LTD-4708JS LED Gösterge Teknik Veri Sayfası - 0,4 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Sarı - 2,6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTD-4708JS, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, çift haneli, yedi segmentli alfanümerik bir gösterge modülüdür. Temel işlevi, bağımsız olarak adreslenebilen LED segmentleri kullanarak iki rakamı (0-9) görsel olarak temsil etmektir. Çekirdek teknoloji, sarı ışık yayılımı üretmek için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. Bu malzeme sistemi, sarı-turuncu-kırmızı spektrumunda yüksek verimliliği ve mükemmel renk saflığı ile bilinir. Cihaz, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artıran beyaz segment işaretlemeli gri bir ön panele sahiptir. Üretim partileri arasında tutarlı parlaklık seviyeleri sağlamak ve çoklu birim uygulamalarında tek tip bir görünüm elde etmek için ışık şiddetine göre kategorize edilmiştir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

Optik performans, göstergenin işlevselliğinin merkezinde yer alır. Segment başına standart test akımı olan 1 mA'de, ortalama ışık şiddeti minimum 200 μcd'den tipik 650 μcd değerine kadar değişir. Tepe emisyon dalga boyu (λp) tipik olarak 588 nm, baskın dalga boyu (λd) ise 587 nm'dir ve bu da çıktıyı görünür spektrumun sarı bölgesine kesin olarak yerleştirir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 15 nm'dir, bu nispeten dar bir bant genişliğini ve iyi bir renk doygunluğunu gösterir. Segmentler arasındaki ışık şiddeti eşleştirme oranı maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir; bu, bir rakamın tüm segmentlerinde tek tip parlaklık sağlamak için kritik öneme sahiptir.

2.2 Elektriksel ve Termal Parametreler

Elektriksel olarak, her LED segmentinin, 20 mA sürüş akımında ileri gerilimi (VF) 2,05V ile 2,6V arasında değişir. Mutlak maksimum değerler, çalışma sınırlarını tanımlar: segment başına sürekli ileri akım, 25°C'de 25 mA'dır ve ortam sıcaklığı arttıkça doğrusal olarak 0,33 mA/°C oranında düşer. Darbe koşulları altında (1/10 görev döngüsü, 0,1ms darbe genişliği) izin verilen tepe ileri akımı 60 mA'dır. Segment başına maksimum güç dağılımı 70 mW'dır. Cihaz, segment başına 5V'a kadar ters gerilime dayanabilir ve bu gerilimde ters akım (IR) 100 μA'dan azdır. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -35°C ile +85°C arasında belirtilmiştir; bu da endüstriyel ve tüketici ortamları için sağlamlık göstergesidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" belirtmektedir. Bu, üretim sonrası bir sınıflandırma veya ayırma işlemini ima eder. LED'ler tipik olarak ışık şiddeti ve ileri gerilim gibi ana parametrelere göre test edilir ve gruplandırılır (sınıflandırılır) böylece tutarlılık sağlanır. Bu alıntıda belirli sınıf kodu detayları verilmemiş olsa da, böyle bir sistem, tasarımcıların sıkı eşleşen parlaklığa sahip parçaları seçmesine olanak tanır; bu da bir dizideki rakamlar veya segmentler arasında gözle görülür farklılıkları önlemek için çok önemlidir ve nihai ürünlerde estetik ve işlevsel tekdüzelik açısından kritiktir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunmaktadır. Sağlanan metinde belirli grafikler detaylandırılmamış olsa da, bu tür eğriler tipik olarak ileri akım (IF) ile ışık şiddeti (IV), ileri gerilimin (VF) sıcaklığa karşı değişimi ve ışığın açısal dağılımı (görüş açısı deseni) arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu eğriler, tasarımcıların LED'lerin doğrusal olmayan davranışını anlaması için gereklidir. Örneğin, IV eğrisi, ışık çıkışının akımla nasıl arttığını ancak daha yüksek akımlarda doyuma ulaşabileceğini gösterir. Sıcaklık düşürme eğrisi, uzun ömür ve kararlı performans sağlamak için termal yönetim tasarımında hayati öneme sahiptir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Boyutlar ve Dış Hat

Paket çizimi (referans verilmiş ancak detaylı gösterilmemiştir) göstergenin fiziksel boyutlarını sağlar. Ana özellik, 0,4 inç (10,0 mm) rakam yüksekliğidir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve standart ±0,25 mm toleransla verilmiştir. Bu bilgi, PCB ayak izi tasarımı ve göstergenin ürün muhafazasına doğru şekilde sığdığından emin olmak için kritiktir.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Polarite

Cihaz 10 pinli bir konfigürasyona sahiptir. Dupleks ortak katot mimarisi kullanır; bu, her biri bir rakam için olmak üzere iki ayrı ortak katot pini olduğu anlamına gelir (pin 4 ve 9). A'dan G'ye kadar olan segmentlerin ve ondalık noktanın (D.P.) anotları ayrı pinlerdedir. Belirgin pin düzeni şu şekildedir: 1(C), 2(D.P.), 3(E), 4(Katot Rakam 2), 5(D), 6(F), 7(G), 8(B), 9(Katot Rakam 1), 10(A). Katot ve anot pinlerinin doğru tanımlanması, devre montajı sırasında ters polarma hasarını önlemek için gereklidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Mutlak maksimum değerler, kritik bir lehimleme parametresi içerir: cihaz, oturma düzleminin 1,6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye süreyle maksimum 260°C lehim sıcaklığına dayanabilir. Bu kılavuz, dalga lehimleme veya el lehimleme işlemleri için tasarlanmıştır. Reflow lehimleme için, bu sınırın altında bir tepe sıcaklığına ve kontrollü rampa oranlarına sahip bir profil kullanılmalıdır. Yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalmak, dahili tel bağlantılarını, LED çiplerini veya plastik paketi hasara uğratabilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu gösterge, kompakt, düşük güçlü sayısal göstergeler gerektiren geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur. Yaygın kullanımlar arasında enstrümantasyon panoları (örneğin, multimetreler, frekans sayaçları), tüketici cihazları (mikrodalgalar, çamaşır makineleri, termostatlar), endüstriyel kontrol okumaları ve taşınabilir elektronik cihazlar bulunur. Yüksek parlaklık ve geniş görüş açısı, hem loş hem de aydınlık ortamlarda okunabilir olmasını sağlar.

7.2 Tasarım Hususları

Akım Sınırlama:İstenilen parlaklığı ayarlamak ve maksimum sürekli ileri akımı aşmayı önlemek için her segment anodu veya ortak katot hattı için harici akım sınırlayıcı dirençler zorunludur. Direnç değeri, besleme gerilimi (Vcc), LED ileri gerilimi (VF ~2,6V maks.) ve istenen ileri akıma (örneğin, 10-20 mA) göre hesaplanır.
Çoklama:Ortak katot mimarisi, çoklanmış sürücü devreleri için idealdir. Anotlara uygun segment verisini sağlarken, bir katotu (rakamı) yüksek frekansta (tipik olarak >100Hz) sırayla etkinleştirerek, statik sürücüye kıyasla daha az sayıda I/O pini ile iki rakam kontrol edilebilir. Bu aynı zamanda ortalama güç tüketimini de azaltır.
Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır ancak, göstergenin optimal görüş konisini kullanıcının beklenen görüş hattıyla hizalamak için mekanik tasarım sırasında dikkate alınmalıdır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart GaAsP veya GaP LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar ve aynı giriş akımı için daha fazla parlaklık sağlar. Üretilen sarı renk daha doygun ve safdır. Tek haneli göstergelerle karşılaştırıldığında, bu çift haneli ünite PCB alanından tasarruf sağlar ve montajı basitleştirir. Işık şiddeti için kategorizasyon (sınıflandırma), sınıflandırılmamış parçalardan önemli bir farklılaştırıcıdır ve tasarımcılara profesyonel sınıf ürünler için gerekli olan öngörülebilir performansı sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ile bir segmenti 15 mA'de sürmek için hangi direnç değerini kullanmalıyım?
A: Ohm Kanunu kullanılır: R = (Vcc - VF) / IF. Tipik VF'nin 2,3V olduğu varsayılırsa, R = (5V - 2,3V) / 0,015A ≈ 180 Ω. Muhafazakar bir tasarım için daima veri sayfasındaki maksimum VF'yi (2,6V) kullanın: R = (5V - 2,6V) / 0,015A ≈ 160 Ω. Dirençteki gerçek güç dağılımını kontrol ederek standart 150 Ω veya 180 Ω'luk bir direnç uygun olacaktır.
S: Bu göstergeyi doğrudan bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?
A: Hayır. Mikrodenetleyici pinleri tipik olarak gerekli akımı (segment başına 25 mA'ye kadar, bir rakamdaki birden fazla segment için potansiyel olarak çok daha fazlası) sağlayamaz veya çekemez. Yeterli akım sağlamak ve çoklamayı uygulamak için transistör sürücüleri (ortak katot anahtarlama için) ve/veya özel LED sürücü entegreleri kullanmalısınız.
S: "Tepe İleri Akımı" değerlendirmesinin amacı nedir?
A: Bu değerlendirme, DC değerlendirmesinden daha yüksek kısa akım darbelerine izin verir; bu, her rakamın kısa AÇIK süresi boyunca daha yüksek tepe parlaklığı elde etmek için çoklanmış devrelerde kullanılabilir. Zaman içindeki ortalama akım yine de sürekli değerlendirme sınırları içinde olmalıdır.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Basit bir iki haneli sayaç tasarlamayı düşünün. Devre, sayım dizisini üreten bir mikrodenetleyici içerecektir. İki NPN transistörü (veya bir çift transistör dizisi), ayrı mikrodenetleyici GPIO'lar tarafından açık drenaj veya açık kolektör modunda ayarlanarak ortak katot pinleri (Rakam 1 & 2) üzerinden akım çekmek için kullanılacaktır. Yedi segment anotları (A-G), ayrı akım sınırlayıcı dirençler (örneğin, 150Ω) üzerinden diğer GPIO'lara bağlanacaktır. Firmware çoklamayı uygulayacaktır: Rakam 1 için transistörü açın, ilk rakamın değeri için gereken segmentleri aydınlatmak için GPIO'ları ayarlayın, birkaç milisaniye bekleyin, ardından Rakam 1'i kapatın, Rakam 2'yi açın, ikinci rakamın değeri için segmentleri ayarlayın ve tekrarlayın. Bu döngü, her iki rakamın da sürekli yanıyormuş gibi algılanmasını sağlar.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Cihaz, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Diyotun eşik değerini (AlInGaP için yaklaşık 2V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bunların yeniden birleşmesi, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Işığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir - bu durumda AlInGaP, sarı spektrumda yayılım yapmak üzere tasarlanmıştır. Yedi segmentin her biri (artı ondalık nokta) bu küçük LED çiplerinden bir veya daha fazlasını içerir. Ortak katot konfigürasyonu, bir rakamdaki tüm LED'lerin katotlarının (negatif terminaller) dahili olarak bağlı olduğu anlamına gelir; bu da tüm rakamın tek bir anahtarla etkinleştirilmesine veya devre dışı bırakılmasına olanak tanır.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

AlInGaP teknolojisi, kırmızı, turuncu ve sarı ışık için önceki LED malzemelerine göre önemli bir ilerlemeyi temsil eder. Daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Bu veri sayfası ayrık bir bileşen için olsa da, gösterge teknolojisindeki trend, dahili sürücüler ve seri arayüzler (I2C, SPI) ile çok haneli modüller gibi daha yüksek entegrasyona doğrudur. Ayrıca, sarı göstergeler için bazen fosfor dönüştürmeli beyaz LED'ler veya daha geniş bir spektrumu kapsayan doğrudan yayılımlı InGaN tabanlı LED'ler kullanılır. Ancak, saf, verimli sarı ışık ve basit doğrudan sürüş gerektiren uygulamalar için AlInGaP, geçerli ve güvenilir bir seçenek olmaya devam etmektedir. Burada tartışılan çoklama, akım sınırlama ve termal yönetim prensipleri temeldir ve çok çeşitli LED tabanlı gösterge teknolojileri için geçerlidir.