LTS-3861JG LED Ekran Veri Sayfası - 0,3 inç Rakam Yüksekliği - Yeşil (AlInGaP) - 2,6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTS-3861JG, düşük güç tüketimi ile net ve parlak sayısal gösterge gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, kompakt, tek haneli, yedi segmentli alfanümerik bir ekran modülüdür. Temel işlevi, yüksek okunabilirliğe sahip bir dijital okuma sağlamaktır. Çekirdek teknoloji, ışık yayan diyot (LED) çipleri için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. AlInGaP, kehribar ile yeşil dalga boyu spektrumunda yüksek verimliliği ve mükemmel ışık performansı ile tanınır. Bu özel cihaz, görünürlük ve göz konforu arasında iyi bir denge sunan yeşil bir ışık yayar. Ekran, segmentler aydınlatıldığında veya sönükken kontrastı ve okunabilirliği artıran beyaz segment işaretlemeli gri bir ön panele sahiptir. Işık şiddetine göre kategorize edilir, bu da üretim partileri arasında parlaklıkta sınıflandırma ve tutarlılık sağlar. Cihaz, çoğullama uygulamaları için devre tasarımını basitleştiren ortak anot konfigürasyonunda yapılandırılmıştır.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine Analizi

2.1 Fotometrik ve Optik Karakteristikler

Optik performans, ekranın işlevselliğinin merkezindedir. Ortalama ışık şiddeti (Iv), 1 mA ileri akımda (IF) tipik değeri 800 µcd ve minimum 320 µcd olarak belirtilmiştir. Bu parametre, algılanan parlaklığı tanımlar. Baskın dalga boyu (λd) 572 nm'dir ve yayılımı görünür spektrumun yeşil bölgesine yerleştirir. Tepe emisyon dalga boyu (λp) 571 nm'dir ve spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 15 nm'dir, bu da minimum spektral yayılma ile nispeten saf bir renk olduğunu gösterir. Segmentler arasındaki ışık şiddeti eşleştirme oranı maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir, bu da rakam üzerinde tutarlı bir görünüm için düzgün bir parlaklık sağlar.

2.2 Elektriksel ve Termal Karakteristikler

Elektriksel parametreler, çalışma sınırlarını ve güç gereksinimlerini tanımlar. Mutlak maksimum değerler güvenilir çalışma için kritiktir: segment başına güç dağılımı 70 mW'ı geçmemelidir. Segment başına sürekli ileri akım, 25°C'de 25 mA olarak derecelendirilmiştir ve 25°C üzerindeki ortam sıcaklıkları için 0,33 mA/°C'lık bir düşürme faktörü uygulanır. Darbe koşulları altında (1/10 görev döngüsü, 0,1 ms darbe genişliği) 60 mA'lık bir tepe ileri akımına izin verilir. Segment başına ileri gerilim (VF), IF=20 mA'da tipik değeri 2,6 V ve maksimum 2,6 V'dir. Ters gerilim derecesi 5 V'dur ve ters akım (IR), VR=5V'da maksimum 100 µA'dır. Cihaz, -35°C ila +85°C arasında bir çalışma ve depolama sıcaklık aralığı için derecelendirilmiştir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası açıkça, cihazın "ışık şiddeti için kategorize edildiğini" belirtir. Bu, üretim sonrası bir sınıflandırma veya ayırma işlemini ima eder. LED'ler, yarı iletken epitaksiyondaki mikroskobik farklılıklar nedeniyle doğal olarak çıktıda varyasyonlara sahiptir. Son kullanıcı için tutarlılık sağlamak amacıyla, üreticiler her bir birimin ışık şiddetini ölçer ve önceden tanımlanmış şiddet aralıklarına (örneğin, yüksek parlaklık sınıfı, standart sınıf) göre farklı sınıflara ayırır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için garanti edilen minimum parlaklık seviyelerine sahip parçaları seçmelerine olanak tanır, böylece birden fazla ekran yan yana kullanıldığında fark edilebilir parlaklık uyumsuzluklarını önler. Bu belgede spesifik sınıf kodları detaylandırılmamış olsa da, bu uygulama öngörülebilir performans sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan veri sayfası alıntısı "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunsa da, spesifik grafikler metinde yer almamaktadır. Tipik olarak, bir LED ekran için bu tür eğriler birkaç önemli grafiği içerir. İleri Akım - İleri Gerilim (I-V) eğrisi, akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritik olan doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım eğrisi, ışık çıktısının akımla nasıl arttığını gösterir ve genellikle verim düşüşünden önce bir doğrusallık bölgesi gösterir. Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı eğrisi, yüksek sıcaklıklardaki parlaklık azalmasını anlamak ve termal yönetim kararlarını bilgilendirmek için hayati öneme sahiptir. Spektral Güç Dağılım eğrisi, baskın ve tepe dalga boylarını görsel olarak doğrular ve AlInGaP LED'lerin dar emisyon bandı karakteristiğini gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

LTS-3861JG, detaylı bir paket boyut çizimi ile sunulmaktadır (metinde atıfta bulunulmuş ancak tam olarak detaylandırılmamıştır). Ana mekanik özellikler arasında 0,3 inç (7,62 mm) rakam yüksekliği bulunur. Genel paket boyutları, bacak aralıkları ve oturma düzlemi, aksi belirtilmedikçe standart ±0,25 mm toleransla milimetre cinsinden tanımlanmıştır. Fiziksel yapı, plastik paket içinde şeffaf olmayan Galyum Arsenür (GaAs) substratı üzerinde AlInGaP LED çiplerini barındırır. Beyaz segmentli gri yüzey, aydınlatılmamış görünümü sağlar. 10 bacaklı paket için pin konfigürasyonu açıkça tanımlanmıştır.

6. Pin Bağlantısı ve Dahili Devre

Cihaz 10 bacaklı bir konfigürasyona sahiptir. Pin 1 ve Pin 6'nın her ikisi de ORTAK ANOT'a bağlıdır. Bu çift anot tasarımı, akım dağılımına yardımcı olur ve PCB yerleşimine katkıda bulunabilir. Kalan pinler her segment için ayrı katotlardır: Pin 2 (Katot F), Pin 3 (Katot G), Pin 4 (Katot E), Pin 5 (Katot D), Pin 7 (Katot D.P. - ondalık noktası için), Pin 8 (Katot C), Pin 9 (Katot B) ve Pin 10 (Katot A). Dahili devre şeması (atıfta bulunulan), bu on pini, ortak anot matrisi şeklinde düzenlenmiş sekiz LED'in (yedi segment artı bir ondalık nokta) anot ve katotlarına bağlı olarak gösterecektir. Bu düzeni anlamak, tipik olarak segment sürücülü bir mikrodenetleyici veya özel bir ekran sürücü entegresi içeren doğru sürücü devresi tasarımı için gereklidir.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Mutlak maksimum değerler, kritik bir lehimleme spesifikasyonu içerir: cihaz, oturma düzleminin 1,6 mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye süreyle 260°C'lik maksimum bir lehim sıcaklığına dayanabilir. Bu standart bir reflow lehimleme profil kısıtlamasıdır. Tasarımcılar, PCB montaj süreçlerinin (dalga veya reflow lehimleme olsun) bu sınıra uyduğundan emin olmalıdır; aksi takdirde dahili LED çiplerine, tel bağlantılarına veya plastik pakete zarar verebilir. Yüksek sıcaklığa uzun süre maruz kalmak, plastiğin sararmasına, epoksinin bozulmasına veya yarı iletken bağlantıların arızalanmasına neden olabilir. LED'ler genellikle voltaj dalgalanmalarına karşı hassas olduğundan, açıkça belirtilmese de, elektrostatik deşarjı (ESD) önlemek için uygun taşıma da ima edilmektedir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

LTS-3861JG, tek sayısal rakam gösterimi gerektiren geniş bir düşük güçlü, taşınabilir ve şebeke güçlü cihaz yelpazesi için uygundur. Yaygın uygulamalar şunları içerir: enstrüman panoları (voltmetreler, ampermetreler, zamanlayıcılar), ev aletleri (mikrodalgalar, fırınlar, kahve makineleri), tüketici elektroniği (ses ekipmanları, şarj cihazları), endüstriyel kontroller (ayar noktası göstergeleri, sayaç birimleri) ve tıbbi cihazlar. Düşük akım gereksinimi, pil ile çalışan ekipmanlar için idealdir.

8.2 Tasarım Hususları

Bu ekranı entegre ederken, birkaç faktör dikkate alınmalıdır.Akım Sınırlama:Her segment katodu için harici akım sınırlayıcı dirençler (veya sabit akım sürücüsü), ileri akımı güvenli bir değere (örneğin, tam parlaklık için 10-20 mA, daha düşük güç için 1-5 mA) ayarlamak için zorunludur. Direnç değeri R = (Besleme Gerilimi - VF) / IF formülü kullanılarak hesaplanır.Çoğullama:Çok haneli sistemler için, bu ortak anot ekran kolayca çoğullanabilir. Bir mikrodenetleyici, ortak katot hatları üzerinde o hanenin segment desenini çıkışlarken, bir transistör anahtarı aracılığıyla her hanenin ortak anotunu sırayla etkinleştirir.Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır ancak nihai montaj yönelimi dikkate alınmalıdır.Termal Yönetim:Düşük güçlü olsa da, özellikle kapalı bir ortamdaysa, ortam sıcaklığının spesifikasyonlar dahilinde kalmasını sağlayın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTS-3861JG'nin temel farklılaştırıcı avantajları, standart GaP (Galyum Fosfit) yeşil LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında AlInGaP teknolojisinden kaynaklanmaktadır. AlInGaP, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı sürücü akımı için daha fazla parlaklık veya daha düşük akımda eşdeğer parlaklık sağlayarak pil ömrünü uzatır. Renk saflığı (dar spektral genişlik) da üstündür. Daha büyük rakam ekranlarıyla karşılaştırıldığında, 0,3 inç boyut kompakt bir ayak izi sunar. Ortak anot tasarımı daha yaygındır ve genellikle akım çeken olarak yapılandırılmış standart mikrodenetleyici portlarıyla arayüz oluşturması daha kolaydır. Işık şiddetine göre kategorizasyon, parlaklık tutarlılığını garanti ederek sınıflandırılmamış parçalara göre bir avantaj sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ve segment başına 10 mA için hangi direnç değerini kullanmalıyım?

C: Tipik VF değeri 2,6V kullanılarak: R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ohm. 220 Ohm veya 270 Ohm standart bir direnç uygun olacaktır.

S: Doğrudan bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

C: Çoğu MCU pininin genellikle pin başına mutlak maksimum 20 mA ve sürekli çalışma için daha az olan sınırlamaları nedeniyle, tam segment akımını (25 mA'ya kadar) doğrudan bir mikrodenetleyici pininden kaynaklamak/çekmek önerilmez. Bir transistör veya özel sürücü entegresi (örneğin, akım sınırlayıcı dirençli 74HC595 kaydırmalı kaydedici veya sabit akımlı LED sürücü) kullanın.

S: Neden iki ortak anot pini (1 ve 6) var?

C: Bu, ortak anot için iki bağlantı noktası sağlayarak, özellikle ekran diğer bileşenlerin üzerine yerleştirildiğinde, daha iyi güç dağılımı ve daha kolay iz yönlendirmesi için PCB yerleşimine yardımcı olur.

S: Sıcaklık parlaklığı nasıl etkiler?

C: LED ışık şiddeti tipik olarak bağlantı sıcaklığı arttıkça azalır. Sürekli akımın düşürülmesi (25°C üzerinde 0,33 mA/°C) bir göstergedir. Sıcaklık üzerinde hassas parlaklık kontrolü için geri besleme veya kompanzasyon gerekebilir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Bir mikrodenetleyici kullanarak basit bir dijital zamanlayıcı tasarlamayı düşünün. LTS-3861JG saniye hanesini (0-9) gösterecektir. MCU'nun G/Ç portları şu şekilde yapılandırılacaktır: ortak anotu Vcc'ye bağlayan bir PNP transistörü kontrol etmek için bir pin ve A-G katotlarına bağlı (her biri 220 ohm seri dirençli) 7 diğer pin. Firmware, 0-9 sayılarını karşılık gelen 7 segment desenine (örneğin, '0' = 0b00111111) dönüştüren bir arama tablosu içerecektir. Anodu etkinleştirecek, deseni çıktılayacak, çoğullama aralığı için bekleyecek ve ardından anodu devre dışı bırakacaktır. Bu yaklaşım pin kullanımını en aza indirir. Düşük güç tüketimi, zamanlayıcının küçük bir pil üzerinde uzun süreler çalışmasını sağlar. Yüksek kontrast ve geniş görüş açısı, zamanın çeşitli pozisyonlardan okunabilir olmasını garanti eder.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTS-3861JG, katı hal aydınlatma teknolojisine dayanmaktadır. Her segment bir veya daha fazla AlInGaP LED çipi içerir. Bir LED, bir yarı iletken diyottur. İleri öngerilimli olduğunda (anot katoda göre pozitif gerilim), n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler, yeniden birleştikleri aktif bölgeye enjekte edilir. AlInGaP'de, bu yeniden birleşme, yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenen bir dalga boyunda foton (ışık) şeklinde enerji salar. Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfitin spesifik alaşım bileşimi, yaklaşık 572 nm'de yeşil ışık üretmek için tasarlanmıştır. Şeffaf olmayan GaAs substratı, aşağıya doğru yayılan herhangi bir ışığı emerek kontrastı iyileştirir. Işık daha sonra paketin epoksi lensi şekillendirilir ve yayılır, tanınabilir segment şeklini oluşturur.

13. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

AlInGaP, kırmızı, turuncu, kehribar ve yeşil LED'ler için önemli bir ilerleme olsa da, yeşil yayıcılar için manzara gelişmiştir. Çok yüksek verimli yeşil ışık için, İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) tabanlı LED'ler, özellikle saf yeşilden mavi spektruma kadar olan bölgede artık baskındır. Ancak AlInGaP, mükemmel performansı ve kararlılığı nedeniyle kehribar-yeşil bölgesinde oldukça rekabetçi kalmaktadır. Ekranlardaki trend, daha yüksek yoğunluk, tam renk yeteneği ve entegrasyona doğrudur. LTS-3861JG gibi tek haneli yedi segmentli ekranlar, yalnızca sayısal bilgi gerektiren uygulamalar için olgun, uygun maliyetli bir çözümü temsil eder. Avantajları, daha karmaşık nokta matris veya grafik OLED/LCD modüllerine kıyasla basitlik, sağlamlık, düşük maliyet ve arayüz oluşturmanın son derece kolay olmasıdır. Bu özelliklerin grafik yeteneğinden daha önemli olduğu uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedirler.