دیتاشیت فنی LTP-3862JS - نمایشگر الفبایی-عددی LED 17 قطعه‌ای 0.3 اینچی با ارتفاع رقم 7.62 میلی‌متر - زرد (587 نانومتر) - ولتاژ مستقیم 2.6 ولت

1. مرور محصول

LTP-3862JS یک ماژول نمایشگر الفبایی-عددی دو رقمی با عملکرد بالا است که برای کاربردهای نیازمند خوانش واضح و روشن کاراکترها طراحی شده است. عملکرد اصلی آن نمایش کاراکترهای الفبایی-عددی (حروف و اعداد) با استفاده از پیکربندی 17 قطعه‌ای برای هر رقم است که انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به نمایشگرهای استاندارد 7 قطعه‌ای ارائه می‌دهد. مزیت اصلی این دستگاه در استفاده از چیپ‌های پیشرفته LED از جنس AS-AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) رشد یافته بر روی بستر GaAs نهفته است که به دلیل بازدهی بالا و خلوص رنگ عالی در طیف زرد شناخته شده‌اند. این نمایشگر دارای صفحه‌ای سیاه با قطعات سفید است که کنتراست بالایی برای خوانایی بهینه فراهم می‌کند. بازار هدف آن شامل پنل‌های کنترل صنعتی، تجهیزات تست و اندازه‌گیری، دستگاه‌های پزشکی، ابزار دقیق و هر سیستم نهفته‌ای است که به نشانگر الفبایی-عددی فشرده، قابل اعتماد و روشن نیاز دارد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات فوتومتریک و نوری

عملکرد نوری در مرکز عملکرد نمایشگر قرار دارد. در جریان آزمایش استاندارد 1 میلی‌آمپر برای هر قطعه، شدت نور متوسط (Iv) از حداقل 320 میکروکاندلا تا مقدار معمول 800 میکروکاندلا متغیر است. این روشنایی بالا، دیدپذیری در شرایط مختلف نور محیطی را تضمین می‌کند. دستگاه نور زرد با طول موج غالب (λd) 587 نانومتر (nm) و طول موج اوج تابش (λp) 588 نانومتر منتشر می‌کند که در جریان درایو 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده است. عرض نیم‌خط طیفی (Δλ) 15 نانومتر است که نشان‌دهنده رنگ زرد نسبتاً خالص و اشباع شده است. یک پارامتر کلیدی برای یکنواختی نمایشگر، نسبت تطابق شدت نور است که حداکثر 2:1 مشخص شده است. این بدان معناست که اختلاف روشنایی بین درخشان‌ترین و کم‌نورترین قطعه در شرایط یکسان از ضریب دو تجاوز نخواهد کرد که به ظاهر بصری یکنواخت در بین همه کاراکترها کمک می‌کند.

2.2 پارامترهای الکتریکی و حرارتی

مشخصات الکتریکی، مرزهای عملیاتی و نیازهای توان را تعریف می‌کنند. رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق، محدودیت‌های عملیات ایمن را تعیین می‌کنند: اتلاف توان هر قطعه 70 میلی‌وات، جریان مستقیم پیک هر قطعه (در 1 کیلوهرتز، چرخه کاری 10%) 60 میلی‌آمپر و جریان مستقیم پیوسته هر قطعه در دمای 25 درجه سانتی‌گراد 25 میلی‌آمپر است. این جریان به ازای هر درجه سانتی‌گراد بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد به صورت خطی 0.33 میلی‌آمپر کاهش رتبه (دری‌ت) می‌یابد که ملاحظه‌ای حیاتی برای مدیریت حرارتی در طراحی کاربرد است. حداکثر ولتاژ معکوس هر قطعه 5 ولت است. در شرایط عملیاتی معمول (I_F=20mA)، ولتاژ مستقیم (V_F) هر قطعه از 2.0 ولت تا 2.6 ولت متغیر است. جریان معکوس (I_R) در حداکثر ولتاژ معکوس 5 ولت، حداکثر 100 میکروآمپر است. دستگاه برای محدوده دمای عملیاتی و ذخیره‌سازی 35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده است که آن را برای طیف وسیعی از شرایط محیطی مناسب می‌سازد.

3. سیستم دسته‌بندی و باینینگ

دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که دستگاه‌ها "بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده‌اند." این نشان می‌دهد که واحدهای LTP-3862JS بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در شرایط آزمایش استاندارد، مرتب (باینینگ) شده‌اند. این فرآیند باینینگ اطمینان می‌دهد که مشتریان نمایشگرهایی با سطوح روشنایی یکنواخت دریافت می‌کنند. در حالی که کدهای باین خاص یا محدوده‌های شدت در این بخش توضیح داده نشده‌اند، دسته‌بندی معمول برای چنین نمایشگرهایی شامل گروه‌بندی آن‌ها در گریدهای شدت مختلف (مانند روشنایی استاندارد، روشنایی بالا) است. طراحان باید برای انتخاب گرید مناسب با نیازهای کنتراست و دید خاص خود، به مستندات کامل باینینگ سازنده مراجعه کنند، به ویژه زمانی که چندین نمایشگر در یک محصول استفاده می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به "منحنی‌های مشخصه الکتریکی/نوری معمول" اشاره می‌کند که برای کار طراحی دقیق ضروری هستند. اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه نشده‌اند، این منحنی‌ها معمولاً شامل موارد زیر هستند:
جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):این نمودار رابطه بین جریان عبوری از یک قطعه LED و ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد. این رابطه غیرخطی است و منحنی به طراحان کمک می‌کند تا مقدار مقاومت محدودکننده جریان مناسب را برای دستیابی به روشنایی مطلوب، ضمن رعایت محدودیت‌های الکتریکی، انتخاب کنند.
شدت نور در مقابل جریان مستقیم:این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان درایو افزایش می‌یابد. این رابطه در یک محدوده به طور کلی خطی است اما در جریان‌های بالاتر به اشباع می‌رسد. این اطلاعات برای طراحی‌های دیمرینگ با مدولاسیون عرض پالس (PWM) حیاتی است.
شدت نور در مقابل دمای محیط:این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای اتصال LED کاهش می‌یابد. درک این کاهش رتبه (دری‌تینگ) برای کاربردهایی که در دمای محیط بالا کار می‌کنند، جهت اطمینان از روشنایی کافی نمایشگر، حیاتی است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

LTP-3862JS یک پکیج نمایشگر از نوع ترو-هول است. نمودار "ابعاد پکیج" ارائه شده (جزئیات بر حسب میلی‌متر) برای چیدمان PCB (برد مدار چاپی) حیاتی است. نمایشگر دارای 20 پایه است که در دو ردیف چیده شده‌اند. نقشه ابعادی شامل طول، عرض و ارتفاع کلی پکیج، فاصله بین پایه‌ها (پیچ)، فاصله بین ردیف‌های پایه‌ها و صفحه نشیمن است. تلرانس تمام ابعاد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. پایه‌ها به وضوح تعریف شده‌اند، به طوری که پایه‌های 4 و 10 به ترتیب به عنوان آند مشترک رقم 1 و رقم 2 عمل می‌کنند. تمام پایه‌های دیگر (به جز پایه 14 که بدون اتصال است) کاتد برای قطعات خاص (A تا U، DP) هستند. یادداشت "Rt. Hand Decimal" در توضیح قطعه، نشان‌دهنده وجود یک نقطه اعشار سمت راست است که از طریق پایه کاتد DP کنترل می‌شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

دیتاشیت شرایط لحیم‌کاری خاصی را برای جلوگیری از آسیب به قطعات LED در حین مونتاژ ارائه می‌دهد. شرایط توصیه شده، لحیم‌کاری در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 3 ثانیه است، با این شرط که این امر برای نقطه‌ای در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.59 میلی‌متر) زیر صفحه نشیمن نمایشگر اعمال می‌شود. این یک دستورالعمل استاندارد برای لحیم‌کاری موجی یا دستی است که به منظور محدود کردن حرارت منتقل شده به چیپ‌های حساس LED و بدنه پلاستیکی طراحی شده است. برای فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو، باید از خمیر لحیم سازگار و پروفیلی استفاده شود که از حداکثر دمای ذخیره‌سازی 85 درجه سانتی‌گراد برای بدنه دستگاه تجاوز نکند. همچنین، همانند تمام دستگاه‌های نیمه‌هادی، رسیدگی مناسب برای جلوگیری از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) نیز مورد نظر است.

7. مدار داخلی و اتصال پایه‌ها

نمودار "مدار داخلی" و جدول "اتصال پایه‌ها" برای درک نحوه درایو نمایشگر اساسی هستند. LTP-3862JS از یکپیکربندی آند مشترک مالتی‌پلکساستفاده می‌کند. این بدان معناست که تمام آندهای قطعات مربوط به رقم 1 به هم متصل شده و به پایه 4 می‌رسند و تمام آندهای مربوط به رقم 2 به پایه 10 متصل می‌شوند. کاتد هر قطعه مجزا (مانند قطعه A، B، C) به یک پایه جداگانه آورده شده و بین هر دو رقم مشترک است. برای روشن کردن یک قطعه خاص روی یک رقم خاص، طراح باید:
1. یک ولتاژ مثبت (از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان) به پایه آند مشترک رقم مورد نظر (4 یا 10) اعمال کند.
2. جریان را از طریق پایه کاتد متناظر با قطعه مورد نظر به زمین (گراند) هدایت کند.
این تکنیک مالتی‌پلکسینگ امکان کنترل 34 قطعه (17 قطعه برای هر رقم) را تنها با 20 پایه فراهم می‌کند و به طور قابل توجهی تعداد پایه‌های I/O مورد نیاز از میکروکنترلر درایور را کاهش می‌دهد. زمان‌بندی سوئیچینگ بین دو رقم باید به اندازه کافی سریع باشد تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود، که معمولاً بالاتر از 60 هرتز است.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این نمایشگر برای هر سیستم نهفته‌ای که نیاز به خوانش فشرده دو کاراکتری دارد ایده‌آل است. کاربردهای رایج شامل: مولتی‌مترهای دیجیتال و کلمپ مترها، فرکانس‌کانترها، کنترلرهای فرآیند (نمایش نقطه تنظیم یا مقادیر)، واحدهای منبع تغذیه، نمایشگرهای وضعیت تجهیزات ارتباطی، ابزارهای تشخیصی خودرو و ابزار دقیق آزمایشگاهی می‌شود.

8.2 ملاحظات طراحی حیاتی

• محدود کردن جریان:مقاومت‌های محدودکننده جریان خارجی برای هر خط کاتد یا خط آند مشترک اجباری هستند تا از تجاوز از حداکثر جریان مستقیم پیوسته جلوگیری کرده و روشنایی مطلوب را تنظیم کنند. مقدار مقاومت با استفاده از رابطه R = (V_منبع- V_F) / I_F.
• محاسبه می‌شود.مدار درایو مالتی‌پلکس:یک میکروکنترلر با پایه‌های I/O کافی یا یک IC درایور خارجی (مانند یک درایور اختصاصی نمایشگر LED یا یک شیفت رجیستر با خروجی‌های جریان بالا) برای مدیریت مالتی‌پلکسینگ مورد نیاز است.مدیریت حرارتی:
• در محیط‌های با دمای بالا یا هنگام درایو در جریان‌های بالاتر، اطمینان حاصل کنید که اتلاف توان هر قطعه از 70 میلی‌وات تجاوز نکند. منحنی کاهش رتبه (دری‌تینگ) برای جریان مستقیم را در نظر بگیرید.زاویه دید:ویژگی "زاویه دید گسترده" مفید است، اما PCB باید طوری نصب شود که جهت دید بهینه نمایشگر با خط دید معمول کاربر نهایی هم‌راستا باشد.
• 9. مقایسه و تمایز فنیLTP-3862JS از طریق چندین ویژگی کلیدی خود را متمایز می‌کند. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای استاندارد GaAsP یا GaP، سیستم ماده AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به نمایشگرهای روشن‌تر در جریان‌های پایین‌تر می‌شود. معماری 17 قطعه‌ای، قابلیت الفبایی-عددی واقعی را فراهم می‌کند، برخلاف نمایشگرهای 7 قطعه‌ای که در کاراکترهایی که می‌توانند به وضوح نمایش دهند محدود هستند. صفحه سیاه با قطعات سفید، نسبت کنتراست را افزایش می‌دهد و خوانایی را در نور محیطی روشن در مقایسه با نمایشگرهای دارای صفحه خاکستری یا شفاف بهبود می‌بخشد. طراحی آند مشترک مالتی‌پلکس شده، تعادل خوبی بین کاهش تعداد پایه و پیچیدگی درایور ارائه می‌دهد و آن را نسبت به طرح درایو استاتیک (غیر مالتی‌پلکس) که به پایه‌های I/O بسیار بیشتری نیاز دارد، کارآمدتر می‌سازد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: چگونه مقدار مقاومت برای یک قطعه را محاسبه کنم؟

ج: از قانون اهم استفاده کنید: R = (V

- V
) / I_CC. برای منبع تغذیه 5 ولت، یک V_Fمعمول 2.3 ولت و I_Fمطلوب 10 میلی‌آمپر: R = (5 - 2.3) / 0.01 = 270 اهم. همیشه برای طراحی محافظه‌کارانه‌ای که اطمینان دهد جریان از محدودیت‌ها تجاوز نمی‌کند، از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.6 ولت) استفاده کنید.س: آیا می‌توانم این نمایشگر را با یک منبع جریان ثابت به جای مقاومت درایو کنم؟_Fج: بله، یک منبع جریان ثابت روشی عالی برای درایو LEDها است زیرا بدون توجه به تغییرات جزئی در V_Fبین قطعات یا با دما، روشنایی یکنواختی را تضمین می‌کند. این روش اغلب در طراحی‌های پیچیده‌تر استفاده می‌شود.س: "آند مشترک مالتی‌پلکس" برای نرم‌افزار من چه معنایی دارد؟

ج: نرم‌افزار شما باید به سرعت بین فعال‌سازی رقم 1 و رقم 2 جابجا شود. در حالی که آند رقم 1 فعال است، شما الگوهای کاتد را برای قطعاتی که می‌خواهید روی رقم 1 روشن شوند، تنظیم می‌کنید. سپس، به آند رقم 2 سوئیچ کرده و الگوهای کاتد را برای رقم 2 تنظیم می‌کنید. این چرخه باید به اندازه کافی سریع تکرار شود تا یک تصویر پایدار ایجاد کند (بسیار بیشتر از 60 هرتز).س: شدت نور در 1 میلی‌آمپر داده شده است، اما من می‌خواهم آن را در 20 میلی‌آمپر درایو کنم. چقدر روشن‌تر خواهد بود؟
ج: روشنایی LED در یک محدوده تقریباً با جریان خطی است. درایو در 20 میلی‌آمپر می‌تواند تقریباً 20 برابر شدت نور شرایط آزمایش 1 میلی‌آمپر را تولید کند، اما شما باید برای دقت به منحنی I_Fدر مقابل I

مراجعه کنید و اطمینان حاصل کنید که از رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق تجاوز نمی‌کنید.
11. مثال عملی طراحی و استفاده

طراحی یک نمایشگر ولت‌متر ساده دو رقمی را در نظر بگیرید. یک میکروکنترلر با مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) یک ولتاژ را می‌خواند. نرم‌افزار این مقدار را به دو رقم اعشاری (مثلاً "12") تبدیل می‌کند. از یک جدول جستجو برای ترجمه هر رقم (0-9) به الگوی کاتد صحیح برای 17 قطعه به منظور تشکیل آن رقم استفاده می‌کند. سپس میکروکنترلر از دو پایه I/O خود به عنوان خطوط انتخاب رقم (متصل به آندهای مشترک از طریق ترانزیستورها، زیرا پایه‌های MCU احتمالاً نمی‌توانند جریان کافی را تامین کنند) استفاده کرده و از حداکثر 17 پایه I/O دیگر (یا تعداد کمتری با شیفت رجیسترهای خارجی) برای کنترل کاتدهای قطعات استفاده می‌کند. کد وارد یک حلقه می‌شود که: ترانزیستور مربوط به آند رقم دهگان را فعال می‌کند، الگوی کاتد برای رقم "1" را خروجی می‌دهد.
A: LED brightness is approximately linear with current over a range. Driving at 20mA could yield roughly 20 times the luminous intensity of the 1mA test condition, but you must consult the I_Vvs. I_Fcurve for accuracy and ensure you do not exceed the absolute maximum ratings.

. Practical Design and Usage Example

Consider designing a simple two-digit voltmeter display. A microcontroller with an analog-to-digital converter (ADC) reads a voltage. The software converts this value to two decimal digits (e.g., "12"). It uses a look-up table to translate each digit (0-9) into the correct cathode pattern for the 17 segments to form that digit. The microcontroller then employs two of its I/O pins as the digit select lines (connected to the common anodes via transistors, as the MCU pins likely cannot source enough current) and uses up to 17 other I/O pins (or a smaller number with external shift registers) to control the segment cathodes. The code enters a loop that: enables the transistor for the tens digit anode, outputs the cathode pattern for the digit "1\