LTC-7500KG LED Ekran Veri Sayfası - 0.72-inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Yeşil - 2.6V İleri Voltaj - 70mW Güç Dağılımı - İngilizce Teknik Belge

1. Ürüne Genel Bakış

LTC-7500KG, yüksek performanslı, üç haneli, yedi segmentli bir LED ekran modülüdür. Temel işlevi, çok çeşitli elektronik ekipmanlarda net ve parlak sayısal okumalar sağlamaktır. Çekirdek teknolojisi, yüksek verimli yeşil ışık üretmesiyle bilinen bir GaAs substratı üzerinde büyütülmüş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) LED çiplerine dayanır. Cihaz, çeşitli aydınlatma koşullarında optimum okunabilirlik için mükemmel kontrast sunan, beyaz segmentli siyah bir ön yüze sahiptir.

1.1 Temel Özellikler ve Çekirdek Avantajlar

Ekran, onu zorlu uygulamalar için uygun kılan birkaç temel avantajla tasarlanmıştır. 0,72 inç (18,4 mm) hane yüksekliği, büyük ve kolay okunabilir bir karakter sağlar. Segmentler sürekli ve düzgündür, tüm haneler ve segmentler arasında tutarlı bir görünüm sağlar. Düşük güç gereksinimleriyle çalışır ve enerji verimli tasarımlara katkıda bulunur. Yüksek parlaklık ve yüksek kontrastın, geniş bir görüş açısıyla birleşimi, ekranın birden fazla konumdan görülebilmesini sağlar. Ayrıca, katı hal güvenilirliği sunar ve ışık şiddeti için kategorize edilmiştir, bu da çoklu ekran kurulumlarında parlaklık eşleştirmesine olanak tanır. Paket kurşunsuzdur ve RoHS direktiflerine uygundur.

1.2 Cihaz Açıklaması ve Hedef Pazar

Bu cihaz, özellikle sağ tarafta ondalık noktası olan çoklamalı ortak katotlu bir göstergedir. Çoklama tasarımı, gereken sürücü pin sayısını azaltarak arayüz devresini basitleştirir. Hedef pazarı, güvenilir sayısal gösterge gerektiren geniş bir yelpazedeki sıradan elektronik ekipmanları kapsar. Bu, ofis otomasyon ekipmanlarını, iletişim cihazlarını, endüstriyel kontrol panellerini, ölçüm cihazlarını, ev aletlerini ve tüketici elektroniğini içerir. Tasarım, netlik, güvenilirlik ve entegrasyon kolaylığını önceliklendirir.

2. Teknik Parametreler ve Nesnel Yorumlama

Bu bölüm, yalnızca teknik özellikler belgesinde sağlanan verilere dayanarak, LTC-7500KG ekranının elektriksel, optik ve termal özelliklerine ilişkin ayrıntılı ve nesnel bir analiz sunmaktadır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Bunlar çalışma koşulları değildir.

• Segment Başına Güç Dağılımı: 70 mW. Bu, tek bir LED segmentinin aşırı ısınma riski olmadan güvenle dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı: 60 mA. Bu akım yalnızca %10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliğine sahip darbe koşullarında izin verilir. Sürekli çalışma için değil, çok yüksek anlık parlaklık elde etmek için kullanılır.
• Segment Başına Sürekli İleri Akımı: 25°C'de 25 mA. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça bu akım, 0.28 mA/°C oranında doğrusal olarak azalır. Örneğin, 85°C'de izin verilen maksimum sürekli akım yaklaşık 25 mA - (0.28 mA/°C * 60°C) = 8.2 mA olacaktır.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı: -35°C ila +105°C. Cihaz bu tam aralıkta depolanabilir veya çalıştırılabilir.
• Lehim Durumu: Cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (≈1.6mm) altındaki bir noktada lehim sıcaklığının 3 saniye boyunca 260°C'yi aşmadığı dalga lehimleme veya yeniden akışa dayanabilir. Bileşen gövdesinin sıcaklığının montaj sırasında maksimum sıcaklık derecesini aşmaması gerekir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bu parametreler standart test koşullarında (Ta=25°C) ölçülmüştür ve tipik performansı temsil eder.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V): Bu, temel parlaklık parametresidir. İleri yön akımında (I_F1 mA akımında, yoğunluk tipik olarak 1050 µcd (mikrokandela) olup, minimum 500 µcd'dir. 10 mA'de, tipik yoğunluk önemli ölçüde artarak 11550 µcd'ye yükselir. Tasarımcılar, gerekli parlaklık ve termal hususlara dayanarak sürücü akımını seçmelidir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p): 571 nm (tipik). Bu, yayılan ışık yoğunluğunun en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 15 nm (tipik). Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık anlamına gelir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 572 nm (tipik). Bu, insan gözü tarafından algılanan ve yeşil rengi tanımlayan dalga boyudur.
• Çip Başına İleri Yönlü Gerilim (V_F): 2.6 V (tipik), I_F=20 mA. Devre tasarımı, bu voltaj düşüşünü ve çipten çipe değişkenliğini hesaba katmalıdır.
• Segment Başına Ters Akım (I_R): Ters voltajda (V_R) 5V'da maksimum 100 µA. Bu parametre yalnızca test amaçlıdır; sürekli ters öngerilimli çalışma yasaktır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı: 2:1 maksimum (benzer ışık alanı için). Bu, aynı sürüş koşulu altında herhangi iki segment arasındaki parlaklık farkının (I_F=1mA) iki faktörü aşmamalıdır.
• Cross Talk: ≤ %2,5. Bu, genellikle dahili optik yansıma nedeniyle, bitişik bir segment aydınlatıldığında, enerjilendirilmemiş bir segmentten gelen istenmeyen ışığın maksimum miktarını belirtir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın \"ışık şiddeti için kategorize edildiğini\" belirtmektedir. Bu, sağlanan alıntıda spesifik bin kodları listelenmese de, bir binning sisteminin uygulandığı anlamına gelir. LED üretiminde binning, ışık şiddeti (parlaklık), ileri voltaj (V_F) ve baskın dalga boyu (renk) gibi ölçülen parametrelere dayanarak LED'leri sınıflandırma işlemidir.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması: LED'ler, standart bir test akımındaki ışık çıkışlarına göre sınıflara ayrılır. Bu, aynı üründe kullanılan birden fazla ekranda parlaklık tutarlılığını sağlar. Veri sayfasındaki 2:1 yoğunluk eşleştirme oranı, bu sınıflandırmaya dayanan bir performans garantisidir.
• İleri Gerilim Sınıflandırması: LED'ler ayrıca V_F. Aynı V_F bölmesinden alınan LED'lerin çoklanmış veya paralel sürülen bir devrede kullanılması, düzgün akım dağılımı ve tutarlı parlaklık sağlamaya yardımcı olur.
• Dalga Boyu/Renk Bölmelemesi: Bu yeşil AlInGaP tipi gibi renkli LED'ler için, baskın dalga boyu (λ_d) ile sınıflandırma tutarlı bir renk tonu sağlar. Çoklu ünite montajlarında "hue uneven problems" (renk tonu düzensizliği sorunları)ndan kaçınma ihtiyacını doğrudan ele alan uyarı notu, "same BIN LED display" (aynı BIN kodlu LED ekran) kullanımını önermektedir.

Tasarımcılar, sıkı renk veya parlaklık eşleştirmesi gerektiren uygulamalar için sipariş verirken, spesifik BIN kodu bilgisi için üreticiye danışmalıdır.

4. Performance Curve Analysis

Sağlanan PDF alıntısı 7/10. sayfadaki "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunsa da, ilgili grafikler metin içeriğinde yer almamaktadır. Tipik olarak, bir LED ekran için bu tür eğriler şunları içerir:

• Göreceli Işık Şiddeti - İleri Akım (I-V Eğrisi): Bu grafik, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl arttığını gösterir. Genellikle doğrusal değildir ve çok yüksek akımlarda verimlilik genellikle düşer.
• İleri Yönlü Gerilim - İleri Yönlü Akım: Bu, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemli olan diyodun Akım-Gerilim karakteristiğini gösterir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı: Bu eğri, eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. Geniş bir sıcaklık aralığında çalışan sistemlerin tasarımı için kritik öneme sahiptir.
• Spektral Dağılım: Işık şiddetinin dalga boyuna karşı çizildiği, zirveyi ~571nm'de ve spektral genişliği gösteren bir grafik.

Bu eğriler, cihazın standart olmayan koşullar altındaki davranışını anlamak ve sürücü devresini performans, verimlilik ve uzun ömür için optimize etmek açısından hayati öneme sahiptir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Çizimi

LTC-7500KG, 30 pinli, çift sıralı bir pakettir. Çizimdeki ana boyutlar şunlardır:

• Toplam paket genişliği: Yaklaşık 45.72 mm.
• Rakam yüksekliği: 18.4 mm (0.72 inç).
• Bacak aralığı (pitch): 2.54 mm (0.1 inç), standart bir DIP pitch'i.
• Sıra arası mesafe: 10.16 mm (2.54 mm * 4).
• Pin çapı: 0.45 mm. Kolay takılabilmesi ve lehimlenebilmesi için önerilen PCB delik çapı 0.9 mm'dir.

Çoğu ölçü için toleranslar ±0.25 mm'dir. Özel notlar, pin ucu kayması (±0.4 mm), segmentlerde yabancı madde, mürekkep bulaşması, kabarcıklar ve reflektör eğilmesi gibi izin verilen üretim varyasyonlarını ele alır.

5.2 Pin Bağlantısı ve Polarite Tanımlama

Cihaz, çoklanmış ortak katot konfigürasyonu kullanır. Her basamak için bir tane olmak üzere (Basamak 1, Basamak 2, Basamak 3) üç ortak katot pini bulunur. Her üç basamağın her bir segmenti (A-G ve DP) için anotlar ayrı pinlere çıkarılmıştır. Bu yapı, mikrodenetleyicinin istenen segment anotlarına yüksek sinyal uygularken, ilgili ortak katodu düşük seviyeye çekerek her seferde bir basamağı aydınlatmasına olanak tanır. Basamaklar arasında hızlı bir şekilde dönüş yapılarak (çoklama), her üç basamak da sürekli yanıyormuş gibi görünür. Pin çıkış tablosu, 30 pinin tümü için spesifik eşleştirmeyi sağlar. Çizimde Pin 1 tanımlanmış olup yönlendirmeyi belirler.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Uygun taşıma ve montaj, güvenilirlik için kritik öneme sahiptir.

• Lehimleme: Cihaz, oturma düzleminin 1.6mm altındaki bir noktada 3 saniye boyunca 260°C lehim sıcaklığına dayanabilir. Bu gereksinimle uyumlu standart kurşunsuz reflow veya dalga lehimleme profilleri kullanılmalıdır.
• Mekanik Stres: Ekran gövdesine anormal kuvvet uygulayan uygun olmayan aletler veya montaj yöntemleri kullanmaktan kaçının, çünkü bu fiziksel hasara neden olabilir.
• Pattern Film Uygulaması: Ön yüzeye dekoratif bir film uygulanırsa, basınca duyarlı yapıştırıcı kullanır. Bu filmin ön panel/kapak ile yakın temasta olması önerilmez, çünkü dış kuvvet filmin yer değiştirmesine neden olabilir.

7. Depolama Koşulları

Bozulmayı, özellikle pinlerin oksidasyonunu önlemek için LED ekranlar orijinal ambalajlarında aşağıdaki koşullarda depolanmalıdır:

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

Bu özelliklerin dışında depolama, lehimlenebilirliği ve uzun vadeli performansı olumsuz etkileyebilir.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

"Dikkat Edilmesi Gerekenler" bölümüne dayanarak, takip edilmesi gereken birkaç kritik tasarım ve uygulama kılavuzu vardır.

8.1 Devre Tasarımı

• Sürüş Yöntemi: Sabit voltaj sürüşü yerine sabit akım sürüşü şiddetle tavsiye edilir. Bu, tek tek LED çiplerinin ileri voltajındaki (V_F) değişimlerden bağımsız olarak tutarlı bir ışık şiddeti sağlar.
• Akım Sınırlama: Devre, olası tüm V aralığında (tipik olarak 2.05V ila 2.6V) amaçlanan sürücü akımını sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır._F (2.05V to 2.6V typical).
• Güvenli Çalışma Akımı: Seçilen sürekli sürüş akımı, uygulamadaki maksimum beklenen ortam sıcaklığına göre, 25°C'den itibaren 0.28 mA/°C azaltma faktörü kullanılarak düşürülmelidir.
• Koruma: Sürücü devresi, güç açma veya kapatma sırasında ters gerilimlere ve geçici gerilim ani yükselmelerine karşı koruma içermelidir. Ters öngerilim, metal göçüne neden olarak sızıntı akımını artırabilir veya kısa devrelere yol açabilir.

8.2 Termal ve Çevresel Yönetim

• Termal Yönetim: Önerilen çalışma akımı veya sıcaklığın aşılması, şiddetli ışık çıkışı düşüşüne veya erken arızaya yol açacaktır. Yüksek sıcaklık ortamlarında yeterli havalandırma veya soğutucu kullanımı gerekli olabilir.
• Yoğuşma: Özellikle yüksek nemli ortamlarda, ortam sıcaklığındaki ani değişikliklerden kaçının. Bu durum, ekranda yoğuşma oluşmasına ve potansiyel olarak elektriksel veya optik sorunlara yol açabilir.

8.3 Testing and Matching

• Mechanical Testing: Bu ekranı içeren nihai ürünün düşme veya titreşim testlerinden geçmesi gerekiyorsa, test koşulları tasarım son halini almadan önce tedarikçi ile değerlendirme ve öneriler için paylaşılmalıdır.
• Ekran Eşleştirme: Bir sette iki veya daha fazla ekran kullanan uygulamalarda (örneğin, çok haneli bir panel), parlaklık veya renk tonunda belirgin farklılıkların önüne geçmek için aynı üretim grubundan ekranların kullanılması önerilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Veri sayfasında diğer modellerle doğrudan bir karşılaştırma sunulmamış olsa da, LTC-7500KG'nin temel farklılaştırıcıları teknik özelliklerinden çıkarılabilir:

• Teknoloji: Yeşil ışık için GaAs substratı üzerinde AlInGaP kullanımı, eski teknolojilere kıyasla yüksek verimlilik ve iyi sıcaklık kararlılığı sunar.
• Paket: Standart 30-pin DIP paketindeki 0.72 inç rakam yüksekliği, boyut ve okunabilirlik arasında bir denge sunarak birçok mevcut ürün form faktörüne iyi uyum sağlar.
• Optik Performans: Yüksek tipik parlaklık (11550 µcd @10mA), yüksek kontrast (siyah yüzey/beyaz segmentler) ve geniş görüş açısının kombinasyonu, kullanıcı arayüzleri için güçlü bir paket oluşturur.
• Uygunluk: Kurşunsuz ve RoHS uyumlu paketleme, modern çevre düzenlemelerine uygundur.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı doğrudan 5V mikrodenetleyici pini ile sürebilir miyim?
A: Hayır. Tipik ileri voltaj 2.6V'dur ve doğru akımı ayarlamak için her zaman seri bir akım sınırlama direnci gereklidir. Doğrudan bir 5V piminden sürmek, büyük olasılıkla mutlak maksimum akımı aşar ve LED'i tahrip eder.

S: Neden tepe akımı (60mA) sürekli akımdan (25mA) çok daha yüksek?
C: LED'ler, üretilen ısının bağlantı sıcaklığını tehlikeli bir seviyeye yükseltmek için zaman bulamadığından kısa, yüksek akımlı darbelere dayanabilir. %1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği, ortalama gücün güvenli sınırlar içinde kalmasını sağlar. Bu, çok yüksek tepe parlaklığı gerektiren uygulamalar için kullanılır.

S: Sürücü devrem için "common cathode" ne anlama geliyor?
A: Ortak katotlu bir göstergede, bir rakam için tüm LED'lerin katotları (negatif tarafları) birbirine bağlanmıştır. Bir segmenti yakmak için, anoduna (bir direnç üzerinden) pozitif bir voltaj uygular ve ilgili rakamın ortak katodunu toprağa bağlarsınız. Bu, ortak anotlu bir göstergenin tam tersidir.

Q: Üç rakamda da eşit parlaklığı nasıl sağlarım?
A: Çoklama (multiplexing) kullanın. Yalnızca bir rakamı aynı anda, ortak katodunu aktifleştirerek açın. O rakamdaki istenen segmentleri aydınlatın. Üç rakam arasında hızlı bir şekilde (örneğin, 100Hz veya daha hızlı) döngü yapın. Görüntünün sürekliliği, tüm rakamların sürekli yanıyormuş gibi görünmesini sağlar. Her rakamın kısa açık kalma süresindeki tepe akımının, istenen ortalama parlaklığı sağladığından emin olun.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Dijital bir zamanlayıcı ekranı tasarlanması.
Bir tasarımcı, dakika ve saniyeyi (DD:SS) gösteren bir geri sayım zamanlayıcısı oluşturmaktadır. İki adet LTC-7500KG birimine ihtiyaç duyacaktır. Mikrodenetleyici (örneğin, bir ARM Cortex-M veya PIC), 6 ortak katot kontrol hattına (her basamak için bir tane) ve 8 segment kontrol hattına (7 segment + ondalık nokta) sahip olacaktır. Firmware, bir çoklama rutini uygulayacaktır. Sürücü akımı, akım sınırlayıcı dirençler veya tercihen bir sabit akım sürücü IC aracılığıyla ayarlanacaktır. Akım değeri, gereken parlaklığa ve zamanlayıcı muhafazası içindeki maksimum ortam sıcaklığına göre seçilecektir. Görsel tutarlılığı sağlamak için, tasarımcı tedarikçiye her iki ekranın da aynı yoğunluk ve dalga boyu grubundan olması gerektiğini belirtecektir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

LTC-7500KG, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Diyotun eşik değerini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi AlInGaP katmanından gelen elektronlar, p-tipi katmandan gelen oyuklarla yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar (ışık) şeklinde salar. AlInGaP yarı iletkeninin özel bileşimi, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler; bu durumda yeşil (~572 nm). Her rakam, yedi çubuk şeklinde LED segmentinden (A'dan G'ye) ve bir ondalık noktadan (DP) oluşur. Bu segmentler seçici olarak enerjilendirilerek, 0'dan 9'a kadar herhangi bir sayısal rakam oluşturulabilir. Çoklama şeması, segment sürücü hatlarını tüm rakamlar arasında elektronik olarak paylaşarak, gereken mikrodenetleyici G/Ç pin sayısını önemli ölçüde azaltır.

13. Teknoloji Eğilimleri

LED ekran teknolojisi gelişmeye devam ediyor. LTC-7500KG olgun ve güvenilir AlInGaP teknolojisini kullanırken, daha geniş endüstri trendleri şunları içerir:

• Artan Verimlilik: Devam eden malzeme bilimi araştırmaları, tüm LED renklerinin lümen-vat başına verimliliğini (etkinliğini) artırmayı ve aynı ışık çıktısı için güç tüketimini azaltmayı amaçlamaktadır.
• Küçültme: Daha küçük piksel aralıklarına ve daha yüksek yoğunluklu ekranlara doğru bir eğilim olsa da, bunun gibi büyük rakamlı uygulamalarda okunabilirlik en önemli faktör olmaya devam etmektedir.
• Entegrasyon: Bazı modern ekranlar, sürücü entegre devrelerini doğrudan modül paketine entegre ederek harici devreleri basitleştirir. LTC-7500KG, maksimum tasarım esnekliği sunan geleneksel, ayrık bir yaklaşımı temsil eder.
• Renk Seçenekleri: Bu tek renkli yeşil bir ekran olsa da, mavi/beyaz için InGaN gibi farklı yarı iletken malzemeler kullanılarak diğer renklerde (kırmızı, sarı, mavi, beyaz) geniş bir yedi segmentli ekran çeşitliliği mevcuttur.

LTC-7500KG, tam grafik ekranın maliyeti ve karmaşıklığı olmadan, sağlam, yüksek okunabilirliğe sahip ve güvenilir sayısal gösterge gerektiren uygulamalar için iyi oturmuş bir nişi işgal etmektedir.