LTD-2601JS LED Ekran Veri Sayfası - 0,28 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Sarı - 2,6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTD-2601JS, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, çift haneli, yedi segmentli alfanümerik bir ekran modülüdür. Temel işlevi, bağımsız olarak adreslenebilir segmentler aracılığıyla sayıları ve bazı sınırlı karakterleri görsel olarak temsil etmektir. Çekirdek teknoloji, sarı dalga boyu spektrumunda ışık yaymak üzere özel olarak tasarlanmış AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken malzemesini kullanır. Bu malzeme seçimi, eski teknolojilere kıyasla verimlilik ve renk saflığı açısından avantajlar sunar. Cihaz, çeşitli aydınlatma koşullarında optimum okunabilirlik için yüksek kontrast sağlayan beyaz segment işaretlemeli gri bir ön panele sahiptir. Ortak anot konfigürasyonu olarak sınıflandırılır; bu, çok haneli uygulamalarda çoğullamayı basitleştiren standart bir tasarımdır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Ekran, pazar konumunu tanımlayan birkaç önemli avantaja sahiptir. 0,28 inç (7 mm) rakam yüksekliği, alanın kısıtlı olduğu panel metreler, ölçüm cihazları, tüketici elektroniği ve endüstriyel kontrol arayüzleri için uygun, kompakt ancak okunabilir bir format sunar. AlInGaP teknolojisinin kullanımı, yüksek ışık şiddeti ve mükemmel karakter görünümü sağlayarak parlak aydınlatmalı ortamlarda bile görünürlüğü garanti eder. Geniş görüş açısı, ekranın çeşitli pozisyonlardan doğru şekilde okunmasını sağlayan bir diğer kritik özelliktir; bu, panele monte edilmiş ekipmanlar için esastır. Cihaz ayrıca ışık şiddeti için kategorize edilmiştir, yani birimler tutarlı parlaklık için sınıflandırılır ve RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygun kurşunsuz bir pakette sunulur; bu da onu katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun kılar. Hedef pazar, test ve ölçüm ekipmanları, satış noktası terminalleri, otomotiv gösterge panelleri (ikincil ekranlar) ve güvenilir, düşük bakım gerektiren sayısal göstergelere ihtiyaç duyan ev aletlerinin tasarımcılarını içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Elektriksel ve optik parametrelerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, uygun devre tasarımı ve uzun vadeli güvenilirliğin sağlanması için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Sürekli çalışma için değildir.

• Segment Başına Güç Dağılımı:70 mW. Bu, tek bir LED segmenti tarafından güvenli bir şekilde ısı olarak dağıtılabilecek maksimum güçtür. Bu limitin aşılması, yarı iletken bağlantının termal bozulma riski taşır.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:60 mA. Bu, bir segmentin kaldırabileceği maksimum anlık akım darbesidir; tipik olarak yüksek görev döngülü darbe içeren çoğullama şemaları için geçerlidir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Bu, kararlı durum (DC) çalışması için önerilen maksimum akımdır. 0,28 mA/°C'lik bir düşürme faktörü belirtilmiştir; bu, aşırı ısınmayı önlemek için ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum sürekli akımın azalacağı anlamına gelir.
• Segment Başına Ters Gerilim:5 V. Bundan daha yüksek bir ters öngerilim uygulamak, bozulmaya ve LED'e zarar verebilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +105°C. Cihaz, bu geniş sıcaklık aralığında çalışma ve depolama için derecelendirilmiştir; çoğu endüstriyel ve tüketici ortamı için uygundur.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler (Ta=25°C)

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

• Ortalama Işık Şiddeti (Iv):1 mA ileri akımda (If) 200 (Min), 600 (Tip) µcd. İnsan gözü tepkisini (CIE eğrisi) simüle eden bir filtre ile ölçülen bu parametre, algılanan parlaklığı nicelendirir. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λp):If=20mA'da 588 nm (Tip). Bu, optik güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur ve sarı rengi tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm (Tip). Bu, spektral saflığı gösterir; daha dar bir genişlik, daha doygun, saf bir sarı renk anlamına gelir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):587 nm (Tip). Bu, insan gözü tarafından LED'in rengiyle eşleştiği algılanan tek dalga boyudur ve tepe dalga boyu ile yakından ilişkilidir.
• Segment Başına İleri Gerilim (Vf):If=20mA'da 2,05 (Min), 2,6 (Tip) V. Bu, LED iletkenken üzerindeki gerilim düşüşüdür. Akım sınırlama devresi tasarımı için çok önemlidir.
• Segment Başına Ters Akım (Ir):Vr=5V'da 100 µA (Maks). Bu, LED maksimum derecesinde ters öngerilimliyken oluşan küçük sızıntı akımıdır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı:2:1 (Maks). Bu, aynı rakam içindeki segmentler arasında veya rakamlar arasında izin verilen maksimum parlaklık değişimini belirtir; böylece düzgün bir görünüm sağlanır.
• Çapraz Konuşma:≤%2,5. Bu parametre, komşu bir segment enerjilendiğinde, içsel optik yansıma veya elektriksel sızıntı nedeniyle bitişik bir segmentin istenmeyen şekilde aydınlanmasını ölçer.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın \"Işık Şiddeti için Kategorize Edilmiş\" olduğunu açıkça belirtir. Bu, üretim sonrası bir sınıflandırma veya ayırma işlemini ima eder.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:Iv spesifikasyonu, 1mA'da minimum 200 µcd ve tipik 600 µcd değerini gösterir. Birimler test edilir ve farklı şiddet sınıflarına (örn., yüksek parlaklık, standart parlaklık) ayrılır. Tasarımcılar, birden fazla ekran veya üretim serisi boyunca tutarlı parlaklık gerektiren uygulamalar için belirli bir sınıf seçebilir.
• Dalga Boyu/Renk Sınıflandırması:Birden fazla sınıf ile açıkça detaylandırılmamış olsa da, tepe (588 nm) ve baskın (587 nm) dalga boyu için sıkı spesifikasyonlar, sıkı proses kontrolünü gösterir. Kritik renk eşleştirme uygulamaları için, daha ileri dalga boyu sınıflandırması özel bir seçenek olarak mevcut olabilir.
• İleri Gerilim Sınıflandırması:Vf aralığı (2,05V ila 2,6V) doğal bir varyasyon olduğunu gösterir. Güç kaynağı gerilimine duyarlı veya çoğullamalı dizilerde kesin akım eşleştirmesi hedefleyen tasarımlar için, sıkı bir Vf sınıfından LED'ler seçmek önemli olabilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan PDF alıntısı \"TİPİK ELEKTRİKSEL / OPTİK KARAKTERİSTİK EĞRİLERİ\"nden bahsetse de, belirli grafikler metne dahil değildir. Standart LED davranışına dayanarak, bu eğriler tipik olarak şunları içerir:

• Akım - Gerilim (I-V) Eğrisi:Bu grafik, ileri akım (If) ve ileri gerilim (Vf) arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. İstenen bir akım için gerekli sürücü gerilimini belirlemek ve sabit akım sürücüleri tasarlamak için esastır.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (L-I Eğrisi):Bu çizim, ışık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir. Düşük akımlarda genellikle doğrusaldır, ancak termal ve verimlilik düşüşü nedeniyle yüksek akımlarda doyabilir. Bu eğri, istenen parlaklık ve verimlilik için sürücü akımını optimize etmeye yardımcı olur.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bu eğri, bağlantı sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. Bu düşürme oranını anlamak, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritiktir.
• Spektral Dağılım Eğrisi:Göreceli optik gücün dalga boyuna karşı çizimi, ~588 nm'deki tepe noktasını ve ~15 nm'lik spektral yarı genişliği göstererek sarı renk karakteristiklerini doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Toleranslar

Ekran, standart delikli DIP (Çift Sıralı Paket) formatına uygundur. Veri sayfasından ana boyutsal notlar şunları içerir: aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve genel tolerans ±0,25 mm'dir. Bacak ucu kayma toleransı ±0,4 mm'dir; bu, PCB delik yerleşimi için önemlidir. Belirli kalite kontrolleri not edilmiştir: bir segment üzerindeki yabancı madde ≤10 mil, yüzeydeki mürekkep kirliliği ≤20 mil, bükülme ≤1/100 ve segment malzemesi içindeki kabarcıklar ≤10 mil olmalıdır.

5.2 Bacak Bağlantısı ve İç Devre

Cihaz, tek sırada 10 bacağa sahiptir. İç devre şeması, iki ayrı ortak anot bacağı (Rakam 2 için Bacak 6, Rakam 1 için Bacak 9) ile ortak anot tipi olduğunu gösterir. Her segment (A, B, C, D, E, F, G ve Ondalık Nokta) kendi özel katot bacağına sahiptir. Bu konfigürasyon çoğullama için standarttır: her seferinde bir ortak anotu (rakamı) sırayla etkinleştirerek ve o rakamın segmentleri için uygun katot bacaklarını sürerek, birden fazla rakam az sayıda G/Ç pini ile kontrol edilebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Veri sayfası, PCB montajı sırasında termal hasarı önlemek için spesifik lehimleme koşulları sağlar: \"Lehimleme Koşulları: Oturma düzleminin 1/16 inç altında, 260°C'de 3 saniye.\" Bu, dalga lehimlemeyi ifade eder. İğne ucu, ekranın plastik gövdesinin 1,6 mm (1/16\") altına konumlandırılmalı ve temas süresi maksimum 260°C sıcaklıkta 3 saniyeyi geçmemelidir. Bu, plastik muhafazanın erimesini veya iç tel bağlantılarının aşırı ısıdan zarar görmesini önler. Reflow lehimleme için, profil, depolama sıcaklığından (+105°C) türetilen maksimum sıcaklık derecesini artı bir güvenlik payını aşmamalıdır, ancak spesifik bir reflow profili sağlanmamıştır. Bileşenler, nem emilimini önlemek için kontrollü bir ortamda orijinal nem bariyerli torbalarında saklanmalıdır; aksi takdirde reflow sırasında \"patlamış mısır\" etkisine neden olabilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın sürücü yöntemi çoğullamadır. Bir mikrodenetleyici, rakam seçici olarak iki G/Ç pini (transistörler aracılığıyla ortak anotlar için akımı çekmek) ve segment katotları için akımı çekmek için 8 G/Ç pini (veya bir kaydıraç kaydedici) kullanır. Her segment katodu veya her ortak anot ile seri olarak bir akım sınırlama direnci gereklidir. Direnç değeri R = (Vcc - Vf\_led) / I\_istenen kullanılarak hesaplanır. Vf tipik olarak 20mA'de 2,6V olduğundan, 5V besleme ile R = (5 - 2,6) / 0,02 = 120 Ohm'dur. Çoğullamalı çalışma için, segment başına anlık akım daha yüksek olabilir (örn., 20mA) ancak görev döngüsü dikkate alındığında ortalama akım, sürekli derece sınırları içinde kalmalıdır.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman seri dirençler veya sabit akım sürücüler kullanın. Bir LED'i asla doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamayın.
• Çoğullama Frekansı:Görünür titremeyi önlemek için yeterince yüksek bir yenileme hızı kullanın (tipik olarak rakam başına >60 Hz). Görüşün devamlılığı ışığı bütünleştirir.
• Görüş Açısı:Ekranı, ana görüntüleme yönünün belirtilen geniş görüş açısı içinde olacak şekilde konumlandırın; böylece en iyi kontrast sağlanır.
• ESD Koruması:Açıkça belirtilmemiş olsa da, LED'ler elektrostatik deşarja duyarlıdır. Montaj sırasında ESD önlemleri ile çalışın.
• Isı Dağılımı:Yüksek parlaklık veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamalarında, özellikle maksimum sürekli akıma yakın sürüş yapılıyorsa, PCB düzeninin LED paketinden bir miktar ısı dağılımına izin verdiğinden emin olun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski kırmızı GaAsP (Galyum Arsenür Fosfür) LED ekranlarla karşılaştırıldığında, LTD-2601JS'deki AlInGaP teknolojisi önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar; bu da aynı akımda daha parlak ekranlar veya daha düşük güçte eşdeğer parlaklık sağlar. Sarı renk (587-588 nm), insan fotopik (gün ışığı) görüşü için yüksek hassasiyet bölgesindedir; bu da onu benzer ışıma gücüne sahip kırmızı veya yeşil LED'lerden öznel olarak daha parlak gösterir. Çağdaş yan parlaklıklı veya nokta matrisli ekranlarla karşılaştırıldığında, yedi segmentli format sürülmesi ve çözülmesi daha basittir; saf sayısal uygulamalar için daha düşük sistem maliyeti sunar. Delikli paketi, yüzeye montaj alternatiflerine kıyasla sağlam mekanik bağlantı sağlar; bu da titreşime maruz kalan uygulamalar için faydalıdır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

• S: Bu ekranı 3,3V'luk bir mikrodenetleyici ile sürebilir miyim?C: Evet. Tipik Vf 2,6V'dur, bu nedenle 3,3V besleme ile akım sınırlama direnci için 0,7V'luk bir baş payı vardır. Direnç değeri daha küçük olacaktır: R = (3,3 - 2,6) / I\_istenen. İstenen akımın, mikrodenetleyicinin pin akımı sağlama/çekme kapasiteleri dahilinde elde edilebilir olduğundan emin olun.
• S: Sürekli akım için düşürme faktörünün amacı nedir?C: Düşürme faktörü (0,28 mA/°C), daha yüksek ortam sıcaklıklarında azalan ısı dağıtma kapasitesini hesaba katar. 85°C ortam sıcaklığında, izin verilen maksimum sürekli akım 25mA - [0,28mA/°C * (85°C-25°C)] = 25mA - 16,8mA = 8,2mA'dır. Bu düşürülmüş akımın üzerinde çalışmak, maksimum bağlantı sıcaklığını aşma riski taşır.
• S: Veri sayfası \"Sağ El Ondalık\"dan bahsediyor. Bu ne anlama geliyor?C: Bu, ondalık nokta segmentinin konumunu gösterir. \"Sağ El Ondalık\", ondalık noktanın rakamın sağında olduğu anlamına gelir; bu, kesirli sayıları görüntülemek için standart kuraldır (örn., \"12,3\").
• S: Bir soğutucu gerekli mi?C: Orta bir ortam sıcaklığında segment başına 20mA veya altında tipik çalışma için özel bir soğutucu gerekli değildir. PCB'nin kendisi bir ısı yayıcı görevi görür. Ancak, mutlak maksimum değerlerde sürekli çalışma veya yüksek sıcaklık ortamlarında termal yönetim düşünülmelidir.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Basit Bir Dijital Voltmetre Okuması Tasarlama.Bir tasarımcı, bir tezgah üstü güç kaynağı için 0,0 ila 9,9V arası gerilimleri göstermek üzere iki haneli bir ekrana ihtiyaç duyar. LTD-2601JS, okunabilirliği ve basit arayüzü nedeniyle seçilir. Mikrodenetleyicinin ADC'si gerilimi okur, ondalık bir sayıya dönüştürür ve onlar basamağı, birler basamağı ve ondalık nokta için 7 segmentli kodlara bakar. İki NPN transistör, ortak anot bacaklarını (Rakam 1 ve 2) toprağa bağlamak için kullanılır. Sekiz mikrodenetleyici G/Ç pini, her biri 120 ohm'luk bir seri direnç ile segment katotlarına (A-G ve DP) bağlanır. Yazılım, rakamları 100 Hz'de çoğullar. Gri ön panel/beyaz segment, güç kaynağının siyah paneli karşısında mükemmel kontrast sağlar. Yüksek parlaklık, iyi aydınlatılmış bir laboratuvarda görünür olmasını sağlar. Kurşunsuz uyumluluk, şirketin yeni ürünler için çevre standartlarını karşılar.

11. Çalışma Prensibi Giriş

Temel prensip, bir yarı iletken P-N bağlantısında elektrolüminesanstır. AlInGaP malzemesi, doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkendir. Bağlantının içsel potansiyelini (kabaca Vf'ye eşit) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, N bölgesinden elektronlar bağlantı boyunca P bölgesine enjekte edilir ve P bölgesinden delikler N bölgesine hareket eder. Bu enjekte edilen azınlık taşıyıcıları (P tarafındaki elektronlar, N tarafındaki delikler) çoğunluk taşıyıcılarıyla yeniden birleşir. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı bir malzemede, bu yeniden birleşmelerin önemli bir kısmı radyatiftir, yani enerjiyi foton (ışık) formunda salarlar. Fotonun spesifik enerjisi ve dolayısıyla dalga boyu (renk), Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosforun kesin oranlarıyla tasarlanan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Opak GaAs substratı, ışığı yukarı yansıtarak ileri ışık şiddetini artırmaya yardımcı olur. Her segment ayrı bir LED çipidir ve yanan segmentlerin kombinasyonu istenen rakamı veya karakteri oluşturur.

12. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

LTD-2601JS gibi delikli yedi segmentli ekranlar prototipleme, eğitim kitleri ve sağlam mekanik montaj gerektiren uygulamalar için geçerliliğini korurken, daha geniş endüstri trendi kararlı bir şekilde yüzeye montaj cihazı (SMD) paketlerine doğru ilerlemektedir. SMD LED'ler daha küçük ayak izi, daha düşük profil, otomatik pick-and-place montajına uygunluk ve genellikle PCB'ye doğrudan bağlantı yoluyla daha iyi termal performans sunar. Ekranlar için, entegre sürücü IC'leri daha yaygın hale gelmekte; LED dizisini tarama mantığı ve bazen hatta seri iletişim arayüzleri (I2C veya SPI gibi) ile birleştirerek mikrodenetleyici G/Ç ve yazılım yükünü büyük ölçüde azaltmaktadır. Malzemeler açısından, AlInGaP kırmızı, turuncu ve sarı için mükemmel olsa da, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) daha geniş bant aralığı ayarlanabilirliği nedeniyle mavi, yeşil ve beyaz LED pazarlarına hakimdir. Gelecekteki ekranlar için, mikro-LED ve mini-LED teknolojileri daha da yüksek yoğunluk, parlaklık ve verimlilik vaat etmektedir, ancak bunlar şu anda basit segment ekranlardan ziyade yüksek çözünürlüklü video ekranlarına yöneliktir. Ancak, yedi segmentli formatın kalıcı prensibi, öngörülebilir gelecekte maliyet duyarlı, okunabilirlik açısından kritik sayısal uygulamalardaki faydasını garanti eder.