LTP-18088KD LED-Punktmatrix-Display Datenblatt - 1,85 Zoll Höhe - Hyper Rot (650nm) - 2,6V Durchlassspannung - 40mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Das LTP-18088KD ist ein Festkörper-Punktmatrix-Displaymodul, das für Anwendungen entwickelt wurde, die eine klare, helle Darstellung alphanumerischer oder symbolischer Informationen erfordern. Seine Kernfunktion besteht darin, eine zuverlässige und effiziente visuelle Ausgabeschnittstelle bereitzustellen.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Dieses Gerät basiert auf mehreren Schlüsselvorteilen, die seinen Anwendungsbereich definieren. Es zeichnet sich durch einengeringen Stromverbrauchaus, was es für batteriebetriebene oder energiebewusste Geräte geeignet macht. Dashervorragende Zeichenbildund diehohe Helligkeit & Kontrastgewährleisten die Lesbarkeit unter verschiedenen Umgebungslichtbedingungen, von gedämpften Innenräumen bis hin zu helleren Umgebungen. Eingroßer Betrachtungswinkelermöglicht es, die angezeigten Informationen auch aus schrägen Positionen klar zu erkennen, was für öffentliche Informationsanzeigen oder Mehrbenutzergeräte entscheidend ist. Schließlich bietet seineFestkörper-Zuverlässigkeit, die der LED-Technologie inhärent ist, eine lange Betriebsdauer und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen und Vibrationen im Vergleich zu mechanischen Displays. Diese Merkmale machen es ideal für Industriemessgeräte, Prüfgeräte, Kassenterminals, Verkehrsinformationstafeln und andere eingebettete Systeme, die ein robustes, klares Display benötigen.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Die Leistung des LTP-18088KD wird durch einen detaillierten Satz elektrischer, optischer und mechanischer Parameter charakterisiert.

2.1 Gerätebeschreibung und Technologie

Das Display hat eine Matrixhöhe von 1,85 Zoll (47,0 mm) und ist als 8 x 8 Punktmatrix organisiert. Es verwendetAluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP) Hyper-Rot-LED-Chips. Diese Chips werden auf einemnicht transparenten Galliumarsenid (GaAs)-Substratgefertigt. Das Gehäuse verfügt über eineschwarze Front mit weißen Segmenten, eine Kombination, die den Kontrast erheblich verbessert, indem Umgebungslicht absorbiert wird und die beleuchteten roten Segmente deutlicher hervortreten.

2.2 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Gerät auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert.

• Durchschnittliche Verlustleistung pro Punkt:40 mW
• Spitzen-Durchlassstrom pro Punkt:90 mA
• Dauer-Durchlassstrom pro Punkt:15 mA (bei 25°C), linear reduziert um 0,2 mA/°C über 25°C.
• Sperrspannung pro Punkt:5 V
• Betriebstemperaturbereich:-35°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich:-35°C bis +85°C
• Löttemperatur:260°C für 3 Sekunden, gemessen 1/16 Zoll (ca. 1,6mm) unterhalb der Auflageebene.

2.3 Elektrische & Optische Kenngrößen (bei T_A=25°C)

Dies sind die typischen und garantierten Leistungsparameter unter spezifizierten Testbedingungen.

• Durchschnittliche Lichtstärke (I_V):1650 μcd (Min), 3500 μcd (Typ) bei I_P=32mA, 1/16 Tastverhältnis.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p):650 nm (Typ) bei I_F=20mA.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm (Typ) bei I_F=20mA.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):639 nm (Typ) bei I_F=20mA.
• Durchlassspannung pro Punkt (V_F):2,1V (Min), 2,6V (Typ) bei I_F=20mA; 2,3V (Min), 2,8V (Typ) bei I_F=80mA.
• Sperrstrom pro Punkt (I_R):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 maximal zulässige Helligkeitsvariation zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Punkt in der Matrix.

Hinweis: Die Lichtstärkemessung folgt der CIE (Commission Internationale de l'\'Eclairage) Augenempfindlichkeitskurve unter Verwendung eines geeigneten Sensors und Filterkombination.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt zeigt an, dass das Gerätnach Lichtstärke kategorisiertist. Das bedeutet, dass Einheiten basierend auf ihrer gemessenen Lichtausbeute getestet und sortiert (gebinned) werden. Dies ermöglicht es Entwicklern, Displays mit konsistenten Helligkeitsstufen für ein einheitliches Erscheinungsbild in ihrer Anwendung auszuwählen, was entscheidend ist, wenn mehrere Displays nebeneinander verwendet werden. Das Abgleichverhältnis von 2:1 garantiert weiterhin, dass innerhalb eines einzelnen Displays kein Punkt mehr als doppelt so hell wie ein anderer ist, was die visuelle Gleichmäßigkeit der gebildeten Zeichen oder Grafiken sicherstellt.

4. Analyse der Leistungskurven

Während das PDF auf typische Kennlinien verweist, erlauben die bereitgestellten elektrischen/optischen Daten eine Analyse. Die Durchlassspannung zeigt einen vorhersehbaren Anstieg mit dem Strom (von 2,6V typ bei 20mA auf 2,8V typ bei 80mA), was ein Standardverhalten von LEDs ist. Die dominante Wellenlänge von 639 nm und das Maximum bei 650 nm ordnen dieses Display eindeutig in das Hyper-Rot-Spektrum ein und bieten eine hohe visuelle Wirkung. Der weite Betriebstemperaturbereich (-35°C bis +85°C) deutet auf eine stabile Leistung in rauen Umgebungen hin, obwohl der Durchlassstrom bei hohen Umgebungstemperaturen gemäß den Maximalwerten reduziert werden muss.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Stapelbarkeit

Die mechanische Zeichnung liefert kritische Abmessungen für das PCB-Layout und die Gehäuseintegration. Ein hervorgehobenes Schlüsselmerkmal ist, dass das Modulsowohl vertikal als auch horizontal stapelbarist. Dies impliziert, dass das mechanische Design Merkmale (wie bündige Kanten oder spezifische Befestigungspunkte) enthält, die es ermöglichen, mehrere Displays nebeneinander zu platzieren, um größere Mehrzeichen- oder Mehrzeilen-Displays ohne unschöne Lücken oder Ausrichtungsprobleme zu erstellen.

5.2 Pinbelegung und interner Schaltkreis

Das Gerät hat eine 24-polige Konfiguration. Die Pinbelegungstabelle definiert klar die Funktion jedes Pins: Anode für Spalten und Kathode für Zeilen. Mehrere Pins sind mit \"NO CONNECTION\" (N/C) gekennzeichnet. Das interne Schaltbild, typisch für eine Matrixanzeige, zeigt die 64 LEDs (8x8), die so angeordnet sind, dass ihre Anoden in Spalten und ihre Kathoden in Zeilen verbunden sind. Diese gängige Matrixarchitektur minimiert die Anzahl der benötigten Treiberpins (16 für 64 LEDs), erfordert jedoch ein multiplexes Ansteuerverfahren.

6. Löt- & Montagerichtlinien

Die primäre Montageanweisung betrifft das Löten:260°C für 3 Sekunden, gemessen 1/16 Zoll unterhalb der Auflageebene. Dies ist ein Standardparameter für Reflow-Lötprofile. Entwickler müssen sicherstellen, dass ihr PCB-Montageprozess dies einhält, um thermische Schäden an den LED-Chips oder dem Kunststoffgehäuse zu verhindern. Der Lagertemperaturbereich (-35°C bis +85°C) sollte auch während der Handhabung und vor der Montage eingehalten werden.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Die Kombination aus hoher Helligkeit, großem Betrachtungswinkel und Festkörperbauweise macht das LTP-18088KD geeignet für:Industrielle Bedienfelder(Statusanzeigen, Fehlercodes),Prüf- und Messgeräte(Anzeigen, Balkendiagramme),Öffentliche Informationsanzeigen(im Verkehrswesen, einfache Nachrichtentafeln),Unterhaltungselektronik(Audio-Geräteanzeigen, Gerätestatus) undPrototyping & Bildungskits.

7.2 Designüberlegungen

• Ansteuerschaltung:Muss Konstantstromtreiber oder geeignete strombegrenzende Widerstände für jede Spalte/Zeile verwenden, um den Durchlassstrom einzustellen (z.B. 20mA für typische Helligkeit).
• Multiplexing:Die Matrix erfordert eine multiplexe Ansteuerung. Der Controller muss die Zeilen (oder Spalten) schnell genug durchschalten, um sichtbares Flackern zu vermeiden (typischerweise >100Hz). Der Spitzenstrom pro Punkt (90mA) ermöglicht höhere gepulste Ströme während des Multiplexens, um die gewünschte durchschnittliche Helligkeit zu erreichen.
• Leistungsberechnung:Bei 64 Punkten, einer maximalen Durchschnittsleistung von 40mW pro Punkt und einem durch das Multiplexschema definierten Tastverhältnis muss die gesamte Modulverlustleistung berechnet werden, um eine angemessene thermische Verwaltung sicherzustellen.
• ESD-Schutz:Wie bei allen Halbleiterbauelementen sollten während der Handhabung und Montage Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Der wichtigste Unterscheidungsfaktor für das LTP-18088KD ist die Verwendung vonAlInGaP (Hyper-Rot)-Technologie. Im Vergleich zu älteren GaAsP- oder Standard-Rot-GaP-LEDs bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lichtausbeute, was zu einer größeren Helligkeit bei gleichem Treiberstrom oder ähnlicher Helligkeit bei geringerer Leistung führt. Das schwarze Front/weiße Segment-Design verbessert den Kontrast effektiver als traditionelle graue oder beige Gehäuse. Sein stapelbares Design ist ein praktischer mechanischer Vorteil für den nahtlosen Aufbau größerer Displays.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (650nm) und dominanter Wellenlänge (639nm)?

A: Die Spitzenwellenlänge ist der Punkt maximaler Leistung im emittierten Spektrum. Die dominante Wellenlänge ist der wahrgenommene Farbpunkt, berechnet aus dem Spektrum und den CIE-Farbabgleichsfunktionen. Für eine monochromatische Quelle wie diese rote LED sind sie nahe beieinander, aber nicht identisch.

F: Wie erreiche ich die typische Lichtstärke von 3500 μcd?

A: Die Testbedingung ist einSpitzenstrom (I_P) von 32mA bei einem 1/16 Tastverhältnis. In einer multiplexen 8-Zeilen-Matrix ist ein 1/8 Tastverhältnis üblicher. Um eine ähnliche durchschnittliche Helligkeit zu erreichen, muss der Spitzenstrom während seines aktiven Zeitfensters möglicherweise basierend auf dem Tastverhältnis des Treibers und dem erforderlichen Durchschnittsstrom pro LED angepasst werden.

F: Kann ich es direkt mit einem 5V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

A: Nein. Die Durchlassspannung beträgt ~2,6V, und ein Vorwiderstand zur Strombegrenzung ist zwingend erforderlich. Ein direkter Anschluss von 5V würde die LED aufgrund von Überstrom zerstören. Darüber hinaus können Mikrocontroller-Pins typischerweise nicht den kumulativen Strom liefern/aufnehmen, der für eine ganze Spalte oder Zeile in einer multiplexen Konfiguration erforderlich ist; externe Treiber (Transistoren oder spezielle LED-Treiber-ICs) sind notwendig.

10. Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer einfachen 4-stelligen numerischen Anzeige für einen Zähler.

Vier LTP-18088KD Displays würden nebeneinander platziert (ermöglicht durch das stapelbare Design). Ein Mikrocontroller würde zur Ansteuerung des Displays verwendet. Da jede 8x8 Matrix erkennbare Zahlen darstellen kann, enthält die Firmware des Controllers eine Zeichensatztabelle. Der Mikrocontroller würde über externe Transistor-Arrays oder einen dedizierten LED-Treiber-IC die Displays multiplexen. Er würde die vier Displays (Zeitmultiplex) und innerhalb jedes Displays die 8 Zeilen (Zeilenscanning) durchschalten. Der Spitzenstrom pro LED würde durch die Treiberschaltung eingestellt, um die gewünschte Helligkeit unter Berücksichtigung des gesamten Multiplex-Tastverhältnisses (z.B. 1/32 beim Scannen von 4 Displays * 8 Zeilen) zu erreichen. Die Stromversorgung muss für die Lieferung des gesamten Durchschnittsstroms für alle beleuchteten Punkte ausgelegt sein.

11. Einführung in das Funktionsprinzip

Das LTP-18088KD arbeitet nach dem Prinzip derElektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung, die die Schwellenspannung der Diode überschreitet, an einen AlInGaP-LED-Chip angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Halbleiterlegierung bestimmt die Bandlückenenergie, die die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall Hyper-Rot. Die 64 einzelnen LED-Chips sind in einer Matrix mit gemeinsamen Anodenspalten und gemeinsamen Kathodenzeilen angeordnet. Durch selektives Anlegen einer positiven Spannung an eine bestimmte Spalte (Anode) und Erdung einer bestimmten Zeile (Kathode) leuchtet nur die LED am Schnittpunkt dieser Zeile und Spalte. Durch schnelles Durchsequenzieren dieses Prozesses (Multiplexing) können alle gewünschten Punkte beleuchtet werden, um ein stabiles Bild zu bilden.

12. Technologietrends

Die Displaytechnologie entwickelt sich ständig weiter. Während diskrete LED-Punktmatrizen wie das LTP-18088KD aufgrund ihrer Robustheit, Einfachheit und hohen Helligkeit für bestimmte eingebettete Anwendungen relevant bleiben, sind mehrere Trends bemerkenswert. Es gibt einen Trend hin zuOberflächenmontage (SMD) LED-Arraysfür höhere Dichte und automatisierte Montage.Integrierte LED-Treibermatrizenmit eingebauten Controllern (wie I2C- oder SPI-Schnittstellen) vereinfachen die Designkomplexität. Für Farbanwendungen werdenRGB-LED-Matrizenimmer häufiger. Darüber hinaus verdrängen in vielen Verbraucheranwendungen kleine OLED- oder TFT-LCD-Module monochrome LED-Punktmatrizen, wo Vollgrafik, Farbe und geringerer Stromverbrauch in Always-On-Szenarien erforderlich sind. Für Anwendungen, die extreme Helligkeit, lange Lebensdauer, weiten Temperaturbereich und Einfachheit erfordern, behalten jedoch AlInGaP-basierte Punktmatrix-Displays weiterhin eine starke Position.