Lembaran Data Paparan LED LTS-313AJD - Ketinggian Digit 0.3 Inci - Warna Merah Hiper - Voltan Hadapan 2.6V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk modul paparan alfanumerik tujuh segmen satu digit yang padat. Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk nombor yang jelas dan terang dengan penggunaan kuasa yang minimum. Falsafah reka bentuk terasnya berpusat pada penyediaan kebolehbacaan dan kebolehpercayaan yang cemerlang dalam faktor bentuk yang kecil.

Paparan ini menggunakan bahan semikonduktor termaju untuk mencapai output cirinya. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya yang konsisten, memastikan keseragaman dalam pengeluaran kelompok dan prestasi yang boleh diramal dalam aplikasi pengguna akhir.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama paparan ini termasuk keperluan arus yang sangat rendah, yang menjadikannya sesuai untuk litar berkuasa bateri atau sensitif tenaga. Kecerahan dan nisbah kontras yang tinggi, digabungkan dengan sudut pandangan yang luas, memastikan kebolehbacaan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan dan dari perspektif yang berbeza. Pembinaan keadaan pepejal menawarkan kebolehpercayaan semula jadi dan jangka hayat operasi yang panjang berbanding paparan berasaskan mekanikal atau filamen.

Ketinggian digit 0.3 inci meletakkannya secara ideal untuk instrumen mudah alih, elektronik pengguna, meter panel, antara muka kawalan perindustrian, dan mana-mana sistem terbenam di mana ruang adalah premium tetapi maklum balas nombor yang jelas adalah penting. Reka bentuk segmen yang berterusan dan seragam menyumbang kepada penampilan aksara yang cemerlang, meningkatkan pengalaman pengguna.

2. Selaman Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif dan terperinci tentang parameter elektrik, optik dan fizikal yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Unsur-unsur pemancar cahaya adalah berdasarkan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), khususnya dalam formulasi warna Merah Hiper. Sistem bahan ini dikenali untuk kecekapan tinggi dan kestabilan suhu yang baik dalam rantau panjang gelombang merah-jingga.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Julat dari 200 hingga 600 mikrokandela (μcd) pada arus ujian piawai 1mA. Parameter ini mentakrifkan kecerahan yang dirasai. Pengkategorian yang disebutkan membayangkan peranti diisikan atau disusun berdasarkan keamatan yang diukur untuk jatuh dalam julat terjamin ini.
• Puncak Panjang Gelombang Pancaran (λ_p):Biasanya 650 nanometer (nm). Ini adalah panjang gelombang di mana output kuasa optik adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Biasanya 639 nm. Ini adalah panjang gelombang yang dirasai oleh mata manusia dan merupakan metrik utama untuk mentakrifkan warna (Merah Hiper).
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Kira-kira 20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau penyebaran panjang gelombang yang dipancarkan di sekitar puncak. Nilai 20nm adalah ciri LED AlInGaP.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya:Ditentukan sebagai maksimum 2:1. Ini adalah parameter kritikal untuk paparan berbilang digit atau aplikasi yang menggunakan berbilang segmen, memastikan variasi kecerahan antara segmen paling terang dan paling malap tidak melebihi nisbah ini, memberikan penampilan yang seragam.

2.2 Parameter Elektrik

Ciri-ciri elektrik mentakrifkan sempadan operasi dan keadaan tipikal untuk peranti.

• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):Biasanya 2.1V, dengan maksimum 2.6V, diukur pada arus hadapan (I_F) 20mA. Ini adalah susutan voltan merentasi segmen yang menyala. Pereka mesti memastikan litar pemacu boleh menyediakan voltan yang mencukupi.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen (I_F):Penarafan mutlak maksimum ialah 25mA pada 25°C. Faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C terpakai di atas 25°C, bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat untuk mengelakkan terlalu panas.
• Arus Hadapan Puncak:Arus berdenyut sehingga 90mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Ini membolehkan skim pemultipleksan atau letupan pendek kecerahan yang lebih tinggi.
• Voltan Songsang (V_R):Maksimum 5V. Melebihi ini boleh merosakkan simpang LED. Reka bentuk litar harus menggabungkan perlindungan jika voltan songsang mungkin.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 100 μA pada voltan songsang penuh 5V, menunjukkan arus bocor dalam keadaan mati.
• Pelesapan Kuasa per Segmen:Maksimum 70 mW. Had terma ini, digabungkan dengan penyahkadaratan arus, adalah penting untuk pengiraan kebolehpercayaan.

2.3 Penarafan Terma dan Persekitaran

• Julat Suhu Operasi:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk persekitaran gred perindustrian.
• 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. Ini adalah garis panduan piawai untuk proses pateri gelombang atau aliran semula untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej atau die.

3. Penjelasan Sistem Pengisian

Lembaran data dengan jelas menyatakan peranti adalah \"dikategorikan untuk keamatan bercahaya.\" Ini merujuk kepada amalan biasa dalam pembuatan LED yang dikenali sebagai \"pengisian.\"

Disebabkan variasi kecil semula jadi dalam proses pertumbuhan epitaksial semikonduktor dan fabrikasi, LED dari kelompok pengeluaran yang sama boleh mempunyai perbezaan kecil dalam parameter utama seperti keamatan bercahaya dan voltan hadapan. Untuk memastikan konsistensi untuk pelanggan, pengeluar menguji setiap LED dan menyusunnya ke dalam kumpulan prestasi atau \"tong\" yang berbeza. Produk yang dikategorikan untuk keamatan bercahaya bermakna unit dijamin memenuhi julat keamatan yang ditentukan (200-600 μcd dalam kes ini), dan selalunya, tong yang lebih ketat dalam julat itu boleh diminta untuk aplikasi keseragaman tinggi. Walaupun tidak diperincikan dalam lembaran data ringkas ini, parameter pengisian biasa lain boleh termasuk panjang gelombang dominan (untuk konsistensi warna) dan voltan hadapan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk lengkung ciri tipikal. Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, kita boleh membuat inferensi kandungan dan kepentingan piawainya berdasarkan parameter yang disenaraikan.

4.1 Lengkung Arus vs. Voltan (I-V)

Lengkung I-V tipikal akan menunjukkan hubungan eksponen antara arus hadapan dan voltan hadapan. Lengkung akan melalui titik V_Ftipikal 2.1V pada 20mA. Lengkung ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus, sama ada menggunakan perintang mudah atau pemacu arus malar.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I_Vvs. I_F)

Graf ini akan menunjukkan bagaimana kecerahan meningkat dengan arus. Ia biasanya linear dalam julat tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh kejatuhan terma dan kecekapan. Lengkung akan menunjukkan keamatan pada keadaan ujian 1mA dan menggambarkan prestasi sehingga arus berterusan maksimum.

4.3 Kebergantungan Suhu

Lengkung ciri yang dicatat pada suhu selain 25°C akan menggambarkan kebergantungan utama:

• Voltan Hadapan vs. Suhu:Untuk LED AlInGaP, V_Fbiasanya berkurangan dengan peningkatan suhu (pekali suhu negatif). Ini penting untuk pengurusan terma dan reka bentuk pemacu arus malar.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu:Output keamatan umumnya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Penyahkadaratan arus berterusan berkaitan secara langsung dengan menguruskan kesan terma ini untuk mengekalkan kecerahan dan panjang umur.

4.4 Taburan Spektrum

Plot spektrum akan menggambarkan taburan kuasa cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang, berpusat di sekitar 650nm (puncak) dengan separuh lebar 20nm, mengesahkan titik warna Merah Hiper.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, yang meningkatkan kontras dengan mengurangkan pantulan cahaya ambien. Dimensi pakej disediakan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25mm. Tapak kaki dan jarak pin yang tepat adalah kritikal untuk susun atur PCB. Gambar rajah litar dalaman mengesahkan konfigurasi katod sepunya untuk semua segmen dan titik perpuluhan. Ini bermakna semua katod (terminal negatif) segmen LED disambungkan secara dalaman ke pin sepunya (1 dan 6), manakala setiap anod segmen (terminal positif) mempunyai pin khususnya sendiri. Konfigurasi ini adalah biasa dan memudahkan pemultipleksan dalam aplikasi yang didorong oleh mikropengawal.

6. Sambungan Pin dan Antara Muka Litar

Peranti 10-pin mempunyai pinout berikut:

1. Katod Sepunya
2. Anod F (Segmen atas)
3. Anod G (Segmen tengah)
4. Anod E (Segmen kiri bawah)
5. Anod D (Segmen bawah)
6. Katod Sepunya (disambungkan secara dalaman ke pin 1)
7. Anod RDP (Titik Perpuluhan Kanan)
8. Anod C (Segmen kanan bawah)
9. Anod B (Segmen kanan atas)
10. Anod A (Segmen atas)

Nota: Lembaran data juga menyebut \"Rt. dan Lt. Hand Decimal,\" menunjukkan peranti termasuk kedua-dua titik perpuluhan kanan dan kiri, walaupun hanya anod titik perpuluhan kanan (RDP) yang disenaraikan dalam jadual sambungan pin. Titik perpuluhan kiri berkemungkinan disambungkan secara dalaman ke anod segmen lain atau tidak boleh diakses secara berasingan dalam versi ini. Sambungan katod sepunya pada pin 1 dan 6 membolehkan fleksibiliti dalam penghalaan PCB dan penyebaran haba.

7. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang disediakan ialah had suhu pateri: 260°C maksimum selama 3 saat pada 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini sejajar dengan garis panduan IPC piawai untuk komponen lubang tembus. Untuk pateri gelombang, ini bermakna mengawal pemanasan awal dan masa sentuh. Untuk pateri manual, besi terkawal suhu harus digunakan untuk mengelakkan penggunaan haba yang berpanjangan. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian, kerana LED sensitif kepada elektrik statik. Penyimpanan harus berada dalam julat suhu yang ditentukan dalam persekitaran kelembapan rendah.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Multimeter Mudah Alih dan Peralatan Ujian:Pengambilan arus rendah adalah sesuai untuk hayat bateri.
• Perkakas Pengguna:Pemasa, bacaan suhu pada ketuhar atau pemanas.
• Panel Kawalan Perindustrian:Penunjuk status, paparan kaunter.
• Paparan Selepas Pasaran Automotif:Untuk tolok bantu (voltan, suhu).
• Kit Pendidikan dan Prototaip:Disebabkan kesederhanaan dan antara muka sepunya.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk setiap anod segmen. Nilai perintang boleh dikira sebagai R = (Voltan Bekalan - V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V dan mensasarkan 10mA dengan V_Ftipikal 2.1V: R = (5 - 2.1) / 0.01 = 290Ω. Perintang piawai 270Ω atau 330Ω akan sesuai.
• Pemultipleksan:Untuk paparan berbilang digit, konfigurasi katod sepunya mudah dipultipleks. Dengan mengaktifkan secara berurutan katod sepunya setiap digit dan membentangkan data segmen untuk digit itu, banyak digit boleh dikawal dengan pin I/O yang lebih sedikit. Penarafan arus puncak membolehkan arus berdenyut yang lebih tinggi semasa kitar pemultipleksan untuk mencapai kecerahan purata.
• Antara Muka Mikropengawal:Biasanya memerlukan 8 talian I/O (7 segmen + 1 perpuluhan) per digit jika tidak dipultipleks, ditambah transistor atau IC pemacu untuk menyerap arus katod sepunya, iaitu jumlah arus untuk semua segmen yang menyala dalam digit itu.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas membolehkan kedudukan pemasangan yang fleksibel, tetapi untuk kebolehbacaan optimum, pertimbangkan garis penglihatan utama pengguna.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi lama seperti paparan pijar atau pendarfluor vakum (VFD), paparan LED ini menawarkan penggunaan kuasa yang jauh lebih rendah, jangka hayat yang lebih panjang, dan rintangan hentaman/getaran yang lebih tinggi. Dalam keluarga paparan LED, penggunaan AlInGaP untuk Merah Hiper menawarkan kelebihan berbanding LED merah GaAsP lama, biasanya memberikan kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak cahaya per mA), kestabilan suhu yang lebih baik, dan warna merah yang lebih tepu. Saiz 0.3 inci adalah lebih kecil daripada paparan biasa 0.5 inci atau 0.56 inci, menawarkan ketumpatan yang lebih tinggi atau reka bentuk yang lebih padat. Keperluan arus rendah (berkesan walaupun pada 1mA) adalah pembeza utama untuk reka bentuk terhad kuasa berbanding paparan yang memerlukan 5-20mA per segmen untuk kecerahan piawai.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah tujuan dua pin katod sepunya (1 dan 6)?

Ia disambungkan secara dalaman. Menyediakan dua pin membolehkan pengagihan arus yang lebih baik, mengurangkan ketumpatan arus per pin, membantu dalam fleksibiliti susun atur PCB (penghalaan dari mana-mana sisi), dan boleh meningkatkan penyebaran haba dari die.

10.2 Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal?

Anda boleh menyambungkan anod segmen ke pin output mikropengawal, tetapi andamestitermasuk perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap pin. Pin mikropengawal sahaja tidak boleh membatasi arus dengan selamat. Tambahan pula, arus katod sepunya (sehingga 25mA x bilangan segmen yang menyala) berkemungkinan melebihi keupayaan serapan pin mikropengawal tunggal, memerlukan transistor luaran atau IC pemacu (seperti ULN2003) untuk menukar katod.

10.3 Apakah maksud \"Merah Hiper\" berbanding Merah piawai?

\"Merah Hiper\" adalah istilah pemasaran yang sering digunakan untuk LED AlInGaP dengan panjang gelombang dominan sekitar 630-640nm. Ia kelihatan sebagai merah yang lebih dalam, lebih berwarna jingga berbanding panjang gelombang yang sedikit lebih panjang (660-670nm) \"Merah Dalam\" atau yang lebih pendek, lebih jingga piawai \"Merah\" (620-625nm). Ia menawarkan keseimbangan yang baik antara kecerahan visual dan perbezaan warna.

10.4 Bagaimanakah saya mencapai kecerahan seragam merentasi semua digit dalam reka bentuk berbilang digit?

Gunakan teknik pemultipleksan dan pastikan perintang pembatas arus adalah sama untuk semua segmen sepadan merentasi digit. Spesifikasi nisbah padanan keamatan (2:1 maks) pada lembaran data membantu, tetapi untuk hasil terbaik, gunakan LED dari tong pengeluaran yang sama atau laksanakan penentukuran kecerahan perisian jika pemacu anda membenarkan modulasi lebar denyut (PWM).

11. Contoh Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk paparan voltmeter 3 digit yang mudah.

1. Topologi Litar:Gunakan tiga paparan LTS-313AJD dalam konfigurasi terpultipleks. Anod segmen (A-G, DP) ketiga-tiga paparan disambungkan secara selari. Pin katod sepunya setiap paparan disambungkan ke pengumpul transistor NPN berasingan (contohnya, 2N3904), dengan pemancar ke bumi. Tapak transistor didorong oleh pin mikropengawal melalui perintang tapak.
2. Peranan Mikropengawal:ADC membaca voltan. Perisian tegar menukar nilai kepada tiga digit. Ia kemudian memasuki gelung pantas: ia mematikan semua transistor katod, mengeluarkan corak segmen untuk Digit 1 ke talian anod selari (melalui perintang siri), menghidupkan transistor katod untuk Digit 1, menunggu masa singkat (contohnya, 2ms), kemudian mengulangi untuk Digit 2 dan Digit 3. Kitaran berulang dengan cukup pantas (contohnya, >60Hz) untuk kelihatan sebagai paparan yang stabil dan bebas kelip.
3. Pengiraan:Jika setiap segmen didorong pada 5mA semasa masa aktifnya, dan tiga segmen menyala per digit (contohnya, menunjukkan \"1\"), arus puncak per segmen ialah 5mA. Arus purata per segmen ialah 5mA / 3 (untuk pemultipleksan 3 digit) ≈ 1.67mA, yang berada dalam had dan menjimatkan kuasa. Transistor katod mesti menyerap 3 segmen * 5mA = 15mA, yang mudah dikendalikan.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan LED tujuh segmen adalah susunan diod pemancar cahaya yang disusun dalam corak angka lapan. Setiap diod (segmen) adalah peranti semikonduktor simpang p-n. Apabila voltan hadapan melebihi ambang simpang (kira-kira 2.1V untuk jenis AlInGaP ini) dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang direkayasa dalam sebatian AlInGaP. Dengan menggunakan arus secara selektif kepada kombinasi berbeza tujuh segmen (A hingga G), angka 0-9 dan beberapa huruf boleh dibentuk. Konfigurasi katod sepunya menyambungkan secara dalaman semua sisi negatif diod ini, memudahkan kawalan luaran.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Paparan LED tujuh segmen diskret seperti ini mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai. Trend semasa dalam teknologi paparan bergerak ke arah integrasi yang lebih tinggi, seperti modul berbilang digit dengan pengawal terbina dalam (contohnya, pemacu TM1637 atau MAX7219) yang berkomunikasi melalui I2C atau SPI, mengurangkan dengan ketara I/O mikropengawal dan beban perisian. Terdapat juga peralihan ke arah paparan LED organik (OLED) dan fleksibel untuk grafik yang lebih kompleks. Walau bagaimanapun, untuk petunjuk nombor yang mudah, terang, kos rendah dan kuasa rendah dalam persekitaran yang keras (julat suhu luas, kecerahan tinggi diperlukan), segmen LED diskret kekal sebagai penyelesaian dominan dan optimum. Pembangunan berterusan dalam bahan LED, seperti AlInGaP dan InGaN (untuk biru/hijau) yang lebih cekap, terus meningkatkan kecekapan, kecerahan dan pilihan warna untuk paparan sedemikian.