LTS-546AJG 0.52 İnç Yedi Segmentli LED Ekran Veri Sayfası - 13.2mm Karakter Yüksekliği - Yeşil (AlInGaP) - 2.6V İleri Gerilim - 70mW Güç Tüketimi - Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-546AJG, tek haneli bir sayısal gösterge karakter görüntüleme modülüdür. Ana işlevi, elektronik cihazlarda net ve okunabilir sayısal veya sınırlı karakter okumaları sağlamaktır. Temel teknolojisi, galyum arsenit (GaAs) substratı üzerinde büyütülen alüminyum indiyum galyum fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır ve bu malzeme yeşil ışık yayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu malzeme seçimi önemlidir, çünkü AlInGaP LED'ler spektrumun kırmızıdan sarı-yeşil kısmına kadar olan bölgede yüksek verimlilik ve parlaklıkları ile bilinir. Cihaz, kontrastı artıran ve çeşitli aydınlatma koşullarında karakter görünümünü iyileştiren beyaz segment konturlu gri bir panele sahiptir. Işık şiddetine göre sınıflandırılır, bu da cihazın ölçülen ışık çıkışına göre sınıflandırıldığı ve birden fazla ekranın yan yana kullanıldığı uygulamalarda tutarlılık sağlamak üzere kategorize edildiği anlamına gelir.

1.1 Temel Özellikler ve Çekirdek Avantajlar

• Sayısal Boyut:0.52 inç (13.2 mm) karakter yüksekliği, okunabilirlik ve kompaktlık arasında bir denge sağlar; panel göstergeleri, test ekipmanları ve tüketici elektroniği için uygundur.
• Optik Kalite:Ekran, üstün karakter görünümü sağlayan yüksek parlaklık ve yüksek kontrasta sahip sürekli, düzgün segmentler sunar.
• Görüş Açısı:Geniş bir görüş açısına sahiptir, eksen dışı konumlardan bakıldığında bile ekranın net ve okunabilir kalmasını sağlar.
• Enerji Verimliliği:Düşük güç tüketimi, pil ile çalışan veya enerji tüketimine önem veren cihazlar için uygundur.
• Güvenilirlik:Katı hal cihazı olarak, mekanik veya vakum tüplü göstergelere kıyasla yüksek güvenilirliğe ve uzun kullanım ömrüne sahiptir.
• Çevresel Uyumluluk:Paketleme kurşunsuz tasarıma sahiptir ve RoHS (Zararlı Maddelerin Sınırlandırılması) Direktifi'ne uygundur.

1.2 Cihaz Tanımlama ve Yapılandırma

Parça numarası LTS-546AJG, ortak anot konfigürasyonuna sahip bir AlInGaP yeşil LED çip cihazını belirtir. "Rt. Hand Decimal" notu, sağ tarafta bir ondalık nokta içerdiğini gösterir. Ortak anotlu bir ekranda, tüm LED segmentlerinin anotları (pozitif terminaller) dahili olarak birbirine bağlanmıştır. Belirli bir segmenti aydınlatmak için, karşılık gelen katot (negatif terminal) pimi düşük seviyeye (topraklanmış veya düşük voltaj) sürülmeli ve ortak anot pozitif voltajda tutulmalıdır. Bu yapılandırma yaygındır ve bir mikrodenetleyici veya transistör akım havuzu sürücüleri kullanıldığında genellikle devre tasarımını basitleştirir.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine ve Nesnel Bir Analiz

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya üzerinde çalışma garantisi verilmez.

• Segment başına güç tüketimi:Maksimum 70 miliwatt. Bu değerin aşılması aşırı ısınmaya ve felaket arızasına neden olabilir.
• Bölüm başına tepe ileri akım:Darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1 milisaniye darbe genişliği) 60 miliamper. Bu değer, çoklama sırasında kullanılan kısa süreli, yüksek akım darbeleri için geçerlidir.
• Her bir segment sürekli ileri akımı:25°C'de 25 mA'dir. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'yi aştığında, bu akım 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşürülmelidir. Örneğin, 50°C'de maksimum sürekli akım yaklaşık 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA'dir.
• Sıcaklık aralığı:Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -35°C ile +85°C arasındadır.
• Lehimleme Koşulları:Dalga lehimleme veya reflow lehimleme, lehim noktası montaj düzleminin 1/16 inç (≈1.6 mm) altında olacak şekilde, maksimum 260°C'de 3 saniye süreyle yapılmalıdır.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, belirtilen test koşullarında (Ta=25°C) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Ortalama ışık şiddeti (I_V):İleri yöndeki akım (I_F) 1 miliamper olduğunda, 200 mikrokandela (minimum) ile 577 mikrokandela (tipik) arasında değişir. Işık şiddeti, CIE fotopik görme tepki eğrisiyle eşleşen bir filtre kullanılarak ±%15 toleransla ölçülmüştür.
• Dalga boyu parametreleri:
  • Tepe emisyon dalga boyu (λ_p): 571 nanometre (I_F=20 mA'da).
  • Ana dalga boyu (λ_d): 572 nanometre (I_F=20 mA'da), ±1 nanometre toleransla. Bu, LED'in rengiyle eşleşen ve insan gözü tarafından algılanan tek renkli ışığın dalga boyudur.
  • Çizgi yarı genişliği (Δλ): 15 nanometre (I_F=20 mA'da). Bu spektral saflığı ifade eder; daha küçük değer, ışığın monokromatiğe daha yakın olduğu anlamına gelir.
• Çip başına ileri voltaj (V_F):I_F=20 mA'da 2.1 volt ila 2.6 volt, tolerans ±0.1 volt. Bu, sürücü devre tasarımı için kritik bir parametredir.
• Ters akım (I_R):Ters voltaj (V_R) 5 volt olduğunda maksimum 100 mikroamper. Bu test yalnızca karakterizasyon içindir; sürekli ters öngerilimli çalışma yasaktır.
• Işık şiddeti eşleştirme oranı:Aynı ekran içindeki segmentlerin maksimum parlaklık oranı 2:1'dir. Bu, en parlak segment ile en koyu segmentin aynı sürüş koşullarında parlaklık farkının iki katı aşmadığı ve düzgünlüğü sağladığı anlamına gelir.
• Çapraz Konuşma (Crosstalk):≤%2.5 olarak belirlenmiştir. Bu, komşu segmentler sürüldüğünde, dahili optik veya elektriksel sızıntı nedeniyle istenmeyen segment parlamasını ifade eder.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddetine göre sınıflandırıldığını" açıkça belirtmektedir. Bu, üretim sürecinde LED'lerin test edildiği ve standart test akımı altındaki ölçülen ışık çıkışlarına göre farklı gruplara (sınıflara) ayrıldığı anlamına gelir. Bu, birden fazla ekran kullanan uygulamalar için çok önemlidir, çünkü farklı birimler arasında belirgin parlaklık farklılıklarının oluşmasını önler. Tasarımcılar, ürünün genel görsel tutarlılığını korumak için aynı veya bitişik sınıflardan ekranlar belirlemeli veya temin etmelidir. Bu alıntı ayrıntılı olarak açıklamasa da, sınıflandırma ileri yönlü voltaj (V_F) ve ana dalga boyu (λ_d) için de geçerli olabilir; ikincisi için belirtilen tolerans ±1 nanometredir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın tek nokta spesifikasyonları ötesindeki davranışını anlamak için çok önemli olan "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Bu eğriler genellikle şunları içerir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri gerilim ile ileri akım arasındaki ilişkiyi gösterir. Doğrusal değildir ve bunun altında neredeyse hiç akım akmadığı bir eşik gerilimi (AlInGaP için yaklaşık 1.8-2.0 volt) vardır. Bu eğri, uygun akım sınırlama devresi tasarımına yardımcı olur.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım (I_Vvs. I_F):Işık çıkışının sürücü akımı arttıkça nasıl değiştiğini gösterir. Düşük akımlarda genellikle doğrusaldır, ancak yüksek akımlarda termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle doyuma ulaşabilir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Işık çıkışının eklem sıcaklığı yükseldikçe nasıl azaldığını gösterir. Bu, geniş bir sıcaklık aralığında çalışacak sistemlerin tasarımı için çok önemlidir.
• Spektrum Dağılım Grafiği:Göreceli yoğunluk ile dalga boyu arasındaki ilişkiyi gösteren grafik, 571 nanometrede tepe noktası ve 15 nanometre yarı genişlik değeri göstermektedir.

Bu eğriler, mühendislerin belirli parlaklık, verimlilik ve ömür hedefleri için sürüş koşullarını optimize etmelerini sağlar.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

4. Performans Eğrileri Analizi

Bu ekran, standart through-hole DIP (Dual In-line Package) stilini karşılar. Temel boyut açıklamaları şunları içerir:

• Tüm boyutlar aksi belirtilmedikçe milimetre cinsindendir ve genel tolerans ±0.25 mm'dir.
• Pim ucu ofset toleransı ±0.4 mm'dir.
• Kalite kontrol limitleri, yabancı madde (≤10 mil), mürekkep kirliliği (≤20 mil) ve segment içi kabarcıklar (≤10 mil) için belirlenmiştir.
• Reflektör eğriliği, uzunluğunun ≤%1'i ile sınırlandırılmıştır.

Kesin boyut çizimi (metinde tam olarak ayrıntılandırılmamıştır), toplam yükseklik, genişlik, derinlik, rakam boyutları, segment boyutları ve 10 pimin tam aralığını ve çapını tanımlayacaktır.

5.2 Bacak Bağlantıları ve Polarite Tanımlama

Bu cihaz 10 bacaklı bir konfigürasyona sahiptir (Bacak 1 "Bağlantısız" olarak işaretlenmiştir). İç devre şeması ve bacak tanım tablosu ortak anot tasarımını göstermektedir ve iki ortak anot bacağı (3 ve 8) bulunur. Segment katotları belirli bacaklara atanmıştır: E(1), D(2), C(4), DP(5), B(6), A(7), F(9), G(10). Bacak 1'in doğru tanımlanması (genellikle paket üzerinde bir çentik, eğik kenar veya nokta ile belirtilir), PCB montaj işlemi sırasında doğru yönlendirme için çok önemlidir.

6. Lehimleme, Montaj ve Depolama Kılavuzu

6.1 Kaynak ve Montaj

Maksimum kaynak koşulları belirlenmiştir. El ile lehimleme için, pinlerde 260°C sınırının aşılmasını önlemek amacıyla sıcaklık kontrollü havya kullanılmalıdır. Uyarılar, uygun olmayan araçlar veya yöntemler kullanılarak ekran gövdesine anormal kuvvet uygulanmaması konusunda uyarır. Ayrıca, ekran yüzeyine dekoratif bir film uygulanmışsa, dış kuvvetler nedeniyle yerinden oynamasına neden olabileceğinden, ön panele sıkıca bastırılmamalıdır.

6.2 Depolama Koşulları

Doğru depolama, pin oksidasyonunu ve nem alımını önlemek için çok önemlidir.

• LED ekranlar (delikli tip) için:Orijinal ambalajında saklayın, sıcaklık 5°C ila 30°C, bağıl nem %60'ın altında olmalıdır. Nem önleyici torbanın dışında saklanırsa veya torba açıldıktan sonra 6 aydan uzun süre geçtiyse, kullanımdan önce 60°C'de 48 saat fırınlanması ve montajın bir hafta içinde tamamlanması önerilir.
• Genel İlkeler:Uzun süreli stoklamadan kaçının. Stokları zamanında tüketin. Uygun olmayan depolama, kullanımdan önce oksitlenmiş bacakların yeniden kaplanmasını gerektirebilir.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Hedef Uygulamalar ve Dikkat Edilmesi Gerekenler

Bu ekran, genel elektronik cihazlar için uygundur: ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletleri. Yüksek güvenilirlik gerektiren ve arızanın hayati tehlike veya sağlık riski oluşturabileceği uygulamalar (örneğin havacılık, tıbbi sistemler) için danışma gereklidir. Tasarımcılar mutlak maksimum değerlere uymalıdır.

7.2 Kritik Tasarım Hususları

• Sürüş Yöntemi:Tutarlı ışık şiddeti ve ömür sağlamak için, LED parlaklığı voltajın değil akımın bir fonksiyonu olduğundan, sabit voltaj yerine sabit akım sürücü kullanılması şiddetle tavsiye edilir.
• Akım Sınırlama:Sürücü devresi, tüm cihazlara istenen akımı sağlamak için ileri voltajın (2.1V ila 2.6V) tam aralığına uyum sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.
• Isıl Yönetim:Güvenli çalışma akımı, maksimum ortam sıcaklığına göre düşürülmelidir. Aşırı akım veya yüksek sıcaklık, ciddi ışık azalmasına veya erken arızaya neden olabilir.
• Ters Polarite Koruması:Devre, metal göçü ve sızıntı akımı artışını önlemek için güç döngüleri sırasında ters voltaj ve voltaj sivri uçlarına karşı korunmalıdır.
• Çevre Koruma:Ekran üzerinde nem yoğunlaşmasını önlemek için nemli ortamlarda ani sıcaklık değişimlerinden kaçının.
• Çoklu Ekran Kurulumunda Tutarlılık:Çok haneli okumalarda parlaklık (ton) dengesizliğini önlemek için daima aynı ışık şiddeti aralığından ekranlar kullanın.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-546AJG, akkor lamba veya vakum floresan ekran (VFD) gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, üstün katı hal güvenilirliği, daha düşük güç tüketimi ve daha yüksek darbe/titreşim dayanımı sunar. LED segment ekran pazarında, AlInGaP teknolojisini kullanarak yeşil ışık üretir; bu, eski GaP (galyum fosfür) yeşil LED'lerden daha verimlidir ve muhtemelen daha parlaktır. Ortak anot konfigürasyonu, iki standart tipten biridir (diğeri ortak katot). İkisi arasındaki seçim, temel olarak sürücü IC veya mikrodenetleyicinin çıkış konfigürasyonuna (kaynak akımı vs. havuz akımı) bağlıdır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

1. S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?Cevap: Tepe dalga boyu, emisyon spektrumunun en yüksek noktasındaki tek dalga boyudur. Baskın dalga boyu, LED'in rengiyle eşleşen, insan gözünün algıladığı tek renkli ışığın dalga boyudur. Genellikle birbirine yakındırlar ancak özellikle daha geniş spektrumlar için tamamen aynı değildirler.
2. Soru: Neden sabit akım sürücü önerilir?Cevap: LED'in ışık çıkışı, ileri yön akımıyla doğru orantılıdır. Sabit akım kaynağı, farklı cihazlar arasında ve sıcaklıkla değişen ileri yön voltajı (V_F) farklılıklarını telafi ederek parlaklığın sabit ve düzgün kalmasını sağlar.
3. Soru: Bu ekranı doğrudan 5V mikrodenetleyici pimiyle sürebilir miyim?Cevap: Hayır. Akım sınırlayıcı direnç veya özel sürücü devresi kullanılmalıdır. Doğrudan bağlantı, maksimum sürekli akımı aşarak LED'e zarar verebilir. Direnç değeri hesaplama formülü: R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F.
4. Soru: "Işık şiddetine göre sınıflandırma" tasarımım için ne anlama geliyor?Cevap: Bu, özellikle bir üründe birden fazla ekran kullanıldığında, tüm rakamların parlaklığının eşleşmesini sağlamak için, tedarikçinize aynı sınıf kodundan birimler kullanmanızı belirtmeniz gerektiği anlamına gelir.

10. Pratik Uygulama Örnekleri

Senaryo: Basit bir dijital voltmetre ekranı tasarlama.Mikrodenetleyicinin analog-dijital dönüştürücüsü voltajı okur. Firmware bu değeri ondalık bir sayıya dönüştürür. LTS-546AJG üzerinde görüntülemek için, mikrodenetleyici bir sürücü IC'si (akım sınırlayıcı dirençli 74HC595 kaydırmalı kaydedici veya MAX7219 gibi özel bir LED sürücüsü) kullanacaktır. Ortak anot pini pozitif güç kaynağına bağlanacaktır (örneğin, çoklama yapılıyorsa bir transistör üzerinden 5V'ye). Mikrodenetleyici, istenen rakamı oluşturmak için ilgili segment katot pinlerini sırayla toprağa (düşük seviye) ayarlayacaktır. Sürücü devresi, her segment için sürekli 25 mA derecesinin çok altında, sabit 15-20 mA akım sağlayacak şekilde tasarlanacak ve direnç değeri en kötü durumdaki V_F(2.6 volt) hesaplanarak belirlenecektir. Çok haneli bir ölçüm cihazı için, aynı ışık şiddeti sınıfından ekranlar kullanılacaktır.

11. Çalışma Prensibi

LTS-546AJG, yarı iletken p-n ekleminin elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Diyot eşik voltajını aşan bir ileri gerilim (anot katoda göre pozitif) uygulandığında, n-tipi AlInGaP/GaAs malzemesinden gelen elektronlar ile p-tipi malzemeden gelen delikler yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme olayı, enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini ve dolayısıyla yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler - bu durumda yaklaşık 572 nanometre dalga boyunda yeşil ışık. Yedi segmentin (artı ondalık nokta) her biri, bir veya daha fazla bu tür mini LED çipi içerir. Ortak anot konfigürasyonu tüm anotları dahili olarak bağlar ve her bir katodun harici olarak kontrol edilmesini gerektirir.

12. Teknoloji Trendleri

Yedi segmentli göstergeler sayısal okumaların temel dayanağı olmaya devam ederken, daha geniş LED ekran teknolojileri alanı sürekli gelişmektedir. Trendler şunları içerir:Küçültme ve Entegrasyon:Daha küçük piksel aralıklı ve Chip-on-Board (COB) ekranlar geliştirmek.İleri Malzemeler:Daha geniş bir renk gamı ve daha yüksek verimlilik elde etmek için galyum nitrür (GaN) gibi daha verimli malzemeler üzerinde araştırmalar sürdürülmektedir; ancak AlInGaP hala yüksek verimli kırmızı-kehribar-sarı-yeşil ışık alanında baskın konumunu korumaktadır.Akıllı Ekran:Sürücü IC'leri, bellek ve iletişim arayüzlerini (I2C, SPI) doğrudan görüntüleme modülüne entegre ederek sistem tasarımını basitleştirmek.Esneklik ve Geleneksel Olmayan Form Faktörleri:Yeni ürün tasarımları için bükülebilir veya kavisli segmentli ekranlar geliştirin. LTS-546AJG, kendi spesifik uygulama alanında performans, maliyet ve kullanılabilirliği dengeleyen olgun, güvenilir ve optimize edilmiş bir çözümü temsil eder.