LTP-22157M LEDドットマトリクス表示器 データシート - 2.2インチ (57.22mm) 高さ - 5x7配列 - レッドオレンジ & グリーン

1. 製品概要

LTP-22157Mは、英数字キャラクター表示を目的としたモノクロ、シングルプレーンのドットマトリクス表示モジュールです。その中核機能は、5列×7行のグリッド内で特定のパターンのLEDを点灯させることで、視覚的な出力インターフェースを提供することです。本デバイスは、レッドオレンジLEDとグリーンLEDという2つの異なるLEDチップ技術を単一パッケージ内に統合しています。このデュアルカラー機能は、ドットごとの多色表示を可能にするものではありませんが、モジュールレベルでの色選択や、シンプルな2状態表示スキームを実現します。表示器は白いドットを持つグレーのフェースプレートを備えており、様々な照明条件下でのコントラストと可読性を向上させています。主な用途は、産業機器、計測器、POS端末、およびシンプルで信頼性の高い文字表示を必要とするその他の組み込みシステムです。

この表示器の基本的な利点は、そのソリッドステート構造にあり、フィラメントベースの表示器などの従来技術と比較して、高い信頼性と長い動作寿命を提供します。比較的低い電力を必要とし、標準的なASCIIおよびEBCDICキャラクターコードと互換性があるため、電気的な統合が容易になるように設計されています。機械設計により水平方向への積み重ねが可能で、複数文字の表示器を作成することができます。

2. 技術パラメータの詳細な客観的解釈

2.1 測光および光学特性

光学性能は、グリーンとレッドオレンジのLED素子について別々に規定されています。グリーンLEDの場合、1/16デューティサイクルでピーク電流(Ip)80mAで駆動したときの典型的な平均光度は4800 µcdです。主波長(λd)は典型的に569 nm、ピーク発光波長(λp)は565 nmであり、スペクトルの純粋なグリーン領域に位置します。スペクトル線半値幅(Δλ)は30 nmで、中程度に狭い発光帯域を示しています。

For the本デバイスは、動作温度範囲-35°Cから+85°C、および同一の保存温度範囲で定格されています。平均順電流の減額曲線は直接的な熱仕様です。周囲温度が25°Cを超えて上昇すると、過熱と加速劣化を防ぐために許容連続電流を減らす必要があります。はんだ付け温度は、最大260°C、最大3秒間と規定されており、実装面から1.6mm下で測定されます。これはPCB組立プロセスにとって重要です。の場合、同じ80mA、1/16デューティサイクルの駆動条件下で、典型的な平均光度も4800 µcdです。主波長は典型的に621 nm、ピーク発光は630 nmであり、そのレッドオレンジ色を特徴づけています。スペクトル線半値幅はより広く40 nmです。表示の均一性に関する重要なパラメータは光度整合比(IV-m)であり、最大2:1と規定されています。これは、同じテスト条件(IF=10mA)下で、アレイ内の最も暗いドットの光度が最も明るいドットの光度の半分以下にならないことを意味し、キャラクター全体で許容できる視覚的一貫性を保証します。

2.2 電気的パラメータ

電気的特性は、動作限界と典型的な性能を定義します。絶対最大定格は両色で同一です：ドットあたりの平均消費電力は36 mW、ドットあたりのピーク順電流は100 mA、ドットあたりの平均順電流は25°Cで13 mAから0.17 mA/°Cで線形に減額する必要があります。セグメントあたりの最大逆電圧は5Vです。これらの定格を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。

The典型的電気的特性は順方向電圧(VF)を示しています。グリーンLEDの場合、VFは20mAで典型的に2.6V、80mAで典型的に3.7Vです。レッドオレンジLEDの場合、VFは20mAで典型的に2.6V、80mAで典型的に3.4Vです。任意のドットの逆電流(IR)は、VR=5Vで最大100 µAです。これらの値は、電流制限回路と電源の設計にとって重要です。

3. 熱的特性

The device is rated for an operating temperature range of -35°C to +85°C and an identical storage temperature range. The derating curve for average forward current is a direct thermal specification; as ambient temperature rises above 25°C, the permissible continuous current must be reduced to prevent overheating and accelerated degradation. The soldering temperature is specified as a maximum of 260°C for a maximum of 3 seconds, measured 1.6mm below the seating plane, which is crucial for PCB assembly processes.

4. ビニングシステムの説明

データシートは、本デバイスが光度で分類されていることを示しています。これは、ユニットが測定された光出力に基づいて選別（ビニング）されることを意味します。この文書では特定のビンコードは提供されていませんが、このようなシステムにより、設計者は保証された最低輝度または狭い輝度範囲を持つ表示器を選択することができ、特に複数の表示器を並べて使用する場合の製品の一貫性にとって重要です。このデータシートでは、電圧や波長のビニングについては言及されていません。主波長/ピーク波長は代表値として与えられています。

5. 性能曲線分析

データシートは典型的電気/光学特性曲線を参照しています。提供されたテキストでは特定の曲線は詳細に説明されていませんが、完全なデータシートに通常含まれるこのようなグラフは、順電流(IF)と順電圧(VF)の関係、順電流と光度の関係、およびこれらのパラメータの周囲温度による変動を示すでしょう。これらの曲線を分析することで、設計者は所望の輝度と効率のために駆動電流を最適化し、動作温度範囲全体で性能がどのように変化するかを理解することができます。

6. 機械的およびパッケージ情報

表示器のマトリクス高さは2.2インチ(57.22 mm)です。パッケージ寸法は、特に断りのない限りすべての単位がミリメートルで標準公差±0.25 mmの図面で提供されています。本デバイスは18ピン構成を備えています。ピン配置は明確に定義されています：ピン1-4および9-12はアノード行(1-7)です。ピン5-9はグリーンLEDのカソード列(列1-5)です。ピン13-17はレッドオレンジLEDのカソード列(列5-1、逆順)です。ピン18は未接続です。この配置は、コントローラが各行(アノード)を順次アクティブにしながら、その行の列(カソード)データを提供するマルチプレックス駆動を容易にします。

7. はんだ付けおよび組立ガイドライン

主要な組立ガイドラインは、はんだ付け温度プロファイルです：リフローまたはウェーブはんだ付け中、部品本体は260°Cを超える温度に3秒以上さらされてはなりません。測定点は実装面から1.6mm(1/16インチ)下で、これはほぼPCB表面に対応します。LEDは静電気に敏感であるため、取り扱い中は標準的なESD（静電気放電）対策を講じる必要があります。保存については、低湿度環境で-35°Cから+85°Cの範囲が推奨されます。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

この表示器は、シンプルで低コストの英数字表示を必要とするアプリケーションに最適です。例としては、産業用制御パネルの状態表示、試験・測定機器の基本的な表示、民生用機器のシンプルなメッセージング、レガシーまたはコスト重視のシステムにおけるキャラクターベースのインジケータなどが挙げられます。水平方向の積み重ね機能により、カウンタ、タイマ、または基本的なデータ表示用の複数桁表示器を作成することができます。

8.2 設計上の考慮事項

駆動回路：本表示器は外部のマルチプレックス駆動回路を必要とします。各LEDドットは、その行(アノード)と列(カソード)によってアドレス指定されます。駆動器は、平均電流がデューティサイクルによって制限されるため、短いパルスで十分なピーク電流（フル輝度の定格80mAまで）を供給する必要があります。適切な電流制限抵抗または定電流駆動器は、電流を設定しLEDを保護するために各カソードラインに不可欠です。

マイクロコントローラインターフェース：マルチプレックスは、十分なI/Oピンを備えたマイクロコントローラ、または専用の表示駆動IC（例：MAX7219）を介して管理できます。リフレッシュレートは、目に見えるちらつきを避けるために十分に高く（通常>60Hz）する必要があります。

色選択：設計者は、対応するカソードピンに接続することにより、グリーンまたはレッドオレンジLEDのいずれかを使用することを選択する必要があります。個々のドットレベルで混在させることはできません。

視野角：データシートは広い視野角に言及していますが、具体的な値は規定されていません。視野角が重要なアプリケーションでは、これを確認またはテストする必要があります。

9. 技術比較

最新のグラフィックOLEDやTFT表示器と比較して、このドットマトリクスは解像度、色能力、情報密度が大きく制限されています。その利点は、極端なシンプルさ、堅牢性、広い動作温度範囲、低コスト、および高輝度です。同じ時代の他のLEDドットマトリクス表示器と比較して、その重要な差別化要因は、1つのパッケージに2つの異なるLED色を含むことであり、設計の柔軟性を提供します。2.2インチのキャラクター高さは比較的大きく、遠方からの可読性が重要なアプリケーションに適しています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 赤と緑のLEDを同時に駆動して黄色を作ることはできますか？

A: いいえ。レッドオレンジとグリーンのLEDは別々のチップであり、各列に対して異なるカソードピンに接続されています。一度に表示全体で一つの色セットのみを有効にできます。ドットごとに色を混在させることはできません。

Q: 光度テスト条件の1/16デューティとはどういう意味ですか？

A: LEDが全サイクル時間の1/16の間パルス点灯されることを意味します。規定された光度(4800 µcd)は、全サイクルにわたる平均強度です。点灯時間中のピーク瞬間強度ははるかに高くなります。これはマルチプレックス表示器の標準です。

Q: 必要な電流制限抵抗はどのように計算しますか？

A: 次の式を使用します：R = (Vcc - VF - Vdrop) / IF。ここで、Vccは供給電圧、VFはデータシートからのLED順方向電圧（安全のために最大値を使用、例：グリーンで80mA時3.7V）、Vdropは駆動トランジスタ両端の電圧降下、IFは所望の順方向電流（例：低輝度の場合は20mA）です。抵抗の電力定格が十分であることを確認してください：P = IF^2 * R。

Q: ピン配置で赤と緑のカソード列が逆順になっていますが、これは間違いですか？

A: いいえ。これは文書化されたピン接続です。内部回路図（データシートで参照）は、アノードとカソードがどのように相互接続されているかを示します。設計者は、PCBを設計し駆動ソフトウェアを書く際に、このピン配置を正確に従う必要があります。

11. 実用的な使用例

事例：産業用温度コントローラ表示システムはオーブン温度を監視し、数メートル離れた場所から見えるパネルに表示する必要があります。2つのLTP-22157M表示器が水平に積み重ねて使用されます。マイクロコントローラは温度センサを読み取り、値をASCIIキャラクターに変換し、マルチプレックスルーチンを介して表示器を駆動します。高い視認性のためにレッドオレンジLEDが選択されます。駆動電流は1/8デューティサイクルでドットあたり60mAに設定され、輝度要件を満たす明るく鮮明な数字を提供します。設計は広い動作温度範囲を利用して、産業用筐体内での信頼性を確保します。

12. 原理紹介

5x7ドットマトリクス表示器は、35個の独立してアドレス可能なLEDのグリッドです。キャラクターを表示するために、これらのドットの特定のパターンが点灯されます。ピン数の制限のため、LEDは個別に配線されていません。代わりに、それらはマトリクス構成で配置されています。同じ行のすべてのLEDは共通のアノード接続を共有し、同じ列のすべてのLEDは（特定の色について）共通のカソード接続を共有します。特定のドットを点灯させるには、対応する行ラインをハイ（アノードをアクティブ）にし、その列ラインをロー（カソードをアクティブ）にします。完全なキャラクターを表示するには、コントローラは各行(1-7)を高速で順次サイクルし、5本の列ラインにその行のパターンデータを供給しながらアクティブにします。このマルチプレックス技術により、わずか12ピン(7行+5列)で35個のドットを制御することができます。

13. 開発動向

LTP-22157Mのような表示器は、成熟したレガシー技術を代表しています。英数字表示器の動向は、より高い集積度とインテリジェンスに向かっています。最新のモジュールは、駆動IC、コントローラ、時にはフォントライブラリさえも表示パッケージ内に含み、シンプルなシリアルインターフェース(I2C, SPI)を介して通信することがよくあります。これにより、システムエンジニアの設計複雑度が大幅に低減されます。さらに、同様のサイズのパッケージでマルチカラーおよびフルグラフィック機能への移行があり、カスタムグラフィックス、複数行のテキスト、様々な色を表示できるOLED表示器などがあります。しかし、非常に高い輝度、極端な環境堅牢性、可能な限り低いコスト、または既存設計でのシンプルな交換を要求するアプリケーションでは、このような従来のLEDドットマトリクス表示器は依然として実行可能で信頼性の高いソリューションです。