LTC-2621JR LED Dijital Gösterge Veri Sayfası - 0.28 İnç Karakter Yüksekliği - Ultra Parlak Kırmızı - 2.6V İleri Gerilim - Düşük Güç Tüketimi - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTC-2621JR, kompakt, çift haneli, yedi segmentli ışık yayan diyot (LED) dijital gösterge modülüdür. Temel işlevi, geniş bir elektronik cihaz ve ölçüm aleti yelpazesinde net, okunabilir sayısal çıktı sağlamaktır. Temel teknolojisi, yüksek ışık verimliliğine sahip ultra parlak kırmızı ışık üretmek üzere tasarlanmış AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfür) yarı iletken malzemesine dayanır. Cihaz, düşük çalışma akımı ile karakterize edilir ve güç tüketimini en aza indirmenin çok önemli olduğu, pil ile çalışan veya enerji tüketimine duyarlı uygulamalar için uygundur. Gösterge, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artırmak için gri panel ve beyaz segment tasarımına sahiptir.

1.1 Temel Avantajlar

• Düşük Güç Tüketimi Gereksinimi:Son derece düşük ileri akımda çalışmak üzere tasarlanmıştır; segmentler 1 mA kadar düşük bir akımda bile etkin bir şekilde sürülebilir. Bu, sistemin genel güç tüketimini önemli ölçüde azaltır.
• Yüksek Parlaklık ve Yüksek Kontrast:AlInGaP teknolojisi kullanılarak yüksek ışık şiddeti sağlanır, mükemmel görünürlük garanti edilir. Gri panel/beyaz segment tasarımı kontrastı daha da artırır.
• Üstün Karakter Görünümü:Sürekli ve düzgün segment yapısına (0.28 inç/7.0 mm karakter yüksekliği) sahiptir, tutarlı ve profesyonel sayısal karakterler sunar.
• Geniş Görüş Açısı:Geniş açı aralığında net görünürlük sağlar, bu kullanıcı arayüzü için çok önemlidir.
• Katı Hal Güvenilirliği:LED tabanlı bir cihaz olarak, mekanik veya diğer görüntüleme teknolojilerine kıyasla daha uzun ömür, darbe direnci ve güvenilirlik sunar.
• Işık Şiddetine Göre Sınıflandırma:Cihazlar, ışık çıkışlarına göre sınıflandırılır veya kategorize edilir; bu, birden fazla ekranın parlaklık tutarlılığı gerektiren uygulamalarda daha iyi bir uyum sağlar.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine Analizi

Bu bölüm, spesifikasyon belgesinde tanımlanan temel elektriksel ve optik parametrelerin detaylı ve objektif bir analizini sunar. Bu parametreleri anlamak, doğru devre tasarımı ve optimum ekran performansının sağlanması için hayati önem taşır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerin ötesindeki çalışmanın garantisi yoktur ve kaçınılmalıdır.

• Her bölüm güç tüketimi:Maksimum 70 mW. Bu sınır, LED çipinin ısı dağıtım kapasitesi tarafından belirlenir. Bu değerin aşılması termal kaçak ve arızaya yol açabilir.
• Her bölüm tepe ileri akımı:Maksimum 100 mA, ancak yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliği). Bu değer, çoklama veya kısa süreli aşırı sürme senaryoları için geçerlidir, sürekli DC işletim için uygun değildir.
• Her segment sürekli ileri akımı:25°C'de maksimum 25 mA. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'yi aştığında, bu akım 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer. Örneğin, 85°C'de izin verilen maksimum sürekli akım yaklaşık olarak: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = ~5.2 mA'dır. Bu düşürme, termal yönetim için kritik öneme sahiptir.
• Her segment ters voltajı:Maksimum 5 V. LED'lerin ters kırılma voltajı düşüktür. Bu değeri aşan bir ters voltaj uygulamak, PN bağlantısında anında felaket bir arızaya neden olabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C. Bu cihaz endüstriyel sıcaklık aralığı için uygundur.
• Kaynak Sıcaklığı:Maksimum 260°C, en fazla 3 saniye, ölçüm noktası montaj düzleminin 1.6 mm altındadır. Bu, plastik paket ve iç bağlama tellerinin hasar görmesini önlemek için standart reflow lehimleme sıcaklık profili kılavuzudur.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, Ta=25°C'de ölçülen tipik çalışma parametreleridir. Tasarımcılar devre hesaplamaları için bu değerleri kullanmalıdır.

• Ortalama ışık şiddeti (I_V):I_FEğri):
• Tepe emisyon dalga boyu (λ_p):I_F= 20 mA'da, 639 nm (tipik değer). Bu, ışık güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur. "Ultra parlak kırmızı" rengini tanımlar.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):I_F20 mA'de, 20 nm (tipik değer). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini ölçer. 20 nm değeri, AlInGaP kırmızı LED'ler için tipiktir ve nispeten saf bir renk olduğunu gösterir.
• Baskın dalga boyu (λ_d):I_F20 mA'de, 631 nm (tipik değer). Bu, insan gözünün algıladığı ve LED rengiyle en iyi eşleşen tek dalga boyudur. Tepe dalga boyundan biraz daha kısadır.
• Segment başına ileri voltaj (V_F):I_F20 mA'de, 2.0 V (minimum), 2.6 V (tipik değer). Bu, LED iletken olduğundaki voltaj düşüşüdür. Seri direnç değerinin hesaplanması için çok önemlidir. Tipik 2.6V değeri, standart GaAsP kırmızı LED'lerden daha yüksektir; bu, AlInGaP teknolojisinin bir özelliğidir.
• Her bir ters akım (I_R):V_R= 5 V'de, 100 μA (maksimum). Bu, LED maksimum derecelendirmesi altında ters öngerilimliyken akan küçük sızıntı akımıdır.
• Işık şiddeti eşleştirme oranı (I_V-m):2:1 (maksimum). Bu parametre, tek bir cihaz içinde veya cihazlar arasında en parlak segment ile en koyu segment arasındaki izin verilen maksimum oranı belirler. 2:1 oranı, en koyu segmentin parlaklığının en parlak segmentin yarısından daha düşük olamayacağı anlamına gelir, böylece düzgünlük sağlanır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddetine göre sınıflandırıldığını" belirtir. Bu, bir sınıflandırma sürecine atıfta bulunur.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:Üretim sonrasında, LED'ler standart bir test akımında (örneğin 1 mA veya 20 mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre test edilir ve farklı sınıflara ayrılır. LTC-2621JR'ın I_Varalığı (200-600 μcd) birden fazla sınıf içerebilir. Çok haneli veya çok birimli uygulamalarda aynı sınıftan LED'lerin kullanılması, tüm göstergenin parlaklık tutarlılığını sağlar; bu, ürün estetiği ve okunabilirliği için çok önemlidir. Tasarımcılar, sipariş verirken genellikle belirli bir ışık şiddeti sınıfı kodunu belirtebilir.
• İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması:Bu cihaz açıkça belirtilmemiş olsa da, gerilim sınıflandırması da oldukça yaygındır. Benzer V_Fdeğerlerine sahip LED'leri gruplamak, özellikle paralel veya çoklama konfigürasyonlarında, daha basit ve daha düzgün bir akım sınırlama ağı tasarımına yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunmaktadır. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, tipik içeriğini ve önemini çıkarabiliriz.

• Göreceli Işık Şiddeti ile İleri Akım İlişkisi Eğrisi (I_V/ I_FCurve):Bu grafik, ışık çıkışının akım arttıkça nasıl değiştiğini gösterecektir. LED'ler için, düşük akımlarda ilişki genellikle doğrusaldır, ancak yüksek akımlarda termal etkiler nedeniyle doyuma ulaşabilir. Bu eğri, cihazın çok düşük akımlarda (1 mA) kullanılabilirliğini doğrulamaktadır.
• İleri Gerilim - İleri Akım Karakteristik Eğrisi (V_F/ I_FEğri):Bu üstel eğri, LED'in dinamik direncini belirlemek ve sabit akım sürücüleri tasarlamak için çok önemlidir. V_FI ile birlikte_F.
• Artar.Bağıl ışık şiddeti ile ortam sıcaklığı ilişkisi eğrisi:
• Bu eğri, ışık çıkışının termal derecelendirme özelliğini göstermektedir. AlInGaP LED'ler için, ışık şiddeti genellikle sıcaklık arttıkça azalır. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritik bir dikkate alınması gereken faktördür.Spektral Dağılım:

Her dalga boyundaki bağıl optik gücü gösteren grafik, merkez dalga boyu yaklaşık 639 nm ve yarı genişlik yaklaşık 20 nm'dir. Bu, renk özelliklerini tanımlar.

Mekanik ve Paketleme Bilgileri

• LTC-2621JR, standart iki haneli yedi segmentli LED paketlemesi kullanır.Karakter Yüksekliği:
• 0.28 inç (7.0 mm).Paket Boyutları:
• Veri sayfası ayrıntılı boyut çizimleri içerir (buraya kopyalanmamıştır). Kritik tolerans ±0.25 mm (0.01 inç) olup, bu tür bileşenler için standart bir toleranstır. Tasarımcılar, PCB lehim pedi tasarımı ve panel açıklıkları için bu boyutları kullanmalıdır.Bacak Yapılandırması:
  • Bu cihaz 16 pin konfigürasyonu kullanır (bazı pinler "bağlantısız" veya "pinsiz"dir). Çoklanmış ortak anot tipindedir. Pin düzeni aşağıdaki gibidir:
  • Ortak anot: Pin 2 (bit 1), Pin 5 (bit 2), Pin 8 (bit 3) ve Pin 13 (L1, L2, L3).
  • Segment katot: Pin 1 (D), Pin 3 (D.P.), Pin 4 (E), Pin 6 (C, L3), Pin 7 (G), Pin 12 (B, L2), Pin 15 (A, L1), Pin 16 (F).
• Pin 9, 10, 11, 14 bağlantısız veya pin yok olarak işaretlenmiştir.İç Devre Şeması:
• Veri sayfası, dahili elektriksel bağlantıları göstermektedir. Ortak anot çoklama yapısını doğrular: Belirli bir rakam basamağının (ve isteğe bağlı LED'ler L1-L3'ün) tüm anotları dahili olarak birbirine bağlıdır, ancak her segmentin katodu ayrıdır. Bu, üç rakam basamağının yalnızca bir set segment sürücü kullanılarak sıralı olarak kontrol edilmesine (çoklanmasına) olanak tanır.Polarite Tanımlaması:

Paket üzerinde, pin 1'i tanımlamak için fiziksel bir işaret (nokta, çentik veya eğimli kenar) bulunabilir. Doğru yönlendirme, lehimleme ve işletim sırasında hasarı önlemek için çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

• PCB montajı sırasında termal hasarı önlemek için bu kılavuzlara uyulması gereklidir.Reflow lehimleme sıcaklık profili:
• Önerilen maksimum koşullar, 260°C tepe sıcaklığında en fazla 3 saniyedir. Bu ölçüm, paket montaj düzleminin 1.6 mm (1/16 inç) altında (yani PCB üzerinde) yapılır. Standart kurşunsuz reflow profilleri genellikle bu sınırlar içindedir, ancak likidüs üstü süre (TAL) kontrol edilmelidir.手工焊接：<如果必须进行手工焊接，应使用温控烙铁。每个引脚的接触时间应最小化（通常
• 3 saniye) ve havya ile paket gövdesi arasındaki pime bir ısı emici (örneğin cımbız) yerleştirilebilir.Temizleme:
• LED plastik lens malzemesiyle uyumlu temizleyiciler kullanın, buğulanma veya kimyasal hasarı önlemek için.Depolama Koşulları:

Belirtilen sıcaklık aralığında (-35°C ila +85°C), kuru ve statik elektriğe karşı korumalı bir ortamda saklayın. Nem hassas bileşenler için, kullanımdan önce kurutma işlemi yapılmadıysa, kurutucu madde içeren vakumlu bir torbada muhafaza edilmelidir.

7. Uygulama Önerileri

• 7.1 Tipik Uygulama SenaryolarıTaşınabilir Tüketici Elektroniği:
• Dijital multimetreler, el tipi test cihazları, kompakt ses çalarlar veya fitness takipçileri gibi düşük güç tüketiminin kritik önem taşıdığı uygulamalar.Endüstriyel Enstrümantasyon:
• Pano göstergeleri, proses kontrolörleri, zamanlayıcı ekranları ve sensör okumaları gibi güvenilirlik ve geniş sıcaklık çalışma aralığı gerektiren uygulamalar.Otomotiv sonrası pazar ekranları:
• İç mekan için yardımcı göstergeler (voltmetre, saat), ancak çevresel sızdırmazlık gerekebilir.Ev aletleri:
• Mikrodalga fırın, kahve makinesi veya termostat ekranları.Eğitim kiti:

Çoklu gösterim ve mikrodenetleyici arayüzü içeren elektronik öğrenme projeleri için ideal seçim.

• 7.2 Tasarım HususlarıAkım Sınırlama:_{Her segment katot hattı için seri bir akım sınırlama direnci (veya sabit akım sürücüsü) kullanılmalıdır. Direnç değeri hesaplama formülü: R = (V}Güç Kaynağı_F- V_{Sürücü voltaj düşüşü}) / I_F. 5V güç kaynağı için, V_F2.6V, beklenen I_F10 mA için: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. Muhafazakar bir tasarım için, lütfen veri sayfasındaki maksimum V_Fdeğerini kullanın.
• Çoklayıcılı Sürüş:由于它是共阳极多路复用显示器，微控制器或驱动器IC必须顺序使能每个数字位的共阳极（引脚2、5、8），同时在阴极线上输出相应的段码图案。刷新率必须足够高（>60 Hz）以避免可见闪烁。
• Çoklu Taramada Tepe Akımı:N basamak çoklu tarandığında, her bir segmentin iletim süresi boyunca anlık akımı, genellikle istenen ortalama akımın N katıdır. 3 basamaklı çoklu tarama için, segment başına ortalama akım 3 mA ise, tepe akımı yaklaşık ~9 mA'dır. Mutlak maksimum değerlerle (25 mA sürekli, 100 mA darbe) karşılaştırılmalıdır.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı göz önünde bulundurularak, son kullanıcının en iyi okunabilirliği elde etmesi için ekran konumlandırılmalıdır.
• ESD Koruması:LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassastır. Montaj sırasında standart ESD işlem prosedürleri uygulanmalıdır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTC-2621JR, belirli teknoloji seçimleriyle piyasada farklılaşma sağlar.

• AlInGaP ile Geleneksel GaAsP/GaP Karşılaştırması:Eski kırmızı LED'ler, daha düşük verimli ve daha turuncu-kırmızı tonlarda ışık üreten GaAsP veya GaP substratlar kullanır. AlInGaP teknolojisi, önemli ölçüde daha yüksek ışık yayma verimi (mA başına daha fazla ışık çıkışı), daha iyi renk saflığı (yaklaşık 631-639 nm'de doygun kırmızı) ve daha üstün sıcaklık kararlılığı sunar. Bu, ekranın daha parlak, güç tüketiminin daha düşük veya pil ömrünün daha uzun olduğu anlamına gelir.
• Düşük Akım Optimizasyonu:Birçok yedi segmentli gösterge 20 mA ile karakterize edilir. LTC-2621JR, çok düşük akımlarda (tipik 1 mA) mükemmel performans için açıkça test edilmiş ve seçilmiştir, bu da onu ultra düşük güç tüketimli tasarımlar için uzman bir bileşen haline getirir.
• Gri Panel/Beyaz Segment Kod:Bu estetik seçim, ekran kapalıyken (siyah/gri görünüm) kontrastı artırır ve yanarken segment kodun netliğini geliştirir, tam siyah veya tam gri paketleme ile karşılaştırıldığında.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Özelliklere Dayalı)

9.1 Bu ekranı, seviye dönüştürücü kullanmadan, doğrudan 3.3V mikrodenetleyici ile sürebilir miyim?

Genellikle evet. 20 mA'de, tipik ileri voltaj (V_F) 2.6V'dur. Daha düşük sürme akımında (örneğin 5-10 mA), V_Fbiraz daha düşük olur (örneğin 2.4V). 3.3V GPIO pini, seri bir direnç üzerinden akımı doldurarak (current sinking) bir segmenti doğrudan yakabilir. Hesaplama: 5 mA doldurma akımı, V_F2.4V GPIO pimi için, direnç değeri (3.3V - 2.4V) / 0.005A = 180 Ω'dır. Mikrodenetleyicinin toplam akım çekme kapasitesini aşmadığından emin olun.

9.2 Işık şiddeti neden bir aralık (200-600 μcd) olarak verilmiştir? Parlaklık tutarlılığı nasıl sağlanır?

Bu aralık, derecelendirme dağılımını temsil eder. Tutarlılığı sağlamak için iki seçeneğiniz vardır: 1) Devrenizi tüm aralıkta düzgün çalışacak şekilde tasarlayın (örneğin, minimum 200 μcd'de bile okunabilir olduğundan emin olun). 2) Üretimde bileşen sipariş ederken daha sıkı bir ışık şiddeti derecelendirme kodu belirterek, partinizdeki tüm birimlerin benzer çıkışa sahip olmasını sağlayın. Lütfen üreticinin tam derecelendirme belgelerine başvurun.

9.3 Bazı katotlarla birlikte bahsedilen "L1, L2, L3" bağlantılarının amacı nedir?

Bunlar, aynı paketin bir parçası olan ancak elektriksel olarak yedi segmentli rakam basamaklarından bağımsız olan isteğe bağlı, ayrı LED göstergelere (küçük noktalar veya simgeler olabilir) bağlanan bağlantılardır. Ortak bir anotu (pin 13) paylaşırlar, ancak bağımsız katotları (pin 15/L1, 12/L2, 6/L3) vardır. İki nokta üst üste, diğer rakamların ondalık noktaları veya durum göstergeleri gibi semboller için kullanılabilirler.

9.4 Görüntü tasarımımın güç tüketimi nasıl hesaplanır?

N adet dijit basamağına, her basamakta ortalama M adet yanan segmente ve tepe noktası segment akımı I'ya sahip_tepeçoklama tasarımı için yaklaşık ortalama güç: P_Ortalama≈ N * (M / 7) * I_tepe* V_F* (1/N) = (M / 7) * I_tepe* V_F(1/N) faktörü, çoklama işleminin görev döngüsünden kaynaklanır. Örnek: "88.8" görüntülenir (M=7 segment), I_tepe=10 mA, V_F=2.6V: P_Ortalama≈ (7/7) * 0.01 * 2.6 = 0.026 W, yani 3 haneli tüm göstergenin güç tüketimi 26 mW'dır.

10. Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Düşük güç tüketimli, 3 pille çalışan dijital bir termometre tasarlayın.

• Mikrodenetleyici:3.3V'de çalışan düşük güç tüketimli bir MCU olup, GPIO pinleri 10 mA akım çekebilir.
• Sürüş Yöntemi:Çoklama. Üç GPIO pini çıkış olarak yapılandırılır ve ortak anotları (bit 1, 2, 3) küçük NPN transistörler veya MOSFET'ler (birleşik segment akımını işlemek için) ile sürer. Diğer yedi GPIO pini ise akım sınırlayıcı dirençler üzerinden segment katotlarını sürer.
• Akım Ayarı:İyi görünürlük ve uzun pil ömrü için hedef ortalama segment akımı 2 mA'dır. 3-bit çoklama kullanılarak, her segmentin tepe akımı yaklaşık ~6 mA'dır. V_F= 2.5V (6 mA'de tahmini), sürücü doyum voltaj düşümü 0.2V olduğunda, seri direnç değeri: R = (3.3V - 2.5V - 0.2V) / 0.006A ≈ 100 Ω.
• Yazılım:MCU zamanlayıcısı 180 Hz'de (her hane 60 Hz * 3 hane) kesme tetikler. Kesme servis rutininde, önceki hanenin anodunu kapatır, bir sonraki hanenin segment desenini günceller ve ardından yeni hanenin anodunu açar.
• Sonuç:Bu ekran, 15 mW'dan düşük güç tüketimiyle titreme olmadan okunabilirlik sağlar ve LTC-2621JR'nin optimize edilmiş düşük akım performansından yararlanarak pil ömrünü maksimize eder.

11. Teknik Prensip Tanıtımı

LTC-2621JR katı hal aydınlatma teknolojisine dayanır. Her segment bir veya daha fazla AlInGaP LED çipi içerir. Diyot eşik voltajını aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve boşluklar yarı iletken aktif bölgede yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. AlInGaP katmanının özel bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar - bu durumda yaklaşık 639 nm kırmızı. Işık, çipin üstünden yayılır ve plastik paketleme lensi ile şekillendirilerek düzgün bir segment oluşturur. Ortak anot çoklama konfigürasyonu, gerekli harici sürücü pin sayısını (7 segment + 1 ondalık nokta) * 3 basamak = 24'ten, 7 segment hattı + 3 basamak hattı = 10'a, artı isteğe bağlı LED'ler için birkaç pini düşüren ve mikrodenetleyici arayüzünü daha pratik hale getiren bir dahili bağlantı şemasıdır.

12. Teknoloji Trendleri

LTC-2621JR olgun ve güvenilir bir teknolojiyi temsil etse de, daha geniş görüntüleme alanı gelişmektedir. Bilgi görüntülemedeki eğilim, daha yüksek entegrasyon ve esnekliğe doğrudur. Organik LED (OLED) ve mikro LED ekranlar kendinden aydınlatmalı, yüksek kontrast ve esnek form faktörleri sunar. Ancak, basit sayısal okumalar için geleneksel segmentli LED göstergeler, minimalist yapısı, sağlamlığı, düşük maliyeti, yüksek parlaklığı ve geniş çalışma sıcaklığı aralığı nedeniyle hala oldukça rekabetçidir. Bu alt segmentteki spesifik trendler, daha düşük güç tüketimi, daha verimli malzemeler (geliştirilmiş AlInGaP veya diğer renkler için InGaN gibi) ve sürücü elektroniğinin (I2C veya SPI arayüzü gibi) doğrudan görüntüleme modülüne entegre edilmesi yönündedir; bu da harici bileşen sayısını azaltır ve tasarımı basitleştirir. LTC-2621JR'un ultra düşük akım çalışmasına odaklanması, taşınabilir ve IoT cihazlarındaki yüksek enerji verimliliğine sahip bileşenlere yönelik kalıcı taleple oldukça uyumludur.