İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar
- 1.2 Cihaz Konfigürasyonu
- 2. Teknik Parametreler: Derinlemesine ve Tarafsız Bir Analiz
- 2.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler
- 2.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması
- 5.1 Paket Boyutları
- 5.2 Bacak Yapılandırması ve Polarite
- 5.3 Önerilen Lehim Padi Deseni
- 6.1 SMT Lehimleme Talimatları
- 6.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama
- 7.1 Paketleme Özellikleri
- 8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
- 8.2 Tasarım Dikkat Edilmesi Gerekenler
1. Ürün Genel Bakışı
LTS-5325CTB-P, tek haneli sayısal karakter göstergesi olarak tasarlanmış bir yüzey montaj cihazıdır (SMD). Ana işlevi, elektronik cihazlarda net ve parlak sayısal veya sınırlı karakter göstergesi sağlamaktır. Temel teknolojisi, safir substrat üzerinde büyütülmüş InGaN (indiyum galyum nitrür) mavi LED çipine dayanır; bu teknoloji, verimli ve parlak mavi ışık üretmesiyle bilinir. Cihaz, yüksek kontrast için gri panel kullanır ve üstün karakter görünümü sağlamak amacıyla ışık yayılımı için beyaz segment malzemesi kullanır.
1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar
- Dijital Boyut:0.56 inç (14.22 mm) büyük karakter yüksekliği kullanılarak, uzak mesafelerden bile mükemmel görünürlük sağlanır.
- Segment Kalitesi:Sürekli ve düzgün segmentler sağlayarak, boşluk veya düzensizlik olmadan tutarlı ve profesyonel bir görsel çıktı elde edilir.
- Enerji Verimliliği:Düşük güç tüketimli tasarım, pil ile çalışan veya enerji verimliliğine önem veren uygulamalar için uygundur.
- Optik Performans:Yüksek parlaklık ve yüksek kontrast sunar, bol ışıklı ortamlarda bile net okunabilirliği garanti eder.
- Görüş Açısı:Geniş bir bakış açısı sunar, ekran içeriğinin farklı konumlardan net bir şekilde okunmasına olanak tanır.
- Güvenilirlik:Katı hal güvenilirliği sayesinde hareketli parça içermez, bu da uzun kullanım ömrü ve darbelere ve titreşime karşı direnç sağlar.
- Kalite Kontrolü:Cihazlar, ışık şiddetine göre sınıflandırılır (binleme), belirli bir siparişte parlaklık seviyelerinin belirtilen aralıkta tutarlı olmasını sağlar.
- Çevresel Uyumluluk:Paketleme kurşunsuz tasarıma sahiptir ve RoHS (Zararlı Maddelerin Sınırlandırılması) Direktifi'ne uygundur.
1.2 Cihaz Konfigürasyonu
Bu, ortak katotlu bir göstergedir. Spesifik model LTS-5325CTB-P, sağ tarafta ondalık noktası (DP) bulunan mavi (B) bir göstergedir. Ortak katot konfigürasyonu, akım çeken bir mikrodenetleyici veya sürücü IC kullanıldığında devre tasarımını basitleştirir.
2. Teknik Parametreler: Derinlemesine ve Tarafsız Bir Analiz
Bu bölüm, bileşenin belirtilen koşullar altındaki çalışma sınırlarını ve performans özelliklerini ayrıntılı ve nesnel bir şekilde analiz eder.
2.1 Mutlak Maksimum Değerler
Bunlar, herhangi bir koşulda aşılmaması gereken stres limitleridir, aksi takdirde cihazda kalıcı hasara yol açabilir. İşlem, sonraki bölümde ayrıntılı olarak açıklanan önerilen çalışma koşulları dahilinde her zaman tutulmalıdır.
- Segment başına güç tüketimi:Maksimum 70 mW. Bu, tek bir segment içinde güvenli bir şekilde ışık ve ısıya dönüştürülebilen toplam elektriksel güçtür (akım * voltaj).
- Her segment için tepe ileri akımı:Maksimum 30 mA, ancak yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliği). Bu değer, sürekli çalışma için değil, kısa süreli yüksek akım darbeleri için geçerlidir.
- Her segment için sürekli ileri akım:25°C'de maksimum 25 mA'dir. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'yi aştığında, bu akım her 1°C artış için 0.28 mA doğrusal olarak düşer. Örneğin, 85°C'de maksimum sürekli akım yaklaşık olarak: 25 mA - [0.28 mA/°C * (85°C - 25°C)] = 25 mA - 16.8 mA = 8.2 mA'dir.
- Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +105°C. Cihaz bu tam aralıkta depolanabilir veya çalıştırılabilir.
- Lehimleme Sıcaklığı:260°C lehim demiri ile 3 saniye lehimlemeye dayanabilir. Lehim demiri ucu, paket montaj düzleminin en az 1/16 inç (≈1.6 mm) altına yerleştirilmelidir.
2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler
Bu parametreler, cihazın önerilen koşullar (Ta=25°C) altında çalışırken tipik performansını tanımlar.
- Ortalama ışık şiddeti (IV):İleri yöndeki akım (IF) 10 mA olduğunda, 8600 µcd (minimum) ile 28500 µcd (tipik) arasında değişir. Bu geniş aralık, cihazların sınıflandırıldığını gösterir; belirli şiddet sınıfı sipariş bilgilerinde belirtilecektir.
- Her çip ileri voltaj (VF):IF=5 mA'de tipik değer 3.8V, maksimum değer 3.8V'dir. Bu, LED yandığında üzerindeki voltaj düşüşüdür. Tasarımcılar, sürücü devresinin bu voltajı sağlayabildiğinden emin olmalıdır.
- Tepe emisyon dalga boyu (λp):468 nm. Bu, emisyon ışık şiddetinin en yüksek olduğu dalga boyudur ve tam olarak görünür spektrumun mavi bölgesinde yer alır.
- Ana dalga boyu (λd):470 nm. Bu, insan gözünün algıladığı ışık rengini temsil eden tek dalga boyudur ve tepe dalga boyuna çok yakındır.
- Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):25 nm. Bu, spektral saflığı ifade eder; daha küçük değerler ışığın daha monokromatik (rengin daha saf) olduğu anlamına gelir. 25 nm, standart mavi LED'ler için tipik bir değerdir.
- Ters akım (IR):Ters voltaj (VR) 5V olduğunda, maksimum 100 µA. Bu parametre yalnızca test amacıyla kullanılır; cihaz ters öngerilim altında çalışacak şekilde tasarlanmamıştır.
- Işık şiddeti eşleştirme oranı:Aynı "benzer ışık bölgesi" içindeki segmentler arasında maksimum oran 2:1'dir. Bu, en parlak segmentin parlaklığının, en koyu segmentin parlaklığının iki katını geçmemesi gerektiği anlamına gelir; böylece düzgünlük sağlanır.
- Çapraz Konuşma (Crosstalk):≤ %2.5 olarak belirlenmiştir. Bu, bitişik segmentler arasındaki gereksiz ışık sızıntısını veya elektriksel girişimi ifade eder.
2.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması
LED'ler elektrostatik deşarja karşı oldukça hassastır. Veri sayfası, potansiyel veya felaket hasarını önlemek için işleme ve montaj sırasında ESD kontrol önlemlerinin uygulanmasını şiddetle önerir:
- Personel, topraklama bilekliği veya antistatik eldiven kullanmalıdır.
- Tüm iş istasyonları, ekipmanlar ve depolama tesisleri uygun şekilde topraklanmalıdır.
- İşlem sırasındaki sürtünmeden dolayı plastik paket yüzeyinde birikebilecek statik elektriği nötrleştirmek için, özellikle non-diffused (N/D) tip için, bir iyon fanı (iyon üfleyici) kullanılması önerilir.
3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
Spesifikasyon belgesi, cihazın "ışık şiddetine göre sınıflandırıldığını" açıkça belirtmektedir. Bu, bu alıntıda belirli sınıflandırma kodları ayrıntılı olarak açıklanmasa da bir sınıflandırma sisteminin var olduğu anlamına gelir. Genellikle, bu tür sistemler şunları içerir:
- Işık şiddeti sınıflandırması:Üretim partisindeki LED'ler, standart test akımında (örneğin 10 mA) ölçülen ışık çıkışlarına göre test edilir ve farklı gruplara (bantlara) sınıflandırılır. Bu, müşterilerin aldığı LED'lerin parlaklığının önceden tanımlanmış bir aralıkta (örneğin 8600-12000 µcd, 12000-18000 µcd vb.) tutarlı olmasını sağlar. Karakteristik tablosundaki minimumdan tipik değere kadar geniş aralık (8600 ila 28500 µcd) bu uygulamayı desteklemektedir.
- İleri yönlü voltaj sınıflandırması:Burada açıkça belirtilmemiş olsa da, genellikle birden fazla LED paralel bağlandığında akımın eşit dağılımını sağlamak için ileri yönlü voltaja (VF) göre de LED'ler sınıflandırılır.
- Dalga boyu sınıflandırması:Renk gereksinimlerinin katı olduğu uygulamalarda, renk tutarlılığını sağlamak için LED'ler ayrıca baskın dalga boyu veya tepe dalga boyuna göre de sınıflandırılabilir. Katı bir spesifikasyon (λd= 470 nm) kontrollü bir prosesi gösterir, ancak yüksek kalite seviyeleri için yine de sınıflandırma yapılabilir.
4. Performans Eğrisi Analizi
Veri sayfası, "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri" bölümünü içerir. Metinde spesifik eğriler sağlanmamış olsa da, bunlar genellikle tasarım için kritik olan aşağıdaki eğrileri içerir:
- Göreceli ışık şiddeti vs. ileri akım (I-V eğrisi):Işık çıkışının sürücü akımı arttıkça nasıl değiştiğini gösterir. Genellikle doğrusal değildir ve yüksek akımlarda doyuma ulaşma eğilimindedir.
- İleri voltaj vs. ileri akım:Voltaj ve akım arasındaki ilişkiyi açıklar, akım sınırlama devreleri veya sabit akım sürücüleri tasarımı için kritik öneme sahiptir.
- Bağıl Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:LED eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. Bu, uygulamalarda ısı yönetimi için çok önemlidir.
- Spektral Güç Dağılımı:Her bir dalga boyunda yayılan ışık şiddetini gösteren grafik, mavi ışığı ve spektral genişliği doğrular.
Tasarımcılar, istenen parlaklık için sürücü akımını optimize etmek, voltaj gereksinimlerini anlamak ve termal etkileri planlamak amacıyla bu eğrilere başvurmalıdır.
5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi
5.1 Paket Boyutları
Bu cihaz belirli bir SMD paket boyutuna uygundur. Temel boyut açıklamaları şunları içerir:
- Tüm boyutlar milimetre cinsindendir, aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.25 mm'dir.
- Segment alanı kalite standardı: Yabancı madde ≤ 10 mil, mürekkep kirliliği ≤ 20 mil, kabarcık ≤ 10 mil.
- Reflektör eğriliği, uzunluğunun %1'inden az veya eşit olmalıdır.
- Plastik pimlerdeki çapaklar 0.14 milimetreyi geçmemelidir.
Mühendisler, doğru PCB lehim pedi desenini oluşturmak için sağlanan boyut çizimlerini (metinde tam olarak ayrıntılandırılmamıştır) kullanmalıdır.
5.2 Bacak Yapılandırması ve Polarite
Bu cihaz 10 pinli bir konfigürasyon kullanır. Pin 1 şekilde gösterilmiştir. Pin düzeni aşağıdaki gibidir:
- Pin 1: Segment E Anodu
- Pin 2: Segment D Anodu
- Pin 3: Ortak Katot 1
- Pin 4: Segment C Anodu
- Pin 5: Ondalık Nokta (DP) Anodu
- Pin 6: Segment B Anodu
- Pin 7: Segment A Anodu
- Pin 8: Ortak Katot 2
- Pin 9: Segment F Anodu
- Pin 10: Segment G Anodu
İç devre şeması, tüm segment anotlarının bağımsız olduğunu, tüm segment katotlarının ise dahili olarak iki pine (3 ve 8) bağlandığını ve bu iki pinin ortak katot oluşturmak için PCB üzerinde birbirine bağlanması gerektiğini göstermektedir.
5.3 Önerilen Lehim Padi Deseni
Reflow lehimleme sürecinde güvenilir lehim bağlantıları ve doğru hizalama sağlamak için önerilen PCB lehim pedi deseni sağlanmıştır. Bu desen, paket boyutlarını ve lehim macunu hacim gereksinimlerini dikkate alır.
6. Kaynak ve Montaj Kılavuzu
6.1 SMT Lehimleme Talimatları
Yüzey Montajı için Kritik Talimatlar:
- Reflow lehimleme (ana yöntem):
- Ön ısıtma: 120–150°C.
- Ön ısıtma süresi: Maksimum 120 saniye.
- Tepe sıcaklığı: Maksimum 260°C.
- Likidus üzeri süre: En fazla 5 saniye.
- Lehimleme (yalnızca bakım/revizyon için):
- Lehimleme sıcaklığı: Maksimum 300°C.
- Temas süresi: Lehim noktası başına maksimum 3 saniye.
- Kritik sınır:Cihaz en fazla iki reflow işlem döngüsüne dayanabilir. İlk reflow işleminden sonra, ikinci reflow işlemi (örneğin, çift taraflı montaj için) yapılmadan önce devre kartının tamamen oda sıcaklığına soğuması gerekir.
6.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama
SMD göstergeler nemden koruyucu ambalajda sevk edilir. "Patlamış mısır" etkisini (lehimleme sırasında hızla genleşen nemin paket çatlamasına neden olması) önlemek için aşağıdaki depolama koşullarına uyulmalıdır:
- Depolama:Açılmamış ambalaj torbaları ≤ 30°C sıcaklıkta ve ≤ %60 bağıl nemde saklanmalıdır.
- Maruziyet süresi:Mühürlü torba açıldığında nem alma işlemi başlar. Bileşenlerin ortam koşullarındaki "atölye ömrü" sınırlıdır.
- Fırınlama:Eğer bileşenler, güvenlik sınırlarını aşacak şekilde ortam nemine maruz kalmışsa, reflow öncesinde nemi gidermek için fırınlanmalıdır. Termal stresi önlemek için fırınlama işlemi yalnızca bir kez yapılmalıdır.
- Makara üzerindeki bileşenler: ≥ 48 saat, 60°C'de fırınlama.
- Dökme bileşenler: ≥ 4 saat, 100°C'de veya ≥ 2 saat, 125°C'de fırınlama.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
7.1 Paketleme Özellikleri
Bu cihaz, otomatik yüzey montajı için uygun, şeritli makara formunda temin edilir.
- Taşıma Şeridi:Siyah iletken polistiren alaşımından üretilmiştir. Boyutlar EIA-481-D standardına uygundur.
- Taşıma Şeridi Boyutları:Elemanları sağlam bir şekilde sabitlemek için belirli yuva boyutlarını içerir. Eğrilik, 250 mm uzunlukta 1 mm'yi geçmeyecek şekilde kontrol edilir.
- Makara Bilgisi:
- Standart paketleme uzunluğu her 22 inçlik makara için: 44.5 metre.
- Her 13 inç makaradaki bileşen sayısı: 700 adet.
- Kalan/Makara sonu için minimum sipariş miktarı: 200 adet.
- Ön Bant ve Kuyruk Bantı:Makarada, makine beslemesi için kullanılan en az 400 mm ön bant ve en az 40 mm kuyruk bandı bulunur.
8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları
8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
- Test ve Ölçüm Cihazları:Dijital multimetreler, osiloskoplar, güç kaynakları net dijital okumalar gerektirir.
- Tüketici Elektroniği:Ses yükselticiler, ev aletleri ekranları (mikrodalga fırın, fırın), fitness ekipmanları.
- Endüstriyel Kontrol:Panel göstergeleri, proses göstergeleri, zamanlayıcı ekranları.
- Otomotiv yedek parça pazarı:Yüksek parlaklığa sahip göstergeler ve ekranlar gereklidir.
8.2 Tasarım Dikkat Edilmesi Gerekenler
- Akım Sürücüsü:Her zaman sabit akım sürücüsü veya her segment anodu ile seri bağlı bir akım sınırlama direnci kullanın. Güç kaynağı voltajına (Vcc), tipik LED ileri voltajı (VF~ 3.8V) ve gerekli ileri akım (IF, örneğin, iyi parlaklık ve sınırlar içinde elde etmek için 10-20 mA alınır) direnç değerini hesaplayın. Örnek: R = (Vcc- VF) / IF.
- Isı Yönetimi:Her segmentin güç tüketimi düşük olsa da, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında, birden fazla segment uzun süre aynı anda yanıyorsa, yeterli PCB bakır alanı veya ısı dağıtımı için delikler sağlanmalıdır. Akım düşürme kurallarını unutmayın.
- Mikrodenetleyici Arayüzü:Ortak katotlu göstergeler için, mikrodenetleyici pinleri genellikle akımı çeker (toprak anahtarı olarak). Açık drenaj/düşük seviye çıkışı olarak yapılandırılmış GPIO pinleri veya yeterli akım çekme kapasitesine sahip özel LED sürücü IC'leri kullanın. Güç kaynağından çekilen toplam akımın derecelendirmesi dahilinde olduğundan emin olun.
- Devredeki ESD Koruması:Nihai uygulamada, özellikle bu hatlar kullanıcı arayüzüne veya harici bağlayıcılara maruz kalıyorsa, ekranla bağlantılı hatlara geçici voltaj baskılama (TVS) diyotları veya diğer koruma önlemlerini eklemeyi düşünün.
9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma
Veri sayfasında doğrudan diğer modellerle karşılaştırma yapılmamış olsa da, özelliklerine dayanarak, LTS-5325CTB-P'nin temel farklılaştırıcı noktaları şunlardır:
- Daha küçük boyutlu ekranlarla karşılaştırıldığında (örneğin 0,3 inç):Daha büyük 0,56 inç karakter yüksekliği sayesinde, uzak mesafelerde daha üstün görünürlük sağlar.
- Düz takmalı LED ekranlarla karşılaştırma:SMD paketleme, otomatik montajı destekler, PCB alanını azaltır ve nihai ürünün daha düşük profil yüksekliğine sahip olmasına izin verir.
- Standart parlaklıktaki LED'lerle karşılaştırma:Yüksek tipik ışık şiddeti (10mA'de 28500 µcd'ye kadar) onu yüksek parlaklık gerektiren uygulamalar için uygun kılar.
- Sınıflandırılmamış LED'lerle Karşılaştırma:Işık şiddeti sınıflandırması, tüm segmentler ve birden fazla birim genelinde tasarımcılar için daha tahmin edilebilir ve düzgün bir parlaklık sağlar; bu profesyonel görünümlü cihazlar için çok önemlidir.
10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Özelliklere Dayalı)
- Soru: Tepe dalga boyu (468 nm) ile baskın dalga boyu (470 nm) arasındaki fark nedir?
Cevap: Tepe dalga boyu, fiziksel ışık çıkışının en güçlü olduğu konumdur. Baskın dalga boyu ise insan gözünün algıladığı ışık rengini temsil eden tek bir dalga boyudur. Genellikle burada gösterildiği gibi birbirine yakındırlar, ancak bazı renkler için farklı olabilirler. Her ikisi de bunun bir mavi ışık LED'i olduğunu doğrular.
- Soru: Bu ekranı 5V güç kaynağı ve bir direnç ile sürebilir miyim?
Cevap: Evet. 5V güç kaynağı (Vcc) ve tipik VFdeğeri 3.8V kullanıyorsanız, bir akım sınırlama direncine ihtiyacınız var. IF=10 mA için: R = (5V - 3.8V) / 0.01A = 120 Ω. Bir sonraki standart değeri kullanın, örneğin 120 Ω veya 150 Ω. Gerçek parlaklığı ve güç tüketimini doğrulamayı unutmayın.
- Soru: Neden iki ortak katot pimi (3 ve 8) var?
Cevap: Bu, akım işleme ve PCB düzeni esnekliği içindir. Toplam katot akımı, yanan tüm segmentlerin akımlarının toplamıdır. İki pime sahip olmak bu akımı bölerek her bir pimdeki akım yoğunluğunu azaltır ve güvenilirliği artırır. Her iki pim de PCB'nizde toprağa bağlanmalıdır.
- Soru: Maksimum reflow sayısı ikidir. Kartı üçüncü kez yeniden işlemem gerekiyorsa ne yapmalıyım?
Cevap: Bu kesinlikle tavsiye edilmez. Üçüncü bir reflow işlemi, plastik paket ve iç bağlantıları aşırı termal strese maruz bırakarak arıza riskini önemli ölçüde artırır. Yeniden işleme için, yalnızca onarılması gereken belirli lehim noktalarına son derece dikkatli bir şekilde lehim havya kullanın (maksimum 300°C, 3 saniye) ve tüm bileşeni ısıtmaktan kaçının.
- Soru: 2:1 ışık şiddeti eşleştirme oranı nasıl anlaşılır?
Cevap: Bu, tek bir görüntüleme birimi içinde, aynı sürücü koşullarında, en parlak segmentin parlaklığının en koyu segmentin parlaklığını iki katını geçmemesi gerektiği anlamına gelir. Bu, görüntülenen karakterlerin görsel düzgünlüğünü sağlar.
11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri
Cevap: Tepe dalga boyu, fiziksel ışık çıkışının en güçlü olduğu konumdur. Baskın dalga boyu ise insan gözünün algıladığı ışık rengini temsil eden tek bir dalga boyudur. Genellikle burada gösterildiği gibi birbirine yakındırlar, ancak bazı renkler için farklı olabilirler. Her ikisi de bunun bir mavi ışık LED'i olduğunu doğrular.
Cevap: Evet. 5V güç kaynağı (Vcc) ve tipik VFdeğeri 3.8V kullanıyorsanız, bir akım sınırlama direncine ihtiyacınız var. IF=10 mA için: R = (5V - 3.8V) / 0.01A = 120 Ω. Bir sonraki standart değeri kullanın, örneğin 120 Ω veya 150 Ω. Gerçek parlaklığı ve güç tüketimini doğrulamayı unutmayın.
Cevap: Bu, akım işleme ve PCB düzeni esnekliği içindir. Toplam katot akımı, yanan tüm segmentlerin akımlarının toplamıdır. İki pime sahip olmak bu akımı bölerek her bir pimdeki akım yoğunluğunu azaltır ve güvenilirliği artırır. Her iki pim de PCB'nizde toprağa bağlanmalıdır.
Cevap: Bu kesinlikle tavsiye edilmez. Üçüncü bir reflow işlemi, plastik paket ve iç bağlantıları aşırı termal strese maruz bırakarak arıza riskini önemli ölçüde artırır. Yeniden işleme için, yalnızca onarılması gereken belirli lehim noktalarına son derece dikkatli bir şekilde lehim havya kullanın (maksimum 300°C, 3 saniye) ve tüm bileşeni ısıtmaktan kaçının.
Cevap: Bu, tek bir görüntüleme birimi içinde, aynı sürücü koşullarında, en parlak segmentin parlaklığının en koyu segmentin parlaklığını iki katını geçmemesi gerektiği anlamına gelir. Bu, görüntülenen karakterlerin görsel düzgünlüğünü sağlar.
Örnek: Basit bir dijital voltmetre okuması tasarlama
Bir tasarımcı, ADC'li bir mikrodenetleyici kullanarak 0-30V DC voltmetre oluşturuyor. LTS-5325CTB-P, iyi okunabilirliği nedeniyle seçildi.
- Devre tasarımı:Mikrodenetleyicinin G/Ç pinleri, segment anotlarına (A-G, DP) 150 Ω akım sınırlama direnci (5V sistem için hesaplanmış) üzerinden bağlanır. İki ortak katot pini birleştirilir ve mikrodenetleyici pini tarafından kontrol edilen, alçak taraf anahtarı olarak kullanılan tek bir NPN transistöre (örneğin 2N3904) bağlanır. Bu, gerektiğinde çoklama yapılmasına izin verir, ancak tek bir basamak için sürekli yanık kalabilir.
- Yazılım:Mikrodenetleyici ADC değerini okur, bunu voltaja dönüştürür ve ardından bu değeri doğru 7 segment deseniyle (0-9) eşler. Segment verileri ilgili G/Ç pinlerine gönderilir.
- PCB Yerleşimi:Paket olarak veri sayfasında önerilen lehimleme desenini kullanın. Lehimlemeyi kolaylaştırmak için ped bağlantılarına termal rölyef pedleri ekleyin. Ortak katot için toprak bağlantısı sağlam olmalıdır.
- Montaj:Devre kartı, standart kurşunsuz reflow profili kullanılarak monte edilmiştir; tepe sıcaklığının 260°C'yi geçmemesi sağlanmıştır. Bileşenler yalnızca bir reflow döngüsüne maruz bırakılmıştır.
- Sonuçlar:Nihai ürün, net, parlak ve homojen bir mavi voltaj okuması sergilemektedir.
12. Çalışma Prensibi Özeti
LTS-5325CTB-P, yarı iletken p-n eklemindeki elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif malzemesi InGaN'dir (indiyum galyum nitrür). Diyotun eşik voltajını (yaklaşık 3.3-3.8V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) formunda salarlar. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar - bu durumda mavi (~470 nm). Safir substrat, yüksek kaliteli InGaN katmanlarının büyütülmesi için kristal bir şablon sağlar. Gri panel ve beyaz segment malzemesi, ışığı tanınabilir sayısal segmentlere şekillendiren bir dağıtıcı ve kontrast artırıcı olarak görev yapar.
13. Teknoloji Trendleri ve Arka Plan
Bu cihaz, olgun ve yaygın olarak benimsenmiş bir teknolojiyi temsil eder. Safir üzerinde InGaN kullanarak mavi LED üretmek standart bir endüstriyel süreçtir. Bu bileşen için arka plan sağlayan görüntüleme teknolojisi trendleri şunları içerir:
- Küçültme:0.56 inç yaygın bir boyut olmasına rağmen, ultra kompakt cihazlar için daha küçük boyutlarda yüksek parlaklıklı SMD dijital tüpler geliştirme eğilimi bulunmaktadır.
- Verimlilik Artışı:Sürekli malzeme bilimi ilerlemeleri, InGaN LED'lerin ışık verimliliğini (lümen/vat) artırarak daha düşük akımlarda daha yüksek parlaklık veya daha az termal yük elde edilmesine olanak sağlamaktadır.
- Entegrasyon:LED ekranların sürücü IC'leri ve mikrodenetleyicileri ile bütünleştirilerek daha tam teşekküllü "akıllı ekran" modüllerine dönüştürülmesi eğilimi bulunmaktadır; bu da nihai ürün tasarımını basitleştirmektedir.
- Renk Seçenekleri ve RGB:Bu tek renkli mavi ışık ekran olsa da, temeldeki InGaN teknolojisi aynı zamanda yeşil ışık ve fosfor kombinasyonu ile beyaz ışık LED'leri üretmenin de temelidir. Tam renkli RGB ekranlar, daha karmaşık grafik görüntüler için kullanılan mini SMD LED'lerle de giderek daha yaygın hale gelmektedir.
- Alternatif Teknolojiler:Bazı uygulamalar için, OLED (Organik Işık Yayan Diyot) ekranlar incelik ve görüş açısı açısından avantajlara sahiptir, ancak bu tür inorganik LED'lerle karşılaştırıldığında farklı ömür ve parlaklık özelliklerine sahip olabilir.
Basit, parlak, dayanıklı ve tercihen SMD montajı gerektiren dijital görüntüleme uygulamaları için LTS-5325CTB-P hala sağlam, güvenilir ve uygun maliyetli bir çözüm olmaya devam etmektedir.
LED Özellik Terminolojisi Ayrıntılı Açıklaması
LED Teknik Terimlerinin Tam Açıklaması
I. Optoelektronik Performans Temel Göstergeleri
| Terimler | Birim/Gösterim | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Etkinliği (Luminous Efficacy) | lm/W (lümen/vat) | Watt başına üretilen ışık akısı, ne kadar yüksekse o kadar enerji tasarruflu olur. | Aydınlatma armatürünün enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini doğrudan belirler. |
| Işık Akısı (Luminous Flux) | lm (lümen) | Bir ışık kaynağının yaydığı toplam ışık miktarı, halk arasında "parlaklık" olarak adlandırılır. | Lambanın yeterince parlak olup olmadığına karar verin. |
| Işık Açısı (Viewing Angle) | ° (derece), örneğin 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışık hüzmesinin genişliğini veya darlığını belirler. | Aydınlatma alanını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı (CCT) | K (Kelvin), örn. 2700K/6500K | Işığın sıcak veya soğuk rengi; düşük değer sarı/sıcak, yüksek değer beyaz/soğuk tonlara kayar. | Aydınlatma atmosferini ve uygun kullanım senaryolarını belirler. |
| Renksel Geriverim İndeksi (CRI / Ra) | Birim yok, 0–100 | Işık kaynağının nesnelerin gerçek renklerini yansıtma yeteneği, Ra≥80 tercih edilir. | Renk gerçekliğini etkiler; alışveriş merkezleri, sanat galerileri gibi yüksek gereksinimli mekanlarda kullanılır. |
| Renk toleransı (SDCM) | MacAdam elips adım sayısı, örn. "5-step" | Renk tutarlılığının nicel göstergesi, adım sayısı ne kadar küçükse renk o kadar tutarlıdır. | Aynı parti aydınlatma armatürlerinin renginde fark olmamasını sağlamak. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometre), örneğin 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin renklerine karşılık gelen dalga boyu değerleri. | Kırmızı, sarı, yeşil gibi tek renkli LED'lerin renk tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım (Spectral Distribution) | Dalga Boyu vs. Yoğunluk Eğrisi | LED'in yaydığı ışığın farklı dalga boylarındaki yoğunluk dağılımını gösterir. | Renksel geriverim ve renk kalitesini etkiler. |
İki, Elektriksel Parametreler
| Terimler | Semboller | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim (Forward Voltage) | Vf | LED'in yanması için gereken minimum voltaj, "başlangıç eşiği" gibidir. | Sürücü güç kaynağı voltajı ≥Vf olmalıdır, birden fazla LED seri bağlandığında voltajlar toplanır. |
| Forward Current | Eğer | LED'in normal şekilde ışık yaymasını sağlayan akım değeri. | Genellikle sabit akım sürücüsü kullanılır, akım parlaklığı ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı (Pulse Current) | Ifp | Kısa süreli olarak tolere edilebilen tepe akımı, ışık ayarlama veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir, aksi takdirde aşırı ısınma ve hasar meydana gelir. |
| Ters Gerilim (Reverse Voltage) | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, bu değer aşılırsa LED bozulabilir. | Devrede ters bağlantı veya voltaj darbelerine karşı koruma sağlanmalıdır. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | Isının çipten lehim noktasına iletilmesindeki direnç, değer ne kadar düşükse ısı dağılımı o kadar iyidir. | Yüksek termal direnç, daha güçlü bir soğutma tasarımı gerektirir, aksi takdirde bağlantı sıcaklığı artar. |
| Elektrostatik Deşarj Direnci (ESD Immunity) | V (HBM), örneğin 1000V | Statik şok direnci, değer ne kadar yüksekse statik elektrikten o kadar az zarar görür. | Üretimde, özellikle yüksek hassasiyetli LED'ler için statik elektrik önlemleri alınmalıdır. |
III. Isı Yönetimi ve Güvenilirlik
| Terimler | Kritik Göstergeler | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED çipinin içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C düşüşte, ömür iki katına çıkabilir; aşırı yüksek sıcaklık ışık azalmasına ve renk kaymasına neden olur. |
| Işık Azalması (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70'ine veya %80'ine düşmesi için gereken süre. | LED'in "kullanım ömrü"nü doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakım Oranı (Lumen Maintenance) | % (örneğin %70) | Belirli bir süre kullanımdan sonra kalan parlaklığın yüzdesi. | Uzun süreli kullanım sonrası parlaklık koruma yeteneğini karakterize eder. |
| Color Shift | Δu′v′ veya MacAdam Elipsi | Kullanım sürecindeki renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnesinin renk tutarlılığını etkiler. |
| Thermal Aging | Malzeme performansının düşmesi | Uzun süreli yüksek sıcaklığa bağlı olarak paketleme malzemesinde bozulma. | Parlaklıkta azalma, renk değişimi veya açık devre arızalarına yol açabilir. |
IV. Paketleme ve Malzemeler
| Terimler | Yaygın Türler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paketleme Türü | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan ve optik, termal arayüz sağlayan kasa malzemesi. | EMC iyi ısı direncine ve düşük maliyete sahiptir; seramik üstün ısı dağıtımı ve uzun ömür sunar. |
| Çip yapısı | Düz Yüzey Üstü, Ters Çevrilmiş (Flip Chip) | Çip Elektrot Düzenleme Yöntemi. | Ters çevirme daha iyi ısı dağılımı ve daha yüksek ışık verimliliği sağlar, yüksek güç için uygundur. |
| Fosfor kaplama | YAG, silikat, nitrür | Mavi ışık yayan çip üzerine kaplanır, bir kısmı sarı/kırmızı ışığa dönüştürülür ve beyaz ışık oluşturmak için karıştırılır. | Farklı fosforlar, ışık verimliliğini, renk sıcaklığını ve renksel geriverimi etkiler. |
| Lens/Optik Tasarımı | Düzlem, Mikrolens, Tam Yansıma | Paketleme yüzeyindeki optik yapı, ışık dağılımını kontrol eder. | Işık açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
V. Kalite Kontrolü ve Sınıflandırma
| Terimler | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıflandırması | Kodlar örneğin 2G, 2H | Parlaklık seviyelerine göre gruplandırılır, her grubun minimum/maksimum lümen değeri vardır. | Aynı parti ürünlerin parlaklığının tutarlı olmasını sağlayın. |
| Voltaj sınıflandırması | Kodlar örneğin 6W, 6X | İleri yönlü voltaj aralığına göre gruplandırın. | Sürücü güç kaynağı eşleştirmesini kolaylaştırmak ve sistem verimliliğini artırmak için. |
| Renk Ayırımı Kademesi | 5-step MacAdam elipsi | Renk koordinatlarına göre gruplandırın, renklerin çok dar bir aralıkta kalmasını sağlayın. | Renk tutarlılığını sağlayın, aynı armatür içinde renk düzensizliğinden kaçının. |
| Renk sıcaklığı sınıflandırması | 2700K, 3000K vb. | Renk sıcaklığına göre gruplandırılmıştır, her grubun karşılık gelen koordinat aralığı vardır. | Farklı senaryoların renk sıcaklığı ihtiyaçlarını karşılar. |
VI. Test ve Sertifikasyon
| Terimler | Standart/Test | Basit Açıklama | Anlam |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen Bakım Testi | Sabit sıcaklık koşullarında uzun süreli yakma, parlaklık azalma verilerini kaydetme. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile birlikte). |
| TM-21 | Ömür Tahmin Standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek kullanım koşullarında ömür tahmini. | Bilimsel ömür tahmini sağlamak. |
| IESNA standardı | Aydınlatma Mühendisliği Derneği Standardı | Optik, elektrik ve termal test yöntemlerini kapsar. | Sektörde kabul görmüş test referansı. |
| RoHS / REACH | Çevre Sertifikası | Ürünün zararlı maddeler (kurşun, cıva gibi) içermediğinden emin olun. | Uluslararası pazara giriş koşulları. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji Verimliliği Sertifikası | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Genellikle devlet alımları ve sübvansiyon projelerinde kullanılır, piyasa rekabet gücünü artırır. |