7.62mm Beyaz Yedi Segmentli Gösterge Veri Sayfası - 0.3" Rakam Yüksekliği - 2.4V İleri Gerilim - 25mA İleri Akım - 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, gri arka plan yüzeyi üzerinde beyaz ışık yayan segmentlere sahiptir. Bu kombinasyon, parlak ortam aydınlatma koşullarında bile yüksek kontrast ve mükemmel okunabilirlik sağlayarak, çeşitli gösterge ve okuma uygulamaları için uygun hale getirir. Ürün, ışık şiddetine göre kategorize edilmiştir ve kurşunsuz (Pb-free) ve RoHS çevre standartlarına uyumludur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu göstergenin başlıca avantajları, mevcut PCB düzenleri ve soketlerle uyumluluğu sağlayan endüstriyel standart ayak izi ve düşük güç tüketimi özelliklerini içerir. Cihaz, güvenilirlik ve uzun ömür için üretilmiştir. Birincil hedef pazarları arasında, net, tek renkli sayısal veya sınırlı alfanümerik bilgilerin sunulması gereken tüketici ev aletleri, endüstriyel ve otomotiv gösterge panelleri ile genel amaçlı dijital okuma göstergeleri bulunmaktadır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Göstergenin performansı, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu koşullarda ölçülen bir dizi mutlak maksimum değer ve standart elektro-optik karakteristik ile tanımlanır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Hiçbir çalışma koşulunda aşılmamalıdır.

• Ters Gerilim (V_R):5 V - LED segmenti üzerinde ters yönde uygulanabilecek maksimum gerilim.
• İleri Akım (I_F):25 mA - Tek bir segment üzerinden geçmesine izin verilen maksimum sürekli DC akım.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):60 mA - Maksimum darbe akımı, yalnızca 1 kHz frekansta %10 görev döngüsü altında izin verilir.
• Güç Dağılımı (P_d):60 mW - Tek bir segment tarafından dağıtılabilecek maksimum güç.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C - Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +100°C - Çalışma dışı depolama için sıcaklık aralığı.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):260°C - Dalga veya el lehimlemesi için maksimum sıcaklık, maruz kalma süresi 5 saniyeyi geçmemelidir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_v):Segment başına 5.6 mcd (Min), 11.0 mcd (Tip), I_F= 10 mA'de ölçülmüştür. Tolerans ±%10'dur.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):I_F= 20 mA'de 632 nm (Tip). Bu, yayılan ışık şiddetinin en yüksek olduğu dalga boyunu gösterir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F= 20 mA'de 624 nm (Tip). Bu, insan gözü tarafından algılanan ve rengi tanımlayan dalga boyudur (bu durumda, çip malzemesine dayalı olarak beyaz).
• Spektrum Radyasyon Bant Genişliği (Δλ):I_F= 20 mA'de 20 nm (Tip). Bu, yayılan ışığın spektral genişliğini tanımlar.
• İleri Gerilim (V_F):I_F= 20 mA'de 2.0 V (Tip), 2.4 V (Maks). Tolerans ±0.1V'dir. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5 V'da 100 µA (Maks).

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazların "ışık şiddetine göre kategorize edildiğini" belirtmektedir. Bu, bir sınıflandırma (binning) sisteminin uygulandığı anlamına gelir.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Sağlanan alıntıda belirli sınıf kodları listelenmemiş olsa da, tipik ışık şiddeti 10mA'de 11.0 mcd olup minimum değer 5.6 mcd'dir. Üreticiler genellikle LED'leri, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için ölçülen ışık çıkışına göre sınıflara ayırır. Tasarımcılar, çok haneli bir göstergede tüm rakamlar arasında tekdüze parlaklık sağlamak için uygulamalarına uygun yoğunluk sınıfını seçmek amacıyla üreticinin tam sınıflandırma dokümantasyonuna başvurmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihaz davranışını standart dışı koşullarda anlamak için çok önemli olan tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunur.

4.1 Spektrum Dağılımı

Spektrum dağılım eğrisi (Ta=25°C'de), tipik tepe dalga boyu olan 632 nm civarında merkezlenmiş, farklı dalga boyları boyunca göreceli ışık şiddetini grafiksel olarak gösterir. Bu eğri, renk saflığını ve optik filtreleme senaryolarındaki potansiyel uygulamayı anlamaya yardımcı olur.

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

Bu eğri (Ta=25°C'de), LED segmentinden geçen akım ile üzerindeki gerilim arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Maksimum ileri akımı aşmadan istenen parlaklıkta kararlı çalışmayı sağlamak için akım sınırlayıcı devre tasarımında (genellikle seri bir direnç) esastır.

4.3 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu, güvenilir tasarım için en kritik eğrilerden biridir. Ortam çalışma sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça, izin verilen maksimum sürekli ileri akımın (I_F) nasıl azaltılması gerektiğini gösterir. Örneğin, 85°C'de çalışmak, aşırı ısınmayı ve hızlanmış bozulmayı önlemek için mutlak maksimum değer olan 25mA'den önemli ölçüde daha düşük bir sürücü akımı gerektirir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Gösterge, delikten montaj için endüstri standardı 7.62mm rakam yüksekliği ayak izini takip eder. Detaylı ölçülü çizim, toplam yükseklik, rakam boyutu, pin aralığı (pitch) ve pin çapı dahil tüm kritik ölçümleri sağlar. Boyutlar için varsayılan tolerans, aksi belirtilmedikçe ±0.25mm'dir. Doğru PCB düzeni ve mekanik uyum için bu boyutlara kesin uyum gereklidir.

5.2 Pin Çıkışı ve Polarite Tanımlama

Dahili devre şeması, yedi segmentin ve ondalık noktanın (varsa) ortak anot konfigürasyonunu gösterir. Şema, her bir segmente (a'dan g'ye) ve ortak anot pin(ler)ine karşılık gelen pin numaralarını tanımlar. Kurulum sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir; 5V'u aşan ters gerilim uygulamak LED bağlantılarına zarar verebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Lehimleme Parametreleri

Mutlak maksimum değer, süresi 5 saniyeyi geçmeyen bir lehimleme sıcaklığı (T_sol) olarak 260°C belirtir. Bu, dalga lehimleme veya el lehimleme işlemleri için geçerlidir. Yeniden akış lehimleme için, cihazın plastik paketiyle uyumlu bir profil kullanılmalıdır, tipik olarak epoksi reçinenin sıcaklık limitleri içinde kalınmalıdır.

6.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

Gösterge içindeki LED çipleri elektrostatik deşarja karşı hassastır. İşleme önlemleri şiddetle tavsiye edilir: topraklanmış bileklikler ve çalışma istasyonları kullanın, iletken zemin ve masa paspasları kullanın ve yalıtkan malzemelerin bulunduğu alanlarda yükü nötrleştirmek için iyonizerler kullanın. Montajda kullanılan tüm ekipmanların uygun şekilde topraklanması gereklidir.

6.3 Depolama Koşulları

Cihaz, lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilecek nem emilimini önlemek için, belirtilen -40°C ila +100°C depolama sıcaklığı aralığında, kuru bir ortamda saklanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Şartnamesi

Standart paketleme formatı tüp başına 26 parçadır. Bu tüpler daha sonra kutulara paketlenir, kutu başına 88 tüp bulunur. Son olarak, 4 kutu ana karton kutuya paketlenir.

7.2 Etiket Açıklaması

Ürün etiketleri, Müşteri Ürün Numarası (CPN), üreticinin Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY), Işık Şiddeti Derecesi (CAT) ve Parti Numarası (LOT No) gibi birkaç önemli alan içerir. Yoğunluk derecesi (CAT), daha önce bahsedilen sınıflandırma ile ilişkilidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Ortak anotlu bir gösterge olarak, her segment katodu bağımsız olarak, tipik olarak bir mikrodenetleyici GPIO pini veya özel bir sürücü entegresi (74HC595 kaydırmalı kaydedici veya MAX7219 gibi) tarafından sürülür. Her segment katodu ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç bağlanmalıdır. Direnç değeri R = (V_besleme- V_F) / I_F formülü kullanılarak hesaplanır; burada V_F ve I_F, veri sayfasından istenen çalışma noktasıdır (örneğin, 10mA'de 2.0V). 5V besleme için, R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 Ohm'dur.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman harici akım sınırlayıcı dirençler kullanın. LED'leri doğrudan bir mikrodenetleyici pininden veya gerilim kaynağından sürmek, muhtemelen maksimum ileri akımı aşar ve segmenti tahrip eder.
• Çoklama (Multiplexing):Çok haneli göstergeler için, pin sayısını azaltmak amacıyla çoklama yaygındır. Çoklamalı çalışmada, görev döngüsü dikkate alınarak tepe akımının I_FP değerini aşmadığından emin olun.
• Isı Yönetimi:İleri akım düşürme eğrisine uyun. Yüksek ortam sıcaklığı uygulamalarında, güvenilirliği korumak için sürücü akımını azaltın.
• Görüş Açısı:Gri arka plan, yüksek ortam ışığı koşullarında kontrastı artırır ancak siyah arka planlara kıyasla görüş açısı karakteristiklerini etkileyebilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Siyah arka planlı benzer göstergelerle karşılaştırıldığında, bu modelin gri yüzeyi, yansıyan parlamayı azaltarak parlak aydınlatılmış ortamlarda üstün okunabilirlik sunar. Beyaz ışık için AlGaInP çip malzemesinin kullanımı (muhtemelen fosfor dönüştürmeli tip) tipik olarak iyi verimlilik ve kararlılık sunar. Delikten montaj tasarımı, sağlam bir mekanik bağlantı sağlar ve bu da onu, yüzey montajlı cihazların aksine, titreşime maruz kalan veya lehim güvenilirliğinin çok önemli olduğu uygulamalar için uygun hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu göstergiyi doğrudan 5V'luk bir mikrodenetleyici pininden 20mA'de sürebilir miyim?

C: Hayır. Her segment için seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Direnç hesaplamasında hem mikrodenetleyici pininin akım sağlama/çekme kapasitesi hem de LED'in V_F değeri dikkate alınmalıdır.

S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu, emisyon spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın dalga boyu, insan gözü tarafından ışığın rengiyle eşleşen tek dalga boyudur. Beyaz LED'ler için genellikle önemli ölçüde farklılık gösterirler.

S: Doğru ışık şiddeti sınıfını nasıl seçerim?

C: Çok birimli bir üründe tekdüze görünüm için, distribütörünüze veya üreticinize gerekli yoğunluk sınıfını (CAT kodu) belirtin. Karışık sınıflardan cihazlar kullanmak, gözle görülür şekilde farklı parlaklık seviyelerine neden olabilir.

S: Soğutucu gerekiyor mu?

C: Çalışma sıcaklığı aralığının üst ucuna yakın, maksimum derecelendirilmiş akımda (25mA) sürekli çalışma için, ısı dağılımı için dikkatli PCB düzeni önerilir. Ilıman ortamlarda 10-20mA'de tipik çalışma için özel bir soğutucu gerekmez.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Bir otomotiv gösterge paneli uygulaması için (ortam sıcaklığı 70°C'ye kadar) basit bir 4 haneli voltmetre okuma ekranı tasarlanması.

Tasarım Adımları:

1. Sürücü Devresi:Kablolamayı basitleştirmek için, 4 haneli, 7 segmentli sürücü çevre birimine sahip bir mikrodenetleyici veya MAX7219 gibi harici bir sürücü entegresi kullanın.

2. Akım Ayarı:Düşürme eğrisine başvurun. 70°C'de, maksimum sürekli akım 25mA'den düşüktür. Segment başına 8-10mA'lik bir sürücü akımı seçmek, güvenilirlik ve yeterli parlaklık sağlar.

3. Direnç Hesaplama:5V besleme ve V_F= 10mA'de 2.0V varsayılarak, R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 Ohm'dur. Her segment katodu için 300Ω veya 330Ω standart değerli bir direnç kullanın.

4. PCB Düzeni:Göstergenin PCB'nin üst tarafına yerleştirildiğinden emin olun. Pin deliklerinin veri sayfası boyutlarıyla eşleştiğinden emin olun. Isı dağılımına yardımcı olmak için gösterge alanı çevresinde biraz daha büyük bir toprak katmanı sağlayın.

12. Çalışma Prensibi

Yedi segmentli bir gösterge, sekiz rakamı şeklinde düzenlenmiş çoklu Işık Yayan Diyotların (LED) bir montajıdır. Yedi dikdörtgen segmentin (a'dan g'ye etiketlenmiş) her biri ayrı bir LED'dir. Bu segmentlerin belirli kombinasyonlarını seçerek aydınlatarak, 0-9 arası rakamlar ve bazı harfler oluşturulabilir. Buradaki gibi ortak anotlu bir konfigürasyonda, tüm segment LED'lerinin anotları ortak bir pozitif gerilim kaynağına bağlanmıştır. Her segment, katot pinine bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden mantıksal DÜŞÜK (veya toprak yolu) uygulanarak AÇIK konuma getirilir.

13. Teknoloji Trendleri

Gösterge teknolojisindeki trend, daha yüksek yoğunluklu, tam renkli ve yüzey montajlı cihazlara doğru ilerlemektedir. Ancak, bu gibi delikten montajlı yedi segmentli göstergeler, basitlikleri, sağlamlıkları, düşük maliyetleri ve prototipleme, eğitim kitleri, endüstriyel kontroller ve aşırı güvenilirlik ve görünürlük gerektiren uygulamalarda kullanım kolaylıkları nedeniyle oldukça geçerliliğini korumaktadır. LED çip malzemelerindeki gelişmeler, bu klasik paket tipleri için bile verimliliği (vat başına lümen) ve ömrü artırmaya devam etmektedir. RoHS ve kurşunsuz standartlara uyum, küresel çevre düzenlemeleri tarafından yönlendirilen evrensel bir gerekliliktir.