Dokumen Teknikal LTP-537JD - Paparan LED 16-Segmen - Warna Merah Hiper - Ketinggian Digit 0.5 Inci - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-537JD ialah modul paparan alfanumerik satu digit berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan perwakilan aksara numerik dan abjad terhad yang jelas dan terang. Fungsi terasnya adalah untuk memberikan output visual melalui segmen yang boleh dialamatkan secara individu yang membentuk aksara. Peranti ini direkabentuk dengan fokus kepada kebolehpercayaan dan prestasi optik dalam antara muka elektronik industri, instrumentasi dan pengguna.

Paparan ini menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) termaju untuk elemen pemancar cahayanya. Teknologi bahan ini dipilih khusus untuk kecekapannya dalam menghasilkan cahaya merah berkeamatan tinggi. Cip-cip ini difabrikasi pada substrat GaAs (Gallium Arsenide) yang tidak lutsinar, yang meningkatkan kontras dengan mengelakkan serakan dan pantulan cahaya dalaman, mengarahkan lebih banyak cahaya yang dipancarkan ke hadapan melalui segmen. Persembahan visual menampilkan plat muka hitam, yang meningkatkan nisbah kontras dengan ketara dengan menyerap cahaya persekitaran, digabungkan dengan kawasan segmen putih yang membolehkan cahaya merah yang dipancarkan melaluinya, menghasilkan aksara yang tajam dan jelas terhadap latar belakang gelap.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama paparan ini berpunca daripada reka bentuk dan pembinaan optoelektroniknya. Penggunaan LED AlInGaP memberikankeamatan bercahaya tinggidan kecekapan yang sangat baik dalam spektrum merah. Reka bentukmuka hitam dan segmen putihadalah ciri kritikal untuk mencapai kontras tinggi, menjadikan paparan mudah dibaca di bawah pelbagai keadaan pencahayaan, termasuk cahaya ambien yang terang.Segmen seragam berterusanmemastikan penampilan aksara yang terbentuk konsisten dan profesional, tanpa jurang atau ketidakteraturan yang kelihatan di kawasan yang menyala.

Peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, bermaksud unit-unit disusun atau diuji untuk memastikan mereka memenuhi ambang kecerahan tertentu, memberikan konsistensi dalam pengeluaran.Sudut pandangan yang luasmemastikan kebolehbacaan dari kedudukan luar paksi, yang sangat penting untuk peralatan yang dipasang pada panel.Keperluan kuasa rendahsetiap segmen menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau peka tenaga. Akhirnya,kebolehpercayaan keadaan pepejalmenunjukkan jangka hayat operasi yang panjang tanpa bahagian bergerak, tahan terhadap kejutan dan getaran.

Pasaran sasaran untuk komponen ini termasuk panel kawalan industri, peralatan ujian dan pengukuran, peranti perubatan, papan pemuka automotif (untuk paparan tambahan), sistem titik jualan, dan perkakas rumah di mana bacaan satu digit diperlukan untuk tetapan, kaunter atau penunjuk status.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Parameter elektrik dan optik menentukan batas operasi dan ciri prestasi paparan. Memahami ini adalah penting untuk reka bentuk dan integrasi litar yang betul.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia bukan keadaan untuk operasi normal.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang dibenarkan yang boleh dilesapkan sebagai haba oleh satu segmen LED di bawah sebarang keadaan. Melebihi ini boleh menyebabkan terlalu panas dan degradasi atau kegagalan dipercepatkan.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Ia berguna untuk skim pemultipleksan atau mencapai kecerahan lebih tinggi seketika.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Ini adalah arus maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan. Faktor penurunan nilai 0.33 mA/°C ditetapkan, bermaksud arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan secara linear apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan tekanan haba berlebihan.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V. Menggunakan voltan pincang songsang lebih tinggi daripada ini boleh merosakkan simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi dan Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk berfungsi dan disimpan dalam julat suhu luas ini, sesuai untuk kebanyakan persekitaran bukan ekstrem.
• Suhu Pateri:260°C selama 3 saat pada 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan. Ini memberikan garis panduan untuk proses pateri gelombang atau aliran semula untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik atau ikatan dalaman.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah nilai tipikal dan maksimum/minimum di bawah keadaan ujian yang ditetapkan (biasanya pada Ta=25°C). Ia menerangkan prestasi peranti semasa operasi normal.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):320 μcd (Min), 700 μcd (Tip) pada I_F=1mA. Ini adalah ukuran output cahaya. Pengkategorian yang disebut dalam ciri-ciri mungkin mengumpulkan peranti berdasarkan parameter ini (contohnya, tong standard dan kecerahan tinggi).
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):650 nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini adalah panjang gelombang di mana output spektrum paling kuat, meletakkannya dalam kawasan merah hiper spektrum cahaya nampak.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):639 nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, menentukan warna. Perbezaan antara panjang gelombang puncak dan dominan adalah disebabkan bentuk spektrum pancaran.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (Tip) pada I_F=20mA. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik. 20 nm adalah tipikal untuk LED merah AlInGaP.
• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):2.1V (Min), 2.6V (Tip) pada I_F=20mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila mengkonduksi. Ia sangat penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus. Voltan bekalan pemacu mestilah lebih tinggi daripada nilai ini.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 μA (Maks) pada V_R=5V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila LED dipincang songsang dalam had penarafan maksimumnya.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):2:1 (Maks). Ini menentukan nisbah maksimum yang dibenarkan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu peranti apabila didorong di bawah keadaan yang sama (I_F=1mA). Nisbah 2:1 memastikan keseragaman penampilan yang munasabah.

Nota Pengukuran:Keamatan bercahaya diukur menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai sepadan dengan persepsi visual manusia.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Dokumen data menunjukkan produk ini"dikategorikan untuk keamatan bercahaya."Ini membayangkan proses pengkategorian atau penyusunan.

• Pengkategorian Keamatan Bercahaya:Selepas pembuatan, paparan individu diuji untuk output cahaya mereka pada arus standard (mungkin 1mA atau 20mA). Mereka kemudian dikumpulkan ke dalam kategori berbeza berdasarkan I_Vyang diukur. Contohnya, satu kategori mungkin mengandungi peranti dengan I_Vantara 320-500 μcd, dan kategori premium mungkin mengandungi peranti dari 500-700 μcd. Ini membolehkan pelanggan memilih tahap konsistensi yang sesuai untuk aplikasi mereka, memastikan kecerahan seragam merentasi berbilang digit dalam satu sistem. Dokumen data memberikan julat min/tip keseluruhan, tetapi kod kategori khusus biasanya akan menjadi sebahagian daripada maklumat pesanan penuh.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang diberikan, lengkung tipikal untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Arus vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan eksponen. Voltan hadapan (V_F) meningkat dengan arus (I_F). Lengkung bergantung pada suhu, dengan V_Fberkurang apabila suhu simpang meningkat untuk arus tertentu.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I_Vvs. I_F):Secara amnya menunjukkan peningkatan linear atau sedikit sub-linear dalam output cahaya dengan peningkatan arus sehingga satu titik, selepas itu kecekapan menurun disebabkan kesan haba.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu ambien (dan seterusnya simpang) meningkat. LED AlInGaP mempunyai pekali suhu negatif yang agak kuat untuk output cahaya.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. panjang gelombang, menunjukkan puncak sekitar 650 nm dan separuh lebar kira-kira 20 nm, mengesahkan warna merah hiper.

Lengkung ini penting untuk mereka bentuk pemacu yang mengimbangi perubahan suhu dan untuk memahami tingkah laku kecerahan di bawah keadaan operasi yang berbeza.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej dan Pemasangan

Peranti ini mempunyai pakej paparan LED standard. Nota dimensi utama dari dokumen data termasuk bahawa semua dimensi adalah dalam milimeter, dengan toleransi standard ±0.25 mm (0.01") melainkan dinyatakan sebaliknya. Tapak kaki tepat, jarak plumbum, ketinggian digit (12.7mm), dan saiz pakej keseluruhan ditakrifkan dalam lukisan dimensi, yang sangat penting untuk susun atur PCB (Papan Litar Bercetak) untuk memastikan kesesuaian dan penjajaran yang betul dalam potongan.

5.2 Sambungan Pin dan Polarity

LTP-537JD adalah paparankatod sepunya. Ini bermaksud semua 18 segmen (16 segmen aksara ditambah titik perpuluhan sebelah kanan) berkongsi sambungan negatif sepunya (Katod) pada Pin 18. Setiap segmen individu mempunyai pin anod khususnya sendiri (Pin 1-17). Konfigurasi ini biasa dan memudahkan litar pemacu pemultipleksan, di mana katod sepunya ditukar ke bumi manakala anod yang dikehendaki didorong tinggi melalui perintang pembatas arus.

Susunan pin menyenaraikan sambungan untuk setiap pin dengan jelas, memetakan nombor pin fizikal kepada fungsi segmen (A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, dan D.P. untuk titik perpuluhan). Gambarajah litar dalaman biasanya akan menunjukkan susunan katod sepunya ini.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang diberikan adalah untuk proses pateri itu sendiri:260°C selama 3 saat, diukur pada titik 1/16 inci (1.6 mm) di bawah satah dudukan pakej. Ini adalah parameter profil aliran semula standard. Adalah sangat penting untuk mematuhi ini untuk mengelakkan:

• Kerosakan haba pada epoksi plastik pakej, yang boleh menyebabkan perubahan warna atau retakan.
• Terlalu panas pada ikatan wayar dalaman yang menyambungkan cip LED kepada plumbum.
• Mendedahkan die semikonduktor kepada suhu yang berlebihan.

Langkah berjaga-jaga pengendalian umum juga harus dipatuhi: elakkan tekanan mekanikal pada plumbum, gunakan langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) semasa pengendalian, dan simpan dalam keadaan anti-statik, kering yang sesuai dalam julat penyimpanan yang ditetapkan -35°C hingga +85°C.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

Kaedah pacuan yang paling biasa adalahpemultipleksan. Memandangkan ia adalah peranti katod sepunya, pengawal mikro atau pemacu IC khusus boleh menyerap arus melalui pin katod sepunya (Pin 18) sambil membekalkan arus ke pin anod khusus untuk segmen yang perlu dinyalakan. Berbilang digit boleh dipultipleks dengan mengitar pantas katod digit mana yang aktif sambil mempersembahkan data segmen yang sepadan pada talian anod dikongsi. Ini mengurangkan bilangan pin I/O pengawal mikro yang diperlukan dengan ketara.

A Perintang pembatas arus adalah wajibuntuk setiap talian anod (atau pemacu terkawal arus). Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Menggunakan V_Ftipikal 2.6V pada 20mA dan bekalan 5V: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohm. Perintang 120Ω standard akan digunakan. Penarafan kuasa perintang harus diperiksa: P = I²* R = (0.02)²* 120 = 0.048W, jadi perintang 1/8W (0.125W) standard adalah mencukupi.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Walaupun segmen individu melesapkan sedikit kuasa (maks 70mW), haba kolektif dari berbilang segmen yang menyala atau operasi pada suhu ambien tinggi mesti dipertimbangkan. Pastikan pengudaraan yang mencukupi dan pertimbangkan penurunan nilai arus di atas 25°C.
• Sudut Pandangan dan Kontras:Sudut pandangan yang luas dan reka bentuk kontras tinggi menjadikannya sesuai untuk panel di mana pengguna mungkin tidak berada tepat di hadapan peranti. Muka hitam sangat bermanfaat dalam persekitaran cahaya ambien tinggi.
• Perisian untuk Penjanaan Aksara:Jadual carian dalam firmware pengawal mikro pemacu diperlukan untuk memetakan aksara alfanumerik (contohnya, '0'-'9', 'A', 'C', 'E', 'F') kepada gabungan 16 segmen yang betul.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin pengawal mikro 3.3V?

J: Mungkin, tetapi dengan kecerahan yang berkurangan. V_Ftipikal ialah 2.6V. Pada bekalan 3.3V, ruang kepala voltan untuk perintang pembatas arus hanya 0.7V (3.3V - 2.6V). Untuk mencapai 20mA, anda memerlukan perintang 35Ω (0.7V / 0.02A). Walau bagaimanapun, V_Fsebenar boleh serendah 2.1V, yang akan menghasilkan arus yang lebih tinggi dengan perintang yang sama, berpotensi melebihi had. Pemacu arus malar atau pencirian berhati-hati disyorkan untuk sistem 3.3V.

S2: Apakah perbezaan antara panjang gelombang "puncak" dan "dominan"?

J: Panjang gelombang puncak ialah puncak fizikal spektrum pancaran cahaya. Panjang gelombang dominan ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik tulen yang akan kelihatan mempunyai warna yang sama dengan output LED kepada mata manusia. Disebabkan bentuk spektrum, mereka sering berbeza sedikit.

S3: Bagaimanakah saya mencapai kecerahan maksimum?

J: Beroperasi pada penarafan arusberterusanmaksimum 25mA setiap segmen (pada ambien 25°C), memastikan pelesapan haba yang betul. Jangan melebihi had pelesapan kuasa 70mW. Untuk denyutan pendek, anda boleh menggunakan arus puncak 90mA di bawah kitar tugas yang ditetapkan.

S4: Mengapa terdapat nisbah padanan keamatan bercahaya?

J: Variasi pembuatan menyebabkan perbezaan kecil dalam output cahaya antara segmen walaupun pada arus yang sama. Nisbah 2:1 menjamin bahawa dalam satu unit, tiada segmen akan lebih daripada dua kali lebih terang daripada yang lain, memastikan keseragaman visual aksara.

9. Pengenalan Teknologi dan Tren

9.1 Teknologi LED AlInGaP

LTP-537JD menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) untuk cip LEDnya. Sistem bahan ini sangat cekap untuk menghasilkan cahaya dalam panjang gelombang ambar, merah dan merah hiper (lebih kurang 590-650 nm). Berbanding teknologi lama seperti GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), AlInGaP menawarkan keberkesanan bercahaya yang jauh lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), kestabilan suhu yang lebih baik, dan jangka hayat yang lebih panjang. Pertumbuhan lapisan epitaksial pada substrat GaAs yang tidak lutsinar, seperti yang digunakan di sini, adalah pendekatan biasa yang meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya dengan memantulkan cahaya yang dipancarkan yang sebaliknya akan hilang ke dalam substrat kembali keluar melalui bahagian atas cip.

9.2 Konteks dan Tren Teknologi Paparan

Walaupun paparan matriks titik berbilang digit OLED dan LCD kini biasa untuk grafik kompleks, paparan LED bersegmen seperti LTP-537JD masih sangat relevan untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan ekstrem, operasi julat suhu luas, kecerahan tinggi, kesederhanaan, dan kos rendah untuk memaparkan nombor format tetap dan huruf ringkas. Tren dalam paparan sedemikian tidak semestinya ke arah resolusi yang lebih tinggi tetapi ke arah kecekapan yang dipertingkatkan (arus operasi lebih rendah untuk kecerahan yang sama), nisbah kontras yang dipertingkatkan, sudut pandangan yang lebih luas, dan kadangkala integrasi elektronik pemacu dalam pakej. Prinsip asas elektroluminesens dalam simpang PN semikonduktor kekal tidak berubah, tetapi sains bahan dan teknik pembungkusan terus memajukan prestasi mereka.