LTS-5001AJR LED Gösterge Veri Sayfası - 0.56 inç Rakam Yüksekliği - Süper Kırmızı Renk - 2.6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-5001AJR, net, parlak ve güvenilir sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, yüksek performanslı, düşük güç tüketimli bir yedi segmentli sayısal göstergedir. Temel işlevi, ayrı ayrı kontrol edilebilen LED segmentlerini kullanarak rakamları (0-9) ve bazı harfleri görsel olarak temsil etmektir. Cihaz, yüksek verimlilikli kırmızı ışık üretmesiyle bilinen gelişmiş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Gösterge, okunabilirliği artırmak için mükemmel kontrast sağlayan açık gri yüzey ve beyaz segmentlere sahiptir. Üretim partileri boyunca parlaklık tutarlılığını sağlamak için ışık şiddetine göre kategorize edilir. Bu bileşen, alan, güç verimliliği ve görünürlüğün kritik faktörler olduğu çok çeşitli elektronik ekipmanlara entegrasyon için idealdir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Optik Özellikler

Optik performans, göstergenin işlevselliğinin merkezinde yer alır. Standart 25°C ortam sıcaklığında ölçülen temel parametreler, görsel çıktısını tanımlar.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):Bu parametre, her bir segmentin parlaklığını belirtir. 1mA tipik ileri akım (I_F) ile şiddet, minimum 320 μcd (mikrokandela) ile maksimum 700 μcd arasında değişir. Bu düşük akım, yüksek parlaklık özelliği, pil ile çalışan cihazlar için önemli bir avantajdır.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):Yayılan ışığın tepe dalga boyu 639 nanometredir ve bu da onu görünür spektrumun "süper kırmızı" bölgesine yerleştirir. Bu özel kırmızı ton, genellikle yüksek görünürlüğü ve dikkat çekici özellikleri nedeniyle tercih edilir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm değeri, yayılan ışığın spektral saflığını gösterir. Daha dar bir yarı genişlik, daha monokromatik bir ışığı gösterirdi, ancak bu değer standart LED göstergeler için tipiktir ve karakteristik kırmızı rengine katkıda bulunur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):631 nm'de ölçülen bu değer, insan gözü tarafından algılanan dalga boyudur ve "süper kırmızı" renginin birincil tanımlayıcısıdır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):Maksimum 2:1 olarak belirtilen bu oran, göstergedeki düzgünlüğü sağlar. Bu, aynı sürüş koşullarında en sönük segmentin parlaklığının, en parlak segmentin parlaklığının yarısından az olmayacağı anlamına gelir ve eşitsiz rakam görünümünü önler.

2.2 Elektriksel Özellikler

Elektriksel spesifikasyonlar, cihazın nasıl güçlendirileceğini ve çalışma sınırlarını belirler.

• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):1mA akım ile sürüldüğünde, aydınlatılmış bir segment üzerindeki gerilim düşümü tipik olarak 2.0V ile 2.6V arasında değişir. Bu değer, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):5V ters gerilim uygulandığında, kaçak akım maksimum 100 μA'dır. Bu, devre koruması için önemli bir parametredir.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Bunlar, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarıdır. Çalışma her zaman bu sınırlar içinde tutulmalıdır.

• Segment Başına Güç Dağılımı:Maksimum 70 mW.
• Segment Başına Tepe İleri Akım:Darbe işlemi için 90 mA (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği).
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Bu değer, 25°C üzerindeki ortam sıcaklığında 0.33 mA/°C ile doğrusal olarak azalır, yani ortam ısındıkça izin verilen sürekli akım düşer.
• Segment Başına Ters Gerilim:Maksimum 5 V.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6mm) altında, 260°C lehimleme sıcaklığına 3 saniye dayanabilir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Kategorize Edildiğini" belirtir. Bu, üretim sonrası bir sınıflandırma işlemine atıfta bulunur ve genellikle binning olarak bilinir. Üretimden sonra, bireysel göstergeler test edilir ve ölçülen ışık şiddetine göre farklı gruplara (kutulara) ayrılır. Bu, müşterilerin tutarlı parlaklık seviyelerine sahip ürünler almasını sağlar. Belirtilen 320-700 μcd şiddet aralığı, muhtemelen bu parça numarası için mevcut farklı kutular arasındaki yayılımı temsil eder. Tasarımcılar, çok düzgün bir görünüm gerektiren uygulamalar için daha dar bir kutu belirtebilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

PDF tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunsa da, sağlanan metin belirli grafikleri içermemektedir. Standart LED davranışına dayanarak, bu eğriler tipik olarak ayrıntılı devre tasarımı için kritik olan aşağıdaki ilişkileri gösterirdi:

• İleri Akım (I_F) vs. İleri Gerilim (V_F):Bu üstel eğri, gerilimin akımla nasıl arttığını gösterir. İstenen bir parlaklık seviyesi için gerekli sürüş gerilimini belirlemek için kullanılır.
• Işık Şiddeti (I_V) vs. İleri Akım (I_F):Bu genellikle doğrusal ilişki (çalışma sınırları içinde), parlaklığın akımla nasıl ölçeklendiğini gösterir. Özelliklerde bahsedildiği gibi düşük akımlardaki (1mA) yüksek verimliliği doğrular.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Bu eğri, LED'in bağlantı sıcaklığı arttıkça parlaklığın nasıl azaldığını gösterir. Bu azaltmayı anlamak, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan tasarımlar için çok önemlidir.
• Spektral Dağılım:Belirtilen 20 nm yarı genişlik ile 639 nm'de tepe yapan, dalga boyları boyunca göreceli ışık çıktısını gösteren bir grafik.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Fiziksel Boyutlar

Cihaz, 0.56 inç (14.22 mm) rakam yüksekliğine sahip bir gösterge olarak tanımlanır. Genellikle, genel paket uzunluğu, genişliği ve yüksekliği, segment boyutları ve çok rakamlı bir birimse rakamlar arasındaki boşluğu gösteren ayrıntılı bir mekanik çizim dahil edilir. Çizim, aksi belirtilmedikçe tüm boyutların milimetre cinsinden ve standart toleransların ±0.25 mm olduğunu belirtir. Bu bilgi, PCB (Baskılı Devre Kartı) ayak izi tasarımı ve nihai ürünün muhafazasına uygun şekilde sığdırılması için çok önemlidir.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Polarite

LTS-5001AJR, ortak anotlu bir göstergedir. Bu, tüm LED segmentlerinin anotlarının (pozitif terminaller) dahili olarak bağlandığı ve ortak pinlere (Pin 3 ve Pin 8) çıkarıldığı anlamına gelir. Her bir segmentin (A, B, C, D, E, F, G ve Ondalık Nokta) katotları (negatif terminaller) ayrı pinlere çıkarılır. Bir segmenti aydınlatmak için, ilgili katot pini daha düşük bir gerilime (tipik olarak toprağa) bağlanmalıyken, ortak anot pin(ler)i bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden pozitif bir gerilimle beslenmelidir. Pin bağlantısı şu şekildedir: Pin 1 (E Katot), Pin 2 (D Katot), Pin 3 (Ortak Anot), Pin 4 (C Katot), Pin 5 (DP Katot), Pin 6 (B Katot), Pin 7 (A Katot), Pin 8 (Ortak Anot), Pin 9 (F Katot), Pin 10 (G Katot).

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Mutlak maksimum değerler, temel lehimleme parametresini sağlar: cihaz, paket gövdesinin 1.6mm altında ölçüldüğünde, 3 saniye boyunca 260°C'lik bir tepe sıcaklığına dayanabilir. Bu, standart kurşunsuz reflow lehimleme profilleriyle uyumludur. Tasarımcılar, reflow fırınlarının termal profilinin bu sınırı aşmadığından emin olmalıdır. Taşıma sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemlerine uyulmalıdır. Depolama için, kuru bir ortamda belirtilen -35°C ila +85°C aralığı korunmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu gösterge, test ve ölçüm ekipmanları (multimetreler, osiloskoplar), endüstriyel kontrol panelleri, tıbbi cihazlar, tüketici elektroniği (ses yükselticileri, saatli radyolar), otomotiv yedek parça göstergeleri ve enstrümantasyon panelleri dahil olmak üzere çok sayıda uygulama için uygundur. Düşük güç gereksinimi, onu taşınabilir, pil ile çalışan cihazlar için ideal kılar.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Segmentlerden geçen akımı sınırlamak için her bir ortak anot bağlantısı için mutlaka seri bir direnç kullanın. Direnç değeri şu formül kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F. 5V besleme, 2.2V V_Fve istenen 5mA I_Fiçin direnç (5 - 2.2) / 0.005 = 560 Ω olacaktır.
• Çoklama (Multiplexing):Birden fazla rakamı sürmek için yaygın olarak çoklama tekniği kullanılır. Bu, her bir rakamın ortak anoduna gücü hızlı bir şekilde döngüsel olarak uygularken, o rakam için ilgili segment verisini sunmayı içerir. Bu, gereken mikrodenetleyici G/Ç pin sayısını büyük ölçüde azaltır.
• Görüş Açısı:"Geniş görüş açısı" özelliği, göstergeye keskin eksen dışı açılardan bakıldığında bile okunabilir kalması anlamına gelir, bu da panele monte cihazlar için önemlidir.
• Isı Yönetimi:Cihaz düşük güçlü olsa da, uzun vadeli güvenilirlik için, özellikle kapalı veya yüksek sıcaklık ortamlarında, 25°C üzerindeki akım azaltma spesifikasyonuna uymak çok önemlidir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-5001AJR'nin birincil farklılaştırıcıları, AlInGaP teknolojisini kullanması ve optimize edilmiş düşük akım performansıdır. Eski GaAsP veya GaP LED göstergelerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı akımda daha parlak çıktı veya çok daha düşük akımda eşdeğer parlaklık sağlar. Kullanılabilir parlaklık elde etmek için daha yüksek sürüş akımları gerektiren göstergelerden farklı olarak, mükemmel düşük akım karakteristikleri (segment başına 1mA'ya kadar) için özel tasarım, onu güç duyarlı tasarımlar için üstün bir seçim haline getirir. Sürekli düzgün segmentler ve yüksek kontrast oranı, görünür segment eklemleri veya düşük kontrasta sahip göstergelere kıyasla daha profesyonel ve okunabilir bir görünüme katkıda bulunur.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu göstergeyi doğrudan bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

A: Hayır. Bir mikrodenetleyici pini, tipik olarak tüm segmentler aynı anda yandığında yeterli akımı (maks. 25mA sürekli) güvenli bir şekilde sağlayamaz veya çekemez ve gerilim regülasyonu sağlamaz. Daha yüksek akımı yöneten transistörleri (ortak anotlar için) ve/veya sürücü entegrelerini (74HC595 kaydırmalı kaydedici veya özel bir LED sürücü gibi) kontrol etmek için mikrodenetleyiciyi kullanmalısınız.

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

A: Tepe dalga boyu, LED'in en fazla optik güç yaydığı tek dalga boyudur. Baskın dalga boyu, insan gözüne LED çıktısıyla aynı renkte görünecek olan monokromatik ışığın tek dalga boyudur. LED'ler için genellikle yakın ama aynı değildirler.

S: İleri gerilimin bir aralığı var (2.0V-2.6V). Bu tasarımımı nasıl etkiler?

A: Akım sınırlayıcı devrenizi maksimum V_F(2.6V) için tasarlamalısınız, böylece yüksek V_Fbirimi için bile akımı sürmek için yeterli gerilim olduğundan emin olursunuz. Tipik 2.2V için tasarım yaparsanız, 2.6V V_Folan bir birim daha sönük olacaktır çünkü sabit direnç üzerindeki gerilim düşümü daha küçük olacak ve daha düşük akıma neden olacaktır.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Düşük güçlü bir dijital termometre tasarımı.LTS-5001AJR mükemmel bir seçimdir. Sistem, 3.3V'luk bir mikrodenetleyici ve 3V'luk bir düğme pil ile çalışır. Bir sıcaklık sensörü veri sağlar. Mikrodenetleyici, iki adet 7 segmentli rakamı (onlar ve birler basamağı için) sürmek için çoklamalı bir konfigürasyonda 4 G/Ç pini kullanır. Akım sınırlayıcı dirençler, pil ömrünü maksimize ederken iyi görünürlüğü korumak için segment başına 2mA I_Fiçin hesaplanır (V_besleme=3.3V, V_F=2.2V, R = (3.3-2.2)/0.002 = 550Ω). Göstergenin düşük akım gereksinimi, termometrenin tek bir pil üzerinde birkaç ay çalışmasına olanak tanır. Yüksek kontrast ve geniş görüş açısı, sıcaklığın çeşitli aydınlatma koşullarında kolayca okunabilmesini sağlar.

11. Teknik Prensip Tanıtımı

Yedi segmentli bir LED gösterge, bir sekiz rakamı deseninde düzenlenmiş ışık yayan diyotların bir montajıdır. Yedi segmentin her biri (A'dan G'ye etiketlenmiş) ayrı bir LED'dir. Bu segmentlerin belirli kombinasyonlarını seçici olarak aydınlatarak, tüm ondalık rakamlar (0-9) ve bazı harfler oluşturulabilir. Temel teknoloji olan AlInGaP, bir III-V yarı iletken bileşiğidir. LED'in p-n bağlantısına bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşir ve foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. AlInGaP malzemesinin spesifik bant aralığı enerjisi, bu durumda kırmızı olan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. "Süper kırmızı" tanımı, yüksek ışık etkinliğine sahip belirli, daha derin bir kırmızı tonunu gösterir. Ortak anot konfigürasyonu, akım çeken sürücüler (birçok mikrodenetleyici ve mantık entegresi gibi) kullanıldığında sürücü devresini basitleştirir.

12. Teknoloji Trendleri

Yedi segmentli göstergelerin evrimi, genel LED teknolojisiyle birlikte devam etmektedir. Temel form faktörü aynı kalırken, trendler şunları içerir: 1)Daha Yüksek Verimlilik:Devam eden malzeme bilimi iyileştirmeleri (daha gelişmiş InGaN ve AlInGaP yapıları gibi), daha düşük akımlarda daha parlak göstergeler sağlar ve güç tüketimini daha da azaltır. 2)Küçültme:Kompakt cihazlar için daha küçük rakam yüksekliğine ve daha ince aralığa sahip göstergeler geliştirilmektedir. 3)Entegrasyon:Sürücü elektroniği giderek daha fazla gösterge modülünün kendisine entegre edilmektedir, bu da ana sistem için arayüzü basit dijital iletişime (I2C, SPI) indirger. 4)Renk Seçenekleri:Kırmızı, görünürlüğü ve verimliliği nedeniyle popüler kalsa da, daha dinamik uygulamalar için tam renkli RGB yedi segmentli göstergeler mevcuttur. 5)Alternatif Teknolojiler:Bazı uygulamalarda, özellikle ultra düşük güç veya güneş ışığında okunabilirlik en önemli faktör olduğunda, segmentli LCD'ler veya OLED'ler düşünülebilir, ancak bunlar genellikle LED'lerin doğal parlaklığından ve sağlamlığından yoksundur.