Dokumen Teknikal LTS-3861JR Paparan LED - Ketinggian Digit 0.3 Inci - Voltan Hadapan 2.6V - Warna Super Merah - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3861JR ialah modul paparan LED satu digit, 7-segmen yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya ialah untuk mewakili aksara angka (0-9) dan beberapa simbol alfanumerik terhad secara visual melalui pencahayaan terpilih bagi tujuh segmen individu dan titik perpuluhan pilihan.

Teknologi teras menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk cip LED. Sistem bahan ini terkenal dengan penghasilan LED merah dan ambar yang berkecekapan tinggi. Cip-cip ini difabrikasi pada substrat GaAs (Gallium Arsenida) yang tidak lutsinar, yang membantu meningkatkan kontras dengan mengurangkan serakan dan pantulan cahaya dalaman. Peranti ini mempunyai muka hadapan kelabu dan warna segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan segmen merah yang bercahaya terhadap latar belakang.

Paparan ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, bermakna unit-unit diasingkan atau diuji untuk memastikan mereka memenuhi kriteria kecerahan tertentu, memberikan konsistensi prestasi untuk kumpulan pengeluaran.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

• Saiz Padat:Mempunyai ketinggian digit 0.3 inci (7.62 mm), menjadikannya sesuai untuk panel dan peranti yang mempunyai ruang terhad.
• Kualiti Optik:Menawarkan segmen seragam berterusan untuk penampilan aksara yang licin dan profesional tanpa jurang atau ketidakteraturan.
• Prestasi Tinggi:Memberikan kecerahan tinggi dan kontras tinggi, memastikan keterlihatan yang sangat baik.
• Sudut Pandangan Luas:Memberikan kebolehbacaan yang jelas dari pelbagai perspektif.
• Penggunaan Kuasa Rendah:Direka dengan keperluan kuasa rendah, menjadikannya cekap tenaga.
• Kebolehpercayaan:Mendapat manfaat daripada kebolehpercayaan keadaan pepejal tanpa bahagian bergerak, membawa kepada jangka hayat operasi yang panjang.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengoperasian di luar had ini tidak disyorkan.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:Maksimum 70 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan dengan selamat sebagai haba oleh satu segmen LED.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:Maksimum 90 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:Maksimum 25 mA pada 25°C. Arus ini mesti dikurangkan secara linear sebanyak 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C.
• Voltan Songsang per Segmen:Maksimum 5 V. Melebihi ini boleh merosakkan simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi:-35°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan komponen.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C dan menentukan prestasi operasi tipikal.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Julat dari 200 μcd (min) hingga 600 μcd (maks) pada arus hadapan (I_F) 1 mA. Ini adalah ukuran kecerahan yang dirasakan oleh mata manusia.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):Biasanya 639 nm pada I_F=20mA. Ini adalah panjang gelombang di mana kuasa keluaran optik adalah paling tinggi.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Biasanya 20 nm pada I_F=20mA. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermakna warna yang lebih monokromatik.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Biasanya 631 nm pada I_F=20mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia, menentukan warna (super merah).
• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):Julat dari 2.0 V (min) hingga 2.6 V (maks) pada I_F=20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):Maksimum 100 μA pada voltan songsang (V_R) 5V. Ini adalah arus bocor kecil apabila LED terpincang songsang.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):Maksimum 2:1 pada I_F=1mA. Ini menentukan variasi kecerahan maksimum yang dibenarkan antara segmen berbeza dalam satu peranti, memastikan penampilan seragam.

Nota: Pengukuran keamatan bercahaya mengikut piawaian lengkung tindak balas mata CIE (Commission Internationale de l'Eclairage).

3. Sistem Pengkategorian dan Pengasingan

LTS-3861JR menggunakan sistem pengkategorian terutamanya untukKeamatan Bercahaya. Ini bermakna semasa pembuatan, peranti diuji dan diasingkan ke dalam kategori berbeza berdasarkan kecerahan terukur pada arus ujian piawai (biasanya 1mA atau 20mA). Ini membolehkan pereka memilih bahagian dengan tahap kecerahan konsisten untuk aplikasi mereka, mengelakkan variasi ketara dalam keamatan paparan merentasi pelbagai digit dalam paparan berbilang digit. Dokumen teknikal menentukan julat (200-600 μcd), dan produk dijamin berada dalam sub-julat tertentu dalam julat ini.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen teknikal merujuk kepada lengkung ciri tipikal yang penting untuk reka bentuk. Walaupun tidak dipaparkan dalam teks yang diberikan, lengkung piawai untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I_F-V_F):Menunjukkan hubungan eksponen. Penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (Lengkung I_V-I_F):Menunjukkan bagaimana kecerahan meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi sebelum kecekapan menurun.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien (Lengkung I_V-T_a):Menggambarkan penurunan keluaran cahaya apabila suhu simpang meningkat, menekankan kepentingan pengurusan haba dan pengurangan arus.
• Taburan Spektrum:Graf yang menunjukkan kuasa optik relatif merentasi panjang gelombang, berpusat pada puncak 639 nm, dengan lebar ditakrifkan oleh separuh lebar 20 nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

Peranti mempunyai garis luar pakej yang ditakrifkan. Semua dimensi diberikan dalam milimeter (mm) dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Dimensi utama termasuk ketinggian keseluruhan, lebar, dan kedalaman pakej, saiz tetingkap digit, dan jarak antara segmen.

5.2 Konfigurasi Pin dan Litar Dalaman

LTS-3861JR ialah perantianod sepunya. Ini bermakna anod semua segmen LED (A-G dan DP) disambungkan secara dalaman dan dibawa keluar ke pin sepunya (Pin 1 dan Pin 6). Katod setiap segmen dibawa keluar ke pin individu. Untuk menyalakan segmen, pin katodnya mesti didorong ke paras logik rendah (bumi) manakala pin anod sepunya dikekalkan pada voltan positif (melalui perintang penghad arus).

Jadual Sambungan Pin:

1: Anod Sepunya

2: Katod F

3: Katod G

4: Katod E

5: Katod D

6: Anod Sepunya

7: Katod D.P. (Titik Perpuluhan)

8: Katod C

9: Katod B

10: Katod A

Gambarajah litar dalaman menunjukkan sambungan elektrik 7 segmen (A, B, C, D, E, F, G) dan titik perpuluhan (DP) dengan dua nod anod sepunya.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pematuhan kepada spesifikasi pateri adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan.

• Pateri Alir Semula:Suhu pateri maksimum yang dibenarkan ialah 260°C. Komponen harus didedahkan kepada suhu puncak ini tidak lebih daripada 3 saat. Suhu diukur pada titik 1.6mm di bawah badan komponen (satah dudukan pada PCB).
• Pateri Tangan:Jika pateri tangan diperlukan, besi terkawal suhu harus digunakan, dan masa sentuhan dengan setiap pin harus diminimumkan untuk mengelakkan pemindahan haba berlebihan ke cip LED.
• Keadaan Penyimpanan:Peranti harus disimpan dalam julat suhu penyimpanan yang ditentukan -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa alir semula.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Multimeter digital, osiloskop, bekalan kuasa.
• Elektronik Pengguna:Penguat audio, radio jam, peralatan dapur.
• Kawalan Perindustrian:Meter panel, penunjuk proses, paparan pemasa.
• Pasaran Selepas Jualan Automotif:Gauge dan modul paparan (pertimbangkan keperluan suhu lanjutan).

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Penghad Arus:Perintang siri adalah wajib untuk setiap sambungan anod sepunya untuk menghadkan arus melalui segmen. Nilai perintang (R) dikira menggunakan: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari dokumen teknikal untuk reka bentuk yang selamat.
• Pemultipleksan:Untuk paparan berbilang digit, teknik pemultipleksan digunakan di mana digit dinyalakan satu demi satu dengan cepat. Arus puncak per segmen boleh lebih tinggi (sehingga penarafan berdenyut 90mA) untuk mengimbangi kitar tugas yang dikurangkan, mencapai kecerahan yang dirasakan lebih tinggi.
• Litar Pemacu:Gunakan IC pemacu LED khusus atau pin GPIO mikropengawal dengan keupayaan sink/sumber arus yang mencukupi. Untuk anod sepunya, pemacu mesti menyedut arus (sambung ke bumi).
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan luas adalah bermanfaat tetapi pertimbangkan orientasi pemasangan akhir relatif kepada pengguna.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTS-3861JR membezakan dirinya terutamanya melalui penggunaan teknologiAlInGaPberbanding LED GaAsP lama atau LED GaP piawai. Kelebihan utama termasuk:

• Kecekapan dan Kecerahan Lebih Tinggi:LED AlInGaP memberikan keamatan bercahaya yang jauh lebih tinggi untuk arus pemacu yang sama.
• Ketepuan Warna Lebih Baik:Warna "super merah" lebih hidup dan tulen berbanding LED merah piawai.
• Kestabilan Suhu yang Lebih Baik:AlInGaP secara amnya menunjukkan kurang variasi dalam panjang gelombang dan keamatan dengan perubahan suhu berbanding beberapa teknologi lama.
• Ketinggian digit 0.3 inci menawarkan keseimbangan antara kebolehbacaan dan ruang papan, sesuai antara paparan 0.2 inci yang lebih kecil dan paparan 0.5 inci atau 0.56 inci yang lebih besar.

9. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Apakah perbezaan antara "panjang gelombang puncak" dan "panjang gelombang dominan"?

J1: Panjang gelombang puncak adalah di mana keluaran kuasa optik secara fizikal paling tinggi. Panjang gelombang dominan adalah panjang gelombang tunggal yang akan menghasilkan persepsi warna yang sama kepada mata manusia. Untuk LED, mereka sering hampir tetapi tidak sama disebabkan bentuk spektrum pancaran.

S2: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?

J2: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang penghad arus. Menyambungkannya secara langsung mungkin akan melebihi arus berterusan maksimum (25mA) dan memusnahkan LED. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan anda (cth., 5V), voltan hadapan LED (~2.6V maks), dan arus operasi yang dikehendaki (cth., 10-20mA).

S3: Mengapa terdapat dua pin anod sepunya (Pin 1 dan Pin 6)?

J3: Ini adalah reka bentuk biasa untuk simetri mekanikal dan elektrik. Ia membantu mengagihkan arus dengan lebih sekata dan memberikan fleksibiliti dalam penghalaan PCB. Secara dalaman, mereka disambungkan. Anda boleh menggunakan salah satu atau menyambung kedua-duanya ke bekalan positif anda.

S4: Bagaimanakah saya mengira pelesapan kuasa untuk reka bentuk terma?

J4: Untuk satu segmen: P_d= V_F* I_F. Sebagai contoh, pada I_F=20mA dan V_F=2.5V, P_d= 50mW, yang berada di bawah maksimum 70mW. Dalam paparan berbilang dengan pelbagai segmen menyala, kira untuk senario terburuk (cth., digit "8" dengan semua 7 segmen menyala).

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Paparan Voltmeter 4-Digit.

Seorang pereka sedang mencipta modul voltmeter padat. Mereka memilih empat paparan LTS-3861JR. Untuk menjimatkan pin I/O pada mikropengawal, mereka menyambungkan paparan dalam konfigurasi berbilang: semua katod segmen sepadan (A, B, C,...) disambungkan bersama merentasi empat digit. Anod sepunya setiap digit dikawal oleh suis transistor berasingan. Mikropengawal mengitar melalui menghidupkan anod satu digit pada satu masa sambil mengeluarkan corak segmen untuk digit tersebut. Untuk mengekalkan kecerahan dengan kitar tugas 1/4, arus segmen semasa masa aktifnya ditingkatkan, tetapi dikekalkan dalam penarafan arus berdenyut. Perintang penghad arus diletakkan pada talian anod sepunya (sebelum transistor). Teknologi AlInGaP memastikan paparan kekal jelas boleh dibaca walaupun dalam cahaya ambien yang sederhana terang.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED (Diod Pemancar Cahaya) ialah diod semikonduktor. Apabila terpincang hadapan, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p dalam lapisan aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. AlInGaP ialah semikonduktor sebatian yang jurang jalurnya boleh dilaras dengan menyesuaikan nisbah Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosforus untuk menghasilkan cahaya dalam spektrum merah, oren, dan ambar. Penetapan "super merah" menunjukkan titik merah khusus, ketulenan tinggi. Substrat GaAs tidak lutsinar menyerap cahaya sesat, meningkatkan kontras dengan menghalangnya daripada memantul kembali melalui cip dan mengurangkan keadaan gelap (mati) segmen.

12. Trend dan Evolusi Teknologi

Walaupun paparan 7-segmen diskret seperti LTS-3861JR kekal relevan untuk aplikasi tertentu, trend yang lebih luas dalam teknologi paparan termasuk:

• Integrasi:Pergerakan ke arah modul berbilang digit dengan IC pemacu bersepadu, memudahkan antara muka untuk mikropengawal (cth., komunikasi SPI atau I2C).
• Kemajuan Bahan:Penyelidikan berterusan ke dalam bahan seperti GaN (untuk biru/hijau/putih) dan penambahbaikan dalam AlInGaP dan InGaN (untuk merah) terus meningkatkan kecekapan (lumen per watt) dan kebolehpercayaan.
• Teknologi Alternatif:Dalam banyak aplikasi pengguna, paparan OLED atau LCD matriks titik menggantikan LED tersegmen kerana fleksibiliti mereka dalam memaparkan grafik dan teks. Walau bagaimanapun, LED tersegmen mengekalkan kelebihan kuat dalam aplikasi yang memerlukan kecerahan sangat tinggi, sudut pandangan luas, kesederhanaan melampau, dan kos rendah untuk paparan angka sahaja.
• Pengecilan:Terdapat dorongan berterusan untuk pic piksel yang lebih kecil dan ketumpatan yang lebih tinggi, walaupun saiz 0.3 inci kekal sebagai piawai untuk banyak panel instrumen disebabkan keperluan kebolehbacaan.