LTP-2857JD LED Ekran Veri Sayfası - 2.0 İnç (50.8mm) Yükseklik - AlInGaP Kırmızı - 5x7 Nokta Matrisi - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTP-2857JD, 5x7 nokta matris konfigürasyonu etrafında inşa edilmiş, tek haneli, alfanümerik bir ekran modülüdür. Temel işlevi, görünür karakterler ve semboller oluşturmaktır, bu da onu kompakt bir form faktöründe net, okunabilir bilgi sunumu gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Çekirdek teknoloji, yüksek verimli kırmızı ışık çıkışı üretmesiyle bilinen AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken malzemesini ışık yayan diyotlar için kullanır.

Cihaz, aydınlatılmış kırmızı LED'ler için yüksek kontrastlı bir arka plan sağlayan, okunabilirliği artıran beyaz noktalı gri bir ön panele sahiptir. Önemli bir tasarım yönü, yatay olarak yan yana yerleştirilerek kelimeler veya daha uzun sayısal diziler oluşturmayı kolaylaştıran, önemli boşluklar olmadan çok karakterli ekranlar oluşturmak için birden fazla birimin yerleştirilmesine izin veren istiflenebilirliğidir.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Optik Karakteristikler

Optik performans, ekranın işlevselliğinin merkezindedir. Cihaz, şeffaf olmayan bir GaAs substratı üzerinde büyütülmüş AlInGaP LED çipleri kullanır. Belirli test koşullarında sürüldüğünde (32mA tepe akımı (Ip) ve 1/16 görev döngüsü), nokta başına tipik ortalama ışık şiddeti (Iv) 1300 ila 3000 mikrokandela (µcd) aralığındadır. Bu ölçüm, değerin insan görsel algısıyla ilişkilendirilmesini sağlayan, CIE fotopik göz tepki eğrisini yaklaşık olarak temsil eden bir filtre kullanır.

Renk özellikleri, spesifik dalga boyları ile tanımlanır. Tepe emisyon dalga boyu (λp) tipik olarak 656 nanometredir (nm), baskın dalga boyu (λd) ise 640 nm'dir ve algılanan kırmızı rengi tanımlar. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 22 nm'dir, bu da spektral saflığı veya yayılan ışık bandının darlığını gösterir.

2.2 Elektriksel Karakteristikler

Elektriksel parametreler, ekranın çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar. 20mA ileri akım (If) uygulandığında, herhangi bir tek LED noktası için ileri voltaj (Vf) tipik olarak 2.1 ila 2.6 volt arasında düşer. 5V ters voltaj (Vr) uygulandığında ters akım (Ir) maksimum 100 mikroamper (µA) olarak belirtilmiştir, bu da kapalı durumdaki sızıntıyı gösterir.

Akım işleme kapasitesi kritiktir. Mutlak maksimum değerler, nokta başına ortalama güç dağılımını 33 miliwatt (mW) olarak belirtir. Nokta başına tepe ileri akım 90mA'yı geçmemelidir. Nokta başına ortalama ileri akım, 25°C'de 13mA olarak derecelendirilmiştir ve 0.17 mA/°C'lik bir güç azaltma faktörü vardır, bu da ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen sürekli akımın, aşırı ısınmayı önlemek ve uzun ömür sağlamak için azaldığı anlamına gelir.

2.3 Termal ve Çevresel Değerler

Cihaz, bir dizi koşulda sağlam çalışma için tasarlanmıştır. Çalışma sıcaklığı aralığı -35°C ila +85°C'dir, hem soğuk hem de orta derecede sıcak ortamlarda kullanıma izin verir. Depolama sıcaklığı aralığı aynıdır. Montaj için, lehim sıcaklığı, bileşenin oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altındaki bir noktada ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye süreyle 260°C'yi geçmemelidir; bu, LED çiplerine veya paketine zarar gelmesini önlemek için dalga veya reflow lehimleme işlemleri için standart bir kılavuzdur.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazların ışık şiddetine göre kategorize edildiğini belirtir. Bu, birimlerin ölçülen ışık çıkışına göre (örneğin, 1300-3000 µcd aralığı) sıralandığı bir sınıflandırma sürecini ifade eder. Sınıflandırma, bir parti içinde tutarlılık sağlar, böylece tasarımcılar bir dizi içinde birden fazla ekran kullanırken öngörülebilir parlaklık seviyeleri bekleyebilir. Bu belgede dalga boyu veya voltaj için açıkça detaylandırılmamış olsa da, bu tür kategorizasyon, optik ve elektriksel özellikleri yakından eşleşen parçaları gruplamak için LED üretiminde yaygındır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, detaylı tasarım için gerekli olan tipik elektriksel/optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, bu tür eğriler genellikle şunları içerir:

• İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi):Akım ve voltaj arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir, akım sınırlayıcı sürücü devresini tasarlamak için çok önemlidir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (L-I Eğrisi):Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, istenen parlaklık ve verimlilik için sürücü akımını optimize etmeye yardımcı olur.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:LED'in bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir, bu da uygulamadaki termal yönetim için hayati önem taşır.
• Spektral Dağılım:Farklı dalga boylarında yayılan ışığın göreceli yoğunluğunu gösteren bir grafik, baskın ve tepe dalga boylarını doğrular.

Bu eğriler, mühendislerin standart olmayan koşullar altındaki performansı tahmin etmesine ve sağlam sistemler tasarlamasına olanak tanır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

Ekranın matris yüksekliği 2.0 inçtir (50.80 mm). Paket boyut çizimi (metinde atıfta bulunulmuş ancak detaylandırılmamıştır) tam uzunluk, genişlik, kalınlık ve bacak aralığını gösterir. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutsal toleranslar ±0.25 mm'dir (0.01 inç). Pin bağlantı detayları bir tabloda sağlanmıştır ve 14 pini, 5x7 matrisin spesifik anot sütunları ve katot satırları ile eşleştirir. Bu pin çıkışı, PCB ayak izini ve çoklama sürücü devresini tasarlamak için gereklidir.

6. İç Devre Şeması ve Sürme Yöntemi

İç devre şeması, 35 ayrı LED'in (5 sütun x 7 satır) düzenini gösterir. Her LED'in anodu bir sütun hattına, katodu ise bir satır hattına bağlıdır. Bu ortak matris mimarisi, çoklamalı sürme gerektirir. Ekran sürekli aydınlatılmaz; bunun yerine, kontrolcü satırlar (veya sütunlar) arasında hızlı bir şekilde döngü yapar ve her aktif satır katodu için uygun sütun anotlarını enerjilendirir. Test koşulunda bahsedilen 1/16 görev döngüsü tipik bir çoklama oranıdır. Görünür titremeyi önlemek ve düzgün parlaklık sağlamak için tarama hızının uygun şekilde tasarlanması gerekir.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Mutlak maksimum değerlere göre, lehimleme işlemi dikkatlice kontrol edilmelidir. İzin verilen maksimum lehim sıcaklığı 260°C'dir ve bacağın maruz kalma süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Bu, LED çiplerine termal şok gelmesini önlemek içindir; aksi takdirde yarı iletken malzemede çatlaklara veya tel bağlantılarının bozulmasına neden olarak erken arızaya yol açabilir. Reflow lehimleme sırasında termal stresi en aza indirmek için bir ön ısıtma aşaması kullanılması önerilir. Montaj sırasında, LED'ler statik elektriğe karşı hassas olduğundan, uygun ESD (Elektrostatik Deşarj) işlem prosedürleri her zaman takip edilmelidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, tek, yüksek görünürlüklü bir karakter veya sembol gerektiren uygulamalar için idealdir. Yaygın kullanımları şunları içerir:

• Durum göstergeleri için endüstriyel kontrol panelleri (örneğin, bir işlem adımı harfini gösterme).
• Birimleri veya kanal tanımlayıcılarını görüntülemek için test ve ölçüm ekipmanları.
• Basit bir durum kodu veya tanımlayıcı gereken tüketici cihazları.
• Birden fazla birimi yatay olarak istifleyerek çok karakterli ekranlar için bir yapı taşı olarak.

8.2 Tasarım Hususları

Bu ekranla tasarım yapmak, birkaç faktöre dikkat gerektirir:

• Sürücü Devresi:Çoklama yapabilen bir mikrodenetleyici veya özel bir LED sürücü entegresi gereklidir. Devre, aktif tarama süresi boyunca yeterli akımı (tepe değerine kadar) sağlamalı ve LED'leri korumak için akım sınırlayıcı dirençler veya sabit akım kaynağı içermelidir.
• Güç Kaynağı:Besleme voltajı, LED'lerin ileri voltajını ve sürücü devresindeki herhangi bir düşüşü karşılayacak kadar yüksek olmalıdır. Uygun akım sınırlaması ile genellikle 5V voltaj kullanılır.
• Termal Yönetim:Ekranın kendisi aşırı ısı üretmese de, güç azaltma eğrisine uyulmalıdır. Yüksek ortam sıcaklıklarında ortalama akım azaltılmalıdır. Kapalı alanlarda ekran etrafında iyi hava akışı sağlanması tavsiye edilir.
• Yazılım/Firmware:Kontrolcü, bir karakter font haritasını (belirtildiği gibi ASCII veya EBCDIC ile uyumlu) ve çoklama tarama rutinini içermelidir. Yenileme hızı, algılanabilir titremeyi önlemek için yeterince yüksek olmalıdır (tipik olarak >60 Hz).

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu spesifik ekranın, veri sayfasına dayalı olarak temel farklılaştırıcıları, AlInGaP teknolojisini kullanması ve 2.0 inç yüksekliğidir. Eski GaAsP veya GaP LED'lere kıyasla, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı giriş akımı için daha parlak çıkış sağlar. 2.0 inç karakter yüksekliği, görüş mesafesinin birkaç metre olduğu uygulamalar için uygundur, daha küçük 0.5 inç veya 1 inç ekranlara kıyasla daha iyi uzun menzilli okunabilirlik sunar. Gri ön panel/beyaz nokta tasarımı, tamamen siyah veya tamamen yeşil paketlere kıyasla kontrastı artırır. İstiflenebilirliği, çok haneli tasarımlar için pratik bir mekanik özelliktir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Işık şiddeti test koşulundaki "1/16 Görev Döngüsü" ne anlama geliyor?

C: Bu, ölçüm sırasında her bir LED noktasının toplam tarama döngüsü süresinin sadece 1/16'sı kadar açık olduğu anlamına gelir. Belirtilen şiddet, tam döngü boyunca ortalama değerdir. Gerçek kullanımda, derecelendirilmiş parlaklığa ulaşmak için benzer veya daha yüksek etkin bir görev döngüsü elde etmek için çoklamalı sürücünüzü tasarlamanız gerekir.

S: Bu ekranı çoklama yapmadan sabit bir DC akımla sürebilir miyim?

C: Teknik olarak, 35 LED'in her birini kendi akım sınırlayıcı direnciyle bir güç kaynağına bağlayarak yapabilirsiniz. Ancak bu, 35 sürücü kanalı gerektirir ki bu, bileşen sayısı ve güç açısından oldukça verimsizdir. Çoklama, standart ve amaçlanan yöntemdir, gereken kontrol pin sayısını büyük ölçüde azaltır ve tasarımı basitleştirir.

S: Pin bağlantı tablosunda kopyalar var gibi görünüyor (örneğin, pin 4 ve 11'de Anot Sütun 3). Bu bir hata mı?

C: Bu büyük olasılıkla bir hata değil, iç matris kablolamasının bir özelliğidir. Belirli sütun veya satır hatlarının paket üzerinde birden fazla pinden çıkarıldığını gösterebilir. Bu, PCB üzerinde düzen esnekliği sağlayarak tasarımcının bağlantı için en uygun pini seçmesine olanak tanır. Bağlantıları doğrulamak için her zaman iç devre şemasına başvurun.

S: Sürücüm için uygun akım sınırlayıcı direnci nasıl hesaplarım?

C: Besleme voltajınızı (Vs), LED ileri voltajını (Vf, güvenlik için maksimum 2.6V kullanın) ve istenen ileri akımı (If, çalışma sıcaklığınızdaki ortalama derecelendirme olan 13mA'yı geçmeyecek şekilde) bilmeniz gerekir. Direnç değeri R = (Vs - Vf) / If şeklindedir. Unutmayın, çoklamalı bir kurulumda, aktif tarama süresindeki tepe akım, ortalama akımdan daha yüksek olacaktır. Tepe akımın 90mA'yı geçmediğinden emin olun.

11. Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Bir fabrika çalışma istasyonu için 4 haneli bir üretim sayacı oluşturmak.

Dört adet LTP-2857JD ekranı, bir PCB üzerinde yatay olarak istiflenir. Bir düşük maliyetli 8-bit mikrodenetleyici kontrolcü olarak kullanılır. Mikrodenetleyici, satırları (7 pin) ve sütunları (rakam başına 5 pin, ancak istiflendikleri için tüm rakamların sütun hatları birbirine bağlanır, toplamda sadece 5 sütun pin gerektirir) doğrudan sürmek için yeterli G/Ç pinine sahiptir. Mikrodenetleyici şu rutini çalıştırır:

1. Yedi satır hattını tarar, her seferinde birini aktif eder.
2. Aktif satır için, görüntülenecek karaktere (örneğin, bir sayı) göre 4 rakamın her biri için 5 sütun hattının durumunu ayarlar.
3. Bu taramayı 200 Hz hızında tekrarlar, böylece titreme algılanamaz.
4. Sayım değeri, harici bir sensör girişi ile artırılır.

Her sütun hattına seri olarak akım sınırlayıcı dirençler yerleştirilir. Güç kaynağı 5V'dur. LED noktası başına ortalama akım, 13mA derecelendirmesinin altında bir güvenlik payı sağlamak ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için 10mA'nın altında tutulur.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Temel prensip, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesanstır. Diyotun eşik değerini aşan bir ileri voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgede (AlInGaP katmanı) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık parçacıkları) formunda serbest bırakır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler - bu durumda kırmızı. 5x7 matris, bu mikroskobik p-n eklemlerinden 35 tanesini hassas bir ızgara deseninde yerleştirerek oluşturulur. Gri ön panel, bir dağıtıcı ve kontrast artırıcı olarak işlev görürken, beyaz noktalar aydınlatıldığında görünür hale gelen segmentleri tanımlar.

13. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

LTP-2857JD gibi ekranlar, karakter tabanlı bilgi görüntüleme için olgun, güvenilir bir teknolojiyi temsil eder. Modern grafik OLED'ler veya TFT LCD'ler keyfi grafikler görüntülemek için çok daha fazla esneklik sunarken, 5x7 ve benzeri nokta matris LED ekranlar belirli nişlerde avantajlarını korur: aşırı çevresel sağlamlık (geniş sıcaklık aralığı), güneş ışığında okunabilirlik için çok yüksek parlaklık, arayüz basitliği ve arızalanacak arka ışığı olmayan uzun çalışma ömrü. Bu cihazda görüldüğü gibi, eski LED malzemelerinden AlInGaP'ye geçiş, verimliliği ve parlaklığı artıran önemli bir trenddi. Mevcut trendler, sürücü elektroniğini ekran modülüyle daha yakından entegre etmeyi veya farklı renkler için InGaN gibi daha verimli malzemeleri keşfetmeyi içerebilir, ancak temel çoklamalı matris mimarisi, birçok endüstriyel ve enstrümantasyon uygulaması için kanıtlanmış ve etkili bir çözüm olmaya devam etmektedir.