Scheda Tecnica Display LED LTP-1557AKR - Altezza Matrice 1.2 Pollici (30.42mm) - Super Rosso AlInGaP - Matrice 5x7 - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTP-1557AKR è un modulo display alfanumerico a cifra singola, progettato per applicazioni che richiedono un output di caratteri chiaro e affidabile. Il suo componente principale è una matrice di diodi emettitori di luce (LED) a 5 colonne per 7 righe (5x7), che fornisce la risoluzione standard per visualizzare caratteri ASCII ed EBCDIC. L'area di visualizzazione fisica presenta un'altezza matrice di 1.2 pollici (30.42 mm), offrendo una buona leggibilità. Il dispositivo è costruito con una faccia grigia e un colore dei punti bianco, schema che migliora il contrasto e la leggibilità in varie condizioni di illuminazione.

La tecnologia principale alla base dell'emissione luminosa sono i chip LED Super Rosso in AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). Questi chip sono realizzati su un substrato non trasparente di Arseniuro di Gallio (GaAs). La tecnologia AlInGaP è nota per la sua alta efficienza e l'eccellente purezza del colore nello spettro rosso-arancio-giallo, rendendo questo display adatto per applicazioni in cui è desiderato un output rosso vibrante.

Una caratteristica operativa chiave è la sua architettura di selezione X-Y. Invece di indirizzare singolarmente ciascuno dei 35 punti, il display utilizza una configurazione a matrice in cui gli anodi sono collegati in riga e i catodi in colonna (o viceversa). Ciò riduce significativamente il numero di piedini di pilotaggio richiesti da 35 a 12 (5 righe + 7 colonne), semplificando il circuito di interfaccia e i requisiti del controller. Il dispositivo è inoltre progettato per essere impilabile orizzontalmente, consentendo la creazione di display multi-carattere posizionando più unità affiancate.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Il display offre diversi vantaggi distinti per i progettisti di sistemi. Il suobasso consumo energeticolo rende adatto per dispositivi alimentati a batteria o attenti all'energia. L'affidabilità allo stato solidoaffidabilità allo stato solidodei LED, senza parti in movimento e con alta resistenza a urti e vibrazioni, garantisce una lunga vita operativa. L'ampio angolo di visioneampio angolo di visionee il designa singolo pianoforniscono una visibilità costante da diverse prospettive. Inoltre, il dispositivo ècategorizzato per intensità luminosa, il che significa che le unità vengono classificate e vendute in base a specifici intervalli di luminosità, consentendo coerenza nelle applicazioni multi-display o quando l'uniformità della luminosità è critica.

I mercati primari di riferimento per questo display includono strumentazione industriale, apparecchiature di test e misurazione, terminali punto vendita, interfacce per computer legacy e qualsiasi sistema embedded che richieda una lettura di caratteri semplice, resistente e luminosa. La sua compatibilità con i codici carattere standard ne consente una facile integrazione con microcontrollori e sistemi digitali.

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. Il parametro chiave è l'Intensità Luminosa Media (I_V)v), che ha un valore tipico di 3800 µcd (microcandele) e un minimo di 2100 µcd quando pilotata con una corrente di picco (I_pFp) di 80mA e un duty cycle di 1/16. Questa misura approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE, garantendo che il valore corrisponda alla luminosità percepita.

Le caratteristiche del colore sono definite dalla lunghezza d'onda. LaLunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p)p) è tipicamente 639 nm, collocandola nella porzione di spettro del rosso brillante. LaLunghezza d'Onda Dominante (λ_d)d) è tipicamente 631 nm. La differenza tra lunghezza d'onda di picco e dominante è normale per i LED e riguarda la forma dello spettro di emissione. LaLarghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ)è tipicamente 20 nm, indicando la purezza spettrale o l'intervallo di lunghezze d'onda emesse attorno al picco.

Una specifica critica per garantire un aspetto uniforme è ilRapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa (I_V-m)), che è massimo 2:1. Ciò significa che il punto più luminoso nell'array non sarà più del doppio più luminoso del punto più debole nelle stesse condizioni di pilotaggio, il che è accettabile per la leggibilità dei caratteri.

2.2 Caratteristiche Elettriche

La tensione diretta (V_FF) per qualsiasi singolo punto LED, misurata a una corrente diretta (I_FF) di 20mA, varia da un minimo di 2.0V a un massimo di 2.6V, con un valore tipico implicito in questo intervallo. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando illuminato. La corrente inversa (I_RR) è specificata come un massimo di 100 µA quando viene applicata una tensione inversa (V_RR) di 5V, indicando le caratteristiche di dispersione del dispositivo nello stato spento.

2.3 Valori Nominali Assoluti e Considerazioni Termiche

Questi valori nominali definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente. LaDissipazione di Potenza Media per Puntonon deve superare 33 mW. LaCorrente Diretta di Picco per Puntoè nominale a 90 mA, ma solo in specifiche condizioni pulsate: un duty cycle di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1 ms. LaCorrente Diretta Media per Puntoha un valore nominale base di 13 mA a 25°C e si riduce linearmente a un tasso di 0.17 mA/°C all'aumentare della temperatura oltre i 25°C. Questa riduzione è cruciale per la gestione termica e l'affidabilità a lungo termine.

La massimaTensione Inversa per Puntoè 5V. Il dispositivo è nominale per unIntervallo di Temperatura Operativada -35°C a +85°C e un simileIntervallo di Temperatura di Conservazione. Per l'assemblaggio, la temperatura di saldatura non deve superare i 260°C per più di 3 secondi, misurata in un punto 1.6mm sotto il piano di appoggio del componente.

3. Spiegazione del Sistema di Classificazione (Binning)

La scheda tecnica dichiara esplicitamente che il dispositivo ècategorizzato per intensità luminosa. Questo è un processo di classificazione in cui le unità prodotte vengono testate e suddivise in gruppi in base alla loro emissione luminosa misurata in condizioni standard. Ciò consente ai clienti di selezionare componenti con una luminosità minima garantita o di garantire coerenza tra tutti i display in un prodotto, evitando che un carattere appaia notevolmente più debole di un altro in una configurazione multi-unità. Sebbene la scheda tecnica fornisca l'intero intervallo (2100-3800 µcd min/tip), i componenti ordinati rientrerebbero tipicamente in una classificazione più stretta e specifica.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento aCurve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche. Sebbene le curve specifiche non siano dettagliate nel testo fornito, tali curve nelle schede tecniche dei LED includono tipicamente:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I_FF-V_FF): Mostra la relazione non lineare tra corrente e tensione, essenziale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Curva I_VV-I_FF): Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, di solito in una regione lineare prima che l'efficienza cali a correnti molto elevate.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Curva I_VV-T_aa): Mostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, evidenziando l'importanza della gestione termica.
• Curva di Distribuzione Spettrale: Un grafico che traccia l'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, definendo visivamente il picco (λ_pp) e la larghezza a mezza altezza (Δλ).

Queste curve sono vitali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard e per ottimizzare i parametri di pilotaggio per specifiche esigenze applicative.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo è fornito in un package standard per display LED. IlDisegno delle Dimensioni del Packagefornisce tutti i contorni meccanici critici, sebbene le dimensioni esatte non siano elencate nel testo. Le tolleranze sono generalmente ±0.25 mm salvo diversa indicazione. Il disegno includerebbe lunghezza, larghezza e altezza complessive, passo dei terminali e posizione della finestra di visualizzazione.

5.1 Connessioni dei Piedini e Circuito Interno

Il display ha un'interfaccia a 14 piedini. Il piedinatura è la seguente: Piedino 1: Anodo Riga 5; Piedino 2: Anodo Riga 7; Piedino 3: Catodo Colonna 2; Piedino 4: Catodo Colonna 3; Piedino 5: Anodo Riga 4; Piedino 6: Catodo Colonna 5; Piedino 7: Anodo Riga 6; Piedino 8: Anodo Riga 3; Piedino 9: Anodo Riga 1; Piedino 10: Catodo Colonna 4; Piedino 11: Catodo Colonna 3 (Nota: la Colonna 3 appare su due piedini, 4 e 11, che potrebbero essere collegati internamente o essere un errore di documentazione da verificare); Piedino 12: Anodo Riga 4 (Nota: la Riga 4 appare sui piedini 5 e 12); Piedino 13: Catodo Colonna 1; Piedino 14: Anodo Riga 2.

IlSchema del Circuito Internorappresenterebbe visivamente la matrice 5x7, mostrando come i 5 anodi di riga e i 7 catodi di colonna interconnettono i 35 singoli punti LED. Questo diagramma è essenziale per comprendere la sequenza di pilotaggio multiplex.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

La specifica di assemblaggio chiave è il profilo di saldatura. Il dispositivo può sopportare unatemperatura massima di saldatura di 260°C per un massimo di 3 secondi. Questa misurazione è presa in un punto 1.6mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio del corpo del package. Questa linea guida è critica per i processi di saldatura a onda o rifusione per prevenire danni termici ai chip LED o ai collegamenti interni. Dovrebbero essere osservate le precauzioni standard ESD (Scarica Elettrostatica) durante la manipolazione. Per la conservazione, dovrebbe essere mantenuto l'intervallo specificato da -35°C a +85°C in un ambiente asciutto.

7. Suggerimenti Applicativi

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per qualsiasi applicazione che richieda una singola lettura alfanumerica luminosa. Esempi includono: pannelli digitali per tensione, corrente o temperatura; display di impostazione su controllori industriali; indicatori di stato su apparecchiature di rete o telecomunicazioni; tabelloni segnapunti o timer; e display diagnostici su apparecchiature mediche o di test.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio: È necessario un microcontrollore con un numero sufficiente di pin I/O o un driver IC dedicato per display LED (come un MAX7219 o simile) per eseguire il multiplexing. Il driver deve assorbire/fornire la necessaria corrente di picco (fino a 80mA per punto in modalità pulsata, ma la corrente media è molto più bassa a causa del duty cycle).
• Limitazione di Corrente: Resistenze di limitazione della corrente esterne sono obbligatorie per ogni anodo di riga o catodo di colonna (a seconda della configurazione di pilotaggio) per impostare la corrente diretta e proteggere i LED.
• Tempistica del Multiplexing: La frequenza di refresh e il duty cycle devono essere abbastanza alti da evitare sfarfallio visibile. Un duty cycle di 1/16, come utilizzato nella condizione di test, è comune. La corrente di picco deve essere regolata in modo che la corrente media e la dissipazione di potenza per punto rimangano entro i limiti.
• Gestione Termica: Assicurarsi che la corrente media venga ridotta appropriatamente se si prevede che la temperatura ambiente operativa superi significativamente i 25°C. Potrebbe essere necessario un'adeguata area di rame sul PCB o un flusso d'aria.
• Interfaccia Ottica: Considerare la necessità di filtri, diffusori o finestre protettive nel design del prodotto finale.

8. Confronto e Differenziazione Tecnologica

Rispetto a tecnologie più vecchie come display a incandescenza o fluorescenti a vuoto (VFD), questo display LED offre una resistenza superiore a urti/vibrazioni, una tensione operativa più bassa, tempi di risposta più rapidi e una potenziale durata di vita più lunga. Rispetto a moderni display OLED grafici o LCD, è più semplice, più robusto in ambienti ostili, offre luminosità e angolo di visione superiori e richiede elettronica di controllo meno complessa, sebbene sia limitato a forme di caratteri predefinite.

All'interno della famiglia dei display LED, l'uso della tecnologiaSuper Rosso AlInGaPlo differenzia dai LED rossi standard GaAsP o GaP offrendo una maggiore efficienza e una migliore saturazione del colore. La specifica altezza di 1.2 pollici e il formato 5x7 lo rendono un componente di ricambio standard per molti sistemi legacy.

9. Domande Frequenti Basate sui Parametri Tecnici

D: Posso pilotare questo display con una corrente continua costante su ogni punto?

R: Tecnicamente sì, ma richiederebbe 35 driver indipendenti, il che è impraticabile. Il design a matrice è pensato per il pilotaggio multiplex (X-Y) per minimizzare il numero di piedini.

D: Perché la corrente di picco (90mA) è così più alta del valore nominale di corrente media (13mA)?

R: Poiché il display è multiplexato, ogni punto è alimentato solo per una frazione di tempo (duty cycle). La corrente di picco durante il suo breve tempo "on" può essere più alta per ottenere la luminosità desiderata, purché la correntemedianel tempo rimanga entro il limite di 13mA per prevenire il surriscaldamento.

D: Cosa significa un rapporto di corrispondenza dell'intensità 2:1 per la mia applicazione?

R: Significa che una certa variazione nella luminosità dei punti è normale. Per i display di caratteri, questa lieve variazione di solito non è percepibile dall'occhio e non influisce sulla leggibilità. Per applicazioni che richiedono uniformità perfetta, potrebbe essere necessario selezionare componenti da una classificazione più stretta o utilizzare diffusori ottici.

D: Come calcolo il valore della resistenza di limitazione della corrente richiesta?

R: Hai bisogno della tensione di alimentazione (V_CCCC), della corrente diretta desiderata (I_FF), e della tensione diretta del LED (V_FF). Usa la Legge di Ohm: R = (V_CCCC - V_FF) / I_FF. Ricorda che I_FF qui è la correntedi piccodurante il tempo attivo del punto nel ciclo multiplex.

10. Esempio di Caso d'Uso Pratico

Considera la progettazione di un semplice termometro digitale. Un microcontrollore legge un sensore di temperatura, esegue un calcolo e deve visualizzare un valore a 3 cifre (es. " 23.5"). Tre display LTP-1557AKR potrebbero essere impilati orizzontalmente. Il microcontrollore, utilizzando un driver IC per display, multiplexerebbe i tre display. Convertirebbe il valore numerico nei corrispondenti pattern di font 5x7 per cifre, punto decimale e simbolo di grado. Il driver IC attiverebbe sequenzialmente le righe e colonne corrette per ogni display ad alta velocità, creando l'illusione di una lettura stabile e continuamente illuminata. I LED rossi AlInGaP garantirebbero che la lettura sia chiaramente visibile anche in ambienti molto illuminati.

11. Introduzione al Principio Operativo

Il display opera sul principio delmultiplexing di matrice LED. Internamente, 35 LED discreti sono disposti in una griglia. Tutti gli anodi dei LED in una data riga sono collegati insieme, e tutti i catodi in una data colonna sono collegati insieme. Per illuminare un punto specifico all'intersezione della Riga X e della Colonna Y, viene applicata una tensione positiva alla Riga X mentre la Colonna Y è collegata a massa (per una configurazione a catodo comune, che sembra essere questa in base al piedinatura). Scansionando rapidamente ogni riga e attivando le colonne appropriate per il pattern di quella riga, tutti i punti nella forma del carattere desiderato possono essere illuminati in una sequenza che l'occhio umano percepisce come un'immagine stabile. Questo metodo riduce il numero di linee di controllo da 35 a 12.

12. Tendenze e Contesto Tecnologico

Display come il LTP-1557AKR rappresentano una tecnologia matura e affidabile. Sebbene display a matrice ad alta risoluzione e display OLED/LCD grafici dominino le interfacce utente moderne, i display a caratteri LED discreti rimangono rilevanti in nicchie specifiche. I loro vantaggi sono indiscutibili: estrema durata, ampio intervallo di temperatura operativa, alta luminosità, basso costo per compiti semplici e semplicità di interfaccia. La tendenza all'interno di questa nicchia è verso LED più efficienti (come l'AlInGaP qui utilizzato), package a montaggio superficiale per l'assemblaggio automatizzato e l'integrazione con interfacce di controllo più semplici (es. I2C o SPI). È improbabile che vengano sostituiti in applicazioni dove la robustezza ambientale e l'affidabilità a lungo termine in condizioni difficili sono le preoccupazioni principali rispetto alla flessibilità grafica.