LTS-3401TBE 0.8 İnç Mavi LED Gösterge Veri Sayfası - Rakam Yüksekliği 20.32mm - İleri Gerilim 3.8V - Güç 70mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-3401TBE, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, katı halli bir yedi segmentli alfanümerik gösterge modülüdür. Temel işlevi, ayrı ayrı adreslenebilir LED segmentlerini kullanarak rakamları (0-9) ve bazı harfleri görsel olarak temsil etmektir. Cihaz, safir bir alt tabaka üzerinde InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) epitaksisine dayalı mavi LED çiplerini kullanır. Gösterge, yüksek kontrast ve mükemmel okunabilirlik sağlayan açık gri yüzey ve beyaz segment rengine sahiptir. Ortak anot tipi bir gösterge olarak sınıflandırılır, yani tüm segmentlerin anotları dahili olarak ortak pinlere bağlanmıştır ve bu da bir akım çeken sürücü konfigürasyonu gerektirir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu gösterge, düşük güç tüketimi için tasarlanmış olup, pil ile çalışan veya enerji tasarruflu cihazlar için uygundur. Temel avantajları arasında düşük akım gereksinimi (segmentler 1mA kadar düşük akımlarla etkin bir şekilde sürülebilir) ve segmentler arasında üniform bir görünüm için mükemmel ışık şiddeti eşleşmesi yer alır. Yüksek parlaklık ve geniş görüş açısı, çeşitli açılardan görünürlüğü garanti eder. Katı hal yapısı, diğer gösterge teknolojilerine kıyasla yüksek güvenilirlik ve uzun çalışma ömrü sunar. Başlıca hedef pazarlar arasında taşınabilir ölçüm cihazları, tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri, test ekipmanları ve kompakt, güvenilir bir sayısal gösterge gerektiren herhangi bir cihaz bulunur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

Optik performans, gösterge işlevselliğinin merkezindedir. Segment başına 10mA ileri akım (I_F) standart test koşulu altında, ortalama ışık şiddeti (I_V) minimum 6.4 milikandela (mcd) ile tipik 10 mcd değeri arasında değişir. Bu şiddet, insan algısıyla ilişkilendirilmesini sağlamak için CIE fotopik göz tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür. Baskın dalga boyu (λ_d) 470 nanometre (nm) olarak belirtilmiştir ve bu da emisyonu görünür spektrumun mavi bölgesine yerleştirir. Tepe emisyon dalga boyu (λ_p) tipik olarak 468 nm'dir ve spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 25 nm'dir, bu da nispeten saf bir mavi renk olduğunu gösterir. Segmentler arası ışık şiddeti eşleşme oranı maksimum 2:1'dir, bu da rakam üzerinde kabul edilebilir bir üniformluk sağlar.

2.2 Elektriksel Parametreler

Elektriksel özellikler, sürücü gereksinimlerini ve limitlerini tanımlar. Segment başına mutlak maksimum sürekli ileri akım, 25°C'de 20 mA'dir ve ortam sıcaklığı arttıkça 0.25 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer. 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde darbe çalışması için tepe ileri akım 100 mA'ya ulaşabilir. Segment başına ileri gerilim (V_F), I_F=20mA'da ölçüldüğünde, maksimum değeri 3.8 volttur ve tipik değeri 3.3 volttur. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir. Segment başına maksimum güç dağılımı 70 mW'dır. Ters akım (I_R), ters gerilim (V_R) 5V'da maksimum 100 µA ile sınırlıdır, ancak cihaz sürekli ters öngerilim çalışması için tasarlanmamıştır.

2.3 Termal ve Çevresel Değerler

Cihaz, -35°C ila +85°C arasında bir çalışma sıcaklığı aralığına sahiptir ve depolama sıcaklığı aralığı da aynıdır. Bu geniş aralık, çeşitli çevresel koşullar için uygun olmasını sağlar. Kritik bir işleme spesifikasyonu lehim sıcaklığı limitidir: cihaz, oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, maksimum 260°C'ye kadar 3 saniye dayanabilir. Bu, reflow lehimleme işlemleri kullanılarak PCB montajı için temel bilgidir.

3. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

3.1 Boyutlar ve Toleranslar

Göstergenin rakam yüksekliği 0.8 inçtir (20.32 mm). Tüm paket boyutları milimetre cinsinden verilmiştir. Genel toleranslar, aksi belirtilmedikçe ±0.25 mm'dir. Ana mekanik notlar arasında ±0.4 mm pin ucu kayma toleransı, segment yüzeyindeki yabancı madde ve mürekkep kirliliği sınırları ve reflektör eğilme sınırı (≤ uzunluğunun %1'i) yer alır. Pinler için önerilen PCB delik çapı, uygun bir oturma sağlamak için 1.0 mm'dir.

3.2 Pin Bağlantısı ve Bağlantı Şeması

Cihaz, çift sıralı paket (DIP) konfigürasyonunda 18 pine sahiptir. Dahili devre şeması, ortak anot mimarisini doğrular. Pin bağlantısı şu şekildedir: Pin 4, 6, 12 ve 17 Ortak Anot bağlantılarıdır. Segment katotları diğer pinlere dağıtılmıştır: A (Pin 2), B (Pin 15), C (Pin 13), D (Pin 11), E (Pin 5), F (Pin 3) ve G (Pin 14). Ayrıca, sol ondalık nokta (L.D.P, Pin 7) ve sağ ondalık nokta (R.D.P, Pin 10) için katotlar bulunur. Pin 1, 8, 9, 16 ve 18'in bağlantısı olmadığı (NO PIN) belirtilmiştir. Bu pin bağlantısı, PCB düzeni ve sürücü devresi tasarımı için çok önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED bileşenleri için standart olan tipik elektriksel ve optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Belirli grafikler sağlanan metinde detaylandırılmamış olsa da, bu eğriler tipik olarak ileri akım (I_F) ve ileri gerilim (V_F) arasındaki ilişkiyi içerir; bu ilişki doğrusal değildir ve sürücü tasarımı için çok önemlidir. Diğer bir yaygın eğri, ışık şiddetinin ileri akıma karşı değişimini gösterir ve parlaklığın akımla nasıl arttığını gösterir. Üçüncü tipik bir eğri, baskın dalga boyunun veya ileri gerilimin bağlantı sıcaklığına göre değişimini gösterir. Bu eğrilerin analizi, tasarımcıların performansı optimize etmesine, verimliliği anlamasına ve sıcaklık değişimleri veya karartma şemaları gibi farklı çalışma koşulları altındaki davranışı tahmin etmesine olanak tanır.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

5.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Mutlak maksimum değerlerde belirtildiği gibi, cihaz maksimum 3 saniye süreyle 260°C'lik bir tepe lehimleme sıcaklığına dayanabilir. Bu, tipik kurşunsuz reflow lehimleme profilleriyle uyumludur. Tasarımcılar, PCB montajı sırasında kullanılan termal profilin bu limiti aşmamasını sağlamalıdır; aksi takdirde dahili LED çipleri, tel bağlantıları veya plastik paket zarar görebilir.

5.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassastır. İşleme ve montaj sırasında ESD hasarını önlemek için aşağıdaki önlemler şiddetle tavsiye edilir: Personel iletken bileklikler veya antistatik eldivenler kullanmalıdır. Tüm ekipmanlar, çalışma tezgahları ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır. İşleme veya depolama sırasında sürtünme nedeniyle plastik paket yüzeyinde birikebilecek statik yükleri nötrleştirmek için bir iyonizer (iyon üfleyici) kullanılmalıdır. Bu önlemler, üretimde yüksek verimlilik ve güvenilirliği korumak için hayati öneme sahiptir.

5.3 Depolama Koşulları

Cihaz, belirtilen -35°C ila +85°C sıcaklık aralığında depolanmalıdır. Nem emilimine karşı hassaslarsa, bileşenlerin nem bariyerli torbalarda kurutucu ile depolanması tavsiye edilir, ancak bu spesifik gereksinim sağlanan veri sayfasında belirtilmemiştir. Pinlerde veya gösterge yüzeyinde mekanik stres oluşturmaktan kaçınmak için uygun işleme de önemlidir.

6. Uygulama Önerileri

6.1 Tipik Uygulama Senaryoları

LTS-3401TBE, kompakt, düşük güç tüketimli bir sayısal gösterge gerektiren herhangi bir uygulama için idealdir. Yaygın kullanımları arasında dijital multimetreler, frekans sayaçları, saat göstergeleri, tartılar, tıbbi izleme ekipmanları, otomotiv gösterge paneli okumaları (kritik olmayan bilgiler için) ve endüstriyel proses göstergeleri yer alır. Mavi rengi iyi görünürlük sunar ve geleneksel kırmızı veya yeşil göstergelerden estetik veya işlevsel farklılaşma için seçilebilir.

6.2 Tasarım Hususları ve Devre Yapısı

Bir sürücü devresi tasarlarken, ortak anot konfigürasyonu dikkate alınmalıdır. Bu tipik olarak, ortak hat için olası bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden ortak anot pinlerini pozitif besleme gerilimine (V_CC) bağlamayı içerir. Daha sonra her segment katodu, gerekli segment akımını çekebilen bir sürücü IC'sine bağlanır. Her segmentin akımı, istenen parlaklığa ve maksimum değerlere göre sınırlandırılmalıdır. Tipik ileri gerilim 3.3V-3.8V kullanılarak, akım sınırlayıcı direnç değeri R = (V_CC- V_F) / I_F olarak hesaplanabilir. Birden fazla rakamı çoğullamak için, ortalama parlaklığı korurken tepe akımın darbe akım değeri içinde kalması yönetilmelidir. Tasarımcılar ayrıca, seçilmemiş bir segmentin istenmeyen aydınlatılmasını tanımlayan maksimum %2.5 çapraz konuşma spesifikasyonunu da hesaba katmalıdır.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski akkor veya vakum floresan göstergelere (VFD) kıyasla, bu LED gösterge, katı hal yapısı nedeniyle önemli ölçüde daha düşük güç tüketimi, daha uzun ömür ve daha yüksek güvenilirlik sunar. LED gösterge segmenti içinde, temel farklılaştırıcıları, birçok standart göstergeden daha düşük olan spesifik düşük akım optimizasyonu (segment başına 1mA'ya kadar) ve daha iyi parlaklık tutarlılığı sağlayan ışık şiddeti kategorizasyonudur. InGaN teknolojisiyle elde edilen mavi renk, tipik olarak eski kırmızı GaAsP LED'lere kıyasla daha yüksek verimlilik ve farklı estetik seçenekler sunar. Hem sol hem de sağ ondalık noktaların dahil edilmesi, farklı sayısal biçimlendirme ihtiyaçları için esneklik sağlar.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Ortak anot ve ortak katot arasındaki fark nedir?

C: Ortak anot bir göstergede, tüm LED segment anotları ortak bir pine (veya pinlere) bağlanır ve bu da pozitif beslemeye bağlanır. Segmentler, ilgili katot pinlerine DÜŞÜK (toprak) sinyali uygulanarak AÇILIR. Ortak katot bir göstergede, katotlar ortaktır ve toprağa bağlanır; segmentler, anotlarına YÜKSEK sinyal uygulanarak AÇILIR. LTS-3401TBE bir ortak anot tipidir.

S: Bu göstergeyi 5V'luk bir mikrodenetleyici ile sürebilir miyim?

C: Evet, ancak akım sınırlayıcı dirençler kullanmalısınız. İleri gerilim yaklaşık 3.3-3.8V olduğundan, kalan gerilimi düşürmek (örneğin, 5V - 3.5V = 1.5V) ve akımı istenen değere sınırlamak için bir direnç gereklidir (örneğin, 10mA için 150Ω direnç gerekir). Mikrodenetleyicinin sürücü pinleri, gerekli segment akımını çekebilmelidir.

S: "Işık şiddeti için kategorize edilmiş" ne anlama geliyor?

C: Bu, göstergelerin ölçülen ışık çıkışlarına göre test edildiği ve gruplandırıldığı anlamına gelir. Bu, aynı modelin farklı birimleri arasında daha tutarlı bir parlaklık sağlar ve tek bir üründe birden fazla gösterge kullanılıyorsa daha üniform bir görünüm elde edilir.

S: Dört ortak anot pinini nasıl bağlarım?

C: Tüm ortak anot pinleri (4, 6, 12, 17) aynı pozitif gerilim besleme hattına bağlanmalıdır, tipik olarak tek bir rakamın tüm segmentlerini aynı anda sürüyorsanız tek bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden. Bu, tüm segmentlerin aynı referans gerilimine sahip olmasını sağlar.

9. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Basit bir dijital voltmetre göstergesi tasarlamayı düşünelim. Mikrodenetleyicinin analog-dijital dönüştürücüsü bir gerilimi okur, işler ve 3 haneli bir değeri (örneğin, 5.12V) göstermesi gerekir. Üç adet LTS-3401TBE göstergesi kullanılacaktır. Üç rakamın ortak anot pinleri, çoğullama kontrolü için dijital çıkış olarak yapılandırılmış üç ayrı mikrodenetleyici G/Ç pinine bağlanacaktır. Üç rakam boyunca tüm karşılık gelen segment katotları (tüm 'A' segmentleri, tüm 'B' segmentleri vb.) birbirine bağlanacak ve daha sonra uygun akım sınırlayıcı dirençler üzerinden sekiz mikrodenetleyici G/Ç pinine (yedi segment + bir ondalık nokta) bağlanacaktır; muhtemelen akım çekmeyi yönetmek için bir transistör dizisi veya özel gösterge sürücü IC'si kullanılacaktır. Mikrodenetleyici, her bir rakam arasında hızla döngü yapar (çoğullar), her seferinde bir ortak anodu açarken o spesifik rakam için katot desenini ayarlar. Görsel kalıcılık, tüm rakamların sürekli yanıyormuş gibi görünmesini sağlar. Ondalık basamağı göstermek için orta rakamın sağ ondalık noktası aydınlatılır. Düşük akım kapasitesi, bu çoğullama şemasının aşırı güç çekmeden verimli bir şekilde çalışmasına olanak tanır.

10. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Yedi segmentli bir LED gösterge, sekiz rakamı şeklinde düzenlenmiş ışık yayan diyotların bir montajıdır. Yedi segmentin her biri (A'dan G'ye etiketlenmiş) ayrı bir LED'dir. Bu segmentlerin farklı kombinasyonlarını seçici olarak güçlendirerek, 0-9 rakamları ve bazı harflerin desenleri oluşturulabilir. LTS-3401TBE'de, bu LED'ler safir bir alt tabaka üzerine biriktirilmiş InGaN yarı iletken malzemeden üretilmiştir. Diyotun eşik değerini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. InGaN katmanlarının spesifik bileşimi, bu durumda mavi olan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Ortak anot tasarımı, güç kaynağının kontrol mantığı toprağına göre pozitif olduğu birçok uygulamada sürücü devresini basitleştirir.

11. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

Yedi segmentli LED göstergeler, olgun ve güvenilir bir gösterge teknolojisini temsil eder. Nokta matris ve grafik OLED/LCD göstergeler, rastgele karakterler ve grafikler göstermek için daha fazla esneklik sunarken, yedi segmentli göstergeler basitlikleri, düşük maliyetleri, yüksek parlaklıkları, çeşitli aydınlatma koşullarında (doğrudan güneş ışığı dahil) mükemmel okunabilirlikleri ve statik veya düşük çoğullama senaryolarında son derece düşük güç tüketimleri nedeniyle oldukça geçerliliğini korumaktadır. Bu segmentteki trend, daha yüksek verimli LED'lere (vat başına daha fazla lümen) doğrudur; bu da daha düşük sürücü akımlarına veya daha yüksek parlaklığa olanak tanır ve otomatik montaj için yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerine doğrudur, ancak bu gibi delikli DIP paketleri hala prototipleme, onarım ve belirli endüstriyel uygulamalar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu cihazda görüldüğü gibi, kurşunsuz ve RoHS uyumlu paketlemeye geçiş artık standart bir endüstri gereksinimidir.