LTS-3361JG 7-Segment LED Display Teknik Veri Sayfası - Rakam Yüksekliği 0.3 inç (7.62mm) - İleri Voltaj 2.6V - Yeşil (572nm) - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

LTS-3361JG, AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) yarı iletken teknolojisini kullanan, tek haneli, 7 segmentli alfanümerik bir gösterge modülüdür. Bu cihazın temel işlevi, elektronik ekipmanlarda yüksek okunabilirliğe sahip sayısal ve sınırlı alfanümerik çıktı sağlamaktır. Temel uygulama alanları, ölçüm cihazları, tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri ve net, parlak bir sayısal okuma gerektiren her türlü cihazdır.

Cihaz, 0,3 inç (7,62 mm) hane yüksekliği ile karakterize edilir; bu da ekran boyutu ile kompaktlık arasında mükemmel bir denge sunar. Çeşitli aydınlatma koşullarında optimum okunabilirlik için yüksek kontrast sağlamak üzere tasarlanmış, beyaz segmentli gri bir yüze sahiptir. Performansının anahtarı, saydam olmayan bir GaAs substratı üzerinde büyütülmüş AlInGaP malzemesinin kullanılmasıdır; bu da yeşil dalga boyu spektrumunda yüksek parlaklık ve verimlilik sağlar.

1.1 Core Advantages & Target Market

LTS-3361JG, piyasadaki konumunu tanımlayan birkaç belirgin avantaj sunar:

• High Brightness & Contrast: AlInGaP çipleri, 1mA gibi düşük bir sürüş akımında 200 ila 800 µcd arasında bir ışık şiddeti üretir ve parlak aydınlatılmış ortamlarda dahi görünürlüğü garanti eder.
• Düşük Güç Tüketimi: Verimlilik için tasarlanmış olup, minimum güç gerektirir ve bu da onu pil ile çalışan veya güce duyarlı uygulamalar için uygun kılar.
• Excellent Character Appearance & Uniformity: Segmentler sürekli ve düzgündür, boşluk veya düzensizlik olmadan temiz, profesyonel görünümlü bir rakam sağlar.
• Geniş Görüş Açısı: Optik tasarım, geniş bir açı yelpazesinden net okunabilirlik sağlayarak kullanıcı deneyimini geliştirir.
• Katı Hal Güvenilirliği: LED tabanlı bir cihaz olarak, filamanlı ekranlar gibi eski teknolojilere kıyasla uzun çalışma ömrü, darbeye dayanıklılık ve üstün güvenilirlik sunar.
• Kategorize Işık Şiddeti: Cihazlar yoğunluklarına göre sınıflandırılır, bu da tasarımcıların bir üründeki birden fazla birimde tutarlı parlaklık için parçaları seçmesine olanak tanır.

Hedef pazar, güvenilir, net ve verimli bir sayısal ekranın gerekli olduğu test ve ölçüm ekipmanları, otomotiv gösterge panelleri (ikincil ekranlar), ev aletleri, tıbbi cihazlar ve endüstriyel kontrol sistemleri tasarımcılarını içerir.

2. Teknik Özelliklerin Derinlemesine İncelenmesi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel teknik parametrelerin detaylı ve nesnel bir analizini sunar.

2.1 Photometric & Optical Characteristics

Bu parametreler, ekranın ışık çıktısını ve renk özelliklerini tanımlar.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V): 200 µcd (Min) ile 800 µcd (Typ) arasında değişir, ileri akımda (I_F) 1mA. Bu, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör tarafından ölçülen algılanan parlaklıktır. Geniş aralık, bir gruplandırma işlemini gösterir; tasarımcılar bu varyasyonu hesaba katmalı veya tekdüze bir görünüm için daha dar bir grup belirtmelidir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 572 nm. Bu, ışığın algılanan rengidir ve onu spektrumun yeşil bölgesine yerleştirir. Renk odaklı uygulamalar için temel bir parametredir.
• Tepe Salım Dalga Boyu (λ_p): 571 nm (Tipik). Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur, baskın dalga boyuna çok yakındır ve spektral olarak saf bir yeşil çıkışı gösterir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 15 nm (Tipik). Bu, spektral bant genişliğini ölçer. 15 nm'lik bir değer nispeten dardır ve yeşil bir LED için iyi renk saflığını doğrular.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m): 2:1 (Maksimum). Bu, tek bir cihaz içindeki en parlak ve en loş segment arasındaki izin verilen maksimum orandır. 2:1 veya daha düşük bir oran, rakam genelinde kabul edilebilir bir düzgünlük sağlar.

2.2 Elektriksel Özellikler

Bu parametreler devre tasarımı ve güç yönetimi için kritik öneme sahiptir.

• Segment Başına İleri Yönlü Gerilim (V_F): 2.6V (Maks) I_F=20mA'da. Tipik değer yaklaşık 2.05V'dur. Akım sınırlayıcı devre tasarlanırken bu gerilim düşümü dikkate alınmalıdır. Sürücü devresi, nominal akımda segmentin doğru şekilde aydınlatılmasını sağlamak için en az 2.6V sağlamalıdır.
• Segment Başına Sürekli İleri Yönlü Akım (I_F): 25°C'de 25 mA (Maks). Bu, hasar riski olmadan tek bir segmente sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akımdır.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı: Darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) 60 mA (Maks.). Bu, çoklama şemalarına veya daha yüksek algılanan parlaklık için kısa süreli aşırı sürüme olanak tanır.
• Akım Derecelendirme Azaltması: Maksimum sürekli akım, ortam sıcaklığı (T) 25°C'nin üzerinde olduğunda, 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşürülmelidir._aBu, kritik bir termal yönetim hususudur.
• Segment Başına Ters Voltaj (V_R): 5V (Maks.). Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, LED eklemini kalıcı olarak hasara uğratabilir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R): V=5V'de 100 µA (Maks.). Bu, LED ters kutuplandığındaki sızıntı akımıdır._RHer Segment Başına Güç Harcaması (P
• 70 mW (Maks.). V_D): * I_F olarak hesaplanır._FBu limit, her bir segmentin termal yükünü yönetir.

2.3 Thermal & Environmental Ratings

• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -35°C ila +85°C. Cihaz endüstriyel ve genişletilmiş ticari ortamlar için uygundur.
• Depolama Sıcaklık Aralığı: -35°C ila +85°C.
• Lehim Sıcaklığı: Oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, maksimum 260°C'ye kadar 3 saniyeye kadar dayanır. Bu, standart kurşunsuz reflow lehimleme profilleri ile uyumludur.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın \"Luminous Intensity için Kategorize Edildiğini\" belirtir. Bu, bir binning işlemini ima eder.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması: Geniş I_V aralığı (200-800 µcd), LED'lerin üretim sonrasında farklı ışık şiddeti sınıflarına ayrıldığını gösterir. Birden fazla ekranda tutarlı parlaklık gerektiren uygulamalar için (örneğin, çok haneli bir panel), aynı ışık şiddeti sınıfından parçaların belirtilmesi esastır.
• İleri Voltaj Sınıflandırması: Açıkça sınıflandırılmış olarak belirtilmese de, verilen aralık (2.05V Tipik, 2.6V Maks) doğal varyasyonu gösterir. Hassas uygulamalarda veya büyük dizilerde, düzgün akım dağılımı için voltaj eşleştirmesi de bir dikkat noktası olabilir.
• Dalga Boyu Sınıflandırması: Baskın dalga boyu tek bir tipik değer (572 nm) olarak belirtilmiştir. Bu ürün için dalga boyu gruplandırması büyük olasılıkla çok sıkıdır veya birincil bir sınıflandırma kriteri değildir, çünkü tek bir yeşil renk belirtilmiştir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Belirtilen metinde spesifik grafikler detaylandırılmamış olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler tipik olarak şunları içerir:

• İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi): Bu doğrusal olmayan eğri, uygulanan voltaj ile ortaya çıkan akım arasındaki ilişkiyi gösterir. "Diz" voltajı yaklaşık 2.0V civarındadır; bu noktadan sonra küçük voltaj artışlarıyla akım hızla yükselir ve kararlı parlaklık için sabit akım sürücüsü gerektirir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (I-L Eğrisi): Bu eğri genellikle geniş bir aralıkta doğrusaldır. Işık şiddeti, ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır; bu da parlaklığın PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) veya analog akım ayarı ile kontrol edilmesine olanak tanır.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi: AlInGaP LED'ler için, ışık çıkışı tipik olarak eklem sıcaklığı arttıkça azalır. İleri akım için güç azaltma spesifikasyonu, parlaklık ve ömrü korumak için bu termal etkiyi yönetmekle doğrudan bağlantılıdır.
• Spektral Dağılım: Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizildiği, belirtilen 15 nm yarı genişlikle 571-572 nm civarında bir tepe noktası gösteren grafik.

5. Mechanical & Package Information

5.1 Fiziksel Boyutlar

Paket, standart tek haneli 7 segmentli LED ekran şeklidir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden olup standart tolerans \u00b10.25 mm'dir. Ana boyutlar, paketin toplam yüksekliği, genişliği ve derinliği, rakam yüksekliği (7.62mm) ve segmentler arasındaki boşluğu içerir. Kesin yer kaplama alanı, PCB (Baskılı Devre Kartı) yerleşimi için kritik öneme sahiptir.

5.2 Pinout & Polarity Identification

LTS-3361JG bir Ortak Katot cihazdır. Bu, tüm LED segment katotlarının dahili olarak ortak pinlere (Pin 1 ve Pin 6) bağlı olduğu, her segment anodunun ise kendi pinine sahip olduğu anlamına gelir. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili anot pinine HIGH (akım sınırlayıcı bir direnç üzerinden pozitif voltaj) uygulanmalı ve ortak katot pin(ler)i GROUND'a (LOW) bağlanmalıdır.

Pin Bağlantısı:
1. Ortak Katot
2. Anot F (Sağ-üst segment)
3. Anot G (Orta segment)
4. Anot E (Sağ-alt segment)
5. Anot D (Alt segment)
6. Ortak Katot
7. Anot DP (Ondalık Nokta)
8. Anot C (Sol alt segment)
9. Anot B (Sol üst segment)
10. Anot A (Üst segment)

Not: Pin 1 ve Pin 6 her ikisi de ortak katottur ve PCB üzerinde eşit akım dağılımını sağlamak için birlikte bağlanmalıdır.

5.3 Dahili Devre Şeması

The internal diagram shows ten pins connecting to the eight LED elements (segments A-G plus DP). The two common cathode pins (1 & 6) are tied together internally. This configuration is standard for a common-cathode, single-digit display.

6. Soldering & Assembly Guidelines

• Reflow Lehimleme: Standart SMT reflow işlemleriyle uyumludur. Maksimum derecelendirilmiş lehim sıcaklığı 3 saniye için 260°C'dir. Bu sınır içinde kalmak için, tepe sıcaklığı 245-250°C arasında olan standart kurşunsuz bir profil önerilir.
• El Lehimleme: Manuel lehimleme gerekliyse, plastik paket ve iç tel bağlantılarına termal hasarı önlemek için maksimum 350°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir havya kullanın ve her pim için temas süresini 3 saniyeden az ile sınırlayın.
• Temizlik: Sadece LED epoksi ve plastik malzemelerle uyumlu temizlik maddeleri kullanın. Belirli paket için güvenli olduğu doğrulanmadıkça ultrasonik temizlikten kaçının.
• ESD (Elektrostatik Deşarj) Önlemleri: Açıkça belirtilmemiş olsa da, LED'ler genellikle ESD'ye karşı hassastır. Uygun ESD önlemleriyle (topraklanmış çalışma istasyonları, bilek kayışları) kullanın.
• Depolama Koşulları: Belirtilen sıcaklık aralığında (-35°C ila +85°C) kuru, anti-statik bir ortamda depolayın.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın sürücü yöntemi multiplexingÇok haneli göstergeler için, bir mikrodenetleyici her bir hanenin ortak katodunu sırayla aktifleştirirken, o haneye ait segment desenini ortak anot hatlarına çıkarır. Bu, gereken sürücü pin sayısını önemli ölçüde azaltır. Segmentler için yeterli akım sağlamak amacıyla genellikle sabit akımlı bir sürücü IC'si veya transistör dizisi kullanılır.

Akım Sınırlayıcı Direnç Hesaplaması: Doğrudan sürüş için gereklidir. Formül: R = (V_besleme - V_F) / I_F. Örnek: 5V besleme için, V_F=2.2V ve I_F=10mA: R = (5 - 2.2) / 0.01 = 280 Ω. En yakın standart değer kullanılır (örneğin, 270 Ω veya 330 Ω). Doğrudan sürülüyorsa, segment anodu başına bir direnç gereklidir.

7.2 Tasarım Hususları

• Parlaklık Kontrolü: Ekranı karartmak için katot veya anot sürücülerinde PWM kullanın. Bu, DC akımını değiştirmekten daha etkili ve verimlidir.
• Görüş Açısı: Geniş görüş açısı dikkate alınarak ekranı konumlandırın; böylece son kullanıcı için en iyi görünürlük sağlanır.
• Termal Yönetim: Yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları için geçerli güç azaltma kılavuzlarına uyun. Maksimum akımlarda veya yakınında sürüş yapılıyorsa yeterli PCB bakır alanı veya havalandırma sağlayın.
• Decoupling: Görüntüleme biriminin güç pinleri yakınına, özellikle çoklama tasarımlarında gürültüyü bastırmak için küçük bir seramik kapasitör (örneğin, 100nF) yerleştirin.

8. Technical Comparison & Differentiation

Eski teknolojilerle karşılaştırıldığında Red GaAsP LEDs, AlInGaP tabanlı LTS-3361JG, belirli bir akım için önemli ölçüde daha yüksek parlaklık ve verimlilik sunar. Bazı modern fosforlu beyaz veya mavi LED'ler, fosfor dönüşümünün karmaşıklığı ve verim kaybı olmadan saf, doygun bir yeşil renk sağlar.

Temel farklılığı, spesifik kombinasyonunda yatmaktadır: 0.3 inç rakam yüksekliği, ortak katot konfigürasyonu, saf yeşil AlInGaP emisyonu ve karakterize edilmiş yoğunluk grupları. Rakip ürünler farklı çip teknolojileri (örn. mavi/yeşil için InGaN), farklı paket renkleri (örn. siyah yüz) kullanabilir veya ortak anot olabilir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S1: Bu ekranı doğrudan 3.3V'luk bir mikrodenetleyici piminden sürebilir miyim?
C: Mümkün, ancak dikkatli olunmalıdır. Tipik V_F 2.05V'dur ve bir GPIO piminin çıkış yüksek voltajı (V_OH) 3.3V besleme geriliminde 2.64V kadar düşük olabilir. Akım sınırlama direnci için gerilim payı (3.3V - 2.6V = 0.7V) çok azdır. Mikrodenetleyici arayüzü için bir transistör veya sürücü entegresi kullanmak daha güvenlidir.

Q2: Neden iki ortak katot pini (1 ve 6) var?
A: Bu, mekanik simetri ve geliştirilmiş akım dağılımı içindir. PCB'nizdeki her iki pini de toprağa bağlamak, akım yükünün dengelenmesine yardımcı olur, segment parlaklık düzgünlüğünü ve uzun vadeli güvenilirliği potansiyel olarak iyileştirebilir.

Q3: Tepe Emisyon Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?
A: Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p) yayılan ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın Dalga Boyu (λ_d) insan gözünün ışık kaynağının rengiyle eşleşen tek dalga boyudur. Bu yeşil LED gibi tek renkli bir kaynak için bunlar birbirine çok yakındır.

Q4: Çok haneli bir tasarımda tutarlı parlaklığı nasıl sağlarım?
A: 1) Sabit akım sürücü devresi kullanın. 2) Gerekirse, her hane için yazılım kalibrasyonu veya PWM ayarı uygulayın. 3) En önemlisi, tedarikçinizden aynı ışık şiddeti grubundaki LED'leri belirleyin ve kullanın.

10. Design-in Case Study

Senaryo: Basit bir 4 haneli voltmetre ekranı tasarlama.

1. Bileşen Seçimi: Okunabilirlikleri ve genellikle \"açık\" veya \"normal\" durumuyla ilişkilendirilen yeşil renkleri nedeniyle dört adet LTS-3361JG ekran seçilmiştir.
2. Sürüş Şeması: Tüm ekranı sürmek için 12 G/Ç pinine (8'i segment anotları A-G, DP ve 4'ü hane katotları için) sahip bir mikrodenetleyici kullanılarak bir çoklama şeması seçilmiştir.
3. Devre Tasarımı: The segment anode lines are connected in parallel across all four digits. Each digit's common cathode pins (1 & 6) are connected together and then to an NPN transistor sink. The microcontroller turns on one transistor (digit) at a time while outputting the corresponding 7-segment code on the anode lines. The refresh rate is set above 60 Hz to avoid flicker.
4. Akım Hesaplaması: Çoklanmış bir ekran için, aynı ortalama parlaklığı elde etmek üzere segment başına anlık akım daha yüksek olabilir. Görev döngüsü 1/4 (4 basamak) ise, ortalama I_{F_avg} 5mA olması için, aktif zamanındaki anlık akım I_{F_inst olmalıdır.} = I_{F_avg} / Görev Döngüsü = 5mA / 0.25 = 20mA. Bu, sürekli akım değeri dahilindedir ancak seçilen çoklama frekansı için tepe akım değerine karşı kontrol edilmelidir.
5. PCB Yerleşimi: Ekranlar, boyut çizimine göre hassas aralıklarla yerleştirilmiştir. Ortak katot bağlantıları için izler, bir rakam tamamen yandığında (örneğin, '8' sayısı) kümülatif segment akımını taşımak üzere daha geniş yapılmıştır.

11. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTS-3361JG, AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) Yarı iletken malzeme. Bu, alüminyum, indiyum, galyum ve fosfor atomlarının bir kristal kafes içinde düzenlendiği bir III-V bileşik yarı iletkendir. İleri yönde polarmalandığında, elektronlar ve delikler PN ekleminin aktif bölgesinde yeniden birleşerek enerjiyi fotonlar (ışık) şeklinde salar. Kristaldeki Al, In, Ga ve P'nin belirli oranı, yasak enerji aralığını belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. 572 nm civarındaki yeşil ışık yayılımı için kesin bir bileşim gerekir.

Çipler, bir şeffaf olmayan GaAs (Galyum Arsenür) substratı üzerinde üretilirBu alt tabaka, üretilen ışığın bir kısmını emer, ancak AlInGaP malzeme sistemi kendi başına oldukça verimlidir. Işık, çipin üst yüzeyinden yayılır. Paketin gri yüzeyi ve beyaz segment difüzörü, sırasıyla ortam ışığını emerek ve çipten yayılan yeşil ışığı verimli bir şekilde dağıtarak kontrastı artırmaya yardımcı olur.

12. Teknoloji Trendleri

Bu spesifik ürün olgun ve güvenilir AlInGaP teknolojisini kullanırken, daha geniş LED ekran pazarı trendleri şunları içerir:

• Daha Yüksek Verimlilik: Devam eden malzeme bilimi araştırmaları, tüm LED renklerinin iç kuantum verimliliğini (IQE) ve ışık çıkarma verimliliğini (LEE) iyileştirerek, aynı parlaklık için güç tüketimini azaltmayı amaçlamaktadır.
• Miniaturizasyon: Daha küçük piksel aralıkları ve daha yüksek yoğunluklu ekranlara doğru bir eğilim olsa da, bağımsız 7 segmentli cihazlar için 0,3 inç boyutu okunabilirlik açısından popüler bir standart olmaya devam etmektedir.
• Entegrasyon: Daha fazla ekran, sürücü IC'sini doğrudan modül paketine entegre ederek tasarımcılar için harici devreyi basitleştirmektedir.
• Alternatif Teknolojiler: Tam renkli veya yüksek çözünürlüklü uygulamalar için MicroLED ve gelişmiş OLED gibi teknolojiler gelişmektedir. Ancak, basit, sağlam, parlak ve düşük maliyetli tek haneli sayısal göstergeler için, güvenilirlikleri, uzun ömürleri ve sadelikleri nedeniyle AlInGaP ve InGaN tabanlı LED'ler baskın konumlarını korumaktadır.

LTS-3361JG, yerleşik yarı iletken fiziği ve paketleme tekniklerine dayanarak performans, maliyet ve güvenilirliği dengeleyen, kendi nişinde iyi optimize edilmiş bir çözümü temsil eder.