LTC-5753JD-01 LED Ekran Veri Sayfası - 0.56 İnç Rakam Yüksekliği - Hiper Kırmızı (650nm) - 2.6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTC-5753JD-01, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, yüksek performanslı, dört haneli, yedi segmentli alfanümerik bir ekran modülüdür. Temel işlevi, her biri yedi ayrı adreslenebilir LED segmenti artı bir ondalık noktasından oluşan dört farklı hanede sayısal verileri görsel olarak temsil etmektir. Cihaz, ölçüm panellerine, endüstriyel kontrol sistemlerine, test ekipmanlarına, tüketici elektroniğine ve güvenilir, çok haneli sayısal ekranın gerekli olduğu herhangi bir arayüze entegrasyon için tasarlanmıştır.

Bu ekranın temel avantajı, Hiper Kırmızı LED çipleri için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken teknolojisini kullanmasıdır. Bu malzeme sistemi, kırmızı-turuncu spektrumunda yüksek verimliliği ve mükemmel ışık şiddeti ile ünlüdür. Ekran, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği önemli ölçüde artıran, "mükemmel karakter görünümüne" katkıda bulunan beyaz segmentli açık gri bir yüze sahiptir. Cihaz, ışık şiddeti için kategorize edilmiştir, bu da çoklu ünite kurulumlarında tutarlı görsel performans için üretim partileri arasında dengeli parlaklık seviyeleri sağlar.

2. Teknik Özellikler Detaylı İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlanan temel teknik parametrelerin tasarım ve uygulama için önemini açıklayan ayrıntılı ve nesnel bir analiz sunar.

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Optik performans, ekranın işlevselliğinin merkezindedir. Temel parametreler standart test koşullarında (tipik olarak Ta=25°C) ölçülür.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):İleri akımda (I_F=1mA) minimum 200 µcd'den tipik 650 µcd değerine kadar değişir. Bu parametre, CIE fotopik tepki eğrisine yaklaşan bir filtre kullanarak, yanan segmentin insan gözü tarafından algılanan parlaklığını nicelendirir. Yüksek tipik değer, iyi görünürlük sağlar.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):650 nanometre (nm). Bu, LED'in optik güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur. "Hiper Kırmızı" renk karakteristiğini tanımlar.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):639 nm. Bu, LED ışığının algılanan rengini insan gözüne en iyi eşleştiren tek dalga boyudur. Tepe ve baskın dalga boyu arasındaki fark, emisyon spektrumunun şekli nedeniyle LED'ler için tipiktir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm. Bu, yayılan ışığın bant genişliğini, spektral güç dağılımının yarı maksimum tam genişliği (FWHM) olarak ölçer. 20 nm değeri, nispeten saf, doygun bir kırmızı rengi gösterir.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):Maksimum 2:1. Bu, ekran düzgünlüğü için kritik bir parametredir. Aynı koşullar altında sürüldüğünde (I_F=1mA), herhangi bir segmentin ışık şiddetinin, aynı cihaz içindeki herhangi başka bir segmentin ışık şiddetinden iki katından fazla olmayacağını belirtir. Bu, bir hanedeki tüm segmentlerde dengeli parlaklık sağlar.

2.2 Elektriksel ve Termal Karakteristikler

Bu parametreler, güvenilir ve güvenli kullanım için elektriksel çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar.

• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):Tipik 2.6V, I_FVeri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Belirli grafikler sağlanan metinde ayrıntılı olarak verilmemiş olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler genellikle şunları içerir:
• Segment Başına Sürekli İleri Akım (I_F):25°C'de maksimum 25 mA. Bu, bozulma riski olmadan tek bir segmente sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akımdır. Veri sayfası, 25°C üzerinde 0.33 mA/°C'lik bir düşürme faktörü belirtir, bu da bağlantı sıcaklığını yönetmek için maksimum izin verilen akımın ortam sıcaklığı arttıkça azaldığı anlamına gelir.
• Segment Başına Tepe İleri Akım:Maksimum 90 mA. Bu, yalnızca 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşulları altında izin verilir. Bu, ortalama güç dağılımını sınırlar içinde tutarken algılanan parlaklığı elde etmek için daha yüksek anlık akımın kullanıldığı çoklama şemalarını mümkün kılar.
• Segment Başına Ters Gerilim (V_R):Maksimum 5 V. Bundan daha yüksek bir ters öngerilim uygulamak, LED bağlantısında ani ve felaket bir arızaya neden olabilir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):V_R=5V'da maksimum 100 µA. Bu, LED maksimum değeri içinde ters öngerilimli olduğunda akan küçük sızıntı akımıdır.
• Segment Başına Güç Dağılımı (P_D):Maksimum 70 mW. Bu, tek bir segmentte ısı olarak dağıtılabilecek maksimum güçtür. Bu limitin aşılması, temel olarak I_F* V_F tarafından belirlenir, aşırı ısınmaya ve ömrün kısalmasına yol açabilir.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler ve Çevresel Sınırlar

Bunlar, herhangi bir koşulda, geçici olarak bile aşılmaması gereken stres sınırlarıdır. Bu değerlerin ötesinde çalıştırmak kalıcı hasara neden olabilir.

• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir, ancak yüksek sıcaklıklarda ileri akım gibi elektriksel parametrelerin düşürülmesi gerekebilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C. Cihaz bu aralıkta çalıştırılmadan saklanabilir.
• Lehim Sıcaklığı:Oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde maksimum 3 saniye için maksimum 260°C. Bu, LED çiplerine veya paketine termal hasarı önlemek için dalga lehimleme veya yeniden akış işlemleri için kritiktir.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" açıkça belirtir. Bu, bir üretim sınıflandırma sürecini gösterir. Bu alıntıda belirli sınıf kodları sağlanmamış olsa da, bu tür ekranlar için tipik kategorizasyon, standart bir test akımında (örn., I_F=1mA) ölçülen ışık şiddetine dayalı olarak birimleri gruplamayı içerir. Bu, tek bir ürün için birden fazla ekran tedarik eden tasarımcıların, profesyonel görünümlü nihai ürünler için hayati önem taşıyan, tüm birimlerde tek tip parlaklık elde etmesini sağlar. İleri gerilim ve baskın dalga boyu gibi diğer önemli parametrelerin de tutarlı performansı garanti etmek için belirtilen toleranslar içinde kontrol edildiği ima edilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

The datasheet references "Typical Electrical / Optical Characteristic Curves." While the specific graphs are not detailed in the provided text, standard curves for such devices typically include:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (I_V - I_F):Parlaklığın akımla nasıl arttığını gösterir, genellikle yüksek akımlarda ısınma ve verim düşüşü nedeniyle doğrusal altı bir şekilde artar.
• İleri Gerilim - İleri Akım (V_F - I_F):Diyodun üstel I-V karakteristiğini gösterir, sabit akım sürücüleri tasarlamak için çok önemlidir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı (I_V - T_a):LED çıkışının bağlantı sıcaklığı yükseldikçe nasıl azaldığını gösterir, termal yönetimin önemini vurgular.
• Spektral Güç Dağılımı:650nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş, dalga boyu spektrumu boyunca yayılan ışığın şiddetini gösteren bir grafiktir.

Bu eğriler, tasarımcıların standart dışı çalışma koşulları altındaki performansı tahmin etmelerine ve sürücü devrelerini verimlilik ve uzun ömür için optimize etmelerine olanak tanır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Fiziksel Boyutlar ve Dış Hat

Paket çizimine atıfta bulunulur. Standart 4 haneli, 0.56 inçlik bir ekranın temel özellikleri arasında, yan yana dört haneyi barındıran genel modül boyutu, standart DIP (Çift Sıralı Paket) soketleri veya PCB izleri ile uyumlu bir pin aralığı ve 14.2 mm segment yüksekliği bulunur. "Sürekli düzgün segmentler" özelliği, genellikle tek, kalıplanmış bir ön panel ile elde edilen, haneler arasında kesintisiz bir görünüm önerir. Boyutlardaki toleranslar, aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.25 mm'dir.

5.2 Pin Bağlantısı ve Devre Şeması

Cihaz 12 pinli bir yapılandırmaya sahiptir. BirOrtak Katot çoklama mimarisi kullanır. Bu, belirli bir hane için tüm LED'lerin katotunun (negatif taraf) dahili olarak birbirine bağlı olduğu, ancak her segment türü (A-G, DP) için anotların (pozitif taraf) tüm haneler arasında paylaşıldığı anlamına gelir.

• Pin 6, 8, 9, 12:Bunlar sırasıyla Hane 4, Hane 3, Hane 2 ve Hane 1 için ortak katot pinleridir.
• Pin 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 11:Bunlar sırasıyla E, D, DP, C, G, B, F ve A segmentleri için anot pinleridir.

Dahili devre şeması, anotları segment hatlarına, katotları ise ilgili hane hatlarına bağlı olarak düzenlenmiş dört set yedi LED'i (artı DP) gösterir. Bu yapı, çoklama sürücü tekniğinin temelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Belirtilen lehimleme profiline uyulması güvenilirlik için tartışılmazdır. Lehim sıcaklığı için mutlak maksimum değer 3 saniye için 260°C'dir. Pratikte, bir güvenlik payı sağlamak için bu maksimumun biraz altında (örn., 250°C) bir tepe sıcaklığına sahip kurşunsuz bir yeniden akış profili önerilir. Ölçüm noktası (oturma düzleminin 1.6mm altı) kritiktir çünkü bu, paket bacaklarındaki sıcaklığı temsil eder, mutlaka yeniden akış fırınındaki sıcak hava sıcaklığını değil. Yüksek sıcaklığa uzun süre maruz kalmak, iç tel bağlantılarına zarar verebilir, LED epoksisini bozabilir veya katman ayrılmasına neden olabilir. Bir havya ile manuel lehimleme hızlı bir şekilde ve PCB pedinde yeterli termal rahatlama ile yapılmalıdır. Montaj sırasında her zaman uygun ESD (Elektrostatik Deşarj) işleme prosedürleri izlenmelidir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

LTC-5753JD-01,çoklanmış (multiplex) işlem için tasarlanmıştır. Tipik bir sürücü devresi, bir mikrodenetleyici veya özel bir ekran sürücü entegresi (örn., MAX7219, TM1637) içerir. Sürücü, sırayla bir hane katodunu (akımı toprağa çekerek) aktif hale getirirken, o hane için doğru segment anot gerilimi desenini (akım sınırlayıcı dirençler aracılığıyla) uygular. Bu döngü yüksek bir frekansta (tipik olarak >100Hz) tekrarlanır, görüş sürekliliğinden yararlanarak dört hanenin de sürekli yanıyormuş gibi görünmesini sağlar. Bu yöntem, gerekli sürücü pin sayısını 36'dan (4 hane * 9 segment) sadece 12'ye (8 segment + 4 hane) önemli ölçüde azaltır.

7.2 Tasarım Hususları ve En İyi Uygulamalar

• Akım Sınırlayıcı Dirençler:Her segment anot hattı için gereklidir. Direnç değeri, besleme gerilimi (V_CC), LED ileri gerilimi (V_F) ve istenen segment akımı (I_F) temel alınarak hesaplanır. Formül: R = (V_CC - V_F) / I_F. Çoklama için, I_F,tepe akımıdır, ortalama değil.
• Çoklama Frekansı ve Görev Döngüsü:Görünür titremeyi önlemek için yeterince yüksek bir frekans (genellikle >60-100 Hz) gereklidir. 4 haneli bir çoklamada her hane için görev döngüsü 1/4 (%25)'tür. I akımında statik olarak sürülen bir LED ile aynı algılanan parlaklığı elde etmek için, aktif zaman dilimi boyunca tepe akımı yaklaşık 4I olmalıdır. Bu, tepe akım değerine (90mA) karşı kontrol edilmelidir.
• Güç Kaynağı Ayrıştırma:Çoklamanın darbe akım taleplerini yumuşatmak için, ekran modülünün güç pinlerine yakın bir 0.1µF seramik kapasitör yerleştirin.
• Görüş Açısı:"Geniş görüş açısı" özelliği, ekranın eksen dışı konumlardan görülebildiği uygulamalar için faydalıdır. PCB montajı, amaçlanan kullanıcının görüş hattı dikkate alınarak yapılmalıdır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart GaAsP veya GaP kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP Hiper Kırmızı LED önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı sürücü akımı için daha fazla parlaklık veya aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlar. 650nm dalga boyu, canlı, derin bir kırmızı renk sağlar. Ortak anot yapılandırmalarına kıyasla, ortak katot yapılandırması, modern mikrodenetleyicilerle arayüz oluşturmak için genellikle daha uygundur, çünkü modern mikrodenetleyiciler akımı kaynaklamaktan ziyade toprağa çekmede daha iyidir. 0.56 inçlik hane yüksekliği, onu orta mesafeli görüntüleme için uygun bir kategoriye yerleştirir, minyatür SMD ekranlardan daha büyük ancak büyük panele monte birimlerden daha küçüktür.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu ekranı çoklama yapmadan sabit bir DC gerilimle sürebilir miyim?

C: Teknik olarak evet, ancak bu oldukça verimsizdir ve çok sayıda G/Ç pinine (hane başına segment başına bir) ihtiyaç duyar. Çoklama, amaçlanan ve optimal çalışma yöntemidir.

S: Tepe akım değeri neden sürekli akım değerinden çok daha yüksek?

C: Bunun nedeni termal sınırlardır. Kısa bir darbe sırasında, LED bağlantısı önemli ölçüde ısınmak için zaman bulamaz, bu da maksimum bağlantı sıcaklığını aşmadan daha yüksek bir anlık akıma izin verir. Bu özellik çoklamada kullanılır.

S: Işık şiddeti eşleştirme oranının amacı nedir?

C: Görsel düzgünlüğü garanti eder. Bu özellik olmadan, aynı hanedeki bir segment (örn., A segmenti) diğerinden (örn., D segmenti) fark edilir şekilde daha parlak veya daha sönük olabilir, bu da düzensiz, profesyonel olmayan bir görünüm yaratır.

S: Ortalama güç tüketimini nasıl hesaplarım?

C: Çoklanmış bir ekran için, yandığında bir segmentin gücünü hesaplayın (I_{F_tepe}* V_F), tipik bir hanede yanan segment sayısıyla (örn., "8" için 7) çarpın, ardından görev döngüsüyle (4 haneli çoklama için 1/4) çarpın. Bu, bir hane için ortalama gücü verir. Toplam modül gücü için 4 ile çarpın. Sürücü entegresinin kendi tüketimini de dahil etmeyi unutmayın.

10. Çalışma Prensibi

Cihaz, bir yarı iletken p-n bağlantısında elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Bir AlInGaP LED segmenti üzerine, diyodun açılma gerilimini (yaklaşık 2.1-2.6V) aşan bir ileri öngerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme süreci, AlInGaP malzeme bant aralığının karakteristiği olan, hiper kırmızı bölgede (~650nm) bir dalga boyuna sahip fotonlar (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Dahili devre, zaman bölmeli çoklamayı mümkün kılmak için bir matris şeklinde düzenlenmiştir (hane başına ortak katot, segment türü başına ortak anot), burada herhangi bir anda yalnızca bir hane elektriksel olarak aktiftir, ancak hızlı sıralı tarama nedeniyle hepsi yanıyormuş gibi görünür.

11. Sektör Bağlamı ve Trendler

LTC-5753JD-01 gibi ekranlar, olgun ve güvenilir bir teknolojiyi temsil eder. OLED'ler ve yüksek çözünürlüklü nokta matris LCD'ler gibi daha yeni ekran teknolojileri grafikler ve özel yazı tipleri için daha fazla esneklik sunarken, yedi segmentli LED ekranlar, özellikle endüstriyel, otomotiv ve açık hava ortamlarında aşırı güvenilirlik, yüksek parlaklık, geniş görüş açıları, düşük maliyet ve basitlik önceliği olan uygulamalarda baskın olmaya devam etmektedir. Bu segment içindeki trend, daha düşük güç tüketimi ve azaltılmış ısı üretimi sağlayan daha yüksek verimliliğe (vat başına daha fazla lümen) ve otomatik montaj için yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerine doğrudur, ancak bu gibi delikli paketler prototipleme, onarım ve belirli sağlamlaştırılmış uygulamalar için popüler kalmaktadır. Eski GaAsP üzerinde AlInGaP gibi gelişmiş yarı iletken malzemelerin kullanımı, bu verimlilik odaklı trendin doğrudan bir sonucudur.