دیتاشیت نمایشگر ماتریس نقطه‌ای LED مدل LTP-757KY - ارتفاع رقم 0.7 اینچ (17.22 میلی‌متر) - رنگ کهربایی - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTP-757KY یک ماژول نمایشگر ماتریس نقطه‌ای LED 5x7 فشرده و با عملکرد بالا است. عملکرد اصلی آن ارائه نمایش واضح و خوانا از کاراکترهای الفبایی، عددی و نمادها در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف است. مزیت اصلی این دستگاه در استفاده از فناوری پیشرفته نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تراشه‌های LED نهفته است که نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر، از بازدهی و خلوص رنگ برتر شناخته می‌شود. این امر منجر به ظاهر عالی کاراکترها با روشنایی و کنتراست بالا می‌شود و آن را برای کاربردهایی که خوانایی در شرایط مختلف نور محیطی از اهمیت بالایی برخوردار است، مناسب می‌سازد. دستگاه بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده است که عملکرد یکنواخت در بین دسته‌های تولیدی را تضمین می‌کند. نیاز توان پایین و قابلیت اطمینان حالت جامد آن، این نمایشگر را به انتخابی ایده‌آل برای الکترونیک مصرفی، ابزار دقیق صنعتی، ترمینال‌های فروش (پوز) و سایر سیستم‌های توکار که نیازمند یک راه‌حل نمایشگر بادوام و کارآمد هستند، تبدیل می‌کند.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 مشخصات نوری

عملکرد نوری توسط چندین پارامتر کلیدی که در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده‌اند، تعریف می‌شود. مقدار معمولشدت نور متوسط (I_V)در شرایط تست I_P=32mA و چرخه کاری 1/16، برابر با 3400 میکروکاندلا است. این پارامتر نشان‌دهنده روشنایی درک شده نمایشگر است.طول موج اوج تابش (λ_p)معمولاً 595 نانومتر است که در محدوده رنگ کهربایی طیف مرئی قرار می‌گیرد.نیم‌عرض خط طیفی (Δλ)15 نانومتر است که نشان‌دهنده تابش رنگی نسبتاً باریک و خالص است.طول موج غالب (λ_d)592 نانومتر است. توجه به این نکته ضروری است که اندازه‌گیری‌های شدت نور از ترکیب یک سنسور و فیلتر استفاده می‌کنند که منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE را تقریب می‌زند و اطمینان حاصل می‌کند که مقادیر با ادراک بصری انسان همبستگی دارند.نسبت تطابق شدت نور (I_V-m)حداکثر 2:1 تعیین شده است که تغییرات مجاز در روشنایی بین سگمنت‌ها یا نقطه‌های مجزا را برای اطمینان از ظاهر یکنواخت تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکتریکی

پارامترهای الکتریکی محدودیت‌ها و شرایط کاری دستگاه را تعریف می‌کنند.ولتاژ مستقیم هر نقطه (V_F)) معمولاً در جریان مستقیم (I_F) 20mA بین 2.05 ولت تا 2.6 ولت متغیر است.جریان معکوس هر نقطه (I_R)) حداکثر 100 میکروآمپر است هنگامی که ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت اعمال شود. این مقادیر برای طراحی مدار درایور مناسب حیاتی هستند.

2.3 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را مشخص می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر برای کارکرد مداوم نیستند. مقادیر کلیدی شامل موارد زیر است:توان تلف شده متوسط هر نقطه(25 میلی‌وات),جریان مستقیم پیک هر نقطه(60 میلی‌آمپر), وجریان مستقیم متوسط هر نقطه(13 میلی‌آمپر در 25°C، با نرخ کاهش خطی 0.17 میلی‌آمپر/°C). حداکثرولتاژ معکوس هر نقطه5 ولت است. دستگاه می‌تواند در محدودهدمای کاری و ذخیره‌سازی35- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس کار کند و نگهداری شود. رتبه‌بندیدمای لحیم‌کاریمشخص می‌کند که دستگاه می‌تواند دمای 260 درجه سلسیوس را به مدت 3 ثانیه در نقطه‌ای به فاصله 1/16 اینچ زیر صفحه نشیمن تحمل کند که این امر برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو ضروری است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که دستگاهبر اساس شدت نور دسته‌بندی شده است. این به معنای وجود یک سیستم دسته‌بندی مبتنی بر خروجی نور اندازه‌گیری شده است. اگرچه کدهای دسته‌بندی خاص در این سند فهرست نشده‌اند، اما چنین سیستمی معمولاً دستگاه‌ها را در محدوده‌های شدت نور مختلف (مانند روشنایی بالا، روشنایی استاندارد) گروه‌بندی می‌کند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای روشنایی خاص کاربردشان را برآورده می‌کنند و در نتیجه عملکرد نمایشی یکنواختی در محصول نهایی تضمین می‌شود. طراحان برای معیارهای انتخاب دقیق باید به مستندات تفصیلی دسته‌بندی سازنده مراجعه کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت بهمنحنی‌های مشخصه الکتریکی/نوری معمولاشاره می‌کند. اگرچه جزئیات این منحنی‌ها در متن ارائه شده ذکر نشده، اما چنین نمودارهایی که معمولاً در دیتاشیت کامل گنجانده می‌شوند برای طراحی ضروری هستند. این نمودارها به احتمال زیاد رابطه بین جریان مستقیم (I_F) و ولتاژ مستقیم (V_F) را برای طراحی حرارتی و درایور، رابطه بین شدت نور و جریان مستقیم برای بهینه‌سازی روشنایی در مقابل مصرف توان، و تغییرات شدت نور با دمای محیط را نشان می‌دهند. درک این منحنی‌ها به مهندسان امکان می‌دهد عملکرد دستگاه را در شرایط غیراستاندارد پیش‌بینی کرده و سیستم‌های مستحکمی طراحی کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

LTP-757KY دارای یک پکیج خاص با صفحه خاکستری و نقطه‌های سفید برای افزایش کنتراست است.ارتفاع رقم0.7 اینچ (17.22 میلی‌متر) است. نقشهابعاد پکیج(که به طور کامل در اینجا شرح داده نشده) طرح فیزیکی دقیق، فاصله پایه‌ها و اندازه کلی را بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر نشان می‌دهد. این اطلاعات برای طراحی جای پایه PCB و اطمینان از قرارگیری مناسب در محفظه محصول نهایی حیاتی است.

5.1 اتصال پایه‌ها و پلاریته

این دستگاه دارای پیکربندی 12 پایه است. ترتیب پایه‌ها به شرح زیر است: پایه 1 (کاتد ستون 1)، پایه 2 (آند ردیف 3)، پایه 3 (کاتد ستون 2)، پایه 4 (آند ردیف 5)، پایه 5 (آند ردیف 6)، پایه 6 (آند ردیف 7)، پایه 7 (کاتد ستون 4)، پایه 8 (کاتد ستون 5)، پایه 9 (آند ردیف 4)، پایه 10 (کاتد ستون 3)، پایه 11 (آند ردیف 2)، پایه 12 (آند ردیف 1).نمودار مدار داخلییک آرایش ماتریسی را نشان می‌دهد که در آن هر نقطه LED (در تقاطع یک آند ردیف و یک کاتد ستون) می‌تواند به صورت جداگانه از طریق مالتی‌پلکسینگ آدرس‌دهی شود. شناسایی صحیح پایه‌های آند و کاتد برای جلوگیری از بایاس معکوس و اطمینان از عملکرد صحیح مدار حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مشخصه کلیدی مونتاژ ارائه شده،پروفیل دمای لحیم‌کاریاست. دستگاه می‌تواند دمای پیک 260 درجه سلسیوس را حداکثر به مدت 3 ثانیه، در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن تحمل کند. این یک رتبه‌بندی استاندارد برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو بدون سرب است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که پروفیل کوره رفلو آنها با این محدودیت مطابقت دارد تا از آسیب حرارتی به تراشه‌های LED یا پکیج جلوگیری شود. باید احتیاط‌های عمومی در هنگام جابجایی رعایت شود، مانند اجتناب از تنش مکانیکی روی پایه‌ها و محافظت از صفحه نمایش در برابر خط و خش یا آلودگی. ذخیره‌سازی باید در محدوده دمایی مشخص شده 35- تا 85+ درجه سلسیوس در یک محیط خشک انجام شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

شماره قطعه به وضوح به عنوانLTP-757KYشناسایی شده است. اگرچه جزئیات بسته‌بندی خاص (مانند نوار و قرقره، تعداد در تیوب) در این بخش ذکر نشده است، اما خود شماره قطعه شناسه اصلی برای سفارش است. پسوند "KY" به احتمال زیاد نشان‌دهنده رنگ کهربایی است. مهندسان هنگام ثبت سفارش باید قالب دقیق بسته‌بندی را با تامین‌کننده یا توزیع‌کننده تأیید کنند.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

این نمایشگر برای کاربردهایی که نیازمند خروجی عددی یا کاراکتری محدود، فشرده، کم‌مصرف و بسیار خوانا هستند، بسیار مناسب است. کاربردهای متداول شامل: پنل‌مترهای دیجیتال، ترازوها، تجهیزات مانیتورینگ پزشکی، نمایشگر لوازم خانگی (اجاق‌ها، ترموستات‌ها)، پنل‌های کنترل صنعتی و نمایشگرهای اطلاعات پایه در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف می‌شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدار درایور:به دلیل پیکربندی ماتریس 5x7، یک مدار درایور مالتی‌پلکسینگ مورد نیاز است. این شامل فعال‌سازی متوالی آندهای ردیف‌ها در حین ارائه سیگنال‌های کاتد ستون مناسب برای روشن کردن نقطه‌های مورد نظر است. معمولاً از آی‌سی‌های درایور نمایشگر مجتمع برای این منظور استفاده می‌شود.
• محدود کننده جریان:مقاومت‌های محدودکننده جریان خارجی برای هر خط آند یا ستون (بسته به طرح درایور) اجباری هستند تا اطمینان حاصل شود که جریان مستقیم هر نقطه از حداکثر مقادیر مجاز مطلق، به ویژه جریان متوسط، تجاوز نمی‌کند.
• توان تلف شده:توان تلف شده متوسط هر نقطه (حداکثر 25 میلی‌وات) هنگام طراحی برای حداکثر روشنایی، به ویژه اگر چندین نقطه به طور همزمان برای مدت طولانی روشن باشند، باید در نظر گرفته شود.
• زاویه دید:زاویه دید گسترده مفید است، اما موقعیت نصب در محصول نهایی باید ارزیابی شود تا خوانایی بهینه برای کاربر نهایی تضمین شود.

9. مقایسه فنی

مشخصه اصلی متمایزکننده LTP-757KY استفاده آن ازفناوری LED مبتنی بر AlInGaPاست. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای استاندارد GaAsP (گالیم آرسنید فسفید)، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به روشنایی بیشتر با همان جریان ورودی می‌شود. همچنین اشباع رنگ و پایداری بهتری در برابر دما و زمان فراهم می‌کند. در مقایسه با سایر انواع پکیج (مانند LEDهای گسسته چیده شده در یک ماتریس)، این ماژول ماتریس نقطه‌ای مجتمع، مونتاژ ساده‌شده، تراز مکانیکی تضمین شده نقطه‌ها و ظاهر نوری یکنواخت به دلیل صفحه خاکستری و نقطه‌های سفید را ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (سوالات پرتکرار)

س: هدف از چرخه کاری 1/16 ذکر شده در شرایط تست شدت نور چیست؟

ج: چرخه کاری 1/16 یک روش تست استاندارد برای نمایشگرهای مالتی‌پلکس شده است. این بدان معناست که هر سگمنت به مدت 1/16 از کل زمان چرخه پالس می‌خورد. مقدار مشخص شده شدت نور، یک مقدار متوسط اندازه‌گیری شده تحت این شرایط است که عملکرد مالتی‌پلکس شده معمولی را شبیه‌سازی می‌کند. جریان پیک در زمان روشن بودن از جریان متوسط بیشتر است.

س: چگونه باید نسبت تطابق شدت نور 2:1 را تفسیر کنم؟

ج: این نسبت نشان می‌دهد که روشن‌ترین نقطه یا سگمنت در نمایشگر، حداکثر دو برابر کم‌نورترین نقطه یا سگمنت تحت شرایط درایو یکسان خواهد بود. نسبت پایین‌تر (مثلاً 1.5:1) نشان‌دهنده یکنواختی بهتر است. این پارامتر برای اطمینان از ظاهر یکنواخت و بدون لکه در بین تمام کاراکترها مهم است.

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را با جریان مستقیم ثابت (DC) به جای مالتی‌پلکسینگ راه‌اندازی کنم؟

ج: از نظر فنی امکان‌پذیر است، اما بسیار ناکارآمد و غیرعملی است. راه‌اندازی همزمان تمام 35 نقطه در جریان معمولی آنها، نیاز به جریان کلی بسیار بالا داشته و باعث اتلاف توان و گرمای بیش از حد می‌شود. مالتی‌پلکسینگ روش استاندارد و مورد نظر برای کارکرد است که به طور قابل توجهی تعداد پایه‌های درایور مورد نیاز و مصرف توان کلی را کاهش می‌دهد.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

طراحی یک نمایشگر ساده ولت‌متر دیجیتال را در نظر بگیرید. میکروکنترلر یک ولتاژ آنالوگ را می‌خواند، آن را به یک مقدار دیجیتال تبدیل می‌کند و نیاز به نمایش یک خوانش 3 رقمی (مثلاً 5.12V) دارد. از LTP-757KY برای هر رقم استفاده می‌شود. مراحل طراحی شامل موارد زیر خواهد بود: 1) ایجاد جای پایه PCB منطبق بر ابعاد مکانیکی و ترتیب پایه‌ها. 2) انتخاب یک آی‌سی درایور مالتی‌پلکسینگ سازگار با ماتریس 5x7 و رابط میکروکنترلر (مانند SPI، I2C). 3) محاسبه مقادیر مقاومت‌های محدودکننده جریان بر اساس ولتاژ خروجی درایور و ولتاژ مستقیم معمولی LED برای دستیابی به جریان متوسط مورد نظر (مثلاً 10-15mA برای هر نقطه). 4) برنامه‌نویسی میکروکنترلر برای رمزگشایی مقدار عددی به الگوهای سگمنت صحیح برای فونت 5x7 و کنترل زمان‌بندی مالتی‌پلکسینگ. 5) اطمینان از اینکه منبع تغذیه می‌تواند تقاضای جریان پیک در طول چرخه‌های مالتی‌پلکسینگ را تحمل کند.

12. معرفی اصول فناوری

LTP-757KY بر پایه ماده نیمه‌هادیAlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید)رشد یافته بر روی یک زیرلایه غیرشفاف GaAs (گالیم آرسنید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n تراشه LED اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، رنگ کهربایی (~592-595 نانومتر). زیرلایه غیرشفاف با جذب نور پراکنده به بهبود کنتراست کمک می‌کند. تراشه‌های LED مجزا در یک شبکه 5x7 چیده شده و به صورت داخلی به هم متصل شده‌اند تا ماتریس را تشکیل دهند و پایه‌های خارجی دسترسی به ردیف‌ها (آندها) و ستون‌ها (کاتدها) را فراهم می‌کنند.

13. روندهای فناوری

در حالی که AlInGaP همچنان یک فناوری با عملکرد بالا برای LEDهای قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد باقی مانده است، صنعت گسترده LED به تکامل خود ادامه می‌دهد. روندها شامل تلاش برای دستیابی به بازده نوری (لومن بر وات) حتی بالاتر در تمام رنگ‌ها است. برای کاربردهای نمایشگر، حرکت به سمت ماتریس‌های با گام ریزتر و قابلیت‌های تمام‌رنگ RGB وجود دارد. با این حال، برای نمایشگرهای تک‌رنگ مبتنی بر کاراکتر که نیازمند قابلیت اطمینان بالا، خوانایی عالی و مقرون‌به‌صرفه بودن هستند، دستگاه‌هایی مانند LTP-757KY مبتنی بر فناوری‌های بالغی مانند AlInGaP همچنان یک راه‌حل مستحکم و به طور گسترده پذیرفته شده باقی می‌مانند. ادغام درایورها و کنترلرها مستقیماً با ماژول نمایشگر نیز یک روند رایج برای ساده‌سازی طراحی محصول نهایی است.