LTS-5703AJS 0,56 İnç Sarı LED Gösterge Veri Sayfası - Rakam Yüksekliği 14,22mm - İleri Gerilim 2,6V - Güç 40mW

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-5703AJS, yüksek performanslı, düşük güç tüketimli bir yedi segmentli LED gösterge modülüdür. Temel işlevi, elektronik cihazlarda net ve parlak sayısal ve sınırlı alfanümerik karakter çıktısı sağlamaktır. Ana uygulama alanı, güvenilir ve düşük akım gerektiren dijital okumaların kullanıldığı ölçüm cihazları, tüketici elektroniği ve endüstriyel kontrol panelleridir.

Cihaz, mükemmel okunabilirlik ve enerji verimliliği sunan bir çözüm olarak konumlandırılmıştır. Temel avantajları, eski teknolojilere kıyasla nispeten düşük sürücü akımlarında yüksek parlaklık ve iyi renk saflığı sağlayan gelişmiş AlInGaP yarı iletken malzemenin kullanımından kaynaklanmaktadır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu ürünün pazar konumunu tanımlayan temel özellikler arasında, boyut ve görünürlük arasında iyi bir denge sunan 0,56 inç (14,22 mm) rakam yüksekliği bulunur. Segmentler sürekli ve düzgündür, hoş bir estetik karakter görünümü sağlar. Cihaz düşük güç gerektirir, bu da pil ile çalışan veya enerji tasarruflu uygulamalar için uygun olmasını sağlar. Yüksek parlaklık ve yüksek kontrast sunar, geniş görüş açısı ile birleşerek çeşitli pozisyonlardan okunabilirliği garanti eder. Katı hal yapısı doğal güvenilirlik sağlar. Son olarak, cihazlar ışık şiddetine göre kategorize edilir, bu da çok haneli göstergelerde tutarlı parlaklık eşleşmesine olanak tanır.

Hedef pazar, taşınabilir test ekipmanları, dijital multimetreler, saatli radyolar, cihaz kontrol panelleri ve basit, doğrudan sürümlü sayısal gösterge gerektiren herhangi bir gömülü sistem tasarımcılarını içerir.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlandığı şekliyle cihazın teknik parametrelerinin detaylı ve nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Optik performans, göstergenin işlevinin merkezindedir. Cihaz, AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) sarı LED çiplerini kullanır. Bunlar, ışığı ileri yönlendirmeye yardımcı olan ve kontrastı iyileştirebilen opak bir GaAs substratı üzerine üretilmiştir. Paketin, segmentler yanmadığında kontrastı artırmak için tasarlanmış beyaz segmentli açık gri bir yüzü vardır.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):Sadece 1mA'lik bir ileri akımda (I_F) minimum 320 µcd'den tipik 700 µcd'ye kadar değişir. Bu tür bir parlaklık için son derece düşük olan bu sürücü akımı, sistem güç tüketiminin çok düşük olmasını sağlayan kilit bir özelliktir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):Tipik olarak 588 nm'dir, bu da onu görünür spektrumun sarı bölgesine yerleştirir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Tipik olarak 15 nm'dir, bu nispeten dar bir spektral bant genişliğini gösterir ve saf bir sarı renge katkıda bulunur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Tipik olarak 587 nm'dir, tepe dalga boyu ile yakından eşleşir.
• Işık Şiddeti Eşleşme Oranı:I_F=1mA'de benzer ışık alanı koşullarında maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir. Bu, bir cihazdaki veya cihazlar arasındaki farklı segmentlerin parlaklığının ikiden fazla değişmeyeceği anlamına gelir, böylece düzgün bir görünüm sağlanır.

Işık şiddetinin, insan görsel algısı ile ilişkilendirilmesini sağlamak için CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör ve filtre kullanılarak ölçüldüğünü not etmek önemlidir.

2.2 Elektriksel Parametreler

Elektriksel karakteristikler, gösterge ile sürücü devresi arasındaki arayüzü tanımlar.

• Segment Başına İleri Gerilim (V_F):I_F=20mA'de tipik 2,6V, maksimum 2,6V'dir. Minimum 2,05V'dur. Tasarımcılar, 20mA'de nominal parlaklığa ulaşmak için sürücü devrenin en az 2,6V sağlayabildiğinden emin olmalıdır.
• Segment Başına Ters Akım (I_R):5V'luk bir Ters Gerilimde (V_R) maksimum 100 µA'dır. Bu parametre devre koruması için önemlidir; ters gerilim değerinin aşılması LED'e zarar verebilir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:Mutlak maksimum değer 25 mA'dir. Ancak, 25°C'den itibaren doğrusal olarak 0,33 mA/°C'lik bir güç azaltma faktörü uygulanır. Bu, daha yüksek ortam sıcaklıklarında, aşırı ısınmayı ve erken arızayı önlemek için izin verilen maksimum sürekli akımın azaltılması gerektiği anlamına gelir.
• Tepe İleri Akım:Belirli koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0,1ms darbe genişliği) 60 mA'ye kadar darbe uygulanabilir. Bu, çoklama şemaları veya artan parlaklık için kısa süreli aşırı sürüşe izin verir.
• Segment Başına Güç Dağılımı:Mutlak maksimum 40 mW'dır. Bu termal limit, akım azaltma faktörü ile birleştiğinde güvenilirlik için kritiktir.

2.3 Termal ve Çevresel Değerler

Cihazın çalışma limitleri sıcaklık aralıkları ile tanımlanır.

• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +105°C. Bu geniş aralık, onu endüstriyel soğuk depolardan sıcak ekipman muhafazalarına kadar çeşitli ortamlarda kullanıma uygun hale getirir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-35°C ila +105°C.
• Lehimleme Koşulu:Montaj sırasında cihaz gövde sıcaklığının maksimum sıcaklık değerini aşmaması gerektiğini belirtir. Kılavuz, lehim noktası paket oturma düzleminin en az 1/16 inç (yaklaşık 1,6mm) altında olacak şekilde 260°C'de 3 saniye lehimlemedir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazların "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" belirtir. Bu, bir sınıflandırma işlemine atıfta bulunur. Bu belgede spesifik sınıf kodları verilmemiş olsa da, bu tür göstergeler için tipik kategorizasyon, üretilen birimlerin standart bir test akımında (örn. 1mA veya 20mA) ölçülen ışık şiddetine göre sıralanmasını içerir.

Birimler, tanımlanmış minimum ve maksimum şiddet değerleri olan sınıflara ayrılır. Bu, müşterilerin uygulamaları için sınıf seçmelerine olanak tanır, böylece çok haneli bir göstergedeki tüm rakamlarda parlaklık tutarlılığı sağlanır. Örneğin, bir tasarımcı tüm göstergelerin 1mA'de I_V500 µcd ile 600 µcd arasında olan bir sınıftan gelmesi gerektiğini belirtebilir. Belirtilen 2:1 şiddet eşleşme oranı, tek bir cihaz içinde veya potansiyel olarak standart bir sınıf içinde izin verilen en kötü durum varyasyonudur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Sağlanan metinde spesifik grafikler detaylandırılmamış olsa da, standart içeriklerini ve önemlerini çıkarabiliriz.

4.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Bu temel eğri, bir LED segmentinden akan akım ile üzerindeki gerilim arasındaki ilişkiyi gösterir. Doğrusal değildir. 20mA'de tipik V_F2,6V değeri bu eğri üzerinde bir noktadır. Eğri, tasarımcıların akım sınırlayıcı dirençleri doğru şekilde boyutlandırmasına ve özellikle ortalama akımın anlık akımdan farklı olduğu çoklama durumunda sürücü devrenin gerilim gereksinimlerini anlamasına yardımcı olur.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu grafik parlaklık kontrolü için çok önemlidir. Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır ancak çok yüksek akımlarda doyuma ulaşır. Segmentleri 1mA kadar düşük bir akımla sürebilme yeteneği kilit bir özelliktir ve bu eğri, bu noktadaki göreceli parlaklığı tipik 20mA sürücüye kıyasla gösterir.

4.3 Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

LED ışık çıkışı, eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Bu eğri bu azalmayı nicelendirir. Yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalar için, göstergenin tüm çalışma aralığı boyunca yeterince parlak kalmasını sağlamak için esastır.

4.4 Spektral Dağılım

15 nm yarı genişlikli 588 nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş, dalga boyları boyunca göreceli ışık şiddetini gösteren bir grafiktir. Bu, sarı rengin tam tonunu tanımlar.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Çizimi

Cihaz, standart 10 pinli tek haneli yedi segmentli gösterge ayak izine sahiptir. Veri sayfası detaylı ölçülendirilmiş bir çizim içerir. Ana notlar, aksi belirtilmedikçe tüm boyutların milimetre cinsinden olduğunu ve standart toleransların ±0,25 mm olduğunu belirtir. Spesifik bir not, PCB delik yerleşimi ve dalga lehimleme işlemleri için önemli olan +0,4 mm'lik bir pin ucu kayma toleransından bahseder.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite Tanımlama

Cihazortak katotkonfigürasyonu kullanır. Bu, bireysel LED segmentlerinin tüm katotlarının (negatif terminallerinin) dahili olarak birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. Dahili olarak bağlı olan iki ortak katot pini (pin 3 ve 8) vardır. Bu çift pin tasarımı, akım dağılımına ve PCB düzenine yardımcı olur. Her segmentin (A, B, C, D, E, F, G ve Ondalık Nokta) anotları (pozitif terminalleri) ayrı pinlerdedir. Spesifik pin bağlantısı şu şekildedir: 1:E, 2:D, 3:Ortak Katot, 4:C, 5:O.N., 6:B, 7:A, 8:Ortak Katot, 9:F, 10:G.

5.3 Dahili Devre Şeması

Sağlanan şema, ortak katot mimarisini görsel olarak doğrular; anotları bireysel pinlerde ve katotları pin 3 ve 8'e bağlı olan tüm segment LED'lerini gösterir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Mutlak maksimum değerler bölümü kritik montaj verilerini sağlar. Belirtilen lehimleme koşulu, delikli bileşenler için endüstri standardıdır: maksimum 3 saniye süreyle 260°C maksimum lehim havya sıcaklığı, lehim noktası LED çiplere ve dahili bağlantılara ısı transferini en aza indirmek için paket gövdesinin en az 1,6mm altında olacak şekilde. Isı içeren herhangi bir montaj işlemi sırasında (dalga lehimleme veya manuel onarım gibi), gösterge biriminin kendisinin sıcaklığı maksimum depolama sıcaklığı değerini aşmamalıdır. Elektrostatik deşarjı (ESD) önlemek için uygun taşıma, açıkça belirtilmemiş olsa da LED cihazları için standart bir önlemdir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

Ortak katotlu bir gösterge için, sürücü devresi tipik olarak ortak katot pinlerini toprağa bağlar. Her segment anot pini, bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden pozitif bir gerilim kaynağına (V_CC) bağlanır. Direnç değeri R = (V_CC - V_F) / I_F formülü kullanılarak hesaplanır. Örneğin, 5V besleme, V_F2,6V ve istenen I_F10mA ile direnç (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ohm olacaktır. Gösterge, gerekli akımı sağlayabiliyorlarsa (örn. segment başına 10-20mA) mikrodenetleyici G/Ç pinleri tarafından doğrudan sürülebilir, ancak çok haneli çoklama için genellikle harici sürücü transistörleri veya özel LED sürücü entegreleri gerektirir.

7.2 Tasarım Hususları ve Notlar

• Akım Sınırlama:Her zaman seri direnç kullanın. Bir LED'i asla doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamayın.
• Çoklama:Birden fazla haneyi sürmek için, hanelerin hızlı bir şekilde tek seferde aydınlatıldığı bir çoklama şeması kullanılır. Algılanan parlaklığı korumak için, daha düşük görev döngüsünü telafi etmek amacıyla tepe akımı daha yüksek olabilir (60mA değerine kadar).
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır ancak göstergeyi monte ederken hedeflenen kullanıcının konumunu göz önünde bulundurun.
• Parlaklık Eşleştirme:Çok haneli göstergeler için, aynı ışık şiddeti sınıfından cihazlar kullanın veya fark edilebilir bir varyasyon varsa PWM kullanarak yazılımsal parlaklık kalibrasyonu uygulayın.
• Düşük Güç Tasarımı:Pil hassasiyeti olan uygulamalar için 1mA sürücü yeteneğinden yararlanın. 1mA'deki parlaklık (min 320 µcd) genellikle iç mekan kullanımı için yeterlidir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-5703AJS, kendisini öncelikleAlInGaP teknolojisiveçok düşük akımla çalışmaözellikleriyle farklılaştırır. Eski kırmızı GaAsP veya GaP LED'lere kıyasla, AlInGaP daha yüksek verimlilik sunar, bu da aynı akımda daha fazla parlaklık veya çok daha düşük akımda eşdeğer parlaklık sağlar. Çağdaş yüksek parlaklıklı kırmızı LED'lere kıyasla, sarı renk bazı uygulamalarda daha iyi görünürlük veya daha düşük göz yorgunluğu sunabilir. Düşük V_Fdeğeri (mavi veya beyaz LED'lere kıyasla) düşük gerilimli sistemlerde de bir avantajdır. Şiddet için yapılan sınıflandırma, basit, sınıflandırılmamış standart göstergelere kıyasla düzgünlük gerektiren uygulamalarda bir avantaj sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu göstergeyi 3,3V mantık ile sürebilir miyim?

C: Evet. Tipik V_F2,6V'dur, bu nedenle 3,3V besleme yeterli marjı sağlar. Seri direnci buna göre hesaplayın: örn. 10mA için, R = (3,3 - 2,6) / 0,01 = 70 Ohm.

S: İki ortak katot pininin amacı nedir?

C: Dahili olarak bağlıdırlar. İki pin olması, toplam katot akımının (tüm aydınlatılan segment akımlarının toplamı) iki PCB izi ve lehim noktası üzerinden dağıtılmasına yardımcı olur, böylece güvenilirliği artırır ve potansiyel olarak gerilim düşüşünü azaltır.

S: Özellikler maksimum sürekli akımı 25mA gösteriyor ancak V_F için test koşulu 20mA. Tasarım için hangisini kullanmalıyım?

C: 20mA değeri, V_F ve dalga boyu gibi tipik karakteristiklerin raporlanması için standart test koşuludur. Güvenilir uzun vadeli çalışma için, özellikle ortam sıcaklığının 25°C'nin üzerinde olması bekleniyorsa ve güç azaltma eğrisine saygı göstererek, sürekli akımı 20mA veya altında olacak şekilde tasarlamak ihtiyatlı bir yaklaşımdır.

S: 4 haneyi çoklarsam aynı parlaklığı nasıl elde ederim?

C: 1/4 görev döngüsü ile, aynı ortalama akımı ve dolayısıyla benzer algılanan parlaklığı elde etmek için anlık segment akımını 4 ile çarpmanız gerekir. Segment başına ortalama 5mA istiyorsanız, her segmenti 20mA'de darbelemelisiniz. Bu darbe akımının (20mA) ve ortaya çıkan anlık güç dağılımının mutlak maksimum değerler (60mA tepe, 40mW) içinde olduğundan emin olun.

10. Pratik Kullanım Örneği

Tasarım Örneği: 4 Haneli Taşınabilir Dijital Termometre.

Tasarım hedefi uzun pil ömrü ve net okunabilirliktir. Mikrodenetleyicinin sınırlı G/Ç ve güç bütçesi vardır.

Uygulama:Çoklamalı konfigürasyonda dört LTS-5703AJS göstergesi kullanın. Dört hanenin tüm karşılık gelen segment anotlarını (A, B, C...) birbirine bağlayın. Her hanenin ortak katodu, bir mikrodenetleyici pini tarafından sürülen ayrı bir NPN transistör ile kontrol edilir. Mikrodenetleyici, ortak anot hatları üzerinde o hanenin segment desenini çıkışlarken, bir seferde bir hanenin katodunu açarak döngü yapar. Güç tasarrufu için sürücü akımı ortalama 5mA olarak ayarlanır. 1/4 görev döngüsü ile çoklama kullanılarak, segment başına anlık akım 20mA (5mA * 4) olarak ayarlanır. Bu, 60mA tepe değeri içindedir. Algılanan parlaklık iyi olacaktır ve segment başına ortalama güç tüketimi çok düşüktür, bu da segment başına 10-20mA sürekli akım gerektiren göstergeler kullanmaya kıyasla pil ömrünü önemli ölçüde uzatır.

11. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTS-5703AJS,AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit)yarı iletken malzemesine dayanır ve bu malzemeGaAs (Galyum Arsenit)substratı üzerine büyütülmüştür. Bir LED'de, p-n eklemine ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşir ve foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkar. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar. Sarı emisyon (~587-588 nm), alüminyum, indiyum ve galyumun belirli bir oranı ile elde edilir. Opak GaAs substratı, yanmayan segmentleri aydınlatabilecek iç yansımayı önleyerek kontrastı iyileştirmek için saçılan ışığı emer. Ortak katot konfigürasyonu, çoklama sırasında tüm hanenin açık/kapalı durumunu kontrol etmek için tek bir anahtar (örn. bir transistör) kullanılmasına izin vererek sürücü devresini basitleştirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

Yedi segmentli LED göstergeler belirli uygulamalar için hayati önem taşımaya devam ederken, ekran teknolojisindeki daha geniş trend, nokta matris formatlarına (alfanümerik ve grafikler için) ve entegre kontrollü modüllere (OLED veya TFT gibi) doğru kaymıştır. Ancak, basit, sağlam, düşük maliyetli, düşük güç tüketimli, yüksek parlaklıklı ve doğrudan sürümlü sayısal göstergeler için bir niş pazar devam etmektedir. Bu niş içindeki evrim, malzeme bilimi (daha iyi verimlilik için eski malzemelerin yerini AlInGaP alır), daha düşük çalışma gerilimleri ve akımları, daha yüksek güvenilirlik ve daha geniş sıcaklık aralıkları için geliştirilmiş paketleme ve otomatik montaj için yüzey montaj versiyonlarına odaklanmaktadır. LTS-5703AJS, bu evrimde olgun bir noktayı temsil eder ve hedeflenen kullanımlar için performans ve pratiklik dengesi sunar. Gelecekteki gelişmeler, dahili olarak akım sınırlayıcı dirençler veya basit mantık entegre edebilir, ancak birçok basit uygulama için temel bileşenin sadeliği hala kilit bir avantaj olmaya devam etmektedir.