0.56 İnç Yedi Segment LED Ekran Veri Sayfası - Rakam Yüksekliği 14.22mm - İleri Gerilim 2.6V - Güç 70mW - Süper Kırmızı Renk - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

Bu belge, 0.56 inç (14.22mm) rakam yüksekliğine sahip bir yedi segment LED ekranın teknik özelliklerini detaylandırır. Cihaz, düşük güç tüketimi ile net ve güvenilir sayısal okuma gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Temel tasarım felsefesi, yüksek parlaklık ve kontrast ile mükemmel görsel performans sunarken, aynı zamanda sağlam durum güvenilirliğini korumaya odaklanır.

Ekran, ışık yayan segmentleri için gelişmiş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisini kullanır. Bu malzeme sistemi, yüksek verimli kırmızı ve kehribar ışık üretmesiyle bilinir. Kullanılan spesifik çipler, iç ışık saçılmasını ve yansımasını en aza indirerek kontrastı iyileştirmeye yardımcı olan opak olmayan bir GaAs (Galyum Arsenür) alt tabaka üzerine üretilmiştir. Nihai ürün, çeşitli aydınlatma koşullarında okunabilirliği artırmak için seçilmiş beyaz segmentli açık gri bir ön panele sahiptir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

Optik performans, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu standart test koşullarında karakterize edilir. Ana parametre olan Ortalama Işık Şiddeti (Iv), segment başına 1mA ileri akım (IF) ile sürüldüğünde tipik olarak 700 µcd (mikrokandela) değerine sahiptir ve minimum belirtilen değer 320 µcd'dir. Bu ölçüm, insan görsel algısıyla ilişkilendirilmiş değeri sağlamak için CIE fotopik göz tepki eğrisine kalibre edilmiş bir sensör ve filtre kullanılarak alınır.

Renk özellikleri dalga boyu ile tanımlanır. Tepe Emisyon Dalga Boyu (λp) tipik olarak 639 nm, Baskın Dalga Boyu (λd) ise tipik olarak 631 nm'dir ve her ikisi de IF=20mA'da ölçülür. Bu iki değer arasındaki fark ve 20 nm'lik Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ), yayılan kırmızı ışığın spektral saflığını ve spesifik tonunu tanımlar ve bu, yüksek görünürlük sunan "süper kırmızı" kategorisine girer.

2:1 (maksimum) Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (IV-m) belirtilmiştir. Bu oran, aynı koşullar altında sürüldüğünde tek bir cihazın farklı segmentleri arasındaki izin verilen maksimum parlaklık değişimini gösterir ve sayılar görüntülenirken tekdüze bir görünüm sağlar.

2.2 Elektriksel ve Termal Özellikler

Elektriksel parametreler, cihazın düşük güçlü sistemler için uygunluğunu vurgular. Segment Başına İleri Gerilim (VF), 1mA sürücü akımında 2.0V ile 2.6V arasında değişir. Segment Başına Ters Akım (IR), 5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 100 µA ile sınırlıdır ve bu, eklemin sızıntı özelliklerini gösterir.

Termal ve güç limitleri Mutlak Maksimum Değerler'de tanımlanmıştır. Segment Başına Sürekli İleri Akım 25 mA olarak derecelendirilmiştir, ancak bu değer, ortam sıcaklığı arttıkça 25°C'den itibaren 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşürülmelidir. Segment Başına Güç Dağılımı 70 mW'ı aşmamalıdır. Darbe çalışması için, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği altında 90 mA'lık bir Tepe İleri Akımına izin verilir. Cihaz, -35°C ila +85°C arasında bir Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı için derecelendirilmiştir.

3. Sınıflandırma ve Seçim Sistemi

Veri sayfası, cihazların "Işık Şiddeti için Kategorize Edildiğini" belirtir. Bu, üretilen birimlerin ölçülen ışık çıkışlarına (Iv) göre farklı gruplara veya "sepetlere" ayrıldığı bir sınıflandırma sürecini ima eder. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip parçaları seçmelerine olanak tanır ve bu, tekdüzeliğin anahtar olduğu çok rakamlı ekranlar için çok önemlidir. Bu özetle spesifik sepet kodları listelenmese de, tipik sepetler ışık şiddeti (örneğin, 500-600 µcd, 600-700 µcd) ve muhtemelen ileri gerilim için aralıklar tanımlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Metinde spesifik grafikler sağlanmasa da, bu tür cihazlar için standart eğriler tipik olarak şunları içerir:

• Bağıl Işık Şiddeti vs. İleri Akım (I-V Eğrisi):Bu grafik, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl arttığını gösterir. Genellikle doğrusal değildir ve verimlilik çok yüksek akımlarda genellikle azalır.
• İleri Gerilim vs. İleri Akım:Bu, akım sınırlayıcı devre tasarımı için önemli olan diyodun I-V karakteristiğini gösterir.
• Bağıl Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Bu eğri, eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir ve bu, tasarımlarda termal yönetim için kritik bir faktördür.
• Spektral Dağılım:~639 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan ışığın bağıl yoğunluğunu gösteren bir çizim.

Bu eğriler, cihazın standart olmayan koşullar altındaki davranışını anlamak ve sürücü devresini verimlilik ve uzun ömür için optimize etmek için gereklidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Fiziksel Boyutlar ve Ana Hat

Cihazın paket boyutları bir çizimde sağlanmıştır (metinde referans verilmiş ancak detaylandırılmamıştır). Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve standart toleransı ±0.25 mm olarak belirtilmiştir. 0.56 inç rakam yüksekliği (14.22mm) genel karakter boyutunu tanımlar. Paket, sağ tarafta ondalık noktalı yedi segment ekranlar için yaygın olan standart tek rakamlı, 10 pinli bir konfigürasyondur.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Polarite Tanımlama

Ekran, Ortak Katot konfigürasyonuna sahiptir, yani tüm LED segmentlerinin katotları (negatif terminaller) dahili olarak bağlanmıştır ve ortak pinlere çıkarılmıştır. Bu, çoklama sürücüsü için yaygın bir tasarımdır. Pin bağlantısı açıkça tanımlanmıştır:

1. Anot E
2. Anot D
3. Ortak Katot
4. Anot C
5. Anot D.P. (Ondalık Nokta)
6. Anot B
7. Anot A
8. Ortak Katot
9. Anot F
10. Anot G

Pin 3 ve 8'in her ikisi de Ortak Katottur. Dahili devre şeması, her segmentin anodunun kendi ilgili pinine bağlandığı ve tüm katotların ortak pinlere bağlandığı standart yedi segment artı ondalık nokta düzenini gösterir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Belirtilen önemli bir montaj parametresi lehim sıcaklık profilidir. Cihaz, paketin oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.59mm) altında ölçüldüğünde 3 saniye boyunca 260°C lehim sıcaklığına dayanabilir. Bu, LED çiplerine veya plastik pakete termal hasarı önlemek için dalga lehimleme veya yeniden akış işlemleri için kritik bir parametredir. Tasarımcılar, montaj süreçlerinin bu zaman-sıcaklık kombinasyonunu aşmadığından emin olmalıdır. Depolama için, nem emilimini önlemek amacıyla -35°C ila +85°C belirtilen aralığı kuru bir ortamda korunmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, net, düşük güçlü sayısal okuma gerektiren taşınabilir, pil ile çalışan cihazlar, enstrümantasyon panoları, tüketici elektroniği ve endüstriyel kontroller için idealdir. Örnekler arasında multimetreler, zamanlayıcılar, teraziler, tıbbi cihazlar ve cihaz kontrol panelleri sayılabilir. Düşük akım çalışması (segment başına 1mA'ya kadar) onu, GPIO pinlerinin genellikle sınırlı akım sağlayabildiği veya tüketebildiği mikrodenetleyici sürücülü sistemler için uygun hale getirir.

7.2 Tasarım Hususları ve Devreleri

Sürücü devresi tasarlanırken aşağıdaki noktalar çok önemlidir:

• Akım Sınırlama:Her segment anodu için daima seri akım sınırlayıcı dirençler kullanın. Direnç değeri, besleme gerilimi (Vcc), LED ileri gerilimi (Vf, güvenlik için maksimum değeri kullanın) ve istenen ileri akım (If) temel alınarak hesaplanır: R = (Vcc - Vf) / If.
• Çoklama:Çok rakamlı ekranlar için çoklamalı bir sürücü şeması standarttır. Her rakamın ortak katotları sırayla anahtarlanır (taranır) ve istenen segmentlerin anotları senkronize olarak sürülür. Bu, gereken mikrodenetleyici pin sayısını ve toplam güç tüketimini azaltır. Kısa AÇIK süresi boyunca tepe akımı, tepe akım spesifikasyonunun izin verdiği gibi (1/10 görev döngüsünde 90mA) DC derecelendirmesinden daha yüksek olabilir.
• Mikrodenetleyici Arayüzü:Segment başına akım MCU'nun pin sürücü kapasitesi (tipik olarak 20-25mA) içindeyse, ekran doğrudan mikrodenetleyici GPIO pinlerinden sürülebilir. Daha yüksek parlaklık veya daha fazla rakamla çoklama için harici sürücüler (örneğin, transistör dizileri veya özel LED sürücü entegreleri) önerilir.
• Görüş Açısı:"Geniş Görüş Açısı" özelliği, ekranın eksen dışı konumlardan da okunabilir kalması anlamına gelir ve bu, çeşitli açılardan görüntülenen panolar için önemlidir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu ekranın birincil farklılaştırıcı faktörleri, AlInGaP teknolojisini kullanması ve optimize edilmiş düşük akım performansıdır. Eski GaAsP veya GaP LED teknolojisiyle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı akımda daha parlak çıkış veya daha düşük akımda eşdeğer parlaklık sağlar. "Mükemmel düşük akım özellikleri" ve segment eşleştirmesi için açık test ve seçim, anahtar kalite güvenceleridir. Segment başına 1mA kadar düşük akımlarda etkili bir şekilde çalışabilme yeteneği, yeterli parlaklık için 5-20mA gerektiren ekranlara kıyasla ultra düşük güçlü tasarımlar için belirgin bir avantajdır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

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

C: Tepe dalga boyu (λp), yayılan ışık spektrumunun maksimum yoğunluğa sahip olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), insan gözüne LED'in ışığıyla aynı renkte görünecek saf tek renkli bir ışığın dalga boyudur. λd renk algısı için daha alakalıdır.

S: Bu ekranı akım sınırlayıcı dirençler olmadan sürebilir miyim?

C: Hayır. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Onları doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak aşırı akım akışına neden olur ve termal aşırı yük nedeniyle LED'i anında tahrip edebilir. Seri bir direnç veya sabit akım devresi zorunludur.

S: Veri sayfası iki ortak katot pini (3 ve 8) gösteriyor. İkisine de bağlanmam gerekiyor mu?

C: Evet, optimum performans ve akım dağılımı için, devrenizde her iki ortak katot pini de toprağa (veya akım havuzuna) bağlanmalıdır. Bu, termal yükü dengelemeye ve eşit segment parlaklığı sağlamaya yardımcı olur.

S: 5V besleme ve 10mA segment akımı için uygun direnç değerini nasıl hesaplarım?

C: Maksimum Vf değeri 2.6V kullanılarak: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohm. En yakın standart değer (220 veya 270 Ohm) kullanılır. Gerçek parlaklığın ihtiyaçlarınızı karşıladığını her zaman doğrulayın.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: 4 rakamlı pil ile çalışan bir dijital zamanlayıcı tasarlamak.

Hedef, iyi okunabilirliği korurken pil ömrünü maksimize etmektir. Ekran, çoklama şeması kullanan düşük güçlü bir mikrodenetleyici tarafından sürülecektir.

Uygulama:Dört rakamın ortak katotları, MCU pinleri tarafından kontrol edilen dört NPN transistöre (veya bir transistör dizisi entegresine) bağlanır. Yedi segment anotları (A-G) ve ondalık nokta, bireysel akım sınırlayıcı dirençler üzerinden MCU çıkış pinlerine bağlanır. MCU bir zamanlayıcı kesintisi çalıştırır (örneğin, 1kHz'de). Her kesinti döngüsünde, tüm rakam katotlarını kapatır, anot pinlerini sıradaki bir sonraki rakam için segment desenine ayarlar ve ardından o rakamın katot transistörünü açar. Bu, tüm dört rakam arasında hızla döner ve tüm rakamların aynı anda açık olduğu illüzyonunu yaratır.

Güç Optimizasyonu:Her segmenti yalnızca 2-3mA (spesifikasyon dahilinde) ile sürerek ve 1:4 çoklama görev döngüsü kullanarak, segment başına ortalama akım çok düşüktür ve bu, statik (çoklamasız) sürücüye kıyasla pil ömrünü önemli ölçüde uzatır. AlInGaP LED'lerin yüksek verimliliği, ekranın bu düşük ortalama akımlarda bile net bir şekilde görünür kalmasını sağlar.

11. Teknik Prensip Tanıtımı

Yedi segment LED ekran, sekiz rakamı şeklinde düzenlenmiş bireysel Işık Yayan Diyotların (LED'ler) bir montajıdır. Yedi ana segmentin (A'dan G'ye etiketlenmiş) her biri ayrı bir LED'dir ve ek bir LED ondalık nokta (DP) olarak hizmet eder. Bu segmentlerin belirli kombinasyonlarını seçerek aydınlatarak, tüm ondalık rakamlar (0-9) ve bazı harfler oluşturulabilir.

Işık yayılımının altında yatan prensip, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesanstır. Diyodun bant aralığı gerilimini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden gelen elektronlar, aktif katmanda (bu durumda, AlInGaP'den yapılmış) p-tipi bölgeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Işığın spesifik dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlInGaP, kırmızı/turuncu/kehribar ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir. Opak olmayan GaAs alt tabaka, saçılan ışığı emer ve onun çipin yanlarından veya arkasından saçılmasını önleyerek kontrastı iyileştirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

OLED ve yüksek çözünürlüklü nokta matris LED'ler gibi daha yeni ekran teknolojileri mevcut olsa da, yedi segment LED ekran, basit sayısal çıkış gerektiren uygulamalar için sağlam, uygun maliyetli ve oldukça güvenilir bir çözüm olmaya devam etmektedir. Bu segment içindeki trend, daha yüksek verimlilik (watt başına daha fazla ışık), modern mantık seviyeleriyle eşleşmek için daha düşük çalışma gerilimleri ve geliştirilmiş tutarlılığa (daha sıkı sınıflandırma) doğrudur. AlInGaP teknolojisi, eski malzemelere kıyasla verimlilikte önemli bir adımı temsil eder. Ayrıca, enerji verimli ve pil ile çalışan Nesnelerin İnterneti (IoT) cihazlarını etkinleştirmek için çok düşük sürücü akımları altında iyi performans gösteren ekranlara artan bir vurgu vardır. Bu veri sayfasında açıklanan cihaz, düşük akım çalışmasına ve kategorize edilmiş ışık şiddetine odaklanmasıyla, taşınabilir elektronikler için verimlilik, güvenilirlik ve tasarım esnekliği yönündeki bu endüstri trendleriyle iyi uyum sağlar.