LTC-5675KG LED Dijital Gösterge Veri Sayfası - 0.52 İnç Karakter Yüksekliği - AlInGaP Yeşil - 2.6V İleri Yönlü Gerilim - Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTC-5675KG, dört haneli yedi segmentli bir dijital gösterge modülüdür. Ana işlevi, çeşitli elektronik cihazlarda ve ölçüm aletlerinde net, yüksek görünürlüklü sayısal ve sınırlı alfasayısal bilgi sağlamaktır. Temel teknolojisi, yüksek verimli yeşil ışık üretmesiyle bilinen, opak GaAs substratı üzerine monte edilmiş AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfor) LED çipini kullanır. Gösterge, yanan yeşil segmentler için mükemmel bir kontrast sağlayan, beyaz segment işaretlemeli gri panel tasarımına sahiptir. Bu tasarım, endüstriyel kontrol panelleri, test ekipmanları, tüketici elektroniği ve kompakt çok haneli dijital gösterge gerektiren cihazlar gibi, güvenilir, katı hal dijital gösterim, düşük güç tüketimi ve üstün görsel performans gerektiren uygulamalara yöneliktir.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Rakam Boyutu:0.52 inç (13.2 mm) karakter yüksekliği, iyi bir okunabilirlik sağlar.
• Segment tasarımı:Sürekli ve düzgün segmentler, karakterlerin estetik görünümünü sağlar.
• Optik performans:Yüksek parlaklık ve yüksek kontrast, her türlü aydınlatma koşulunda net görünürlük sağlar.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı, eksen dışı konumlardan bile ekran içeriğinin net okunmasını sağlar.
• Enerji Verimliliği:Düşük güç tüketimi gereksinimi, pil ile çalışan veya enerji tüketimine önem veren uygulamalar için uygundur.
• Güvenilirlik:Katı hal güvenilirliği, hareketli parça içermez, uzun hizmet ömrüne sahiptir.
• Kalite Kontrolü:Cihazlar, çoklu basamaklı veya çoklu birim uygulamalarında parlaklık eşleşmesini sağlamak için ışık şiddetine göre derecelendirilir.
• Çevresel Uyumluluk:Kurşunsuz paketleme, RoHS (Zararlı Maddelerin Sınırlandırılması) Direktifi'ne uygundur.

2. Teknik Özelliklerin Detaylı Açıklaması

Bu bölüm, spesifikasyon belgesinde belirtilen elektriksel ve optik parametrelerin detaylı ve objektif bir analizini sunmaktadır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar. Bu aralığın dışında çalıştırılması önerilmez.

• Her segment güç tüketimi:Maksimum 70 mW. Bu, ileri voltaja dayalı maksimum sürekli akımı sınırlar.
• Her segment tepe ileri akımı:Maksimum 60 mA, ancak yalnızca darbe koşullarında (1 kHz, %25 görev döngüsü). Bu değer, çoklama veya kısa süreli aşırı akım koşulları için geçerlidir.
• Her segment sürekli ileri akımı:25°C'de maksimum 25 mA. Ortam sıcaklığı 25°C'yi aştığında, bu akım 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer. Örneğin, 85°C'de izin verilen maksimum sürekli akım yaklaşık olarak: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA'dır.
• Her segment ters voltajı:Maksimum 5 V. Bu değerin aşılması jonksiyon delinmesine neden olabilir.
• Çalışma sıcaklığı aralığı:-35°C ila +85°C. Bu cihaz endüstriyel sıcaklık aralığı için uygundur.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Lehimleme Koşulları:260°C'de 3 saniye süreyle, bu sıcaklık bileşen montaj düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) altında ölçülmek üzere belirlenmiştir. Bu tipik bir reflow lehimleme profil kılavuzudur.

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

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik çalışma parametreleridir.

• Ortalama ışık şiddeti (I_V):Bu, kritik bir parlaklık parametresidir.
  • Minimum değer: I_F= 1 mA'de 320 µcd
  • Tipik Değer: I_F= 10 mA'de 1050 µcd
  • Maksimum Değer: I_F= 10 mA'de 11550 µcd. Minimumdan maksimuma geniş aralık, cihazın derecelendirildiğini (sınıflandırıldığını) gösterir. Tasarımcılar, parlaklık düzgünlüğünü sağlamak için uygun derecelendirmeden seçim yapmalıdır.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):I_F=20mA'de 571 nm (tipik değer). Bu, görünür spektrumun yeşil bölgesinde yer alır.
• Çizgi yarı genişliği (Δλ):15 nm (tipik değer). Bu, yeşil ışık yayılımının spektral saflığını veya bant genişliğini ifade eder.
• Ana dalga boyu (λ_d):572 nm (tipik). Tepe dalga boyundan biraz farklıdır, bu insan gözünün ışık kaynağının rengiyle eşleşen tek renkli ışığın dalga boyudur.
• Segment başına ileri voltaj (V_F):I_F=20mA'de 2.1V (minimum), 2.6V (tipik). Akım sınırlama devresi tasarımı için bu kritiktir. Sürücü devresi, bu V_F.
• Segment başına ters akım (I_R):V'de_R=5V'de maksimum 100 µA. Düşük değer, iyi eklem kalitesini gösterir.
• Işık şiddeti eşleştirme oranı (I_V-m):"Benzer ışık bölgesi" içinde, segmentler arasındaki maksimum oran 2:1'dir. Bu, en parlak segmentin, tek bir rakam veya belirtilen grup içindeki en koyu segmentten iki kattan fazla parlak olmaması gerektiği anlamına gelir, böylece görsel düzgünlük sağlanır.

Ölçüm açıklaması:Işık şiddeti, CIE fotopik görme tepki eğrisini simüle eden bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür, böylece ölçüm değerlerinin insan gözünün parlaklık algısıyla uyumlu olması sağlanır.

3. Derecelendirme Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddetine göre sınıflandırıldığını" açıkça belirtir. Bu bir sınıflandırma işlemidir.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:I_VGeniş spektrumlu spesifikasyonlar (10mA'de 320 ila 11550 µcd) birden fazla parlaklık seviyesinin mevcut olduğu anlamına gelir. Üreticiler, bileşenleri ölçülen çıkışa göre test eder ve sınıflandırır (derecelendirir). Bu, müşterilerin yüksek parlaklık uygulamaları için garanti edilmiş minimum parlaklık seviyesine (örneğin, I_V> 8000 µcd 的等级）的部件用于高亮度应用，或为标准等级用于成本敏感的设计。使用分级部件对于在多个显示器或数字之间实现外观均匀至关重要。
• Dalga boyu tutarlılığı:Açıkça bir derecelendirme olarak belirtilmese de, λ_p(571 nm) ve λ_d(572 nm) için tipik değer aralığı dardır, bu da iyi bir proses kontrolünü gösterir ve böylece farklı üretim partileri arasında tutarlı bir yeşil rengi sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, standart içeriğini ve önemini çıkarabiliriz.

• İleri yön akımı vs. ileri yön voltajı (I-V eğrisi):Bu grafik, üstel ilişkiyi gösterecektir. Belirli bir sürücü akımı için gereken güç kaynağı voltajını belirlemek ve güç tüketimini hesaplamak (P = V_F* I_F) Çok önemlidir.
• Işık Şiddeti vs. İleri Yönlü Akım:Bu eğri, parlaklığın akımla birlikte nasıl arttığını gösterir. Genellikle doğrusal değildir; ısınma nedeniyle, aşırı yüksek akımlarda verimlilik (lümen başına watt) genellikle düşer. Veri sayfası 1mA ve 10mA'daki ayrık noktaları sağlar.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:AlInGaP LED'ler için, ışık çıkışı genellikle jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. Bu eğri, yüksek sıcaklıklarda yeterli parlaklığı sağlamak için geniş sıcaklık aralığında (-35°C ila +85°C) çalışan uygulamaların tasarımında kritik öneme sahiptir.
• Spektral Dağılım:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı grafiğini gösterir, yaklaşık 571-572 nm merkez dalga boyu ve yaklaşık 15 nm yarım genişlik ile yeşil ışık çıkışını doğrular.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Bu cihaz, standart LED dijital gösterge paketlemesi kullanır. Boyut diyagramı (metinde bahsedilmiş ancak ayrıntılandırılmamıştır) genellikle şunları gösterir:

• Modülün toplam uzunluğu, genişliği ve yüksekliği.
• Rakam aralığı (pitch).
• Segment boyutları ve aralığı.
• Pin aralığı, uzunluğu ve çapı. Açıklama: Tüm boyutlar aksi belirtilmedikçe milimetre cinsindendir ve genel tolerans ±0.25 mm'dir.

5.2 Bacak Yapılandırması ve Polarite

LTC-5675KG birOrtak Anotcihazdır. Bu, her rakamın tüm LED'lerinin anotlarının dahili olarak birbirine bağlandığı ve her rakam için bir pime (Pin 10-13: Rakam 1-4 Anot) çıkarıldığı anlamına gelir. Tüm rakamların her segmentinin (A-G, DP) katotları paylaşımlıdır ve ilgili pinlere bağlanır (Pin 27-30, 35-37 segment A-G'ye karşılık gelir; Pin 31-34 ondalık noktaya karşılık gelir). Bu konfigürasyon çoklama için oldukça uygundur.

Çoklama İşlemi:Bir rakamı görüntülemek için mikrodenetleyici şunları yapar:

1. İstenen karakter için segment katotlarının (A-G) modunu ayarlar.
2. Belirli bir rakamın ortak anot pimine voltaj uygulayın, bu karakter o rakamda görünmelidir.
3. Her bir rakamın anodunu yüksek frekansta (örneğin, 100Hz+) sırayla döngüye alarak, tüm rakamların aynı anda yanıyormuş gibi görünmesini sağlayın. Statik sürücüye kıyasla, bu yöntem gereken sürücü pinlerini ve güç tüketimini önemli ölçüde azaltır.

İç devre şeması:Alıntılanan şema, dört dijital anot ve yedi segment artı bir ondalık nokta katotunu göstererek ortak anotlu, çoklama mimarisini görsel olarak doğrulamaktadır.

6. Kaynak ve Montaj Kılavuzu

• Reflow Lehimleme:Belirtilen koşul, bileşen gövdesinin 1.6 mm altında ölçülen 260°C'de 3 saniyedir. Bu, tipik kurşunsuz reflow lehimleme eğrisiyle (tepe sıcaklığı 245-260°C) uyumludur.
• Dikkat Edilmesi Gerekenler:
  • İşlem sırasında pinlere mekanik stres uygulamaktan kaçının.
  • Ekranın lehimleme öncesi ve sonrasında maksimum depolama sıcaklığını aşan sıcaklıklara maruz kalmamasını sağlayın.
  • İşlem sırasında standart ESD (elektrostatik boşalma) önlemlerine uyun.
• Depolama Koşulları:Nem almayı önlemek için kuru bir ortamda, -35°C ila +85°C belirtilen sıcaklık aralığında depolayın. Nem alımı, reflow lehimleme sırasında "patlamış mısır" olgusuna neden olabilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Endüstriyel Enstrümantasyon:Panel ölçüm cihazları, proses kontrolörleri, zamanlayıcı ekranları.
• Test ve Ölçüm Cihazları:Dijital multimetre, frekans sayacı, güç kaynağı.
• Tüketici/Ticari Cihazlar:Mikrodalga fırınlar, ses ekipmanları, satış noktası terminalleri.
• Otomotiv yedek parça ve servis pazarı:Gündüz görünürlüğünü sağlamak için yüksek parlaklık gerektiren göstergeler ve ekranlar.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her segment katodu veya dijital anodu (sürücü şemasına bağlı olarak) için seri bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. Direnç değeri formülü R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F. 5V güç kaynağı için, V_F=2.6V ve I_F=10mA: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω.
• Çoklama sürücüsü:Yeterli I/O pinine sahip bir mikrodenetleyici veya çoklama ve akım kontrolünü yönetebilen özel LED sürücü entegreleri (örneğin MAX7219, TM1637) kullanın. Bu sürücü entegreleri tasarımı basitleştirir ve genellikle parlaklık kontrolü sağlar.
• Güç tüketimi:Güç tüketimi:
• Parlaklık Eşleştirme:En iyi görsel etki için, özellikle birden fazla ekran kullanırken, ışık şiddeti seviyesini tedarikçiye belirtin.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı esnek kuruluma izin verir, ancak mekanik tasarımda ana kullanıcının görüş hattı dikkate alınmalıdır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart GaP (galyum fosfür) yeşil LED veya filtreli akkor gösterge gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, LTC-5675KG'deki AlInGaP teknolojisi şunları sunar:

• Daha Yüksek Verimlilik ve Parlaklık:AlInGaP, üstün ışık yayma verimliliği sağlayarak daha düşük akımda daha parlak görüntüleme sağlar.
• Daha İyi Renk Doygunluğu:Yeşil renk genellikle daha saf ve canlıdır.
• Daha Yüksek Güvenilirlik:Katı hal LED'lerinin ömrü, akkor lambalara veya vakum floresan ekranlara (VFD) kıyasla çok daha uzundur.
• Daha Düşük Güç Tüketimi:Taşınabilir ve pil destekli cihazlar için hayati öneme sahiptir.
• Bazı modern mavi çip + fosforlu beyaz LED'lerin filtre ile yeşil ışık üretmesine kıyasla, tek renkli yeşil ışık uygulamaları için AlInGaP yeşil ışık genellikle daha verimlidir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Özelliklere Dayalı)

1. "Tepe dalga boyu" ile "baskın dalga boyu" arasındaki fark nedir?
   Tepe dalga boyu, emisyon spektrumunun yoğunluğunun maksimum değerine ulaştığı tek bir dalga boyudur. Baskın dalga boyu, bir ışık kaynağının algılanan rengiyle eşleşen tek renkli ışığın dalga boyudur. Genellikle birbirine yakındırlar ancak tamamen aynı değildir; baskın dalga boyu insan gözünün algısıyla daha ilişkilidir.
2. Bu ekranı (sürücü IC kullanmadan) doğrudan 3.3V mikro denetleyici ile sürebilir miyim?
   Cevap: Mümkün olabilir, ancak dikkatli olunmalıdır. Tipik V_F20mA'de 2.6V'dur. 3.3V'de, akım sınırlama direnci için voltaj marjı sadece 0.7V'dur. 10mA akım için 70Ω'luk bir dirence ihtiyacınız var. Bu mümkündür, ancak V_Fve besleme voltajındaki değişiklikler önemli akım değişikliklerine neden olabilir. Özel bir LED sürücü veya transistör tamponu kullanmak daha sağlamdır.
3. Soru: Neden sürekli akım sıcaklıkla birlikte düşer?
   Cevap: LED eklem sıcaklığı arttıkça, iç verimliliği düşer ve termal kaçak riski artar. Akım düşürme, aşırı ısı oluşumunu önler, uzun vadeli güvenilirliği sağlar ve parlaklık azalmasını veya arızayı engeller.
4. Soru: "Işık şiddetine göre derecelendirme" tasarımım için ne anlama geliyor?
   Cevap: Bu, dağıtıcınızla işbirliği yaparak belirli bir parlaklık derecesi (örneğin, minimum I_Vdeğeri) seçmeniz gerektiği anlamına gelir. Bunu yapmazsanız, farklı derecelerden bileşenler alabilirsiniz, bu da rakamlar arasında veya ürünün farklı birimleri arasında belirgin parlaklık farklılıklarına yol açar.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışmaları

Senaryo: 4 haneli bir DC voltmetre paneli tasarlayın.

1. Mikrodenetleyici Seçimi:En az 12 dijital G/Ç pimine (4 dijital anot + 7 segment katot + 1 ondalık nokta) sahip bir MCU seçin veya G/Ç genişletici kullanın.
2. Sürücü Devresi:Çoklama işlemi firmware'de gerçekleştirilir. MCU, 1-4 arasındaki rakamları hızlı bir döngüde sırayla seçer. Her rakam için, katot pinlerinde segment desenini ayarlar ve küçük bir NPN transistör aracılığıyla ilgili anot pinini aktifleştirir (çünkü tamamen aydınlatılmış bir '8' rakamının anot akımı 8 segment * 10mA = 80mA olabilir ve bu da çoğu MCU pininin sınırını aşar).
3. Akım Sınırlama:Sekiz adet 220Ω direnç yerleştirin (her bir segment katodu A-G ve DP için birer tane). 5V güç kaynağı ve tipik V_F.
4. Parlaklık Kontrolü:Gerekirse, ekranı genel olarak karartmak için rakam aktifleştirme sürelerinde yazılımsal PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) uygulayın.
5. Sonuç:Kompakt, verimli ve parlak bir ekran, 0.000 ila 19.99V voltaj okumalarını gösterir; yüksek kontrastlı, parlak AlInGaP segmentleri sayesinde hem iç mekan hem de dış mekan aydınlatma koşullarında mükemmel okunabilirlik sunar.

11. Teknik Prensip Tanıtımı

LTC-5675KG,AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfür)yarı iletken teknolojisine dayanmaktadır. Bu malzeme sistemi,opak GaAs (galyum arsenür) substrat üzerine epitaksiyel olarak büyütülmüştür.Üzerinde. AlInGaP katmanının p-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde salar. Aktif katmandaki Al, In, Ga ve P atomlarının belirli bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Bu cihaz için, bileşim yaklaşık 572 nm merkez dalga boyuna sahip yeşil ışık üretecek şekilde ayarlanmıştır. Opak substrat, ışığın çipin üst yüzeyinden yayıldığı anlamına gelir; bu, segment tabanlı gösterim yapıları için uygundur. Tek LED çipleri tel bağlama ile bağlanır ve standart yedi segmentli desen oluşturacak şekilde plastik paket içinde monte edilir.

12. Teknoloji Trendleri ve Arka Plan

AlInGaP teknolojisi, yüksek verimli kırmızı, turuncu, kehribar ve yeşil LED'ler için olgun ve son derece optimize edilmiş bir çözümü temsil eder. Görüntüleme alanında:

• Tek renkli ekranlar için:Verimliliği ve renk saflığı nedeniyle, AlInGaP saf yeşil, kırmızı ve kehribar renkler için hala tercih edilen seçenektir ve genellikle bu renkleri filtrelerle üreten mavi çip+fosfor beyaz LED'lerden daha üstündür.
• Pazar arka planı:Nokta matris OLED ve TFT-LCD ekranlar tam renkli, yüksek bilgi içerikli görüntülemede baskın olsa da, LTC-5675KG gibi yedi segmentli LED göstergeler, basit, çok parlak, düşük maliyetli, güvenilir ve düşük güç tüketimli sayısal okumaların gerektiği uygulamalarda güçlü konumunu korumaktadır.
• Gelecekteki Gelişmeler:Eğilimler, verimliliğin daha da artırılmasını, üst düzey uygulamalar için daha sıkı parlaklık ve renk derecelendirmesi sağlanmasını ve sürücü elektroniği ile I2C gibi iletişim arayüzlerinin doğrudan görüntüleme modülüne entegre edilerek sistem tasarımının basitleştirilmesini içermektedir. Bununla birlikte, standart renklerdeki temel yedi segment formu ve AlInGaP teknolojisi, hedef uygulamalarında gelecekteki yıllar boyunca önemini korumaya devam edebilir.