LTS-3861JF LED Gösterge Veri Sayfası - 0,3 inç (7,62mm) Rakam Yüksekliği - AlInGaP Sarı Turuncu - 2,6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-3861JF, tek haneli, 7 segment artı sağ tarafta ondalık noktalı bir LED gösterge modülüdür. Temel işlevi, elektronik cihazlarda net, yüksek görünürlüklü sayısal ve sınırlı alfasayısal karakter çıktısı sağlamaktır. Çekirdek teknoloji, spektrumun sarı-turuncu bölgesinde yüksek verimli ışık üretmesiyle bilinen Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. Cihaz, kontrastı ve okunabilirliği artıran beyaz segmentli gri bir yüze sahiptir. Ortak anot konfigürasyonu olarak tasarlanmıştır ve birçok mikrodenetleyici tabanlı uygulamada sürücü devresini basitleştirir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu gösterge modülünün temel avantajları, AlInGaP yapısı ve tasarımından kaynaklanmaktadır. Yüksek parlaklık ve mükemmel kontrast sunar, bu da çeşitli aydınlatma koşullarında görünürlüğün kritik olduğu uygulamalar için uygun hale getirir. Geniş görüş açısı, ekranın eksen dışı konumlardan da okunabilir kalmasını sağlar. Düşük güç gereksinimi ve katı hal güvenilirliği, tüketici ve endüstriyel elektroniklerde uzun süreli kullanım için ideal kılar. Ana hedef pazarlar, basit ve güvenilir bir sayısal okumanın gerekli olduğu ölçüm panelleri, satış noktası ekipmanları, ev aletleri, endüstriyel kontrol üniteleri ve iletişim cihazlarını içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen elektriksel ve optik özelliklerin ayrıntılı ve nesnel bir yorumunu sunar.

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

Işık şiddeti kategorize edilmiştir ve 1mA ileri akımda tipik değer 600 mikrokandela (ucd)'dir. Bu parametre, CIE fotopik göz tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür, böylece değerin insanın parlaklık algısıyla ilişkili olması sağlanır. Baskın dalga boyu 605 nanometredir (nm), çıktıyı kesin olarak sarı-turuncu renk aralığına yerleştirir. Spektral çizgi yarı genişliği 17 nm'dir, bu da minimum spektral yayılma ile nispeten saf, doygun bir rengi gösterir. Segmentler arasındaki ışık şiddeti eşleştirme oranı 2:1 olarak belirtilmiştir, bu da rakam boyunca tekdüze bir görünüm sağlar.

2.2 Elektriksel Parametreler

LED çip başına ileri gerilim, 20mA'de tipik olarak 2,60 Volttur. Tasarımcılar, üretim partileri arasında tutarlı parlaklık sağlamak için akım sınırlama devresini tasarlarken ileri gerilim aralığını (2,05V ila 2,60V) hesaba katmalıdır. Ters akım, 5V ters öngerilimde maksimum 100 mikroamper olarak belirtilmiştir. Bu ters gerilim durumunun yalnızca test amaçlı olduğunu not etmek son derece önemlidir; cihaz ters öngerilim altında sürekli çalışma için tasarlanmamıştır. Mutlak maksimum değerler, çalışma sınırlarını tanımlar: segment başına 70mW güç dağılımı, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0,1ms darbe) 90mA tepe ileri akımı ve 25°C'de 25mA sürekli ileri akımı, bu sıcaklığın üzerinde doğrusal olarak 0,33 mA/°C oranında azaltılır.

2.3 Termal ve Çevresel Değerler

Cihaz, -35°C ila +85°C arasında bir çalışma sıcaklığı aralığına sahiptir ve aynı depolama sıcaklığı aralığına sahiptir. Bu geniş aralık, önemli sıcaklık değişimlerine maruz kalan ortamlarda konuşlandırmayı destekler. Lehimleme sıcaklığı derecesi montaj için çok önemlidir: lehimleme sırasında bileşen gövde sıcaklığı maksimum derecesini aşmamalıdır, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1,6mm) altındaki bacaklar için 5 saniye boyunca 260°C bir kılavuz değerdir.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

Veri sayfası, cihazların ışık şiddeti için kategorize edildiğini belirtmektedir. Bu, birimlerin standart bir test akımında (genellikle 1mA veya 20mA) ölçülen ışık çıktılarına göre test edildiği ve farklı gruplara ayrıldığı anlamına gelir. Bu, tasarımcıların belirli bir uygulama için tutarlı parlaklığa sahip parçaları seçmesine olanak tanır. Bu alıntıda belirli grup kodları ayrıntılı olarak verilmemiş olsa da, 2:1 yoğunluk eşleştirme oranı belirtimi, tek bir cihaz içindeki segmentlerin makul ölçüde tekdüze parlaklığa sahip olmasını sağlar. Birden fazla ekran arasında sıkı parlaklık tekdüzeliği gerekiyorsa, tasarımcılar ayrıntılı sınıflandırma bilgileri için üreticiye danışmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında tipik performans eğrilerine atıfta bulunulmaktadır. Bu grafikler, cihazın 25°C'deki tek nokta özelliklerinin ötesindeki davranışını anlamak için gereklidir. Genellikle şunları içerir:

• IV Eğrisi (Akım vs. Gerilim):İleri gerilim ve ileri akım arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu eğri doğrusal değildir ve doğru akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücüsünü tasarlamak için çok önemlidir.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıktısının akımla nasıl arttığını gösterir. Güç dağılımını ve ömrü göz önünde bulundururken istenen parlaklık seviyesi için optimal sürücü akımını belirlemeye yardımcı olur.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Işık çıktısının eklem sıcaklığı yükseldikçe nasıl azaldığını gösterir. Bu, yüksek ortam sıcaklıklarında veya yüksek sürücü akımlarında çalışan uygulamalar için kritiktir.
• Spektral Dağılım:611nm'deki tepe noktasını ve spektral genişliği gösteren, göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizilmiş bir grafiğidir.

Bu eğriler, mühendislerin gerçek dünya, ideal olmayan koşullar altındaki performansı tahmin etmesine olanak tanır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

Göstergenin rakam yüksekliği 0,3 inç (7,62 mm)'dir. Paket boyut çizimi, PCB ayak izi tasarımı ve muhafaza montajı için kritik mekanik verileri sağlar. Ana toleranslar belirtilmiştir: çoğu boyut için ±0,25mm ve bir pim ucu kayma toleransı ±0,4 mm. Pimler için önerilen PCB delik çapı 1,40 mm'dir. Veri sayfası ayrıca, yabancı madde, segmentteki kabarcıklar, reflektörün eğilmesi ve yüzey mürekkep kirliliği ile ilgili kabul edilebilir seviyeler hakkında kalite kontrol notları içerir.

5.1 Pin Bağlantısı ve Devre Şeması

Cihaz, 10 pimli tek sıralı bir konfigürasyona sahiptir. İç devre şeması, belirli bir rakam için tüm LED'lerin anotlarının birbirine bağlandığı ortak anot tasarımını gösterir. Pin bağlantı tablosu doğru kablolama için gereklidir:
Pin 1: Ortak Anot
Pin 2: Katot F (segment)
Pin 3: Katot G (segment)
Pin 4: Katot E (segment)
Pin 5: Katot D (segment)
Pin 6: Ortak Anot (dahili olarak Pin 1'e bağlı)
Pin 7: Katot D.P. (Ondalık Nokta)
Pin 8: Katot C (segment)
Pin 9: Katot B (segment)
Pin 10: Katot A (segment)
Çift anot pimleri (1 ve 6), akım dağılımına yardımcı olur ve PCB üzerinde birbirine bağlanabilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow ve Manuel Lehimleme

Otomatik lehimleme işlemleri için, koşul oturma düzleminin 1,6mm altında ölçüldüğünde 5 saniye boyunca 260°C olarak belirtilmiştir. Manuel lehimleme için, 350°C ±30°C gibi daha yüksek bir havya sıcaklığına izin verilir, ancak temas süresi 5 saniye içinde sınırlandırılmalıdır. Bu zaman-sıcaklık profillerinin aşılması, iç epoksiyi, LED çiplerini veya tel bağlantılarını hasara uğratabilir.

6.2 Depolama ve Taşıma

Alıntıda açıkça ayrıntılandırılmamış olsa da, standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleri LED cihazlar için geçerlidir. Nem emilimini ve diğer bozulmaları önlemek için, belirtilen depolama sıcaklığı aralığında (-35°C ila +85°C) kontrollü bir ortamda anti-statik ambalajda saklanmalıdır.

7. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

Ortak anot bir ekran olduğu için, anotlar tipik olarak bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden pozitif bir besleme gerilimine (Vcc) bağlanır veya tercihen bir sabit akım kaynağı veya akım kaynağı olarak yapılandırılmış bir mikrodenetleyici pimi (yeteneği dahilindeyse) tarafından sürülür. Katot pimleri, bir segmenti açmak için toprağa (akım çekmek için) bağlanır. Bu, ortak katot ekranın tam tersidir. Birkaç rakamı çoğullamak, I/O pimlerinden tasarruf etmek için yaygın bir tekniktir; burada anotlar hızla anahtarlanırken karşılık gelen katot desenleri sunulur.

7.2 Kritik Tasarım Uyarıları

"Dikkat" bölümü birkaç hayati noktayı vurgular:
1. Akım Sınırlama Zorunludur:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Termal kaçak ve tahribatı önlemek için her zaman seri bir direnç veya aktif sabit akım devresi gereklidir.
2. İleri Gerilim Değişimini Dikkate Alın:Devre, tam VF aralığı (2,05V-2,60V) üzerinde amaçlanan sürücü akımını sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.
3. Ters Öngerilimden Kaçının:Sürücü devresi, güç döngüleri sırasında ters gerilim darbelerini önlemek için koruma (paralel bir diyot gibi) içermelidir.
4. Termal Yönetim:Sürücü akımı, yüksek ortam sıcaklıkları için azaltılmalıdır. Aşırı akım veya yüksek çalışma sıcaklığı, hızlanmış ışık çıktısı bozulmasına ve erken arızaya yol açar.
5. Uygulama Kapsamı:Cihaz standart elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Güvenlik açısından kritik uygulamalar (havacılık, tıbbi vb.) için özel danışma ve nitelik gereklidir.

8. Güvenilirlik ve Test

Cihaz, askeri (MIL-STD), Japon (JIS) ve iç standartlara dayanan kapsamlı bir güvenilirlik testleri paketinden geçer. Bunlar şunları içerir:
- Çalışma Ömrü Testi (RTOL):Maksimum derecelendirilmiş akımda 1000 saat.
- Çevresel Stres Testleri:Yüksek Sıcaklık/Nem Depolama, Yüksek/Düşük Sıcaklık Depolama, Sıcaklık Döngüsü ve Termal Şok.
- İşlem Sağlamlık Testleri:Lehim Direnci ve Lehimlenebilirlik testleri.
Bu testler, cihazın üretim, depolama ve uzun süreli çalışmanın zorluklarına dayanma yeteneğini doğrular.

9. Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-3861JF'nin temel farklılaşması, sarı-turuncu emisyon için AlInGaP teknolojisini kullanmasında yatar. GaAsP gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar, bu da daha parlak ve tutarlı çıktı ile sonuçlanır. Gri yüzey/beyaz segment tasarımı, tamamen dağınık paketlere kıyasla üstün kontrast sağlar. 0,3 inçlik rakam boyutu, daha küçük, daha az okunabilir ekranlar ile daha büyük, daha yüksek güçlü ekranlar arasında belirli bir nişi hedefler.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Ortak anot ve ortak katot arasındaki fark nedir?
A: Ortak anot bir ekranda, tüm LED anotları Vcc'ye bağlanır ve segmentler akım çekilerek (katodu düşük seviyeye getirerek) AÇILIR. Ortak katotta, tüm katotlar toprağa bağlanır ve segmentler akım sağlanarak (anodu yüksek seviyeye çıkararak) AÇILIR. Sürücü devresi tip ile eşleşmelidir.

S: Akım sınırlayıcı direnç değerini nasıl hesaplarım?
A: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (V_besleme - VF_LED) / I_istenen. VF aralığının alt ucunda yeterli akım sağlamak için veri sayfasındaki maksimum VF'yi (2,60V) kullanın. 5V besleme ve 20mA istenen akım için: R = (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ohm. Direnç güç derecesini her zaman kontrol edin: P = I^2 * R.

S: Bu ekranı doğrudan bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?
A: Bu, MCU'nun pin akımı sağlama/çekme kapasitesine bağlıdır. Birçok MCU, sağlayabileceğinden daha fazla akım çekebilir. Ortak anot bir ekran (akım çekme) için, segment akımı (örneğin, 10-20mA) MCU'nun pin başına ve toplam paket limiti içindeki akım çekme özelliği dahilindeyse doğrudan sürebilirsiniz. Bir sürücü IC (örneğin, TPIC6B595 akım çekici sürücülü 74HC595 kaydırmalı kaydedici veya özel bir LED sürücü), çoğullama ve daha yüksek akım sağlamak için sıklıkla kullanılır.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Basit bir dijital zamanlayıcı ekranı tasarlama.
Dört LTS-3861JF rakamı, dakika ve saniyeleri (DD:SS) göstermek için kullanılır. Sınırlı I/O pinine sahip bir mikrodenetleyici seçilir.Uygulama:Çoğullama kullanın. Dört rakamın tüm karşılık gelen segment katotlarını (A, B, C, D, E, F, G, DP) birbirine bağlayın. Bu sekiz hat, çıkış olarak yapılandırılmış sekiz mikrodenetleyici pinine (akım çekmek için) bağlanır. Her rakamın ortak anot pini, toplam rakam akımını (8 segment * 20mA = 160mA'ya kadar) işleyebilen küçük bir NPN transistör (örneğin, 2N3904) üzerinden ayrı bir mikrodenetleyici pinine bağlanır. Mikrodenetleyici, bir transistörü açarken (bir rakamı etkinleştirirken) aynı anda o rakam için segment desenini katot hatlarına çıkararak hızla döngü yapar. >100Hz'lik bir yenileme hızı görünür titremeyi önler. Akım sınırlayıcı dirençler ya katot hatlarına ya da anot yollarına yerleştirilir.

12. Teknoloji Prensibi

AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit), bir III-V bileşik yarı iletkendir. İleri öngerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve enerjiyi foton formunda serbest bırakır. Kristal kafesteki Al, In, Ga ve P'nin özel oranı, bant aralığı enerjisini belirler, bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar. Sarı-turuncu ışık (~605nm) için belirli bir bileşim kullanılır. AlInGaP, bir GaAs substratı üzerinde büyütülür. Kırmızı-sarı renkler için diğer malzeme sistemlerine kıyasla yüksek iç kuantum verimliliği ve yüksek sıcaklıklarda iyi performansı ile bilinir.

13. Endüstri Trendleri

Ayrık LED ekranlardaki trend, daha yüksek verimlilik, daha geniş renk gamı ve yüzey montaj teknolojisi (SMT) ile entegrasyona doğrudur. AlInGaP, yüksek performanslı kehribar ve kırmızı için baskın kalmaya devam ederken, AllnGaN tabanlı cihazlar yeşil ve sarı spektruma daha da ilerlemektedir. Ayrıca, büyük ekranlar için daha ince aralıklı, doğrudan görüşlü LED modüllerine doğru genel bir endüstri kayması vardır, bu da bazı uygulamalarda ayrık segmentli rakamlara olan talebi azaltmaktadır. Ancak, endüstriyel ve tüketici cihazlarında basit, düşük maliyetli, yüksek güvenilirli sayısal okumalar için, LTS-3861JF gibi segmentli LED ekranlar, basitlikleri, dayanıklılıkları ve kolay arayüzleri nedeniyle sağlam ve pratik bir çözüm olmaya devam etmektedir.