda LED'e ~5V ters öngerilim uygular, bu da 8V'luk ters gerilim derecelendirmesini aşar ve LED'e zarar verebilir. MCU'nun mantık seviyelerini LED akım gereksinimleriyle arayüzlemek için uygun sürücü devrelerini (transistörler veya sürücü entegreleri) kullanmalısınız.

S: Akım sınırlama direnci değerini nasıl hesaplarım?

C: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (V_besleme - V_F) / I_F. 5V besleme, tipik V_F 2,3V ve istenen I_F 20mA için: R = (5 - 2,3) / 0,02 = 135 ohm. Biraz daha düşük bir akım sağlayan ve güvenli çalışma alanı içinde kalan bir sonraki standart değeri (örneğin, 150 ohm) kullanın.

S: Tepe ileri akım derecelendirmesinin amacı nedir?

C: Çoklamayı mümkün kılar. Çoklamalı bir kurulumda, her hane zamanın yalnızca bir kısmı için (örneğin, iki hane için 1/2 görev döngüsü) açıktır. İstenen ortalama parlaklığı elde etmek için, kısa açık süresi boyunca daha yüksek bir anlık akım kullanabilirsiniz. 90mA tepe derecelendirmesi (0,1ms darbe, 1/10 görev döngüsünde) buna izin verir. Ortalama akım, zaman içinde hesaplandığında yine de sürekli akım derecelendirmesine uymalıdır.

8. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Mikrodenetleyici arayüzlü basit bir iki haneli sayaç tasarımı.

Bir tasarım örneği, 8-bit bir mikrodenetleyiciyi (örneğin, bir ATmega328P) içerir. G/Ç pinlerinden ikisi, bir hanedeki tüm yanan segmentler için gereken akımı sağlamak üzere küçük NPN transistörler (örneğin, 2N3904) aracılığıyla ortak anotları (Hane 1 ve Hane 2) sürmek için çıkış olarak yapılandırılır. Diğer sekiz G/Ç pini, segment katotlarını, birleşik segment akımlarını yönetebilen ULN2003A Darlington dizisi gibi bir akım çeken sürücü entegresi üzerinden sürmek için kullanılır. Firmware bir sayaç değişkenini tutar. Onlar ve birler hanelerini ayırır, her birini 17 segmentli bir desene dönüştürür (bir arama tablosu kullanarak) ve ardından kısa bir gecikmeli sürekli bir döngü içinde, birler hanesi desenini çıkışlarken Hane 1 için transistörü etkinleştirir, sonra onlar hanesi desenini çıkışlarken Hane 2 için transistörü etkinleştirir. Akım sınırlama dirençleri ya ortak anot tarafına (daha basit, hane başına bir direnç) ya da segment katot tarafına (segment başına daha hassas kontrol, daha fazla direnç) yerleştirilir.

9. Çalışma Prensibi Giriş

Temel çalışma prensibi, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesansa dayanır. AlInGaP yarı iletken malzemesi belirli bir bant aralığı enerjisine sahiptir. Eklemin eşiğini (ileri gerilim V_F) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler eklem boyunca enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarırlar. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu enerji öncelikle fotonlar (ışık) olarak salınır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. 17 segmentli düzen, paket içindeki bireysel LED çiplerinin veya çip bölgelerinin, her biri karakterin bir segmentine karşılık gelen geometrik bir düzenlemesidir. Elektriksel bağlantılar, anot ve katot kontaklarına tel bağlantıları ile yapılır ve bunlar paketin harici pinlerine yönlendirilir.

10. Teknoloji Trendleri

Ekran teknolojisi sürekli olarak gelişmektedir. Bu veri sayfasındaki AlInGaP teknolojisi kırmızı/turuncu/sarı renkler için yüksek performanslı bir çözümü temsil ederken, daha geniş trendler arasında daha verimli malzeme ve yapıların benimsenmesi yer alır. Tam renkli veya beyaz ekranlar için InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) tabanlı mavi ve yeşil LED'ler baskındır. Daha yüksek ışık verimliliğine (watt başına daha fazla lümen) doğru sürekli bir çaba vardır, bu da daha parlak ekranlara veya daha düşük enerji tüketimine olanak tanır. Miniaturizasyon bir diğer trenddir, çip ölçekli paketleme ve daha küçük çip boyutları, daha yüksek çözünürlüklü veya daha küçük bir ayak izinde aynı çözünürlüklü ekranları mümkün kılar. Ayrıca, LED sürücü devrelerinin, mikrodenetleyicinin ve bazen ekranın kendisinin tek bir modülde veya akıllı ekranda birleştirildiği entegre çözümler daha yaygın hale gelmektedir, bu da nihai ürün üreticileri için tasarım sürecini basitleştirir. Katı hal güvenilirliği, düşük güç ve geniş görüş açısı gibi temel avantajlar temel kalır ve bu malzeme ve entegrasyon gelişmeleriyle güçlendirilir.