LTC-5623JD LED Ekran Veri Sayfası - 0.56 İnç Rakam Yüksekliği - Hiper Kırmızı Renk - 2.6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTC-5623JD, dört haneli, yedi segmentli bir ışık yayan diyot (LED) ekran modülüdür. Temel işlevi, çeşitli elektronik cihazlar ve ölçüm aletleri için net ve parlak bir sayısal okuma sağlamaktır. Çekirdek uygulaması, test ekipmanları, endüstriyel kontroller, tüketici cihazları ve panel sayaçları gibi sayısal verilerin görüntülenmesini gerektiren senaryolardadır.

Cihazın temel konumlandırması, karakter boyutu, parlaklık ve güvenilirlik dengesinde yatar. LED çipleri için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisini, özellikle Hiper Kırmızı renkte kullanır. Bu teknoloji, standart GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla verimlilik ve ışık şiddeti açısından avantajlar sunar. Ekran, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artıran beyaz segment işaretlemeli gri bir yüze sahiptir.

Veri sayfasında listelenen temel avantajları arasında sürekli düzgün segment görünümü, düşük güç gereksinimi, mükemmel karakter görünümü, yüksek parlaklık ve kontrast, geniş görüş açısı ve katı hal güvenilirliği bulunur. Cihaz ayrıca ışık şiddetine göre kategorize edilmiştir ve RoHS direktiflerine uygun kurşunsuz bir pakette sunulmaktadır.

2. Teknik Özellikler ve Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu parametreler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Normal çalışma koşulları değildir.

• Segment Başına Güç Dağılımı:70 mW. Bu, tek bir segment (örneğin, 'A' segmenti) için izin verilen maksimum ısı olarak güç kaybıdır. Bunun aşılması yarı iletken bağlantıyı aşırı ısıtabilir.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:90 mA. Bu yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir. Algılanan parlaklığı elde etmek için daha yüksek anlık akımın kullanıldığı çoklama şemaları için kullanışlıdır.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça bu akım 0.28 mA/°C ile doğrusal olarak azalır. Örneğin, 85°C'de maksimum sürekli akım yaklaşık olarak şöyle olacaktır: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.28 mA/°C) = 8.2 mA.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +105°C. Cihaz bu tam aralık içinde çalışabilir ve depolanabilir.
• Lehimleme Sıcaklığı:Maksimum 260°C, maksimum 3 saniye, oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altından ölçülür. Bu, plastik paketin ve iç tel bağlantılarının termal hasar görmesini önlemek için dalga veya yeniden akış lehimleme işlemleri için kritiktir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Ortalama Işık Şiddeti (Iv):1 mA ileri akımda (IF) 320 μcd (min), 700 μcd (tip). Bu, ışık çıkışını nicelendirir. Cihaz bu parametreye göre sınıflandırılır/kategorize edilir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λp):IF=20mA'da 650 nm (tip). Bu, spektral çıkışın en güçlü olduğu dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):IF=20mA'da 20 nm (tip). Bu spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık anlamına gelir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):IF=20mA'da 639 nm (tip). Bu, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve 'Hiper Kırmızı' rengini tanımlar.
• Segment Başına İleri Gerilim (Vf):IF=20mA'da 2.1V (min), 2.6V (tip). Bu, aydınlatılmış bir segment üzerindeki gerilim düşüşüdür. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Segment Başına Ters Akım (Ir):5V ters gerilimde (Vr) 100 μA (maks). Bu parametre yalnızca test amaçlıdır; cihaz sürekli ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (Iv-m):2:1 (maks). Bu, bir cihaz içindeki en parlak ve en sönük segment arasındaki maksimum izin verilen oranı belirtir, böylece düzgün bir görünüm sağlanır.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

Veri sayfası, cihazın \"Işık Şiddeti için Kategorize Edilmiş\" olduğunu belirtir. Bu, birimlerin standart bir test akımında (genellikle 1mA veya 20mA) ölçülen ışık çıkışına göre sıralandığı (sınıflandırıldığı) anlamına gelir. Bu alıntıda belirli sınıf kodları verilmemiş olsa da, yaygın uygulama, ışık şiddeti aralıklarını temsil eden alfasayısal kodları (örneğin, B1, B2, C1) içerir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip ekranları seçmelerine olanak tanır. Sıkı 2:1 şiddet eşleştirme oranı, tek bir rakamın tüm segmentleri ve rakamlar arasında görsel tutarlılığı daha da sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, son sayfadaki \"Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri\"ne atıfta bulunur. Metinde belirli grafikler verilmemiş olsa da, LED teknolojisine dayanarak standart içeriklerini çıkarabiliriz:

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Bu grafik, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, tasarımcıların istenen bir çalışma akımı için gerekli sürücü gerilimini belirlemelerine olanak tanır, bu da kararlı sabit akım sürücüleri tasarlamak için çok önemlidir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (I-L Eğrisi):Bu, ışık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır, ancak çok yüksek akımlarda termal ve verim düşüşü nedeniyle doyuma ulaşacaktır.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bu eğri, bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. Bu azaltmayı anlamak, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritiktir.
• Spektral Dağılım:Göreceli şiddetin dalga boyuna karşı çizildiği bir grafik, ~650nm'deki tepe noktasını ve ~20nm yarı genişliğini göstererek Hiper Kırmızı renk özelliğini doğrular.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihazın 0.56 inç (14.2 mm) rakam yüksekliği vardır. Boyut çizimi (metinde tam olarak detaylandırılmamıştır), PCB ayak izi tasarımı için kritik ölçümleri sağlar: toplam uzunluk, genişlik ve yükseklik; rakamlar arası mesafe; segment boyutları; ve pin uzunluğu, çapı ve aralığı. Notlar, tüm boyutların milimetre cinsinden olduğunu ve genel toleransın ±0.25 mm olduğunu belirtir. Kritik bir not, ±0.4 mm'lik pin ucu kayma toleransıdır, bu da montaj sırasındaki bu potansiyel yanlış hizalamayı karşılamak için ana kart pin deliklerinin çapının (ψ) 1.0 mm olacak şekilde tasarlanmasını önerir.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite

LTC-5623JD, birortak anotyapılandırması kullanır. Bu, her bir rakam için LED'lerin anotlarının dahili olarak birbirine bağlandığı ve ayrı pinlere (Rakam 1-4) çıkarıldığı, her segment türü için (A-G, DP) katotların tüm rakamlar arasında paylaşıldığı ve ayrı pinlere çıkarıldığı anlamına gelir. Pin bağlantısı şu şekildedir: Pin 1: Katot E, Pin 2: Katot D, Pin 3: Katot DP, Pin 4: Katot C, Pin 5: Katot G, Pin 6: Ortak Anot Rakam 4, Pin 7: Katot B, Pin 8: Ortak Anot Rakam 3, Pin 9: Ortak Anot Rakam 2, Pin 10: Katot F, Pin 11: Katot A, Pin 12: Ortak Anot Rakam 1. Dahili devre şeması bu çoklama düzenini açıkça gösterir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Sağlanan temel kılavuz, lehimleme sıcaklık sınırıdır: oturma düzleminin 1.6mm altından ölçülen maksimum 260°C, maksimum 3 saniye. Bu, kurşunsuz yeniden akış lehimleme için standart bir profildir. Tasarımcılar, paket çatlamasını, lens deformasyonunu veya iç yonga ve tel bağlantılarına zarar gelmesini önlemek için PCB montaj süreçlerinin bu sınıra uyduğundan emin olmalıdır. Dalga lehimleme için temas süresi en aza indirilmelidir. LED'ler yarı iletken cihazlar olduğundan, açıkça belirtilmese de elektrostatik deşarjı (ESD) önlemek için uygun kullanım önerilir.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

Ortak anotlu bir ekran için, sürücü devresi tipik olarak ortak anot pinlerini, rakam seçim transistörleri (örneğin, PNP veya P-kanal MOSFET'ler) aracılığıyla pozitif bir güç kaynağına (Vcc) bağlamayı içerir. Segment katot pinleri, akım sınırlayıcı dirençler ve segment sürücü transistörleri veya özel bir LED sürücü entegresi aracılığıyla toprağa bağlanır. Bir çoklama tekniği kullanılır: bir rakam, anodu etkinleştirilerek aydınlatılırken, o rakamın istenen sayısı için uygun katotlar etkinleştirilir. Bu döngü dört rakam arasında hızla tekrarlanır, tüm rakamların aynı anda yanıyormuş gibi görünmesini sağlar. Bu yöntem, gerekli sürücü pin sayısını 32'den (4 rakam * 8 segment) 12'ye (4 anot + 8 katot) düşürür.

7.2 Tasarım Hesaplamaları

Akım Sınırlayıcı Direnç Hesaplaması:5V besleme (Vcc), tipik segment ileri gerilimi (Vf) 2.6V ve normal parlaklık için istenen segment akımı (Iseg) 10 mA varsayılsın. Direnç değeri R = (Vcc - Vf) / Iseg = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. Direncin güç değeri en az I²R = (0.01)² * 240 = 0.024 W olmalıdır, bu nedenle standart 1/8W veya 1/10W'luk bir direnç yeterlidir.

Çoklamada Tepe Akımı:1/4 görev döngüsü (dört rakam için) ile ortalama segment akımı 10 mA elde etmek için, aktif zaman dilimi sırasındaki tepe akımının 40 mA olması gerekir. Bu, 90 mA'lik mutlak maksimum tepe akım değeri içindedir, ancak ekran sıcak bir ortamda çalışıyorsa sürekli akım azaltmasına karşı kontrol edilmelidir.

7.3 Görüş Açısı ve Okunabilirlik

Geniş görüş açısı özelliği, ekranın yandan bakıldığında okunabilir kalmasını sağlar. Gri yüzey ve beyaz segmentler kontrastı artırarak, rakamların arka plana karşı net bir şekilde öne çıkmasını sağlar, bu hem loş hem de parlak aydınlatılmış ortamlarda faydalıdır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTC-5623JD, birkaç faktörle kendini farklılaştırır.AlInGaP Hiper Kırmızıteknolojisinin kullanımı, genellikle GaAsP gibi eski kırmızı LED teknolojilerine kıyasla daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sunar, bu da daha parlak ve tutarlı bir çıkış sağlar.0.56 inç rakam yüksekliğionu belirli bir boyut kategorisine yerleştirir, uzaktan daha iyi görünürlük için 0.3 inç ekranlardan daha büyüktür, ancak daha büyük panellerde kullanılan 1 inç ekranlardan potansiyel olarak daha küçüktür.Sağ tarafta ondalık noktalı dört haneli, ortak anot yapılandırmasıbirçok sayısal ekran uygulaması için standart ancak temel bir özellik setidir.Geniş çalışma sıcaklığı aralığı(-35°C ila +105°C), onu aşırı sıcaklıkların yaygın olduğu endüstriyel ve otomotiv ortamları için uygun hale getirir ve daha dar aralıklara sahip ekranlara göre bir avantaj sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı doğrudan bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

C: Hayır. Tipik bir MCU pini yalnızca 20-25mA kaynak/alabilir, bu pinin toplamıdır. Bu ekran çoklama kullandığından, tek bir segment 10-40mA gerektirebilir ve bir rakamın tamamı için ortak anot, tüm yanan segmentlerin akımlarının toplamına ihtiyaç duyar (örneğin, 8 segment * 10mA = 80mA). Bu nedenle, harici transistörler veya özel bir sürücü entegresi zorunludur.

S: Tepe Dalga Boyu (650nm) ile Baskın Dalga Boyu (639nm) arasında neden bir fark var?

C: Tepe dalga boyu, yayılan ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın dalga boyu, insan gözünün fotopik tepki eğrisine (CIE) dayanarak hesaplanır. Göz belirli dalga boylarına daha duyarlıdır, bu nedenle \"algılanan\" renk (baskın), fiziksel tepe noktasından farklı bir dalga boyunda olabilir.

S: Depolama sıcaklığı 105°C'ye kadar. 260°C'de lehimleyebilir miyim?

C: Evet, ancak kritik bir zamanlama ile. Depolama derecesi uzun vadeli, çalışmayan koşullar içindir. Lehimleme derecesi (260°C, 3s), profilin sıkı bir şekilde takip edilmesi durumunda paketin dayanacak şekilde tasarlandığı kısa vadeli, aşırı bir termal işlemdir. Süre veya sıcaklığın aşılması hasara neden olabilir.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Dijital Voltmetre Okuması Tasarlama.Bir tasarımcı, 0-20V aralığında 4 haneli bir DC voltmetre oluşturuyor. Net okunabilirliği için LTC-5623JD'yi seçer. Analog-dijital dönüştürücü (ADC) ve mikrodenetleyici giriş gerilimini işler. MCU'nun yazılımı görüntülenecek rakamları hesaplar (örneğin, 12.34) ve ekranı bir çoklama rutini aracılığıyla kontrol eder. Ortak anot pinleri, 5V beslemeyi her rakama sırayla anahtarlamak için PNP transistörler aracılığıyla MCU'ya bağlanır. Segment katot pinleri, 74HC595 kaydırmalı kaydedici veya MAX7219 gibi sabit akım çekicileri de sağlayan özel bir LED sürücü aracılığıyla MCU'ya bağlanır. Akım sınırlayıcı dirençler segment hatlarıyla seri olarak yerleştirilir. Yazılım, görünür titremeyi önlemek için yenileme hızının 60 Hz'nin üzerinde olmasını sağlar. Geniş çalışma sıcaklığı aralığı, voltmetrenin sıcaklıkların önemli ölçüde değişebileceği bir atölye garajında kullanılmasına olanak tanır.

11. Çalışma Prensibi

Cihaz, bir yarı iletken p-n bağlantısında elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Bir segment üzerine diyotun eşik değerini (bu AlInGaP malzemesi için yaklaşık 2.1-2.6V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında (anot katoda göre pozitif), elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu yeniden birleşme enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. AlInGaP alaşımının özel bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler, bu durumda Hiper Kırmızı (~639-650 nm). Plastik paket, kırılgan yarı iletken yongayı kapsüller ve korur, ışık çıkışını optimal görüntüleme için şekillendirir ve devre kartı montajı için mekanik arayüzü (pinler) sağlar.

12. Teknoloji Trendleri

Yedi segmentli ekranlar sayısal okumalar için temel bir unsur olmaya devam ederken, daha geniş manzara gelişmektedir. Sürücü elektroniğinin ekran modülünün kendisine gömüldüğü, ana sistem tasarımını basitleştiren daha yüksek entegrasyona doğru bir eğilim vardır. Kırmızı/turuncu/kehribar için AlInGaP kullanımı iyi yerleşmiştir, ancak tam renk yeteneği için ekranlar farklı LED teknolojilerini (örneğin, mavi/yeşil için InGaN) birleştirebilir veya karakter ve grafiklerin görüntülenmesinde daha fazla esneklik sunan nokta matrisli OLED veya mikro-LED panellere doğru ilerleyebilir. Ancak, çok yüksek parlaklık, geniş sıcaklık aralığı, uzun ömür ve basitlik gerektiren uygulamalar için LTC-5623JD gibi ayrık LED yedi segmentli ekranlar sağlam ve uygun maliyetli bir çözüm olmaya devam etmektedir. Paketlemedeki gelişmeler, otomatik montaj için daha küçük form faktörlerine veya yüzey montaj versiyonlarına yol açabilir.