LTP-3362JS 0,3-Zoll Dual-Digit Alphanumerische LED-Anzeige Datenblatt - Ziffernhöhe 7,62mm - Gelbe Farbe - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTP-3362JS ist ein Dual-Digit, 17-Segment alphanumerisches LED-Anzeigemodul, das für Anwendungen entwickelt wurde, die eine klare Darstellung von Zeichen und Symbolen erfordern. Ihre Hauptfunktion besteht darin, eine hochgradig lesbare visuelle Ausgabe für numerische Ziffern, alphabetische Zeichen und spezifische Symbole bereitzustellen. Der Kernvorteil dieses Bauteils liegt in der Verwendung fortschrittlicher AS-AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) gelber LED-Chips, die epitaktisch auf einem GaAs-Substrat gewachsen sind. Diese Technologie liefert hohe Helligkeit und ausgezeichnete Farbreinheit. Die Anzeige verfügt über ein schwarzes Ziffernblatt mit weißen Segmenten, was ein kontrastreiches Erscheinungsbild schafft, das die Lesbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen verbessert. Ihre Ziffernhöhe von 0,3 Zoll (7,62 mm) macht sie geeignet für die Betrachtung auf mittlere Entfernung in Messgeräten, industriellen Bedienfeldern, Kassenterminals und Prüfgeräten, wo Platz knapp, aber Klarheit oberste Priorität hat.

1.1 Hauptmerkmale und Zielmarkt

Das Bauteil wird nach seiner Lichtstärke kategorisiert, um konsistente Helligkeitswerte über alle Produktionschargen hinweg sicherzustellen. Sein großer Betrachtungswinkel gewährleistet, dass die Anzeige aus verschiedenen Positionen lesbar bleibt, ein entscheidender Faktor bei frontplattenmontierten Anwendungen. Die Festkörperzuverlässigkeit der LED-Technologie bietet eine lange Betriebsdauer mit minimalem Wartungsaufwand. Diese Anzeige richtet sich an Ingenieure und Designer, die an eingebetteten Systemen, industriellen Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs), medizinischen Geräten und Unterhaltungselektronik arbeiten, die eine robuste, stromsparende und gut sichtbare alphanumerische Anzeige benötigen.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Ein gründliches Verständnis der elektrischen und optischen Parameter ist für einen korrekten Schaltungsentwurf und eine optimale Anzeigeleistung unerlässlich.

2.1 Lichttechnische und optische Eigenschaften

Die optische Leistung ist zentral für die Funktionalität der Anzeige. Die durchschnittliche Lichtstärke pro Segment ist mit einem Minimum von 320 µcd, einem typischen Wert von 800 µcd und keinem angegebenen Maximum bei einem Durchlassstrom (I_F) von 1mA spezifiziert. Dieser hohe Helligkeitswert, gemessen mit einem Sensor, der auf die CIE photopische Augenempfindlichkeitskurve abgestimmt ist, gewährleistet eine ausgezeichnete Sichtbarkeit. Das Bauteil emittiert gelbes Licht mit einer Spitzenwellenlänge (λ_p) von 588 nm und einer dominanten Wellenlänge (λ_d) von 587 nm bei I_F=20mA, was es fest im gelben Bereich des sichtbaren Spektrums verortet. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt 15 nm, was auf eine relativ reine Farbemission hinweist. Das Lichtstärke-Abgleichsverhältnis zwischen den Segmenten beträgt maximal 2:1, was dazu beiträgt, ein einheitliches Erscheinungsbild über die gesamte Anzeige hinweg beizubehalten.

2.2 Elektrische und thermische Parameter

Die elektrischen Eigenschaften definieren die Ansteueranforderungen und Betriebsgrenzen. Die absoluten Maximalwerte sind entscheidend, um einen Bauteilausfall zu verhindern. Die Verlustleistung pro Segment darf 70 mW nicht überschreiten. Der Spitzendurchlassstrom pro Segment beträgt 60 mA, ist jedoch nur unter gepulsten Bedingungen (1 kHz, 10% Tastverhältnis) zulässig. Der kontinuierliche Durchlassstrom pro Segment wird von 25 mA bei 25°C mit einer Rate von 0,33 mA/°C reduziert, was bedeutet, dass der zulässige Dauerstrom mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Die Sperrspannung pro Segment darf 5 V nicht überschreiten. Die Durchlassspannung (V_F) pro Segment liegt typischerweise zwischen 2,0V und 2,6V bei I_F=20mA. Der Sperrstrom (I_R) beträgt maximal 100 µA bei V_R=5V. Das Bauteil ist für einen Betriebs- und Lagertemperaturbereich von -35°C bis +85°C ausgelegt.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt gibt an, dass die Bauteile \"nach Lichtstärke kategorisiert\" werden. Dies impliziert einen Binning-Prozess, bei dem die Anzeigen basierend auf ihrer gemessenen Lichtleistung bei einem Standardteststrom (wahrscheinlich 1mA oder 20mA) sortiert werden. Dies stellt sicher, dass Endanwender Produkte mit konsistenten Helligkeitsniveaus erhalten. Obwohl in diesem Dokument nicht explizit für Wellenlänge/Farbe oder Durchlassspannung detailliert, ist eine solche Kategorisierung in der LED-Fertigung gängige Praxis, um Farbgleichmäßigkeit und elektrische Leistungsabstimmung zu garantieren, was besonders bei mehrstelligen oder mehrsegmentigen Anwendungen wichtig ist, um sichtbare Unterschiede zwischen den Segmenten zu vermeiden.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf \"Typische elektrische / optische Kennlinien\", die für detaillierte Entwicklungsarbeit unerlässlich sind. Obwohl die spezifischen Graphen im Text nicht bereitgestellt werden, würden typische Kurven für ein solches Bauteil Folgendes umfassen:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I-V-Kurve):Dieser Graph zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Treiberstrom zunimmt, typischerweise in einer sublinearen Weise, und hilft Entwicklern, den optimalen Strom für die gewünschte Helligkeit und Effizienz zu wählen.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Diese Kurve ist entscheidend für den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung und die Berechnung der Verlustleistung.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Dies zeigt die Reduzierung der Lichtleistung mit steigender Temperatur, was für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen von entscheidender Bedeutung ist.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die die Spitzen- und dominante Wellenlänge sowie die spektrale Breite bestätigt.

Entwickler sollten für diese präzisen grafischen Daten das vollständige Datenblatt des Herstellers konsultieren.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Physikalische Abmessungen und Pinbelegung

Die LTP-3362JS ist in einem Standard-LED-Anzeigegehäuse erhältlich. Die Abmessungen sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25 mm angegeben. Das Pinbelegungsdiagramm ist für das PCB-Layout entscheidend. Das Bauteil hat 20 Pins in einem Dual-In-Line-Gehäuse (DIP). Es verfügt über eine Multiplex-Gemeinschaftskathoden-Konfiguration, wobei Pin 4 als gemeinsame Kathode für Ziffer 1 und Pin 10 als gemeinsame Kathode für Ziffer 2 dient. Die verbleibenden Pins sind Anoden für die einzelnen Segmente (A bis U, plus DP für den Dezimalpunkt) und Spezialsegmente (z.B. S, T für Schrägstrich). Pin 14 ist als \"No Connection\" (N/C) gekennzeichnet. Das interne Schaltbild zeigt die gemultiplexten Anordnung, bei der Segmente mit derselben Buchstabenbezeichnung auf verschiedenen Ziffern intern mit einem einzigen Anodenpin verbunden sind und die Ziffern durch Aktivierung ihrer jeweiligen gemeinsamen Kathode ausgewählt werden.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Montage

Das Bauteil verwendet eine Gemeinschaftskathoden-Konfiguration. Während der Installation muss die richtige Polarität beachtet werden. Das Gehäuse enthält wahrscheinlich eine Kerbe, einen Punkt oder eine andere Markierung, um Pin 1 anzuzeigen. Das schwarze Ziffernblatt und die weißen Segmente bieten einen klaren visuellen Hinweis auf die Betrachtungsseite.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die absoluten Maximalwerte spezifizieren Lötbedingungen: Die Anschlüsse können 260°C für 3 Sekunden ausgesetzt werden, gemessen 1/16 Zoll (ca. 1,59 mm) unterhalb der Auflageebene. Dies ist eine typische Spezifikation für Wellenlöten. Für Reflow-Löten ist ein Standard bleifreies Profil mit einer Spitzentemperatur um 260°C geeignet, aber die spezifische Zeit oberhalb der Liquidus-Temperatur sollte minimiert werden. Es muss darauf geachtet werden, übermäßige thermische Belastung zu vermeiden. Während der Handhabung sollten Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen (Schutz vor elektrostatischer Entladung) beachtet werden, um die LED-Chips zu schützen. Für die Lagerung wird ein Bereich von -35°C bis +85°C in einer trockenen Umgebung empfohlen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Artikelnummer ist LTP-3362JS. Das Suffix \"JS\" bezeichnet wahrscheinlich spezifische Eigenschaften wie Farbe (Gelb) und Gehäuseausführung. Die Standardverpackung für solche Komponenten erfolgt oft in antistatischen Röhrchen oder Trays und wird dann auf Spulen oder in Kartons für die automatisierte Montage verpackt. Die genaue Verpackungsmenge (z.B. 50 Stück pro Röhrchen) würde in separaten Verpackungsdokumenten spezifiziert. Die Datenblattrevision ist A, und das Gültigkeitsdatum ist der 11.09.2003.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Die LTP-3362JS ist ideal für jede Anwendung, die eine kompakte, zweistellige alphanumerische Anzeige erfordert. Häufige Verwendungen umfassen: digitale Multimeter und Zangenamperemeter, Frequenzzähler, Prozesszeitgeber, Ladegerätestatusanzeigen, Tuner und Pegelmesser für Audiogeräte sowie Status-/Fehlercode-Anzeigen für Industriecontroller.

8.2 Designüberlegungen und Schaltungsimplementierung

Der Entwurf mit dieser Anzeige erfordert aufgrund ihrer Gemeinschaftskathoden- und gemultiplexten Anodenstruktur eine Multiplex-Treiber-Schaltung. Ein Mikrocontroller mit ausreichend I/O-Pins oder ein dedizierter LED-Treiber-IC (wie ein MAX7219 oder HT16K33) ist erforderlich. Der Treiber muss Strom zu den Segment-Anodenpins liefern und Strom von den Ziffern-Kathodenpins aufnehmen. Strombegrenzungswiderstände sind für jede Segment-Anodenleitung zwingend erforderlich, um den gewünschten Durchlassstrom einzustellen (z.B. 20 mA für maximale Helligkeit). Der Widerstandswert kann mit R = (V_CC- V_F) / I_F berechnet werden. Mit einer V_CC von 5V und einer typischen V_F von 2,3V bei 20mA beträgt der Widerstand etwa 135 Ohm. Die Multiplexfrequenz sollte hoch genug sein, um sichtbares Flackern zu vermeiden, typischerweise über 100 Hz. Entwickler müssen auch die gesamte Verlustleistung berücksichtigen, insbesondere wenn mehrere Segmente gleichzeitig mit hohem Strom betrieben werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie Vakuum-Fluoreszenz-Anzeigen (VFDs) oder einfacheren roten GaAsP-LEDs bietet die in der LTP-3362JS verwendete AlInGaP gelbe LED überlegene Effizienz, höhere Helligkeit, bessere Farbstabilität über die Temperatur und eine längere Lebensdauer. Im Vergleich zu zeitgenössischen weißen oder blauen GaN-basierten LEDs mit Filtern ist die direkte gelbe Emission von AlInGaP effizienter und bietet eine bessere Farbsättigung. Ihre Hauptunterscheidungsmerkmale sind der spezifische Gelb-Farbpunkt, der hohe Kontrast aufgrund des schwarzen Ziffernblatts und das 17-Segment-Format, das einen umfassenderen alphanumerischen Zeichensatz als eine Standard-7-Segment-Anzeige ermöglicht, während es kostengünstiger und einfacher anzusteuern bleibt als eine vollständige Punktmatrixanzeige.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat. Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe des emittierten Lichts entspricht. Für ein schmales Spektrum wie bei dieser LED liegen sie sehr nahe beieinander (587nm vs. 588nm).

F: Kann ich diese Anzeige mit einem konstanten Gleichstrom ohne Multiplexing betreiben?

A: Technisch gesehen ja, aber es ist höchst ineffizient und nicht die vorgesehene Verwendung. Sie müssten die Anode jedes Segments mit einer strombegrenzten Spannungsquelle und die Kathode jeder Ziffer mit Masse verbinden. Dies würde 18 Treiber für die Segmente plus 2 für die Ziffern erfordern, insgesamt 20 Treiber für eine 2-stellige Anzeige, was unpraktikabel ist. Multiplexing reduziert die erforderliche Anzahl an Treibern erheblich.

F: Wie berechne ich die Verlustleistung für die gesamte Anzeige?

A: In einer gemultiplexten Konfiguration wird die Leistung basierend auf dem Durchschnittsstrom berechnet. Wenn mit I_F pro Segment und einem Tastverhältnis (D) für jede Ziffer (D=1/Anzahl der Ziffern für gleiche Helligkeit) betrieben wird, ist die durchschnittliche Leistung pro Segment V_F* I_F* D. Summieren Sie dies für alle beleuchteten Segmente.

F: Was bedeutet \"Lichtstärke-Abgleichsverhältnis\"?

A: Es spezifiziert das maximal zulässige Verhältnis zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Segment in einem Bauteil (z.B. 2:1). Ein Verhältnis von 2:1 bedeutet, dass das dunkelste Segment mindestens halb so hell sein muss wie das hellste Segment, um Gleichmäßigkeit sicherzustellen.

11. Praktische Design- und Verwendungsbeispiele

Fallstudie 1: Digitale Timer-Schnittstelle.Ein Entwickler verwendet die LTP-3362JS, um Minuten und Sekunden (MM:SS) auf einer benutzerdefinierten Timer-Schaltung anzuzeigen. Er verwendet einen stromsparenden Mikrocontroller, um das Multiplexing zu steuern. Um Strom zu sparen, betreibt er die LEDs mit 10mA statt 20mA und akzeptiert eine niedrigere, aber immer noch ausreichende Helligkeit. Das schwarze Ziffernblatt gewährleistet Lesbarkeit auch unter heller Werkstattbeleuchtung.

Fallstudie 2: Sensor-Ausleseeinheit.In einem Temperatur- und Feuchtigkeits-Datenlogger zeigt die Anzeige Codes wie \"tH\" für Temperaturalarm hoch oder numerische Werte an. Die 17-Segment-Fähigkeit ermöglicht die Anzeige der Buchstaben \"C\" oder \"F\" für Temperatureinheiten. Der breite Betriebstemperaturbereich entspricht den Umgebungsanforderungen des Loggers selbst.

12. Einführung in das technische Prinzip

Die LTP-3362JS basiert auf Halbleiter-Elektrolumineszenz. Das AS-AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Materialsystem ist ein direkter Bandabstandshalbleiter. Wenn eine Durchlassspannung an die p-n-Übergänge angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert. Sie rekombinieren strahlend und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandabstandsenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall gelb (~587-588 nm). Die epitaktischen Schichten werden auf einem GaAs-Substrat gewachsen. Das schwarze Epoxidharzgehäuse absorbiert Umgebungslicht, um den Kontrast zu verbessern, während die Linsenform darauf ausgelegt ist, den Betrachtungswinkel zu optimieren.

13. Technologietrends und Entwicklung

Die AlInGaP-Technologie stellt eine ausgereifte und hocheffiziente Lösung für rote, orange, bernsteinfarbene und gelbe LEDs dar. Aktuelle Trends in der Displaytechnologie bewegen sich in Richtung höherer Dichte, Vollfarbfähigkeit und Integration. Während diskrete Segmentanzeigen wie die LTP-3362JS für spezifische Anwendungen nach wie vor von entscheidender Bedeutung sind, gibt es einen breiteren Wandel hin zu organischen LED- (OLED) und Micro-LED-Anzeigen für hochauflösende grafische Schnittstellen. Für einfache, kostengünstige, hochzuverlässige und helle alphanumerische Anzeigen werden LED-Segmentanzeigen jedoch weiterhin häufig verwendet. Zukünftige Entwicklungen könnten noch effizientere Materialien, integrierte Treiberschaltungen innerhalb des Anzeigegehäuses (Reduzierung der Anzahl externer Komponenten) und eine breitere Palette von Gehäusegrößen und Farben umfassen, um verschiedenen Designanforderungen gerecht zu werden. Das Prinzip des Multiplexings zur Reduzierung der Pinanzahl bleibt eine grundlegende und dauerhafte Technik in der Displaytreiberelektronik.