Scheda Tecnica Display a Matrice di LED LTP-18088KD - Altezza 1.85 Pollici - Iper Rosso (650nm) - Tensione Diretta 2.6V - Dissipazione 40mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTP-18088KD è un modulo display a matrice di LED a stato solido, progettato per applicazioni che richiedono una presentazione chiara e luminosa di informazioni alfanumeriche o simboliche. La sua funzione principale è fornire un'interfaccia di output visivo affidabile ed efficiente.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Questo dispositivo è costruito attorno a diversi vantaggi chiave che ne definiscono l'ambito applicativo. Presenta unbasso fabbisogno energetico, che lo rende adatto a dispositivi alimentati a batteria o attenti al consumo. L'eccellente aspetto dei caratterie l'elevata luminosità e contrastogarantiscono la leggibilità in varie condizioni di luce ambientale, da ambienti interni poco illuminati a quelli più luminosi. Unampio angolo di visioneconsente di vedere chiaramente le informazioni visualizzate anche da posizioni fuori asse, aspetto critico per display di informazione pubblica o apparecchiature multiutente. Infine, la suaaffidabilità a stato solido, intrinseca della tecnologia LED, offre una lunga vita operativa e resistenza a urti e vibrazioni rispetto ai display meccanici. Queste caratteristiche lo rendono ideale per strumentazione industriale, apparecchiature di test, terminali POS, tabelloni informativi per i trasporti e altri sistemi embedded che richiedono un display robusto e chiaro.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

Le prestazioni del LTP-18088KD sono caratterizzate da un dettagliato set di parametri elettrici, ottici e meccanici.

2.1 Descrizione del Dispositivo e Tecnologia

Il display ha un'altezza della matrice di 1.85 pollici (47.0 mm) ed è organizzato come una matrice 8 x 8. Utilizzachip LED Iper Rossi in Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP). Questi chip sono realizzati su unsubstrato non trasparente di Arseniuro di Gallio (GaAs). Il package presenta unafaccia nera con segmenti bianchi, una combinazione che migliora significativamente il rapporto di contrasto assorbendo la luce ambientale e facendo risaltare maggiormente i segmenti rossi illuminati.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito.

• Dissipazione di Potenza Media per Punto:40 mW
• Corrente Diretta di Picco per Punto:90 mA
• Corrente Diretta Continua per Punto:15 mA (a 25°C), riduzione lineare di 0.2 mA/°C sopra i 25°C.
• Tensione Inversa per Punto:5 V
• Intervallo di Temperatura Operativa:-35°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-35°C a +85°C
• Temperatura di Saldatura:260°C per 3 secondi, misurata 1/16 di pollice (circa 1.6mm) sotto il piano di appoggio.

2.3 Caratteristiche Elettriche & Ottiche (a T_A=25°C)

Questi sono i parametri di prestazione tipici e garantiti in condizioni di test specificate.

• Intensità Luminosa Media (I_V):1650 μcd (Min), 3500 μcd (Tip) a I_P=32mA, Ciclo di Lavoro 1/16.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p):650 nm (Tip) a I_F=20mA.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):20 nm (Tip) a I_F=20mA.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):639 nm (Tip) a I_F=20mA.
• Tensione Diretta per Punto (V_F):2.1V (Min), 2.6V (Tip) a I_F=20mA; 2.3V (Min), 2.8V (Tip) a I_F=80mA.
• Corrente Inversa per Punto (I_R):100 μA (Max) a V_R=5V.
• Rapporto di Uniformità dell'Intensità Luminosa (I_V-m):2:1 (Max) a I_P=32mA, Ciclo di Lavoro 1/16. Questo specifica la massima variazione ammissibile di luminosità tra il punto più luminoso e quello più debole nella matrice.

Nota: La misura dell'intensità luminosa segue la curva di risposta dell'occhio CIE (Commission Internationale de l'\'Eclairage) utilizzando una combinazione appropriata di sensore e filtro.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che il dispositivo ècategorizzato per intensità luminosa. Ciò significa che le unità vengono testate e classificate (binning) in base alla loro emissione luminosa misurata. Questo consente ai progettisti di selezionare display con livelli di luminosità uniformi per un aspetto coerente nella loro applicazione, aspetto cruciale quando si utilizzano più display affiancati. Il rapporto di uniformità di 2:1 garantisce ulteriormente che all'interno di un singolo display, nessun punto sia più del doppio più luminoso di un altro, assicurando l'uniformità visiva dei caratteri o grafici formati.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene il PDF faccia riferimento a curve caratteristiche tipiche, i dati elettrici/ottici forniti consentono un'analisi. La tensione diretta mostra un aumento prevedibile con la corrente (da 2.6V tip a 20mA a 2.8V tip a 80mA), comportamento standard per un LED. La lunghezza d'onda dominante di 639 nm e il picco a 650 nm lo collocano saldamente nello spettro dell'iper rosso, offrendo un elevato impatto visivo. L'ampio intervallo di temperatura operativa (-35°C a +85°C) suggerisce prestazioni stabili in ambienti ostili, sebbene la corrente diretta debba essere ridotta ad alte temperature ambientali come da valori massimi.

5. Informazioni Meccaniche & Package

5.1 Dimensioni del Package e Impilabilità

Il disegno meccanico fornisce le dimensioni critiche per il design dell'impronta PCB e l'integrazione nell'alloggiamento. Una caratteristica chiave evidenziata è che il modulo èimpilabile sia verticalmente che orizzontalmente. Ciò implica che il design meccanico includa caratteristiche (come bordi a filo o specifici punti di montaggio) che consentono di posizionare più display uno accanto all'altro per creare display più grandi multi-carattere o multi-linea senza antiestetici spazi o problemi di allineamento.

5.2 Connessioni Pin e Circuito Interno

Il dispositivo ha una configurazione a 24 pin. La tabella dei pin definisce chiaramente la funzione di ciascun pin: Anodo per le colonne e Catodo per le righe. Diversi pin sono contrassegnati "NO CONNECTION" (N/C). Lo schema del circuito interno, tipico per un display a matrice, mostra i 64 LED (8x8) disposti con gli anodi connessi in colonne e i catodi in righe. Questa comune architettura a matrice minimizza il numero di pin di pilotaggio richiesti (16 per 64 LED) ma richiede un pilotaggio multiplexato.

6. Linee Guida per Saldatura & Assemblaggio

La principale istruzione di assemblaggio fornita riguarda la saldatura:260°C per 3 secondi, misurata 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio. Questo è un parametro standard del profilo di saldatura a rifusione. I progettisti devono assicurarsi che il loro processo di assemblaggio PCB rispetti questo valore per prevenire danni termici ai chip LED o al package plastico. Anche l'intervallo di temperatura di conservazione (-35°C a +85°C) deve essere rispettato durante la manipolazione e prima dell'assemblaggio.

7. Suggerimenti Applicativi

7.1 Scenari Applicativi Tipici

La combinazione di alta luminosità, ampio angolo di visione e costruzione a stato solido rende il LTP-18088KD adatto per:Pannelli di Controllo Industriali(indicatori di stato, codici di errore),Apparecchiature di Test e Misura(letture, barre grafiche),Display per Informazioni Pubbliche(nei trasporti, semplici tabelloni),Elettronica di Consumo(display per apparecchi audio, stato degli elettrodomestici), eKit per Prototipazione & Didattici.

7.2 Considerazioni di Progetto

• Circuito di Pilotaggio:Deve utilizzare piloti a corrente costante o appropriate resistenze limitatrici di corrente per ogni colonna/riga per impostare la corrente diretta (es. 20mA per la luminosità tipica).
• Multiplexing:La matrice richiede un pilotaggio multiplexato. Il controller deve ciclare attraverso le righe (o colonne) abbastanza velocemente da evitare sfarfallio visibile (tipicamente >100Hz). La corrente di picco per punto (90mA) consente correnti pulsate più elevate durante il multiplexing per ottenere la luminosità media desiderata.
• Calcolo della Potenza:Con 64 punti, una potenza media massima di 40mW per punto e un ciclo di lavoro definito dallo schema di multiplexing, la dissipazione di potenza totale del modulo deve essere calcolata per garantire un'adeguata gestione termica.
• Protezione ESD:Come per tutti i dispositivi a semiconduttore, durante la manipolazione e l'assemblaggio devono essere osservate le normali precauzioni ESD.

8. Confronto Tecnico & Differenziazione

Il principale elemento di differenziazione per il LTP-18088KD è l'uso dellatecnologia AlInGaP (Iper Rosso). Rispetto ai vecchi LED GaAsP o ai LED rossi standard GaP, l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente superiore, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio, o luminosità simile a potenza inferiore. Il design a faccia nera/segmenti bianchi migliora il contrasto in modo più efficace rispetto ai package tradizionali grigi o beige. Il suo design impilabile è un vantaggio meccanico pratico per costruire display più grandi in modo uniforme.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco (650nm) e Lunghezza d'Onda Dominante (639nm)?

R: La lunghezza d'onda di picco è il punto di massima potenza nello spettro emesso. La lunghezza d'onda dominante è il punto di colore percepito, calcolato dallo spettro e dalle funzioni di corrispondenza del colore CIE. Per una sorgente monocromatica come questo LED rosso, sono vicine ma non identiche.

D: Come posso ottenere l'intensità luminosa tipica di 3500 μcd?

R: La condizione di test è unacorrente di picco (I_P) di 32mA con un ciclo di lavoro 1/16. In una matrice multiplexata a 8 righe, un ciclo di lavoro 1/8 è più comune. Per ottenere una luminosità media simile, la corrente di picco durante il suo slot temporale attivo potrebbe richiedere un aggiustamento basato sul ciclo di lavoro del driver e sulla corrente media richiesta per LED.

D: Posso pilotarlo direttamente con un pin di un microcontrollore a 5V?

R: No. La tensione diretta è ~2.6V ed è obbligatoria una resistenza limitatrice di corrente in serie. Collegare direttamente 5V distruggerebbe il LED a causa dell'eccessiva corrente. Inoltre, i pin dei microcontrollori tipicamente non possono erogare/assorbire la corrente cumulativa richiesta per un'intera colonna o riga in una configurazione multiplexata; sono necessari driver esterni (transistor o circuiti integrati driver LED dedicati).

10. Esempio di Progetto e Caso d'Uso

Scenario: Progettare un semplice display numerico a 4 cifre per un contatore.

Quattro display LTP-18088KD verrebbero posizionati affiancati (agevolati dal design impilabile). Verrebbe utilizzato un microcontrollore per gestire il display. Poiché ogni matrice 8x8 può formare numeri riconoscibili, il firmware del controller conterrebbe una mappa dei caratteri. Il microcontrollore, tramite array di transistor esterni o un circuito integrato driver LED dedicato, multiplexerebbe i display. Ciclerebbe attraverso i quattro display (multiplexing a divisione di tempo) e all'interno di ciascun display, ciclerebbe attraverso le 8 righe (scansione di riga). La corrente di picco per LED verrebbe impostata dal circuito di pilotaggio per ottenere la luminosità desiderata, considerando il ciclo di lavoro totale del multiplexing (es. 1/32 se si scansionano 4 display * 8 righe). L'alimentatore deve essere dimensionato per fornire la corrente media totale per tutti i punti illuminati.

11. Introduzione al Principio di Funzionamento

Il LTP-18088KD funziona sul principio dellaelettroluminescenza in una giunzione p-n a semiconduttore. Quando una tensione diretta superiore alla soglia del diodo viene applicata a un chip LED AlInGaP, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega semiconduttrice AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, iper rosso. I 64 singoli chip LED sono disposti in una matrice con colonne di anodo comuni e righe di catodo comuni. Applicando selettivamente una tensione positiva a una specifica colonna (anodo) e mettendo a terra una specifica riga (catodo), si accende solo il LED all'intersezione di quella riga e colonna. Sequenziando rapidamente questo processo (multiplexing), tutti i punti desiderati possono essere illuminati per formare un'immagine stabile.

12. Tendenze Tecnologiche

La tecnologia dei display è in continua evoluzione. Sebbene le matrici di LED discreti come il LTP-18088KD rimangano rilevanti per specifiche applicazioni embedded grazie alla loro robustezza, semplicità e alta luminosità, diverse tendenze sono degne di nota. C'è una tendenza versoarray di LED a montaggio superficiale (SMD)per una maggiore densità e assemblaggio automatizzato.Matrici di driver LED integratecon controller incorporati (come interfacce I2C o SPI) stanno semplificando la complessità di progetto. Per applicazioni a colori,matrici di LED RGBstanno diventando più comuni. Inoltre, in molte applicazioni consumer, piccoli moduli OLED o TFT LCD stanno sostituendo le matrici di LED monocromatici laddove sono richiesti grafica completa, colore e minore consumo in scenari sempre accesi. Tuttavia, per applicazioni che richiedono luminosità estrema, lunga durata, ampio intervallo di temperatura e semplicità, i display a matrice basati su AlInGaP continuano a mantenere una posizione forte.