LTD-5307AG LED Rakam Gösterge Veri Sayfası - 0.56 İnç (14.22mm) Rakam Yüksekliği - Yeşil Segment - 2.6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

LTD-5307AG, yüksek performanslı, tek rakamlı, 7 segmentli bir LED ekran modülüdür. Temel işlevi, elektronik cihazlarda net, parlak sayısal veya sınırlı alfasayısal karakter çıktısı sağlamaktır. Ana uygulama alanları, kompakt, güvenilir ve kolay okunabilir bir sayısal gösterge gerektiren ölçüm panelleri, tüketici elektroniği ekranları, endüstriyel kontrol okumaları ve test ekipmanlarını içerir.

Cihazın temel konumlandırması, boyutu, okunabilirliği ve güç verimliliği arasındaki dengede yatar. Basit ortak katot konfigürasyonu sayesinde, karmaşık sürücü elektroniği gerektirmeden dijital devrelere sorunsuz bir şekilde entegre olabilen güvenilir bir ekran bileşenine ihtiyaç duyan mühendisler ve ürün geliştiriciler için tasarlanmıştır.

2. Teknik Özelliklerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Optik Karakteristikler

Optik performans, ekranın işlevselliğinin merkezinde yer alır. Cihaz, verimli yeşil ışık yayılımı üretmek için kanıtlanmış bir teknoloji olan şeffaf GaP substrat üzerinde Gallium Fosfit (GaP) LED çipleri kullanır.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):İleri akım (I_F) 10mA'de sürüldüğünde 800 μcd (min) ile 2400 μcd (tipik) arasında değişir. Bu parametre, algılanan parlaklığı tanımlar. 2400 μcd'lik tipik değer, iyi aydınlatılmış ortamlar için uygun parlak bir ekranı gösterir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):565 nm. Bu, LED'in en fazla optik gücü yaydığı dalga boyudur ve onu görünür spektrumun yeşil bölgesine kesin olarak yerleştirir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):569 nm. Bu dalga boyu, insan gözü tarafından algılanan ışığın rengine karşılık gelir ve hafif sarımsı bir yeşildir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):30 nm. Bu değer, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir. 30 nm değeri, standart yeşil GaP LED'ler için tipiktir ve doymuş bir yeşil renk ile sonuçlanır.
• Işık Şiddeti Eşleşme Oranı (I_V-m):Maksimum 2:1. Bu kritik özellik, ekran genelinde görsel tekdüzeliği sağlar. Aynı sürüş koşullarında en sönük segmentin parlaklığının, en parlak segmentin parlaklığının yarısından az olmayacağı anlamına gelir, bu da düzensiz görünümü önler.

2.2 Elektriksel Karakteristikler

Elektriksel parametreler, ekran ile sürücü devresi arasındaki arayüzü tanımlar.

• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 2.6V, I_F=20mA'de maksimum 2.6V. Bu, her bir segment ile seri olarak bağlanan akım sınırlama direnci değerini tasarlamak için çok önemli bir parametredir. Standart 5V mantık beslemesi kullanıldığında, tipik bir akım sınırlama direnci değeri (5V - 2.6V) / 0.02A = 120Ω olacaktır.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım (I_F):Maksimum 25 mA. Bu akımın aşılması, LED'in ömrünü ve ışık çıkışını azaltacaktır. Veri sayfası, 25°C ortam sıcaklığının üzerinde 0.28 mA/°C'lik doğrusal bir güç azaltma faktörü sağlar, yani izin verilen maksimum akım sıcaklık arttıkça azalır.
• Segment Başına Tepe İleri Akım:Maksimum 100 mA, ancak yalnızca darbe koşullarında (0.1ms darbe genişliği, 1/10 görev döngüsü). Bu, çoklamalı uygulamalarda daha yüksek anlık parlaklık elde etmek için kısa süreli aşırı sürüme izin verir.
• Segment Başına Ters Gerilim (V_R):Maksimum 5V. Daha yüksek bir ters gerilim uygulamak, LED bağlantısında ani ve felaket bir arızaya neden olabilir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):V_R=5V'de maksimum 100 μA. Bu, LED ters öngerilimli olduğunda oluşan sızıntı akımıdır.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Hususlar

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği operasyonel limitleri tanımlar. Normal çalışma için değildir.

• Segment Başına Güç Dağılımı:75 mW. Bu, V_F* I_F olarak hesaplanır. Tipik V_F değeri 2.6V'de, maksimum sürekli akım yaklaşık 75mW / 2.6V ≈ 28.8 mA'dir, bu da 25mA'lik sürekli akım değeri ile uyumludur.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +105°C. Bu geniş aralık, cihazı endüstriyel donduruculardan otomotiv motor bölmelerine kadar zorlu ortamlardaki uygulamalar için uygun hale getirir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +105°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (≈1.6mm) altındaki bir noktada 260°C'lik bir lehimleme sıcaklığına 3 saniye dayanabilir. Bu, dalga veya reflow lehimleme işlemleri için standart bir özelliktir.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

Veri sayfası, cihazların "Işık Şiddeti için Kategorize Edildiğini" açıkça belirtmektedir. Bu, bir üretim sınıflandırma sürecine işaret eder. Bu alıntıda belirli sınıf kodları verilmemiş olsa da, bu tür göstergeler için tipik kategorizasyon, birimleri standart bir test akımında (örneğin, 10mA) ölçülen ışık şiddetine göre gruplamayı içerir. Bu, tasarımcıların ürünleri için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip göstergeler seçebilmelerini veya tek bir ürün içinde aynı ışık şiddeti sınıfından göstergeler kullanarak birden fazla rakam arasında tekdüze bir görünüm sağlamalarını garanti eder.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Metinde belirli grafikler verilmemiş olsa da, listelenen parametrelere dayanarak standart içeriklerini ve önemlerini çıkarabiliriz:

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Bu grafik, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. LED üzerindeki gerilim düşüşünü çeşitli çalışma akımlarında anlamak için gereklidir ve doğru sürücü tasarımı için kritiktir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım:Bu eğri, parlaklığın akımla nasıl arttığını gösterir. Genellikle, çok yüksek akımlarda termal etkiler nedeniyle verim düşmeden önce bir aralıkta doğrusaldır.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bu grafik, bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. LED verimi sıcaklık arttıkça azalır.
• Spektral Dağılım:Göreceli şiddetin dalga boyuna karşı çizildiği bir grafik, 565nm'deki tepe noktasını ve 30nm yarı genişliğini göstererek yeşil renk özelliklerini doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Fiziksel Boyutlar

Cihaz, 0.56 inç rakam yüksekliğine sahiptir, bu da 14.22 milimetreye karşılık gelir. Bu, okunabilirlik ve kart alanı tüketimi arasında iyi bir denge sunan standart bir boyuttur. Paket boyut çizimi (metinde atıfta bulunulmuş ancak detaylandırılmamıştır) tipik olarak modülün toplam uzunluğunu, genişliğini ve yüksekliğini, rakam ve segment boyutlarını ve bacak aralıklarını gösterir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar ±0.25mm standart toleransa sahiptir.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Dahili Devre

LTD-5307AG, tek bir pakette iki rakamlı, ortak katotlu bir ekrandır. Pin bağlantı tablosu sağlanmıştır:

• Konfigürasyon:Ortak Katot. Bu, her bir rakamın segmentleri için tüm katotların (negatif terminaller) dahili olarak birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili anot pininin yüksek seviyeye çekilmesi (bir akım sınırlama direnci üzerinden) ve rakamın ortak katot pininin düşük seviyeye çekilmesi gerekir.
• Pinout:18 pinli cihaz, iki rakam (Rakam 1 ve Rakam 2) için A-G segmentlerinin ve ondalık noktasının (D.P.) anotları ile ilgili ortak katot pinleri (pin 13 ve 14) için belirli bir atamaya sahiptir. Pin 1, 2, 16, 17, 18 "Bağlantı Yok" (N.C.) olarak işaretlenmiştir.
• Dahili Devre Şeması:Veri sayfasında atıfta bulunulmuştur, 14 LED segmentinin (rakam başına 7) ve iki ortak katot düğümünün birbirine bağlantısını görsel olarak tasvir ederek elektriksel düzeni açıklar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Mutlak maksimum değerlere dayanarak:

• Lehimleme:Cihaz, standart PCB montaj işlemleriyle uyumludur. Kritik özellik, gövdenin 1.6mm altında 260°C'de 3 saniyedir. Reflow lehimleme için, sıvılaşma üzerindeki süre kontrol edildiği sürece, tepe sıcaklığı yaklaşık 260°C olan standart kurşunsuz bir profil kabul edilebilir.
• Taşıma:LED çipleri statik elektriğe karşı hassas olduğundan, taşıma ve montaj sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleri alınmalıdır.
• Temizlik:Lehimlemeden sonra temizlik gerekiyorsa, cihazın plastik paketi ve epoksi dolgusu ile uyumlu yöntemler ve çözücüler kullanın.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

Ortak katot konfigürasyonu, standart mikrodenetleyici G/Ç pinleri veya kod çözücü/sürücü entegre devreleri (74HC595 kaydırmalı kaydedici veya özel LED sürücü çipleri gibi) ile doğrudan uyumludur. Tipik bir sürücü devresi şunları içerir:

1. Her segment anodunu, ayrı bir akım sınırlama direnci üzerinden pozitif bir besleme gerilimine (örneğin, 3.3V veya 5V) bağlamak.
2. Ortak katot pinlerini, bir alçak taraf anahtarı (örneğin, bir NPN transistör veya MOSFET) üzerinden toprağa bağlamak. Anahtar, hangi rakamın aktif olduğunu seçmek için bir mikrodenetleyici tarafından kontrol edilir.
3. İki rakamlı çoklama için, mikrodenetleyici segment desenlerini buna göre güncellerken Rakam 1 ve Rakam 2'yi aktif hale getirme arasında hızlı bir şekilde döngü yapar. Bu, gereken G/Ç pin sayısını önemli ölçüde azaltır.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her segment anodu için daima seri dirençler kullanın. Direnç değeri R = (V_besleme- V_F) / I_F olarak hesaplanır. 5V besleme için, V_F=2.6V ve I_F=10mA: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240Ω. 220Ω veya 270Ω standart bir direnç uygun olacaktır.
• Çoklama Frekansı:Birden fazla rakamı çoklarken, görünür titremeyi önlemek için yeterince yüksek bir yenileme hızı kullanın, tipik olarak rakam başına 60 Hz'nin üzerinde. İki rakam için >120 Hz'lik bir döngü frekansı önerilir.
• Isı Yönetimi:Güç dağılımı düşük olsa da, özellikle çalışma sıcaklığı aralığının üst sınırına yakın dar bir alanda birden fazla ekran kullanılıyorsa yeterli havalandırma sağlayın.
• Görüş Açısı:Veri sayfası "Geniş Görüş Açısı"nı vurgular. Bu, ekranın son kullanıcı için doğru şekilde yönlendirilmesini sağlamak için mekanik tasarım sırasında dikkate alınmalıdır.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı doğrudan 3.3V'luk bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

C: Muhtemelen, ancak ileri gerilimi kontrol etmelisiniz. Tipik V_F 2.6V'dir. 3.3V'luk bir pin, akım sınırlama direnci üzerinde yalnızca 3.3V - 2.6V = 0.7V sağlayabilir, bu da maksimum akımı ve dolayısıyla parlaklığı sınırlar. Genellikle anot tarafı için bir sürücü devresi veya daha yüksek bir besleme gerilimi kullanmak daha güvenlidir.

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu (565nm), yayılan ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın dalga boyu (569nm), insan gözüne LED çıkışıyla aynı renkte görünecek olan tek renkli ışığın dalga boyudur. Baskın dalga boyu, renk algısı için daha alakalıdır.

S: Tüm segmentlerde tekdüze parlaklık nasıl sağlanır?

C: Tüm segmentler için aynı akım sınırlama direnci değerlerini kullanın. Dahili ışık şiddeti eşleşme oranı (maks. 2:1), aynı sürüş akımlarıyla bile segmentlerin parlaklığının iki katından fazla değişmeyeceğini garanti eder. Kritik uygulamalar için, aynı ışık şiddeti sınıfından göstergeler seçin.

9. Çalışma Prensibi

LTD-5307AG, bir yarı iletken P-N bağlantısında elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Diyotun eşik değerini (bu GaP cihazı için yaklaşık 2.1-2.6V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, N-tipi malzemeden gelen elektronlar, tükenim bölgesinde P-tipi malzemeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Gallium Fosfit (GaP) LED'lerde, bu yeniden birleşme olayı, malzemenin bant aralığı enerjisine karşılık gelen bir dalga boyunda fotonlar (ışık) şeklinde enerji salar, bu da spektrumun yeşil bölgesindedir. Şeffaf GaP substrat, dahili olarak üretilen bu ışığın daha fazlasının kaçmasına izin vererek daha yüksek verime katkıda bulunur. Belirli segmentler, istenen segmentin anoduna ileri öngerilim uygulanırken ilgili rakamın ortak katodu topraklanarak aydınlatılır.

10. Teknoloji Bağlamı ve Trendler

LTD-5307AG, GaP malzemesine dayanan olgun ve güvenilir bir teknolojiyi temsil eder. OLED'ler, mikro-LED'ler ve yüksek verimli InGaN tabanlı LED'ler gibi daha yeni ekran teknolojileri, karmaşık grafikler için renk gamı, verimlilik ve çözünürlük açısından avantajlar sunsa da, bunun gibi geleneksel 7 segmentli LED ekranlar hala oldukça geçerlidir. Avantajları arasında kontrolün aşırı basitliği, çok yüksek güvenilirlik ve uzun ömür, mükemmel parlaklık ve kontrast, geniş çalışma sıcaklığı aralığı ve düşük maliyet bulunur. Yalnızca sayısal veya basit alfasayısal bilgilerin çeşitli çevresel koşullar altında net ve güvenilir bir şekilde görüntülenmesi gereken uygulamalar için, endüstriyel kontroller, tıbbi cihazlar, otomotiv gösterge panelleri (ikincil işlevler için) ve ev aletleri gibi alanlarda optimal seçimdir. Bu segmentteki trend, daha yüksek verimlilik (mA başına daha fazla ışık çıkışı), modern düşük gerilimli mantıkla daha uyumlu olmak için daha düşük ileri gerilimler ve okunabilirliği korurken veya iyileştirirken potansiyel olarak daha küçük paket boyutlarına doğrudur.