0,56 İnç 7-Segment LED Ekran Veri Sayfası - Rakam Yüksekliği 14,22mm - İleri Gerilim 2,6V - AlInGaP Sarı Turuncu - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-5703AJF, net ve yüksek görünürlüklü sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, tek haneli bir 7-segment LED ekran modülüdür. Temel işlevi, elektrik sinyallerini görünür bir sayısal karaktere dönüştürmektir. Çekirdek teknoloji, sarı-turuncu spektrumunda ışık üretmek için Galyum Arsenür (GaAs) substratı üzerine biriktirilmiş Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. Bu malzeme sistemi, standart Galyum Fosfit (GaP) gibi eski teknolojilere kıyasla, kehribar/turuncu renk aralığında yüksek verimliliği ve mükemmel parlaklığı nedeniyle seçilmiştir. Cihaz, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artıran açık gri yüzey ve beyaz segmentlere sahiptir.

Ekran, ortak katot tipi olarak sınıflandırılmıştır, yani bireysel LED segmentlerinin tüm katotları (negatif terminaller) dahili olarak ortak pinlere bağlanmıştır. Bu konfigürasyon, dijital ekranlarda yaygındır ve akımı çeken mikrodenetleyici veya sürücü entegre devreleri kullanıldığında devre tasarımını basitleştirir. Bu bileşenin hedef pazarı, endüstriyel kontrol panelleri, test ve ölçüm ekipmanları, tüketici cihazları, otomotiv gösterge panelleri (kritik olmayan göstergeler için) ve güvenilir, düşük güçlü bir sayısal ekran gerektiren herhangi bir gömülü sistemi içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Optik Karakteristikler

Optik performans, standart test koşulları altında (Ta=25°C) ölçülen birkaç temel parametre ile tanımlanır.Ortalama Işık Şiddeti (Iv), ileri akım (IF) 1mA olduğunda minimum 800 μcd, tipik 1667 μcd olarak belirtilmiştir ve maksimum limit belirtilmemiştir. Bu parametre, yanan segmentlerin algılanan parlaklığını gösterir. Işık şiddeti, CIE (Uluslararası Aydınlatma Komisyonu) tarafından tanımlanan fotopik (gün ışığına adapte olmuş) insan gözü tepki eğrisine yaklaşan bir sensör ve filtre kullanılarak ölçülür.

Renk karakteristikleri dalga boyu ile tanımlanır.Tepe Emisyon Dalga Boyu (λp), IF=20mA'de tipik olarak 611 nanometredir (nm). Bu, optik güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur.Baskın Dalga Boyu (λd) tipik olarak 605 nm'dir. Bu, yayılan ışığın algılanan rengiyle en iyi eşleşen tek dalga boyudur ve renk spesifikasyonu için daha önemlidir.Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ) tipik olarak 17 nm'dir ve spektral saflığı veya tepe noktası etrafında yayılan dalga boylarının yayılımını gösterir; daha dar bir yarı genişlik, daha monokromatik (saf) bir renk anlamına gelir.

2.2 Elektriksel Karakteristikler

Birincil elektriksel parametre,Segment Başına İleri Gerilim (VF)'dir. İleri akım 20mA olduğunda tipik değeri 2,6V ve maksimum değeri 2,6V'dur. Bu, LED segmenti iletken olduğunda üzerindeki gerilim düşüşüdür. Minimum değer 2,05V olarak listelenmiştir.Segment Başına Ters Akım (IR), ters gerilim (VR) 5V uygulandığında maksimum 100 μA olarak belirtilmiştir ve bu, cihazın kapalı durumdaki sızıntı karakteristiklerini gösterir.

Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı, benzer ışık alanındaki segmentler için maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir. Bu, aynı sürüş koşullarında bir segmentin parlaklığının, başka bir segmentin parlaklığının iki katından fazla olmaması gerektiği anlamına gelir, böylece rakamın düzgün görünümü sağlanır.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Hususlar

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres limitlerini tanımlar.Segment Başına Sürekli İleri Akım maksimum 25 mA olarak derecelendirilmiştir. 25°C ortam sıcaklığının (Ta) üzerinde 0,33 mA/°C'lik bir güç azaltma faktörü belirtilmiştir. Bu, termal yönetim için çok önemlidir; ortam sıcaklığı yükseldikçe, aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen maksimum akım doğrusal olarak azaltılmalıdır. Örneğin, 85°C'de maksimum akım 25 mA - (0,33 mA/°C * (85-25)°C) = 5,2 mA olacaktır.

TheSegment Başına Tepe İleri Akım 60 mA'dir, ancak sadece palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0,1ms pals genişliği). Bu, çoğullama şemaları veya artan parlaklık için kısa süreli aşırı sürüş için izin verir.Segment Başına Güç Dağılımı 70 mW'dır.Segment Başına Ters Gerilim 5V'u aşmamalıdır. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -35°C ila +105°C'dir. Lehim sıcaklığı derecelendirmesi dalga veya yeniden akış lehimlemesi içindir: paketin oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1,6mm) altındaki bir noktada 3 saniye boyunca 260°C.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazınIşık Şiddetine Göre Kategorize Edildiğini belirtmektedir. Bu, bir sınıflandırma sisteminin uygulandığı anlamına gelir. Sınıflandırma, üretilen LED'lerin üretim sonrasında ışık şiddeti, ileri gerilim ve baskın dalga boyu gibi temel parametrelere göre sıralandığı (sınıflandırıldığı) standart bir endüstri uygulamasıdır. Bu, tek bir üretim partisi veya sipariş içinde tutarlılık sağlar. Bu alıntıda belirli sınıf kodları sağlanmamış olsa da, tasarımcılar tipik sınıfların benzer Iv (örn. 800-1200 μcd, 1200-1667 μcd) ve muhtemelen benzer VF aralıklarına sahip cihazları gruplayacağının farkında olmalıdır. Birden fazla ekran arasında renk veya parlaklık tutarlılığı gerektiren kritik uygulamalar için, sıkı bir sınıf belirtmek veya aynı sınıftan cihazlar talep etmek esastır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Belirli grafikler sağlanan metinde ayrıntılı olarak verilmemiş olsa da, böyle bir cihaz için tipik karakteristik eğriler şunları içerir:

• İleri Akım (IF) - İleri Gerilim (VF) Eğrisi:Bu, üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, yaklaşık 1,8-2,0V civarında bir diz eğrisi gerilimine sahip olacak, ardından gerilimdeki küçük bir artışla akım hızla artacaktır. 2,6V'luk tipik VF değeri, bu eğriden IF=20mA'de okunur.
• Işık Şiddeti (Iv) - İleri Akım (IF) Eğrisi:Bu eğri genellikle düşük akımlarda doğrusaldır, ancak termal etkiler nedeniyle çok yüksek akımlarda doygunluk veya azalmış verimlilik gösterebilir.
• Işık Şiddeti (Iv) - Ortam Sıcaklığı (Ta) Eğrisi:Bu, LED'in bağlantı sıcaklığı arttıkça parlaklığın nasıl azaldığını gösterir. AlInGaP LED'ler tipik olarak ışık çıkışı için negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
• Spektral Dağılım Eğrisi:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizildiği bir grafik, yaklaşık 611 nm civarında bir tepe noktası ve yaklaşık 17 nm'lik bir yarı genişlik göstererek sarı-turuncu emisyonu doğrular.

Bu eğriler, tasarımcıların LED'lerin doğrusal olmayan davranışını anlaması, termal yönetimi planlaması ve uygun akım sınırlama devreleri tasarlaması için hayati öneme sahiptir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

Cihazınrakam yüksekliği 0,56 inç'tir (14,22 mm). Paket boyutları, tüm boyutları milimetre cinsinden olan bir çizimde (burada tam olarak ayrıntılı değil) sağlanmıştır. Temel toleranslar belirtilmiştir: aksi belirtilmedikçe genel boyutsal toleranslar ±0,25 mm'dir ve pin ucu kayma toleransı ±0,4 mm'dir. Bu kayma toleransı, plastik paket gövdesinden çıkan uçların küçük yanlış hizalanmalarını hesaba katar, bu da PCB ayak izi tasarımı ve otomatik yerleştirme ekipmanları için önemlidir.

Thepin bağlantı şeması, çift sıralı paket (DIP) konfigürasyonunda 10 pin ile açıkça tanımlanmıştır. Pin çıkışı şu şekildedir: 1(E), 2(D), 3(Ortak Katot), 4(C), 5(DP), 6(B), 7(A), 8(Ortak Katot), 9(F), 10(G). İki ortak katot pininin (3 ve 8) varlığı, akımın dağıtılmasına ve tek bir pindeki akım yoğunluğunun azaltılmasına yardımcı olur, bu da güvenilirlik için iyidir. Ondalık nokta (DP) anodu 5 numaralı pindedir. Dahili devre şeması, her segmenti (A-G, DP) anodu ilgili pine bağlı ve tüm katotları ortak katot pinlerine bağlı ayrı bir LED olarak gösterir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Mutlak maksimum değerler, lehimleme profilini belirtir: bileşen gövde sıcaklığı montaj sırasında maksimum derecelendirmeyi aşmamalıdır. Özellikle, lehim sıcaklığının oturma düzleminin 1/16 inç (1,6mm) altında ölçüldüğünde 3 saniye boyunca 260°C olması gerektiği belirtilir. Bu, dalga lehimlemesi için standart bir referanstır. Yeniden akış lehimlemesi için, 260°C'lik bir tepe sıcaklığına sahip standart kurşunsuz bir profil uygun olacaktır, plastik paketin veya dahili tel bağlantılarının termal hasar görmesini önlemek için sıvı üstü süresi (TAL) ve bileşen uçlarındaki tepe sıcaklık süresi kontrol edilmelidir.

Depolama koşulları belirtilen -35°C ila +105°C depolama sıcaklık aralığına uymalıdır. LED'ler için risk bazı entegre devrelere göre daha düşük olsa da, nem emilimini (yeniden akış sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilir) ve elektrostatik deşarj hasarını önlemek için bileşenleri kuru, antistatik bir ortamda saklamak tavsiye edilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Parça numarası LTS-5703AJF'dir. "AJF" soneki muhtemelen renk (Sarı Turuncu), paket tipi ve muhtemelen bir parlaklık sınıfı gibi belirli özellikleri kodlar. Veri sayfası revizyonu belirtilmiştir ve belge üreticinin mülkiyeti olarak işaretlenmiştir. Bu tür delikli bileşenler için standart paketleme, tipik olarak otomatik yerleştirme için antistatik tüplerde veya makaralı mühimmat bantlarındadır. Tüp/makar başına tam miktar ve paketleme malzemesi bu alıntıda belirtilmemiştir ancak ayrı paketleme spesifikasyonlarında mevcut olacaktır.

8. Uygulama Önerileri

Tipik Uygulama Devreleri:Ortak katotlu bir ekran olarak, tipik olarak bir mikrodenetleyici veya özel bir ekran sürücü entegre devresi (akım sınırlama dirençli bir 74HC595 kaydırmalı kaydedici veya MAX7219 gibi) tarafından sürülür. Her segment anodu bir akım sınırlama direnci gerektirir. Direnç değeri R = (Vcc - VF) / IF kullanılarak hesaplanabilir. 5V besleme (Vcc), VF=2,6V ve IF=20mA için, R = (5 - 2,6) / 0,02 = 120 Ohm'dur. İyi parlaklığı korurken ömrü artırmak ve güç tüketimini azaltmak için genellikle biraz daha yüksek bir değer (örn. 150-220 Ohm) kullanılır.

Tasarım Hususları:

• Akım Sürme:Segment başına mutlak maksimum sürekli akım olan 25 mA'yi aşmayın. Yüksek sıcaklık ortamları için güç azaltma faktörünü kullanın.
• Çoğullama:Çok haneli ekranlar için çoğullama yaygındır. Tepe akım derecelendirmesi (1/10 görev döngüsünde 60 mA), daha yüksek algılanan parlaklık elde etmek için çoğullu açık süre boyunca daha yüksek anlık akıma izin verir. Zaman içindeki ortalama akımın sürekli derecelendirmeyi aşmadığından emin olun.
• Görüş Açısı:Veri sayfası, dağınık bir merceğe sahip LED ekranların karakteristiği olan geniş bir görüş açısından bahseder. Ekranı monte ederken amaçlanan görüntüleme konumunu dikkate alın.
• PCB Yerleşimi:Boyut çizimindeki önerilen ayak izini takip edin. Deliklerin uç çapı için doğru boyutlandırıldığından ve yeterli boşluk sağlandığından emin olun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar

LTS-5703AJF'deki AlInGaP teknolojisi, eski kırmızı GaAsP veya standart GaP sarı/yeşil LED'lere kıyasla önemli avantajlar sunar:

• Daha Yüksek Parlaklık ve Verimlilik:AlInGaP, üstün ışık verimliliği sağlar, aynı sürüş akımında daha parlak ekranlar veya daha düşük güçte benzer parlaklık elde edilmesini sağlar.
• Daha İyi Renk Doygunluğu:Spektral karakteristikler daha canlı ve tutarlı bir sarı-turuncu renk sağlar.
• Katı Hal Güvenilirliği:LED'lerin kırılacak filamanları veya camları yoktur, yüksek darbe ve titreşim direnci ve çok uzun bir çalışma ömrü (tipik olarak on binlerce saat) sunar.
• Düşük Güç Gereksinimi:Düşük gerilim ve akımda çalışır, bu da pil ile çalışan cihazlar için uygun hale getirir.
• Kurşunsuz Paket:RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur, çevre düzenlemeleri olan küresel pazarlar için uygundur.

Modern yüzey montajlı cihaz (SMD) 7-segment ekranlarla karşılaştırıldığında, bu delikli versiyon prototipleme, manuel montaj ve ekran değişiminin gerekli olabileceği uygulamalar için daha kolaydır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S1: İki ortak katot pininin (3 ve 8) amacı nedir?

C1: Dahili olarak bağlıdırlar. İki pinin olması, toplam katot akımının (tüm yanan segmentlerden gelen akımların toplamı) iki fiziksel uç arasında dağıtılmasına yardımcı olur, her bir lehim noktasındaki ve uç çerçevesindeki akım yoğunluğunu ve termal stresi azaltır, böylece güvenilirliği artırır.

S2: Bu ekranı doğrudan 3,3V'luk bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

C2: Muhtemelen, ancak ileri gerilimi kontrol etmelisiniz. Tipik VF 2,6V'dur, bu nedenle 3,3V'luk bir besleme, akım sınırlama direnci için sadece 0,7V bırakır. Ohm kanunu kullanılarak, istenen 10mA akım için R = (3,3 - 2,6) / 0,01 = 70 Ohm'dur. Bu mümkündür, ancak parlaklık 20mA'deki derecelendirilmiş değerden biraz daha düşük olabilir. Mikrodenetleyici pininin gerekli akımı sağlayabildiğinden emin olun.

S3: "Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı 2:1" tasarımım için ne anlama geliyor?

C3: Tek bir cihaz içinde, aynı şekilde sürüldüğünde hiçbir segmentin, başka bir segmentten iki kat daha parlak olmayacağını garanti eder. Bu, düzensiz görünümlü bir rakamı (örn. çok sönük bir A segmenti ve çok parlak bir G segmenti) önler. Çok haneli tasarımlar için, rakamlar arasında tutarlılık sağlamak amacıyla aynı ışık şiddeti sınıfından cihazlar belirtin.

S4: Tüm ekran için güç dağılımını nasıl hesaplarım?

C4: En kötü senaryo için, tüm 8 segment (7 segment + DP) maksimum sürekli akım olan her biri 25 mA ile sürekli yanarken ve tipik VF 2,6V olduğunda. Segment başına güç = VF * IF = 2,6V * 0,025A = 65 mW. Toplam güç = 8 * 65 mW = 520 mW. Bu, LED paketinin kendisi tarafından ısı olarak dağıtılan güçtür ve kapalı alanlarda termal yönetim için dikkate alınmalıdır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Dijital Voltmetre Okuması.Basit bir tezgah üstü dijital multimetre prototipinde, LTS-5703AJF voltaj okumalarını göstermek için kullanılabilir. Bir mikrodenetleyicinin analog-dijital dönüştürücüsü (ADC) voltajı okur, işler ve 74HC595 gibi bir kaydırmalı kaydedici aracılığıyla ekranı sürer. Akım sınırlama dirençleri her segment anodu ile seri olarak yerleştirilir. Ortak katotlar, birden fazla hane kullanılıyorsa çoğullama için mikrodenetleyici tarafından kontrol edilen bir transistör tarafından anahtarlanır. Yüksek kontrast ve parlaklık, iyi aydınlatılmış laboratuvar ortamlarında okunabilirliği sağlar.

Örnek 2: Endüstriyel Sayıcı Ekranı.Bir üretim hattı parça sayacı için, ekranın güvenilir ve uzaktan görülebilir olması gerekir. 0,56 inç rakam yüksekliğine sahip LTS-5703AJF uygundur. LED ekranlar için tasarlanmış bir programlanabilir mantık denetleyicisi (PLC) çıkış modülü veya basit bir sayıcı entegre devresi aracılığıyla sürülebilir. Geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-35°C ila +105°C), sıcaklıkların dalgalanabileceği fabrika ortamları için onu sağlam kılar.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTS-5703AJF,Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken heteroyapısı üzerine epitaksiyel olarak büyütülmüş birGalyum Arsenür (GaAs) substratına dayanır. Işık yayılımı elektrolüminesans yoluyla gerçekleştirilir. Diyodun bant aralığı gerilimini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye (kuantum kuyusu) enjekte edilir. Orada, radyatif olarak yeniden birleşirler ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakırlar. AlInGaP'nin belirli alaşım bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir. Sarı-turuncu ışık için bant aralığı enerjisi yaklaşık 2,0-2,1 elektron volttur (eV). GaAs substratı yayılan ışığa opaktır, bu nedenle çip üst yüzeyden ışık yayacak şekilde tasarlanmıştır. Plastik paket, ışık çıkışını şekillendiren, çevresel koruma sağlayan ve ayırt edici segment şeklini oluşturan kalıplanmış bir mercek içerir.

13. Teknoloji Gelişim Trendleri

Bu olgun bir delikli bileşen olsa da, ekran teknolojisindeki trendler onun bağlamını etkiler. Daha geniş LED endüstrisi şu konulara odaklanmaya devam etmektedir:

• Artırılmış Verimlilik (lm/W):Devam eden malzeme bilimi araştırmaları, radyatif olmayan yeniden birleşmeyi azaltmayı ve yarı iletken çipten ışık çıkışını iyileştirmeyi amaçlar, bu da daha düşük güçte daha parlak ekranlara yol açar.
• Küçültme ve SMD Hakimiyeti:Pazar büyük ölçüde otomatik montaj, azaltılmış kart alanı ve daha düşük profil için yüzey montajlı cihaz (SMD) paketlerine kaymıştır. Bu gibi delikli ekranlar, sağlamlık, kolay elle lehimleme veya değiştirme gerektiren belirli nişler için geçerliliğini korumaktadır.
• Entegre Çözümler:Çoğullama, kod çözme ve akım kontrolünü dahili olarak ele alarak ana mikrodenetleyici arayüzünü basitleştiren entegre sürücü entegre devreli ("akıllı ekranlar") ekranlara doğru bir eğilim vardır.
• Genişletilmiş Renk Gamı ve RGB:Tam renk kapasiteli ekranlar için, mikro LED'ler dahil verimli kırmızı, yeşil ve mavi LED'lerin geliştirilmesi büyük bir trenddir. Bu tek renkli bir cihaz olsa da, temel malzeme iyileştirmeleri tüm LED renklerine fayda sağlar.
• Esnek ve Şeffaf Substratlar:Esnek veya şeffaf substratlar üzerindeki ekranlar üzerine araştırmalar aktif olsa da, bu geleneksel segmentli sayısal birimlerden ziyade gelişmiş panel ekranları için daha alakalıdır.

LTS-5703AJF, bu devam eden teknolojik gelişmeler içinde güvenilir, uygun maliyetli bir çözümü temsil etmektedir.