LTD-5223AJF LED Ekran Veri Sayfası - 0.56 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Sarı Turuncu - 2.6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTD-5223AJF, düşük güç tüketimi ile net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış yüksek performanslı, yedi segmentli alfanümerik bir ekran modülüdür. Temel işlevi, elektronik cihazlarda görsel sayısal çıktı sağlamaktır. Çekirdek teknoloji, belirgin bir sarı-turuncu ışık yayılımı üretmek için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. Bu malzeme sistemi, yüksek verimliliği ve mükemmel görünürlüğü ile bilinir. Ekran, çeşitli aydınlatma koşullarında optimum okunabilirlik için yüksek kontrast sunan açık gri yüzey ve beyaz segment rengine sahiptir.

Cihaz, sağ tarafta ondalık nokta konfigürasyonuna sahip ortak katot tipi olarak sınıflandırılmıştır. Katı hal güvenilirliği için tasarlanmış olup, uzun çalışma ömrü ve tutarlı performans sağlar. Hedef pazar, kompakt, güvenilir ve enerji verimli bir sayısal ekran gerektiren endüstriyel kontrol panelleri, test ve ölçüm ekipmanları, tüketici cihazları ve herhangi bir gömülü sistemi içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Optik Özellikler

Optik performans, ekranın işlevselliğinin merkezinde yer alır. Ortam sıcaklığında (TA) 25°C'de ölçülen temel parametreler aşağıdaki gibidir:

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):Segment başına ileri akım (I_F) 1mA ile sürüldüğünde minimum 320 µcd'den tipik 700 µcd değerine kadar değişir. Bu yüksek parlaklık seviyesi iyi bir görünürlük sağlar.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):Tipik olarak 611 nanometre (nm). Bu, görünür spektrumun sarı-turuncu bölgesindeki en yüksek spektral güç çıktısının spesifik noktasını tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Yaklaşık 17 nm. Bu parametre, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir; daha dar bir genişlik, daha doygun, saf bir renk anlamına gelir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Tipik olarak 605 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan rengin tek dalga boylu algısıdır ve algılanan sarı-turuncu tonla yakından eşleşir.
• Işık Şiddeti Eşleşme Oranı (I_V-m):Maksimum 2:1. Bu, aynı koşullar altında (I_F=1mA) sürüldüğünde aynı rakamın farklı segmentleri arasındaki izin verilen parlaklık değişimini belirtir, böylece tekdüze bir görünüm sağlanır.

Tüm ışık şiddeti ölçümleri, insan görüşüne veri uygunluğunu sağlamak için CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşmak üzere kalibre edilmiş bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak gerçekleştirilir.

2.2 Elektriksel Özellikler

Elektriksel parametreler, cihazın çalışma koşullarını ve limitlerini tanımlar:

• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 2.6V, I_F=20mA'de maksimum 2.6V. Bu, aydınlatılan bir segment üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):Ters gerilim (V_R) 5V uygulandığında maksimum 100 µA. Bu, LED ters öngerilimli olduğunda sızıntı akımının seviyesini gösterir.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Bunlar, kalıcı hasarı önlemek için hiçbir koşulda aşılmaması gereken stres limitleridir:

• Segment Başına Güç Dağılımı:70 mW.
• Segment Başına Tepe İleri Akım:90 mA (1/10 görev döngüsünde, 0.1ms darbe genişliği).
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25 mA. Bu değer, 25°C'den itibaren 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak azaltılır.
• Segment Başına Ters Gerilim:5 V.
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Lehim Sıcaklığı:260°C, 3 saniye, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6mm) altında ölçülür.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Kategorize Edildiğini" belirtir. Bu, ölçülen optik çıktıya dayalı bir sınıflandırma veya ayırma işlemi anlamına gelir. Bu alıntıda spesifik sınıf kodu detayları sağlanmamış olsa da, bu tür ekranlar için tipik kategorizasyon, birimleri standart test akımında (örn. 1mA veya 20mA) ölçülen ışık şiddetine göre gruplamayı içerir. Bu, tasarımcıların tekdüze ürün görünümü için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip ekranlar almasını sağlar. Alıcılar, tasarımlarında elektriksel uyumluluğu sağlamak için yoğunluk ve potansiyel olarak ileri gerilim (V_f) ile ilgili detaylı kod tanımları için üreticinin tam sınıflandırma spesifikasyonlarına başvurmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Bu grafiksel temsiller, cihaz davranışını tek nokta spesifikasyonlarının ötesinde anlamak için çok önemlidir. Belirli eğriler sağlanan metinde gösterilmemiş olsa da, genellikle şunları içerir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri akım (I_F) ve ileri gerilim (V_F) arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu, akım sınırlayıcı devre tasarımı için gereklidir.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıktısının sürücü akımı ile nasıl arttığını gösterir, parlaklık ve güç tüketimi arasındaki dengeyi optimize etmeye yardımcı olur.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı yükseldikçe parlaklığın nasıl azaldığını gösterir, bu da yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritiktir.
• Spektral Dağılım:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı grafiği, tepe noktasını (λ_p) ve yayılan ışık spektrumunun şeklini gösterir.

Tasarımcılar, standart dışı koşullar altında performansı tahmin etmek ve belirtilen sıcaklık aralığı boyunca güvenilir çalışmayı sağlamak için bu eğrilere başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Fiziksel Boyutlar

Cihazın rakam yüksekliği 0.56 inç (14.22 mm) dir. Paket boyut çizimi (referans verilmiş ancak gösterilmemiş) detaylı mekanik hatları, toplam uzunluk, genişlik, yükseklik, segment boyutları ve bacak (pin) aralığını sağlar. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve standart toleransı ±0.25mm olarak belirtilmiştir. Bu bilgi, PCB ayak izi tasarımı ve nihai ürünün muhafazasına uygun şekilde oturmasını sağlamak için hayati önem taşır.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite Tanımlama

LTD-5223AJF, 18 pinli, iki rakamlı, ortak katotlu bir ekrandır. Pin bağlantısı aşağıdaki gibidir:

• Ortak Katot (CC):Pin 13 ve 14 sırasıyla Rakam 2 ve Rakam 1 için ortak katot terminalleridir. Ortak katot konfigürasyonunda, belirli bir rakam için tüm LED segment katotları dahili olarak bu tek pine bağlanır. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili anot pininin yüksek (akım sınırlayıcı direnç üzerinden pozitif gerilim) sürülmesi ve rakamın ortak katotunun düşük (toprak) çekilmesi gerekir.
• Segment Anotları:Pin 1-12 ve 15-18, her iki rakamın bireysel segmentleri (A-G ve DP) için anot bağlantılarıdır. Eşleme, pin bağlantı tablosunda açıkça tanımlanmıştır (örn. Pin 1: Rakam 1 için Anot E).
• Sağ Taraflı Ondalık Nokta:Ondalık nokta anotları her rakam için belirtilmiştir (Pin 4 ve 9), rakamın sağ tarafındaki konumunu doğrular.

Dahili devre şeması (referans verilmiş) bu ortak katot mimarisini ve her rakam içindeki segmentlerin birbirine bağlantısını görsel olarak doğrular.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Mutlak maksimum değerler kritik bir lehimleme parametresi belirtir: bacaklar, oturma düzleminin (paket gövdesinin PCB ile buluştuğu yer) 1/16 inç (1.6mm) altında bir noktada ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye boyunca 260°C sıcaklığa maruz bırakılabilir. Bu standart bir reflow lehimleme profil kısıtlamasıdır. Güvenilirliği sağlamak için:

• Reflow lehimleme işlemleri sırasında bu zaman-sıcaklık profiline kesinlikle uyun.
• Paket gövdesine doğrudan el lehimlemesi yapmaktan kaçının; ısıyı sadece bacaklara uygulayın.
• Lehimlemeden sonra cihazın doğal olarak soğumasına izin verin; termal şoktan kaçının.
• Taşıma ve montaj sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemlerini takip edin.
• Cihazları kullanımdan önce belirtilen sıcaklık aralığında (-35°C ila +85°C) kuru bir ortamda saklayın.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

LTD-5223AJF gibi ortak katotlu ekranlar için iki temel sürme yöntemi kullanılır:

1. Statik Sürme:Her segment anotunun özel bir akım sınırlayıcı direnci ve sürücü pini vardır. Ortak katotlar kalıcı olarak toprağa bağlanır. Bu yöntem basittir ancak çok sayıda G/Ç pini gerektirir (rakam başına 7 segment + DP).
2. Çoklama (Dinamik) Sürme:Bu, çok rakamlı ekranlar için en yaygın yöntemdir. Rakamlar arasında aynı segment konumundaki tüm segment anotları birbirine bağlanır. Her rakamın ortak katotu, bir transistör veya sürücü IC tarafından bağımsız olarak kontrol edilir. Mikrodenetleyici, ortak anot hatlarında o rakam için segment verisini sunarken, bir seferde bir rakamın katotunu açarak hızlı bir şekilde döngü yapar. Bu, gereken G/Ç pin sayısını önemli ölçüde azaltır ve oldukça verimlidir. AlInGaP LED'lerin yüksek parlaklığı ve iyi tepki süresi, onları çoklamaya uygun hale getirir.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her segment anotu (veya çoklamada ortak anot hattı) için ileri akımı güvenli bir değere (genellikle istenen parlaklık ve güç bütçesine bağlı olarak 1mA ile 20mA arasında) sınırlamak için her zaman bir seri direnç kullanın. Direnç değerini R = (V_besleme- V_F) / I_F.
• Düşük Akımlı Çalışma:Veri sayfası, segment başına 1mA kadar düşük akımlarda mükemmel performansı vurgular. Bu, pil ile çalışan veya enerjiye duyarlı uygulamalar için önemli bir avantajdır.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı, çeşitli pozisyonlardan okunabilirliği sağlar, bu da panele monte ekipmanlar için önemlidir.
• Isı Yönetimi:Güç dağılımı düşük olsa da, çalışma ortam sıcaklığının 85°C'yi aşmamasını sağlayın. Kapalı alanlarda veya yüksek sıcaklık ortamlarında, havalandırmayı göz önünde bulundurun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar

LTD-5223AJF'nin temel farklılaştırıcıları, malzeme teknolojisi ve düşük akım optimizasyonudur:

• AlInGaP vs. Geleneksel Malzemeler:Eski GaAsP veya GaP LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı sürücü akımında daha fazla parlaklık veya daha düşük güçte eşdeğer parlaklık sağlar. Ayrıca sıcaklık ve ömür boyunca üstün renk doygunluğu ve kararlılık sağlar.
• Düşük Akım Tasarımı:Birçok ekran daha yüksek akımlarda (örn. 20mA) karakterize edilir. LTD-5223AJF, 1mA'de mükemmel özellikler için açıkça test edilmiş ve seçilmiştir, bu da onu her miliamperin önemli olduğu ultra düşük güçlü tasarımlar için öne çıkan bir seçim yapar.
• Tekdüzelik:"Sürekli Tekdüze Segmentler" ve sıkı bir ışık şiddeti eşleşme oranı (2:1) gibi özellikler, tüm rakamlar ve segmentler arasında profesyonel, tutarlı bir görünüm sağlar, bu da daha düşük maliyetli ekranlarda her zaman garanti edilmez.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Segmentlerin aydınlandığını görmek için gereken minimum akım nedir?

A: Cihaz 1mA'ye kadar test edilmiş olsa da, segmentler daha düşük akımlarda da görülebilir, ancak parlaklık çok sönük olacaktır. Güvenilir çalışma için, belirtilen 1mA minimum değerini hesaplayarak tasarım yapın.

S: Bu ekranı 3.3V veya 5V mikrodenetleyici ile doğrudan sürebilir miyim?

A: Evet, ancak her zaman bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Tipik V_F2.6V ile, 5V besleme için 20mA sürüş için yaklaşık (5V - 2.6V) / 0.020A = 120Ω direnç değeri gerekir. 3.3V mantık için baş boşluğu daha küçüktür: (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35Ω. Gerçek ileri akımı her zaman doğrulayın.

S: "Ortak Katot" devre tasarımım için ne anlama geliyor?

A: Bu, bir rakamı açmak için akımı toprağa çektiğiniz anlamına gelir. Pratikte, ortak katot pinini bir mikrodenetleyici G/Ç pinine (düşük çıkış olarak ayarlanmış) veya emitörü topraklanmış bir NPN transistörünün kollektörüne bağlarsınız. Mikrodenetleyici daha sonra rakamı etkinleştirmek için transistörü açar.

S: Çoklama yaparken tekdüze parlaklığı nasıl elde ederim?

A: Çoklamalı sürmede, segment başına anlık akım, istenen ortalama akımdan daha yüksektir çünkü her rakam sadece zamanın bir kısmında (görev döngüsü) açıktır. Örneğin, eşit görev döngüsüne sahip 2 rakamlı bir çoklamada segment başına ortalama 5mA elde etmek için, rakamı aktif olduğunda her segmenti yaklaşık 10mA ile sürersiniz. Tepe akımı hala mutlak maksimum değer olan 25mA sürekli/90mA darbe içinde kalmalıdır.

10. Tasarım ve Kullanım Örnek Çalışması

Senaryo: Düşük Güçlü Taşınabilir Multimetre Ekranı Tasarımı

Bir tasarımcı, tek bir 9V pil üzerinde uzun süre çalışması gereken bir el tipi dijital multimetre tasarlıyor. Çeşitli aydınlatma koşullarında okunabilirlik kritiktir. LTD-5223AJF ideal bir adaydır.

Uygulama:Tasarımcı, entegre LCD/segment sürücüleri veya özel bir çoklama sürücü IC'si olan bir mikrodenetleyici kullanır. Güç tasarrufu için her segmenti ortalama 2mA akımda sürmeyi seçerler. 2 rakamlı çoklama için, aktif zaman dilimi sırasındaki tepe akımı segment başına 4mA olarak ayarlanır, bu cihazın kapasiteleri içindedir. Düşük akımdaki yüksek ışık şiddeti (1mA'de 320-700 µcd) ekranın net bir şekilde görünür kalmasını sağlar. AlInGaP sarı-turuncu renk, açık gri yüze karşı yüksek kontrastı ve hem loş hem de parlak ortam ışığındaki etkinliği nedeniyle seçilir. Geniş görüş açısı, kullanıcının netliği kaybetmeden farklı açılardan ölçümü okumasına olanak tanır. Düşük ileri gerilim, sürücü devresindeki güç kaybını en aza indirerek pil ömrünü daha da uzatır.

11. Teknik Prensip Tanıtımı

Çekirdek çalışma prensibi, bir yarı iletken P-N eklemindeki elektrolüminesansa dayanır. LTD-5223AJF, aktif yarı iletken malzeme olarak AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) kullanır. Eklem üzerine malzemenin bant aralığı enerjisini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, N-tipi bölgedeki elektronlar P-tipi bölgedeki deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir—bu durumda sarı-turuncu (~605-611 nm). Çipler, ışık çıktısını segment üzerinden yukarıya yönlendirmeye yardımcı olan, verimliliği ve kontrastı artıran opak bir GaAs substratı üzerine monte edilmiştir. Yedi bireysel segment (A-G) ve ondalık nokta (DP), ayrı LED çipleri veya çip bölgeleri tarafından oluşturulur, elektriksel olarak izole edilmiş ancak fiziksel olarak bir rakam deseni oluşturacak şekilde düzenlenmiştir. Ortak katot konfigürasyonu, tek bir rakam içindeki tüm segmentlerin katotlarını dahili olarak bağlayarak harici sürücü devresini basitleştirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

Yedi segmentli LED ekranlar sayısal okumalar için sağlam ve uygun maliyetli bir çözüm olmaya devam ederken, daha geniş optoelektronik alanı gelişmektedir. AlInGaP kullanımı, GaAsP gibi eski III-V yarı iletken malzemelere kıyasla bir ilerlemeyi temsil ederek daha yüksek verimlilik ve daha iyi renk saflığı sunar. Daha karmaşık bilgiler için ekran teknolojisindeki mevcut trendler, benzer boyutlu paketlerde tam alfanümerik ve grafik yetenekleri sunan nokta matris OLED'lere veya LCD'lere doğru bir kaymayı içerir. Ancak, aşırı güvenilirlik, geniş sıcaklık aralığında çalışma, yüksek parlaklık ve basitlik gerektiren özel sayısal uygulamalar için LTD-5223AJF gibi LED yedi segmentli ekranlar tercih edilen seçim olmaya devam etmektedir. Gelecekteki gelişmeler, daha da yüksek verimli malzemelere (diğer renkler için geliştirilmiş InGaN veya mikro-LED teknolojisi gibi), pil kritik uygulamalar için güç tüketimini daha da azaltmaya ve sistem tasarımını basitleştirmek için sürücü elektroniğini doğrudan ekran paketine entegre etmeye odaklanabilir.