0.28 İnç Dört Haneli Yedi Segmentli LED Ekran Teknik Veri Sayfası - 7mm Rakam Yüksekliği - Süper Kırmızı Renk

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, 0.28 inç (7 mm) rakam yüksekliğine sahip, dört haneli, yedi segmentli bir LED ekranın özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, mükemmel görünürlüğe sahip net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Işık yayan elemanları için, özellikle süper kırmızı renk çıktısı üretmek üzere tasarlanmış gelişmiş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisini kullanır. Ekran, çeşitli aydınlatma koşullarında yüksek kontrast ve üstün karakter görünümüne katkıda bulunan gri yüzey ve beyaz segmentlere sahiptir.

Temel tasarım felsefesi, düşük güç gereksinimleri ile güvenilir, katı hal bir çözüm sunmaya odaklanarak, sayısal veri sunumunun kritik olduğu geniş bir tüketici, endüstriyel ve enstrümantasyon ürünleri yelpazesi için uygun hale getirir.

2. Temel Özellikler ve Avantajlar

Ekran, performansını ve kullanılabilirliğini artıran birkaç tasarım özelliği içerir:

• Rakam Yüksekliği:0.28 inç (7.0 mm), aşırı panel alanı tüketmeden iyi okunabilirlik için dengeli bir boyut sunar.
• Segment Tasarımı:Sürekli ve düzgün segmentler, tutarlı aydınlatma ve profesyonel, temiz bir karakter görünümü sağlar.
• Optik Performans:AlInGaP çipleri ve gri yüzey/beyaz segment tasarımı sayesinde yüksek parlaklık ve yüksek kontrast sunar.
• Görüş Açısı:Geniş bir görüş açısı, ekranın kullanıcıya göre çeşitli pozisyonlardan okunabilir kalmasını sağlar.
• Düşük Güçlü Çalışma:Giriş gücüne göre verimli ışık çıktısı için tasarlanmıştır, pil ile çalışan veya enerji tasarruflu uygulamalar için uygundur.
• Güvenilirlik:Katı hal bir cihaz olarak, mekanik göstergelere kıyasla yüksek güvenilirlik ve uzun çalışma ömrü sunar.
• Sınıflandırma (Binning):Işık şiddeti kategorize edilmiştir (sınıflandırılmıştır), bu da bir üretim partisindeki birden fazla birimde parlaklık tutarlılığı sağlar.

3. Teknik Özelliklerin Derinlemesine İncelenmesi

3.1 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Ekranın performansı, ortam sıcaklığının (T_A) 25°C olduğu standart test koşullarında tanımlanır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):Segment başına ileri akım (I_F) 1 mA olduğunda minimum 200 µcd'den tipik 600 µcd'ye kadar değişir. Bu parametre, CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşmak için filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):Tipik olarak 639 nm, süper kırmızı emisyonun birincil renk noktasını tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Yaklaşık 20 nm, yayılan ışığın spektral saflığını gösterir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Tipik olarak 631 nm, algılanan rengi belirlemek için bir diğer önemli metrik.
• Segment Başına İleri Gerilimi (V_F):I_F= 20 mA'de tipik 2.6 V, maksimum 2.6 V. Bu, sürücü devresi tasarımı için çok önemlidir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):Ters gerilim (V_R) 5 V uygulandığında maksimum 100 µA.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):Maksimum 2:1 oranı, aynı rakamdaki farklı segmentler veya rakamlar arasında parlaklıkta makul bir düzgünlük sağlar.

3.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitler dışında çalıştırılması tavsiye edilmez.

• Segment Başına Güç Dağılımı:Maksimum 70 mW.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:Darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliği) maksimum 90 mA.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de maksimum 25 mA. Bu değer, sıcaklık arttıkça 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer.
• Segment Başına Ters Gerilim:Maksimum 5 V.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) altındaki bir noktada 260°C lehimleme sıcaklığına 3 saniye dayanabilir.

4. Mekanik ve Paket Bilgileri

Cihaz standart bir LED ekran paketinde gelir. Sağlanan boyut çizimi, rakamlar arasındaki boşluk, genel yükseklik, genişlik, derinlik ve pinlerin konumu ve çapı dahil olmak üzere tam fiziksel ayak izini belirtir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar ±0.25 mm standart toleransla milimetre cinsinden verilmiştir. Bu bilgi, PCB (Baskılı Devre Kartı) yerleşimi ve nihai ürünün muhafazasına mekanik entegrasyon için kritik öneme sahiptir.

5. Pin Konfigürasyonu ve Dahili Devre

Ekran 16 pinli bir konfigürasyona sahiptir. Birçoklamalı ortak katottipi olarak yapılandırılmıştır. Bu, her rakamın katodu ayrı ayrı bağlanırken, karşılık gelen segmentlerin (örneğin, tüm 'A' segmentleri) anotlarının rakamlar arasında birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. Bu mimari, rakamların hızlı bir şekilde birer birer aydınlatıldığı, böylece gereken sürücü pin sayısını ve toplam güç tüketimini azaltan çoklamaya izin verir.

Pin yapısı aşağıdaki gibidir:

• Pin 1: Ortak Katot (Rakam 1)
• Pin 2: C segmenti ve L3 için Anot
• Pin 3: Ondalık Nokta (D.P.) için Anot
• Pin 5: E segmenti için Anot
• Pin 6: D segmenti için Anot
• Pin 7: G segmenti için Anot
• Pin 8: Ortak Katot (Rakam 4)
• Pin 11: Ortak Katot (Rakam 3)
• Pin 12: L1, L2, L3 göstergeleri için Ortak Katot
• Pin 13: A segmenti ve L1 için Anot
• Pin 14: Ortak Katot (Rakam 2)
• Pin 15: B segmenti ve L2 için Anot
• Pin 16: F segmenti için Anot
• Pin 4, 9, 10 "Bağlantı Yok" veya "Pin Yok" olarak belirtilmiştir.

Dahili bir devre şeması tipik olarak her segment ve rakam için LED çiplerinin birbirine bağlantısını göstererek, çoklamalı ortak katot yapısını açıklar.

6. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazların "Işık Şiddeti için Kategorize Edildiğini" belirtir. Bu, ölçülen ışık çıktısına dayalı bir sınıflandırma veya ayırma işlemini ifade eder. Üretim sırasında küçük varyasyonlar meydana gelir. Birimleri belirli şiddet sınıflarına (örneğin, bir dizi µcd değeri) test ederek ve gruplayarak, üreticiler ve tasarımcılar, tek bir üründe veya üretim partisinde kullanılan tüm ekranların çok benzer parlaklık seviyelerine sahip olmasını sağlayabilir. Bu, birimler arasında ekran yoğunluğunda fark edilebilir varyasyonları önler, bu da ürün kalitesi ve kullanıcı deneyimi için esastır. Tasarımcılar, tutarlılığı garanti etmek için sipariş verirken gerekli sınıfı belirtmelidir.

7. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrilerine" atıfta bulunur. Metinde belirli grafikler detaylandırılmamış olsa da, tam veri sayfalarında tipik olarak yer alan bu tür eğriler tasarım için hayati öneme sahiptir:

• İleri Akım (I_F) vs. İleri Gerilim (V_F):Bu IV eğrisi doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir ve belirli bir besleme gerilimi için uygun akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü ayarının belirlenmesine yardımcı olur.
• Işık Şiddeti (I_V) vs. İleri Akım (I_F):Bu eğri, ışık çıktısının akımla nasıl arttığını gösterir, genellikle daha yüksek akımlarda doğrusal altı bir şekilde, istenen parlaklık ve verimlilik için sürücü akımı kararlarını bilgilendirir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:LED'in bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıktısının nasıl azaldığını gösterir. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritiktir.
• Spektral Dağılım:Göreceli şiddetin dalga boyuna karşı grafiği, tepe (639 nm) ve yarı genişlik (20 nm) özelliklerini görsel olarak doğrular.

8. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Mutlak Maksimum Değerlere dayanarak, cihaz dalga veya reflow lehimleme işlemlerine dayanabilir. Belirtilen ana parametre lehim sıcaklığı profilidir: oturma düzleminin 1/16 inç (1.6 mm) altındaki bir noktada 260°C, 3 saniye. Bu, yaygın kurşunsuz lehimleme profilleriyle uyumludur. Tasarımcılar ve montajcılar, dahili tel bağlantılarına veya LED çiplerinin kendisine zarar gelmesini önlemek için lehimleme işlemlerinin bu termal stresi aşmadığından emin olmalıdır. İşleme sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleri alınmalıdır.

9. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

9.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, net, güvenilir sayısal okuma gerektiren herhangi bir cihaz için uygundur:

• Test ve Ölçüm Ekipmanları:Multimetreler, osiloskoplar, güç kaynakları, frekans sayaçları.
• Endüstriyel Kontroller:Panel metreler, proses göstergeleri, zamanlayıcı ekranları, sayaç ekranları.
• Tüketici Elektroniği:Ses ekipmanları (amplifikatörler, alıcılar), mutfak aletleri, saatler.
• Otomotiv Yan Sanayi:Göstergeler ve teşhis araçları (çevresel özellikler uygun olduğunda).
• Tıbbi Cihazlar:Hasta monitörleri, teşhis ekipmanları (ek düzenleyici gerekliliklere tabidir).

9.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:Ortak katot rakamlar için çoklama uygulanmalıdır. Bu, her rakamın katodu için sırayla akım çekerken uygun segment anotlarına akım sağlayabilen bir mikrodenetleyici veya özel sürücü IC gerektirir. V_Fve istenen I_F.
• Parlaklık Kontrolü:Parlaklık, tepe ileri akımını (değerler dahilinde) ayarlayarak veya daha yaygın olarak çoklamalı tasarımlarda, çoklama sinyalinin görev döngüsünü (PWM) değiştirerek kontrol edilebilir.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı bir avantajdır, ancak mekanik tasarım yine de birincil kullanıcının görüş hattını dikkate almalıdır.
• Termal Yönetim:Düşük güçlü olsa da, maksimum değere yakın yüksek ortam sıcaklıklarında sürekli çalışma, güvenilirliği korumak ve hızlandırılmış lümen azalmasını önlemek için belirtildiği gibi ileri akımın düşürülmesini (25°C üzerinde 0.33 mA/°C) gerektirebilir.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu ekranın birincil farklılaştırıcısı, süper kırmızı renk içinAlInGaPteknolojisinin kullanılmasıdır. Standart GaAsP (Galyum Arsenit Fosfit) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı giriş akımı için daha fazla parlaklık veya daha düşük güçte eşdeğer parlaklık sağlar. Ayrıca genellikle daha iyi sıcaklık stabilitesi ve renk saflığı sağlar. Beyaz segmentli gri yüzey, kontrastı maksimize etmek için özel bir tasarım seçimidir ve bu, yüksek ortam ışığı koşullarında tamamen kırmızı veya tamamen yeşil ekranlara göre bir avantaj sunabilir.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: "Bağlantı Yok" pinlerinin amacı nedir?

C: Fiziksel olarak mevcut olan ancak herhangi bir dahili elemana elektriksel olarak bağlı olmayan pinlerdir. Lehimleme sırasında mekanik stabilite için veya standart bir paket ayak izine uymak için kullanılabilirler. Elektriksel bağlantılar için kullanılmamalıdırlar.

S: Bir segment için akım sınırlayıcı direnci nasıl hesaplarım?

C: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (V_besleme- V_F) / I_F. 5V besleme, tipik V_F2.6V ve istenen I_F20 mA için: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Aşırı akımdan kaçınmak için muhafazakar bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_Fdeğerini kullanın.

S: Bu ekranı çoklama yapmadan sürebilir miyim?

C: Doğrudan sürüş (statik sürüş) teorik olarak her rakamın her segmentini ayrı ayrı adresleyerek mümkündür, ancak çok yüksek sayıda G/Ç pinine (4 rakam * 7 segment + ondalık nokta + göstergeler = 30'dan fazla pin) ihtiyaç duyar ve oldukça verimsizdir. Çoklama, amaçlanan ve pratik yöntemdir.

S: "Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı 2:1" ne anlama geliyor?

C: Aynı test koşullarında herhangi bir segmentin veya rakamın ölçülen ışık şiddetinin, başka herhangi bir segmentin veya rakamın şiddetinin iki katından fazla olmayacağı anlamına gelir. Bir cihaz içindeki maksimum izin verilen varyasyonu tanımlar.

12. Çalışma Prensibi

Yedi segmentli bir ekran, bir '8' şeklinde düzenlenmiş yedi dikdörtgen LED segmentinden (A'dan G'ye etiketlenmiş) ve bir ondalık nokta (DP) için ek bir dairesel LED'den oluşur. Bu segmentlerin belirli kombinasyonlarını seçerek aydınlatarak, tüm ondalık rakamlar (0-9) ve bazı harfler oluşturulabilir. Bunun gibi çoklamalı ortak katot bir tasarımda, tüm rakamlardaki belirli bir segment tipi için tüm anotlar birbirine bağlıdır (örneğin, tüm 'A' segment anotları). Her rakamın kendi ayrı katot bağlantısı vardır. Bir sayıyı görüntülemek için, mikrodenetleyici o rakam için gerekli segmentlere karşılık gelen anot hatlarını etkinleştirir (yüksek yapar) ve aynı anda o belirli rakamın katot hattını etkinleştirir (düşük yapar/akım çeker). Bunu kısa bir süre (örneğin, 1-5 ms) tutar, ardından bir sonraki rakama geçer, tüm rakamları hızla döngüye alır. İnsan gözünün görüntü kalıcılığı, bu hızlı darbeleri kararlı, sürekli yanıyormuş gibi görünen çok haneli bir sayıya dönüştürür.

13. Endüstri Trendleri ve Bağlam

Yedi segmentli LED ekranlar sayısal okumalar için sağlam, uygun maliyetli ve oldukça güvenilir bir çözüm olmaya devam ederken, endüstri alternatif teknolojilerde paralel bir büyüme görmüştür. Nokta matris OLED ve LCD ekranlar, alfasayısal karakterler, semboller ve hatta basit grafikler görüntülemek için çok daha fazla esneklik sunar. Ancak, yalnızca sayıların en üst düzeyde netlik, parlaklık, geniş görüş açısı ve basit arayüzle görüntülenmesi gereken uygulamalar için, bunun gibi LED yedi segmentli ekranlar tercih edilen bir seçim olmaya devam etmektedir. Bu segment içindeki trend, daha yüksek verimlilikli malzemelere (AlInGaP gibi eski teknolojilerin yerini alan), daha düşük çalışma gerilimlerine, daha yüksek yoğunluk için daha küçük paket boyutlarına ve tasarımı basitleştirmek için entegre sürücü devrelerine doğrudur. Burada açıklanan cihaz, bu kalıcı teknolojinin olgun ve optimize edilmiş bir uygulamasını temsil eder.