LTD-322JR LED Ekran Veri Sayfası - 0.3 inç Rakam Yüksekliği - 2.6V İleri Gerilim - Süper Kırmızı Renk - İngilizce Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

LTD-322JR, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, tek haneli, yedi segmentli bir LED ekran modülüdür. Temel işlevi, bireysel LED segmentlerinin seçici bir şekilde aydınlatılması yoluyla sayısal karakterleri (0-9) ve bazı sınırlı alfasayısal sembolleri görsel olarak temsil etmektir. Cihaz, saydam olmayan bir GaAs (Galliyum Arsenür) alt tabaka üzerinde büyütülen AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken malzeme kullanılarak üretilmiştir. Bu malzeme teknolojisi, yüksek parlaklıkta kırmızı ışık üretmedeki verimliliği nedeniyle özellikle seçilmiştir. Ekran, ortam ışığını emerek kontrastı önemli ölçüde artıran siyah bir yüze ve güç verildiğinde canlı bir süper kırmızı renkte aydınlanan beyaz segmentlere sahiptir. Fiziksel rakam yüksekliği 0,3 inç (7,62 mm) olup, orta mesafeden okunabilirliğin önemli olduğu orta boy paneller için uygundur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu ekranın temel avantajları, AlInGaP LED teknolojisi ve tasarımından kaynaklanmaktadır. Yüksek ışık şiddeti, sürekli ve düzgün segmentleriyle mükemmel karakter görünümü ve geniş bir görüş açısı sunarak çeşitli pozisyonlardan okunabilirliği garanti eder. Düşük güç gereksinimiyle çalışır, bu da nihai uygulamada enerji verimliliğine katkıda bulunur. Katı hal yapısı, hareketli parça olmaması sayesinde doğal güvenilirlik ve uzun çalışma ömrü sağlar. Bu özellik kombinasyonu, LTD-322JR'yi endüstriyel enstrümantasyon (panel metreler, proses kontrolörleri vb.), tüketici cihazları (mikrodalga fırınlar, çamaşır makinesi zamanlayıcıları vb.), test ve ölçüm ekipmanları ile dayanıklı, parlak ve net bir sayısal ekran arayüzü gerektiren herhangi bir gömülü sistem dahil olmak üzere hedef pazarlar için ideal kılar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlandığı şekliyle cihazın özelliklerinin tarafsız ve ayrıntılı bir analizini sağlar.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garantisi verilmez.

• Power Dissipation per Segment: 70 mW. Bu, sürekli DC çalışma altında tek bir aydınlatılmış segment tarafından güvenle ısı olarak dağıtılabilecek maksimum güçtür.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı: 90 mA. Bu akım, yalnızca 1/10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliğine sahip darbe koşulları altında izin verilir. Çoklanmış göstergelerde olduğu gibi daha yüksek anlık parlaklık elde etmek için kısa süreli aşırı sürüme olanak tanır.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım: 25°C'de 25 mA. Bu, oda sıcaklığında tek bir segmentin kararlı durum (DC) çalışması için önerilen maksimum akımdır. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça, derecelendirme 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer, yani aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen sürekli akım azalır.
• Segment Başına Ters Gerilim: 5 V. Bundan daha yüksek bir ters öngerilim uygulamak LED'in PN eklemini bozabilir.
• Operating & Storage Temperature Range: -35°C ila +85°C. Cihaz, bu ortam sıcaklığı aralığında çalışmak ve depolanmak üzere derecelendirilmiştir.
• Lehimleme Sıcaklığı: Oturma düzleminin 1.6mm altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye için 260°C. Bu, LED çiplerine veya paketine termal hasarı önlemek için dalga veya reflow lehimleme işlemleri için kritik bir parametredir.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

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

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V): 200 μcd (min), 600 μcd (typ) bir ileri akımda (I_F) 1 mA. Bu, ışık çıkışının algılanan parlaklığını ölçer. Geniş aralık, yoğunluk için bir sınıflandırma sistemine işaret eder.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p): 639 nm (tipik) I_F=20mA'da. Bu, spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur ve onu görünür spektrumun "süper kırmızı" veya "kırmızı-turuncu" bölgesine yerleştirir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 20 nm (tip). Bu, yayılan ışığın bant genişliğini ölçer ve nispeten saf, tek renkli bir kırmızı rengi gösterir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 631 nm (tip). Bu, insan gözü tarafından algılanan ve renk noktasıyla yakından ilişkili olan dalga boyudur.
• Segment Başına İleri Gerilim (V_F): I_F=20mA. Bu, belirtilen akım iletildiğinde bir LED segmenti üzerindeki voltaj düşüşüdür. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R): 100 μA (maks.), ters voltajda (V_R) 5V. Bu, LED ters öngerilimli olduğunda oluşan küçük sızıntı akımıdır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m): 2:1 (maks.). Bu, tek bir rakam içindeki en parlak ve en sönük segment arasındaki izin verilen maksimum oranı belirtir ve düzgün bir görünüm sağlar.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" belirtir. Bu, üretim sonrasında bir binleme veya sınıflandırma işlemi olduğunu ima eder.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Yarı iletken üretim sürecinin doğasında bulunan varyasyonlar nedeniyle, bireysel LED çipleri ışık çıkış verimliliğinde hafif farklılıklar sergiler. Nihai kullanıcı için tutarlılığı sağlamak amacıyla, LED'ler test edilir ve standart bir test akımındaki (örn. 1mA) ölçülen ışık şiddetlerine göre farklı şiddet sınıflarına ayrılır. Belirtilen 200 ila 600 μcd aralığı, birden fazla sınıfın mevcut olduğunu gösterir. Tasarımcılar, uygulamalarının parlaklık düzgünlüğü gereksinimlerine uygun sınıfları seçebilir. Bir cihaz içindeki segmentler için 2:1 şiddet eşleştirme oranı, sınıflandırmadan sonra uygulanan daha sıkı bir toleranstır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan veri sayfası alıntısı "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"nden bahsetse de, ilgili grafikler metinde yer almamaktadır. Standart LED davranışına dayanarak, bu eğriler tipik olarak devre tasarımı için kritik olan aşağıdaki ilişkileri gösterir:

4.1 İleri Yönlü Akım - İleri Yönlü Gerilim (I-V Eğrisi)

Bu grafik, bir LED'den geçen akım ile üzerindeki voltaj arasındaki üstel ilişkiyi göstermektedir. Tipik olarak 2.6V civarındaki "diz" voltajı, akımın önemli ölçüde artmaya başladığı noktadır. Sürücüler, kararlı çalışma için voltajı değil, akımı regüle etmelidir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Bu eğri, ışık çıkışının ileri yön akımıyla nasıl arttığını göstermektedir. Geniş bir aralıkta genellikle doğrusaldır, ancak termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle çok yüksek akımlarda doyuma ulaşacaktır.

4.3 Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı

LED ışık çıkışı, eklem sıcaklığı yükseldikçe azalır. Bu eğri, geniş bir sıcaklık aralığında çalışan uygulamalar için parlaklık telafi ihtiyacını anlamak açısından çok önemlidir.

4.4 Spektral Dağılım

Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizildiği bir grafik, ~639 nm'deki tepe noktasını ve ~20 nm'lik spektral genişliği göstererek renk saflığını doğrulamaktadır.

5. Mechanical & Package Information

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, standart 10-pinli tek sıralı (SIL) pakete sahiptir. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutlar milimetre cinsinden verilmiştir ve genel tolerans ±0.25 mm'dir. Ana boyutlar arasında toplam yükseklik, genişlik, derinlik, digit penceresi boyutu ve PCB yerleşimi için kritik öneme sahip pinler arası mesafe (pitch) bulunur.

5.2 Bağlantı Pimi ve Polarite Tanımlama

LTD-322JR bir dubleks ortak katot göstergedir. Bu, tek bir paket içinde her birinin kendi ortak katot pinine sahip iki bağımsız basamak (Basamak 1 ve Basamak 2) içerdiği anlamına gelir. Pin çıkışı aşağıdaki gibidir:

• Pin 1: Anot G (Segment G)
• Pin 2: Bağlantı Yok
• Pin 3: Anot A (Segment A)
• Pin 4: Anot F (Segment F)
• Pin 5: Ortak Katot (Rakam 2)
• Pin 6: Anot D (Segment D)
• Pin 7: Anot E (Segment E)
• Pin 8: Anot C (Segment C)
• Pin 9: Anot B (Segment B)
• Pin 10: Ortak Katot (Rakam 1)

"Ortak katot" konfigürasyonu, belirli bir rakam için tüm LED'lerin katotlarının (negatif terminallerinin) dahili olarak birbirine bağlandığı anlamına gelir. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili anot pini yüksek seviyeye çıkarılmalı (veya bir direnç üzerinden bir akım kaynağına bağlanmalı), o rakamın ortak katodu ise toprağa (düşük seviyeye) bağlanmalıdır. Bu konfigürasyon oldukça yaygındır ve çoğullamayı basitleştirir.

5.3 Dahili Devre Şeması

Dahili şema, yukarıda açıklanan elektriksel bağlantıları görsel olarak temsil eder. Şema, her biri sırasıyla Rakam 1 ve Rakam 2 için ortak bir katot bağlantısını paylaşan iki set yedi LED'den (A-G segmentleri) oluşur. Her bir karşılık gelen segmentin anodu (örneğin, Rakam 1'in A Segmenti ve Rakam 2'nin A Segmenti) ayrı pinlerdir ve bağımsız kontrol sağlar.

6. Soldering & Assembly Guidelines

Hasarı önlemek için belirtilen lehimleme profilinin uygulanması kritik öneme sahiptir.

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Mutlak maksimum değer, oturma düzleminin (genellikle PCB yüzeyi) 1.6mm altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye süre için 260°C'lik bir tepe sıcaklığı belirtir. Bu, standart kurşunsuz reflow profilleri (örn., IPC/JEDEC J-STD-020) ile uyumludur. Ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma hızları PCB montaj spesifikasyonlarına göre kontrol edilmelidir. Termal şoktan kaçınılmalıdır.

6.2 Taşıma ve Depolama

Cihazlar, kontrollü bir ortamda (-35°C ila +85°C depolama aralığında) orijinal nem bariyerli torbalarında desikant ile birlikte depolanmalıdır. Hassas LED bağlantılarını korumak için taşıma sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemlerine uyulmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın sürücü yöntemi çoklamaEkranın ayrı ortak katotlara sahip iki hanesi olduğundan, bir mikrodenetleyici Hane 1 ve Hane 2'yi aydınlatma arasında hızla geçiş yapabilir. Her hane döngüsü için, uygun ortak katodu düşük seviyeye çeker ve segment anot bacaklarına (akım sınırlayıcı dirençler üzerinden) doğru yüksek sinyal desenini uygular. İnsan gözünün görüntü kalıcılığı, bu hızlı darbeleri sabit, iki haneli bir sayı olarak birleştirir. Bu yöntem, statik (DC) sürücüye kıyasla gereken mikrodenetleyici G/Ç pini sayısını büyük ölçüde azaltır.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama Dirençleri: Her anot hattı için gereklidir. Direnç değeri (R), Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_supply - V_F) / I_F. Tipik V_F 20mA'de 2.6V ve 5V besleme kullanıldığında, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Ömrü uzatmak ve V_supply varyasyonlar.
• Çoklama Frekansı: Gözle görülür titremeyi önlemek için yeterince yüksek olmalıdır, genellikle 60-100 Hz üzerinde. 2 haneli bir çoklamada her hanenin görev döngüsü 1/2'dir, bu nedenle ortalama parlaklığı korumak için (90mA tepe değeri izin verdiği ölçüde) tepe akımı DC değerinden daha yüksek olabilir.
• Görüş Açısı: Geniş görüş açısı faydalıdır ancak mekanik muhafaza tasarımında birincil bakış yönü göz önünde bulundurulmalıdır.
• Kontrast Artırma: Siyah yüzey doğal kontrast sağlar. Okunabilirliği azaltabilecek yansıma veya parlamaya neden olmaması için görüntüleme penceresinin veya kaplamanın kontrol edilmesi gerekir.

8. Technical Comparison & Differentiation

LTD-322JR'de kullanılan AlInGaP teknolojisi, standart GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) gibi eski LED teknolojilerine kıyasla, aynı sürücü akımı için daha yüksek parlaklık sağlayan önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar. Ayrıca sıcaklık ve ömür boyunca daha iyi renk saflığı ve kararlılık sağlar. Güncel alternatiflerle karşılaştırıldığında, temel farklılaştırıcıları, ortak katotlu dubleks konfigürasyondaki spesifik 0,3 inç rakam yüksekliği, süper kırmızı renk noktası (~639 nm) ve birden fazla birim kullanıldığında düzgün görüntüler elde edilmesine yardımcı olan ışık şiddeti kategorizasyonudur.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

9.1 Bu ekranı 3.3V mikrodenetleyici ile sürebilir miyim?

Evet, ancak dikkatli hesaplama gereklidir. V_F 2.6V olduğunda, voltaj marjı (3.3V - 2.6V = 0.7V) düşüktür. R = 0.7V / I formülünü kullanarak,_F10mA akım için 70 Ω direnç gerekir. 20mA'de, gerekli 35 Ω direnç V_supply veya V_F Varyasyon, ekranın kararmasına neden olabilir. LED segmentleri için, 3.3V mikrodenetleyiciden transistörler veya bir sürücü entegresi ile kontrol edilen bir 5V güç kaynağı kullanmak daha güvenilirdir.

9.2 "Tepe" ve "baskın" dalga boyu arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_p): Optik güç çıkışının fiziksel olarak en yüksek olduğu tek dalga boyu. Baskın Dalga Boyu (λ_d): Standart bir insan gözlemcisine LED çıkışıyla aynı renkte görünecek olan monokromatik ışığın dalga boyu. LED'in tam spektrumundan ve CIE renk eşleştirme fonksiyonlarından hesaplanır. Bunun gibi dar spektrumlu bir LED için bu değerler genellikle birbirine yakındır.

9.3 Çoklama yaparken nasıl düzgün bir parlaklık elde ederim?

Çoğullama rutininin her bir basamak için eşit açık kalma süresi (on-time) sağladığından emin olun. Parlaklık ortalama akımla orantılı olduğundan, görev döngüsünü telafi etmek için segment akımını (direnç değerleri veya sürücü ayarları üzerinden) ayarlayabilirsiniz. 1/2 görev döngüsünde 2 basamaklı bir çoğullama için, her bir segmenti 40mA tepe değerinde (90mA derecelendirmesi dahilinde) sürerek ortalama 20mA elde edebilir ve böylece parlaklık için DC test koşulunu eşleştirebilirsiniz.

10. Design-in Case Study

Senaryo: Endüstriyel bir fırın kontrolcüsü için basit iki basamaklı bir sıcaklık okuması tasarlamak. Mikrodenetleyicinin sınırlı G/Ç pinleri bulunmaktadır.
Uygulama: LTD-322JR idealdir. Dupleks ortak katot tasarımı, kontrol etmek için yalnızca 8 G/Ç pini gerektirir (7 segment anot + 2 ortak katodu değiştirmek için 1 pin, gerekirse bir transistör kullanılarak). Yüksek parlaklık ve geniş görüş açısı, sıcaklığın fabrika katında okunabilir olmasını sağlar. AlInGaP teknolojisi, fırın yakınındaki yüksek ortam sıcaklıklarında kararlı performansı garanti eder. Tasarımcı, her iki rakamın da eşit parlaklıkta görünmesini sağlamak için aynı ışık şiddeti grubundan LED'leri seçer. Akım sınırlayıcı dirençler, 5V besleme ve her segment için çoklanmış 30mA tepe akımı için hesaplanır; bu da parlak, titreme içermeyen bir görüntü sağlar.

11. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

AlInGaP, bir III-V bileşik yarı iletkendir. İleri öngerilim uygulandığında, elektronlar ve boşluklar aktif bölgeye enjekte olur ve burada yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda salar. AlInGaP alaşımının spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu belirler; bu durumda kırmızı bölgededir (~639 nm). Opak olmayan GaAs substratının kullanımı, ışığı yapı içinde hapsetmeye yardımcı olur ve eski şeffaf substratlı tasarımlara kıyasla daha fazlasının çipin üstünden yukarı yönlendirilerek daha yüksek çıkarma verimliliği sağlar. Siyah epoksi kılıf, saçılan ışığı emerek kontrastı iyileştirir.

12. Teknoloji Trendleri

AlInGaP, yüksek verimli kırmızı, turuncu ve sarı LED'ler için baskın bir teknoloji olmaya devam ederken, devam eden araştırmalar daha yüksek sürüş akımlarında verimliliği artırmaya ("verim düşüşünü" azaltmaya) ve güvenilirliği geliştirmeye odaklanmaktadır. Görüntüleme cihazları için eğilim, daha yüksek piksel yoğunluklarına (daha küçük rakamlar/ayrık LED'ler) ve sürücü elektroniğinin doğrudan pakete entegrasyonuna ("akıllı görüntüleme cihazları") doğrudur. Bununla birlikte, LTD-322JR gibi standart segmentli sayısal görüntüleme cihazları için teknoloji olgundur; odak noktaları maliyet azaltma, düzgünlük için daha sıkı sınıflandırma ve yüksek güvenilirlik uygulamaları için geliştirilmiş termal yönetimdir.