LTD-323JS 0,3 İnç Sarı LED Rakam Göstergesi Veri Sayfası - Rakam Yüksekliği 7,62mm - İleri Gerilim 2,6V - Güç Dağılımı 70mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu cihaz, 0,3 inç (7,62 mm) rakam yüksekliğine sahip bir göstergedir. Kompakt bir form faktöründe net, yüksek görünürlüklü sayısal çıktı sağlamak üzere tasarlanmıştır. Temel teknoloji olarak AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) Sarı LED çipleri kullanır. Bu çipler, saydam olmayan bir GaAs (Galyum Arsenür) alt tabaka üzerine üretilmiştir; bu da göstergenin kontrastına ve performansına katkıda bulunur. Görsel tasarım, aydınlatılan ve aydınlatılmayan alanlar arasındaki kontrastı artırarak okunabilirliği optimize eden, beyaz segmentli siyah bir yüzey özelliğine sahiptir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu gösterge, çeşitli uygulamalara uygun hale getiren birkaç önemli fayda sunar. Başlıca avantajları arasında, pil ile çalışan veya enerji verimli cihazlar için hayati önem taşıyan düşük güç gereksinimi bulunur. Yüksek parlaklık ve yüksek kontrast sağlayarak, aydınlık ortamlarda bile okunabilirliği garanti eder. Geniş görüş açısı, gösterilen bilginin çeşitli pozisyonlardan okunmasına olanak tanır. Cihaz, katı hal güvenilirliğine sahiptir; bu, hareketli parça olmadığı ve diğer gösterge teknolojilerine kıyasla tipik olarak daha uzun çalışma ömrü anlamına gelir. Işık şiddeti için kategorize edilmiştir; bu, tutarlı performans ve kalite kontrolünü gösterir. Sürekli düzgün segmentler, mükemmel bir karakter görünümüne katkıda bulunur. Bu özellik kombinasyonu, göstergeyi enstrümantasyon panelleri, test ekipmanları, tüketici elektroniği, endüstriyel kontroller ve güvenilir, net ve verimli bir sayısal okuma gerektiren herhangi bir cihaz gibi uygulamalar için ideal kılar.

2. Teknik Parametrelerin Derin Nesnel Yorumu

2.1 Fotoelektrik Karakteristikler

Fotometrik ve kolorimetrik performans, belirli test koşulları altında tanımlanmıştır. Ortalama ışık şiddeti (Iv), ileri akım (IF) 1mA'de ölçüldüğünde minimum 320 µcd, tipik değer 800 µcd olarak belirtilmiş olup maksimum değer belirtilmemiştir. Bu parametre, aydınlatılan segmentlerin algılanan parlaklığını gösterir. Tepe emisyon dalga boyu (λp) 588 nm'dir (IF=20mA'de ölçülmüştür) ve çıktıyı görünür spektrumun sarı bölgesine kesin olarak yerleştirir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 15 nm'dir (IF=20mA'de), yayılan ışığın dalga boyu bandının spektral saflığını veya darlığını tanımlar; daha küçük bir değer daha monokromatik bir renk olduğunu gösterir. Baskın dalga boyu (λd) 587 nm'dir (IF=20mA'de), bu, insan gözünün ışığın rengiyle eşleştiğini algıladığı tek dalga boyudur. Işık şiddeti, CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür; bu, ölçümün insan görüşüyle ilişkilendirilmesini sağlar.

2.2 Elektriksel Parametreler

Elektriksel özellikler, çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar. Segment başına ileri gerilim (VF), ileri akım 20mA olduğunda tipik değer 2,6V ve maksimum 2,6V'dur. Bu, bir LED segmenti iletkenken üzerindeki gerilim düşüşüdür. Segment başına ters akım (IR), 5V'luk bir ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 100 µA'dır; bu, LED ters öngerilimli olduğunda sızıntı seviyesini gösterir. Işık şiddeti eşleştirme oranı (IV-m) 2:1 olarak belirtilmiştir (IF=1mA'de). Bu oran, aynı rakamın farklı segmentleri arasında veya rakamlar arasında izin verilen maksimum parlaklık değişimini tanımlayarak görsel düzgünlüğü sağlar.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Karakteristikler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları belirtir. Segment başına maksimum güç dağılımı 70 mW'dır. Segment başına tepe ileri akım 60 mA'dir, ancak bu yalnızca darbe koşullarında geçerlidir (1/10 görev döngüsü, 0,1ms darbe genişliği). Segment başına sürekli ileri akım, 25°C'de 25 mA'dır. Önemli olarak, bu akımın 25°C'nin üzerindeki her santigrat derece için 0,33 mA doğrusal olarak düşürülmesi gerekir. Örneğin, 50°C'de maksimum sürekli akım 25 mA - (0,33 mA/°C * 25°C) = 16,75 mA olacaktır. Bu düşürme, yüksek sıcaklıklarda güvenilir çalışma için çok önemlidir. Segment başına maksimum ters gerilim 5 V'dur. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -35°C ila +85°C'dir. Maksimum lehimleme sıcaklığı, cihazın oturma düzleminin 1,6mm altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye için 260°C'dir.

3. Derecelendirme Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın ışık şiddeti için kategorize edildiğini belirtmektedir. Bu, birimlerin standart bir test akımında (muhtemelen 1mA veya 20mA) ölçülen ışık çıktısına göre sınıflandırıldığı veya derecelendirildiği bir süreci ifade eder. Bu, müşterilerin tutarlı parlaklık seviyelerine sahip göstergeler almasını sağlar. Bu belgede spesifik derece kodları veya aralıkları detaylandırılmamış olsa da, böyle bir sistem tipik olarak cihazları farklı uygulama gereksinimlerini karşılamak veya minimum bir performans seviyesini garanti etmek için kategorilere (örneğin, yüksek parlaklık, standart parlaklık) gruplamayı içerir. 2:1 ışık şiddeti eşleştirme oranı, tek bir cihaz içindeki varyasyonu kontrol eden ilgili bir özelliktir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tipik elektriksel/optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler tipik olarak şunları içerir:İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi): Bu, LED'den geçen akım ile üzerindeki gerilim arasındaki ilişkiyi gösterir. Doğrusal değildir ve karakteristik bir "diz" gerilimine (yaklaşık tipik Vf 2,6V) sahiptir; bunun üzerinde küçük gerilim artışlarıyla akım hızla artar.Işık Şiddeti - İleri Akım (L-I Eğrisi): Bu grafik, ışık çıktısının sürücü akımı arttıkça nasıl arttığını gösterir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır ancak çok yüksek akımlarda doyuma ulaşabilir.Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı: Bu eğri, ortam sıcaklığı yükseldikçe ışık çıktısının nasıl azaldığını göstererek termal yönetimin ve akım düşürmenin önemini vurgular.Spektral Dağılım: Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizildiği bir grafik, 588 nm'deki tepe noktasını ve 15 nm yarı genişliği göstererek sarı renk emisyonunu doğrular.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Boyut Çizimi

Paket boyutları bir çizimde sağlanmıştır (metinde atıfta bulunulmuş ancak detaylandırılmamıştır). Tüm boyutlar milimetre (mm) cinsinden belirtilmiştir. Bu boyutlar için standart tolerans, spesifik bir özellik notu aksini belirtmedikçe ±0,25 mm'dir (bu, ±0,01 inç'e eşdeğerdir). Bu çizim, PCB (Baskılı Devre Kartı) yerleşimi için kritiktir; ayak izinin ve delik desenlerinin fiziksel cihazla eşleşmesini sağlar.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite Tanımlama

Cihaz 10 pinli bir konfigürasyona sahiptir. Dupleks (iki rakamlı) ortak anotlu bir göstergedir. Pin bağlantısı şu şekildedir: Pin 1: Katot G; Pin 2: Pin Yok (muhtemelen mekanik bir yer tutucu veya kullanılmayan); Pin 3: Katot A; Pin 4: Katot F; Pin 5: Ortak Anot (Rakam 2); Pin 6: Katot D; Pin 7: Katot E; Pin 8: Katot C; Pin 9: Katot B; Pin 10: Ortak Anot (Rakam 1). "Ortak anot" konfigürasyonu, her rakam için LED'lerin anotlarının dahili olarak birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili katot pini düşük seviyeye çekilmeli (toprağa veya bir akım havuzuna bağlanmalı) ve rakamın ortak anot pini yüksek seviyeye çekilmelidir (akım sınırlayıcı bir direnç üzerinden pozitif beslemeye bağlanmalı).

5.3 Dahili Devre Şeması

Bir dahili devre şemasına atıfta bulunulmaktadır. Ortak anotlu, iki rakamlı, 7 segmentli bir gösterge için bu şema tipik olarak şunları gösterir: İki ortak anot düğümü, her rakam için bir tane (pin 10 ve 5). Yedi katot hattı (A, B, C, D, E, F, G), her biri her iki rakamdaki ilgili segment LED'ine bağlıdır. Her segment LED'i (örneğin, rakam 1'in "A" segmenti ve rakam 2'nin "A" segmenti) aynı katot pinini paylaşır ancak anotu kendi rakamının ortak anotuna bağlıdır. Bu çoklama düzeni, göstergeyi kontrol etmek için gereken toplam pin sayısını azaltır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Sağlanan temel montaj özelliği lehimleme işlemi içindir. Cihaz maksimum 260°C lehimleme sıcaklığına dayanabilir. Bu maruziyet maksimum 3 saniye süreyle sınırlandırılmalıdır. Sıcaklık, bileşenin PCB üzerindeki oturma düzleminin 1,6mm altında ölçülür. Bu kılavuz, LED çiplerine veya plastik pakete termal hasarı önlemek için dalga lehimleme veya reflow lehimleme işlemleri için kritiktir. Manuel lehimleme için, minimum temas süresi ile sıcaklık kontrollü bir havya kullanılmalıdır. Yarı iletken bağlantılarını korumak için taşıma ve montaj sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemlerine uyulmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu gösterge, net, güvenilir sayısal gösterge gerektiren herhangi bir uygulama için uygundur. Örnekler şunları içerir: Dijital multimetreler ve osiloskoplar. Gerilim, akım veya sıcaklık için panel metreler. Mikrodalga fırınlar, dijital saatler veya ses ekipmanları gibi tüketici cihazları. Endüstriyel kontrol ve otomasyon panelleri. Test ve ölçüm ekipmanları. Otomotiv yan sanayi göstergeleri (çalışma sıcaklık aralığı göz önünde bulundurularak). Düşük güç gereksinimi nedeniyle taşınabilir pil ile çalışan cihazlar.

7.2 Tasarım Hususları ve Devre Uygulaması

Bir sürücü devresi tasarlarken, birkaç faktör çok önemlidir:Akım Sınırlama: Her segmentin seri bir akım sınırlayıcı direnci olmalıdır. Direnç değeri, besleme gerilimi (Vcc), LED ileri gerilimi (Vf, tip. 2,6V) ve istenen ileri akım (If) temel alınarak hesaplanır. Örneğin, 5V besleme ile bir segmenti 20mA'de sürmek için: R = (Vcc - Vf) / If = (5V - 2,6V) / 0,020A = 120 Ohm.Çoklama: Çok rakamlı ortak anotlu göstergeler için çoklama kullanılır. Mikrodenetleyici, katot hatları üzerinde o rakamın segment desenini çıkışlarken, sırayla bir rakamın ortak anotunu aktif hale getirir. Anahtarlama, görünür titremeyi önlemek için yeterince hızlı olmalıdır (tipik olarak >60Hz).Sürücü Entegreleri: Özel LED gösterge sürücü entegreleri (örneğin, MAX7219, TM1637) kullanmak kontrolü basitleştirir, sabit akım sürüşü sağlar ve çoklamayı dahili olarak halleder.Termal Yönetim: 25°C'nin üzerindeki akım düşürme eğrisine uyun. Gösterge kapalı bir alanda veya diğer ısı üreten bileşenlerin yakınındaysa yeterli havalandırma sağlayın.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Diğer sayısal gösterge teknolojileriyle karşılaştırıldığında, bu AlInGaP sarı LED göstergesi belirgin avantajlar sunar:Kırmızı GaAsP/GaP LED'lere Karşı: AlInGaP teknolojisi, genellikle eski kırmızı LED malzemelerine kıyasla daha yüksek verimlilik ve parlaklık ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Sarı renk, bazı uygulamalarda daha iyi görünürlük veya estetik tercih sunabilir.LCD'lere (Sıvı Kristal Ekranlar) Karşı: LED'ler yayıcıdır (kendi ışıklarını üretir), bu da onları arka ışık olmadan düşük ışık koşullarında kolayca görünür kılar, oysa yansıtmalı LCD'ler ortam ışığı gerektirir. LED'ler çok daha geniş bir görüş açısına ve daha hızlı bir tepki süresine sahiptir. Ancak, LCD'ler tipik olarak statik göstergeler için önemli ölçüde daha az güç tüketir.VFD'lere (Vakum Floresan Ekranlar) Karşı: LED'ler katı haldedir, daha sağlamdır, daha uzun ömre sahiptir ve nispeten yüksek bir anot gerilimi gerektiren VFD'lere kıyasla daha basit, daha düşük gerilimli sürücü elektroniği gerektirir. Bu spesifik cihazın temel farklılaştırıcıları, 0,3 inç rakam yüksekliği, sarı emisyon için AlInGaP malzemesi, ortak anot konfigürasyonu ve parlaklık, kontrast ve görüş açısındaki belirtilen performansıdır.

9. Teknik Parametrelere Dayalı Sıkça Sorulan Sorular

S: Pin 2'deki "pin yok"un amacı nedir?

C: Bu tipik olarak, üretim sürecinde hizalama için kullanılan veya paketin PCB üzerinde stabilite için simetrik bir pin sayısına sahip olmasını sağlamak için kullanılan mekanik bir yer tutucudur. Elektriksel olarak bağlı değildir.

S: Uygun akım sınırlayıcı direnci nasıl hesaplarım?

C: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (Besleme Gerilimi - LED İleri Gerilimi) / İstenen İleri Akım. Hesaplamanızda, özellikle daha düşük sıcaklıklarda akımın güvenli sınırları aşmamasını sağlamak için veri sayfasındaki maksimum ileri gerilimi (2,6V) kullanın.

S: Bu göstergeyi 3,3V'luk bir mikrodenetleyici ile sürebilir miyim?

C: Evet, ancak baş üstü boşluğu küçüktür. Vf 2,6V ile, akım sınırlayıcı direnç için yalnızca 0,7V kalır. 20mA'de bu yalnızca 35 Ohm'luk bir direnç gerektirir. Parlaklık biraz daha düşük olabilir. Genellikle daha düşük bir sürücü akımı (örneğin, 10-15mA) kullanmak veya daha yüksek gerilimli bir kaynak sağlayabilen bir sürücü entegresi kullanmak daha iyidir.

S: "Işık şiddeti için kategorize edilmiş" ifadesi tasarımım için ne anlama geliyor?

C: Bu, göstergelerin parlaklığa göre test edildiği ve sınıflandırıldığı anlamına gelir. Satın alırken, belirli bir parlaklık "grubundan" birimler alabilirsiniz. Bir üründe tutarlı bir görünüm için, belirli bir parlaklık derecesine ihtiyacınız olup olmadığını belirtmek veya bir üretim serisi için tüm birimleri aynı üretici partisinden temin etmek önemlidir.

S: Akım düşürmesi neden gereklidir?

C: LED verimliliği sıcaklık arttıkça azalır. Bir LED'i daha yüksek bir bağlantı sıcaklığında aynı akımda sürmek, daha fazla ışık değil, daha fazla ısı üretir; bu da potansiyel olarak termal kaçak ve arızaya yol açabilir. Akımı düşürmek, yüksek ortam sıcaklıklarında güç dağılımını ve ısı üretimini azaltarak uzun vadeli güvenilirliği sağlar.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: İki Rakamlı Voltmetre Okuma Tasarımı

Bir tasarımcı, basit bir 0-99V DC voltmetre göstergesi oluşturuyor. Netliği ve boyutu için bu göstergiyi seçiyor. Sistem, gerilimi ölçmek için ADC'li bir mikrodenetleyici kullanıyor. Mikrodenetleyicinin G/Ç pinleri LED'ler için yeterli akımı sağlayamaz/çekemez. Tasarımcı, sabit akım çıkışları ve çoklama desteği olan özel bir LED sürücü entegresi seçiyor. Sürücü göstergeye bağlanır: sürücünün segment çıkışları gösterge katot pinlerine (A-G) bağlanır ve sürücünün iki rakam sürücüsü ortak anot pinlerine (10 ve 5) bağlanır. Mikrodenetleyici, seri bir arayüz (örneğin, SPI veya I2C) üzerinden sürücü entegresi ile iletişim kurarak rakam değerlerini gönderir. Sürücü entegresi çoklamayı halleder, titremeyi önlemek için her rakamı 500Hz'de tazeler. Akım sınırlama, parlaklık ve güç tüketimini dengelemek için sürücü entegresi içinde segment başına 15mA olarak ayarlanır, beklenen çalışma sıcaklığında 25mA sürekli değerinin oldukça altında kalır. PCB yerleşimi, boyut çizimindeki tam ayak izini içerir; daha yüksek ortalama akım taşıyabilecek ortak anot pinlerindeki pedlerde termal rahatlama bulunur.

11. Prensip Tanıtımı

Cihaz, yarı iletken malzemelerde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yapısı bir p-n eklemi oluşturur. Eklemin bariyer potansiyelini (ileri gerilim, Vf) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler eklem bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu enerji öncelikle foton (ışık) formunda açığa çıkar. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Bu cihaz için, bileşim yaklaşık 588 nm dalga boyunda foton üretecek şekilde ayarlanmıştır; bu sarı ışık olarak algılanır. Saydam olmayan GaAs alt tabaka, saçılan ışığı emmeye yardımcı olarak, aydınlatılmamış segmentlerin hafifçe aydınlanmış görünmesine neden olabilecek iç yansımaları önleyerek kontrastı iyileştirir.

12. Gelişim Trendleri

Bunun gibi LED gösterge teknolojisinin evrimi, birkaç endüstri trendini takip eder:Artırılmış Verimlilik: Devam eden malzeme bilimi araştırmaları, AlInGaP ve diğer LED malzemelerinin iç kuantum verimliliğini (IQE) ve ışık çıkarma verimliliğini iyileştirmeyi amaçlar; bu da daha düşük akımlarda daha yüksek parlaklığa yol açar.Küçültme: Optik performansı korurken veya iyileştirirken daha küçük piksel/rakam aralıkları ve daha düşük profilli paketler için sürekli bir çaba vardır.Geliştirilmiş Güvenilirlik ve Ömür: Paketleme malzemeleri, çip bağlama yöntemleri ve fosfor teknolojisindeki (beyaz LED'ler için) iyileştirmeler, çalışma ömrünü ve sıcaklık ve zaman üzerindeki stabiliteyi uzatmaya devam eder.Entegrasyon: Trendler arasında sürücü devrelerinin, akım sınırlayıcıların veya hatta mikrodenetleyicilerin doğrudan gösterge modülüyle entegre edilmesi yer alır; bu da son kullanıcının tasarım sürecini basitleştirir.Daha Geniş Renk Gamları ve Yeni Malzemeler: Bu cihaz sarı için AlInGaP kullanırken, GaN (Galyum Nitrür) ve alaşımları (InGaN, AlGaN) gibi malzemeler üzerindeki araştırmalar, yüksek verimli mavi, yeşil ve beyaz LED'leri mümkün kılmıştır. Diğer malzeme sistemleri kullanarak verimli kırmızı ve kehribar LED'lerin peşinde koşulmaya devam etmektedir. Sayısal göstergeler için trend, modern ürün tasarımlarına kolayca entegre edilebilen daha düz, daha çok yönlü modüllere doğrudur.