LTD-5023AJR 0,56 İnç AlInGaP Süper Kırmızı LED Ekran Veri Sayfası - Rakam Yüksekliği 14,22mm - İleri Gerilim 2,6V - Güç Dağılımı 70mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTD-5023AJR, yüksek performanslı, düşük güç tüketimli bir yedi segmentli LED ekran modülüdür. Temel işlevi, dijital okuma gerektiren elektronik cihazlar için net ve parlak sayısal ve sınırlı alfanümerik karakter çıktısı sağlamaktır. Çekirdek teknoloji, yüksek verimlilik ve güvenilirlikle süper kırmızı bir renk üretmek için özel olarak tasarlanmış AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken malzemesine dayanmaktadır.

Cihaz, ortak katot tipi olarak sınıflandırılır; bu, her bir rakam için LED'lerin tüm katotlarının dahili olarak birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. Bu konfigürasyon, özellikle çoklama uygulamaları için sürücü devresini basitleştirir. Rakam başına sağ tarafta bir ondalık noktası bulunur, bu da esnek sayısal temsil sağlar. Ekran, katı hal yapısıyla karakterize edilir ve şok direnci, ömür ve güç verimliliği açısından vakum floresan veya akkor gibi eski teknolojilere göre avantajlar sunar.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Optik performans, bu ekranın işlevselliğinin merkezinde yer alır. Ana renk, AlInGaP çipleri aracılığıyla elde edilen "süper kırmızı" olarak tanımlanır. Ortam sıcaklığı 25°C'de ölçülen temel optik parametreler şunlardır:

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):Segment başına çok düşük bir ileri akım (I_F) olan 1mA ile sürüldüğünde, minimum 320 µcd'den tipik maksimum 700 µcd'ye kadar değişir. Düşük akımda bu yüksek parlaklık önemli bir özelliktir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):Tipik olarak 639 nanometre (nm). Bu, yayılan ışık spektrumundaki en yüksek yoğunluk noktasını tanımlar.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Tipik olarak 631 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan dalga boyudur ve renk spesifikasyonu için çok önemlidir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Yaklaşık 20 nm. Bu parametre, spektral saflığı veya yayılan ışık bandının darlığını gösterir.
• Işık Şiddeti Eşleşme Oranı (I_V-m):I_F=1mA'de maksimum 2:1. Bu, aynı rakamın farklı segmentleri arasında parlaklıkta düzgünlük sağlar ve tutarlı bir görsel görünüm için kritiktir.

Tüm ışık şiddeti ölçümleri, CIE fotopik göz tepki eğrisine kalibre edilmiş bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak gerçekleştirilir; bu da verilerin insan görüşüyle ilgisini sağlar.

2.2 Elektriksel ve Mutlak Maksimum Değerler

Güvenilir çalışma ve cihaza kalıcı hasarın önlenmesi için bu değerlere uyulması esastır.

• Segment Başına Sürekli İleri Akım:Mutlak maksimum 25 mA'dır. Ortam sıcaklığı (T_A) 25°C'nin üzerinde olduğunda, 0.33 mA/°C'lik doğrusal bir güç azaltma faktörü uygulanır.
• Segment Başına Tepe İleri Akım:Maksimum 90 mA, ancak yalnızca 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşullarında. Bu, çoklamalı sistemlerde daha yüksek tepe parlaklığı elde etmek için kısa süreli aşırı sürüme izin verir.
• Segment Başına Güç Dağılımı:Maksimum 70 mW. Bu sınır, ileri akım değeriyle birleştiğinde, çalışma koşullarında izin verilen maksimum ileri gerilimi belirler.
• Segment Başına Ters Gerilim:Maksimum 5 Volt. Bunun aşılması LED bağlantısına zarar verebilir.
• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 2.6V, test akımı (I_F) 20mA'de maksimum 2.6V'dir. Minimum değer 2V olarak listelenmiştir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):Ters gerilim (V_R) 5V uygulandığında maksimum 100 µA.

2.3 Termal ve Çevresel Özellikler

• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C. Bu geniş aralık, ekranı endüstriyel kontrollerden tüketici elektroniğine kadar çeşitli çevresel koşullar için uygun kılar.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6mm) altında ölçüldüğünde, 260°C'lik bir lehim sıcaklığına 3 saniye dayanabilir. Bu, standart kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" açıkça belirtmektedir. Bu, ekranların standart bir test akımında (muhtemelen 1mA veya 20mA) ölçülen ışık çıktısına göre sıralandığı bir üretim sınıflandırma sürecini gösterir. Sınıflar, minimum ve/veya tipik yoğunluk değerleri (örneğin, 320-700 µcd aralığı) ile tanımlanır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip parçaları seçmelerine ve bir üründeki birden fazla birimde düzgün bir görünüm sağlamalarına olanak tanır. Bu özel sayfada ayrıntılı olmasa da, benzer cihazlar genellikle ileri gerilim (V_F) ve baskın dalga boyu (λ_d) için sınıflara sahiptir; bu da elektriksel ve renk tutarlılığını garanti eder.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, böyle bir cihaz için standart eğriler genellikle şunları içerir:

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritik olan üstel ilişkiyi gösterir. Dirsek gerilimi, tipik V_Fdeğeri olan 2.6V civarındadır.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (I-L Eğrisi):Işık çıktısının akımla nasıl arttığını gösterir; genellikle çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir. Düşük akımlardaki (1mA) yüksek verimliliği vurgular.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıktısındaki azalmayı gösterir; bu, yüksek sıcaklık veya yüksek güç uygulamaları için önemlidir.
• Spektral Dağılım Eğrisi:Belirtilen 20 nm yarı genişlikle, 631-639 nm bölgesi etrafında merkezlenmiş, göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizilmiş bir grafiğidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Fiziksel Boyutlar

Ekran, 0.56 inç (14.22 mm) rakam yüksekliğine sahiptir. Paket boyut çizimine atıfta bulunulur; aksi belirtilmedikçe tüm ölçümler milimetre cinsinden ve standart tolerans ±0.25mm olarak belirtilir. Fiziksel paket, iki tam yedi segmentli rakamı ve bunların ilgili ondalık noktalarını barındırır.

5.2 Pin Bağlantısı ve Dahili Devre

Cihaz 18 pin konfigürasyonuna sahiptir. Pin bağlantısı açıkça tanımlanmıştır:

• Pin 1-12, 15-18: Rakam 1 ve Rakam 2 için bireysel segmentlerin (A-G, DP) anot bağlantıları.
• Pin 13 ve 14: Sırasıyla Rakam 2 ve Rakam 1 için Ortak Katot.

Dahili devre şeması, ortak katot düzenini gösterir: belirli bir rakam için tüm LED'ler ortak bir katot pinini paylaşırken, her segment (ve ondalık nokta) kendi bağımsız anot pinine sahiptir. Bu, ortak katotlu, çok rakamlı bir ekran için standart konfigürasyondur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Sağlanan temel montaj spesifikasyonu, lehimleme profilidir: oturma düzleminin 1.6mm altındaki bir noktada 260°C, 3 saniye. Bu, yüzey montaj cihazı reflow lehimleme için IPC/JEDEC standartlarıyla uyumludur. En iyi uygulamalar şunları içerir:

• Termal stresi en aza indirmek için tepe sıcaklığına uygun şekilde yükselen ve soğuyan bir profille kontrollü bir reflow fırını kullanmak.
• Yarı iletken çiplere veya plastik lense aşırı ısınma ve hasarı önlemek için LED paketine doğrudan elle lehimlemeden kaçınmak.
• Montajdan önce ekranın nem emilimini önlemek için kuru bir ortamda saklandığından emin olmak; bu, reflow sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, net, düşük güç tüketimli sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için idealdir:

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

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Her anot pini, seri bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden sürülmelidir. Direnç değeri R = (V_besleme- V_F) / I_F olarak hesaplanır. İyi bir parlaklık için tipik V_Fdeğeri 2.6V ve istenen I_Fdeğeri 5-10mA kullanmak yaygındır.
• Çoklama:Çok rakamlı ekranlar için, daha az sürücü pini ile birçok segmenti kontrol etmek üzere çoklama kullanılır. Bu, her rakamın ortak katoduna gücü hızlı bir şekilde döngüsel olarak uygularken ilgili segmentleri yakmayı içerir. LTD-5023AJR'nin ortak katot tasarımı bunun için mükemmeldir. Tepe akım değeri (90mA), kısa çoklama darbesi sırasında daha yüksek anlık akımlara izin vererek, daha düşük bir sürekli akıma kıyasla ortalama bir parlaklık elde etmeyi sağlar.
• Mikrodenetleyici Arayüzü:Genellikle anotları kontrol etmek için GPIO pinleri veya özel bir LED sürücü entegre devresi (kaydırma yazmacı veya sabit akım sürücüsü gibi) ve çoklama sırasında her ortak katot pininden akım çekmek için bir transistör (NPN veya N-kanal MOSFET) gerektirir.
• Görüş Açısı:Veri sayfası, "geniş görüş açısından" bahseder; bu, ekranın eksen dışı konumlardan görülebildiği uygulamalar için faydalıdır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTD-5023AJR, birkaç temel özellikle kendini farklılaştırır:

• AlInGaP Teknolojisi:Eski GaAsP veya GaP LED'lere kıyasla, AlInGaP özellikle kırmızı/turuncu/kehribar spektrumunda önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar; bu da daha düşük akımlarda daha parlak çıktı sağlar.
• Düşük Akımla Çalışma:Mükemmel düşük akım karakteristikleri (segment başına 1mA'ye kadar) için açık test ve seçim, her miliamperin önemli olduğu pil ile çalışan veya enerjiye duyarlı uygulamalarda onu üstün kılar.
• Segment Eşleşmesi:Işık şiddeti eşleşme oranı (maks. 2:1) garantisi, görsel tutarlılığı sağlar; bu, daha düşük kaliteli ekranlarda her zaman garanti edilmez.
• Kontrast:Açık gri yüzey ve beyaz segment renginin, yüksek parlaklıkla birleşimi, mükemmel karakter görünümüne ve kolay okunabilirlik için yüksek kontrasta katkıda bulunur.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı doğrudan 5V'luk bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

C: Hayır. Her anot ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. 5V besleme ve 10mA hedef akım için direnç yaklaşık (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohm olacaktır.

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

C: Tepe dalga boyu, LED'den en yüksek enerji çıktısının fiziksel noktasıdır. Baskın dalga boyu, insan gözü tarafından rengin tek dalga boyu algısıdır ve biraz farklılık gösterebilir. Her ikisi de tam optik spesifikasyon için sağlanır.

S: İki rakamı bağımsız olarak nasıl kullanırım?

C: Bunları ayrı ortak katot pinleri (Rakam 1 için Pin 14, Rakam 2 için Pin 13) üzerinden kontrol edersiniz. Bir katodu düşük (toprak) yaparken diğerini yüksek (bağlantısız) tutarak hangi rakamın aktif olduğunu seçebilirsiniz. Ardından, o rakamda yakmak istediğiniz segmentler için anot pinlerine gerilim uygularsınız.

S: Bu ekran açık hava kullanımı için uygun mudur?

C: Çalışma sıcaklığı aralığı (-35°C ila +85°C) oldukça sağlamdır. Ancak, veri sayfası toz ve suya karşı Giriş Koruması (IP) derecesi belirtmez. Açık hava kullanımı için muhtemelen ek bir koruyucu kapak veya muhafaza gerektirir.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Bir mikrodenetleyici kullanarak basit bir 2 rakamlı voltmetre okuması tasarlamak.

1. Donanım Bağlantısı:Ekranın 18 pinini mikrodenetleyici sistemine bağlayın. İki ortak katot pini (13, 14), iki NPN transistöre (örneğin, 2N3904) bağlanır; transistör kollektörleri katotlara, emitörleri toprağa ve bazları, baz dirençleri üzerinden mikrodenetleyici GPIO pinlerine bağlanır. 16 anot pini (her iki rakamın A-G ve DP segmentleri için), her biri 220-330 Ohm'luk bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden mikrodenetleyicinin 16 GPIO pinine bağlanır.
2. Yazılım Mantığı (Çoklama):Firmware, birkaç milisaniyede bir bir zamanlayıcı kesmesi çalıştırır. Kesme servis rutininde:
   • Her iki katot sürücü transistörünü KAPAT (GPIO'ları yüksek yap).
   • GPIO'ları, Rakam 1 için açık olması gereken segmentlere karşılık gelen anot pinleri için ayarla.Rakam 1.
   • Rakam 1'in katodu için transistörü AÇ (GPIO'yu düşük yap).Rakam 1'inKısa bir süre bekleyin (örneğin, 1-5ms).
   • Rakam 1 katodunu KAPAT.
   • GPIO'ları, Rakam 2 için anot pinleri için ayarla.
   • Rakam 2Rakam 2'nin katodu için transistörü AÇ..
   • Rakam 2'ninKısa bir süre bekleyin. cathode.
   • Tekrarla. İnsan gözü, bu hızlı anahtarlamayı her iki rakamın da sürekli yanıyor olarak algılar.
   • Akım Hesaplama:
3. Her rakam zamanın %50'sinde AÇIK ise (%50 görev döngüsü) ve ortalama segment akımını 5mA yapmak istiyorsanız, AÇIK zamanındaki anlık akımı 10mA olarak ayarlarsınız. Direnç değeri bu 10mA rakamı kullanılarak hesaplanır.11. Çalışma Prensibi

Cihaz, bir yarı iletken P-N bağlantısında elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Bağlantının dahili potansiyelini (AlInGaP için yaklaşık 2.0-2.6V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, N-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede P-tipi malzemeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme olayı, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. AlInGaP kristal kafesinin spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, kırmızı spektrumda (631-639 nm). Yedi segment, sekiz rakamı şeklinde düzenlenmiş bireysel LED çipleridir. Bu segmentlerin farklı kombinasyonlarını seçici olarak güçlendirerek, 0-9 rakamları ve bazı harfler oluşturulabilir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

Bu ürün, LED ekran teknolojisinin olgun ve son derece optimize edilmiş bir segmentini temsil eder. AlInGaP, yüksek verimli kırmızı, turuncu ve kehribar LED'ler için iyi yerleşmiş bir malzeme sistemidir. Ekran teknolojisindeki mevcut trendler, karmaşık grafikler için OLED'ler ve mikro-LED'ler gibi daha yüksek yoğunluklu, tam renkli çözümlere doğru ilerlemektedir. Ancak, yedi segmentli LED ekranlar, aşırı güvenilirlik, uzun ömür (genellikle 100.000 saati aşar), düşük maliyet, yüksek parlaklık, basit arayüz ve çeşitli aydınlatma koşullarında mükemmel okunabilirlik önceliğine sahip uygulamalarda vazgeçilmezdir. Bu alandaki gelişmeler, verimliliği (vat başına lümen) daha da artırmaya, kontrast oranlarını iyileştirmeye ve ultra düşük güçlü IoT cihazları için daha da düşük sürücü akımlarına olanak sağlamaya odaklanarak, bu teknolojinin öngörülebilir gelecekte endüstriyel, enstrümantasyon ve belirli tüketici uygulamalarındaki devam eden önemini sağlamaktadır.

This product represents a mature and highly optimized segment of LED display technology. AlInGaP is a well-established material system for high-efficiency red, orange, and amber LEDs. Current trends in display technology are moving towards higher-density, full-color solutions like OLEDs and micro-LEDs for complex graphics. However, seven-segment LED displays remain irreplaceable in applications prioritizing extreme reliability, long lifespan (often exceeding 100,000 hours), low cost, high brightness, simplicity of interface, and excellent readability in various lighting conditions. Developments in this field focus on further increasing efficiency (lumens per watt), improving contrast ratios, and enabling even lower driving currents for ultra-low-power IoT devices, ensuring this technology's continued relevance in industrial, instrumentation, and specific consumer applications for the foreseeable future.