LTS-4301JR LED Ekran Veri Sayfası - 0,4 inç Rakam Yüksekliği - Süper Kırmızı Renk - 2,6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-4301JR, tek haneli, yedi segmentli alfanümerik bir LED ekran modülüdür. Kompakt bir form faktöründe net, yüksek kontrastlı sayısal okumalar sağlamak üzere tasarlanmıştır. Cihaz, ışık yayan çipleri için gelişmiş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisini kullanır ve bu çipler şeffaf bir GaAs substratı üzerine üretilmiştir. Bu kombinasyon, karakteristik "süper kırmızı" emisyonu ile sonuçlanır. Ekran, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artıran, beyaz segment işaretlemeli gri bir ön panele sahiptir. Başlıca uygulama alanı, enstrümantasyon, tüketici elektroniği ve endüstriyel kontrol panelleri gibi basit, güvenilir ve parlak bir sayısal gösterge gerektiren elektronik ekipmanlardır.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• 0,4 inç (10,0 mm) Rakam Yüksekliği:Boyut ve görünürlük arasında bir denge sunar, alanın önemli olduğu panele monte uygulamalar için uygundur.
• Sürekli Düzgün Segmentler:Her segment boyunca tutarlı ve kesintisiz bir ışıklı görünüm sağlayarak estetik kaliteyi ve okunabilirliği iyileştirir.
• Düşük Güç Gereksinimi:Enerji verimliliği için tasarlanmıştır, pil ile çalışan veya düşük güçlü cihazlar için uygundur.
• Yüksek Parlaklık ve Yüksek Kontrast:AlInGaP süper kırmızı çipleri yoğun ışık çıkışı sağlarken, gri ön yüz/beyaz segment tasarımı kolay görüntüleme için kontrastı maksimize eder.
• Geniş Görüş Açısı:Ekranın sadece karşıdan değil, geniş bir bakış açısı yelpazesinden okunabilir kalmasını sağlar.
• Işık Şiddetine Göre Sınıflandırılmış:Birimler, ışık çıkışlarına göre sınıflandırılır, bu da çok haneli uygulamalarda tutarlı parlaklık eşleştirmesine olanak tanır.
• Kurşunsuz Paket (RoHS Uyumlu):Tehlikeli maddeleri kısıtlayan çevre düzenlemelerine uygun olarak üretilmiştir.
• Katı Hal Güvenilirliği:LED'ler, diğer ekran teknolojilerine kıyasla uzun çalışma ömrü, darbe direnci ve hızlı anahtarlama süreleri sunar.

1.2 Cihaz Tanımlama

LTS-4301JR parça numarası, özellikle ortak katot konfigürasyonuna ve sağ tarafta bir ondalık noktaya sahip bir cihazı belirtir. "JR" soneki, ondalık noktanın yerini belirlemek için kritiktir. Bu bir AlInGaP süper kırmızı emisyon tipi ekrandır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Segment Başına Güç Dağılımı:70 mW. Bu, tek bir segment için ısı olarak izin verilen maksimum güç kaybıdır. Bunun aşılması aşırı ısınmaya ve hızlanmış bozulmaya yol açabilir.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı:90 mA (1/10 görev döngüsünde, 0,1ms darbe genişliğinde). Bu değer sadece darbe çalışması içindir, sürekli DC sürme için değildir.
• Segment Başına Sürekli İleri Akım:25°C'de 25 mA. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça bu akım, 0,33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer. Örneğin, 85°C'de maksimum sürekli akım yaklaşık olarak şöyle olacaktır: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0,33 mA/°C) = ~5,2 mA.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C. Cihaz endüstriyel sıcaklık aralıkları için derecelendirilmiştir.
• Lehimleme Koşulu:Dalga veya reflow lehimleme, lehim noktası ekran gövdesinin oturma düzleminin en az 1/16 inç (≈1,6 mm) altında olacak şekilde gerçekleştirilmelidir. Plastik paket ve iç bağlantılara termal hasarı önlemek için önerilen tepe sıcaklığı maksimum 3 saniye için 260°C'dir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler (Ta=25°C)

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):I_F=1mA'da 200-520 µcd. Bu geniş aralık, cihazın sınıflandırıldığını gösterir. Işık şiddeti, fotopik (insan gözü) tepki eğrisi (CIE) ile eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür. ±%15 tolerans uygulanır.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p):I_F=20mA'da 639 nm (tipik). Bu, yayılan optik gücün en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F=20mA'da 631 nm (tipik). Bu, insan gözü tarafından algılanan, "süper kırmızı" rengi tanımlayan dalga boyudur. Tolerans ±1 nm'dir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):I_F=20mA'da 20 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini belirtir.
• Çip Başına İleri Gerilim (V_F):I_F=20mA'da 2,0V (Min), 2,6V (Tip), ±0,1V tolerans ile. Devre tasarımı, uygun akım regülasyonunu sağlamak için bu aralığı hesaba katmalıdır.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da 100 µA (Maks). Bu parametre sadece test amaçlıdır; sürekli ters öngerilimli çalışma yasaktır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı:2:1 (Maks). Çok haneli bir kurulumda, en parlak segment, benzer bir ışık alanı içindeki en sönük segmentten iki kattan fazla parlak olmamalıdır, bu da düzgünlüğü sağlar.
• Çapraz Konuşma:≤ %2,5. Bu, elektriksel kaçak veya optik kuplaj nedeniyle, kapalı olması gereken bir segmentten istenmeyen ışık yayılımını ifade eder.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LTS-4301JR, öncelikleIşık Şiddetiiçin bir sınıflandırma sistemi kullanır. Tipik I_V200-520 µcd aralığında gösterildiği gibi, ekranlar standart bir test akımında (1mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre farklı sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların çok haneli birimler monte ederken aynı ışık şiddeti sınıfından ekranları seçmelerine, haneler arasında fark edilebilir parlaklık farklarını önlemelerine olanak tanır. Veri sayfası, "ton düzensizlik sorunlarından kaçınmak" için aynı sınıftan ekranların seçilmesini tavsiye eder; bu bağlamda, baskın dalga boyu sıkı bir şekilde kontrol edildiğinden (±1 nm), renk kaymasından ziyade parlaklık düzgünlüğüne atıfta bulunur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, normalde şunları içerecek olan tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunur:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (I-V Eğrisi):Işık çıkışının sürme akımıyla nasıl arttığını gösterir, tipik olarak doğrusal altı bir ilişki içindedir. Önerilen sürekli akımın üzerinde çalışmak, verimlilik düşüşüne (droop) ve ömrün kısalmasına yol açar.
• İleri Gerilim - İleri Akım:Diyodun I-V karakteristiğini gösterir, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının azaldığı termal söndürme etkisini gösterir. Bu, termal yönetimin ve akım düşürme faktörünün önemini vurgular.
• Spektral Dağılım:~20 nm bant genişliği ile 631-639 nm civarında merkezlenmiş, dalga boyları boyunca yayılan bağıl gücü gösteren bir grafiktir.

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

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Ekran, standart 10 pinli, tek haneli DIP (Çift Sıralı Paket) şablonuna uyar. Temel boyutsal notlar şunları içerir:

• Tüm doğrusal boyutlar milimetre (mm) cinsindendir.
• Aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0,25 mm'dir.
• Pin ucu kayma toleransı ±0,4 mm'dir.
• Ekran yüzeyindeki kusur toleransları: yabancı madde ≤ 10 mil (0,254 mm), mürekkep kirliliği ≤ 20 mil (0,508 mm), segmentlerdeki kabarcıklar ≤ 10 mil.
• Reflektör eğilmesi uzunluğunun ≤ %1'i olmalıdır.
• Pinler için önerilen PCB delik çapı, uygun bir oturma sağlamak için 0,9 mm'dir.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite

LTS-4301JR birortak katotcihazıdır. Toprağa (veya düşük taraf sürücüsüne) bağlanması gereken iki ortak katot pini (Pin 3 ve Pin 8) vardır. A-G segmentleri ve ondalık noktası (D.P.) için anotlar ayrı pinlerdedir (Pin 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10). Pin 6 özellikle sağ taraftaki ondalık nokta anotu içindir. Bir pin "Bağlantı Yok" (N/C) olarak işaretlenmiştir. İç devre şeması, her segment LED'in ve ondalık nokta LED'inin anotlarının ayrı pinlere bağlı olduğunu ve katotlarının ortak pinlere bağlandığını gösterir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Lehimleme Süreci

Mutlak maksimum değer, oturma düzleminin 1/16" altında ölçülen, 3 saniye için 260°C'lik bir lehimleme koşulu belirtir. Bu, standart dalga lehimlemeye ve birçok reflow profiline uyumludur. Plastik gövdeye aşırı ısı transferinden kaçınılmalıdır, bu deformasyona veya iç hasara neden olabilir.

6.2 Depolama Koşulları

Pin oksidasyonunu ve nem emilimini (MSL endişeleri) önlemek için, LED ekranın orijinal ambalajında aşağıdaki depolama koşulları önerilir:

• Sıcaklık:5°C ila 30°C.
• Bağıl Nem:%60 RH altında.

Nem bariyer torbası açılırsa veya ürün bu koşulların dışında 6 aydan fazla saklanırsa, montajdan önce 60°C'de 48 saat kurutma önerilir ve kurutma işleminden sonra bir hafta içinde montaj tamamlanmalıdır.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu ekran, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletleri gibi "sıradan elektronik ekipmanlar" için tasarlanmıştır. Tek, parlak ve güvenilir bir sayısal okuma gerektiren herhangi bir uygulama için uygundur: dijital multimetreler, saatler, zamanlayıcılar, panel metreler, cihaz kontrolleri ve test ekipmanları.

7.2 Kritik Tasarım Notları (Uyarılar)

• Sürücü Devre Tasarımı:Tutarlı parlaklık sağlamak ve LED'leri korumak için sabit gerilim yerine sabit akım sürücü kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Devre, tam V_Faralığını (2,0V ila 2,6V) karşılayacak şekilde tasarlanmalıdır.
• Akım Sınırlama:Güvenli çalışma akımı, maksimum ortam sıcaklığına göre, 25°C üzerinde 0,33 mA/°C düşürme faktörü uygulanarak seçilmelidir.
• Koruma:Devre, hasarı önlemek için güç döngüleri sırasında ters gerilimlere ve geçici gerilim dalgalanmalarına karşı koruma içermelidir.
• Termal Yönetim:Derecelendirilenden daha yüksek akımlarda veya ortam sıcaklıklarında çalışmaktan kaçının, çünkü bu ciddi ışık çıkışı bozulmasına ve erken arızaya neden olur.
• Mekanik İşleme:Montaj sırasında ekran gövdesine anormal kuvvet uygulamayın. Dekoratif bir film veya filtre basınca duyarlı yapıştırıcı ile uygulanıyorsa, kayma meydana gelebileceğinden, doğrudan ekran yüzeyine bastırmaktan kaçının.
• Çok Haneli Montajlar:Düzgün bir görünüm sağlamak için her zaman aynı ışık şiddeti sınıfından ekranlar kullanın.
• Çevresel:Nemli ortamlarda hızlı sıcaklık değişimlerinden kaçının, ekran üzerinde yoğuşmayı önlemek için.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-4301JR'nin temel farklılaştırıcıları,AlInGaPteknolojisini ve özelsüper kırmızırengini kullanmasıdır. Eski GaAsP veya GaP LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, aynı sürme akımı için daha fazla parlaklık sağlar. "Süper kırmızı" (631-639 nm) belirgin, doygun bir kırmızı renktir. Gri ön yüz/beyaz segment tasarımı, LED kapalıyken bile yüksek bir kontrast oranı sağlayarak genel estetiği iyileştirir. Işık şiddetine göre sınıflandırılması, tutarlılık gerektiren profesyonel uygulamalar için kilit bir özelliktir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı 5V besleme ve basit bir direnç ile sürebilir miyim?

C: Evet, ancak dikkatli bir hesaplama gereklidir. Maksimum V_F2,6V ve istenen I_F20mA kullanılarak, seri direnç değeri R = (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ω olacaktır. Ancak, dirençteki güç dağılımını kontrol etmeli ve akımın çalışma sıcaklığınız için düşürülmüş sınırı aşmadığından emin olmalısınız.

S: Neden sabit akım sürücü öneriliyor?

C: LED parlaklığı, gerilimin değil, akımın bir fonksiyonudur. İleri gerilim (V_F) bir toleransa sahiptir ve sıcaklıkla değişir. Sabit bir akım kaynağı, bu değişikliklerden bağımsız olarak istenen ışık şiddetinin korunmasını sağlar, bu da tutarlı performans ve daha uzun ömür sağlar.

S: "Ortak katot" mikrodenetleyici arayüzüm için ne anlama geliyor?

C: Ortak katotlu bir ekran için ortak pinler toprağa bağlanır. Mikrodenetleyici pinleri (veya sürücü IC'si), tek tek segment anot pinlerine akım sağlayarak onları açmalıdır. Bu tipik olarak sürücüden aktif-yüksek sinyaller gerektirir.

S: Tepe akımı 90mA, bunu daha parlak ekran için kullanabilir miyim?

C: Hayır. 90mA değeri kesinlikle çok kısa darbe süreleri (0,1ms genişlik) ve düşük görev döngüsü (1/10 veya %10) içindir. Bu akımı sürekli kullanmak LED'i tahrip eder. Her zaman sürekli ileri akım değeri (25°C'de 25mA, sıcaklıkla düşürülmüş) için tasarım yapın.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Tek Haneli Voltmetre Okuması Tasarımı.

Bir tasarımcı, kaba gösterge için tek haneli bir ekranla basit bir 0-9V voltmetre oluşturuyor. Parlaklığı ve netliği için LTS-4301JR'yi seçiyor. Devre, gerilimi ölçmek için ADC'li bir mikrodenetleyici kullanıyor. Mikrodenetleyicinin G/Ç pinleri yeterli akım sağlayamadığından, özel bir LED sürücü IC'si (örneğin, sabit akım çıkışlı 7 segmentli kod çözücü/sürücü) kullanılır. Tasarımcı, sürücünün sabit akımını segment başına 15 mA olarak ayarlar, oda sıcaklığında 25mA değerinin çok altında kalırken yeterli parlaklık sağlar ve daha sıcak ortamlar için pay bırakır. Ortak katot pinleri sürücünün toprağına bağlanır. Tasarımcı, satın alma departmanına düzgün parlaklık sağlamak için aynı ışık şiddeti sınıfından (örneğin, 400-450 µcd) LTS-4301JR birimleri belirtir. Sürücü IC regülasyon sağladığından akım sınırlayıcı direnç gerekmez. PCB düzeni, ekran pinleri için delikleri önerilen 0,9 mm çapında yerleştirir.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

LTS-4301JR, bir yarı iletken P-N ekleminin elektrolüminesans prensibine dayanır. Diyodun açılma gerilimini (≈2,0-2,6V) aşan bir ileri öngerilim uygulandığında, n-tipi AlInGaP bölgesinden gelen elektronlar, aktif katmandaki p-tipi bölgeden gelen boşluklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme olayı, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. AlInGaP alaşımının özel bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir - bu durumda, 631-639 nm civarında kırmızı ışık. Şeffaf GaAs substratı, üretilen bu ışığın daha fazlasının kaçmasına izin vererek dış verimliliği artırır. '7' şeklinin her segmenti, paralel bağlı bir veya daha fazla bu küçük LED çipini içerir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

AlInGaP LED teknolojisi, GaAsP gibi eski kırmızı LED malzemelerine göre önemli bir ilerlemeyi temsil eder. Daha üstün ışık verimliliği sağlar, yani elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Ekran bileşenlerindeki trend, daha yüksek verimlilik, daha düşük güç tüketimi ve daha fazla entegrasyon yönündedir. LTS-4301JR gibi ayrık 7 segmentli ekranlar, basitlik, sağlamlık ve doğrudan görünürlük gerektiren belirli uygulamalar için hayati önem taşırken, birçok yeni tasarım grafik esneklik için entegre nokta matrisli LED ekranlara veya OLED'lere geçmektedir. Ancak, maliyet, parlaklık ve güvenilirliğin en önemli olduğu özel sayısal okumalar için, tek haneli AlInGaP ekranlar tercih edilen ve teknolojik olarak olgun bir çözüm olmaya devam etmektedir.