LTS-4801JR 0.39-inç Süper Kırmızı LED Ekran Veri Sayfası - Rakam Yüksekliği 10.0mm - İleri Voltaj 2.6V - Güç 70mW - İngilizce Teknik Belge

1. Ürüne Genel Bakış

LTS-4801JR, tek haneli, yedi segmentli alfanümerik bir gösterge modülüdür. 0,39 inç (10,0 milimetre) rakam yüksekliği ile net, orta boyutlu sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için uygundur. Cihaz, süper kırmızı renk çıktısı üretmek için gelişmiş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisini kullanır. Paket, yüksek kontrast sağlayarak mükemmel karakter okunabilirliği sunan beyaz segment işaretlemeli gri bir yüze sahiptir. Bu gösterge, çoklanmış uygulamalarda sürücü devresini basitleştirmek için yaygın bir konfigürasyon olan ortak anot tipi olarak tasarlanmıştır.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• 0,39 İnç Rakam Yüksekliği: Aşırı güç tüketimi olmadan iyi görünürlük için dengeli bir boyut sunar.
• Sürekli Düzgün Segmentler: Profesyonel bir görünüm için her segmentte tutarlı ışık yayılımı sağlar.
• Düşük Güç Gereksinimi: Verimli AlInGaP teknolojisi, nispeten düşük ileri akımlarda parlak çıkışa olanak tanır.
• High Brightness & High Contrast: Gri yüzey/beyaz segment tasarımı ile birleştirilmiş süper kırmızı AlInGaP çipleri, çeşitli aydınlatma koşullarında mükemmel okunabilirlik sağlar.
• Geniş Görüş Açısı: Geniş bir görüş aralığında tutarlı parlaklık ve renk sağlar.
• Işık Şiddeti için Sınıflandırılmıştır: Birimler şiddet için gruplandırılmıştır, çok haneli göstergelerde tutarlı parlaklık sağlar.
• Kurşunsuz Paket (RoHS Uyumlu): Tehlikeli maddeleri kısıtlayan çevre düzenlemelerine uygun olarak üretilmiştir.
• Katı Hal Güvenilirliği: LED'ler, diğer ekran teknolojilerine kıyasla uzun çalışma ömrü, darbeye dayanıklılık ve titreşim toleransı sunar.

1.2 Hedef Uygulamalar ve Pazar

Bu ekran, sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik uygulama alanları arasında, net bir sayısal görüntülemenin gerekli olduğu ölçüm paneli, tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol göstergeleri, test ve ölçüm ekipmanları ile ev aletleri bulunur. Güvenilirlik, okunabilirlik ve düşük güç tüketiminin temel hususlar olduğu uygulamalar için uygundur. Veri sayfası, bu cihazın ön görüşme yapılmadan güvenlik açısından kritik sistemlerde (örn. havacılık, tıbbi yaşam destek) kullanılmasına karşı açıkça uyarır; bu da birincil pazarının ticari ve endüstriyel elektronik olduğunu gösterir.

2. Teknik Özellikler ve Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Ekranın bu sınırlarda veya yakınında sürekli çalıştırılması önerilmez.

• Segment Başına Güç Dağılımı: 70 mW. Bu, tek bir LED segmenti tarafından güvenle ısı olarak dağıtılabilecek maksimum güçtür.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı: 90 mA. Bu yalnızca çoklama için palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği) izin verilir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akımı: 25°C'de 25 mA. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça bu akım 0.33 mA/°C ile doğrusal olarak azalır. Örneğin, 50°C'de maksimum sürekli akım yaklaşık 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA olacaktır.
• Operating & Storage Temperature Range: -35°C ila +85°C. Cihaz bu geniş sıcaklık aralığında dayanabilir ve çalışabilir.
• Lehim Sıcaklığı: Oturma düzleminin 1/16 inç (≈1.6mm) altında ölçüldüğünde, maksimum 5 saniye için 260°C.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Bunlar, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V): I_F=1mA. Bu, her segmentin ışık çıkışıdır. 2:1 eşleştirme oranı, bir parti içinde en parlak segmentin en sönüğünden en fazla iki kat parlak olmasını sağlar; bu, düzgün bir görünüm için önemlidir.
• Tepe Salım Dalgaboyu (λ_p): 639 nm (Tipik). Bu, spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalgaboyudur ve \"süper kırmızı\" rengini tanımlar.
• Baskın Dalgaboyu (λ_d): 631 nm (Tipik). Bu, insan gözü tarafından algılanan tek dalgaboyudur ve tepe dalgaboyundan hafifçe farklı olabilir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 20 nm (Typ). Bu, renk saflığını belirtir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık anlamına gelir.
• Çip Başına İleri Yönlü Gerilim (V_F): 2.10V (Min), 2.60V (Typ) I_F=20mA. Bu, bir LED çalışırken üzerindeki voltaj düşüşüdür. Devre tasarımı bu aralığı hesaba katmalıdır.
• Ters Akım (I_R): V_R=5V. Bu parametre yalnızca test amaçlıdır; cihaz sürekli ters öngerilim altında çalıştırılmamalıdır.
• Cross Talk: < 2.5%. This specifies the minimum amount of light leakage from an unlit segment adjacent to a lit one.

3. Binning ve Sınıflandırma Sistemi

Veri sayfası, LTS-4801JR'nin \"Işık Şiddeti için Kategorize Edildiğini\" belirtmektedir. Bu, göstergelerin standart bir test akımında (genellikle 1mA veya 20mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre sınıflandırıldığı bir binning sürecini ifade eder. Bu, birden fazla rakam yan yana kullanıldığında, parlaklıklarının kullanıcıya tekdüze görünmesini sağlar. Tasarımcılar, uygulamaları için sıkı bir yoğunluk eşleştirmesi gerekip gerekmediğini belirtmelidir. Belge, dalga boyu (renk) veya ileri voltaj için ayrıntılı bin kodlarını veya eşik değerlerini belirtmemektedir; bu da birincil sınıflandırmanın ışık şiddetine dayandığını göstermektedir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan metin alıntısı "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunsa da, ilgili grafikler metne dahil değildir. Tipik olarak, böyle bir veri sayfası tasarım analizi için aşağıdaki temel eğrileri içerir:

• İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi): Akım sınırlayıcı devrelerin tasarımı için kritik öneme sahip doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir.
• Işık Şiddeti - İleri Yön Akımı (I-L Eğrisi): Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir; çalışma aralığında genellikle yakın doğrusal bir ilişki sergiler.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı: Sıcaklık arttıkça ışık çıkışının azalmasını gösterir; bu, yüksek sıcaklık ortamı uygulamaları için kritik öneme sahiptir.
• Bağıl Spektral Güç Dağılımı: Şiddetin dalga boyuna karşı çizildiği, yaklaşık 639nm'de tepe noktasını ve spektral genişliği gösteren bir grafik.

Tasarımcılar, belirli çalışma koşulları altındaki performans hakkında doğru tahminler yapmak için bu grafiklerin tam PDF'ine başvurmalıdır.

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

Ekran, standart delikli DIP (Dual In-line Package) form faktörüne sahiptir. Önemli boyutsal notlar şunları içerir:

• Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutlar milimetre cinsinden olup genel tolerans ±0.25 mm'dir.
• Pin ucu kayma toleransı ±0.40 mm'dir ve bu, PCB delik yerleşimi için dikkate alınmalıdır.
• Güvenilir lehimleme için önerilen PCB delik çapı 1.0 mm'dir.
• Kalite spesifikasyonları, optik netlik ve estetik kaliteyi sağlamak için yabancı maddeleri, segment içindeki kabarcıkları, reflektör eğilmesini ve yüzey mürekkep kirlenmesini sınırlar.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Devre Şeması

LTS-4801JR, ortak anot konfigürasyonuna sahip 10 bacaklı bir cihazdır. İç devre şeması, katotları ayrı bacaklara bağlı olan yedi segmentin (A-G) tamamını ve ondalık noktayı (DP) gösterir. Tüm segmentlerin anotları dahili olarak birbirine bağlanmıştır ve ayrıca dahili olarak bağlı olan iki bacağa (Pin 3 ve Pin 8) çıkarılmıştır. Bu, PCB yerleşimi ve güç bağlantısında esneklik sağlar.

Pinout:
1: Katot G
2: Katot F
3: Ortak Anot (Pin 8'e dahili olarak bağlı)
4: Katot E
5: Katot D
6: Katot D.P. (Ondalık Nokta)
7: Katot C
8: Ortak Anot (Pin 3'e dahili bağlı)
9: Katot B
10: Katot A

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Otomatik Lehimleme (Dalga/Reflow)

Önerilen koşul, paketin oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, 5 saniye boyunca 260°C'dir. Bu işlem sırasında bileşen gövdesinin sıcaklığı kendi maksimum derecelendirmesini aşmamalıdır.

6.2 Manuel Lehimleme

El lehimlemesi için 350°C ±30°C sıcaklık kullanılabilir, ancak lehimleme süresi her pin için yine oturma düzleminin 1.6mm altından ölçülmek kaydıyla 5 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Uzun süreli ısıya maruz kalmaktan kaçınılmalıdır.

6.3 Depolama Koşulları

Depolama için açıkça belirtilmemiş olsa da, çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -35°C ila +85°C'dir. Bileşenleri, lehimleme sırasında "popcorning"e neden olabilecek nem emilimini önlemek için kuru, kontrollü bir ortamda saklamak iyi bir uygulamadır.

7. Güvenilirlik Testi

Cihaz, askeri (MIL-STD), Japon (JIS) ve dahili standartlara dayalı kapsamlı bir güvenilirlik testleri paketinden geçer. Bu, çeşitli çevresel stres koşulları altında sağlamlık sağlar.

• Çalışma Ömrü Testi (RTOL): Oda sıcaklığında maksimum anma akımında 1000 saat.
• Çevresel Stres Testleri: Yüksek Sıcaklık/Nem Depolama (65°C/%90-95 RH, 500 saat), Yüksek Sıcaklık Depolama (105°C, 1000 saat), Düşük Sıcaklık Depolama (-35°C, 1000 saat), Sıcaklık Döngüsü (-35°C ila 105°C, 30 döngü) ve Termal Şok'u içerir.
• Mekanik/Lehimlenebilirlik Testleri: Lehim Direnci (260°C, 10 s) ve Lehimlenebilirlik (245°C, 5 s) testleri, montaj işlemleri sırasında bacakların bütünlüğünü doğrular.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Kritik Uygulama Uyarıları

• Absolute Maximum Ratings: Akım, güç veya sıcaklık değerlerinin aşılması, ışık çıkışında ciddi bozulmaya veya yıkıcı arızaya neden olacaktır.
• Sürücü Devresi Koruması: Devre, LED'leri güç açma/kapama sıralamaları sırasında ters gerilimlerden ve gerilim geçici olaylarından korumalıdır. Bunun için seri bir direnç yetersizdir; diyot klempleri veya koruma özellikli entegre sürücü IC'leri önerilir.
• Sabit Akım Sürücü: Tutarlı parlaklık ve uzun ömür için, özellikle değişken sıcaklık ortamlarında, segmentleri seri dirençli basit bir voltaj kaynağı yerine sabit akım kaynağı ile sürmek şiddetle tavsiye edilir.
• İleri Voltaj Aralığı: Sürücü devresi, tüm V aralığı boyunca gerekli akımı sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır._F Aralık (20mA'de 2.10V ila 2.60V).
• Termal Yönetim: Maksimum sürekli akım, gerçek çalışma ortam sıcaklığına göre düşürülmelidir. Kapalı veya yüksek sıcaklıklı ortamlarda yeterli havalandırma veya soğutucu kullanımı gerekli olabilir.
• Ters Polariteden Kaçının: Sürekli ters polarite, yarı iletken içinde metal göçüne neden olarak erken arızaya yol açabilir.

8.2 Tipik Uygulama Devreleri

For a common anode display like the LTS-4801JR, the anodes (Pins 3 & 8) are connected to a positive kaynağı voltage (V_CC) bağlanır. Her katot pini bir akım havuzuna bağlanır. Bu şu yöntemlerle sağlanabilir:

1. Transistör Havuzları: Bir mikrodenetleyici tarafından kontrol edilen NPN transistörler veya N-kanal MOSFET'ler.
2. Entegre Sürücü IC'leri: Yeterli akım çekme kapasitesine sahip özel LED sürücü çipleri veya mikrodenetleyici port pinleri (segment başına 25mA sınırı unutulmamalıdır). Bir voltaj kaynağı kullanılırken, her segment ile seri olarak veya ortak anot yoluna tipik olarak bir akım sınırlama direnci yerleştirilir, ancak sabit akım devresi daha üstündür.

Birden fazla haneyi çoğullamak için, farklı hanelerin ortak anotları yüksek frekansta sırayla anahtarlanırken, her hane için uygun katot desenleri görüntülenir. Bu, gerekli G/Ç pin sayısını azaltır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-4801JR, birkaç temel özelliği ile kendini farklılaştırır:

• Malzeme Teknolojisi (AlInGaP): Eski GaAsP veya GaP LED'lerle karşılaştırıldığında, AlInGaP özellikle kırmızı/turuncu/kehribar spektrumunda önemli ölçüde daha yüksek verimlilik ve parlaklık sunar, bu da aynı ışık çıktısı için daha düşük güç tüketimi anlamına gelir.
• Süper Kırmızı Renk: 631-639 nm baskın/tepe dalga boyu, yüksek doygunlukta ve görünürlükte canlı, derin bir kırmızı renk sağlar.
• Yoğunluk Sınıflandırması: Tüm ekranlar garanti edilmiş ışık şiddeti eşleştirmesi sunmaz; bu, çok haneli uygulamalarda düzensiz parlaklığı önlemek için kritik öneme sahiptir.
• Geniş Sıcaklık Aralığı: -35°C ila +85°C çalışma aralığı, endüstriyel ve otomotiv (güvenlik-kritik olmayan) uygulamalar için sağlamdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı doğrudan bir 5V mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?
A: Akım çekme (sinking) için doğrudan değil. Bir mikrodenetleyici pini tipik olarak 20-25mA çekebilir, bu bir segment için mutlak maksimum değerdir. Bu, herhangi bir güvenlik payı bırakmaz ve hem LED'i hem de mikrodenetleyiciyi hasar riskiyle karşı karşıya bırakır. Bir transistör veya sürücü entegresi kullanmak her zaman daha iyidir. Akım sağlama (ortak anot için) konusunda ise, bir pin tüm segmentler aynı anda yandığında yeterli akımı sağlayamayabilir (7*20mA=140mA).

Q: Neden iki ortak anot pini var (3 ve 8)?
A> They are internally connected. This provides layout flexibility, allows for connecting the anode from both sides of the PCB for lower resistance, and can help in heat dissipation by using both pins.

Q: Tepe Dalga Boyu (Peak Wavelength) ile Baskın Dalga Boyu (Dominant Wavelength) arasındaki fark nedir?
A: Tepe Dalga Boyu (λ_p), ışık yayılım spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın Dalga Boyu (λ_d), insan gözünün renk algılama tepkisine (CIE eğrisi) dayanarak hesaplanır ve algılanan rengi temsil eder. Genellikle birbirine yakındırlar ancak aynı değildirler.

Q: Seri direnç değerini nasıl hesaplarım?
A> If using a simple voltage source (V_kaynağı) kullanılıyorsa, formül R = (V_kaynağı - V_F) / I_F. Veri sayfasındaki maksimum V_F değerini (2.60V) kullanarak minimum akımın karşılandığından emin olun. Örneğin, 5V besleme ve 20mA'lik istenen I_F ile: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm. Farklı besleme voltajları ve akımları için daima yeniden hesaplayın.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: 4 haneli voltmetre göstergesi tasarlama.

1. Bileşen Seçimi: Dört adet LTS-4801JR ekran kullanın. Eşit parlaklık kritikse, aynı yoğunluk grubundan olduklarından emin olun.
2. Sürüş Yöntemi: Çoklama uygulayın. Dört ekranın tüm karşılık gelen segment katotlarını (A, B, C,... DP) birbirine bağlayın. Her bir basamağın ortak anodunu ayrı ayrı kontrol etmek için dört adet NPN transistör (örn. 2N3904) kullanın.
3. Akım Kontrolü: Transistör kollektörlerinin ortak yoluna (anotlardan önce) tek bir akım sınırlama direnci yerleştirin. Aynı anda yalnızca bir rakam yandığı için, direnç değeri bir rakamın toplam akımı için hesaplanır (örneğin, 8 segment * her biri 5mA = 40mA). Alternatif olarak, daha iyi doğruluk için her katot hattına bir sabit akım sürücü IC'si kullanın.
4. Mikrodenetleyici Arayüzü: Segment desenleri (katotlar) için 7-8 mikrodenetleyici pini ve basamak seçim transistörlerini (anotlar) kontrol etmek için 4 pin kullanın.
5. Yazılım: Ana döngüde, sırayla bir basamak transistörünü açın, o basamağın segment desenini çıkışa verin, kısa bir süre (1-5ms) bekleyin, ardından bir sonraki basamağa geçin. Titreşimi önlemek için yenileme hızı 60Hz'nin üzerinde olmalıdır.
6. Koruma: Her transistörün beyzi ile mikrodenetleyici pinleri arasına akımı sınırlamak için küçük değerli dirençler (örneğin, 100Ω) seri olarak ekleyin. Güç kaynağının temiz ve ani gerilim dalgalanmalarından arındırılmış olduğundan emin olun.

12. Çalışma Prensibi

Bir Işık Yayan Diyot (LED), yarı iletken bir p-n eklem diyotudur. Diyotun eşik gerilimini (V_F) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi malzemedeki elektronlar, tükenim bölgesinde p-tipi malzemedeki oyuklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme olayı enerji açığa çıkarır. Standart diyotlarda bu enerji öncelikle ısı şeklindedir. AlInGaP gibi LED malzemelerinde, yarı iletkenin bant aralığı enerjisi, açığa çıkan enerjinin foton (ışık) formunda olmasını sağlar. Işığın belirli dalga boyu (rengi), doğrudan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlInGaP, görünür spektrumun kırmızıdan kehribar rengine kadar olan kısmında foton üretecek bir bant aralığına sahiptir. Yedi segmentli gösterge, basitçe birden fazla bu tür LED çipini (her segment ve ondalık nokta için bir tane) standart bir düzen içinde paketler ve elektriksel bağlantıları harici kontrol için pinlere çıkarır.

13. Teknoloji Trendleri

AlInGaP kullanımı, kırmızı/turuncu renkler için önceki LED malzemelerine göre bir ilerleme temsil eder. Bu tür bileşenlerle ilgili ekran teknolojisindeki güncel eğilimler şunları içerir:

• Artan Verimlilik: Devam eden malzeme bilimi araştırmaları, LED'lerin iç kuantum verimliliğini (IQE) ve ışık çıkarma verimliliğini artırarak daha düşük akımlarda daha yüksek parlaklık elde etmeyi amaçlamaktadır.
• Küçültme: 0,39 inç standart bir boyut olmakla birlikte, otomatik montaj için delikli DIP paketleri yerine yüzeye montaj cihazı (SMD) paketleri kullanan daha küçük, yüksek yoğunluklu ekranlara doğru bir eğilim bulunmaktadır.
• Entegrasyon: Sürücü elektroniği, giderek daha fazla ya ekran modülünün kendisine (akıllı ekranlar) ya da sistem tasarımını basitleştiren daha gelişmiş, çok kanallı sabit akım sürücü entegre devrelerine entegre edilmektedir.
• Daha Geniş Renk Gamı: Bu tek renkli bir ekran olsa da, kırmızı LED'ler için temel malzeme teknolojisi gelişimi, tam renkli RGB ekranlara da fayda sağlayarak daha saf ve doygun renkler elde edilmesini teşvik etmektedir.
• Güvenilirlik ve Standardizasyona Odaklanın: LED'ler daha talepkar uygulamalara nüfuz ettikçe, standartlaştırılmış testler (güvenilirlik bölümünde görüldüğü gibi) ve daha ayrıntılı ömür spesifikasyonları (L70, L90 derecelendirmeleri) yaygın hale geliyor.

Bu eğilimlere rağmen, LTS-4801JR gibi ayrık yedi segmentli göstergeler, tam bir grafik ekranın gerekli olmadığı, basit, güvenilir, düşük maliyetli ve yüksek okunabilirliğe sahip sayısal çıktı gerektiren uygulamalar için oldukça geçerliliğini korumaktadır.