Scheda Tecnica Display a Matrice di LED LTP-747KF - Altezza Cifra 0.7 pollici (17.22mm) - AlInGaP Giallo Arancio - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTP-747KF è un modulo display a matrice di LED 5 x 7 compatto e ad alte prestazioni. La sua funzione principale è fornire un output di caratteri alfanumerici chiaro e leggibile in una varietà di dispositivi e apparecchiature elettronici. La filosofia di progettazione centrale si concentra sul fornire eccellenti prestazioni visive con basso consumo energetico e alta affidabilità, rendendolo adatto all'integrazione in elettronica di consumo, pannelli di controllo industriali, strumentazione e altre applicazioni che richiedono la visualizzazione di stato o dati.

Il posizionamento chiave del dispositivo risiede nel suo equilibrio tra dimensioni, luminosità ed efficienza. L'altezza del carattere di 0.7 pollici (17.22mm) offre un buon compromesso tra leggibilità e requisiti di spazio sulla scheda. Utilizzando la tecnologia avanzata dei semiconduttori AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per i suoi chip LED Giallo Arancio, il display raggiunge un'elevata intensità luminosa e un'eccellente purezza del colore direttamente dal materiale del chip, contribuendo alle sue prestazioni complessive e alla sua longevità.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Ottiche

Le prestazioni ottiche sono definite da diversi parametri chiave misurati in condizioni di test standard (T_A=25°C). L'Intensità Luminosa Media (I_V)varia da un minimo di 630 µcd a un valore tipico di 1650 µcd quando pilotata con una corrente di picco (I_P) di 32mA a un ciclo di lavoro 1/16. Questa elevata luminosità garantisce una buona visibilità anche in ambienti moderatamente illuminati.

Le caratteristiche del colore sono specificate dalla lunghezza d'onda. LaLunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p)è tipicamente 611 nm, mentre laLunghezza d'Onda Dominante (λ_d)è tipicamente 605 nm, definendo il colore percepito Giallo Arancio. LaLarghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ)è tipicamente 17 nm, indicando una larghezza di banda spettrale relativamente stretta che contribuisce alla saturazione del colore. L'intensità luminosa è misurata utilizzando una combinazione di sensore e filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE, garantendo che i valori siano correlati alla percezione visiva umana.

2.2 Caratteristiche Elettriche

I parametri elettrici definiscono i limiti e le condizioni operative per il dispositivo. LaTensione Diretta per punto (V_F)varia tipicamente da 2.05V a 2.6V a una corrente diretta (I_F) di 20mA. Questo parametro è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.

LaCorrente Inversa per punto (I_R)ha un valore massimo di 100 µA quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V, indicando la caratteristica di dispersione della giunzione LED. IlRapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosaper i LED all'interno di un'area luminosa simile è specificato con un massimo di 2:1, importante per garantire un aspetto uniforme su tutti i segmenti del carattere visualizzato.

2.3 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. Non sono per il funzionamento continuo.

• Dissipazione di Potenza Media per punto:70 mW
• Corrente Diretta di Picco per punto:60 mA
• Corrente Diretta Media per punto:25 mA (derivata linearmente da 25°C a 0.33 mA/°C)
• Tensione Inversa per punto:5 V
• Intervallo di Temperatura Operativa:-35°C a +105°C
• Intervallo di Temperatura di Stoccaggio:-35°C a +105°C

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che il dispositivo ècategorizzato per l'intensità luminosa. Ciò implica un processo di binning in cui le unità prodotte vengono classificate (raggruppate in bin) in base alla loro emissione luminosa misurata. L'intervallo di intensità specificato (Min: 630 µcd, Tip: 1650 µcd) rappresenta probabilmente la distribuzione tra diversi bin. I progettisti possono selezionare un bin specifico per garantire la coerenza della luminosità tra più display in un prodotto o per soddisfare requisiti di luminosità specifici, sebbene la struttura esatta del codice bin non sia dettagliata in questo documento.

Sebbene non sia esplicitamente menzionato per la lunghezza d'onda o la tensione diretta in questa scheda tecnica, tale categorizzazione è comune nella produzione di LED per raggruppare componenti con caratteristiche ottiche ed elettriche strettamente corrispondenti, fondamentale per applicazioni che richiedono uniformità di colore o luminosità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento alleCurve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano forniti nel testo, tali curve, tipicamente incluse nelle schede tecniche complete, sono essenziali per la progettazione. Normalmente illustrerebbero:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione non lineare, aiutando a determinare il punto di lavoro e la tensione di pilotaggio richiesta per una data corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, fino a un punto di saturazione o di eccessiva generazione di calore.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, aspetto critico per la progettazione della gestione termica.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che conferma visivamente le lunghezze d'onda di picco e dominante e la larghezza spettrale.

Queste curve consentono agli ingegneri di prevedere le prestazioni in condizioni non standard e ottimizzare il circuito di pilotaggio e il design termico.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

Il LTP-747KF è fornito in un confezionamento standard per display a LED. Le note dimensionali chiave specificano che tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza generale di ±0.25 mm salvo diversa indicazione. Una tolleranza specifica per lo spostamento della punta del piedino è di ±0.4 mm, importante per il design dell'impronta PCB e i processi di montaggio automatizzati.

Il confezionamento presenta unafaccia grigia con punti bianchi, che migliora il contrasto e la leggibilità dei caratteri riducendo la luce ambientale riflessa dalle aree non attive. Il disegno meccanico (citato ma non dettagliato nel testo) mostrerebbe le dimensioni esatte del contorno, il piano di appoggio, la spaziatura dei terminali e l'altezza complessiva.

6. Connessione dei Piedini e Circuito Interno

Il dispositivo ha una configurazione a 12 piedini. Il piedinatura è la seguente: Piedino 1: Anodo Colonna 1, Piedino 2: Catodo Riga 3, Piedino 3: Anodo Colonna 2, Piedino 4: Catodo Riga 5, Piedino 5: Catodo Riga 6, Piedino 6: Catodo Riga 7, Piedino 7: Anodo Colonna 4, Piedino 8: Anodo Colonna 5, Piedino 9: Catodo Riga 4, Piedino 10: Anodo Colonna 3, Piedino 11: Catodo Riga 2, Piedino 12: Catodo Riga 1.

Questa disposizione multiplexata (5 anodi colonna, 7 catodi riga) è standard per una matrice 5x7. Consente il controllo di 35 LED individuali (punti) con soli 12 piedini, riducendo significativamente la complessità dell'interconnessione rispetto a un approccio di pilotaggio diretto. Lo schema del circuito interno mostrerebbe ogni punto LED collegato tra una specifica colonna anodo e una riga catodo. Per illuminare un punto particolare, la sua corrispondente linea anodo deve essere portata alta (con limitazione di corrente) mentre la sua linea catodo viene portata bassa.

7. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

La scheda tecnica fornisce condizioni di saldatura specifiche:1/16 di pollice (circa 1.6mm) sotto il piano di appoggio per 3 secondi a 260°C. Questo è un parametro critico per i processi di saldatura a onda o a mano per prevenire danni termici ai chip LED o al contenitore in plastica. Superare questa temperatura o tempo può portare a delaminazione, rottura dell'epossidica o degrado delle prestazioni del LED.

Viene anche sottolineato che la temperatura durante il montaggio non deve superare la massima temperatura nominale specificata nella sezione Valori Massimi Assoluti. Una corretta manipolazione per evitare scariche elettrostatiche (ESD) è anche una precauzione standard, sebbene non sia esplicitamente dichiarata qui, poiché i LED sono dispositivi a semiconduttore.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Il LTP-747KF è ben adatto per applicazioni che richiedono letture numeriche o alfanumeriche limitate compatte e a basso consumo. Esempi includono:

• Apparecchiature di Test e Misura:Multimetri digitali, contatori di frequenza, alimentatori per visualizzare valori.
• Elettronica di Consumo:Apparecchiature audio (display del livello dell'amplificatore), elettrodomestici da cucina (timer, temperatura).
• Controlli Industriali:Pannellisti, controllori di processo, display per timer.
• Sistemi Embedded:Indicatori di stato per prototipi o schede di sviluppo.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio:È necessario un microcontrollore con un numero sufficiente di pin I/O o un circuito integrato driver LED dedicato con supporto al multiplexing. Il driver deve fornire la corretta corrente di picco (es. 20-32mA) al ciclo di lavoro specificato (es. 1/16) per raggiungere la luminosità nominale senza superare i limiti di corrente media.
• Limitazione della Corrente:Resistenze in serie o driver a corrente costante sono necessari per ogni colonna anodo o per ogni LED per impostare con precisione la corrente diretta e proteggere i LED.
• Frequenza di Refresh:Lo schema di multiplexing richiede una frequenza di scansione sufficientemente alta (tipicamente >100Hz) per evitare sfarfallio visibile.
• Sebbene la dissipazione di potenza per punto sia bassa, il calore collettivo generato da più punti illuminati in un ambiente ad alta temperatura deve essere considerato. Potrebbe essere necessaria un'adeguata ventilazione o dissipazione per un funzionamento continuo ad alta luminosità.Sebbene la dissipazione di potenza per punto sia bassa, il calore collettivo generato da più punti illuminati in un ambiente ad alta temperatura deve essere considerato. Potrebbe essere necessaria un'adeguata ventilazione o dissipazione per un funzionamento continuo ad alta luminosità.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED standard GaAsP o GaP, l'uso del materialeAlInGaPoffre vantaggi significativi:Maggiore efficienza luminosa(più luce emessa per mA di corrente),migliore stabilità termica(minore riduzione dell'intensità con il calore), esuperiore affidabilità a lungo termine. Il design a faccia grigia/punti bianchi fornisce un rapporto di contrasto più elevato rispetto ai contenitori completamente rossi o verdi, migliorando la leggibilità.

All'interno della categoria delle matrici 5x7 da 0.7 pollici, i fattori chiave di differenziazione per questo componente sarebbero il suo specifico binning di intensità luminosa, la bassa tensione diretta tipica dell'AlInGaP e l'ampio intervallo di temperatura operativa (-35°C a +105°C), che supera quello di molti display comuni, rendendolo robusto per ambienti industriali.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo della specifica del ciclo di lavoro 1/16 per l'intensità luminosa?
R: Il display utilizza il multiplexing. Ogni punto è alimentato solo per una frazione del tempo (1/16 in questa condizione di test). L'intensità luminosa viene misurata durante il suo breve impulso "on" (corrente di picco). La luminosità media percepita è inferiore. Questa specifica consente ai progettisti di calcolare l'emissione luminosa media effettiva.

D: Posso pilotare questo display con una corrente continua costante invece del multiplexing?
R: Tecnicamente sì, ma è altamente inefficiente. Richiederebbe 35 canali indipendenti con limitazione di corrente invece di 12 linee multiplexate, aumentando notevolmente la complessità e il costo del circuito. Il multiplexing è il metodo previsto e ottimale.

D: La tensione diretta è 2.6V max a 20mA. Posso alimentarlo direttamente da un pin di un microcontrollore a 3.3V?
R: No. Devi sempre utilizzare una resistenza di limitazione della corrente in serie (o un circuito a corrente costante attivo). Collegarlo direttamente tenterebbe di assorbire una corrente eccessiva, potenzialmente danneggiando sia il LED che il pin del microcontrollore. Il valore della resistenza è calcolato come R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F.

D: Cosa significa "Confezionamento Senza Piombo (secondo RoHS)"?
R: Significa che il dispositivo è conforme alla direttiva sulla Restrizione delle Sostanze Pericolose. I materiali utilizzati nella sua costruzione, compresa la placcatura dei terminali, non contengono sostanze vietate come piombo, mercurio o cadmio al di sopra dei limiti consentiti, rendendolo idoneo alla vendita in mercati regolamentati.

11. Esempio di Progetto e Caso d'Uso

Caso: Progettazione di un Semplice Display per Timer Digitale.Un progettista deve mostrare minuti e secondi (MM:SS) su un prodotto. Potrebbero essere utilizzati due display LTP-747KF per i minuti e due per i secondi. Un microcontrollore a basso costo sarebbe programmato per gestire la funzione di temporizzazione. Le sue porte I/O sarebbero collegate alle linee anodo e catodo di tutti e quattro i display tramite appropriate resistenze di limitazione della corrente. Il firmware implementerebbe l'algoritmo di temporizzazione e una routine di multiplexing che cicla attraverso i quattro display e i segmenti rilevanti di ciascuna cifra ad alta velocità (es. 200Hz). La faccia grigia del display garantirebbe un buon contrasto con l'involucro del prodotto. Il progettista selezionerebbe un bin di intensità luminosa appropriato per le condizioni di luce ambiente previste per l'uso del timer.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Il LTP-747KF opera sul principio fondamentale di unDiodo Emettitore di Luce (LED)e delmultiplexing a divisione di tempo. Ciascuno dei 35 punti nella griglia 5x7 è un singolo LED AlInGaP. Quando polarizzato direttamente (tensione positiva applicata all'anodo rispetto al catodo), elettroni e lacune si ricombinano all'interno della regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce) a una lunghezza d'onda determinata dal bandgap del materiale AlInGaP, risultando in luce giallo-arancio.

Lo schema di multiplexing riduce il numero di pin di controllo richiesti. Gli anodi di tutti i LED in una colonna verticale sono collegati insieme, e i catodi di tutti i LED in una riga orizzontale sono collegati insieme. Attivando sequenzialmente una colonna anodo alla volta mentre si abilitano selettivamente le righe catodo per i punti che dovrebbero essere accesi in quella colonna, e ripetendo rapidamente questo ciclo, si crea l'illusione di un carattere stabile e completamente formato. La persistenza della visione dell'occhio umano fonde i singoli punti che lampeggiano rapidamente in un'immagine continua.

13. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i display a matrice di LED discreti come il LTP-747KF rimangano rilevanti per applicazioni specifiche grazie alla loro semplicità, robustezza e ampio angolo di visione, diverse tendenze sono notevoli. C'è una generale tendenza versomoduli display integratiche includono il circuito integrato driver, il controller e talvolta una ROM generatrice di caratteri, semplificando l'interfaccia per il sistema host (es. SPI, I2C).

Per l'output alfanumerico,OLED (LED Organici)e avanzatiLCDmoduli LCD offrono una risoluzione più alta, capacità grafiche complete e un consumo energetico inferiore in alcuni scenari di visualizzazione statica. Tuttavia, le matrici LED tradizionali mantengono vantaggi nella tolleranza a temperature estreme, luminosità molto elevata per uso esterno e affidabilità a lungo termine dove il burn-in dei pixel o la durata limitata potrebbero essere preoccupazioni per altre tecnologie. La tecnologia sottostante dei chip LED AlInGaP continua a migliorare, offrendo efficienze sempre più elevate e una produzione di colore più consistente.