LTD-5250JD LED Ekran Veri Sayfası - 0.52 inç Rakam Yüksekliği - Hiper Kırmızı Renk - 2.6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTD-5250JD, çift haneli, yedi segmentli ışık yayan diyot (LED) ekran modülüdür. Temel işlevi, çeşitli elektronik cihazlar ve ölçüm aletleri için net, okunabilir bir sayısal okuma sağlamaktır. Çekirdek teknoloji, hiper kırmızı emisyon üretmek için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. Bu cihaz, beyaz segment işaretlemelerine sahip gri ön paneli ile çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artırır. Işık şiddetine göre kategorize edilmiştir, bu da toplu uygulamalar için parlaklık seviyelerinde tutarlılık sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Ekran, endüstriyel, tüketici ve ölçüm aleti uygulamaları için uygun kılan birkaç temel avantaj sunar. Düşük güç gereksinimi, enerji verimliliği sağlarken, yüksek parlaklık ve mükemmel kontrast oranı geniş bir görüş açısından görünürlüğü garanti eder. Katı hal yapısı, diğer ekran teknolojilerine kıyasla doğal güvenilirlik ve uzun çalışma ömrü sağlar. Sürekli ve düzgün segmentler, hoş ve profesyonel bir karakter görünümüne katkıda bulunur. Bu özellik kombinasyonu, test ekipmanları, satış noktası terminalleri, endüstriyel kontrol panelleri, saat ekranları ve güvenilir, parlak bir sayısal okuma gerektiren herhangi bir cihaz gibi uygulamaları hedefler.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlandığı şekilde cihazın temel teknik parametrelerinin ayrıntılı ve nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Optik Karakteristikler

Optik performans, ekranın işlevinin merkezindedir. Birincil emisyon hiper kırmızı spektrumundadır.

• Işık Şiddeti (I_V):Segment başına ortalama ışık şiddeti, minimum 320 µcd, tipik değer 700 µcd olarak belirtilmiştir ve I_F= 1mA test koşulu altında belirtilen bir maksimum yoktur. Bu parametre, ekranın nihai uygulamadaki parlaklığını belirlemek için çok önemlidir. Segmentler arasındaki eşleşme oranı maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir, bu da aynı rakamın farklı segmentleri arasındaki izin verilen parlaklık değişimini tanımlar.
• Dalga Boyu Karakteristikleri:Cihaz, tepe emisyon dalga boyu (λ_p) 650 nm (nanometre) ve baskın dalga boyu (λ_d) 639 nm özelliklerine sahiptir, her ikisi de I_F= 20mA'da ölçülmüştür. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 20 nm'dir. Bu değerler, derin, doygun bir kırmızı renk olan \"hiper kırmızı\" çıkışının renk noktasını kesin olarak tanımlar.

2.2 Elektriksel Parametreler

Elektriksel limitleri ve çalışma noktalarını anlamak, güvenli ve güvenilir devre tasarımı için esastır.

• Mutlak Maksimum Değerler:Bunlar, hiçbir koşulda aşılmaması gereken stres limitleridir. Temel limitler şunları içerir: Segment başına güç dağılımı (70 mW), segment başına tepe ileri akım (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliğinde 90 mA) ve segment başına sürekli ileri akım (25°C'de 25 mA, 0.33 mA/°C ile doğrusal olarak azaltılır). Segment başına maksimum ters gerilim 5V'dur.
• İleri Gerilim (V_F):Aydınlatılmış bir segment üzerindeki gerilim düşüşü, 20mA ile sürüldüğünde tipik olarak 2.6V'dur ve 2.1V'dan maksimuma kadar bir aralığa sahiptir. Bu değer, akım sınırlayıcı direnç değerlerini ve güç kaynağı gereksinimlerini hesaplamak için gereklidir.
• Ters Akım (I_R):5V ters öngerilim uygulandığında maksimum sızıntı akımı 100 µA'dır.

2.3 Termal ve Çevresel Özellikler

Cihazın performansı, tanımlanmış çevresel limitler dahilinde belirtilmiştir.

• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:Ekran, -35°C ila +85°C ortam sıcaklığında (T_a) sürekli çalışma için derecelendirilmiştir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:Çalışmayan koşullarda -35°C ila +85°C arasında depolanabilir.
• Lehimleme Sıcaklığı:Montaj için, izin verilen maksimum lehimleme sıcaklığı 260°C'dir ve maksimum 3 saniye süreyle, bileşenin oturma düzleminin 1.6mm altında ölçülmelidir. Bu, dalga veya yeniden akış lehimleme işlemleri için kritiktir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın \"ışık şiddeti için kategorize edildiğini\" belirtir. Bu, üretim sonrası bir sınıflandırma veya ayırma işlemini ima eder.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:LED'ler, standart bir test akımında (muhtemelen 1mA veya 20mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre test edilir ve gruplandırılır (sınıflandırılır). Aynı sınıftaki cihazlar çok benzer parlaklığa sahip olacaktır, bu da tek bir üründe birden fazla ekran kullanıldığında görsel tekdüzeliği sağlar. 2:1 ışık şiddeti eşleşme oranı, tek bir cihaz içindeki performans garantisidir.
• Dalga Boyu Sınıflandırması:Sağlanan içerikte açıkça detaylandırılmamış olsa da, AlInGaP LED'ler genellikle tutarlı renk çıkışı sağlamak için baskın veya tepe dalga boyuna göre de sınıflandırılır. Belirtilen 639 nm baskın dalga boyu, muhtemelen bu ürün için bir hedef veya nominal değeri temsil eder.

4. Performans Eğrisi Analizi

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

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:Bu grafik, ileri akım (I_F) ve ileri gerilim (V_F) arasındaki ilişkiyi gösterir. Doğrusal değildir ve karakteristik bir \"diz\" gerilimine (tipik 2.6V civarında) sahiptir, bunun üzerinde küçük gerilim artışlarıyla akım hızla artar. Bu eğri, sürücü devresi tasarımı için hayati öneme sahiptir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım Grafiği:Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl arttığını gösterir. Geniş bir aralıkta genellikle doğrusaldır ancak çok yüksek akımlarda doyabilir. Tasarımcıların verimlilik ve ısıyı göz önünde bulundururken istenen parlaklığı elde etmek için bir çalışma akımı seçmelerine yardımcı olur.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı Grafiği:Bu eğri, ortam sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. AlInGaP LED'ler, diğer bazı malzemelere göre daha az termal sönme sergiler, ancak çıkış yine de tipik olarak azalır. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için çok önemlidir.
• Spektral Dağılım:Farklı dalga boylarında yayılan ışığın göreceli yoğunluğunu gösteren, 650 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş ve 20 nm tanımlanmış yarı genişliğe sahip bir grafik.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

Fiziksel yapı, cihazın bir ürüne nasıl entegre edildiğini tanımlar.

5.1 Boyutlar ve Dış Hat Çizimi

Paket çizimine atıfta bulunulur. Temel özellik 0.52 inç (13.2 mm) rakam yüksekliğidir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve standart tolerans ±0.25 mm'dir. PCB yerleşimi için tam ayak izi ve genel boyutlar, atıfta bulunulan çizimden alınacaktır.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite

Cihaz 18 pin konfigürasyonuna sahiptir veortak anotdevre topolojisini kullanır. Bu, bir rakamın tüm segmentlerinin anotlarının (pozitif terminaller) dahili olarak birbirine bağlandığı anlamına gelir. Her segment katodu (negatif terminal) ayrı bir pinden çıkarılır ve iki rakamın her biri (Rakam 1 ve Rakam 2) için ayrı bir ortak anot pini vardır. Pin bağlantı tablosu, her rakam için hangi pinin her segmenti (A-G ve ondalık nokta) kontrol ettiğini belirten eksiksiz bir harita sağlar. Doğru yönlendirme için pin 1'in doğru tanımlanması esastır.

5.3 Dahili Devre Şeması

Atıfta bulunulan şema, ortak anot yapısını görsel olarak temsil eder, iki bağımsız ortak anot düğümünü (rakam başına bir tane) ve her rakamın yedi segmenti ve ondalık noktası için ayrı katotları gösterir. Bu, çoklama veya doğrudan sürüş için elektriksel mimariyi netleştirir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Doğru kullanım, güvenilirliği sağlar ve üretim sırasında hasarı önler.

• Yeniden Akış Lehimleme Parametreleri:Maksimum derecelendirmeye kesinlikle uyun: Paketin altındaki belirtilen noktada ölçülen, 3 saniyeden fazla olmamak üzere 260°C tepe sıcaklığı. Termal stresi en aza indirmek için uygun ısınma ve soğuma oranlarına sahip standart kurşunsuz yeniden akış profili kullanılmalıdır.
• Önlemler:Pinler üzerinde mekanik stresten kaçının. Cihazın kullanımdan önce kuru, antistatik bir ortamda saklandığından emin olun. Optik netliği etkileyebilecek veya korozyona neden olabilecek herhangi bir flux kalıntısını PCB'den temizleyin.
• Depolama Koşulları:Düşük nemli bir ortamda belirtilen sıcaklık aralığında (-35°C ila +85°C) saklayın. Uzun süreli depolama için orijinal nem bariyerli torba önerilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, iki parlak, okunması kolay rakam gerektiren herhangi bir uygulama için idealdir. Yaygın kullanımlar şunları içerir: dijital multimetreler ve test ekipmanları, frekans sayaçları, zamanlayıcı ve saat ekranları, skorboardlar, basit kontrol paneli okumaları (örneğin, sıcaklık, hız), satış noktası terminal ekranları ve ev aletleri.

7.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:Ortak anotlu bir cihaz olarak, tipik olarak ortak anotun pozitif bir besleme gerilimine (bir akım sınırlayıcı direnç veya regüleli bir akım kaynağı üzerinden) bağlanması ve genellikle bir transistör veya sürücü IC üzerinden toprağa ayrı katot pinleri üzerinden akım çekilmesiyle sürülür. İki rakamın çoklanması, iki ortak anot pinini değiştirerek basittir.
• Akım Sınırlama:Çalışma akımını ayarlamak için her segment katodu (veya çoklamalı bir kurulumda ortak anot için) harici akım sınırlayıcı dirençler zorunludur. Direnç değeri R = (V_besleme- V_F) / I_F kullanılarak hesaplanır. Akımın limitleri aşmamasını sağlamak için muhafazakar bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F değerini kullanın.
• Görüş Açısı ve Kontrast:Geniş görüş açısı ve yüksek kontrast, kullanıcının doğrudan ekranın önünde olmayabileceği paneller için uygun kılar. Gri ön panel/beyaz segmentler, hem loş hem de parlak aydınlatılmış ortamlarda okunabilirliği artırır.
• Termal Yönetim:Cihazın bir güç dağılım derecelendirmesi olsa da, uzun vadeli ışık çıkışını ve güvenilirliği korumak için, özellikle yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında sürülüyorsa, muhafazada yeterli havalandırma sağlamak iyi bir uygulamadır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Diğer yedi segmentli ekran teknolojileriyle karşılaştırıldığında, LTD-5250JD'nin AlInGaP kullanımı belirli avantajlar sunar:

• Standart GaAsP veya GaP Kırmızı LED'lere Karşı:AlInGaP teknolojisi genellikle daha yüksek ışık verimliliği (mA akım başına daha fazla ışık çıkışı), daha iyi sıcaklık stabilitesi ve daha doygun, daha derin bir kırmızı renk (hiper kırmızı vs. standart kırmızı) sağlar.
• LCD Ekranlara Karşı:LED'ler ışık yayandır, yani kendi ışıklarını üretirler, bu da onları arka ışık olmadan karanlıkta net bir şekilde görünür kılar. Ayrıca çok daha hızlı bir tepki süresine ve daha geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına sahiptirler. Ancak, tipik olarak yansıtmalı LCD'lerden daha fazla güç tüketirler.
• VFD'ye (Vakum Floresan Ekranlar) Karşı:LED'ler katı haldedir, daha sağlamdır, daha düşük çalışma gerilimlerine sahiptir ve filaman veya yüksek gerilimli sürücü devreleri gerektirmez. VFD'ler farklı bir estetik ve çok geniş görüş açıları sunabilir ancak genellikle sürülmesi daha karmaşıktır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: \"Işık şiddeti eşleşme oranı\" 2:1'in amacı nedir?
C: Bu özellik, tek bir ekran ünitesi içinde, en sönük segmentin en parlak segmentin yarısından daha az parlak olmayacağını garanti eder. Bu, görüntülenen sayının görsel tekdüzeliğini sağlayarak bazı segmentlerin diğerlerinden belirgin şekilde daha sönük görünmesini önler.

S: Bu ekranı doğrudan bir 5V mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?
C: Hayır, doğrudan bağlayamazsınız. Mikrodenetleyici pini yeterli akımı (genellikle segment başına 20-25mA gerekir) sağlayamaz veya çekemez ve hasar görür. Harici transistörler (örneğin, katot tarafında NPN transistörler veya anot tarafında PNP) veya özel bir LED sürücü IC kullanmalısınız. Ayrıca, her zaman bir akım sınırlayıcı direnç gereklidir.

S: İki rakamı bağımsız olarak nasıl kontrol ederim?
C: Cihazın Rakam 1 (pin 14) ve Rakam 2 (pin 13) için ayrı ortak anot pinleri vardır. Her rakamda farklı sayıları aynı anda görüntülemek için onları çoklamanız gerekir. Bu, hangi rakamın anotunun güçlendirildiğini hızlı bir şekilde değiştirirken (örneğin, 100Hz veya daha hızlı), karşılık gelen segment verilerini paylaşılan katot hatlarında sunmayı içerir. Görüntünün sürekliliği, her iki rakamın da sürekli yanıyormuş gibi görünmesini sağlar.

S: \"Hiper Kırmızı\", standart kırmızıya kıyasla ne anlama gelir?
C: Hiper Kırmızı, baskın dalga boyu tipik olarak 620nm ile 645nm arasında olan, daha parlak, daha pembemsi standart kırmızı LED'lere (genellikle 630nm veya altında) kıyasla daha derin, daha turuncu tonlu bir kırmızı üreten LED'leri ifade eder. Kırmızı spektrum içinde belirli bir renk noktasıdır.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: İki Rakamlı Basit Bir Dijital Zamanlayıcı Tasarımı.
Hedef, 00'dan 99'a kadar dakikaları gösteren bir geri sayım zamanlayıcısı oluşturmaktır. Mikrodenetleyicinin (örneğin, bir Arduino veya PIC) sınırlı G/Ç pinleri vardır. LTD-5250JD'yi çoklamalı bir konfigürasyonda kullanmak verimlidir. İki NPN transistör (veya bir çift transistör), mikrodenetleyici kontrolü altında +5V beslemesini iki ortak anot pinine (pin 13 ve 14) anahtarlamak için kullanılacaktır. Sekiz segment katodu (7 segment + ondalık nokta, DP kullanılmayabilir), sekiz akım sınırlayıcı direnç üzerinden (~15-20mA sürüş için hesaplanmış) ve muhtemelen pin sayısını daha da azaltmak için tek bir 8 kanallı çekici sürücü IC (74HC595 kaydırmalı kaydedici veya ULN2003 dizisi gibi) üzerinden mikrodenetleyiciye bağlanacaktır. Firmware bir sayaç tutacak, onlar ve birler basamaklarını 7 segmentli desenlere dönüştürecek ve kararlı bir iki rakamlı ekran oluşturmak için karşılık gelen segment desenini çıkarırken Rakam 1 ve Rakam 2'yi dönüşümlü olarak etkinleştirecektir.

11. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTD-5250JD, Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken teknolojisine dayanır. Bu malzeme, bu durumda şeffaf olmayan Galyum Arsenür (GaAs) substratı üzerinde epitaksiyel olarak büyütülen doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkendir. P-n eklemi üzerine malzemenin bant aralığı enerjisini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşir ve foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini ve dolayısıyla yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler, bu da hiper kırmızı bölgededir (~639-650 nm). Gri ön panel, kontrast artırıcı bir filtre görevi görür ve segmentler, beyaz işaretlemelerin arkasındaki desenli LED çiplerinden oluşur. Ortak anot konfigürasyonu, çok haneli ekranlar için sürücü elektroniğini basitleştiren standart bir tasarımdır.

12. Teknoloji Trendleri

Yedi segmentli LED ekranlar sayısal okumalar için sağlam ve uygun maliyetli bir çözüm olmaya devam ederken, ekran teknolojisindeki daha geniş trendler gelişmeye devam etmektedir. Sürücü elektroniğinin giderek daha fazla ekran modüllerine gömüldüğü daha yüksek entegrasyona doğru genel bir hareket vardır. AlInGaP ve ilgili malzemelerin (mavi/yeşil için InGaN gibi) verimliliği artmaya devam etmekte, daha düşük akımlarda daha parlak ekranlara veya daha küçük çiplerin kullanılmasına olanak tanımaktadır. Yüzey montaj cihaz (SMD) paketleri otomatik montaj için daha yaygın hale gelmektedir, ancak bu tür delikli ekranlar sağlamlıkları ve elle lehimleme kolaylıkları nedeniyle prototipleme, onarım ve belirli endüstriyel uygulamalar için varlığını sürdürmektedir. Ayrıca, organik LED (OLED) ve esnek ekran teknolojilerinin yükselişi alternatif form faktörleri sunsa da, basit, yüksek parlaklıklı, düşük maliyetli sayısal ekranlar için burada kullanılan AlInGaP gibi geleneksel LED teknolojisi son derece rekabetçi ve güvenilir kalmaktadır.