Scheda Tecnica Display LED a Matrice di Punti LTP-1557AKA - Altezza 1.2 pollici (30.42mm) - Arancione Rosso AlInGaP - Array 5x7 - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTP-1557AKA è un modulo di visualizzazione alfanumerico a cifra singola, progettato per applicazioni che richiedono un output di caratteri chiaro e affidabile. La sua funzione principale è rappresentare visivamente le informazioni attraverso una griglia di diodi emettitori di luce (LED) controllabili individualmente.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Questo dispositivo offre diversi vantaggi chiave che lo rendono adatto a una gamma di applicazioni industriali e commerciali. I suoi benefici principali includono unbasso fabbisogno di potenza, essenziale per sistemi alimentati a batteria o sensibili al consumo energetico. L'affidabilità allo stato solidodella tecnologia LED garantisce una lunga vita operativa e resistenza a urti e vibrazioni rispetto a display a filamento o altri display meccanici. Il design asingolo piano e ampio angolo di visualeoffre una buona visibilità da varie posizioni, cruciale per le interfacce utente. Infine, la suacompatibilità con codici carattere standard (USASCII ed EBCDIC)e laimpilabilità orizzontalesemplificano l'integrazione in sistemi che richiedono display multi-cifra. I mercati target tipici includono pannelli di strumentazione, terminali punto vendita, sistemi di controllo industriale e apparecchiature di test dove è necessario un output di caratteri durevole e leggibile.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei parametri elettrici, ottici e fisici del dispositivo.

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Le prestazioni ottiche sono definite a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. Il dispositivo utilizzaAlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio)come materiale semiconduttore per i suoi chip LED, fabbricati su un substrato GaAs non trasparente. Questa scelta del materiale è nota per l'alta efficienza nello spettro arancione-rosso. Il display ha una faccia grigia con punti di colore bianco per il contrasto.

• Intensità Luminosa Media (I_V): Varia da un minimo di 2100 μcd a un valore tipico di 3800 μcd. Questa misurazione è effettuata in condizioni di pilotaggio specifiche: una corrente di picco (I_p) di 80mA con un ciclo di lavoro di 1/16. L'intensità è misurata utilizzando un sensore e un filtro che approssimano la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE, garantendo che il valore corrisponda alla percezione umana della luminosità.
• Caratteristiche della Lunghezza d'Onda:
  • Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p): Tipicamente 621 nm, indica il punto di massima emissione di luce nella regione arancione-rossa.
  • Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d): Tipicamente 615 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano come corrispondente al colore della luce, che può differire leggermente dalla lunghezza d'onda di picco.
  • Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ): Tipicamente 18 nm. Questo parametro definisce la larghezza di banda della luce emessa, indicando l'intervallo di lunghezze d'onda attorno al picco. Una mezza larghezza più stretta indica un colore spettralmente più puro.
• Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa (I_V-m): Ha un rapporto massimo di 2:1. Specifica la variazione ammissibile di luminosità tra il punto più luminoso e quello più debole nell'array, garantendo un aspetto uniforme.

2.2 Parametri Elettrici

Tutte le caratteristiche elettriche sono specificate anch'esse a Ta=25°C.

• Tensione Diretta per Punto (V_F): Tipicamente 2.6V, con un massimo di 2.6V, quando pilotato con una corrente diretta (I_F) di 20mA. Questa è la caduta di tensione ai capi di un LED quando è illuminato.
• Corrente Inversa per Punto (I_R): Massimo di 100 μA quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V. Indica il livello di corrente di dispersione quando il LED è polarizzato inversamente.

2.3 Valori Limite Assoluti e Considerazioni Termiche

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: Massimo 33 mW.
• Corrente Diretta di Picco per Punto: Massimo 90 mA, ma solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1 ms). Ciò consente una luminosità istantanea più elevata.
• Corrente Diretta Media per Punto: Il valore nominale è 13 mA a 25°C. Fondamentalmente, questo valore si riduce linearmente a un tasso di 0.17 mA/°C man mano che la temperatura ambiente aumenta oltre i 25°C. Questo è un parametro di progettazione critico per la gestione termica.
• Tensione Inversa per Punto: Massimo 5 V.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento e Conservazione: Da -35°C a +85°C.
• Temperatura di Saldatura: Il dispositivo può sopportare una temperatura massima di saldatura di 260°C per un massimo di 3 secondi, misurata 1.6mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio del package.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che il dispositivo ècategorizzato per intensità luminosa. Ciò si riferisce a un processo di binning in fabbricazione. Durante la produzione, i LED presentano variazioni naturali nelle prestazioni. I dispositivi vengono testati e suddivisi (binnati) in base alla loro intensità luminosa misurata. Ciò consente ai clienti di selezionare componenti entro un intervallo di luminosità specifico (ad esempio, l'intervallo specificato di 2100-3800 μcd), garantendo la coerenza nella luminosità del prodotto finale. La scheda tecnica non specifica bin separati per lunghezza d'onda o tensione diretta, suggerendo che la selezione primaria si basa sull'output luminoso.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento aCurve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, tali curve tipicamente incluse nelle schede tecniche complete sono essenziali per la progettazione. Gli ingegneri si aspetterebbero di vedere:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V): Mostra come l'output luminoso aumenta con la corrente di pilotaggio, aiutando a impostare il punto di lavoro per la luminosità desiderata.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Illustra come l'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura, critico per applicazioni in ambienti non climatizzati.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta: Fornisce le caratteristiche dettagliate di V_Fper una progettazione accurata del driver.
• Distribuzione Spettrale: Un grafico che mostra la potenza relativa emessa attraverso le lunghezze d'onda, confermando i valori di lunghezza d'onda di picco e dominante.

Queste curve consentono ai progettisti di prevedere le prestazioni in condizioni reali, non ideali, oltre ai dati puntuali forniti nelle tabelle.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni Fisiche

Il dispositivo è descritto come avente un'altezza della matrice di 1.2 pollici (30.42 mm). Ciò si riferisce all'altezza dell'array di punti 5x7 stesso. Viene fatto riferimento a un disegno dettagliato delle dimensioni del package, con tutte le dimensioni in millimetri e tolleranze standard di ±0.25 mm salvo diversa indicazione. Questo disegno è cruciale per la progettazione dell'impronta sul PCB (Printed Circuit Board) e l'integrazione meccanica.

5.2 Connessione dei Piedini e Circuito Interno

Il dispositivo utilizza una configurazione a 14 piedini. La tabella del piedinamento definisce chiaramente la funzione di ciascun piedino, specificando le connessioni a specifiche righe anodo (1-7) e colonne catodo (1-5). Questaarchitettura a catodo comune per colonna(dove più anodi LED in una colonna condividono un comune piedino catodo) è standard per i display a matrice multiplexati. Viene fatto riferimento a uno schema circuitale interno, che mostrerebbe visivamente questa disposizione a matrice riga-anodo, colonna-catodo, confermando lo schema di multiplexing. L'interpretazione corretta di questo piedinamento è essenziale per progettare il circuito di pilotaggio.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

La specifica di assemblaggio chiave fornita è illimite del profilo di saldatura a rifusione: una temperatura massima di 260°C per una durata massima di 3 secondi, misurata in un punto 1.6mm sotto il corpo del package. Questa informazione è vitale per gli ingegneri di processo per impostare i forni di saldatura e prevenire danni termici ai chip LED o al package. Per la conservazione, l'intervallo specificato di -35°C a +85°C dovrebbe essere mantenuto per preservare l'integrità del dispositivo prima dell'uso.

7. Raccomandazioni per l'Applicazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per applicazioni che richiedono un singolo carattere o simbolo altamente leggibile. Esempi includono indicatori di stato su macchinari industriali (che mostrano codici come 'A', 'C', 'F'), posizioni di cifre in display multi-cifra più grandi (quando impilati), semplici letture su apparecchiature di test o come parte di un'interfaccia utente su dispositivi specializzati.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio: È necessario un microcontrollore o un IC driver di display dedicato per eseguire il multiplexing. Il circuito deve attivare sequenzialmente i corretti piedini anodo di riga e catodo di colonna per illuminare il pattern di punti desiderato per ogni carattere. Resistenze di limitazione della corrente sono obbligatorie per ogni linea anodo o colonna per impostare la corrente diretta.
• Calcolo della Corrente: La corrente media per punto deve essere rispettata. Per N righe multiplexate, la corrente istantanea può essere più alta, ma lacorrentemedia nel tempo non deve superare il valore nominale di 13 mA (ridotto per la temperatura). Ad esempio, con un multiplexing a ciclo di lavoro 1/7, la corrente di picco potrebbe essere fino a ~91mA per ottenere una media di 13mA, ma anche questo deve rimanere al di sotto del valore di picco nominale di 90mA.
• Gestione Termica: La riduzione della corrente diretta media (0.17 mA/°C) deve essere presa in considerazione nel progetto se si prevede che la temperatura ambiente operativa superi significativamente i 25°C. Un layout adeguato della scheda e possibilmente un dissipatore di calore possono essere necessari in ambienti ad alta temperatura.
• Angolo di Visuale: Sfruttare l'ampio angolo di visuale posizionando il display per una visibilità ottimale da parte dell'utente previsto.

8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto a tecnologie più vecchie come display a incandescenza o fluorescenti a vuoto (VFD), il LTP-1557AKA offre una superioreresistenza a urti/vibrazioni, , unconsumo energetico inferioree unadurata di vita più lunga. Rispetto ad altri display LED a matrice, il suo utilizzo della tecnologiaAlInGaP

per l'arancione-rosso offre un'efficienza più elevata e una potenziale migliore stabilità del colore nel tempo e con la temperatura rispetto ai vecchi LED rossi GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro). La combinazione specifica di un'altezza carattere di 1.2", risoluzione 5x7 e il binning di luminosità/intensità definito sono le sue specifiche fisiche e di prestazioni chiave differenzianti all'interno della categoria dei display LED a matrice.

1. 9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)D: Posso pilotare questo display con una corrente continua costante su ogni punto?
2. R: Tecnicamente sì, ma è altamente inefficiente per una matrice. Richiederebbe 35 circuiti di limitazione della corrente individuali (5x7). Il multiplexing è il metodo standard e previsto, riducendo significativamente i piedini driver e i componenti richiesti.D: La corrente media massima è 13mA, ma il mio schema di multiplexing utilizza un ciclo di lavoro di 1/16. Quale corrente di picco posso usare?R: Puoi calcolare la corrente di picco ammissibile: I_picco = I_media / Ciclo di Lavoro. Per un ciclo di lavoro 1/16, I_picco = 13mA / 0.0625 = 208mA. Tuttavia, devianche assicurarti che questa corrente di picco non superi ilvalore limite assoluto di corrente di picco di 90mA. Pertanto, il limite di 90mA è il vincolo determinante in questo caso.
3. D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco e lunghezza d'onda dominante?R: La lunghezza d'onda di picco è la lunghezza d'onda fisica in cui il LED emette la massima potenza ottica. La lunghezza d'onda dominante è la singola lunghezza d'onda percettiva che corrisponde al colore visto dall'occhio umano. Spesso differiscono leggermente a causa della forma dello spettro di emissione del LED.
4. D: La temperatura di conservazione è la stessa di quella di funzionamento. Significa che posso lasciarlo acceso a -35°C?R: L'intervallo di funzionamento indica che il dispositivo funzionerà entro le specifiche in quell'intervallo. Tuttavia, le prestazioni (come l'intensità luminosa) varieranno con la temperatura. L'intervallo di conservazione indica semplicemente le condizioni in cui il dispositivo non alimentato non verrà danneggiato. Un funzionamento affidabile agli estremi dell'intervallo dovrebbe essere verificato nell'applicazione.

10. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un display a cifra singola per codici di errore per un sensore industriale.Il sensore ha un microcontrollore che rileva varie condizioni di guasto (es. Sovraccarico, Guasto Sensore, Errore di Calibrazione). Ad ogni guasto è assegnato un codice alfanumerico ('O', 'F', 'C'). Il LTP-1557AKA è scelto per la sua durabilità in un ambiente industriale. I pin I/O del microcontrollore, insufficienti per pilotare direttamente 35 punti, sono collegati a un IC driver LED dedicato. Il driver gestisce il multiplexing, recuperando il corretto pattern di carattere 5x7 da una tabella di ricerca in memoria in base al codice di errore. Una rete di resistenze di limitazione della corrente è calcolata in base alla luminosità desiderata, alla tensione diretta, alla tensione di alimentazione e al ciclo di lavoro del multiplexing, assicurando attentamente di non superare i limiti di corrente di picco e media. Il display fornisce un'indicazione visiva immediata e chiara del tipo di guasto al personale di manutenzione.

11. Introduzione al Principio di Funzionamento

Il LTP-1557AKA è undisplay LED a matrice passiva. Contiene 35 chip LED AlInGaP indipendenti disposti in una griglia di 5 colonne e 7 righe. Ogni LED è collegato tra un anodo di riga e un catodo di colonna. Per illuminare un punto specifico, viene applicata una tensione positiva al suo corrispondente piedino anodo di riga, mentre il suo corrispondente piedino catodo di colonna è collegato a massa (o a una tensione inferiore). La struttura semiconduttore interna di ogni chip LED è composta da strati di tipo P e tipo N di AlInGaP che formano una giunzione PN. Quando polarizzata direttamente (anodo positivo rispetto al catodo), elettroni e lacune si ricombinano nella giunzione, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce) a una lunghezza d'onda determinata dall'energia di bandgap del materiale AlInGaP. Il display èmultiplexato: invece di accendere tutti i punti desiderati simultaneamente, il controller cicla rapidamente attraverso le righe (o colonne), accendendo solo i punti nella riga attiva che fanno parte del carattere. Ciò avviene più velocemente di quanto l'occhio umano possa percepire, creando l'illusione di un carattere stabile e completamente illuminato riducendo drasticamente il numero di piedini driver richiesti da 35 a 12 (7 righe + 5 colonne).

12. Tendenze Tecnologiche e Contesto

Display come il LTP-1557AKA rappresentano una tecnologia matura e consolidata. La tendenza nella visualizzazione delle informazioni si è ampiamente spostata verso soluzioni ad alta densità, multicolore e grafiche come OLED, LCD TFT e matrici LED a passo più fine. Tuttavia, display a carattere singolo o piccole cifre come questo rimangono altamente rilevanti in nicchie specifiche grazie alla lorosemplicità, robustezza, alta luminosità, ampio intervallo di temperatura operativa e basso costoper applicazioni che non richiedono grafica complessa. La tecnologia del materiale AlInGaP sottostante è stata essa stessa un progresso significativo rispetto al vecchio GaAsP, offrendo efficienza e purezza del colore migliorate per LED rossi, arancioni e ambra. Gli sviluppi futuri in questo segmento si concentrano sull'ulteriore aumento dell'efficienza (lumen per watt), sul miglioramento dell'uniformità e potenzialmente sull'integrazione più stretta dell'elettronica di pilotaggio con il package del display per semplificare la progettazione dell'utente finale. Per applicazioni a consumo ultra-basso o leggibili alla luce solare, questi tipi di array LED discreti continuano a essere una scelta preferita rispetto a tecnologie di visualizzazione più complesse.