LTP-2058AKD LED 디스플레이 데이터시트 - 2.3인치(58.42mm) 높이 - 5x8 도트 매트릭스 - 하이퍼 레드(650nm) - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-2058AKD는 명확하고 가독성 높은 문자 출력이 필요한 응용 분야를 위해 설계된 단일 숫자 알파벳 숫자 표시 모듈입니다. 그 핵심 기능은 개별적으로 어드레싱 가능한 발광 다이오드(LED)의 격자를 통해 ASCII 또는 EBCDIC 코드화된 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다.

핵심 장점 및 목표 시장:이 장치의 주요 장점으로는 우수한 가시성을 위한 2.3인치(58.42mm)의 큰 문자 높이, 단일 평면 설계로 제공되는 넓은 시야각, LED 기술에 내재된 고체 상태 신뢰성이 포함됩니다. 낮은 전력 요구 사항과 표준 문자 코드와의 호환성은 내구성 있고 유지보수가 적으며 쉽게 읽을 수 있는 디스플레이가 필요한 산업용 제어판, 계측기, 판매 시점 단말기 및 기타 임베디드 시스템에 적합하게 만듭니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 주요 성능 매개변수에 대한 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 광도 및 광학적 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 이 장치는 LED 칩에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하며, 이는 불투명한 GaAs 기판 위에 제작됩니다. 이 기술은 적색-주황색 스펙트럼에서 높은 효율성으로 알려져 있습니다.

• 발광 강도(I_V):도트당 평균 발광 강도는 I_p=32mA 및 1/16 듀티 사이클의 테스트 조건에서 최소 1650 µcd, 전형적으로 3500 µcd로 명시됩니다. 이 매개변수는 각 개별 LED 도트의 밝기를 정의합니다.
• 파장 특성:
  • 최대 발광 파장(λ_p):650 nm(나노미터). 이는 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 파장입니다.
  • 주 파장(λ_d):639 nm. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색상을 "하이퍼 레드"로 정의합니다.
  • 스펙트럼 선 반폭(Δλ):20 nm. 이는 방출된 빛의 파장 분포를 나타내며, 값이 작을수록 더 순수하고 채도 높은 색상을 의미합니다.
• 발광 강도 매칭 비율(I_V-m):최대 2:1. 이는 디스플레이 균일성을 위한 중요한 매개변수로, 동일한 구동 조건에서 배열 내 가장 어두운 도트의 밝기가 가장 밝은 도트 밝기의 절반 이상이 되도록 지정합니다.

2.2 전기적 매개변수

전기적 한계와 동작점을 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계에 필수적입니다.

• 절대 최대 정격:이는 순간적으로라도 초과해서는 안 되는 스트레스 한계입니다.
  • 도트당 평균 전력 소산:40 mW.
  • 도트당 피크 순방향 전류:90 mA.
  • 도트당 평균 순방향 전류:25°C에서 15 mA, 0.2 mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
  • 도트당 역방향 전압:5 V. 이를 초과하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다.
• 전기/광학적 특성(T_A=25°C 기준):이는 일반적인 동작 매개변수입니다.
  • 순방향 전압(V_F):전류에 따라 2.1V(최소)에서 2.8V(최대)까지 범위를 가집니다. 20mA에서 전형적인 값은 2.6V, 80mA에서는 2.8V입니다.
  • 역방향 전류(I_R):V_R=5V에서 최대 100 µA.

2.3 열적 특성

열 관리는 감액 사양과 온도 범위를 통해 암시됩니다.

• 동작 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 이 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 작동하도록 설계되었습니다.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 전류 감액:평균 순방향 전류 정격은 25°C 이상에서 섭씨 1도마다 0.2 mA씩 선형적으로 감소합니다. 이는 과열을 방지하기 위한 직접적인 열적 제한입니다.
• 솔더링 온도:조립 시 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서 3초 동안 260°C를 견딥니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 "발광 강도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 제조된 유닛이 측정된 발광 강도를 기준으로 분류(빈닝)되는 과정을 의미합니다. 이는 설계자가 균일한 외관이 바람직한 다중 숫자 디스플레이에 일관된 밝기 수준의 부품을 선택할 수 있도록 보장하며, 이는 매우 중요합니다. 이 문서에 특정 빈 코드가 나열되어 있지는 않지만, 일반적인 빈은 유사한 I_V values.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "전형적인 전기/광학적 특성 곡선"을 참조합니다. 텍스트에 특정 그래프가 제공되지는 않았지만, 이러한 곡선에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:

• I-V(전류-전압) 곡선:순방향 전압(V_F)과 순방향 전류(I_F) 사이의 관계를 보여줍니다. 이는 비선형이며, 문턱 전압(AlInGaP 적색의 경우 약 1.8-2.0V) 아래에서는 거의 전류가 흐르지 않습니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:빛 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 매우 높은 전류에서 효율이 떨어지기 전에는 권장 동작 범위 내에서 거의 선형 관계를 가집니다.
• 온도 의존성:접합 온도가 증가함에 따라 순방향 전압이 감소하고 파장이 약간 이동하는 방식을 보여주는 곡선입니다.

이러한 곡선은 효율적인 정전류 드라이버 설계와 다양한 열적 조건에서의 성능 이해에 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

물리적 구조는 폼 팩터와 조립 인터페이스를 정의합니다.

• 패키지 유형:14핀 스루홀 패키지.
• 매트릭스 설명:5열 x 8행의 LED 도트로 구성되어 모든 알파벳 숫자 문자와 일부 기호를 형성할 수 있는 격자를 만듭니다.
• 시각적 디자인:회색 전면(패키지 에폭시일 가능성 높음)과 흰색 세그먼트(점등된 도트 영역)를 특징으로 하여 꺼졌을 때 좋은 대비를 제공하고 켜졌을 때 깔끔한 외관을 제공합니다.
• 스택 가능성:이 장치는 수평으로 쌓일 수 있도록 설계되어 유닛을 나란히 배치하여 다중 문자 디스플레이를 만들 수 있습니다.
• 치수:모든 치수는 밀리미터 단위이며, 별도로 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25 mm입니다. 정확한 치수 도면은 데이터시트에 참조되어 있습니다.

5.1 핀 연결 및 극성

14핀 인터페이스는 매트릭스 어드레싱을 위해 멀티플렉싱된 애노드-열과 캐소드-행 방식을 사용하며, 이는 필요한 드라이버 핀 수를 40(5x8)에서 13(5+8)로 줄입니다.

핀아웃:핀 1: 캐소드 행 6 핀 2: 캐소드 행 8 핀 3: 애노드 열 2 핀 4: 애노드 열 3 핀 5: 캐소드 행 5 핀 6: 애노드 열 5 핀 7: 캐소드 행 7 핀 8: 캐소드 행 3 핀 9: 캐소드 행 1 핀 10: 애노드 열 4 핀 11: 애노드 열 3 (참고: 핀 4와 중복 기능, 오타 또는 특정 내부 연결일 가능성) 핀 12: 캐소드 행 4 핀 13: 애노드 열 1 핀 14: 캐소드 행 2

내부 회로:내부 다이어그램은 각 LED 도트가 애노드 열 라인과 캐소드 행 라인의 교차점에서 형성되는 일반적인 매트릭스 구성을 보여줍니다. 특정 도트를 점등하려면 해당 애노드 핀을 하이(전류 제한 포함)로 구동하고 해당 캐소드 핀을 로우로 구동해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

제공된 주요 조립 사양은 솔더링 온도 프로파일입니다: 이 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(1.6mm)에서 측정 시 3초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다. 이는 표준 웨이브 또는 리플로우 솔더링 조건입니다. 설계자는 패키지 손상이나 LED 성능 저하를 방지하기 위해 PCB 조립 공정이 이 한계를 준수하도록 해야 합니다.

보관 조건:부품은 지정된 보관 온도 범위인 -35°C ~ +85°C 내의 건조한 환경에 보관해야 하며, 필요한 경우 일반적으로 습기 민감 장치(MSD) 백에 보관합니다.

7. 응용 제안

7.1 전형적인 응용 시나리오

• 산업용 HMI:기계의 상태 표시, PLC 조작자 패널.
• 테스트 및 계측 장비:멀티미터, 주파수 카운터, 전원 공급 장치용 디지털 판독값.
• 소매 및 호스피탈리티:가격 표시, 대기 관리 시스템, 간단한 정보 게시판.
• 임베디드 시스템:단순하고 견고하며 저전력 문자 출력이 필요한 경우.

7.2 설계 고려사항

• 드라이버 회로:충분한 GPIO 핀과 전류 공급/싱크 능력을 가진 매트릭스 스캔 드라이버 IC 또는 마이크로컨트롤러가 필요합니다. 일관된 밝기를 위해 정전류 구동을 권장합니다.
• 전류 제한:각 LED 세그먼트를 통과하는 전류를 지정된 평균 및 피크 한계 내로 제한하기 위해 외부 저항 또는 정전류 드라이버가 필수적입니다.
• 멀티플렉싱:매트릭스 디스플레이이므로 멀티플렉싱(스캐닝) 원리로 동작합니다. 리프레시 레이트는 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높아야 합니다(일반적으로 >60Hz). 듀티 사이클은 인지된 밝기와 피크 전류 요구 사항에 영향을 미칩니다.
• 시야각:넓은 시야각은 조작자가 디스플레이 정면에 있지 않을 수 있는 응용 분야에 유리합니다.
• 전원 공급:공급 전압이 LED 순방향 전압(V_F)에 전류 제한 구성 요소 및 드라이버 회로의 전압 강하를 더한 값을 극복하기에 충분한지 확인하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

백열등이나 진공 형광 디스플레이(VFD)와 같은 오래된 기술과 비교하여, 이 LED 매트릭스는 다음을 제공합니다:

• 우수한 신뢰성 및 수명:필라멘트나 유리 외피가 없는 고체 상태 구조로, 훨씬 더 긴 작동 수명과 진동 저항성을 가집니다.
• 낮은 전력 소비:특히 낮은 밝기 수준에서.
• 더 빠른 응답 시간:즉시 켜기/끄기 기능.
• 더 넓은 동작 온도 범위:가혹한 환경에 적합합니다.

현대적인 그래픽 OLED 또는 TFT 모듈과 비교할 때, 이는 다음과 같습니다:

• 인터페이스가 더 간단함:더 적은 제어 라인과 더 간단한 소프트웨어가 필요합니다.
• 더 튼튼하고 비용 효율적임단순한 문자 전용 응용 분야에.
• 고가독성높은 대비와 발광 특성으로 인해 고주변광 조건에서.

9. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q1: 단일 도트에 대한 적절한 전류 제한 저항을 어떻게 계산하나요?A: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 예를 들어, 5V 공급, 20mA에서 전형적인 V_F가 2.6V인 경우: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 항상 사용하여 전류가 한계를 초과하지 않도록 하십시오.

Q2: 발광 강도 테스트 조건에서 "1/16 DUTY"는 무엇을 의미하나요?A: 이는 LED가 총 스캔 사이클 시간의 1/16 동안 펄스로 켜진 상태에서 측정이 이루어졌음을 의미합니다. 멀티플렉싱된 5x8 매트릭스에서 일반적인 스캐닝 방식은 한 번에 하나의 행을 활성화합니다. 모든 8행이 스캔되면 각 행은 1/8 듀티 사이클 동안 활성화됩니다. 1/16 듀티는 다른 스캐닝 패턴 또는 피크 펄스 전류가 더 높고 평균 전력이 한계 내에 유지되는 측정 조건을 시사합니다. 실제 동작 듀티 사이클은 드라이버 설계에 따라 다릅니다.

Q3: 이 디스플레이를 병렬로 연결하여 다중 숫자 유닛을 만들 수 있나요?A: 이들은 스택되도록 설계되었습니다수평으로, 즉 PCB 위에 여러 유닛을 나란히 배치한다는 의미입니다. 각 유닛이 완전한 5x8 매트릭스를 포함하기 때문에 핀을 단순히 병렬로 연결할 수는 없습니다. 각 디스플레이는 자체적인 열 드라이버 세트가 필요하며, 행 드라이버는 스캐닝 회로를 단순화하기 위해 다중 숫자 설계의 모든 유닛에서 공유될 수 있는 경우가 많습니다.

Q4: 주 파장(639nm)이 최대 파장(650nm)과 다른 이유는 무엇인가요?A: 이는 인간 눈의 스펙트럼 반응 때문입니다. LED는 650nm(최대)를 중심으로 하는 파장 범위에서 빛을 방출합니다. 그러나 인간의 눈은 555nm(녹색) 주변 파장에 더 민감하고 진한 적색에는 덜 민감합니다. 주 파장은 표준 인간 관찰자에게 LED의 넓은 스펙트럼 출력과 동일한 색상으로 보이는 순수한 단색광의 단일 파장을 찾아 계산됩니다. 이는 "인지된" 색상점입니다.

10. 동작 원리 소개

LTP-2058AKD는 능동 매트릭스 LED 디스플레이입니다. 그 기본 원리는 반도체 P-N 접합에서의 전계발광입니다. 애노드(열)와 캐소드(행) 사이에 다이오드의 문턱 전압을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 AlInGaP 층에서 재결합하여 재료의 밴드갭에 의해 결정된 파장의 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 5x8 매트릭스 배열은 하나의 열(전원)과 하나의 행(접지 경로)의 올바른 조합을 선택함으로써 40개의 도트 중 어느 것이든 개별적으로 어드레싱할 수 있도록 합니다. 멀티플렉싱은 행을 통해 빠르게 스캔하여 각 행에 필요한 열을 켜서 안정적이고 완전히 점등된 문자의 착시를 만듭니다.

11. 기술 동향

LTP-2058AKD와 같은 개별 LED 도트 매트릭스 디스플레이는 특정 튼튼하거나 비용에 민감한 응용 분야에 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향은 더 높은 통합과 기능성으로 향하고 있습니다. 표면 실장 장치(SMD) LED 배열 및 통합 LED 드라이버 모듈이 점점 더 일반화되고 있습니다. 또한 그래픽이나 더 복잡한 문자가 필요한 응용 분야의 경우, 세그먼트 LED 디스플레이, OLED 및 소형 TFT LCD가 더 큰 유연성을 제공합니다. 매트릭스 어드레싱의 원리는 여전히 근본적이지만, 구현은 칩 온 보드(COB) 설계 및 I2C 또는 SPI와 같은 인터페이스로 이동하여 직접 GPIO 매트릭스 구동에 비해 부품 수를 줄이고 시스템 설계를 단순화합니다.