LTA-1000KR LED Ekran Veri Sayfası - Dikdörtgen Işık Çubuğu - Süper Kırmızı Renk - 2.6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTA-1000KR, on segmentli dikdörtgen bir ışık çubuğu olarak tasarlanmış, katı hal bir ışık yayan diyot (LED) ekran modülüdür. Temel işlevi, sürekli bir görsel gösterge veya ışık kaynağı gerektiren uygulamalar için geniş, parlak ve düzgün bir aydınlatma alanı sağlamaktır. Cihaz, tutarlı performans sunmak için gelişmiş yarı iletken malzemeler kullanılarak güvenilirlik ve verimlilik için tasarlanmıştır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu ürünün temel avantajları arasında, belirgin bir dikdörtgen desenin istendiği durum göstergeleri, panel aydınlatması veya arka aydınlatma için ideal olan geniş ve düzgün ışık yayan yüzeyi bulunur. Düşük güç gereksinimiyle çalışarak enerji verimli sistem tasarımına katkıda bulunur. Yüksek parlaklık ve kontrast oranı, iyi aydınlatılmış ortamlarda bile mükemmel görünürlük sağlar. Katı hal yapısı, kırılacak filamanı veya bozulacak gazı olmayan geleneksel akkor veya floresan göstergelere kıyasla üstün güvenilirlik ve uzun ömür sunar. Cihaz, parlaklık yoğunluğu için kategorize edilmiştir, bu da üretimde tutarlı parlaklık eşleştirmesine olanak tanır. Ayrıca, modern çevre düzenlemeleriyle (RoHS) uyumlu olan kurşunsuz paketleme gereksinimlerine uyar. Bu özellik kombinasyonu, güvenilir ve net görsel sinyallemenin kritik olduğu endüstriyel kontrol panelleri, ölçüm cihazları, tüketici elektroniği ve otomotiv gösterge paneli uygulamaları için uygun hale getirir.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlandığı şekliyle cihazın elektriksel, optik ve fiziksel parametrelerinin detaylı, objektif bir analizini sağlar.

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Optik performans, cihazın işlevinin merkezindedir. Kullanılan LED çipleri, kırmızı/turuncu dalga boyu spektrumunda yüksek verimliliği ile bilinen, saydam olmayan bir GaAs substratı üzerinde AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) teknolojisine dayanır. 20 mA ileri akım (IF) ile sürüldüğünde tipik tepe emisyon dalga boyu (λp) 639 nm'dir ve bu onu "Süper Kırmızı" renk aralığına yerleştirir. Baskın dalga boyu (λd) 631 nm olarak belirtilmiştir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 20 nm'dir, bu da nispeten dar bantlı bir yayılan ışık olduğunu ve renk saflığına katkıda bulunduğunu gösterir.

Segment başına ortalama ışık şiddeti (Iv) temel bir parametredir. IF=1 mA test koşulu altında, şiddet minimum 200 μcd'den tipik 675 μcd değerine kadar değişir. Benzer ışık alanları arasındaki ışık şiddeti eşleştirme oranı maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir, bu da on segmentin aynı anda aydınlatıldığında tümünde düzgün bir görünüm sağlamak için önemlidir.

2.2 Elektriksel Parametreler ve Mutlak Maksimum Değerler

Elektriksel limitleri anlamak, güvenilir devre tasarımı için çok önemlidir. Mutlak maksimum değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres limitlerini tanımlar.

• Segment Başına Güç Dağılımı:Maksimum 70 mW. Bu, tek bir LED segmenti tarafından güvenli bir şekilde ısı olarak dağıtılabilecek maksimum güçtür.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de maksimum 25 mA. Bu değer, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer. Tasarımcılar, uygulamalarının en yüksek çalışma sıcaklığında azaltılmış maksimum akımı hesaplamalıdır.
• Segment Başına Tepe İleri Akım:Maksimum 90 mA, ancak sadece palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms pals genişliği). Bu, daha yüksek anlık parlaklık elde etmek için kısa süreli aşırı sürmeye izin verir.
• Segment Başına İleri Gerilim (VF):IF=20 mA'de tipik olarak 2.6 V, maksimum 2.6 V'dir. Minimum değer 2.0 V'dur. Bu gerilim düşüşü, seri akım sınırlayıcı direnç değerlerini hesaplamak için önemlidir.
• Segment Başına Ters Gerilim:Maksimum 5 V. Bunun aşılması LED jonksiyonuna zarar verebilir.
• Segment Başına Ters Akım (IR):5 V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 100 μA.

2.3 Termal ve Çevresel Özellikler

Cihaz, -35°C ila +105°C arasında bir çalışma sıcaklığı aralığı için derecelendirilmiştir. Depolama sıcaklığı aralığı aynıdır. Bu geniş aralık, zorlu ortamlarda işlevselliği garanti eder. Sıcaklıkla ileri akımın düşürülmesi (0.33 mA/°C), LED'in termal karakteristiklerinin doğrudan bir sonucudur; daha yüksek sıcaklıklar verimliliği ve maksimum güvenli çalışma akımını azaltır. Belirtilen lehimleme koşulu, paket gövde sıcaklığının 3 saniye boyunca 260°C'yi aşmadığı bir dalga veya reflow işlemidir, bu sıcaklık oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) altında ölçülür. Bu kılavuz, plastik paketin veya dahili tel bağlantılarının termal hasarını önlemek için montajda kritik öneme sahiptir.

3. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

3.1 Fiziksel Boyutlar ve Yapı

Cihaz, dikdörtgen bir ışık çubuğu olarak tanımlanır. Paketin gri yüzü ve beyaz segmentleri vardır, bu muhtemelen aydınlatılan segmentler için koyu bir arka plan sağlayarak kontrastı artırır. Kesin boyutlar bir çizimde verilmiştir (veri sayfasında referans verilmiştir ancak metinde detaylandırılmamıştır). Tüm boyutlar milimetre cinsindendir, aksi belirtilmedikçe standart toleranslar ±0.25 mm'dir. Pin ucu kayması için özel bir tolerans ±0.4 mm'dir, bu PCB ayak izi tasarımı ve otomatik montaj için önemlidir.

3.2 Pin Bağlantısı ve Dahili Devre

LTA-1000KR, 20 pinli bir konfigürasyona sahiptir. Pin çıkışı açıkça tanımlanmıştır: Pin 1'den 10'a kadar olanlar, A'dan K'ya kadar olan segmentlerin anotlarıdır (not: 'I' atlanmıştır, J ve K kullanılır). Pin 11'den 20'ye kadar olanlar, ters sırada karşılık gelen katotlardır (Katot K'dan Katot A'ya). Bu düzenleme, her segment için ortak katot tarzı bir bağlantıyı önerir, ancak her LED'in hem anotuna hem de katotuna ayrı ayrı erişim sağlar. Bu, çoklama veya bireysel segment kontrolü için maksimum esneklik sağlar. Dahili bir devre şeması referans verilmiştir, tipik olarak on bağımsız LED elemanını gösterir.

4. Uygulama Kılavuzları ve Tasarım Hususları

4.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ışık çubuğu, parlak göstergelerin doğrusal bir dizisini gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Potansiyel kullanımlar şunları içerir:

• Seviye Göstergeleri:Sinyal gücü, ses, basınç veya sıcaklık göstergeleri için, aydınlatılan uzunluğun bir değere karşılık geldiği durumlarda.
• İlerleme Çubukları:Ölçüm cihazlarında veya tüketici cihazlarında tamamlanma durumunu göstermek için.
• Arka Aydınlatma:Düzgün dikdörtgen aydınlatmanın gerektiği kenardan aydınlatmalı paneller veya tabelalar için.
• Endüstriyel Durum Ekranları:Kontrol panellerinde, makine durumunu veya alarm koşullarını birden fazla kanalda göstermek için.

4.2 Devre Tasarımı ve Sürme Hususları

LTA-1000KR'yi güvenli ve etkili bir şekilde çalıştırmak için birkaç tasarım kuralına uyulmalıdır:

1. Akım Sınırlama:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Her segmentle (veya akım regüleli bir sürücü devresiyle) ileri akımı güvenli bir değerle, tipik olarak 25 mA sürekli değerinde veya altında sınırlamak için bir seri direnç kullanılmalıdır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vbesleme - VF) / IF, burada VF LED'in ileri gerilimidir (en kötü durum akım hesaplaması için maksimum değer kullanın).
2. Termal Yönetim:Segment başına güç dağılımı düşük olsa da (maks. 70 mW), on segment için toplam 700 mW olabilir. Tüm segmentler yüksek akımda sürekli olarak sürülüyorsa, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında, yeterli PCB bakır alanı veya diğer soğutma çözümleri gerekli olabilir.
3. Çoklama (Multiplexing):Bireysel anot ve katot erişimi, cihazı çoklamalı sürme şemaları için çok uygun hale getirir. Bu, gereken mikrodenetleyici G/Ç pin sayısını azaltır. Çoklama palsı sırasındaki tepe akımının 90 mA değerini aşmadığından ve zaman içindeki ortalama akımın sürekli değere uyduğundan emin olmak için dikkatli olunmalıdır.
4. Ters Gerilim Koruması:Ters gerilim geçici durumlarının mümkün olduğu devrelerde, LED'in kendi ters gerilim değeri sadece 5V olduğundan, harici koruma diyotları gerekli olabilir.

4.3 Montaj ve Kullanım

Paket çatlamasını veya katman ayrılmasını önlemek için lehimleme profiline (3 saniye için maks. 260°C) uyulması zorunludur. LED çipleri statik elektriğe duyarlı olduğundan, kullanım ve montaj sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleri alınmalıdır. Depolama, belirtilen sıcaklık ve nem aralıklarında yapılmalıdır, aksi takdirde nem emilimi reflow lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilir.

5. Performans Analizi ve Teknik Karşılaştırma

5.1 Temel Parametrelerin Analizi

AlInGaP teknolojisinin kullanımı önemli bir faktördür. Standart GaAsP (Galyum Arsenit Fosfit) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı sürücü akımı için daha fazla parlaklık sağlar. Saydam olmayan GaAs substratı, aşağıya yayılan ışığı emerek, iç kaybı azaltır ve ışığın çipin üst yüzeyinden çıkmasını teşvik ederek genel verimliliği artırır. Paketin gri yüzü ve beyaz segmentleri sırasıyla bir yansıtıcı ve difüzör görevi görerek, altına monte edilen ayrık LED çiplerinden düzgün bir dikdörtgen görünüm oluşturur.

5.2 Alternatif Çözümlerle Karşılaştırma

Ayrık LED'lerden oluşan bir kümeye kıyasla, bu entegre ışık çubuğu daha düzgün ve mekanik olarak sağlam bir çözüm sunar ve montajı basitleştirir (bir bileşen vs. on). Vakum floresan veya elektrolüminesan ekranlara kıyasla, LED'ler çok daha uzun ömür, daha düşük çalışma gerilimi ve gaz sızıntısı veya fosfor bozulması riski olmaksızın avantaj sağlar. Ana dezavantaj, görüş açısı ve bu model için derin kırmızı spektrumda sabit olan belirli renk noktası olabilir.

6. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: On segmenti de aynı anda 25 mA ile sürebilir miyim?

C: Evet, elektriksel olarak yapabilirsiniz, çünkü her segment bağımsızdır. Ancak, toplam güç dağılımını (700 mW'ye kadar) dikkate almalı ve özellikle üst sıcaklık limitine yakınken, güvenilirliği korumak için PCB ve ortamın ortaya çıkan ısıyı kaldırabileceğinden emin olmalısınız.

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

C: Tepe dalga boyu (λp=639nm), emisyon spektrumunun maksimum yoğunluğa sahip olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd=631nm) ise, insan gözüne aynı renkte görünecek olan tek renkli ışığın dalga boyudur. Bu fark, LED'in emisyon spektrumunun şeklinden kaynaklanır.

S: "Işık şiddeti ... CIE göz tepki eğrisi ile ölçülmüştür" notunu nasıl yorumlamalıyım?

C: Bu not, şiddet değerlerinin (mikrokandela, μcd cinsinden) fotometrik birimler olduğunu ve standart insan fotopik (gün ışığına adapte olmuş) görsel duyarlılık eğrisi ile ağırlıklandırıldığını doğrular. Bu, sayıları algılanan parlaklığı tahmin etmek için anlamlı kılar, renkten bağımsız olarak toplam ışık gücünü ölçen radyometrik birimlere (watt) kıyasla.

S: Pin çıkışı bireysel anot ve katotları gösteriyor. Ortak anot veya ortak katot ekran olarak bağlayabilir miyim?

C: Fiziksel pin çıkışı sabittir. Ortak katot bir ekranı simüle etmek için, tüm katot pinlerini (11-20) PCB'nizde birbirine bağlarsınız. Ortak anot bir ekranı simüle etmek için, tüm anot pinlerini (1-10) birbirine bağlarsınız. Sağlanan konfigürasyon, her ikisini de donanımda uygulama esnekliği sunar.

7. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Pil Şarj Seviyesi Göstergesi Tasarımı

Bir tasarımcı, bir alet pili için şarj cihazı geliştiriyor. Şarj seviyesini %0'dan %100'e göstermek için 10 segmentli bir çubuk grafik istiyor. LTA-1000KR, parlak kırmızı rengi ve okunması kolay dikdörtgen segment şekli nedeniyle seçilmiştir.

Uygulama:Sistem mikrodenetleyicisinin sınırlı G/Ç pinleri vardır. Tasarımcı bir çoklama şeması kullanır. On anotu (pin 1-10), çıkış olarak yapılandırılmış on ayrı mikrodenetleyici pinine bağlar. On katodu (pin 11-20) birbirine bağlar ve bu ortak noktayı, başka bir mikrodenetleyici pini tarafından kontrol edilen tek bir N-kanal MOSFET üzerinden topraklar. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili anot pini yüksek yapılır (bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden) ve ortak katot MOSFET'i açılır. Mikrodenetleyici her segment arasında hızlı bir şekilde döngü yapar (örneğin, segment başına 1ms). Segment başına tepe akımı, direnç hesaplamasıyla 20 mA olarak ayarlanır: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohm (120Ω veya 150Ω standart değer kullanın). Segment başına ortalama akım 2 mA'dir (20 mA * 1/10 görev döngüsü), sürekli değerin çok altındadır. Görüntü kalıcılığı nedeniyle ekran düzgün bir şekilde aydınlatılmış görünür. Parlaklık, çoklamanın görev döngüsü yazılımda değiştirilerek kolayca ayarlanabilir.

8. Teknik Prensip Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), yarı iletken p-n jonksiyon cihazlarıdır. İleri bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler jonksiyon bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji açığa çıkar. AlInGaP gibi malzemelerde bu enerji, ısı yerine öncelikle fotonlar (ışık) olarak açığa çıkar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir ve bu da kristal büyütme işlemi sırasında alüminyum, indiyum, galyum ve fosfor oranları ayarlanarak mühendislik edilir. Saydam olmayan substrat, aşağıya yayılan ışığı emerek, iç kaybı azaltır ve ışığın çipin üst yüzeyinden çıkmasını teşvik ederek genel verimliliği artırır. Paketin gri yüzü ve beyaz segmentleri sırasıyla bir yansıtıcı ve difüzör görevi görerek, altına monte edilen ayrık LED çiplerinden düzgün bir dikdörtgen görünüm oluşturur.

9. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

LTA-1000KR, olgun bir LED ekran teknolojisini temsil eder. Daha geniş endüstri trendi, daha yüksek verimlilik ve daha büyük entegrasyon yönünde olmuştur. Bu gibi ayrık LED ışık çubukları belirli form faktörleri için hayati önem taşırken, daha yeni teknolojiler ortaya çıkmaktadır. Yüzey montaj cihazı (SMD) LED dizileri daha da küçük ayak izleri sunar ve otomatik pick-and-place montajı için daha uygundur. Ayrıca, organik LED'lerin (OLED) ve mikro-LED'lerin geliştirilmesi, tamamen adreslenebilir, esnek ve ultra yüksek çözünürlüklü ekranlara olanak tanır. Ancak, belirli bir çubuk formatında basit, sağlam, yüksek parlaklıklı göstergeler gerektiren uygulamalar için, AlInGaP tabanlı LTA-1000KR gibi inorganik LED dizileri, performans, güvenilirlik ve maliyet arasında optimal bir denge sunmaya devam etmektedir. Bu cihazda görüldüğü gibi kurşunsuz paketlemeye geçiş, RoHS ve REACH gibi küresel düzenlemelerle yönlendirilen, çevre dostu sürdürülebilir üretim süreçlerine doğru endüstri çapındaki değişimi yansıtmaktadır.