LTS-3401LJF LED Ekran Veri Sayfası - 0,8 İnç Rakam Yüksekliği - Sarı Turuncu Renk - 2,6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-3401LJF, net ve düşük güçlü sayısal gösterge gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, tek haneli, yedi segmentli bir ışık yayan diyot (LED) ekranıdır. Temel teknolojisi, kehribar ile kırmızı-turuncu spektrumunda yüksek verimli ışık üretmesiyle bilinen Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır. Bu spesifik cihaz sarı-turuncu renkte ışık yayar. Ekran, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artıran gri yüzey ve beyaz segmentlere sahiptir. Bu bileşen için birincil tasarım hedefleri, düşük güç tüketimi, düzgün segment aydınlatmasıyla mükemmel karakter görünümü ve katı hal güvenilirliğidir; bu da sayısal verilerin net ve verimli bir şekilde sunulması gereken geniş bir tüketici ve endüstriyel elektronik cihaz yelpazesinde kullanıma uygun kılar.

1.1 Temel Avantajlar

• Düşük Güçlü Çalışma:Minimum güç çekimi için tasarlanmıştır, pil ile çalışan veya enerjiye duyarlı uygulamalar için idealdir.
• Yüksek Görünürlük:Sürekli ve düzgün segmentler ile geniş bir görüş açısı sunarak, çeşitli pozisyonlardan okunabilirliği garanti eder.
• Katı Hal Güvenilirliği:LED tabanlı bir cihaz olarak, mekanik veya filamanlı ekranlara kıyasla uzun çalışma ömrü, darbeye dayanıklılık ve tutarlı performans sunar.
• Standart Arayüz:Entegre devre (IC) uyumlu sürücü gereksinimleri, yaygın mikrodenetleyici ve mantık devreleriyle entegrasyonu basitleştirir.
• Kategorize Edilmiş Performans:Cihazlar ışık şiddetine göre sınıflandırılır, bu da çok haneli uygulamalarda tutarlı parlaklık eşleşmesi sağlar.

2. Teknik Özelliklere Derinlemesine Bakış

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlanan temel elektriksel, optik ve fiziksel parametrelerin detaylı ve nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Elektriksel Özellikler

Elektriksel parametreler, ekranın çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar.

• Mutlak Maksimum Değerler:Bunlar, kalıcı hasarı önlemek için hiçbir koşulda aşılmaması gereken stres sınırlarıdır.
  • Segment Başına Güç Dağılımı:Maksimum 70 mW. Bu, her bir LED segmenti üzerindeki ileri akım ve gerilim düşüşünün birleşik etkisini sınırlar.
  • Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de maksimum 25 mA. Ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça, 0,33 mA/°C'lik doğrusal bir düşürme faktörü uygulanır.
  • Segment Başına Tepe İleri Akım:Maksimum 60 mA, ancak yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0,1 ms darbe genişliği). Bu, çoklamalı uygulamalarda daha yüksek tepe parlaklığı elde etmek için kısa süreli aşırı sürüme izin verir.
  • Segment Başına Ters Gerilim:Maksimum 5 V. Bunun aşılması LED'in PN eklemini hasara uğratabilir.
  • Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C.
  • Lehim Sıcaklığı:Oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1,6 mm) altında, 3 saniye boyunca 260°C. Bu, dalga veya reflow lehimleme işlemleri için kritik bir parametredir.
• Elektriksel/Optik Özellikler (T_A=25°C'de):Bunlar tipik çalışma parametreleridir.
  • İleri Gerilim (V_F):I_F=20mA'de 2,05V (Min), 2,6V (Tip). Bu, belirtilen akımla sürülen aktif bir segment üzerindeki gerilim düşüşüdür.
  • Ters Akım (I_R):V_R=5V'de maksimum 100 µA. Bu, LED ters öngerilimli olduğunda minimum kaçak akımı gösterir.

2.2 Optik Özellikler

Optik parametreler, ekranın ışık çıkışını ve renk özelliklerini nicelendirir.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):I_F=1mA'de 320 µcd (Min), 900 µcd (Tip). Bu, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör tarafından ölçülen bir segmentin algılanan parlaklığının bir ölçüsüdür. Geniş aralık, bir sınıflandırma işlemini gösterir.
• Işık Şiddeti Eşleşme Oranı (I_V-m):I_F=10mA'de maksimum 2:1. Bu, aynı hanenin farklı segmentleri veya farklı birimler arasındaki izin verilen maksimum parlaklık değişimini belirtir, böylece görsel düzgünlük sağlanır.
• Tepe Işınım Dalga Boyu (λ_p):I_F=20mA'de 611 nm (Tip). Bu, optik güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F=20mA'de 605 nm (Tip). Bu, insan gözü tarafından algılanan ve yayılan ışığın rengine en iyi şekilde uyan, onun sarı-turuncu tonunu tanımlayan tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):I_F=20mA'de 17 nm (Tip). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik (saf) bir renk anlamına gelir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazların "Işık Şiddeti için Kategorize Edildiğini" belirtir. Bu, üretim sonrası bir ayıklama (sınıflandırma) işlemine işaret eder.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:Üretimden sonra, LED'ler standart bir test akımında (örn. 1mA veya 10mA) ölçülen ışık şiddetlerine göre test edilir ve gruplandırılır. Belirtilen tipik 900 µcd ve minimum 320 µcd değerleri olası sınıfları tanımlar. Sınıflandırılmış parçaların kullanılması, çok haneli bir ekranın tüm segmentlerinde tutarlı parlaklık seviyeleri sağlar; bu, nihai üründe estetik ve işlevsel düzgünlük için kritiktir. Tasarımcılar, tedarik için spesifik sınıf kodu mevcudiyeti ve özellikleri için üreticiye danışmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan PDF alıntısı "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"nden bahsetse de, spesifik grafikler metinde yer almamaktadır. Tipik olarak, bu tür eğriler şunları içerir:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (I-V Eğrisi):Bu grafik, ışık çıkışının sürücü akımıyla tipik olarak doğrusal altı bir şekilde nasıl arttığını, verimlilik değişimlerini vurgulayarak gösterir.
• İleri Gerilim - İleri Akım:Diyotun üstel I-V ilişkisini gösterir, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir; bu, yüksek sıcaklık veya yüksek parlaklık uygulamalarında termal yönetim için hayati önem taşır.
• Spektral Dağılım:Bağıl şiddetin dalga boyuna karşı çizildiği, tepe ve baskın dalga boylarını ve spektral yarı genişliği görsel olarak gösteren bir grafik.

Tasarımcılar, sağlam devre tasarımı için bu ilişkileri tam olarak anlamak üzere grafikler içeren tam veri sayfasına her zaman başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Fiziksel Boyutlar

Cihaz, 0,8 inç rakam yüksekliğine sahip bir ekran olarak tanımlanır; bu, sayısal karakterin kendisinin yüksekliği olan 20,32 mm'ye karşılık gelir. Paket boyut çizimi (metinde referans verilmiş ancak detaylandırılmamıştır), plastik paketin toplam uzunluğunu, genişliğini ve yüksekliğini, bacak aralıklarını ve segment yerleşimini belirtir. Aksi belirtilmedikçe toleranslar tipik olarak ±0,25 mm'dir. Hassas mekanik çizimler, PCB ayak izi tasarımı ve bir muhafaza içinde uygun oturmanın sağlanması için gereklidir.

5.2 Bacak Yapılandırması ve Dahili Devre

LTS-3401LJF birortak anotekrandır. Bu, tüm LED segmentlerinin (ve ondalık noktalarının) anotlarının dahili olarak bağlandığı ve ortak bacaklara (4, 6, 12, 17) çıkarıldığı anlamına gelir. Bireysel segment katotları (A-G ve sol/sağ ondalık noktalar) kendi bacaklarına sahiptir. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili katot bacağı düşük seviyeye (toprağa veya bir akım havuzuna bağlı) çekilirken ortak anot bacağı yüksek seviyede (V_CC'ye bir akım sınırlama direnci üzerinden bağlı) tutulmalıdır. Bacak çıkış tablosu, doğru PCB düzeni ve yazılım sürücü rutini geliştirme için kritiktir. Birkaç bacak (1, 8, 9, 16, 18) "BACAK YOK" olarak listelenmiştir, yani fiziksel olarak mevcuttur ancak elektriksel olarak bağlı değildir (N/C).

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Veri sayfası, önemli bir lehimleme parametresi sağlar: paket, oturma düzleminin 1/16 inç (1,6 mm) altında ölçüldüğünde, 3 saniye boyunca 260°C'lik bir lehim sıcaklığına dayanabilir. Bu, dalga lehimleme için standart bir referanstır. Reflow lehimleme için, yaklaşık 260°C'lik bir tepe sıcaklığına sahip standart kurşunsuz bir profil uygulanabilir, ancak sıvı faz üzerindeki süre kontrol edilmelidir. Nem hassas cihazların (geçerliyse) işlenmesi için standart JEDEC/IPC kılavuzlarının takip edilmesi ve montaj sırasında bacaklara mekanik stres uygulanmaması önerilir. Depolama, kuru bir ortamda belirtilen -35°C ila +85°C sıcaklık aralığında yapılmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Test ve Ölçüm Ekipmanları:Dijital multimetreler, frekans sayaçları, güç kaynakları.
• Tüketici Elektroniği:Saatler, zamanlayıcılar, mutfak aletleri, ses ekipmanı ekranları.
• Endüstriyel Kontroller:Panel metreler, proses göstergeleri, kontrol sistemi okumaları.
• Otomotiv Yan Sanayi:Yüksek görünürlük ve güvenilirliğin gerekli olduğu göstergeler ve ekranlar.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her bir ortak anot bağlantısı (veya çoklamalı bir şemada her segment) için ileri akımı ayarlamak üzere her zaman bir seri direnç kullanın. Direnç değerini R = (V_CC- V_F) / I_F formülünü kullanarak hesaplayın. Güvenli bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F değerini kullanın.
• Çoklama:Çok haneli ekranlar için, çoklamalı bir sürücü devresi yaygındır. Bu, her haneye gücü (ortak anot üzerinden) hızla döngüsel olarak uygularken, o haneye karşılık gelen segment verisini sunmayı içerir. Bu, gereken G/Ç bacak sayısını büyük ölçüde azaltır. Bu tür konfigürasyonlarda tepe akım değerinin (1/10 görev döngüsünde 60 mA) aşılmadığından emin olun.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır ancak ekranı monte ederken hedeflenen kullanıcının görüş hattını göz önünde bulundurun.
• Termal Yönetim:Düşük güçlü olsa da, yüksek ortam sıcaklıklarında veya yüksek parlaklık ayarlarında, kart düzeni ve hava akışını dikkate alarak paket sıcaklığının sınırlar içinde kalmasını sağlayın.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-3401LJF'nin birincil farklılaştırıcısı, sarı-turuncu ışınım içinAlInGaP teknolojisini kullanmasıdır. Standart GaAsP (Galyum Arsenit Fosfit) LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar; bu da aynı sürücü akımı için daha parlak çıkış veya aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlar. Ayrıca genellikle sıcaklık ve ömür boyunca daha iyi stabilite ve renk tutarlılığı sağlar. Beyaz LED'lerle (genellikle fosfor kaplamalı mavi LED'ler) karşılaştırıldığında, bu monokromatik cihaz, düşük ışık veya gece görüşü uyumlu ortamlar gibi belirli bir kehribar/turuncu rengin istendiği uygulamalarda daha yüksek etkinlik sunar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

• S: "Bacak Yok" bağlantılarının amacı nedir?
  
  C: Bunlar, lehimleme sırasında paketi sabitlemeye yardımcı olan ve yapısal bütünlük sağlayan mekanik yer tutuculardır. Devrenizdeki herhangi bir elektriksel ağa bağlanmamalıdırlar.
• S: Bu ekranı doğrudan 5V'luk bir mikrodenetleyici bacağından sürebilir miyim?
  
  C: Hayır. Bir akım sınırlama direnci kullanmalısınız. Katoda (anot yüksekken) doğrudan 5V bağlamak, aşırı akım çekmeye çalışarak hem LED'e hem de muhtemelen mikrodenetleyici bacağına zarar verir. Direnci, besleme geriliminize ve istediğiniz segment akımına göre hesaplayın.
• S: "Ortak Anot", devre tasarımım için ne anlama geliyor?
  
  C: Bu, pozitif gerilimi (V_CC) ortak anot bacağına/bacaklarına uyguladığınız ve segmentleri açmak için akımı bireysel katot bacakları üzerinden toprağa çektiğiniz anlamına gelir. Sürücü devreniz (örn. bir mikrodenetleyici), katoda bağlı G/Ç bacağını mantıksal DÜŞÜK (0V) durumuna getirerek bir segmenti aktifleştirir.
• S: Çok haneli bir tasarımda düzgün parlaklığı nasıl elde ederim?
  
  C: Bileşenleri üreticiden aynı ışık şiddeti sınıfı kodundan temin edin. Ek olarak, tüm segmentler için aynı akım sınırlama direnci değerlerini kullandığınızdan ve çoklama veya statik sürüş şemanızda tutarlı bir sürücü akımı kullandığınızdan emin olun.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Basit Bir Dijital Voltmetre Okuması Tasarlama.

Bir tasarımcı, LTS-3401LJF kullanarak 3 haneli bir DC voltmetre ekranı oluşturuyor. Gerilimi ölçmek için analog-dijital dönüştürücü (ADC) içeren bir mikrodenetleyici kullanır. Üç ekran kullanılır. Mikrodenetleyici bacakları tüm segmentleri (3 hane * 8 segment = 24 hat) doğrudan sürmek için yetersizdir, bu nedenle çoklamalı bir tasarım seçilir. Tüm haneler için tüm segment katotlarını (A-G, DP) kontrol etmek üzere sabit akım havuzu çıkışlı tek bir 8-bit kaydırmalı kaydedici (örn. harici transistörlü 74HC595 veya özel bir LED sürücü IC) kullanılır. Üç mikrodenetleyici G/Ç bacağı, küçük PNP transistörler veya MOSFET'ler aracılığıyla her hanenin ortak anodunu seçici olarak etkinleştirmek için kullanılır. Yazılım, her haneyi (1, 2, 3) hızla döngüsel olarak etkinleştirirken, o haneye karşılık gelen segment desenini kaydırmalı kaydediciye kaydırır. Görüntünün sürekliliği, tüm hanelerin sürekli yanıyormuş gibi görünmesini sağlar. Tasarımcı, 5V besleme, 2,6V V_F ve istenen ortalama 10mA segment akımı temelinde, üç haneyi çoklamanın 1/3 görev döngüsü için ayarlayarak ortak anot hatları için akım sınırlama dirençlerini hesaplar.

11. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTS-3401LJF, AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yapımı bir yarı iletken PN eklemindeki elektrolüminesans prensibine dayanır. İleri bir gerilim uygulandığında, N-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgedeki P-tipi malzemeden gelen boşluklarla yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda sarı-turuncu (~605 nm baskın dalga boyu). Opak olmayan bir GaAs substrat kullanımı, saçılan ışığı emerek kontrastı iyileştirmeye yardımcı olur ve ekranın mükemmel karakter görünümüne katkıda bulunur. Yedi bireysel segment, her biri elektriksel olarak izole edilmiş ve adreslenebilir, bir desende düzenlenmiş çok sayıda küçük AlInGaP LED çipinden oluşur.

12. Teknoloji Trendleri

Yedi segmentli LED ekranlar sayısal okumalar için sağlam ve uygun maliyetli bir çözüm olmaya devam ederken, daha geniş ekran teknolojisi manzarası gelişmektedir. Gerekli mikrodenetleyici G/Ç'sini ve yazılım karmaşıklığını büyük ölçüde azaltan, dahili denetleyicili (I2C veya SPI arayüzü) ekranlar gibi daha yüksek entegrasyona doğru bir eğilim vardır. Malzemeler açısından, AlInGaP teknolojisi kehribar/kırmızı renkler için olgun ve oldukça verimlidir. Tam renkli veya beyaz uygulamalar için, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) tabanlı mavi/yeşil/beyaz LED'ler hakimdir. Gelecek trendler, daha da düşük çalışma gerilimleri, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla ışık) ve ekranların esnek veya şeffaf substratlara entegrasyonunu içerebilir; ancak bunlar geleneksel segmentli sayısal cihazlardan ziyade daha yeni ekran türleriyle daha ilgilidir. LED'lerin temel avantajları—güvenilirlik, uzun ömür ve düşük gerilimli çalışma—bu faktörlerin en önemli olduğu uygulamalarda kullanımlarının devam etmesini sağlar.