7.62mm Kızıl-Turuncu Yedi Segmentli Gösterge Veri Sayfası - Boyut 19.0x13.2x8.0mm - İleri Gerilim 2.0V - Güç 60mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 7.62mm (0.3 inç) rakam yüksekliğine sahip, yedi segmentli alfanümerik bir gösterge için teknik özellikleri detaylandırmaktadır. Cihaz, delikten montaj (THT) için tasarlanmış olup kızıl-turuncu ışık yaymak için AlGaInP çip teknolojisini kullanır. Gri arka plan yüzeyi üzerinde beyaz ışık yayan segmentlere sahiptir; bu özellik, özellikle parlak ortam aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artırır. Ürün, ışık şiddeti için kategorize edilmiştir ve kurşunsuz ve RoHS çevre standartlarına uyumludur; bu da güvenilir sayısal veya sınırlı alfanümerik okumalar gerektiren geniş bir elektronik uygulama yelpazesi için uygun kılar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu göstergenin birincil avantajları arasında, endüstriyel standart ayak izine uygunluğu yer alır; bu, mevcut PCB düzenleri ve bu yaygın boyut için tasarlanmış soketlerle uyumluluğu garanti eder. Düşük güç tüketimi, pil ile çalışan veya enerji verimli cihazlar için önemli bir faydadır. Gri yüzey reçinesi, yansıyan ortam ışığını azaltarak kontrastı önemli ölçüde iyileştirir ve aydınlatılan segmentlerin daha net öne çıkmasını sağlar. Cihaz, öncelikle dayanıklı, okunabilir ve uygun maliyetli sayısal göstergeler gerektiren, tüketici ev aletleri, endüstriyel enstrüman panelleri ve çeşitli dijital okuma sistemleri gibi uygulamaları hedeflemektedir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Aşağıdaki bölümler, veri sayfasında tanımlandığı şekilde cihazın elektriksel, optik ve termal özelliklerinin detaylı, nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez ve güvenilir tasarımda kaçınılmalıdır.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):25mA. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (I_FP):60mA. Bu yalnızca darbe koşulları altında (görev döngüsü ≤ %10, frekans ≤ 1kHz) izin verilir ve DC öngerilim için kullanılmamalıdır.
• Güç Dağılımı (P_d):60mW. Bu, paketin 25°C ortam sıcaklığında (T_a) dağıtabileceği maksimum güçtür. Daha yüksek sıcaklıklar için güç düşürme eğrisine başvurulmalıdır.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +100°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):Maksimum 5 saniye süreyle 260°C; bu, dalga veya el lehimleme işlemleri için tipiktir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, standart 25°C ortam sıcaklığında ölçülür ve cihazın normal çalışma koşulları altındaki performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_v):10mA ileri akımda (I_F) tipik değer segment başına 17.6 mcd'dir. Belirtilen minimum değer 7.8 mcd'dir. Işık şiddeti için ±%10 tolerans uygulanır. Tasarımcılar, en kötü durum parlaklık hesaplamaları için minimum değeri kullanmalıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):621 nm (tipik). Bu, spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):615 nm (tipik). Bu dalga boyu, ışığın algılanan rengini tanımlar ve tepe dalga boyundan daha çok insan görüşü için önemlidir.
• Spektrum Radyasyon Bant Genişliği (Δλ):18 nm (tipik). Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir bant genişliği daha monokromatik bir renk anlamına gelir.
• İleri Gerilim (V_F):I_F=20mA'da tipik 2.0V, maksimum 2.4V. Tolerans ±0.1V'dir. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da maksimum 100 µA. Bu, cihaz ters öngerilimliyken oluşan sızıntı akımıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazların "Işık şiddeti için kategorize edildiğini" belirtir. Bu, üretim sonrası bir sınıflandırma veya ayırma işlemini ima eder.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:Birincil sınıflandırma kriteri ışık şiddetidir (I_v). Cihazlar test edilir ve belirli şiddet aralıklarına veya "CAT" kodlarına (paketleme etiketinde referans verildiği gibi) gruplandırılır. Bu, tek bir üretim partisi veya sipariş içinde parlaklık tutarlılığını sağlar. Bu parçayı belirleyen tasarımcılar, farklı CAT kodları arasında parlaklığın değişebileceğinin farkında olmalıdır.
• Renk/Dalga Boyu:Açıkça sınıflandırılmış bir parametre olarak belirtilmese de, tepe (621nm) ve baskın dalga boyu (615nm) için tipik değerler sağlanmıştır. Kızıl-turuncu için AlGaInP kullanan çoğu uygulamada renk varyasyonu tipik olarak dardır, ancak kritik renk eşleştirme uygulamaları tedarikçi ile doğrulama yapmalıdır.
• İleri Gerilim:Belirtilen tolerans ±0.1V'dir, bu nispeten dardır. Resmi bir sınıf olmasa da, bu sıkı tolerans, göstergedeki gerilim düşüşündeki değişimi azaltarak sürücü tasarımını basitleştirir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihaz davranışını standart dışı koşullar altında anlamak için gerekli olan tipik karakteristik eğrileri sağlar.

4.1 Spektrum Dağılımı

Spektral çıkış eğrisi, yaklaşık 621 nm civarında karakteristik bir emisyon tepe noktası gösterir ve kızıl-turuncu rengi doğrular. 18nm bant genişliği, makul derecede doygun bir renk olduğunu gösterir. Eğri şekli, AlGaInP malzemeleri için tipiktir.

4.2 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Bu eğri, akım ve gerilim arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Belirli bir ileri akım için (örneğin, 20mA), ileri gerilimin tipik olarak yaklaşık 2.0V olacağını gösterir. Eğrinin eğimi, LED ekleminin dinamik direncini temsil eder. Tasarımcılar bunu, uygun akım regülasyonu için gerekli besleme gerilimini ve seri direnç değerini hesaplamak için kullanır.

4.3 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu, güvenilir tasarım için en kritik grafiklerden biridir. Ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın nasıl azaltılması gerektiğini gösterir. Maksimum çalışma sıcaklığı olan 85°C'de, izin verilen sürekli akım, 25°C'deki 25mA mutlak maksimum değerinden önemli ölçüde daha düşüktür. Bu düşürmeyi göz ardı etmek, hızlanmış lümen azalmasına, renk kaymasına ve aşırı ısınmadan kaynaklanan felaket arızasına yol açabilir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Gösterge, standart bir DIP (Çift Sıralı Paket) ayak izine sahiptir. Çizimden alınan ana boyutlar şunlardır:

• Toplam Yükseklik: 8.0 mm (maks.)
• Gövde Genişliği: 13.2 mm (nominal)
• Gövde Uzunluğu: 19.0 mm (nominal)
• Rakam Yüksekliği: 7.62 mm (0.3 inç)
• Bacak (Pin) Aralığı: 2.54 mm (0.1 inç) standart ızgara.
• Bacak Çapı: 0.5 mm (tipik)

Aksi belirtilmedikçe toleranslar ±0.25mm'dir. Bu boyutlar, PCB düzeni için hayati öneme sahiptir; montaj deliğine uygun oturmayı ve dalga lehimleme için doğru aralığı sağlar.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite Tanımlama

Dahili devre şeması, yedi segment için ortak katot konfigürasyonunu gösterir. Bu, tüm segment LED'lerinin ortak bir negatif bağlantıyı (katot) paylaştığı anlamına gelir. a'dan g'ye kadar olan segmentlerin bireysel anotları ayrı pinlerdedir. Ortak katot pini, devrede toprağa (veya daha düşük gerilim potansiyeline) bağlanmalıdır. PCB tasarımı sırasında, sinyalleri her segmente doğru yönlendirmek için pin bağlantı şemasına başvurulmalıdır. Yanlış bağlantı, segmentlerin yanmamasına veya yanlış sayıların/harflerin görüntülenmesine neden olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

• Lehimleme:Mutlak maksimum lehimleme sıcaklığı, 5 saniyeye kadar 260°C'dir. Bu, havya ile el lehimlemesi veya dalga lehimleme işlemleri için uygundur. Plastik pakete ve dahili tel bağlantılarına zarar vermemek için uzun süreli ısıya maruz kalmaktan kaçınılmalıdır.
• ESD (Elektrostatik Deşarj) Önlemleri:LED çipleri ESD'ye karşı hassastır. Önerilen kullanım önlemleri arasında topraklı bileklikler, iletken paspaslı ESD güvenli iş istasyonları ve tüm ekipmanın uygun şekilde topraklanması yer alır. Yalıtkan malzemeler, yükü dağıtmak için iyonizerlerle işlem görmeli veya kontrollü nemde tutulmalıdır.
• Temizlik:Belirtilmemiş olsa da, epoksi reçine paketleriyle uyumlu standart PCB temizleme işlemleri kullanılabilir. Belirli kimyasal uyumluluk için üreticiye danışın.
• Depolama:Cihazlar, belirtilen depolama sıcaklığı aralığında (-40°C ila +100°C), düşük nemli, ESD güvenli bir ortamda saklanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

• Paketleme Formatı:Cihazlar tüplerde, ardından kutularda ve son olarak karton kutularda paketlenir. Spesifik paketleme, tüp başına 26 adet, kutu başına 88 tüp ve karton başına 4 kutu olmak üzere karton başına toplam 9,152 adettir.
• Etiket Bilgisi:Paketleme etiketi, izlenebilirlik ve tanımlama için kritik bilgileri içerir:
  • CPN: Müşteri Parça Numarası
  • P/N: Üretici Parça Numarası (örneğin, ELS-321USOWA/S530-A4)
  • QTY: Paketteki miktar
  • CAT: Işık Şiddeti Derecesi (sınıf kodu)
  • LOT No.: İzlenebilirlik için üretim parti numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Ortak katotlu bir gösterge olduğu için, tipik olarak bir mikrodenetleyici veya özel bir gösterge sürücü entegresi (örneğin, 74HC595 kaydırmalı kaydedici, MAX7219) tarafından sürülür. Her segment anodu, bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden sürücü çıkışına bağlanır. Bu direncin değeri (R_seri) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R_seri= (V_besleme- V_F) / I_F. Sağlam bir tasarım için maksimum V_F(2.4V) ve 5V besleme ile istenen 10mA I_Fkullanılarak: R = (5V - 2.4V) / 0.01A = 260 Ω. Standart bir 270 Ω direnç uygun olacaktır. Ortak katot pini(leri), rakamı etkinleştirmek için denetleyici tarafından toprağa bağlanır.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamak, aşırı akım nedeniyle LED'i tahrip eder.
• Çoklama:Çok rakamlı göstergeler için, G/Ç pinlerinden tasarruf etmek amacıyla çoklama yaygındır. Çoklamalı tasarımlarda tepe akımının I_FPdeğerini (60mA) aşmadığından ve zaman içindeki ortalama akımın kullanılan görev döngüsü için I_Fdüşürme değerine uyduğundan emin olun.
• Görüş Açısı:Gri arka plan kontrastı iyileştirir ancak siyah bir arka plana kıyasla görüş açısını hafifçe etkileyebilir. Nihai ürünün amaçlanan görüntüleme konumunu göz önünde bulundurun.
• Isı Yönetimi:Yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya maksimum akıma yakın sürüş yaparken, eklem sıcaklığının güvenli sınırları aşmasını önlemek için gösterge etrafında yeterli havalandırma sağlayın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski teknolojiler veya daha küçük göstergelerle karşılaştırıldığında, bu cihaz belirli avantajlar sunar:

• Akkor veya VFD Göstergelere Karşı:Çok daha düşük güç tüketimi, daha uzun ömür, daha yüksek şok/titreşim direnci ve daha serin çalışma.
• Daha Küçük LED Göstergelere Karşı (örneğin, 5mm veya 3mm rakam):7.62mm rakam yüksekliği, uzaktan üstün okunabilirlik sunar; bu da kullanıcının yakın olmayabileceği panel ölçerler ve aletler için uygun kılar.
• LCD Göstergelere Karşı:LED'ler kendiliğinden ışık yayar, arka ışık olmadan düşük ışık koşullarında mükemmel görünürlük sağlar. Ayrıca çok daha geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına ve daha hızlı tepki süresine sahiptirler.
• Temel Farklılaştırıcı:Endüstriyel standart 7.62mm boyut, kontrast artırıcı gri yüzey ve kızıl-turuncu emisyon için güvenilir AlGaInP teknolojisinin kombinasyonu, bu göstergeyi endüstriyel ve tüketici sayısal okumaları için sağlam, okunabilir ve enerji verimli bir seçenek olarak konumlandırır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Bu göstergiyi sürekli 20mA ile sürebilir miyim?

Evet, ancak dikkatli olunmalıdır. 25°C ortam sıcaklığında mutlak maksimum sürekli akım 25mA'dır. 20mA ile sürmek spesifikasyonlar dahilindedir, ancak ortam sıcaklığının yükselmesi bekleniyorsa ileri akım düşürme eğrisine başvurmanızgerekir. 85°C'de izin verilen maksimum sürekli akım önemli ölçüde daha düşüktür. Güvenilir uzun vadeli çalışma için, 10-15mA ile sürmek genellikle daha güvenli bir uygulamadır ve aynı zamanda çalışma ömrünü uzatır.

10.2 Tipik ileri gerilim (2.0V) neden bazı beyaz veya mavi LED'lerden daha düşüktür?

İleri gerilim öncelikle yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Kızıl-turuncu/kırmızı/kehribar renkler için kullanılan AlGaInP, mavi, yeşil ve beyaz LED'ler için kullanılan InGaN malzemelerinden daha düşük bant aralığı enerjisine sahiptir. Daha düşük bir bant aralığı, elektronların geçmesi ve foton yayması için daha az enerji (daha düşük gerilim) gerektirir.

10.3 "Işık şiddeti için kategorize edildi" ifadesi tasarımım için ne anlama geliyor?

Bu, farklı üretim partilerinden veya farklı "CAT" kodlarıyla etiketlenmiş göstergelerin farklı parlaklık seviyelerine sahip olabileceği anlamına gelir. Ürününüzdeki tüm birimlerde tek tip parlaklık kritikse, tek bir şiddet sınıfından (CAT kodu) cihazları belirtmeli ve tedarik etmelisiniz. Çoğu uygulama için, belirtilen tolerans (±%10) içindeki varyasyon kabul edilebilirdir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:50°C'ye kadar ortamlarda çalışan, tezgah üstü bir güç kaynağı için basit bir 3 rakamlı voltmetre tasarlanması.

Tasarım Adımları:

1. Sürüş Akımı Seçimi:İyi parlaklık ve uzun ömür için segment başına 10mA hedefleyin.
2. Akım Sınırlayıcı Direnç:5V mikrodenetleyici beslemesi ve maksimum V_F2.4V kullanılarak: R = (5V - 2.4V) / 0.01A = 260Ω. 270Ω (en yakın standart değer) kullanın.
3. Çoklama:3 rakamı (21 segment + 3 ortak katot) daha az pinle kontrol etmek için 1/3 görev döngüsü ile çoklama kullanın. Aktif zaman dilimi boyunca segment başına tepe akımı, ortalama 10mA'yi korumak için 30mA olacaktır (çünkü zamanın yalnızca 1/3'ünde yanar). Bu 30mA tepe değeri, 60mA I_FP rating.
4. Termal Kontrol:50°C ortam sıcaklığında, düşürme eğrisi kontrol edilmelidir. İzin verilen sürekli akım 25mA'dan düşüktür. Ancak, segment başınaortalamaakımımız yalnızca 10mA olduğundan ve gösterge çoklamalı olduğundan (her rakam zamanın 2/3'ünde kapalıdır), eklem sıcaklığı artışı minimal olacak ve bu tasarım termal olarak güvenli olacaktır.
5. Mikrodenetleyici Arayüzü:Segment anotlarını kontrol etmek için 74HC595 gibi bir kaydırmalı kaydedici kullanın ve ortak katotları transistörler (örneğin, 2N3904 NPN transistörleri) üzerinden topraklamak için üç GPIO pini kullanın.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Yedi segmentli bir LED gösterge, sekiz rakamı şeklinde düzenlenmiş yedi ayrı ışık yayan diyotun (LED) bir montajıdır. Her LED bir segment oluşturur (a'dan g'ye etiketlenir). Bu segmentlerin belirli kombinasyonlarını seçerek aydınlatarak, tüm ondalık rakamlar (0-9) ve bazı harfler oluşturulabilir. Bu ortak katotlu cihazda, yedi segment LED'inin tümünün katotları (negatif terminaller) dahili olarak bir veya daha fazla ortak pine bağlanmıştır. Bir segmenti yakmak için, bireysel anot pinine (bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden) pozitif bir gerilim uygulanmalı ve ortak katot pini toprağa bağlanarak devre tamamlanmalıdır. Işık yayılımının kendisi, AlGaInP yarı iletken çipindeki elektrolüminesans nedeniyle oluşur: ileri öngerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler p-n ekleminde yeniden birleşir ve malzemenin bant aralığına karşılık gelen bir dalga boyunda (kızıl-turuncu için yaklaşık 615-621 nm) fotonlar şeklinde enerji açığa çıkar.

13. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

Bunun gibi delikten montajlı yedi segmentli göstergeler, olgun ve oldukça güvenilir bir teknolojiyi temsil eder. Yüzey montajlı (SMD) göstergeler otomatik montaj ve küçültme için giderek daha yaygın hale gelse de, delikten montajlı göstergeler prototipleme, eğitim kullanımı, onarım pazarları ve mekanik sağlamlık ile el lehimleme kolaylığının önceliklendirildiği uygulamalarda popülerliğini korumaktadır. AlGaInP kullanımı, yüksek verimli kırmızı, turuncu ve kehribar LED'ler için standarttır. Daha geniş gösterge pazarındaki trendler arasında, denetleyicilerin/sürücülerin gösterge modülüne entegrasyonu, güneş ışığında okunabilirlik için ultra yüksek parlaklık versiyonlarının geliştirilmesi ve SMD paketlerine doğru bir kayış yer alır. Ancak, standart yedi segmentli göstergenin temel tasarımı ve elektriksel arayüzü onlarca yıldır sabit kalmıştır; bu da uzun vadeli kullanılabilirlik ve tasarım aşinalığını garanti eder.