Scheda Tecnica LTP-1557TBE - Display a Matrice di Punti 5x7 LED Blu - Altezza 1.2 Pollici - Tensione Diretta 3.6V - Chip Blu InGaN - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il modulo LTP-1557TBE è un display alfanumerico a stato solido progettato per applicazioni che richiedono un'uscita di caratteri chiara e affidabile. La sua funzione principale è rappresentare visivamente i dati, tipicamente caratteri codificati ASCII o EBCDIC, attraverso una griglia di diodi emettitori di luce (LED) indirizzabili singolarmente. Il mercato principale per questo componente include pannelli di controllo industriali, strumentazione, terminali di vendita e vari sistemi embedded dove è necessaria una soluzione di visualizzazione semplice, robusta e a basso consumo.

Il vantaggio principale del dispositivo risiede nell'utilizzo di chip LED blu in InGaN (Indio Gallio Nitruro). Questa tecnologia a semiconduttore offre una buona efficienza luminosa e un caratteristico colore blu. Il display presenta una faccia grigia con punti bianchi, che migliora il contrasto e la leggibilità. Le caratteristiche chiave che ne determinano l'utilità sono il basso consumo energetico, l'ampio angolo di visuale dovuto al design a singolo piano, l'affidabilità dello stato solido senza parti in movimento e la possibilità di essere affiancati orizzontalmente per display multi-carattere.

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Le prestazioni ottiche sono definite in specifiche condizioni di test a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. L'Intensità Luminosa Media (Iv)per chip LED è specificata con un minimo di 5400 µcd, un valore tipico di 13500 µcd e nessun massimo dichiarato, quando pilotata con una corrente diretta (IF) di 10mA. Questo parametro indica la potenza luminosa percepita dall'occhio umano, misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica CIE.

LaLunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λp)è tipicamente di 468 nm, il che colloca l'emissione nella regione blu dello spettro visibile. LaLarghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ)è di 25 nm, indicando la purezza spettrale o la dispersione delle lunghezze d'onda emesse. LaLunghezza d'Onda Dominante (λd)è compresa tra 470 nm e 475 nm, rappresentando il colore percepito della luce. IlRapporto di Accoppiamento dell'Intensità Luminosaper i LED all'interno della stessa area di visualizzazione è al massimo 2:1, garantendo un'uniformità di luminosità accettabile attraverso la matrice.

2.2 Caratteristiche Elettriche

Il parametro elettrico chiave è laTensione Diretta (VF)per chip, che varia da 3.3V (min) a 3.6V (max) a una corrente di test di 20mA. Questo è un parametro critico di progettazione per selezionare resistori limitatori di corrente o circuiti di pilotaggio appropriati. LaCorrente Inversa (IR)è specificata come un massimo di 100 µA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V. È cruciale notare che questa condizione di tensione inversa è solo a scopo di test; il dispositivo non è progettato per un funzionamento continuo in polarizzazione inversa.

2.3 Valori Massimi Assoluti e Considerazioni Termiche

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. LaCorrente Diretta Continuaper chip è di 20mA a 25°C, con una derating lineare di 0.21 mA/°C all'aumentare della temperatura. LaCorrente Diretta di Piccoè di 100mA ma solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza dell'impulso 0.1ms). La massimaDissipazione di Potenzaper chip è di 70 mW. Il dispositivo è classificato per unIntervallo di Temperatura di Funzionamento e di Stoccaggioda -35°C a +85°C. La soglia diScarica Elettrostatica (ESD)è di 2000V (Modello del Corpo Umano), indicando un livello moderato di sensibilità che richiede procedure di manipolazione appropriate.

3. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

3.1 Dimensioni e Tolleranze

Il dispositivo ha un'altezza della matrice di 1.2 pollici (30.42 mm). Tutte le dimensioni del package sono fornite in millimetri. Le tolleranze generali sono ±0.25 mm salvo diversa specifica. Una nota specifica menziona una tolleranza di spostamento della punta del piedino di ±0.5 mm, importante per il design dell'impronta sul PCB e per il montaggio automatizzato.

3.2 Collegamento dei Piedini e Circuito Interno

Il display ha una configurazione a 14 piedini. Lo schema del circuito interno rivela una struttura a matrice multiplexata. I piedini sono assegnati agli anodi delle righe da 1 a 7 e ai catodi delle colonne da 1 a 5. Questa architettura di selezione X-Y consente il controllo di qualsiasi singolo punto (LED) attivando le corrispondenti linee di riga (anodo) e colonna (catodo), riducendo significativamente il numero di piedini di pilotaggio richiesti rispetto a un approccio di pilotaggio diretto.

4. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

La scheda tecnica specifica una temperatura massima di saldatura di 260°C per una durata massima di 5 secondi, misurata a 1.6mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio. Questo è un tipico vincolo del profilo di rifusione per componenti a foro passante. Il rispetto di questo limite è necessario per prevenire danni ai chip LED o al package plastico da stress termico eccessivo.

5. Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Data la classificazione di sensibilità ESD, sono raccomandati protocolli di manipolazione rigorosi per prevenire danni da elettricità statica o sovratensioni. Questi includono: l'uso di un braccialetto conduttivo o guanti antistatici; assicurarsi che tutte le attrezzature, postazioni di lavoro e scaffali di stoccaggio siano correttamente messi a terra; e impiegare un soffiatore ionico per neutralizzare le cariche statiche che possono accumularsi sulla superficie della lente plastica durante la manipolazione e lo stoccaggio.

6. Suggerimenti per l'Applicazione

6.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per applicazioni che richiedono una singola riga o pochi caratteri di informazione. Gli usi comuni includono indicatori di stato su macchinari, semplici letture su apparecchiature di test, pannelli di visualizzazione per elettronica di consumo di base e come elementi costitutivi per tabelloni di messaggi multi-carattere più grandi grazie al loro design impilabile.

6.2 Considerazioni di Progettazione

Circuito di Pilotaggio:È necessario un microcontrollore o un circuito integrato driver dedicato per multiplexare righe e colonne. Il driver deve fornire la corrente necessaria (tipicamente 10-20mA per segmento) e gestire la caduta di tensione diretta (~3.6V). I resistori limitatori di corrente sono essenziali per ogni linea di riga o colonna per impostare la corrente di funzionamento.
Alimentazione:La tensione di alimentazione deve essere superiore alla tensione diretta del LED. Un'alimentazione a 5V è comune, con resistori utilizzati per dissipare la tensione residua.
Angolo di Visuale:Il design a singolo piano con ampio angolo di visuale è vantaggioso per applicazioni in cui il display può essere visto da posizioni non centrali.
Ambientale:L'intervallo di temperatura operativa specificato lo rende adatto sia per ambienti interni che per molti ambienti industriali.

7. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto a tecnologie più datate come display a incandescenza o fluorescenti a vuoto (VFD), questa matrice LED offre un consumo energetico significativamente inferiore, una durata di vita più lunga e una resistenza superiore a urti e vibrazioni grazie alla sua costruzione a stato solido. All'interno della categoria dei display LED, l'uso di chip blu InGaN fornisce un'opzione di colore diversa rispetto ai più comuni LED rossi GaAsP o GaP. Il formato 5x7 è uno standard per la generazione di caratteri alfanumerici, offrendo un buon equilibrio tra risoluzione e numero di piedini. Il suo package a foro passante lo differenzia dalle alternative a montaggio superficiale, rendendolo più adatto per prototipazione, progetti hobbistici o applicazioni in cui potrebbe essere coinvolta la saldatura manuale.

8. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

D: Qual è lo scopo del Rapporto di Accoppiamento dell'Intensità Luminosa 2:1?
R: Questo rapporto garantisce che il punto più luminoso nel display non sia più del doppio più luminoso del punto più debole nelle stesse condizioni di pilotaggio. Questo è importante per ottenere un aspetto uniforme su tutti i caratteri e segmenti, evitando che alcuni punti appaiano notevolmente più deboli o più luminosi di altri.

D: Posso pilotare questo display direttamente con un piedino di un microcontrollore a 3.3V?
R: No. La tensione diretta tipica (3.6V) è superiore a 3.3V. Avresti bisogno di un circuito di pilotaggio (come un array di transistor) alimentato da una tensione più alta (es. 5V) per commutare le righe/colonne. I piedini del microcontrollore controllerebbero quindi questi transistor di pilotaggio.

D: Perché c'è una nota che specifica che la tensione inversa è solo per test?
R: I LED sono diodi e non sono progettati per bloccare alte tensioni inverse. Applicare una polarizzazione inversa continua al di sopra di una soglia molto bassa (spesso solo pochi volt) può causare rottura e danneggiare il dispositivo. La condizione di test a 5V viene utilizzata per misurare la corrente di dispersione (IR) sotto uno stress controllato e non operativo.

D: Come posso creare un display multi-carattere?
R: I display sono "impilabili orizzontalmente". Ciò significa che puoi posizionare più unità affiancate su un PCB. Il loro piedinatura è progettata in modo che le corrispondenti linee di riga e colonna di unità adiacenti possano essere collegate in parallelo, consentendo a un singolo circuito di pilotaggio di controllare una stringa di caratteri scansionando tutte le loro righe contemporaneamente mentre invia i dati di colonna per ogni posizione in sequenza.

9. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettare un Semplice Visualizzatore di Temperatura.Un progettista deve mostrare una temperatura a due cifre (es. "25") su un controller embedded. Utilizzerebbe due display LTP-1557TBE. Un microcontrollore sarebbe programmato per convertire il valore del sensore di temperatura in codici ASCII per i numeri '2' e '5'. Questi codici verrebbero tradotti nello specifico pattern di punti accesi per ogni carattere utilizzando una tabella di ricerca memorizzata nella memoria del microcontrollore. I pin I/O del microcontrollore, probabilmente attraverso driver di sinking esterni (come array ULN2003 per le colonne) e driver di sourcing (come transistor per le righe), multiplexerebbero i display. Ciclerebbe rapidamente attivando la Riga 1 di entrambi i display mentre imposta i pattern di colonna per quella riga per ogni carattere, poi la Riga 2, e così via fino alla Riga 7. Ciò avviene più velocemente di quanto l'occhio umano possa percepire, creando l'illusione di caratteri stabili. La faccia grigia e i punti bianchi garantiscono una buona leggibilità nella luce ambientale dell'ambiente previsto.

10. Introduzione al Principio di Funzionamento

Il principio di funzionamento fondamentale si basa sull'elettroluminescenza in una giunzione p-n di un semiconduttore. Quando viene applicata una tensione di polarizzazione diretta che supera la soglia di accensione del diodo (la tensione diretta, VF), gli elettroni dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p vengono iniettati nella regione attiva (la giunzione). Qui, si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il materiale specifico utilizzato—InGaN in questo caso—determina l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, che è nello spettro blu. La disposizione a matrice 5x7 è un'implementazione pratica in cui 35 singoli chip LED (dadi) sono assemblati insieme e interconnessi in una matrice riga-colonna per minimizzare le connessioni esterne.

11. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

Sebbene questa specifica matrice LED discreta a foro passante rappresenti una tecnologia matura e stabile, il campo più ampio della tecnologia di visualizzazione continua a evolversi. Le tendenze includono la migrazione verso package a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato e fattori di forma più piccoli. C'è anche una tendenza verso matrici a densità più elevata e display RGB a colori completi che utilizzano tecniche di packaging avanzate che integrano chip rosso, verde e blu in un singolo pixel. Inoltre, la tecnologia sottostante del chip LED vede continui miglioramenti in termini di efficienza (più luce in uscita per watt di ingresso elettrico) e affidabilità. Tuttavia, il formato alfanumerico di base 5x7 rimane rilevante per innumerevoli applicazioni di visualizzazione semplici, economiche e affidabili dove non è richiesta alta risoluzione o colore.