LTS-3403JS LED Gösterge Veri Sayfası - 0,8 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Sarı - 2,6V İleri Gerilim - 40mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-3403JS, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, tek renkli, yedi segmentli alfanümerik bir gösterge modülüdür. Temel işlevi, bireysel LED segmentlerinin seçici olarak aydınlatılması yoluyla rakamları (0-9) ve bazı sınırlı karakterleri görsel olarak temsil etmektir. Çekirdek teknoloji, sarı dalga boyu bölgesinde ışık yaymak üzere tasarlanmış Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır. Bu spesifik malzeme seçimi, verimlilik, parlaklık ve renk saflığı arasında bir denge sunar. Cihaz, ortak katot tipi olarak sınıflandırılır; bu, LED segmentlerinin katotlarının (negatif terminallerinin) dahili olarak birbirine bağlı olduğu anlamına gelir ve bu da akım çeken sürücüler kullanıldığında sürücü devresini basitleştirir. Fiziksel tasarım, segmentler aydınlatıldığında kontrastı ve okunabilirliği artıran beyaz segment hatlarına sahip açık gri bir ön panel içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, cihazın belirtilen koşullar altındaki çalışma limitlerinin ve performans karakteristiklerinin detaylı bir dökümünü sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu parametreler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Güvenilir performans için bu limitlerde veya yakınında çalıştırılması önerilmez.

• Segment Başına Güç Dağılımı:40 mW. Bu, tek bir segment tarafından hasar riski olmadan ısı ve ışığa dönüştürülebilecek maksimum elektriksel güç miktarıdır.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:60 mA. Bu akım, yalnızca %10 görev döngüsü ve 0,1 ms darbe genişliği ile darbe koşullarında izin verilir. Kısa, yüksek yoğunluklu parlamalar için kullanılır.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Bu değer, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça, "değer düşürme" olarak bilinen bir süreçle, 0,33 mA/°C oranında doğrusal olarak azalır.
• Segment Başına Ters Gerilim:5 V. Ters öngerilim yönünde bu gerilimin aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C. Cihaz, bu çevresel sıcaklık aralığı içinde çalışmak ve depolanmak üzere derecelendirilmiştir.
• Lehim Sıcaklığı:Dalga veya yeniden akış lehimleme sırasında, bileşenin oturma düzleminin 1,6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye için 260°C.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, belirtilen test koşulları altında 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):Segment başına 1 mA ileri akım (I_F) ile sürüldüğünde, 320 μcd (min) ile 700 μcd (max) arasında değişir ve tipik bir değer ima edilir. Bu, ışık çıkışının algılanan parlaklığının bir ölçüsüdür.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p):588 nm (tipik). Bu, optik çıkış gücünün en yüksek olduğu dalga boyudur ve sarı rengi tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm (tipik). Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer, daha monokromatik (saf) bir sarı renk anlamına gelir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):587 nm (tipik). Bu, insan gözü tarafından algılanan, tepe dalga boyuyla yakından eşleşen dalga boyudur.
• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):I_F= 20 mA'de 2,05 V (min) ile 2,6 V (max) arasında değişir. Bu, LED iletkenken üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):5 V ters gerilim (V_R) uygulandığında 100 μA (maks).
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):2:1 (maks). Bu, aynı rakamın farklı segmentleri veya rakamlar arasındaki izin verilebilir maksimum parlaklık değişimini belirtir, böylece tek tip bir görünüm sağlanır.

Ölçüm Notu:Işık şiddeti, CIE (Uluslararası Aydınlatma Komisyonu) tarafından tanımlandığı gibi, insan gözünün fotopik (gün ışığına adapte olmuş) spektral hassasiyetini yaklaşık olarak karşılayan bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Kategorize Edilmiş" olduğunu belirtir. Bu, "binning" olarak bilinen üretim sonrası bir sınıflandırma sürecini ifade eder. Üretim sırasında, AlInGaP malzemesinin epitaksiyel büyümesi ve işlenmesindeki küçük varyasyonlar, ileri gerilim (V_F) ve ışık şiddeti (I_V) gibi ana parametrelerde farklılıklara yol açabilir. Son kullanıcı için tutarlılık sağlamak amacıyla, üretilen birimler test edilir ve bu ölçülen değerlere göre belirli "kutulara" veya gruplara ayrılır. LTS-3403JS için, birincil sınıflandırma kriteri, belirtilen min (320 μcd) ve maks (700 μcd) değerlerinden de anlaşılacağı gibi, 1 mA'deki ışık şiddetidir. Bu, tasarımcıların uygulamaları birden fazla ekranda sıkı eşleşen parlaklık seviyeleri gerektiriyorsa, belirli bir yoğunluk kutusundan parçalar seçmelerine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

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

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, 1 mA ve 20 mA gibi yaygın sürücü akımlarında tipik V_Fdeğerini gösterecektir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım:Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir; genellikle çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir, çok yüksek akımlarda doyuma ulaşmadan önce.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışındaki azalmayı gösterir; bu, yüksek parlaklık veya yüksek sıcaklık uygulamalarında termal yönetim için kritik bir faktördür.
• Spektral Dağılım:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizildiği bir grafik, ~588 nm'deki tepe noktasını ve yarı genişliği gösterir ve sarı renk yayılımını doğrular.

Bu eğriler, tasarımcıların tabloda açıkça belirtilmeyen farklı çalışma koşulları altında ekranın davranışını modellemesi için gereklidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Cihazın tanımlanmış bir fiziksel şekli vardır. Boyut çiziminde aksi belirtilmedikçe, tüm boyutlar milimetre (mm) cinsinden ve standart ±0,25 mm (0,01 inç) toleransla verilmiştir. Anahtar özellik, karakter boyutunu tanımlayan 0,8 inç rakam yüksekliğidir, bu da 20,32 mm'ye karşılık gelir.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Dahili Devre

LTS-3403JS, 18 pinli bir pakette bulunur. Pin düzeni şu şekildedir: Pin 4, 6, 12 ve 17 Ortak Anotlardır. Segment katotları belirli pinlere atanmıştır: A(2), B(15), C(13), D(11), E(5), F(3), G(14). Ayrıca, hem Sol (L.D.P, pin 7) hem de Sağ (R.D.P, pin 10) Ondalık Noktalarına sahiptir. Pin 1, 8, 9, 16 ve 18 "Pin Yok" olarak belirtilmiştir (muhtemelen kullanılmıyor veya yalnızca mekanik olarak mevcut). Dahili devre şeması, ana rakam segmentleri için ortak katot yapılandırmasını gösterir; bu, tüm segment katotlarının ayrı olduğu ve anotların bireysel segment kontrolü için ayrı olduğu anlamına gelir. Ondalık noktalarına ayrı ayrı erişilebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Mutlak maksimum değerler, anahtar lehimleme parametresini sağlar: cihaz, lehimleme işlemi sırasında maksimum 3 saniye boyunca 260°C'ye kadar sıcaklığa dayanabilir. Bu, dalga lehimleme veya kızılötesi yeniden akış profilleri için tipiktir. Dahili tel bağlantılarına, LED çipine veya plastik pakete zarar gelmesini önlemek için bu termal limitin aşılmaması çok önemlidir. Tasarımcılar, PCB ayak izi tasarımı için standart JEDEC veya IPC kılavuzlarını takip etmeli, iyi bir lehim bağlantısı oluşumunu kolaylaştırmak ve köprü oluşumunu önlemek için uygun pad boyutu ve aralığını sağlamalıdır. Cihaz, yeniden akış sırasında "patlamış mısır" (paket çatlaması) etkisine neden olabilecek nem emilimini önlemek için, kullanılana kadar orijinal nem bariyerli torbasında saklanmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

LTS-3403JS, net, güvenilir sayısal göstergeler gerektiren geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur, bunlar arasında şunlar yer alır:

• Test ve Ölçüm Ekipmanları:Multimetreler, frekans sayaçları, güç kaynakları.
• Endüstriyel Kontroller:Panel metreler, proses göstergeleri, zamanlayıcı ekranları.
• Tüketici Elektroniği:Ses ekipmanları (amplifikatörler, alıcılar), mutfak aletleri.
• Otomotiv Yan Sanayi:Göstergeler ve okumalar (çevresel özelliklerin karşılandığı yerlerde).
• Düşük Güçlü Taşınabilir Cihazlar:Harika düşük akım performansının (segment başına 1mA'ye kadar) pil ömrü için önemli bir avantaj olduğu yerler.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Her ortak anot için bir seri akım sınırlayıcı direnç zorunludur veya maksimum sürekli akımın aşılmasını önlemek için sabit akımlı bir sürücü kullanılmalıdır, özellikle V_Fdeğişebileceğinden.
• Çoklama (Multiplexing):Çok rakamlı ekranlar için, pin sayısını ve gücü azaltmak için çoklama (rakamlar arasında hızlı güç döngüsü) yaygındır. LTS-3403JS'nin ortak katot tasarımı buna çok uygundur. Tepe akım derecesi (60mA), çoklama sırasında algılanan parlaklığı elde etmek için daha yüksek darbe akımlarına izin verir.
• Görüş Açısı:"Geniş görüş açısı" özelliği, ekranın eksen dışı konumlardan görülebildiği uygulamalar için faydalıdır.
• Termal Yönetim:Düşük güçlü olsa da, yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya daha yüksek akımlarla sürüldüğünde, sürekli akım için değer düşürme eğrisine dikkat edilmelidir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-3403JS'nin veri sayfasına dayalı temel farklılaştırıcı avantajları şunlardır:

• Malzeme (AlInGaP):GaAsP gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar, bu da daha parlak ve tutarlı bir çıkış sağlar.
• Düşük Akım Çalışması:Segment başına 1 mA kadar düşük akımlarda mükemmel performans için karakterizasyonu ve testi, diğer ekranların loş veya kararsız olabileceği ultra düşük güçlü uygulamalarda öne çıkmasını sağlar.
• Segment Eşleştirme:Cihaz, segment eşleştirme için test edilmiştir; bu, bir rakamın tüm segmentleri boyunca tek tip parlaklık sağlar ve profesyonel sınıf görünüm için kritiktir.
• Yüksek Kontrastlı Paket:Beyaz segmentli açık gri ön panel, güç verilmediğinde bile yüksek kontrast sağlar ve genel okunabilirliği artırır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı doğrudan 5V'luk bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

A: Hayır. Tipik ileri gerilim 2,05-2,6V'dur. Bir akım sınırlayıcı direnç olmadan doğrudan 5V'a bağlamak aşırı akıma neden olur ve LED'i tahrip eder. Besleme gerilimine (örn. 5V), LED V_Fdeğerine ve istenen I_F.

S: "Tepe Dalga Boyu" ile "Baskın Dalga Boyu" arasındaki fark nedir?

A: Tepe dalga boyu, yayılan ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın dalga boyu, insan gözü tarafından ışığın rengiyle eşleşen tek dalga boyudur. Bu sarı LED gibi monokromatik bir kaynak için, bunlar çok yakındır (587nm vs 588nm).

S: Maksimum sürekli akım 25mA, ancak V_Fiçin test koşulu 20mA. Tasarım için hangisini kullanmalıyım?

A: 20mA standart bir test koşuludur ve iyi parlaklık için yaygın bir çalışma noktasıdır. 20mA için tasarım yapabilirsiniz. 25mA derecesi mutlak maksimumdur; uzun vadeli güvenilirlik için termal hususlar olmadan bu limite yakın tasarım yapılması tavsiye edilmez.

S: Sol ve sağ ondalık noktalarını nasıl kullanırım?

A: Bunlar bağımsız LED'lerdir. Pin 7 (L.D.P) sol ondalık noktasının katodudur ve Pin 10 (R.D.P) sağ ondalık noktası içindir. Birini aydınlatmak için, katot pinini toprağa (bir direnç üzerinden) bağlamalı ve ortak anotlardan birine (pin 4, 6, 12, 17) besleme gerilimi uygulamalısınız.

10. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo:5V besleme ile çalışan, yeterli parlaklık için segment akımı 10 mA hedeflenen tek rakamlı bir voltmetre okuması tasarlama.

1. Devre Konfigürasyonu:Ortak katot konfigürasyonu kullanın. Tüm segment katotlarını (A-G, DP) akım sınırlayıcı dirençler üzerinden bir mikrodenetleyicinin bireysel G/Ç pinlerine bağlayın. Dört ortak anodu (pin 4, 6, 12, 17) birlikte 5V besleme rayına bağlayın.
2. Direnç Hesaplaması:10mA'de en kötü durum V_Fdeğerinin 2,6V olduğunu varsayalım. Direnç Değeri R = (V_besleme- V_F) / I_F= (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohm. Standart 220 veya 270 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. Dirençteki güç dağılımı P = I²R = (0,01)²* 240 = 0,024W, bu nedenle standart 1/4W'lık bir direnç yeterlidir.
3. Mikrodenetleyici Arayüzü:Bir sayıyı (örn. '7') göstermek için, mikrodenetleyici A, B ve C segmentlerine bağlı pinlerini mantıksal DÜŞÜK (akım çeken) olarak ayarlarken, diğerlerini YÜKSEK tutar. Bu, 5V'tan (anot) LED ve direnç üzerinden mikrodenetleyicinin toprağına kadar devreyi tamamlar ve A, B ve C segmentlerini aydınlatır.
4. Çoklama Uzatması:4 rakamlı bir ekran için dört LTS-3403JS birimine sahip olursunuz. Tüm karşılık gelen segment katotlarını birlikte bağlayın (tüm 'A' pinleri birlikte, vb.). Her ekranın ortak anotları ayrı bir transistör anahtarı tarafından kontrol edilir. Mikrodenetleyici, bir rakamın anodunu etkinleştirirken o rakam için segment desenini çıkararak hızla döngü yapar. Görüntünün kalıcılığı, tüm rakamların aynı anda yanıyormuş gibi görünmesini sağlar.

11. Çalışma Prensibi

LTS-3403JS, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif malzeme AlInGaP'dir. Eklem eşiğini (yaklaşık 2V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) formunda serbest bırakırlar. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan fotonların dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, 587-588 nm civarında sarı ışık. Rakamın her segmenti, kendi p-n eklemine sahip ayrı bir LED'dir. Ortak katot konfigürasyonu, ana rakam için tüm bu eklemlerin n-tarafının (katot) dahili olarak bağlı olduğu, p-taraflarının (anot) ise bireysel segment kontrolü için ayrı olduğu anlamına gelir.

12. Teknoloji Trendleri

LTS-3403JS gibi ayrık yedi segmentli LED ekranlar, basitlikleri, yüksek parlaklıkları ve sağlamlıkları nedeniyle belirli uygulamalar için geçerliliğini korurken, daha geniş ekran teknolojisi trendleri değişmiştir. Karmaşık alfanümerik veya grafiksel bilgiler için, esneklikleri nedeniyle nokta matris LED ekranlar, OLED'ler ve LCD'ler şu anda baskındır. Ancak, yüksek parlaklık, düşük güç, basit sayısal göstergeler nişinde, AlInGaP ve özellikle daha yeni AllnGaP-on-GaP (şeffaf substrat) teknolojileri, eski malzemelere kıyasla üstün verimlilik ve parlaklık sunmaya devam etmektedir. Bu tür ayrık ekranlardaki trend, daha yüksek verimlilik (mA başına daha fazla ışık), daha düşük çalışma gerilimleri ve potansiyel olarak çok renkli veya RGB özellikli tek paketler yönündedir, ancak bu gibi tek renkli ekranlar, spesifik avantajlarının en önemli olduğu maliyet duyarlı ve güvenilirlik açısından kritik uygulamalarda varlığını sürdürecektir.