LTP-15801KD 16-Segment Alfanumerik LED Ekran Veri Sayfası - 1,5 İnç Rakam Yüksekliği - Hiper Kırmızı (650nm) - 2,6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

LTP-15801KD, tek haneli, 16 segmentli alfanumerik ışık yayan diyot (LED) ekran modülüdür. Temel işlevi, elektronik cihazlar ve ölçüm aletleri için net, yüksek görünürlüklü sayısal ve sınırlı alfabetik karakter çıktısı sağlamaktır. Çekirdek teknoloji, yüksek verimliliği ve ışık şiddeti ile bilinen bir Hiper Kırmızı emisyon üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken malzemesini kullanır. Cihaz, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artıran, beyaz segment işaretlemeli siyah bir yüze sahiptir. Üretim partileri arasında tutarlı bir parlaklık sağlamak için ışık şiddetine göre sınıflandırılmıştır; bu, tek tip görünümün kritik olduğu uygulamalar için önemlidir.

2. Teknik Parametrelerin Derin Nesnel Yorumu

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Optik performans, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ve segment başına 20mA ileri akımda (IF) standart test koşulunda tanımlanır. Ana parametre olan Ortalama Işık Şiddeti (Iv), tipik olarak 27,3 milikandela (mcd) değerine sahiptir. Bu değer, yanan segmentlerin algılanan parlaklığını temsil eder. Cihaz, görünür spektrumun derin kırmızı bölgesine düşen 650 nanometre (nm) Tepe Emisyon Dalga Boyunda (λp) ışık yayar. Baskın Dalga Boyu (λd) 639 nm olarak belirtilmiştir. Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ) 20 nm'dir; bu, yayılan ışık bandının spektral saflığını veya darlığını gösterir. 2:1 (maksimum) bir Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı belirtilmiştir; bu, tek bir birim içindeki en parlak ve en sönük segment arasındaki parlaklık farkının bu oranı aşmaması gerektiği anlamına gelir ve görsel tekdüzeliği sağlar.

2.2 Elektriksel Parametreler

Elektriksel karakteristikler, güvenilir kullanım için çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar. Mutlak Maksimum Değerler sınırları belirler: segment başına maksimum 70 mW Güç Dağılımı, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü) 90 mA Tepe İleri Akım ve 25°C'de segment başına maksimum 25 mA Sürekli İleri Akım (bu sıcaklığın üzerinde 0,33 mA/°C ile doğrusal olarak azalır). Segment başına maksimum Ters Gerilim (VR) 5V'dur. Normal çalışma koşullarında (IF=20mA), segment başına tipik İleri Gerilim (VF) 2,6V'dur, maksimum değeri ise 5,2V'dur. VR=5V'da Ters Akım (IR) maksimum 100 µA'dır. Bu parametreler, akım sınırlayıcı devre tasarımı ve LED'in erken arızaya neden olabilecek koşullara maruz kalmamasını sağlamak için çok önemlidir.

2.3 Termal ve Çevresel Özellikler

Cihaz, -35°C ila +85°C arasında bir Çalışma Sıcaklığı Aralığı ve aynı Depolama Sıcaklığı Aralığı için derecelendirilmiştir. Bu geniş aralık, hem tüketici hem de endüstriyel ortamlarda kullanıma uygun olmasını sağlar. Kritik bir işleme özelliği, bileşenin oturma düzleminin 1,6mm (1/16 inç) altındaki bir noktada ölçülen, maksimum 3 saniye süre için maksimum 260°C Lehim Sıcaklığıdır. Bu yeniden akış lehimleme profiline uyulması, LED çiplerine, iç bağlantılara ve plastik pakete termal hasar gelmesini önlemek için esastır.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Sınıflandırılmış" olduğunu belirtmektedir. Bu, üretilen birimlerin standart bir test akımında ölçülen ışık çıktılarına göre sınıflandırıldığı (binlendiği) bir üretim prosesini ifade eder. Bu belgede spesifik sınıf kodları detaylandırılmamış olsa da, böyle bir sistem, tasarımcıların tutarlı parlaklık seviyelerine sahip ekranları temin edebilmesini sağlar. Bu, özellikle çok haneli ekranlarda veya birden fazla birimin yan yana kullanıldığı ürünlerde, bireysel rakamlar veya cihazlar arasında fark edilebilir parlaklık değişimlerini önlemek için son derece önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED bileşenleri için standart olan "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Sağlanan metinde spesifik grafikler yer almasa da, bu eğriler tipik olarak ileri akım (IF) ile ileri gerilim (VF) arasındaki ilişkiyi, ışık şiddeti (Iv) ile ileri akım (IF) arasındaki ilişkiyi ve ışık şiddetinin ortam sıcaklığı ile değişimini gösterir. Bu eğriler tasarımcılar için paha biçilmez değerdedir. VF-IF eğrisi, uygun sürücü gerilimi ve seri direncin seçilmesine yardımcı olur. Iv-IF eğrisi, parlaklığın akımla nasıl arttığını gösterir, ancak aynı zamanda azalan verim ve artan ısı noktasını da vurgular. Iv-Ta eğrisi, LED'lerin negatif sıcaklık katsayısını gösterir; burada bağlantı sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışı azalır ve bu da termal yönetim kararlarını bilgilendirir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Boyutlar ve Dış Hat

Paket, delikli tip (DIP) bir ekrandır. Tüm kritik boyutlar, aksi belirtilmedikçe genel toleransı ±0,25 mm olacak şekilde milimetre cinsinden verilmiştir. Temel özellik, görüntülenen karakterin fiziksel boyutunu tanımlayan 1,5 inç (38 mm) rakam yüksekliğidir. Çizim, segment düzenini (A1, A2, B, C, D1, D2, E, F, G1, G2, H, I, J, K, L, M) ve cihazın baskılı devre kartı (PCB) üzerindeki genel ayak izini detaylandırır.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite Tanımlama

Cihaz 17 pinli bir konfigürasyona sahiptir. Pin 1, ORTAK ANOT olarak tanımlanmıştır. Bu kritik bir polarite tanımlayıcısıdır; diğer tüm pinler (2'den 17'ye kadar) bireysel segmentler veya ondalık nokta için KATOT'tur. İç devre şeması, ortak anot konfigürasyonunu doğrular; bu, tüm LED segment anotlarının dahili olarak ortak pine (Pin 1) bağlı olduğu anlamına gelir. Bir segmenti aydınlatmak için, ortak anot pini pozitif bir gerilime (akım sınırlayıcı bir direnç üzerinden) bağlanmalı ve ilgili katot pini toprağa (mantıksal düşük) çekilmelidir. Pin bağlantı tablosu, her bir katot pin numarasını karşılık gelen segmentiyle açıkça eşler (örneğin, Pin 2 = G1, Pin 3 = E, vb.). Pakete ayrıca sağ tarafta bir ondalık nokta entegre edilmiştir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Birincil montaj talimatı, lehimleme işlemi ile ilgilidir. Mutlak Maksimum Değerler'de belirtildiği gibi, bileşen maksimum 3 saniye süreyle maksimum 260°C lehim (yeniden akış) sıcaklığına dayanabilir. Bu, kurşunsuz lehim kullanan dalga veya yeniden akış lehimleme prosesleri için standart bir profildir. Plastik muhafazanın eğrilmesini, renginin solmasını veya çatlamasını ve iç tel bağlantılarının ve yarı iletken çiplerin termal stresten korunmasını önlemek için montaj sırasında süre ve sıcaklığın kontrol edilmesi zorunludur. Bir havya ile manuel lehimleme de hızlı ve kontrollü ısı ile yapılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Spesifik parça numarası LTP-15801KD'dir. "LTP" öneki muhtemelen ürün ailesini (LED ekran) belirtir, "15801" 1,5 inç boyutu ve 16 segment tipini gösterebilir ve "KD" rengi (Hiper Kırmızı) ve belki de ortak anot konfigürasyonunu belirten bir sonek olabilir. Veri sayfası, toplu paketleme (örneğin, tüpler, tepsiler veya makaralar) veya minimum sipariş miktarları hakkında detay sağlamaz. Üretim için, üreticinin veya distribütörün paketleme özelliklerine danışmak gerekir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, tek, yüksek görünürlüklü bir rakam veya karakter gerektiren uygulamalar için uygundur. Yaygın kullanımlar şunları içerir: voltaj, akım veya sıcaklık okumaları için panel metreler; dijital saatler veya zamanlayıcılar; endüstriyel kontrol panelleri; test ve ölçüm ekipmanları; ve tek bir parametrenin görüntülendiği mikrodalga fırınlar veya ses yükselticiler gibi tüketici cihazları.

8.2 Tasarım Hususları

Sürücü Devresi:Ortak anotlu bir ekran, akım çeken bir sürücü gerektirir. Her segment katodu, aktif olduğunda gerekli akımı (örneğin, 20mA) çekebilen bir sürücüye bağlanmalıdır. Ortak anot tipik olarak akım sınırlayıcı bir direnç üzerinden pozitif beslemeye bağlanır. Alternatif olarak, sıcaklık üzerinde daha iyi parlaklık tekdüzeliği ve kararlılığı için sabit akımlı bir sürücü IC'si kullanılabilir.
Çoklama (Multiplexing):Bu tek haneli bir ekran olsa da, birden fazla hane kullanılırsa prensip geçerlidir. Tüm hanelerin segmentleri paralel bağlanabilir ve her hanenin ortak anodu yüksek frekansta sırayla sürülür. Bu, gerekli sürücü pin sayısını önemli ölçüde azaltır.
Akım Sınırlama:İleri akımı ayarlamak için ortak anot ile seri bağlı harici bir direnç zorunludur. Direnç değeri R = (Vcc - VF) / IF formülüyle hesaplanır; burada Vcc besleme gerilimi, VF LED'in ileri gerilimi (güvenlik için maksimum değer kullanın) ve IF istenen ileri akımdır (örneğin, 20mA).
Görüş Açısı:Veri sayfası, "Geniş Görüş Açısı" iddiasında bulunur; bu, ekranın eksen dışı konumlardan görüntülenebileceği uygulamalar için faydalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma

LTP-15801KD'nin temel farklılaştırıcı özelliği, Hiper Kırmızı emisyon için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) teknolojisini kullanmasıdır. Standart GaAsP (Galyum Arsenür Fosfür) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP LED'ler önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar; bu, aynı miktarda elektrik akımı için daha fazla ışık (daha yüksek mcd) ürettikleri anlamına gelir. Ayrıca genellikle daha iyi sıcaklık kararlılığına ve daha uzun çalışma ömrüne sahiptirler. Daha basit bir 7 segmentli ekranın aksine, 16 segmentli tasarım, daha dolu bir alfanumerik karakter setinin (A-Z, 0-9 ve bazı semboller) temsil edilmesine izin vererek, tamamen sayısal ekranlara kıyasla çok yönlülüğünü artırır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Tepe Dalga Boyu (650nm) ile Baskın Dalga Boyu (639nm) arasındaki fark nedir?
C: Tepe Dalga Boyu, emisyon spektrumunun maksimum yoğunluğa sahip olduğu dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu, LED'in gerçek geniş spektrumlu çıktısıyla aynı algılanan rengi üretecek olan tek renkli ışığın dalga boyudur. Kırmızı LED'ler için baskın dalga boyu genellikle tepe dalga boyundan biraz daha kısadır.

S: Neden maksimum sürekli akım 25mA ama tepe darbe akımı 90mA?
C: Sürekli akım, cihazın ısıyı dağıtma yeteneği ile sınırlıdır. 25mA'de, güç dağılımı (VF * IF) 70mW sınırı içindedir. Darbe akımı (1/10 görev döngüsünde 90mA), daha yüksek anlık parlaklığa izin verir (çünkü ışık şiddeti kabaca akımla orantılıdır), çünkü zaman içindeki ortalama güç daha düşüktür ve aşırı ısınmayı önler. LED bağlantısının darbe aralarında soğuması için zamanı vardır.

S: Bu ekranı bir mikrokontrolöre nasıl bağlarım?
C: Pin sayısı ve akım sınırlamaları nedeniyle 17 pini doğrudan standart bir MCU'ya bağlayamazsınız. Harici sürücü devresi kullanmalısınız. Yaygın bir yaklaşım, MCU'nun GPIO pinleri tarafından kontrol edilen, sabit akım çeken özel bir LED sürücü IC'si (MAX7219 veya benzeri) veya bir transistör dizisi (ULN2003 gibi) kullanmaktır. Sürücü, katotlar için akım çekme işlemini hallederken, ortak anot bir direnç üzerinden beslenir.

11. Pratik Kullanım Örneği

Tek Haneli DC Voltmetre Tasarımı:Pratik bir uygulama, 0-9,9V'luk bir voltmetre yapmaktır. LTP-15801KD onlar basamağını (0-9) gösterebilir. Bir mikrokontrolör (örneğin, Arduino veya PIC) tarafından sürülür. MCU, ADC'si üzerinden bir analog gerilimi okur, ölçeklendirir ve doğru rakamı oluşturmak için hangi segmentlerin aydınlatılacağını belirler. 16 segment, sayıların net bir şekilde oluşturulmasını sağlar. Yukarıda açıklandığı gibi sürücü devresi, MCU'nun düşük akımlı dijital çıkışlarını LED'in daha yüksek akım gereksinimlerine arayüzler. Hiper Kırmızı renk mükemmel görünürlük sağlar. PCB düzeninde, akım sınırlayıcı dirençleri ekrana yakın yerleştirmeye ve analog okumayı etkileyebilecek gürültüyü önlemek için temiz güç kaynağı hatları sağlamaya dikkat edilmelidir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bir LED, bir yarı iletken diyottur. Anot ve katot arasına karakteristik ileri gerilimini (VF) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi yarı iletken malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede (bağlantı) p-tipi malzemeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan ışığın spesifik dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. AlInGaP, kırmızı/turuncu/sarı ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir. Bu 16 segmentli ekranda, paket içine birden fazla bireysel AlInGaP LED çipi yerleştirilmiştir ve her biri karakterin bir segmentini oluşturur. Basitleştirilmiş sürüş için ortak anot konfigürasyonunda elektriksel olarak bağlanırlar.

13. Teknoloji Trendleri

LTP-15801KD gibi delikli ekranlar prototipleme, hobi projeleri ve belirli endüstriyel uygulamalar için geçerliliğini korurken, ekran teknolojisindeki daha geniş trend yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerine doğrudur. SMD LED'ler daha küçük ayak izi, daha düşük profil sunar ve otomatik yerleştirme montajı için daha uygundur, bu da üretim maliyetlerini düşürür. Alfanumerik ekranlar için, grafiklerin görüntülenmesinde daha fazla esneklik ve daha geniş bir karakter seti sundukları için nokta matris paneller (bir ızgarada birçok küçük LED kullanan) daha yaygın hale gelmiştir. Ayrıca, organik LED (OLED) ekranlar artık tüketici elektroniğinde yaygındır; üstün kontrast, görüş açıları ve incelik sunarlar, ancak teknoloji ve uygulama açısından ayrık LED segment ekranlardan önemli ölçüde farklılık gösterirler. AlInGaP malzeme sistemi, daha yüksek verimlilik ve güvenilirlik sunarak eski LED malzemelerine göre bir ilerlemeyi temsil eder.