LTC-561JD LED Ekran Veri Sayfası - 0.56 inç Rakam Yüksekliği - AlInGaP Kırmızı - 2.6V İleri Gerilim - Düşük Güç Tüketimi - İngilizce Teknik Belge

1. Ürüne Genel Bakış

LTC-561JD, yüksek performanslı, üç haneli, yedi segmentli bir LED ekran modülüdür. Tasarımının temel odağı, güç verimliliğinin kritik önem taşıdığı uygulamalarda net sayısal okumalar sağlamaktır. Cihaz, yüksek ışık verimliliği ve özellikle kırmızı spektrumda mükemmel renk saflığı ile tanınan gelişmiş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) LED çip teknolojisini kullanır. Opak olmayan bir GaAs substratı üzerinde büyütülen bu özel malzeme sistemi, ekranın yüksek parlaklığına ve kontrast oranına katkıda bulunur.

Ekran, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği en üst düzeye çıkarmak için seçilmiş, beyaz segment işaretlemeli gri bir yüze sahiptir. Bu ürünün temel bir yeniliği, düşük akımla çalışma için optimize edilmiş olmasıdır. Segmentler, her segment için 1 mA kadar düşük akımlarla sürüldüğünde bile mükemmel düzgünlük ve performans sağlamak amacıyla titizlikle test edilir ve sınıflandırılır. Bu özellik, onu pil ile çalışan cihazlar, taşınabilir ölçüm cihazları ve güç tüketimini en aza indirmenin esas olduğu her türlü sistem için son derece uygun kılar. Paket, RoHS çevre yönergelerine uygun olarak kurşunsuzdur.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Rakam Yüksekliği: 0.56 inç (14.2 mm), net ve kolay okunabilir bir sayısal ekran sunar.
• Mükemmel Segment Düzgünlüğü: Titiz testler ve sınıflandırma, tüm segmentler ve rakamlar arasında tutarlı parlaklık ve renk sağlar.
• Düşük Güç Gereksinimi: Özellikle çok düşük sürüş akımlarında verimli çalışacak şekilde tasarlanmıştır, pil ömrünü uzatır.
• Yüksek Parlaklık ve Kontrast: AlInGaP teknolojisi ve gri-yüzey/beyaz-segment tasarımı üstün optik performans sunar.
• Geniş Görüş Açısı: Geniş bir bakış açısı yelpazesinden net görünürlük sağlar.
• Katı Hal Güvenilirliği: LED'ler, diğer görüntüleme teknolojilerine kıyasla uzun çalışma ömrü ve yüksek darbe ve titreşim direnci sunar.
• Işık Şiddetine Göre Sınıflandırılmıştır: Ürünler, ölçülen ışık çıkışına göre kategorize edilir, bu da çoklu ekran uygulamalarında hassas eşleştirmeye olanak tanır.
• Kurşunsuz Paket: RoHS düzenlemelerine uygun olarak üretilmiştir.

1.2 Cihaz Tanımlama ve Yapılandırma

LTC-561JD parça numarası, belirli bir yapılandırmayı tanımlar: AlInGaP yüksek verimli kırmızı LED'lere sahip çoklanmış ortak anotlu bir ekran. Her basamak için sağ tarafta bir ondalık noktası (DP) içerir. Bu ortak anot yapılandırması, anotların (her basamak için ortak) sırayla anahtarlanırken uygun segment katotlarının etkinleştirildiği çoklanmış sürücüler için tipiktir.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garantisi verilmez.

• Segment Başına Güç Dağılımı: Maksimum 70 mW. Bu değerin aşılması, LED çipinin aşırı ısınmasına ve hızlanmış bozulmasına yol açabilir.
• Segment Başına Tepe İleri Akımı: 90 mA, ancak sadece palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms pals genişliği). Bu değer kısa süreli dalgalanmalar içindir, sürekli çalışma 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 izin verilen maksimum sürekli akım yaklaşık olarak şöyle olacaktır: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA. Bu düşürme, termal yönetim için çok önemlidir.
• Operating & Storage Temperature Range: -35°C ila +85°C. Cihaz endüstriyel sıcaklık aralıkları için derecelendirilmiştir.
• Lehimleme Koşulları: Dalga veya reflow lehimleme işlemi, ekran gövdesi lehim dalgası veya reflow profili üzerinde 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) yükseklikte olacak şekilde, maksimum 260°C'de 3 saniye süreyle gerçekleştirilmelidir. Bu işlem sırasında LED paketinin kendi sıcaklığı maksimum derecesini aşmamalıdır.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Bunlar, standart test koşullarında Ta=25°C'de ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V): 1 mA ileri akımda (I_F) 320 ila 700 ucd (mikrokandela). Bu geniş aralık, cihazın sınıflandırıldığını gösterir; belirli birimler bu aralığın bir alt kümesine düşecektir. 1 mA'deki test, düşük akım kapasitesini vurgular.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_p): 656 nm (tipik). Bu, derin kırmızı AlInGaP LED'lerin karakteristiği olan, optik güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 22 nm (tipik). Bu, yayılan spektrumun yayılmasını ölçer; daha küçük bir değer daha monokromatik (saf renk) bir ışığı gösterir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 640 nm (tipik). İnsan gözünün algıladığı, rengi tanımlayan tek dalga boyudur. Tepe dalga boyundan biraz daha kısadır.
• Çip Başına İleri Yönlü Gerilim (V_F): I=20 mA'de 2.1V ila 2.6V._FTasarımcılar, istenen akımı elde etmek için sürücü devrenin bu aralığın tamamında yeterli gerilimi sağlayabildiğinden emin olmalıdır. ±0.1V tolerans belirtilmiştir.
• Segment Başına Ters Akım (I_R): Ters voltajda (V) maksimum 100 µA_R) 5V. Önemli: Bu parametre yalnızca test amaçlıdır. Cihaz, hasara neden olabilecek ters öngerilim altında sürekli çalışma için tasarlanmamıştır.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı: Benzer bir ışık çıkışı grubu içinde I=10 mA'de maksimum 2:1._FBu, aynı birim veya eşleştirilmiş partide en sönük segmentin, en parlak segmentin yarısından daha az parlak olmaması gerektiği anlamına gelir; böylece görsel düzgünlük sağlanır.
• Cross Talk: ≤%2,5. Bu, bitişik bir segment sürüldüğünde, içsel optik veya elektriksel sızıntıdan kaynaklanan, bir segmentin istenmeyen şekilde aydınlatılmasını ifade eder.

3. Binning Sistemi Açıklaması

LTC-561JD, esas olarak aşağıdaki amaçlar için bir sınıflandırma sistemi kullanır: Işık Şiddeti. Özelliklerde belirtildiği gibi, ortalama ışık şiddeti 320 ila 700 ucd aralığındadır. Birimler test edilir ve belirli şiddet sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların tutarlı parlaklık seviyelerine sahip ekranları seçmelerini sağlar; bu, özellikle tek bir üründe yan yana kullanılan birden fazla ekranda fark edilebilir parlaklık farklılıklarından (ton düzensizliği) kaçınmak için kritik öneme sahiptir. Veri sayfası, çoklu birim uygulamaları için aynı sınıftan ekranların seçilmesini önerir. Bu model için açıkça ayrıntılandırılmamış olsa da, sınıflandırma, belirtilen toleransı göz önüne alındığında, bir dereceye kadar ileri voltajı (V_F) da içerebilir; bu, çoklamalı veya paralel sürüş senaryolarında daha kolay akım eşleştirmesi sağlar.

4. Mekanik ve Paket Bilgisi

4.1 Paket Boyutları ve Çizimi

Display, standart bir dual in-line package (DIP) ayak izine sahiptir. Temel boyutlar arasında yaklaşık 37.70 mm (uzunluk) x 15.24 mm (genişlik) toplam modül boyutu bulunur. Rakam yüksekliği 14.22 mm (0.560 inç)'dir. Bacaklar, delikli (through-hole) bileşenler için standart aralık olan 2.54 mm (0.100 inç) aralıktadır. Oturma düzlemi net bir şekilde tanımlanmıştır ve çizimde yanlarda 8 derecelik bir pah açısı gösterilir. Pin 1 tipik olarak paket üzerinde işaretlenir ve parça numarası, tarih kodu ve bin kodu da üst yüzeyde belirtilir.

4.2 Pin Bağlantısı ve Dahili Devre

Cihaz 12 bacaklı bir konfigürasyona sahiptir. Çoklanmış ortak anot tasarımı kullanır. Dahili devre şeması, her biri bir rakam için olmak üzere (Sırasıyla Rakam 1, Rakam 2, Rakam 3: pin 12, 9, 8) üç ortak anot bacağı gösterir. Yedi segment katodu (A, B, C, D, E, F, G) ve ondalık nokta (DP) katodu tüm rakamlar arasında paylaşılır ve kendi ilgili pinlerine bağlanır. Pin 6 "Bağlantı Yok" (N/C) olarak belirtilmiştir. Bu bacak çıkışı, her bir rakamın hızlı bir sırayla aydınlatıldığı zaman bölmeli çoklama yöntemiyle ekranı sürmek için standarttır.

5. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, detaylı tasarım için gerekli olan tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Sağlanan metinde belirli grafikler tam olarak ayrıntılandırılmamış olsa da, böyle bir cihaz için standart eğriler genellikle şunları içerir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi: İleri akım ile ileri gerilim arasındaki ilişkiyi gösterir, LED'in açılma gerilimini (~2V) ve dinamik direncini vurgular.
• Işık Şiddeti - İleri Akım (I_V 'ye karşı I_F): Bu eğri, istenen parlaklığa ulaşmak için gereken sürücü akımını belirlemek için çok önemlidir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır ancak yüksek akımlarda doyuma ulaşabilir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı (I_V vs T_a): LED'in bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. Bu, termal tasarım ve akım düşürme konusunda bilgi sağlar.
• Spektral Dağılım: Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizilen grafik, 656 nm'deki tepe noktasını ve 22 nm'lik spektral yarı genişliği göstermektedir.

Tasarımcılar, belirli çalışma koşulları için verimliliği, parlaklığı ve ömrü optimize etmek üzere tam veri sayfası grafiklerine başvurmalıdır.

6. Lehimleme, Montaj ve Depolama Kılavuzları

6.1 Lehimleme

Önerilen lehimleme koşulu, 260°C'de maksimum 3 saniyedir ve gövdenin oturma düzleminin en az 1.6 mm üzerinde konumlandırılması gerekir. Bu, aşırı ısının bacaklar boyunca ilerleyerek dahili LED çiplerine ve epoksiye zarar vermesini önler. Paket sıcaklık limiti aşılmadığı sürece, delikli bileşenler için standart dalga veya reflow lehimleme profilleri kullanılabilir. Montaj sırasında gövdeye mekanik kuvvet uygulamaktan kaçının.

6.2 Depolama Koşulları

Ürün, uzun süreli depolama için orijinal ambalajında muhafaza edilmelidir. Önerilen çevre koşulları, sıcaklığın 5°C ile 30°C arasında ve bağıl nemin %60 RH'nin altında olmasıdır. Bu koşulların dışında, özellikle yüksek nemde depolama, kalay kaplı pinlerin oksitlenmesine yol açabilir ve bu da otomatik montaj süreçlerinde kullanılmadan önce yeniden kaplama gerektirebilir. Yoğuşma önlenmelidir.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Taşınabilir ve Pille Çalışan Ekipmanlar: Multimetreler, el tipi test cihazları, tıbbi monitörler gibi düşük akım tüketiminin çok önemli olduğu yerler.
• Endüstriyel Enstrümantasyon: Panel sayaçları, proses kontrolörleri, zamanlayıcı göstergeleri.
• Tüketici Elektroniği: Ev aletleri, ses ekipmanları, fitness ekipmanı ekranları.
• Otomotiv Yan Sanayi Ekranları: Geniş sıcaklık aralığı ve güvenilirliğin gerekli olduğu yerler (belirli niteliklere tabidir).

7.2 Kritik Tasarım Hususları

• Sürüş Yöntemi: Sabit voltaj sürücü yerine sabit akım sürücü kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Bu yöntem, segmentler veya birimler arasındaki ileri voltaj (V_F) farklarından ve sıcaklık değişimlerinden bağımsız olarak tutarlı bir ışık şiddeti sağlar.
• Akım Sınırlama: Devre, her bir segment için akımı hem sürekli hem de tepe değerlerini göz önünde bulundurarak güvenli bir değerle sınırlayacak şekilde tasarlanmalı ve yüksek ortam sıcaklıklarında termal güç düşümünü hesaba katmalıdır.
• Çoğullama Devresi: For the common anode design, a suitable driver IC (like a multiplexing LED driver or a microcontroller with sufficient current sink/source capability) is required to sequentially enable each digit's anode while sinking current through the desired segment cathodes. The refresh rate must be high enough to avoid perceptible flicker (typically >60 Hz).
• Ters Gerilim Koruması: Sürücü devresi, güç döngüleri sırasında ters öngerilim veya gerilim dalgalanmalarının uygulanmasını önlemek ve metal göçüne ve arızaya yol açabilecek durumları engellemek için koruma (örneğin seri veya paralel diyotlar) içermelidir.
• Termal Yönetim: Cihazın kendisinde termal ped bulunmamasına rağmen, yeterli hava akışının sağlanması ve PCB üzerindeki diğer ısı kaynaklarının yakınına yerleştirilmemesi, bağlantı sıcaklıklarının daha düşük kalmasına, ışık çıkışının ve ömrünün korunmasına yardımcı olacaktır.
• Optik Arayüz: Ön panel veya filtre kullanılıyorsa, küçük bir hava boşluğu bırakıldığından ve özellikle dekoratif bir film uygulanmışsa, filmin yer değiştirmesine neden olabileceğinden, doğrudan ekran yüzeyine bastırılmadığından emin olun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

LTC-561JD'nin temel farklılaşması, düşük akım optimizasyonuBirçok standart yedi segmentli gösterge 10 mA veya 20 mA'de karakterize edilir. Bu cihazın, ışık şiddeti gibi temel parametreleri 1 mA'de belirtmesi ve bu kadar düşük bir sürüş seviyesinde segment eşleşmesini garanti etmesi, güç duyarlı tasarımlar için önemli bir avantajdır. Ayrıca, AlInGaP teknolojisi, standart GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilere kıyasla daha yüksek verimlilik ve sıcaklık ve ömür boyunca potansiyel olarak daha iyi renk kararlılığı sunar. Ortak anot, çoklanmış pin çıkışı endüstri standardıdır ve geniş bir sürücü devresi ve mikrodenetleyici yelpazesiyle uyumluluğu sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekranı doğrudan 5V mikrodenetleyici pini ile sürebilir miyim?
C: Sabit aydınlatma için doğrudan değil. İleri voltajı maksimum ~2.6V'dur. Seri bir akım sınırlama direnci gereklidir. Çoklama için, ortak anotları (daha yüksek akımda olabilir) anahtarlamak ve mikrodenetleyici pin akım sınırları genellikle birden fazla segment için çok düşük olduğundan segment katotlarını tamponlamak muhtemelen harici transistörlere ihtiyacınız olacaktır.

S: Tasarımım için \"ışık şiddetine göre sınıflandırılmış\" ne anlama geliyor?
C: Bu, belirli bir parlaklık aralığından parça sipariş edebileceğiniz anlamına gelir. Tasarımınız birden fazla ekran kullanıyorsa, aynı grup kodundan sipariş vermek, hepsinin benzer parlaklıkta olmasını ve düzensiz bir görünümden kaçınılmasını sağlar. Tek bir ekran için, 320-700 ucd aralığındaki herhangi bir grup işe yarayacaktır, ancak parlaklık değişecektir.

S: Maksimum sürekli akım 25°C'de 25mA'dır. Normal çalışma için hangi akımı kullanmalıyım?
C: Güvenilirlik ve uzun ömür için, LED'leri mutlak maksimum değerlerinin altında sürmek yaygın bir uygulamadır. Tipik bir çalışma akımı, gerekli parlaklığa ve termal ortama bağlı olarak 10-20 mA olabilir. I_V vs. I_F Hedef parlaklığınızı sağlayan akımı seçmek için eğri.

S: Ters öngerilim LED'ler için neden bu kadar tehlikelidir?
C: LED'ler, normal diyotlar gibi ters voltajı bloke etmek üzere tasarlanmamıştır. Orta düzeyde bir ters voltaj uygulamak (5V test koşulu gibi) bile yüksek sızıntı akımlarına neden olabilir ve zamanla yarı iletken çip içinde elektromigrasyona yol açarak kalıcı kısa devreler veya artan sızıntı oluşturabilir.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Düşük Güçlü Bir Dijital Zamanlayıcı Tasarlama
Bir tasarımcı, tek bir set AA pil ile aylarca çalışması gereken, pil ile çalışan bir mutfak zamanlayıcısı geliştiriyor. LTC-561JD, ekranı için seçilmiştir. Mikrodenetleyici 3.3V'ta çalışır. Tasarım, her segment için 2 mA olacak şekilde yapılandırılmış sabit akım çıkışlarına sahip özel bir LED sürücü IC'si kullanır. Gösterimin düşük akımda yüksek verimliliği sayesinde bu düşük akım, iç mekan parlaklığı için yeterlidir. Sürücü, taramayı üç haneyi 200 Hz'de döngüsel olarak gezecek şekilde halleder. Ortak anot pinleri sürücünün hane sürücüleri tarafından kontrol edilir ve segment pinleri onun sabit akım havuzlarına bağlanır. Sürücüden kaynaklanabilecek yanlış ters polariteye karşı koruma sağlamak için her ortak anota giden güç kaynağı serisine bir Schottky diyot yerleştirilir. Gösterimin ortalama akım tüketimi 5 mA'nin altında tutularak, uzun pil ömrü için ideal hale getirilir.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Yedi segmentli bir LED ekran, bir sekiz rakamı şeklinde düzenlenmiş bir ışık yayan diyot dizisidir. Yedi segmentin her biri (A'dan G'ye etiketlenmiş) ayrı bir LED'dir (veya LED çiplerinin seri/paralel kombinasyonu). Ondalık noktası (DP) için ek bir LED kullanılır. LTC-561JD gibi ortak anot konfigürasyonunda, tek bir rakam için tüm LED'lerin anotları bir ortak pime bağlanır. Her segment türünün (A, B, C, vb.) katotları tüm rakamlarda birbirine bağlanır. Belirli bir rakamda belirli bir segmenti aydınlatmak için, o rakamın ortak anodu pozitif bir besleme voltajına (akım sınırlayıcı bir devre üzerinden) bağlanır ve istenen segmentin katodu toprağa (veya bir akım havuzuna) bağlanır. Sayıları görüntülemek için birden fazla segment aynı anda aydınlatılır. Daha az pin ile birden fazla rakamı kontrol etmek için çoklama kullanılır: kontrolcü, her bir rakam arasında hızla döngü yapar ve yalnızca kendi zaman dilimi boyunca o rakam için uygun segmentleri yakar. İnsan gözünün görüntü kalıcılığı, bu hızlı yanıp sönmeleri kararlı, çok rakamlı bir sayı olarak birleştirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

Gösterge teknolojisindeki eğilim, segmentli LED ekranlar da dahil olmak üzere, daha yüksek verimlilik, daha düşük güç tüketimi ve gelişmiş entegrasyona doğru ilerlemeye devam ediyor. Kırmızı/turuncu/sarı için temel AlInGaP teknolojisi olgun olsa da, süreç iyileştirmeleri zamanla biraz daha yüksek etkinlik sağlıyor. "Drop-in" uyumluluğuna ve sürücü entegrasyonuna artan bir vurgu var. Bazı yeni ekranlar, mikrodenetleyiciler için arayüzü basitleştirmek amacıyla dahili akım sınırlama dirençleri veya hatta basit mantık (BCD'den 7-segment dekoderler gibi) içerebilir. Ayrıca, daha geniş renk gamı ve yeni uygulamalar (ultra düşük güçlü IoT cihazları gibi) talepleri, güneş ışığında okunabilirliği koruyan (yüksek kontrast) veya daha da düşük minimum çalışma akımları sunan ekranları teşvik ediyor. Ancak, bu sınıf bileşen için çoğullama ve sürme ilkeleri temelde tutarlı kalıyor.