Dokumen Teknikal LTP-747KY - Paparan Matriks Titik LED 0.7 Inci - AlInGaP Kuning Amber - 2.6V Voltan Hadapan - 25mW Kuasa Terserak

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-747KY ialah modul paparan matriks titik LED 5 x 7 yang padat dan berprestasi tinggi, direka untuk aplikasi yang memerlukan output aksara alfanumerik atau simbolik yang jelas dan mudah dibaca. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan maklumat visual dalam peranti elektronik. Kelebihan teras peranti ini terletak pada penggunaan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang maju untuk cip LED, yang menawarkan kecekapan dan ketulenan warna yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP standard. Pasaran sasaran termasuk panel kawalan industri, instrumentasi, peralatan perubatan, elektronik pengguna, dan mana-mana sistem terbenam yang memerlukan paparan maklumat yang boleh dipercayai dan berkuasa rendah.

Paparan ini mempunyai ketinggian digit 0.7 inci (17.22mm), memberikan kebolehbacaan yang sangat baik. Ia dicirikan oleh segmen seragam yang berterusan, memastikan penampilan aksara yang konsisten dan profesional. Titik jualan utama yang diserlahkan dalam lembaran data adalah keperluan kuasa rendah, kecerahan dan kontras tinggi, sudut pandangan yang luas, dan kebolehpercayaan keadaan pepejal, yang diterjemahkan kepada jangka hayat operasi yang panjang dan ketahanan dalam pelbagai persekitaran.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Ciri-ciri Optoelektronik

Prestasi optoelektronik adalah teras kepada fungsi paparan. Diukur pada suhu ambien (T_A) 25°C, parameter utama adalah:

• Keamatan Pencahayaan Purata (I_V):Parameter ini mentakrifkan kecerahan yang dirasakan bagi setiap titik yang menyala. Nilai tipikal ialah 3400 µcd (mikrokandela) di bawah keadaan ujian I_P=32mA dengan kitar tugas 1/16. Minimum yang ditetapkan ialah 1650 µcd. Penggunaan kitar tugas 1/16 untuk pengukuran adalah standard untuk paparan berbilang dan menunjukkan arus puncak semasa kepingan masa aktifnya.
• Ciri-ciri Gelombang:
  • Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):595 nm. Ini adalah gelombang di mana output kuasa optik adalah maksimum, meletakkannya dengan kukuh dalam kawasan kuning amber spektrum cahaya nampak.
  • Gelombang Dominan (λ_d):592 nm. Ini adalah gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna LED yang dirasakan oleh mata manusia, sedikit lebih rendah daripada gelombang puncak.
  • Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau penyebaran cahaya yang dipancarkan di sekitar gelombang puncak. Nilai 15 nm adalah agak sempit, menyumbang kepada warna kuning amber yang tepu dan tulen.
• Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan (I_V-m):Maksimum 2:1. Ini adalah parameter kritikal untuk keseragaman paparan. Ia menyatakan bahawa kecerahan titik paling malap dalam tatasusunan tidak akan kurang daripada separuh kecerahan titik paling terang, memastikan penampilan yang konsisten merentasi semua segmen aksara.

2.2 Parameter Elektrik

Spesifikasi elektrik mentakrifkan had operasi dan keadaan untuk penggunaan yang selamat dan boleh dipercayai.

• Voltan Hadapan per Titik (V_F):Biasanya 2.6V, dengan maksimum 2.6V pada arus hadapan (I_F) 20mA. Minimum ialah 2.05V. Voltan ini agak rendah, menyumbang kepada tuntutan penggunaan kuasa rendah.
• Arus Songsang per Titik (I_R):Maksimum 100 µA pada voltan songsang (V_R) 5V. Ini menunjukkan tahap arus bocor apabila LED terpincang songsang.
• Penarafan Arus:
  • Arus Hadapan Puncak per Titik:60 mA (maksimum mutlak).
  • Arus Hadapan Purata per Titik:13 mA (maksimum mutlak pada 25°C). Penarafan ini menyahkadar secara linear pada 0.17 mA/°C melebihi 25°C, bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan apabila suhu meningkat untuk mengelakkan terlalu panas.
• Kuasa Terserak Purata per Titik:25 mW (maksimum mutlak). Ini adalah kuasa maksimum yang setiap titik LED individu boleh serakkan dengan selamat sebagai haba.

2.3 Penarafan Terma dan Persekitaran

Parameter ini memastikan ketahanan peranti merentasi pelbagai keadaan operasi.

• Julat Suhu Operasi:-35°C hingga +85°C. Julat luas ini menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam persekitaran yang sukar, dari sejuk beku hingga ke tetapan industri yang panas.
• Julat Suhu Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Peranti boleh menahan suhu pateri 260°C selama 3 saat pada jarak 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan. Ini adalah spesifikasi standard untuk proses pateri gelombang atau aliran balik.

3. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

3.1 Dimensi Fizikal

Lembaran data termasuk lukisan dimensi pakej yang terperinci. Semua dimensi disediakan dalam milimeter dengan toleransi standard ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Saiz keseluruhan, jarak pin, dan dimensi tetingkap segmen ditakrifkan dalam lukisan ini, yang penting untuk susun atur PCB (Papan Litar Bercetak) dan integrasi mekanikal ke dalam sarung produk.

3.2 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Peranti mempunyai konfigurasi 12 pin. Susunan pin adalah seperti berikut: Pin 1 (Anod Lajur 1), Pin 2 (Katod Baris 3), Pin 3 (Anod Lajur 2), Pin 4 (Katod Baris 5), Pin 5 (Katod Baris 6), Pin 6 (Katod Baris 7), Pin 7 (Anod Lajur 4), Pin 8 (Anod Lajur 5), Pin 9 (Katod Baris 4), Pin 10 (Anod Lajur 3), Pin 11 (Katod Baris 2), Pin 12 (Katod Baris 1).

Gambarajah litar dalaman disediakan, yang menunjukkan susunan matriks bagi 35 LED (5 lajur x 7 baris). Setiap lajur mempunyai sambungan anod sepunya, dan setiap baris mempunyai sambungan katod sepunya. Struktur matriks ini adalah asas kepada pemultipleksan, membenarkan kawalan 35 titik individu dengan hanya 12 pin, mengurangkan garis I/O mikropengawal yang diperlukan dengan ketara.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada lengkung ciri elektrik/optik tipikal. Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lengkung standard untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Graf ini menunjukkan hubungan tak linear antara voltan yang dikenakan merentasi LED dan arus yang terhasil. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Hadapan:Lengkung ini menggambarkan bagaimana kecerahan LED berubah dengan arus pacuan. Ia biasanya linear dalam julat tertentu tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi.
• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Suhu Ambien:Graf ini menunjukkan penyahkadaran terma output cahaya. Apabila suhu meningkat, kecekapan pencahayaan LED umumnya berkurangan.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. gelombang, menunjukkan lengkung berbentuk loceng berpusat sekitar 595 nm dengan separuh lebar 15 nm yang ditetapkan.

Lengkung-lengkung ini adalah penting untuk jurutera mengoptimumkan keadaan pacuan untuk kecerahan, kecekapan dan jangka hayat yang dikehendaki di bawah suhu operasi tertentu.

5. Cadangan Aplikasi

5.1 Senario Aplikasi Biasa

LTP-747KY adalah sesuai untuk aplikasi yang memerlukan paparan berdigit berbilang padat atau paparan alfanumerik terhad. Contoh termasuk:

• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Multimeter digital, pembilang frekuensi, bekalan kuasa untuk memaparkan bacaan.
• Kawalan Industri:Meter panel untuk suhu, tekanan, kadar aliran, atau paparan pembolehubah proses pada jentera.
• Elektronik Pengguna:Paparan untuk peralatan audio (cth., frekuensi penala), perkakas dapur, atau mainan elektronik lama.
• Peranti Perubatan:Paparan parameter mudah pada monitor atau peralatan diagnostik di mana kebolehpercayaan adalah paling penting.

5.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pacuan:Disebabkan konfigurasi matriksnya, paparan mesti dipultipleks. Ini memerlukan mikropengawal atau IC pemacu khusus yang mampu mengimbas lajur dan baris pada frekuensi yang cukup tinggi (biasanya >100Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan. Setiap anod lajur didorong secara berurutan manakala katod baris yang sesuai ditarik rendah untuk menyalakan titik yang dikehendaki.
• Had Arus:Perintang penghad arus luaran adalah wajib untuk setiap garis lajur atau baris (bergantung pada topologi pacuan) untuk memastikan arus hadapan per titik tidak melebihi penarafan maksimum mutlak, terutamanya arus puncak. Pengiraan mesti mengambil kira kitar tugas pemultipleksan (cth., 1/5 untuk matriks 5 lajur).
• Kuasa Terserak:Jumlah kuasa terserak paparan mesti dikira berdasarkan bilangan titik yang menyala serentak, voltan hadapan, dan arus. Pastikan pengurusan terma yang mencukupi jika beroperasi berhampiran penarafan maksimum atau dalam suhu ambien yang tinggi.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari kedudukan luar paksi.

6. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTP-747KY ialah penggunaan teknologi LED AlInGaP pada substrat GaAs yang tidak lutsinar. Berbanding LED GaAsP merah lama, AlInGaP menawarkan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi, bermakna output yang lebih terang untuk kuasa input elektrik yang sama. Warna kuning amber (592-595 nm) memberikan keterlihatan yang sangat baik dan sering dianggap lebih selesa pada mata berbanding merah tulen dalam keadaan cahaya rendah. Muka kelabu dengan titik putih meningkatkan kontras dengan mengurangkan cahaya ambien yang dipantulkan dari kawasan tidak aktif paparan, seterusnya meningkatkan kebolehbacaan. Pengkategorian untuk keamatan pencahayaan (dibin) memastikan tahap kecerahan minimum yang boleh diramal, yang merupakan kelebihan berbanding bahagian yang tidak dibin di mana kecerahan boleh berbeza dengan lebih meluas.

7. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Mengapakah penarafan arus hadapan purata (13mA) lebih rendah daripada arus keadaan ujian (20mA untuk V_F)?

J: Keadaan ujian 20mA adalah titik standard untuk mengukur parameter seperti voltan hadapan. Penarafan maksimum mutlak 13mA adalah arus berterusan tertinggi yang dibenarkan per titik di bawah keadaan operasi normal untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan kekal dalam had kuasa terserak. Dalam aplikasi berbilang, arus seketika semasa kepingan masa aktif boleh lebih tinggi (cth., 32mA seperti ujian I_V), tetapi purata dalam kitaran penuh tidak boleh melebihi 13mA.

S: Apakah maksud "Kitar Tugas 1/16" dalam keadaan ujian keamatan pencahayaan?

J: Ia menunjukkan paparan didorong dalam mod berbilang di mana setiap titik tertentu hanya berkuasa aktif untuk 1/16 daripada jumlah masa kitar imbasan. Keamatan pencahayaan diukur semasa denyut aktif itu. Ini meniru keadaan operasi dunia sebenar untuk paparan berbilang.

S: Bagaimanakah saya mentafsir Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan 2:1?

J: Ini adalah parameter kawalan kualiti. Ia bermakna dalam satu unit paparan, titik paling malap akan sekurang-kurangnya separuh terang daripada titik paling terang. Nisbah yang lebih rendah (lebih hampir kepada 1:1) menunjukkan keseragaman yang lebih baik. Nisbah 2:1 boleh diterima untuk banyak aplikasi, memastikan aksara kelihatan terang secara sekata.

8. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk meter suhu 4 digit mudah menggunakan LTP-747KY. Mikropengawal diperlukan untuk membaca penderia suhu, menukar nilai kepada BCD (Perpuluhan Berkod Binari) atau peta fon tersuai, dan memacu paparan. Memandangkan LTP-747KY adalah modul satu digit, empat unit akan diletakkan bersebelahan. Mikropengawal memerlukan sekurang-kurangnya 12 pin I/O untuk mengawal satu paparan secara langsung. Untuk mengawal empat paparan dengan cekap (48 pin), skim pemultipleksan akan dikembangkan: garis lajur semua empat paparan boleh disambung secara selari, dan garis kawalan baris berasingan diperlukan untuk setiap paparan, atau sebaliknya, menggunakan gabungan pemilihan lajur dan digit (modul). Sebagai alternatif, IC pemacu LED khusus dengan antara muka bersiri (seperti SPI atau I2C) akan sangat memudahkan reka bentuk, mengurangkan bilangan pin mikropengawal dan kerumitan perisian. Perintang penghad arus mesti dikira berdasarkan voltan bekalan, voltan hadapan LED, dan arus purata yang dikehendaki per titik, mengambil kira kitar tugas pemultipleksan (cth., jika mengimbas 4 digit, kitar tugas per digit ialah 1/4).

9. Pengenalan Prinsip Operasi

LTP-747KY beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod (sekitar 2V untuk AlInGaP) dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam LED AlInGaP, penggabungan semula ini membebaskan tenaga terutamanya dalam bentuk foton (cahaya) dengan gelombang yang sepadan dengan tenaga jurang jalur bahan, yang direka untuk berada dalam julat kuning amber (lebih kurang 595 nm). Susunan matriks 5x7 adalah pelaksanaan praktikal untuk membentuk aksara. Dengan menyalakan titik tertentu dalam grid ini secara selektif, sebarang angka, huruf, atau simbol mudah boleh dipaparkan. Konfigurasi matriks anod-sepunya, katod-sepunya adalah reka bentuk topologi yang meminimumkan bilangan pin sambungan yang diperlukan, menjadikan pakej lebih kecil dan lebih murah untuk dihubungkan.

10. Trend dan Konteks Teknologi

Walaupun paparan matriks titik 5x7 diskret seperti LTP-747KY kekal relevan untuk reka bentuk khusus, sensitif kos, atau warisan, trend yang lebih luas dalam teknologi paparan telah beralih kepada penyelesaian bersepadu. Aplikasi moden sering menggunakan OLED grafik, LCD TFT, atau panel matriks LED yang lebih besar dan berketumpatan lebih tinggi yang menawarkan keupayaan grafik penuh, gamut warna yang lebih luas, dan antara muka yang lebih mudah melalui bas digital standard. Walau bagaimanapun, untuk aplikasi yang hanya memerlukan output aksara mudah, terang, sangat boleh dipercayai, dan berkuasa rendah dalam persekitaran yang berpotensi sukar, modul matriks titik LED diskret menawarkan kelebihan yang berbeza. Teknologi AlInGaP yang digunakan di sini mewakili sistem bahan yang matang dan sangat cekap untuk LED merah, oren, amber, dan kuning. Pembangunan masa depan dalam teknologi paparan memberi tumpuan kepada pengecilan (mikro-LED), substrat fleksibel, dan kecekapan yang lebih tinggi, tetapi prinsip operasi asas dan pertimbangan reka bentuk untuk memacu paparan matriks kekal konsisten.