LTC-2623JF LED Gösterge Veri Sayfası - 0.28 İnç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Sarı Turuncu - 2.6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTC-2623JF, net sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış yüksek performanslı, dört haneli, yedi segmentli bir gösterge modülüdür. Temel işlevi, elektronik cihazlarda görsel sayısal çıktı sağlamaktır. Bu gösterimin arkasındaki temel teknoloji, LED çipleri için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesinin, şeffaf olmayan Galyum Arsenür (GaAs) alt tabaka üzerine monte edilmiş olarak kullanılmasıdır. Bu özel malzeme seçimi, cihazın karakteristik Sarı Turuncu emisyon rengini yüksek verimlilik ve parlaklıkla elde etmek için kritik öneme sahiptir. Gösterge, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmış gri yüzey ve beyaz segmentlere sahiptir. Işık şiddetine göre kategorize edilir, bu da üretim partilerinde seçim tutarlılığı sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Cihaz, bir dizi profesyonel ve endüstriyel uygulama için uygun hale getiren birkaç önemli avantaj sunar. Düşük güç gereksinimi, pil ile çalışan veya enerji tasarruflu cihazlar için önemli bir faydadır. Mükemmel karakter görünümü, yüksek parlaklık ve yüksek kontrast, görüntülenen sayıların uzaktan ve ortam ışığında kolayca okunabilir olmasını sağlar. Geniş görüş açısı, cihazın kullanılabilirliğini genişleterek, önemli bir netlik kaybı olmadan çeşitli pozisyonlardan okunabilmesini sağlar. LED teknolojisine özgü katı hal güvenilirliği, mekanik veya diğer gösterge türlerine kıyasla uzun çalışma ömrü ve şok ve titreşime karşı direnç anlamına gelir. Bu gösterge için birincil hedef pazarlar arasında, güvenilir, net ve verimli sayısal gösterim gerektiren enstrümantasyon panelleri, test ve ölçüm ekipmanları, endüstriyel kontrol sistemleri, tıbbi cihazlar ve tüketici elektroniği yer alır.

2. Teknik Parametrelerin Derin Nesnel Yorumu

Veri sayfası, LTC-2623JF göstergesinin çalışma sınırlarını ve performansını tanımlayan kapsamlı bir elektriksel ve optik parametre seti sağlar. Bu parametreleri anlamak, uygun devre tasarımı ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için gereklidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• Segment Başına Güç Dağılımı:70 mW. Bu, sürekli DC çalışma altında bireysel bir LED segmenti tarafından güvenli bir şekilde ısı olarak dağıtılabilecek maksimum güç miktarıdır. Bu sınırın aşılması, yarı iletken bağlantıya termal hasar riski taşır.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:60 mA. Bu değer, 1/10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliği ile darbe koşullarında geçerlidir. Parlaklıkta anlık tepe değerler elde etmek için daha yüksek akımın kısa sürelerle uygulanmasına izin verir, çoğullama şemaları için kullanışlıdır.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Bu, oda sıcaklığında sürekli çalışma için önerilen maksimum akımdır. Veri sayfası, 25°C üzerinde 0.33 mA/°C'lik bir güç azaltma faktörü belirtir, yani aşırı ısınmayı önlemek için maksimum izin verilen sürekli akımın ortam sıcaklığı arttıkça azaltılması gerekir.
• Segment Başına Ters Gerilim:5 V. Bu değerden büyük bir ters öngerilim uygulamak, bozulmaya ve LED'e zarar verebilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C. Cihaz, bu sıcaklık aralığında çalışmak ve depolanmak üzere derecelendirilmiştir.
• Lehim Sıcaklığı:Maksimum 260°C, maksimum 3 saniye, oturma düzleminin 1.6mm altında ölçülür. Bu, PCB montajı sırasındaki reflow lehimleme işlemi için kritik bir parametredir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, Ta=25°C'de ölçülen tipik performans parametreleridir ve normal çalışma koşulları altında beklenen davranışı sağlar.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):I_F=1mA'da 320 ila 800 μcd. Bu parametre, ışık çıktısını ölçer. Geniş aralık, bir sınıflandırma işlemini gösterir; cihazlar gerçek ölçülen şiddetlerine göre kategorize edilir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):I_F=20mA'da 611 nm (tipik). Bu, optik çıkış gücünün en yüksek olduğu dalga boyudur. Bu AlInGaP cihazı için, görünür spektrumun sarı-turuncu bölgesine düşer.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):17 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir. Daha küçük bir değer, daha monokromatik (saf renk) bir çıktı anlamına gelir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):605 nm (tipik). Bu, insan gözü tarafından ışık kaynağının rengiyle en iyi eşleşen tek dalga boyudur, tepe dalga boyu ile yakından ilişkilidir.
• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):I_F=20mA'da 2.05V ila 2.6V. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir. Aralık, normal üretim varyasyonlarını hesaba katar.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):V_R=5V'da 100 μA (maks). Bu, LED maksimum değeri dahilinde ters öngerilimli olduğunda akan küçük sızıntı akımıdır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):2:1 (maks). Bu, tek bir cihaz içindeki en parlak ve en sönük segmentler veya rakamlar arasındaki maksimum izin verilen oranı belirtir, böylece tekdüze bir görünüm sağlanır.

3. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

Göstergenin fiziksel yapısı ve boyutları, nihai ürüne mekanik entegrasyon için kritik öneme sahiptir.

3.1 Paket Boyutları

LTC-2623JF, delikli PCB montajı için uygun standart bir çift sıralı paket (DIP) ayak izine sahiptir. Temel boyutsal özellik, 0.28 inç (7.0 mm) rakam yüksekliğidir. Sağlanan çizimdeki tüm boyutlar, aksi belirtilmedikçe ±0.25 mm standart toleranslarla milimetre cinsindendir. Tasarımcılar, montaj deliklerinin ve gövde için boşluğun kesin yerleşimi için tam boyut çizimine başvurmalıdır.

3.2 Pin Bağlantısı ve Polarite Tanımlama

Cihaz 16 pinli bir yapılandırmaya sahiptir. Çoğullamalı ortak anot mimarisini kullanır. Bu, her bir rakam için LED'lerin anotlarının dahili olarak birbirine bağlandığı (örneğin, pin 1 rakam 1 için ortak anot, pin 14 rakam 2 için vb.), her segmentin (A-G, DP ve iki nokta üst üste segmentleri L1-L3) katotlarının ise rakamlar arasında paylaşıldığı anlamına gelir. Bu tasarım, gerekli sürücü pin sayısını 32'den (4 rakam * 8 segment) 16'ya önemli ölçüde düşürerek verimli çoğullamaya olanak tanır. Pinout tablosu, her bir pinin işlevini açıkça tanımlar, birkaçBağlantı Yok(NC) pini ve fiziksel pini olmayan bir konumu (pin 10) içerir. Ortak anot pinlerinin ve segment katot pinlerinin doğru tanımlanması, uygun devre tasarımı ve yazılım kontrolü için gereklidir.

3.3 Dahili Devre Şeması

Dahili devre şeması, çoğullamalı ortak anot mimarisini görsel olarak temsil eder. Dört ortak anot düğümünü (rakam başına bir tane) ve her bir segment ve iki nokta üst üste katodunun dört rakam boyunca karşılık gelen LED'lere nasıl bağlandığını gösterir. Bu şema, göstergenin doğru şekilde sürülmesi için gereken elektriksel topolojiyi anlamak için paha biçilmezdir; belirli bir rakamdaki belirli bir segmenti aydınlatmak için, karşılık gelen ortak anot pininin yüksek seviyeye çekilmesi (veya bir akım kaynağı üzerinden Vcc'ye bağlanması) ve istenen segment katot pininin düşük seviyeye çekilmesi (toprağa bağlanması) gerektiğini doğrular.

4. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Montaj sırasında uygun işlem, güvenilirlik için çok önemlidir.

4.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Veri sayfası, lehimleme için izin verilen maksimum termal profili açıkça belirtir: oturma düzleminin 1.6mm altında (genellikle PCB yüzeyinde) ölçülen, maksimum 3 saniye süreyle 260°C tepe sıcaklığı. Bu parametre, reflow fırını profili oluşturma sırasında kesinlikle uyulmalıdır. Bu sınırların aşılması, dahili tel bağlantılarına zarar verebilir, LED epoksi lensini bozabilir veya paketin katmanlarını ayırabilir.

4.2 Önlemler ve Depolama Koşulları

• ESD (Elektrostatik Deşarj):Açıkça belirtilmemiş olsa da, LED'ler yarı iletken cihazlardır ve ESD'ye duyarlı olabilir. Standart ESD işlem prosedürlerinin (topraklanmış bileklikler, antistatik paspaslar ve iletken paketleme kullanımı) kullanılması önerilir.
• Temizlik:Lehimlemeden sonra temizlik gerekirse, plastik paket ve epoksi lens ile uyumlu yöntemler ve çözücüler kullanın. Mikro çatlaklara neden olabileceğinden ultrasonik temizlikten kaçının.
• Depolama:Cihaz, -35°C ila +85°C arasındaki belirtilen sıcaklık aralığında, tercihen nem emilimini ve terminal oksidasyonunu önlemek için düşük nemli, antistatik bir ortamda depolanmalıdır.

5. Uygulama Önerileri

5.1 Tipik Uygulama Senaryoları

LTC-2623JF, parlak, güvenilir, çok haneli sayısal gösterim gerektiren herhangi bir uygulama için idealdir. Yaygın kullanımlar şunları içerir: dijital multimetreler ve pensampermetreler, frekans sayaçları, proses zamanlayıcıları ve sayaçları, sıcaklık kontrolörleri, tartılar, tıbbi izleme ekipmanları (örneğin, tansiyon monitörleri), otomotiv tanı araçları ve endüstriyel kontrol paneli okumaları.

5.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Çalışma akımını ayarlamak için her bir ortak anot veya segment katot yoluna (sürücü topolojisine bağlı olarak) seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç (veya sabit akım sürücü devresi) kullanılmalıdır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Muhafazakar bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F (2.6V) kullanın.
• Çoğullama Sürücü Devresi:4 rakamı sadece 16 pinle kontrol etmek için bir çoğullama tekniği kullanılır. Bir mikrodenetleyici, bir rakamın segment desenini çıkışlarken, sırayla bir rakamın ortak anodunu aktifleştirir. Bu, tüm rakamların aynı anda yanıyormuş gibi görünmesini sağlamak için yüksek bir frekansta (tipik olarak >100Hz) gerçekleşir. Sürücü, bir rakamın aydınlatılan segmentlerinin tepe akımını sağlayabilmelidir.
• Görüş Açısı ve Montaj:Hedeflenen kullanıcının görüş pozisyonunu dikkate alın. Geniş görüş açısı faydalıdır, ancak optimum parlaklık için gösterge, görüş yönüne dik olarak monte edilmelidir.
• Isı Yönetimi:Güç dağılımı düşük olsa da, yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya daha yüksek akımlarla sürerken, güç azaltılmış akım sınırları içinde kalmak için gösterge etrafında yeterli havalandırma sağlayın.

6. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTC-2623JF, öncelikle AlInGaP teknolojisini kullanması ve belirli performans özellikleri ile kendini farklılaştırır.

• Standart GaAsP veya GaP LED'lere Karşı:AlInGaP teknolojisi, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunarak aynı sürücü akımı için daha fazla parlaklık sağlar. Ayrıca daha iyi sıcaklık stabilitesi ve daha uzun ömür sağlar.
• Daha Büyük veya Daha Küçük Rakam Gösterimlerine Karşı:0.28 inç rakam yüksekliği, okunabilirlik ve kompaktlık arasında bir denge sunar, taşınabilir cihazlar için daha küçük 0.2 inç gösterimler ile panel montajı için daha büyük 0.5 inç veya 1 inç gösterimler arasında yer alır.
• Tek Renkli ve Çok Renkli Gösterimlere Karşı:Bu, tek renkli Sarı Turuncu bir göstergedir. Durum göstergesi gerektiren uygulamalar için (örneğin, alarm için kırmızı, normal için yeşil), çok renkli veya iki renkli bir gösterge daha uygun olacaktır.
• Ortak Katot Yapılandırmasına Karşı:Ortak anot seçimi genellikle sürücü devresi tarafından belirlenir. Açık drenaj/çekme yeteneklerine sahip mikrodenetleyiciler daha yaygındır, bu da MCU'nun segment akımını doğrudan çekmesine izin verdiği için ortak anot göstergelerini sık bir seçim haline getirir.

7. Teknik Parametrelere Dayalı Sıkça Sorulan Sorular

S: Neden Işık Şiddeti (320-800 μcd) için bir aralık var?

C: Bu, cihazın ışık şiddeti sınıflarında satıldığını gösterir. Üreticiler, LED'leri gerçek çıktılarına göre test eder ve sınıflandırır. Bir üretim serisinde daha tekdüze göstergeler için daha dar bir sınıf belirtebilirsiniz.

S: Bu göstergeyi 5V besleme ile sürebilir miyim?

C: Evet, ancak bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Örneğin, bir segmenti I_F=20mA, V_F=2.4V ve 5V besleme ile sürmek için: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Standart 120 veya 150 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır.

S: "Çoğullamalı Ortak Anot" yazılımım için ne anlama geliyor?

C: Yazılımınız bir ekran yenileme rutini uygulamalıdır. Bir döngüde şu adımları izler: 1) Tüm rakam anot sürücülerini KAPAT. 2) Rakam 1 için segment desenini (katot verisi) çıktıla. 3) Rakam 1 için anot sürücüsünü AÇ. 4) Kısa bir süre bekleyin (örneğin, 2-5ms). 5) Rakam 2, sonra Rakam 3, sonra Rakam 4 için 1-4. adımları tekrarlayın ve ardından Rakam 1'e geri dönün.

S: Tepe İleri Akım 60mA, ancak Sürekli Akım sadece 25mA. 60mA'yi sürekli kullanabilir miyim?

C: Hayır. 60mA değeri, düşük bir görev döngüsünde (%10) çok kısa darbe süreleri (0.1ms genişlik) içindir. 60mA'yi sürekli kullanmak, 70mW güç dağılımı değerini çok aşar ve LED segmentini hızla tahrip eder.

8. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: 4 Haneli Dijital Voltmetre Okuması Tasarlama

Bir tasarımcı, bir tezgah üstü güç kaynağı oluşturuyor ve net bir voltaj okumasına ihtiyaç duyuyor. Parlaklığı ve okunabilirliği için LTC-2623JF'yi seçiyor. Mikrodenetleyicinin 16 kullanılabilir G/Ç pini var, bu da gösterge pin sayısıyla mükemmel şekilde eşleşiyor. Tasarımcı, segmentler (A, B, C, D, E, F, G, DP) için akım çekmek üzere çıkış olarak yapılandırılmış 8 pin kullanıyor. Diğer dört pin, dört ortak anoda akım sağlamak için açık drenaj çıkışları olarak yapılandırılmıştır (her biri, kümülatif segment akımını yönetmek için küçük bir transistör üzerinden). Kalan 4 pin kullanılmayan NC pinleridir. Göstergeyi çoğullamak, ADC'den bir değer okumak ve onu 7 segment desenlerine dönüştürmek için yazılım yazılır. Akım sınırlayıcı dirençler, ortak anot hatlarına (veya seçilen topolojiye bağlı olarak segment hatlarına) yerleştirilir. Gri yüzey/beyaz segment tasarımı, güç kaynağının metal paneli karşısında mükemmel kontrast sağlar.

9. Prensip Tanıtımı

LTC-2623JF'nin çalışma prensibi, bir yarı iletken p-n bağlantısında elektrolüminesansa dayanır. Diyotun açılma gerilimini (bu AlInGaP malzemesi için yaklaşık 2.0-2.6V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler bağlantı boyunca enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yarı iletkenin aktif bölgesinde yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) şeklinde salınır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlInGaP, kırmızıdan sarı-yeşil spektrumuna karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir; bu cihazdaki tam bileşim, Sarı Turuncu emisyon (605-611 nm) için ayarlanmıştır. Yedi segment formatı, klasik "8" deseninde birden fazla bireysel LED çipini (veya çip bölümlerini) düzenleyerek oluşturulur, her segment elektriksel olarak izole edilmiştir, böylece bağımsız olarak veya çoğullama şeması aracılığıyla kontrol edilebilir.

10. Gelişim Trendleri

LTC-2623JF gibi göstergelerin evrimi, optoelektronikteki daha geniş trendleri takip eder. Sürekli olarakdaha yüksek verimliliğe, elektriksel girişin watt'ı başına daha fazla ışık (lümen) üretmeye doğru bir itiş vardır, bu da pil ömrü ve enerji tasarrufu için çok önemlidir.Geliştirilmiş renk oluşturma ve doygunlukda gelişim alanlarıdır, ancak tek renkli sayısal göstergeler için daha az kritiktir. Alfasayısal veya çok renkli uygulamalar için trend,daha yüksek piksel yoğunluğuna(aynı alanda daha fazla segment veya nokta matris elemanı) veçoklu renklerin veya tam RGB yeteneğinintek bir pakette entegrasyonuna doğrudur. Bir diğer önemli trend, delikli paketlerden (bu DIP gibi)yüzey montaj cihazı (SMD)paketlerine geçiştir, bu da daha küçük, daha hafif ve daha otomatik montaja olanak tanır. Ayrıca,sürücü elektroniğinin(sabit akım sürücüleri, çoğullayıcılar ve hatta basit denetleyiciler gibi) doğrudan gösterge modülüyle entegrasyonu artmaktadır, bu da son mühendis için tasarım görevini basitleştirir ve ana PCB'deki bileşen sayısını azaltır.