LTD-4608JS LED Ekran Veri Sayfası - 0,4 İnç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Sarı - 2,6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTD-4608JS, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, çift haneli, yedi segmentli alfanümerik bir ekran modülüdür. Temel işlevi, bireysel LED segmentlerini kullanarak iki rakamı (0-9) ve bir ondalık noktayı görsel olarak temsil etmektir. Çekirdek teknoloji, sarı ışık yayılımı üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken malzemesini kullanır. Bu malzeme sistemi, geleneksel LED teknolojilerine kıyasla yüksek verimliliği ve mükemmel parlaklığı ile bilinir. Cihaz, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artıran beyaz segment işaretlemeli gri bir ön panele sahiptir. Işık şiddetine göre kategorize edilir, bu da seri üretimde seçim tutarlılığı sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Ekran, çeşitli uygulamalara uygun hale getiren birkaç önemli avantaj sunar. Düşük güç gereksinimi, pil ile çalışan veya enerjiye duyarlı cihazlar için idealdir. Yüksek parlaklık ve kontrast, geniş görüş açısı ile birleştiğinde, tüketici elektroniği, ölçüm cihazları ve endüstriyel kontrol panelleri için kritik olan çeşitli açılardan okunabilirliği garanti eder. LED'lerin katı hal güvenilirliği, mekanik veya vakum floresan ekranların aksine uzun çalışma ömrü ve şok ve titreşime karşı dayanıklılık anlamına gelir. Sürekli düzgün segmentler, hoş bir estetik karakter görünümü sağlar. Birincil hedef pazarlar arasında net ve güvenilir sayısal ekran gerektiren taşınabilir elektronik cihazlar, test ve ölçüm ekipmanları, otomotiv gösterge panelleri (kritik olmayan göstergeler için), ev aletleri ve satış noktası terminalleri bulunur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel elektriksel ve optik parametrelerin tasarım mühendisleri için önemini açıklayan ayrıntılı ve nesnel bir yorum sunar.

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Fotometrik performans, ekranın işlevinin merkezindedir.Ortalama Işık Şiddeti (Iv)1mA ileri akımda (IF) 200 ila 650 µcd olarak belirtilmiştir. Bu geniş aralık, bir sınıflandırma sürecini gösterir; tasarımcılar bu varyasyonu hesaba katmalı veya birden fazla ekranda tek tip görünüm için daha dar sınıflar belirtmelidir.Tepe Emisyon Dalga Boyu (λp)588 nm'dir veBaskın Dalga Boyu (λd)IF=20mA'da ölçülen 587 nm'dir. Bu değerler sarı renk noktasını tanımlar.Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ)15 nm olarak belirtilmiştir, bu nispeten dar bir spektral bant genişliğini gösterir ve doymuş bir sarı renk ile sonuçlanır.Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (IV-m)maksimum 2:1 olarak tanımlanır ve tek bir cihaz içindeki segmentler arasındaki izin verilen parlaklık varyasyonunu belirler, bu da genel düzgünlüğü etkiler.

2.2 Elektriksel Parametreler

Elektriksel özellikler, çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar.Segment Başına İleri Gerilim (VF)IF=20mA'da tipik değeri 2,6V'dur. Bu parametre, akım sınırlayıcı direnç ağını tasarlamak için çok önemlidir.Segment Başına Ters Akım (IR)VR=5V'da maksimum 100 µA'dır, bu LED ters öngerilimli olduğunda sızıntı akımını gösterir ve normal çalışmada genellikle ihmal edilebilir. Bu parametreler, güvenilir çalışmayı sağlamak için mutlak maksimum değerlerle birlikte dikkate alınmalıdır.

2.3 Termal ve Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres sınırlarını tanımlar.Segment Başına Sürekli İleri Akım25°C'de 25 mA'dir ve 0,33 mA/°C'lik bir güç azaltma faktörüne sahiptir. Bu, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen sürekli akımın azaldığı anlamına gelir. Örneğin, 85°C'de maksimum akım yaklaşık 25 mA - (0,33 mA/°C * (85-25)°C) = 5,2 mA olacaktır.Tepe İleri Akım60 mA'dir, ancak yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0,1ms darbe genişliği) geçerlidir.Segment Başına Güç Dağılımı70 mW'dır. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -35°C ila +85°C'dir, bu da kullanım ve çalışmama için çevresel sınırları tanımlar. Lehim sıcaklığı derecesi (3 saniye için maksimum 260°C) PCB montaj süreçleri için kritiktir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" belirtir. Bu, üretim sonrası bir sınıflandırma veya ayırma sürecini ima eder. Bu belgede spesifik sınıf kodları sağlanmamış olsa da, bu tür ekranlar için tipik sınıflandırma, standart bir test akımında (örneğin, karakteristiklerde gösterildiği gibi 1mA) ölçülen ışık şiddetine göre birimlerin sıralanmasını içerir. Bu, birden fazla birim tedarik eden tasarımcıların ürünlerinde tutarlı parlaklık seviyeleri elde edebilmesini sağlar. Mühendisler, düzgünlük kritik bir tasarım gereksinimi ise, ayrıntılı sınıflandırma özellikleri veya partiye özel veriler için üreticiye danışmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Sağlanan metinde spesifik grafikler ayrıntılı olarak verilmemiş olsa da, bu tür LED'ler için standart eğriler genellikle şunları içerir:

• IV Eğrisi (Akım vs. İleri Gerilim):Üstel ilişkiyi gösterir, dinamik direnci ve çeşitli çalışma akımlarındaki kesin gerilim düşüşünü belirlemeye yardımcı olur.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım (Iv-IF):Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, genellikle çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir, bu da parlaklık kalibrasyonu ve verimlilik hesaplamalarına yardımcı olur.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı (Iv-Ta):Bağlantı sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışındaki azalmayı gösterir, bu da yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamaları tasarlamak için hayati öneme sahiptir.
• Spektral Dağılım:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizimi, tepe ve baskın dalga boylarını ve emisyon spektrumunun şeklini doğrular.

Bu eğriler, cihazın standart olmayan koşullar altındaki davranışını anlamak ve sürücü devresini performans ve uzun ömür için optimize etmek için gereklidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

Cihaz paketi, ayrıntılı bir boyut çizimi (milimetre cinsinden) ile tanımlanır. Temel özellikler arasında genel ayak izi, ekranın yüksekliği, iki rakam arasındaki boşluk ve montaj deliklerinin veya pinlerinin konumu ve çapı bulunur. Pin bağlantı şeması çok önemlidir: her biri için bir ortak anot (her rakam için bir tane) ve A-G segmentleri ile ondalık noktası (D.P.) için bireysel katotlar olan 10 pinli bir konfigürasyondur. İç devre şeması çoklama düzenini gösterir: iki rakam arasındaki tüm karşılık gelen segmentler (örneğin, tüm 'A' segmentleri) dahili olarak tek bir katot pinine bağlanır. Her rakamın anotu ayrı ayrı kontrol edilir (Rakam 1 için Pin 9, Rakam 2 için Pin 4). Bu çoklama tasarımı, gerekli sürücü pin sayısını 15'ten (rakam başına 7 segment + DP, artı iki toprak) 10'a düşürerek arayüz devresini basitleştirir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Birincil montaj dikkati, lehimleme işlemidir. Mutlak maksimum değer, lehimleme sıcaklığının, oturma düzleminin 1,6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde maksimum 3 saniye için 260°C'yi aşmaması gerektiğini belirtir. Bu, dalga lehimleme veya el lehimlemesi için standart bir derecelendirmedir. Yeniden akış lehimlemesi için, tepe sıcaklığı 260°C'nin altında olan standart kurşunsuz bir profil kullanılmalı, LED çiplerine ve plastik pakete termal stresi en aza indirmek için sıvı faz üzerindeki süre kontrol edilmelidir. Veri sayfası bir ESD derecelendirmesi belirtmese de, elektrostatik deşarjı (ESD) önlemek için uygun işleme önerilir. Depolama, yeniden akış sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilecek nem emilimini önlemek için düşük nemli bir ortamda belirtilen sıcaklık aralığında (-35°C ila +85°C) yapılmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, kompakt, parlak, iki haneli sayısal bir okuma gerektiren herhangi bir uygulama için uygundur. Örnekler arasında dijital multimetreler, tezgah güç kaynakları, frekans sayaçları, saat ekranları (dakika/saniye), skorboardlar, üretim hattı sayaçları ve ağ veya ses ekipmanlarındaki durum göstergeleri bulunur. Sarı rengi genellikle uyarı göstergeleri için veya diğer ekranlara karşı belirgin bir görsel kontrast sağlamak için seçilir.

7.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:Çoklamalı bir sürücü devresi kullanın. Her rakam, her iki rakamın da sürekli yanıyormuş gibi algılanmasını sağlamak için yüksek bir frekansta (genellikle >100Hz) dönüşümlü olarak aydınlatılır. Bu, segment akımını çekebilen ve rakam anot akımını sağlayabilen bir mikrodenetleyici GPIO pinleri veya özel bir ekran sürücü entegresi (7447 kod çözücü veya MAX7219 gibi) gerektirir.
• Akım Sınırlama:Her katot hattı (segmentler) için harici akım sınırlayıcı dirençler zorunludur veya sürücüye entegre edilmiştir. Direnç değeri R = (Vcc - VF) / IF olarak hesaplanır, burada VF ileri gerilimdir (en kötü durum akım hesaplaması için maksimum değer kullanın), Vcc besleme gerilimidir ve IF istenen ileri akımdır (sürekli derecelendirmeyi aşmamalıdır).
• Parlaklık Kontrolü:Ortalama parlaklık, IF akımını ayarlayarak veya sürüş sinyallerinde darbe genişliği modülasyonu (PWM) kullanılarak kontrol edilebilir.
• Görüş Açısı:Ekranı, son kullanıcı için görünürlüğü sağlamak amacıyla geniş görüş açısı dikkate alınarak konumlandırın.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Diğer ekran teknolojileriyle karşılaştırıldığında, bu AlInGaP LED ekran belirgin avantajlar sunar. EskiGaAsP (Galyum Arsenür Fosfür) kırmızı LED'lerile karşılaştırıldığında, AlInGaP aynı akım için önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve parlaklık ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sağlar.LCD (Sıvı Kristal Ekran)modüllerine kıyasla, arka ışığa ihtiyaç duymaz, daha geniş görüş açıları sunar, soğuk sıcaklıklarda daha hızlı çalışır ve mekanik olarak daha sağlamdır. Temel dezavantajı, birçok segmenti görüntülerken LCD'lere kıyasla daha yüksek güç tüketimidir. LED segment ekran pazarında, temel farklılaştırıcıları spesifik 0,4 inç rakam yüksekliği, AlInGaP sarı rengi, çift ortak anot konfigürasyonu ve kalite tutarlılığını sağlayan kategorize edilmiş ışık şiddetidir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı bir mikrodenetleyiciye nasıl bağlarım?

A: En az 10 GPIO pinine ihtiyacınız var. Ortak anot pinlerini (4 & 9) bir rakamı etkinleştirmek için YÜKSEK olarak ayarlanmış çıkışlar olarak yapılandırılmış mikrodenetleyici pinlerine bağlayın. Segment katot pinlerini (1,2,3,5,6,7,8,10) bir segmenti açmak için DÜŞÜK olarak ayarlanmış çıkışlar olarak yapılandırılmış pinlere bağlayın. Bir rakamı hızlıca etkinleştirerek, segmentlerini ayarlayarak, ardından diğer rakama geçerek çoklama yapmalısınız. MCU yükünü azaltmak için özel bir sürücü entegresi kullanılması şiddetle tavsiye edilir.

S: İleri akım neden sıcaklıkla azaltılır?

A: Sıcaklık arttıkça, LED'in iç verimliliği düşer ve daha fazla elektrik gücü ışık yerine ısıya dönüşür. Bu ısı, yönetilmezse bağlantı sıcaklığını daha da artırarak hızlanmış bozulmaya veya arızaya yol açabilir. Akımın azaltılması, üretilen ısıyı sınırlayarak bağlantı sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutar.

S: "2:1 Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı" ne anlama gelir?

A: Bu, tek bir ekran birimi içinde, en sönük segmentin parlaklığının, en parlak segmentin parlaklığının yarısından az olmayacağı anlamına gelir. 1:1 oranı mükemmel bir düzgünlük olurdu; 2:1, kabul edilebilir görsel tutarlılığı sağlayan yaygın bir özelliktir.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Basit Bir İki Haneli Sayaç Tasarımı.Hedef, 00'dan 99'a kadar saymaktır. Düşük maliyetli bir mikrodenetleyici (örneğin, bir ATtiny) kontrol sinyallerini üretir. Devre, sekiz adet 180Ω akım sınırlayıcı direnç kullanır (5V besleme, VF=2,6V, IF~13mA için hesaplanan segment katodu başına bir tane). İki NPN transistör (örneğin, 2N3904), ortak anot pinleri için yüksek taraf anahtarları olarak kullanılır ve iki MCU pini tarafından kontrol edilir. Yazılım, 2ms'de bir zamanlayıcı kesmesi uygular. Kesme servis rutininde, şu anda görüntülenen rakamı devre dışı bırakır, sayım değerine göre bir sonraki rakam için segment desenini günceller, o rakam için transistörü etkinleştirir ve sonra çıkar. Ana döngü, sayaç değişkenini her saniye artırır. Bu tasarım, MCU kaynaklarını verimli bir şekilde kullanır ve kararlı, titremesiz bir ekran sağlar.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Cihaz, bir yarı iletken p-n bağlantısında elektrolüminesans prensibi ile çalışır. Bir segment üzerine (ortak anottan spesifik katoduna) diyotun açılma gerilimini (yaklaşık 2,05-2,6V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif AlInGaP bölgesinde yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır ve merkezi yaklaşık 588 nm dalga boyunda sarı ışık üretir. Yedi segment (A'dan G'ye), bir "8" deseninde düzenlenmiş bireysel LED çipleridir. Bu segmentlerin farklı kombinasyonlarını seçici olarak enerjilendirerek, 0'dan 9'a kadar tüm sayısal rakamlar oluşturulabilir. Çift ortak anot konfigürasyonu, bir rakam için tüm LED'lerin ortak bir pozitif gerilim bağlantısını paylaştığı anlamına gelir, bu da çoklama sırasında o rakamı etkinleştirmek için anahtarlanır.

12. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

Bu spesifik cihaz yerleşik AlInGaP teknolojisini kullanırken, LED ekranların daha geniş alanı gelişmeye devam etmektedir. Trendler arasında, AlInGaP kırmızı, turuncu ve sarı için baskın kalsa da, daha geniş bir renk gamı için InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) gibi daha verimli malzemelerin benimsenmesi bulunur. Daha yüksek yoğunluklu çok haneli modüllere ve sistem tasarımını basitleştirmek için entegre sürücüler ve kontrolörler ("akıllı ekranlar") içeren ekranlara doğru bir hareket vardır. Küçültme, taşınabilir cihazlar için daha küçük rakam yüksekliklerinin mevcut hale gelmesiyle başka bir trenddir. Ayrıca, paketlemedeki gelişmeler, termal yönetimi iyileştirerek belirli akım seviyelerinde daha yüksek parlaklık veya geliştirilmiş ömür sağlamayı amaçlamaktadır. Temel çoklama prensibi, pin azaltmadaki verimliliği nedeniyle standart olarak kalmaktadır.