0,56 İnç Tek Haneli 7-Segment LED Ekran Veri Sayfası - 14,22mm Hanef Yüksekliği - Yeşil AlInGaP - 2,6V İleri Voltaj - 70mW Güç Dağılımı - İngilizce Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

Cihaz, net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmış tek haneli, yedi segmentli alfanümerik bir göstergedir. Temel işlevi, ayrı ayrı kontrol edilebilen segmentler kullanarak 0-9 arası rakamları ve bazı harfleri görsel olarak temsil etmektir. Temel teknoloji, yeşil-sarı spektrumunda yüksek verimli ışık yayılımı için özel olarak geliştirilmiş Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır. Bu malzeme sistemi, ışık çıktısını ve kontrastı yönetmeye yardımcı olan opak bir Galyum Arsenür (GaAs) alt tabakası üzerinde büyütülür. Gösterge, aydınlatılmış yeşil segmentler ile arka plan arasındaki kontrast oranını artırmaya ve çeşitli aydınlatma koşullarında okunabilirliği iyileştirmeye yarayan gri renkli bir ön panele sahiptir. Cihaz, parlaklık seviyelerinde tutarlılık sağlamak için ışık şiddetine göre sınıflandırılır; bu, birden fazla birimde tek tip görünümün kritik olduğu uygulamalar için önemlidir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, belirtilen koşullar altında cihazın çalışma sınırları ve performans özelliklerinin ayrıntılı bir dökümünü sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu parametreler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Güvenilir ve uzun vadeli performans için bu sınırlarda veya yakınında çalıştırılması önerilmez.

• Segment Başına Güç Dağılımı: 70 mW. Bu, tek bir segment tarafından termal hasar riski olmadan güvenli bir şekilde ısı ve ışığa dönüştürülebilecek maksimum güç miktarıdır.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı: 60 mA. Bu değer, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) geçerlidir. Çoklama veya stroboskopik uygulamalar için çok yüksek parlaklık elde etmek amacıyla kısa süreli yüksek akım geçişlerine izin verir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım: 25°C'de 25 mA. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça, aşırı ısınmayı önlemek için bu akım 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşürülmelidir.
• Segment Başına Ters Gerilim: 5 V. Ters öngerilim yönünde bu gerilimin aşılması, eklem delinmesine neden olabilir.
• Operating & Storage Temperature Range: -35°C ila +85°C. Cihaz endüstriyel sınıf sıcaklık ortamları için derecelendirilmiştir.
• Lehim Sıcaklığı: Cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.59 mm) altında, 260°C'lik bir lehim sıcaklığına 3 saniye dayanabilir.

2.2 Electrical & Optical Characteristics (Ta=25°C)

Bunlar, standart test koşullarında ölçülen tipik performans parametreleridir ve cihazın normal çalışmasındaki beklenen davranışını sağlar.

• Average Luminous Intensity (I_V): 320 μcd (Min), 900 μcd (Typ) I_F=1mA akımında. Bu, segmentin algılanan parlaklığını nicelendirir. Geniş aralık, yoğunluk için bir sınıflandırma işlemini gösterir.
• Tepe Salınım Dalga Boyu (λ_p): 571 nm (Typ) I_F=20mA. Bu, optik güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur ve emisyonu görünür spektrumun yeşil-sarı bölgesine yerleştirir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): I'de 15 nm (Tipik)_F=20mA. Bu parametre, yayılan ışığın spektral saflığını tanımlar; daha dar bir yarı genişlik, daha monokromatik bir renk anlamına gelir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 572 nm (Tipik) I_F=20mA'da. Bu, yayılan ışığın rengiyle en iyi eşleşen ve insan gözü tarafından algılanan tekil dalga boyudur, tepe dalga boyu ile yakından ilişkilidir.
• Segment Başına İleri Gerilim (V_F): 2.05V (Min), 2.6V (Tipik) I_F=20mA. Bu, belirtilen akım iletildiğinde LED segmenti üzerindeki voltaj düşüşüdür. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R): V=5V'de 100 μA (Maks)._R=5V. Bu, segment ters öngerilimli olduğunda akan küçük sızıntı akımıdır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m): 2:1 (Typ) I_F=1mA. Bu oran, aynı rakamın farklı segmentleri veya farklı cihazlar arasındaki maksimum izin verilen parlaklık değişimini tanımlayarak görsel düzgünlüğü sağlar.

Ölçüm Notu: Işık şiddeti, standart insan gözünün farklı dalga boylarına duyarlılığını modelleyen CIE fotopik parlaklık fonksiyonunu yaklaşık olarak taklit eden bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Kategorize Edildiğini" belirtir. Bu, ölçülen ışık çıkışına dayalı bir binning veya sınıflandırma işlemini ifade eder.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması: Belirtilen tipik 900 μcd ve minimum 320 μcd ışık şiddeti, cihazların 1mA standart test akımında ölçülen gerçek parlaklıklarına göre test edilip gruplandırıldığını (sınıflandırıldığını) gösterir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip parçaları seçmelerine olanak tanır; bu, düzensiz parlaklığın dikkat dağıtıcı olacağı çok haneli göstergeler için hayati önem taşır.
• Dalga Boyu Tutarlılığı: Bir gruplandırılmış parametre olarak açıkça belirtilmese de, Tepe Emisyon Dalga Boyu (571 nm) ve Baskın Dalga Boyu (572 nm) için verilen sıkı tipik değerler, son derece tutarlı bir renk çıktısı sağlayan bir üretim sürecine işaret eder; bu da AlInGaP malzeme sisteminin karakteristik bir avantajıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Sağlanan metinde belirli grafikler ayrıntılandırılmamış olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler genellikle şunları içerir:

• İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I_F-V_F Curve): Bu doğrusal olmayan eğri, ileri voltajın artan akımla nasıl değiştiğini gösterir. Gerekli sürücü voltajını belirlemek ve sabit akım sürücüleri tasarlamak için esastır.
• Luminous Intensity vs. Forward Current (I_V-I_F Curve): Bu grafik, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Genellikle doğrusal altıdır; akımı iki katına çıkarmak parlaklığı iki katına çıkarmaz ve ısı üretimini artırır.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı: Bu eğri, LED'in jonksiyon sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını göstermektedir. Bu güç azaltımını anlamak, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalar için kritik öneme sahiptir.
• Spektral Dağılım: Yaklaşık 571 nm'lik tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş, tipik yarı genişliği 15 nm olan farklı dalga boylarındaki bağıl optik gücü gösteren bir grafik.

5. Mechanical & Package Information

5.1 Paket Boyutları

Cihazın rakam yüksekliği 0,56 inçtir (14,22 mm). Paket boyutları, tüm ölçüleri milimetre cinsinden verilen bir çizimde belirtilmiştir. Çizimde aksi belirtilmedikçe, boyutlar için standart tolerans ±0,25 mm (±0,01 inç) olarak uygulanır. Bu bilgi, PCB ayak izi tasarımı ve nihai ürün kutusuna uygun şekilde oturmasının sağlanması için kritik öneme sahiptir.

5.2 Pin Connection & Circuit Diagram

Ekran, ortak katot tasarımına sahip 10 pinli bir yapılandırmaya sahiptir. İç devre şeması, LED segmentlerinin (A'dan G'ye ve Ondalık Nokta) tüm katotlarının dahili olarak iki ortak katot pinine (Pin 3 ve Pin 8) bağlandığını göstermektedir. Bu, çoklama uygulamalarında sürücü devresini basitleştirmek için standart bir yapılandırmadır.

Pin Çıkışı:

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

6. Soldering & Assembly Guidelines

Mutlak maksimum değerler, önemli bir lehimleme parametresini belirtir: cihaz, paket oturma düzleminin 1/16 inç (1.59 mm) altındaki bir noktada 260°C'ye ulaşan bir lehimleme havya veya reflow profiline maksimum 3 saniye süreyle dayanabilir. Bu kılavuz, montaj işlemi sırasında LED çiplerine ve dahili tel bağlantılarına termal hasar gelmesini önlemek amacıyla oluşturulmuştur. Dalga lehimleme için, lehime maruz kalma süresi en aza indirilmelidir. Yarı iletken bağlantılarına zarar gelmesini önlemek için, taşıma ve montaj sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemlerine uyulmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu gösterge, tek bir, yüksek görünürlüklü sayısal gösterge gerektiren çok çeşitli uygulamalar için uygundur:

• Test ve Ölçüm Ekipmanları: Dijital multimetreler, frekans sayaçları, güç kaynakları gibi net ve parlak bir okumanın gerekli olduğu yerler.
• Endüstriyel Kontroller: Panel metreler, proses göstergeleri, makinelerdeki zamanlayıcı ekranları.
• Tüketici Elektroniği: Bağımsız sayaçlar, skorboardlar, cihaz ekranları (örn. mikrodalga fırınlar, eski stereo ekipmanlar).
• Otomotiv Yan Sanayi: Göstergeler ve teşhis araçları (ancak çevresel özellikler, belirli otomotiv gereksinimleri için doğrulanmalıdır).

7.2 Tasarım Hususları

• Current Limiting: LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Her segment anodu için, maksimum sürekli ileri akımı (25°C'de 25 mA) aşmayı önlemek amacıyla bir seri akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü devresi kullanılması zorunludur. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_supply - V_F) / Ben_F, burada V_F tipik ileri voltajdır (örneğin, 2.6V).
• Çoklama: Çoklu rakamlı göstergeler için, rakamların hızlı bir şekilde tek seferde aydınlatıldığı bir çoğullama şeması kullanılır. Tepe ileri akım değeri (60 mA), azalan görev döngüsünü telafi etmek ve algılanan parlaklığı korumak için daha yüksek darbe akımlarına izin verir.
• Isı Yönetimi: Segment başına güç dağılımı düşük olsa da, tüm segmentlerin sürekli yandığı uygulamalarda (örneğin, '8.' gösterme), toplam güç 0.5W'a yaklaşabilir. Yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken yeterli havalandırma veya soğutucu sağlayın ve sürekli akımı düşürmeyi unutmayın.
• Görüş Açısı: Veri sayfası, LED yedi segmentli ekranlar için tipik olan "geniş görüş açısı" iddiasında bulunmaktadır. Bu, spesifik uygulamanın gerektirdiği görüş konisi için doğrulanmalıdır.

8. Technical Comparison & Differentiation

Sağlanan verilere dayanarak, bu ekranın temel farklılaştırıcı faktörleri, malzeme teknolojisi ve spesifik performans özellikleridir.

• AlInGaP vs. Geleneksel Malzemeler: Standart GaP (Gallium Phosphide) gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve parlaklık sunar. Bu, yüksek ortam ışığı koşullarında veya daha düşük sürüş akımlarında daha iyi görünürlük sağlayarak güç verimliliğini artırır.
• Renk ve Kontrast: Yeşil AlInGaP segmentlerinin gri bir yüzeyle kombinasyonu, yüksek kontrastlı ve kolay okunabilir bir ekran sağlar. Yeşil renk, insan gözü tarafından algılanan yüksek ışık etkinliği nedeniyle sıklıkla tercih edilir; bu da belirli bir elektriksel giriş için çok parlak görünmesini sağlar.
• Katı Hal Güvenilirliği: Tüm LED'ler gibi, akkor veya vakum floresan ekranlara (VFD) kıyasla şok/titreşim dayanımı, daha hızlı tepki süresi, daha düşük çalışma voltajı ve daha uzun ömür gibi avantajlar sunar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

1. S: İki ortak katot piminin (3 ve 8) amacı nedir?
   C: Bu pimler dahili olarak birbirine bağlıdır. İki pim sağlamak, toplam katot akımının (en fazla 8 segmentin toplamı olabilir) dağıtılmasına yardımcı olur, PCB izlerindeki akım yoğunluğunu azaltır ve paketin ısıl dağılımını iyileştirebilir.
2. S: Bu göstergiyi doğrudan 5V bir mikrodenetleyici pini ile sürebilir miyim?
   A: Hayır. Bir akım sınırlama direnci kullanmalısınız. 5V besleme, 20 mA hedef akım ve 2.6V V_F değeri için direnç değeri R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω olacaktır. Mikrodenetleyici pini ayrıca gerekli segment akımını çekebilmeli veya sağlayabilmelidir.
3. Q: "Luminous Intensity Matching Ratio of 2:1" ne anlama gelir?
   A: Bu, aynı test koşullarında en parlak segmentin (veya cihazın), en sönük segmentten (veya cihazdan) en fazla iki kat daha parlak olacağı anlamına gelir. Bu, ekran genelinde görsel bir düzgünlük sağlar.
4. S: 900 μcd tipik parlaklık seviyesine nasıl ulaşabilirim?
   A> The typical luminous intensity is specified at a forward current (I_F) değerinde belirtilmiştir. Tasarımınızda bu parlaklık seviyesine ulaşmak için her segmenti 1 mA ile sürmelisiniz. Daha yüksek parlaklık için, akımı maksimum sürekli değere (25°C'de 25 mA) kadar artırabilirsiniz, ancak I_V-I_F İlişki doğrusal olmadığı için eğri.

10. Tasarım ve Kullanım Örnek Çalışması

Senaryo: Basit Bir Dijital Voltmetre Göstergesi Tasarlama
Bir tasarımcı, 0-99V DC voltmetre oluşturmaktadır. Bu göstergelerden iki adete ihtiyaç duyar. Mikrodenetleyicinin ADC'si voltajı okur ve iki haneli bir sayıya dönüştürür. Tasarımcı bir çoğullama tekniği kullanır: Hanе 1 (onlar basamağı) 5ms boyunca, ardından Hanе 2 (birler basamağı) 5ms boyunca aydınlatılır ve bu sürekli tekrarlanır. Her hanе için %50 görev döngüsü sırasında iyi algılanan parlaklığı korumak için, her segmenti 15 mA'lik (60 mA tepe değerinin oldukça altında) darbe akımı ile sürmeye karar verir. Her hanе için, mikrodenetleyici tarafından kontrol edilen ortak katot tarafında bir transistör ve çıkış olarak yapılandırılmış mikrodenetleyici port pinlerine bağlı her segment anodunda akım sınırlama dirençleri kullanır. Gri yüzey ve yeşil segmentler, orta aydınlatmalı bir atölye ortamında bile okumanın net olmasını sağlar. Tasarımcı, her iki hanenin eşleşen parlaklığa sahip olmasını garanti etmek için aynı ışık şiddeti grubundan parçalar seçer.

11. Çalışma Prensibi

Yedi segmentli bir gösterge, sekiz rakamı şeklinde düzenlenmiş yedi ışık yayan diyotun (LED) birleşimidir. Her LED bir segment oluşturur (A'dan G'ye etiketlenmiştir). Ek bir LED ondalık noktası (DP) için kullanılır. Bu segmentlerin belirli kombinasyonlarına seçici olarak ileri öngerilim uygulanarak (yakılarak) 0'dan 9'a kadar rakamların desenleri oluşturulabilir. Örneğin, bir "7" göstermek için A, B ve C segmentleri aydınlatılır. Bunun gibi ortak katot konfigürasyonunda, segment LED'lerinin tüm katotları (negatif terminaller) bir veya daha fazla ortak pine bağlanır. Bir segmenti yakmak için, karşılık gelen anot pini pozitif bir voltaja (akım sınırlayıcı bir direnç üzerinden) sürülürken, ortak katot toprağa bağlanır. AlInGaP yarı iletken malzemesi, elektronlar cihazın p-n eklemi boyunca deliklerle yeniden birleştiğinde, malzemenin bant aralığına özgü bir dalga boyunda fotonlar şeklinde enerji salarak ışık yayar; bu durumda yeşil ışık.

12. Teknoloji Trendleri

Ayrık yedi segmentli LED göstergeler belirli uygulamalar için geçerliliğini korurken, ekran teknolojisindeki daha geniş eğilimler dikkate değerdir. Genel olarak, benzer boyutlardaki paketlerde tam alfasayısal ve grafik yetenekleri sunan entegre nokta matrisli göstergelere (hem LED hem de LCD/OLED) doğru bir kayma vardır. Bunlar daha fazla esneklik sağlar ancak genellikle daha karmaşık sürücü elektroniği gerektirir. Sadece sayıların gerekli olduğu uygulamalarda, yedi segmentli format yüksek verimliliğini ve uygun maliyetliliğini korumaktadır. Bu veri sayfasında kullanılan AlInGaP gibi LED malzeme gelişmeleri, verimliliği, parlaklığı ve renk saflığını iyileştirmeye devam etmektedir. Ayrıca, yedi segmentli göstergelerin yüzey montajlı (SMD) versiyonları daha yaygın hale gelmekte, bu belgede muhtemelen tarif edilene benzer delikli tasarımlara kıyasla otomatik montaja ve daha küçük form faktörlerine olanak tanımaktadır. LED'lerin temel avantajları olan uzun ömür, sağlamlık ve düşük güç tüketimi, öngörülebilir gelecekte gösterge ve basit okuma uygulamalarında temel bir bileşen olarak kalacaklarını garanti etmektedir.