LTP-2057AJD LED-Display Datenblatt - 2,0 Zoll Höhe - 5x7 Punktmatrix - AlGaAs Rot - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Das LTP-2057AJD ist ein einstelliges alphanumerisches Anzeigemodul, das für Anwendungen konzipiert ist, die eine klare, gut lesbare Zeichenausgabe erfordern. Seine Kernfunktion besteht darin, Informationen visuell darzustellen, indem selektiv ein Raster aus Leuchtdioden (LEDs) angesteuert wird.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Dieses Bauteil bietet mehrere entscheidende Vorteile, die seinen Anwendungsbereich definieren. Es zeichnet sich durch eineZeichenhöhe von 2,0 Zoll (50,8 mm)aus, was es für die Betrachtung aus mittlerer Entfernung geeignet macht. Dergeringe Leistungsbedarfist ein wesentlicher Vorteil für batteriebetriebene oder energiebewusste Systeme. Seinehohe Zuverlässigkeit als Festkörperbauteilgewährleistet eine lange Lebensdauer ohne bewegliche Teile, und dergroße Betrachtungswinkeldank des einflächigen Designs ermöglicht die Sichtbarkeit aus verschiedenen Positionen. Die Anzeige isthorizontal stapelbar, was die Erstellung mehrstelliger Nachrichten ermöglicht. Sie istkompatibel mit den Standard-Zeichencodes USASCII und EBCDIC, was die Integration mit Mikrocontrollern und Computern vereinfacht. Das Bauteil ist zudemnach Leuchtdichte kategorisiert (gebinnt), was eine Helligkeitsabstimmung in Anwendungen mit mehreren Einheiten erlaubt. Die primären Zielmärkte umfassen Industrie-Bedienfelder, Messgeräte, Kassenterminals, einfache Informationsanzeigen und eingebettete Systeme, in denen eine robuste, einfache Zeichenausgabe benötigt wird.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Die Leistung des LTP-2057AJD wird durch eine Reihe von absoluten Grenzwerten und typischen Betriebskennwerten definiert.

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Sie sind nicht für den Dauerbetrieb vorgesehen.

• Mittlere Verlustleistung pro Punkt:33 mW
• Spitzen-Durchlassstrom pro Punkt:90 mA
• Mittlerer Durchlassstrom pro Punkt:13 mA bei 25°C, linear reduzierbar mit 0,17 mA/°C über 25°C.
• Sperrspannung pro Punkt:5 V
• Betriebstemperaturbereich:-35°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich:-35°C bis +85°C
• Löttemperatur:Maximal 260°C für höchstens 3 Sekunden, gemessen 1,6 mm unterhalb der Auflageebene des Gehäuses.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Diese Parameter werden unter spezifischen Testbedingungen (Ta=25°C) gemessen und stellen die typische Leistung dar.

• Mittlere Lichtstärke (I_V):1300 μcd (Min), 3000 μcd (Typ) bei I_p=32mA, 1/16 Tastverhältnis. Dies ist der zentrale Helligkeitsparameter.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p):660 nm (Typ) bei I_F=20mA. Dies zeigt an, dass die Farbe im tiefroten Spektrum liegt.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):35 nm (Typ) bei I_F=20mA.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):638 nm (Typ) bei I_F=20mA.
• Durchlassspannung (V_F) beliebiger Punkt:1,8V bis 2,4V (Typ) bei I_F=20mA; 2,0V bis 2,7V (Typ) bei I_F=80mA.
• Sperrstrom (I_R) beliebiger Punkt:100 μA (Max) bei V_R=5V.
• Lichtstärke-Abgleichverhältnis (I_V-m):2:1 (Max) bei I_p=32mA, 1/16 Tastverhältnis. Dies spezifiziert die maximale Helligkeitsvariation zwischen den Punkten.

Hinweis: Die Lichtstärke wird mit einer Kombination aus Lichtsensor und Filter gemessen, die der photopischen Augenempfindlichkeitskurve der CIE (Commission Internationale de l'Éclairage) annähernd entspricht.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt gibt an, dass das Bauteilnach Leuchtdichte kategorisiert (gebinnt)ist. Das bedeutet, die Einheiten werden unter Standardbedingungen getestet und basierend auf ihrer gemessenen Helligkeit sortiert (gebinnt). Dies ermöglicht es Entwicklern, Anzeigen mit konsistenten Helligkeitsstufen für ihre Anwendung auszuwählen, um sichtbare Unterschiede in mehrstelligen Anzeigen zu vermeiden. Obwohl in diesem Auszug keine spezifischen Bincodes angegeben sind, definiert das Abgleichverhältnis von 2:1 die maximal zulässige Variation innerhalb eines bestimmten Bins.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist aufTypische elektrische / optische Kennlinien. Obwohl die spezifischen Kurven im bereitgestellten Text nicht dargestellt sind, umfassen solche Diagramme typischerweise:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt den nichtlinearen Zusammenhang zwischen Strom und Spannungsabfall über den LED-Übergang.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom ansteigt, typischerweise mit einem Bereich linearer Beziehung vor der Sättigung.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht die Abnahme der Lichtausgabe bei steigender Sperrschichttemperatur, ein kritischer Faktor für das Wärmemanagement.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität des emittierten Lichts über verschiedene Wellenlängen, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 660 nm.

Diese Kurven sind für das detaillierte Schaltungsdesign, die Treiberauswahl und das Verständnis der Leistung unter nicht standardmäßigen Bedingungen unerlässlich.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil hat einen spezifischen physischen Footprint. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25 mm angegeben, sofern nicht anders spezifiziert. Die genaue Maßzeichnung ist im Datenblatt referenziert und detailliert die Gesamtlänge, -breite, -höhe, die Anschlussabstände und die Positionierung des Anzeigebereichs.

5.2 Pinbelegung und Polarität

Das LTP-2057AJD hat eine 14-polige Konfiguration. Die Pinbelegung ist wie folgt:

• Pin 1: Kathode Reihe 5
• Pin 2: Kathode Reihe 7
• Pin 3: Anode Spalte 2
• Pin 4: Anode Spalte 3
• Pin 5: Kathode Reihe 4
• Pin 6: Anode Spalte 5
• Pin 7: Kathode Reihe 6
• Pin 8: Kathode Reihe 3
• Pin 9: Kathode Reihe 1
• Pin 10: Anode Spalte 4
• Pin 11: Anode Spalte 3 (Hinweis: Dopplung der Pin-4-Funktion, wahrscheinlich ein Dokumentationshinweis zur Überprüfung)
• Pin 12: Kathode Reihe 4 (Hinweis: Dopplung der Pin-5-Funktion, wahrscheinlich ein Dokumentationshinweis zur Überprüfung)
• Pin 13: Anode Spalte 1
• Pin 14: Kathode Reihe 2

Das interne Schaltbild zeigt eine Common-Cathode-Konfiguration für die Reihen, d.h. jede Reihe von 5 LEDs teilt sich eine gemeinsame Kathoden- (negative) Verbindung. Die Anoden (positiv) für jede Spalte sind separat. Diese Matrixanordnung minimiert die Anzahl der benötigten Treiberpins (12 für 35 LEDs).

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die wichtigste bereitgestellte Montagespezifikation ist dasLöttemperaturprofil. Das Bauteil kann eine maximale Temperatur von260°C für maximal 3 Sekundenstandhalten, gemessen an einem Punkt 1,6 mm unterhalb der Auflageebene des Gehäuses. Dies ist kritisch für Wellenlöt- oder Reflow-Prozesse. Entwickler müssen sicherstellen, dass ihr Lötprofil diesen Grenzwert nicht überschreitet, um Schäden an den internen LED-Chips oder dem Kunststoffgehäuse zu verhindern. Während der Handhabung sollten Standard-ESD-Schutzmaßnahmen (Elektrostatische Entladung) beachtet werden. Der Lagertemperaturbereich (-35°C bis +85°C) sollte ebenfalls für langfristige Zuverlässigkeit eingehalten werden.

7. Anwendungsempfehlungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

• Industrie-Bedienfelder:Anzeige von Sollwerten, Statuscodes oder Fehlermeldungen.
• Prüf- und Messgeräte:Anzeige von numerischen Messwerten oder Gerätekennungen.
• Unterhaltungselektronik:Einfache Anzeigen auf Hausgeräten, Audiogeräten oder Uhren.
• Embedded-Systems-Prototyping:Ein einfaches Ausgabegerät für Mikrocontroller-Projekte.
• Alt-System-Upgrades:Ersatz älterer Glühlampen- oder Vakuum-Fluoreszenz-Anzeigen.

7.2 Designüberlegungen

• Treiberschaltung:Erfordert eine Multiplex-Treiberschaltung (oder einen dedizierten Displaytreiber-IC), die in der Lage ist, die notwendigen Spalten-/Reihenströme zu liefern/abzusenken. Das in der Testbedingung erwähnte 1/16 Tastverhältnis deutet auf ein Multiplexing-Schema hin.
• Strombegrenzung:Externe strombegrenzende Widerstände sind für jede Anodenspalte (oder eine gesteuerte Stromquelle) zwingend erforderlich, um ein Überschreiten der absoluten maximalen Stromwerte zu verhindern.
• Wärmemanagement:Obwohl der Leistungsbedarf gering ist, kann Dauerbetrieb bei hohen Umgebungstemperaturen eine Reduzierung des Durchlassstroms gemäß Spezifikation erfordern.
• Betrachtungswinkel:Der große Betrachtungswinkel ist vorteilhaft, aber die Montageposition sollte so gewählt werden, dass sie mit der beabsichtigten Betrachterposition übereinstimmt.
• Optische Filterung:Ein roter Filter kann den Kontrast bei hoher Umgebungslichtstärke verbessern.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu anderen damals verfügbaren Anzeigetechnologien (und ähnlichen einfachen Modulen heute) sind die primären Unterscheidungsmerkmale des LTP-2057AJD seineAlGaAs (Aluminiumgalliumarsenid) LED-Technologieund dieZeichenhöhe von 2,0 Zoll. AlGaAs-LEDs bieten typischerweise gute Effizienz und eine stabile rote Farbe. Im Vergleich zu kleineren (z.B. 0,56") oder größeren Displays füllt es eine spezifische Nische, die mittelgroße Zeichen erfordert. Gegenüber LCDs bietet es bessere Betrachtungswinkel, einen größeren Temperaturbereich und benötigt keine Hintergrundbeleuchtung, verbraucht aber für eine ähnlich beleuchtete Fläche mehr Leistung. Seine Einfachheit und Robustheit sind seine Hauptvorteile gegenüber komplexeren Grafikdisplays.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Welche Treiberspannung wird benötigt?

A: Die Durchlassspannung pro LED beträgt typischerweise 1,8-2,4V bei 20mA. Eine Treiberschaltung mit 5V ist üblich, unter Verwendung von Vorwiderständen. Der Treiber muss das Multiplexing-Timing handhaben.

F: Wie erreiche ich die spezifizierte Helligkeit von 3000 μcd?

A: Die Testbedingung ist einSpitzenstrom (I_p) von 32mA bei einem 1/16 Tastverhältnis. Dies impliziert einen mittleren Strom pro Punkt von 2mA. Ihr Multiplexing-Treiber muss diesen spezifischen Puls bereitstellen, um die typische Helligkeit zu erreichen.

F: Kann ich mehrere Displays zusammen anschließen?

A: Ja, das Datenblatt gibt an, dass eshorizontal stapelbarist. Dies bedeutet wahrscheinlich, dass das mechanische Design ein direktes Aneinanderfügen erlaubt und das elektrische Design das parallele Verbinden der entsprechenden Reihen- und Spaltenleitungen beinhaltet, was einen Treiber mit höherer Stromfähigkeit für die gemeinsamen Leitungen erfordert.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzen- und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge (660 nm) ist die einzelne Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum am stärksten ist. Die dominante Wellenlänge (638 nm) ist die einzelne Wellenlänge eines reinen monochromatischen Lichts, das für das menschliche Auge die gleiche Farbe hätte. Der Unterschied ergibt sich aus der Form des breiten Emissionsspektrums der LED.

10. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf eines einfachen 4-stelligen Produktionszählers für einen Fabrikarbeitsplatz.

Vier LTP-2057AJD-Displays würden horizontal gestapelt. Ein Mikrocontroller (z.B. ein Arduino oder PIC) würde programmiert, um Impulse von einem Sensor zu zählen. Die Firmware würde die Umwandlung der Dezimalzahl in die entsprechenden Segmentmuster für jede Ziffer übernehmen. Die I/O-Pins des Mikrocontrollers, wahrscheinlich über Transistor-Arrays oder einen dedizierten Treiber-IC wie den MAX7219, würden die Displays multiplexen. Die 2,0 Zoll Höhe stellt sicher, dass der Zählerstand aus mehreren Metern Entfernung gut sichtbar ist. Die AlGaAs roten LEDs bieten hohen Kontrast vor typischen industriellen Hintergründen. Der geringe mittlere Leistungsbedarf ermöglicht es, das Gerät von einer in Fabriken üblichen 24V DC Versorgung zu betreiben, die auf 5V für die Logik heruntergeregelt wird. Der robuste Temperaturbereich gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb in nicht klimatisierten Umgebungen.

11. Einführung in das Funktionsprinzip

Das LTP-2057AJD ist ein5x7 Punktmatrix-Display. Es enthält 35 einzelne AlGaAs rote LED-Chips, die in einem Raster von 5 Spalten und 7 Reihen angeordnet sind. Jede LED befindet sich am Schnittpunkt einer Spalten-Anodenleitung und einer Reihen-Kathodenleitung. Um einen bestimmten Punkt zu beleuchten, wird eine positive Spannung (über einen Strombegrenzer) an die entsprechende Spaltenanode angelegt, während ihre Reihenkathode mit Masse (oder einer niedrigen Spannung) verbunden wird. Durch schnelles Durchschalten (Multiplexing) der Reihen und Setzen der entsprechenden Spaltenmuster für jede Reihe wird die Illusion eines stabilen Zeichens erzeugt. Dieses Multiplexing reduziert die Anzahl der benötigten Steuerpins drastisch von 35 auf 12 (7 Reihen + 5 Spalten). Die Trägheit des menschlichen Auges vermischt die schnell aufleuchtenden Punkte zu einem kontinuierlichen Bild.

12. Technologietrends und Kontext

Displays wie das LTP-2057AJD repräsentieren eine ausgereifte Technologie. Obwohl sie für neue Designs mit hoher Informationsdichte weitgehend durch Punktmatrix-Grafik-OLEDs, LCDs oder kleinere, oberflächenmontierte LED-Arrays abgelöst wurden, bleiben sie in spezifischen Nischen relevant. Die Trends, die dieses Segment beeinflussen, umfassen: den Übergang zuoberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusenfür die automatisierte Montage, die Integration vonTreiber-ICs und Controllern direkt auf dem Displaymodul(vereinfacht die Schnittstelle zu einem einfachen seriellen Bus wie I2C oder SPI) und die Entwicklung von Displays mitmehreren Farben oder RGB-LEDsin einem einzigen Gehäuse. Die grundlegenden Vorteile einfacher LED-Punktmatrix-Displays – extreme Zuverlässigkeit, großer Temperaturbereich, hohe Helligkeit und Einfachheit – gewährleisten jedoch ihren fortgesetzten Einsatz in industriellen, automotive und rauen Umgebungsanwendungen, in denen neuere Technologien möglicherweise weniger robust sind. Die Prinzipien der adressierten Matrix-Multiplexansteuerung bleiben grundlegend für fast alle modernen pixelbasierten Displays.