Lembaran Data Paparan LED Matriks Titik LTP-1457AKD - Ketinggian 1.2 Inci (30.42mm) - AlInGaP Merah Hiper - Tatasusunan 5x7 - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-1457AKD ialah modul paparan alfanumerik satu digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan output aksara yang jelas dan boleh dipercayai. Fungsi terasnya adalah untuk mewakili data secara visual, biasanya aksara berkod ASCII atau EBCDIC, melalui grid diod pemancar cahaya (LED) yang boleh dialamatkan secara individu.

Peranti ini dibina berdasarkan tatasusunan 5 lajur kali 7 baris (5x7) cip LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) Merah Hiper. Bahan semikonduktor ini ditumbuhkan pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) yang tidak lutsinar, yang menyumbang kepada prestasi optikalnya. Persembahan visualnya mempunyai muka hadapan kelabu dengan titik putih, memberikan kontras tinggi untuk elemen merah yang bercahaya. Matlamat reka bentuk utama untuk komponen ini adalah penggunaan kuasa rendah, kebolehpercayaan keadaan pepejal, dan sudut pandangan luas yang dicapai melalui pembinaan satah tunggal. Ia dikategorikan berdasarkan keamatan bercahaya, membolehkan padanan kecerahan dalam aplikasi berbilang digit, dan boleh disusun secara mendatar untuk membentuk paparan berbilang aksara.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Parameter ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa Purata per Titik:40 mW. Ini adalah kuasa berterusan maksimum yang boleh ditangani oleh setiap segmen LED tanpa terlalu panas.
• Arus Hadapan Puncak per Titik:90 mA. Ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms untuk mengelakkan tekanan haba berlebihan.
• Arus Hadapan Purata per Titik:15 mA pada 25°C. Arus ini menyusut secara linear di atas 25°C pada kadar 0.2 mA/°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus purata maksimum yang dibenarkan adalah lebih kurang: 15 mA - ((85°C - 25°C) * 0.2 mA/°C) = 3 mA.
• Voltan Songsang per Titik:5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Tahan 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan pakej.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi terjamin di bawah keadaan ujian yang ditetapkan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Julat dari 800 μcd (min) hingga 2600 μcd (tip), diuji pada arus puncak (I_p) 32 mA dengan kitar tugas 1/16. Keamatan diukur menggunakan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata manusia fotopik (CIE).
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):Biasanya 650 nm apabila didorong pada arus hadapan (I_F) 20 mA. Ini adalah panjang gelombang di mana output kuasa optik adalah paling besar.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Biasanya 20 nm (I_F=20mA). Ini menunjukkan sebaran panjang gelombang cahaya yang dipancarkan di sekitar puncak.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Biasanya 639 nm (I_F=20mA). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, yang mungkin berbeza sedikit daripada panjang gelombang puncak.
• Voltan Hadapan per Titik (V_F):Julat dari 2.1V hingga 2.8V bergantung pada arus. Pada I_F=20mA: 2.1V (min), 2.6V (tip). Pada I_F=80mA: 2.3V (min), 2.8V (tip).
• Arus Songsang per Titik (I_R):Maksimum 100 μA apabila voltan songsang (V_R) 5V dikenakan.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):Maksimum 2:1. Ini menentukan bahawa perbezaan kecerahan antara mana-mana dua titik (atau segmen) pada peranti yang sama di bawah keadaan pacuan yang sama tidak akan melebihi faktor dua.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Lembaran data menunjukkan peranti ini \"Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya.\" Ini membayangkan proses pembin atau pengisihan selepas pembuatan. Disebabkan variasi semula jadi dalam pertumbuhan epitaksi semikonduktor dan pemprosesan cip, LED dari kumpulan pengeluaran yang sama boleh mempunyai output optik yang sedikit berbeza. Untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi, terutamanya dalam paparan berbilang digit di mana kecerahan seragam adalah kritikal, unit yang dihasilkan diuji dan diisih ke dalam \"bin\" yang berbeza berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur. Pereka bentuk kemudiannya boleh menentukan kod bin semasa membuat pesanan untuk menjamin semua unit dalam pemasangan mereka berada dalam julat kecerahan yang ketat, mengelakkan sesetengah aksara kelihatan lebih malap atau lebih terang daripada yang lain. Walaupun lembaran data ini tidak menyenaraikan kod bin atau julat keamatan khusus, amalan ini adalah standard untuk memastikan kualiti visual.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Halaman terakhir lembaran data dikhaskan untuk \"Lengkung Ciri Elektrik / Optikal Tipikal.\" Graf ini sangat berharga untuk memahami tingkah laku peranti di luar spesifikasi titik tunggal yang disenaraikan dalam jadual. Walaupun lengkung khusus tidak diterangkan dalam teks yang diberikan, plot tipikal untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan tak linear antara arus dan voltan merentasi simpang LED. Ia membantu dalam mereka bentuk litar had arus.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya secara sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan pemanasan dan penurunan kecekapan.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, yang kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam julat suhu yang luas.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan bentuk dan lebar spektrum cahaya merah yang dipancarkan.

Lengkung ini membolehkan jurutera meramal prestasi di bawah keadaan operasi khusus mereka, yang mungkin berbeza daripada keadaan ujian piawai.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

Pembinaan fizikal LTP-1457AKD ditakrifkan oleh dimensi pakej dan litar dalamannya.

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mempunyai ketinggian matriks 1.2 inci (30.42 mm). Lukisan berdimensi terperinci disediakan pada halaman 2 lembaran data. Semua dimensi dinyatakan dalam milimeter, dengan toleransi umum ±0.25 mm (±0.01 inci) melainkan ciri khusus memerlukan toleransi yang berbeza. Lukisan ini adalah penting untuk reka bentuk tapak kaki PCB (Papan Litar Bercetak), memastikan komponen muat dengan betul dan sejajar dengan pad pateri papan.

5.2 Litar Dalaman & Konfigurasi Pin

Paparan ini menggunakan konfigurasi katod sepunya untuk baris. Gambarajah litar dalaman menunjukkan matriks 5x7 di mana setiap LED (titik) terbentuk di persilangan talian anod (lajur) dan talian katod (baris). Untuk menyalakan titik tertentu, anod lajurnya yang sepadan mesti didorong tinggi (dengan had arus yang sesuai), manakala katod barisnya mesti ditarik rendah.

Jadual sambungan pin adalah penting untuk antara muka:

- Pin 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14 menyambung ke Baris Katod (1-7).

- Pin 3, 4, 6, 10, 11, 13 menyambung ke Lajur Anod (1-5).

Nota: Terdapat percanggahan dalam senarai yang diberikan di mana Pin 11 disenaraikan sebagai \"LAJUR ANOD 3\" dan Pin 4 juga \"LAJUR ANOD 3\". Dalam matriks 5x7 piawai dengan 12 pin (14 pin dengan 2 mungkin tidak digunakan), ini berkemungkinan ralat dokumentasi; satu sepatutnya Lajur 1, 2, 3, 4, atau 5. Gambarajah lembaran data sebenar mesti dirujuk untuk pemetaan yang betul dan jelas. Litar pacuan multipleks yang betul diperlukan untuk mengaktifkan baris dan lajur secara berurutan untuk membentuk aksara tanpa bayang hantu.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Spesifikasi pemasangan utama yang diberikan ialah profil suhu pateri. Peranti boleh menahan suhu puncak 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat. Ini diukur pada titik 1.6mm di bawah satah dudukan badan pakej, yang sepadan lebih kurang dengan permukaan PCB atau sendi pateri itu sendiri. Penarafan ini serasi dengan proses pateri alir semula bebas plumbum (SnAgCu) piawai. Pereka bentuk mesti memastikan profil ketuhar alir semula mereka tidak melebihi had masa-pada-suhu ini untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED, ikatan wayar dalaman, atau bahan pakej plastik. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai perlu dipatuhi semasa pengendalian.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan satu aksara atau simbol yang sangat mudah dibaca. Sifatnya yang boleh disusun membolehkannya digunakan dalam persediaan berbilang aksara. Kegunaan biasa termasuk:

- Panel instrumentasi (voltmeter, multimeter, pembilang frekuensi).

- Penunjuk status sistem kawalan industri.

- Paparan terminal titik jualan.

- Papan pesanan ringkas atau papan mata apabila berbilang unit digabungkan.

- Antara muka pengguna sistem terbenam untuk kod status atau output satu digit.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pacuan:Mikropengawal dengan pin I/O yang mencukupi atau pemacu paparan LED khusus (seperti MAX7219 atau serupa) diperlukan untuk multipleks. Setiap pin akan menyerap atau membekalkan arus untuk berbilang LED, jadi pastikan had arus per-pin MCU atau pemacu tidak dilebihi.
• Had Arus:Perintang had arus luaran adalah wajib untuk setiap lajur anod (atau pemacu arus malar) untuk menetapkan arus hadapan (I_F) kepada nilai yang selamat, biasanya antara 10-20 mA untuk operasi berterusan, dengan mengambil kira penyusutan dengan suhu.
• Pelesapan Kuasa:Kira jumlah pelesapan kuasa, terutamanya apabila berbilang titik dinyalakan serentak. Pastikan ia kekal dalam had haba peranti dan PCB.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari sisi.
• Konsistensi Kecerahan:Nyatakan bin keamatan semasa membuat pesanan untuk aplikasi berbilang unit untuk memastikan keseragaman visual.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTP-1457AKD ialah penggunaan teknologi AlInGaP Merah Hiper dan format mekanikal/elektrik khususnya.

• vs. LED Merah GaAsP atau GaP Piawai:LED AlInGaP secara amnya menawarkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi, kestabilan suhu yang lebih baik, dan warna merah yang lebih tepu dan tulen (panjang gelombang dominan ~639nm) berbanding teknologi lama, yang mungkin kelihatan lebih oren.
• vs. Paparan Matriks Titik Lebih Besar atau Lebih Kecil:Ketinggian 1.2\" dan format 5x7 mewakili pertukaran saiz dan resolusi tertentu, menawarkan kebolehbacaan yang baik pada jarak sederhana. Format yang lebih kecil menjimatkan ruang tetapi mengurangkan kebolehbacaan; format yang lebih besar lebih kelihatan dari jauh tetapi menggunakan lebih banyak kuasa dan kawasan papan.
• vs. Paparan dengan Pengawal Bersepadu:Ini ialah tatasusunan LED \"mentah\". Paparan dengan pengawal bersepadu (I2C, SPI) memudahkan antara muka mikropengawal tetapi mungkin kurang fleksibel atau lebih mahal. LTP-1457AKD menawarkan kawalan langsung dengan kos litar pemacu yang lebih kompleks.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter)

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan mikropengawal 5V secara langsung?

J: Mungkin, tetapi dengan berhati-hati. V_Ftipikal ialah 2.1-2.8V. Pin MCU 5V akan mengenakan 5V pada anod, yang tanpa perintang had arus akan memusnahkan LED. Anda mesti menggunakan perintang siri. Pengiraannya ialah: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V, V_F=2.6V, dan I_F=20mA, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Juga, pastikan MCU boleh menyerap/membekalkan arus multipleks yang diperlukan.

S: Apakah maksud \"Kitar Tugas 1/16\" dalam keadaan ujian untuk keamatan bercahaya?

J: Ia bermaksud LED didenyutkan hidup untuk 1/16 daripada jumlah masa kitar. Untuk paparan multipleks, ini adalah kaedah pacuan biasa. Arus puncak semasa masa hidup (32 mA dalam ujian) adalah lebih tinggi daripada yang boleh digunakan untuk operasi DC untuk mencapai kecerahan yang dirasakan setara dengan arus DC yang lebih rendah. Arus purata ialah (Arus Puncak * Kitar Tugas) = 32mA * (1/16) = 2 mA.

S: Bagaimanakah saya mencipta aksara seperti huruf dan nombor?

J: Anda memerlukan jadual fon atau penjana aksara dalam perisian anda. Ini ialah jadual carian yang mentakrifkan titik mana (gabungan anod/lajur, katod/baris) untuk dinyalakan bagi setiap kod ASCII atau EBCDIC. Sebagai contoh, aksara \"A\" akan dipetakan kepada corak tertentu merentasi 5 lajur dan 7 baris.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Penunjuk RPM Satu Digit untuk Pengawal Motor.

Paparan perlu menunjukkan nombor dari 0-9 mewakili julat kelajuan. Mikropengawal kos rendah dengan 12 pin I/O dipilih.

Pelaksanaan:7 pin dikonfigurasikan sebagai output litar terbuka untuk memacu baris katod (menyerap arus). 5 pin dikonfigurasikan sebagai output digital untuk memacu lajur anod melalui perintang had arus (membekalkan arus). Perisian tegar mengandungi peta fon 5x7 untuk digit 0-9. Ia menjalankan gangguan pemasa yang mengaktifkan setiap baris (1-7) secara berurutan dengan menarik pin katodnya rendah. Untuk baris aktif, perisian tegar menetapkan 5 pin anod tinggi mengikut corak fon untuk digit yang hendak dipaparkan dalam baris khusus itu. Multipleks ini berlaku lebih pantas daripada yang dapat dilihat oleh mata manusia (contohnya, >100 Hz), mencipta imej yang stabil dan bebas kelip. Arus purata per LED dikekalkan pada 10 mA (arus puncak diselaraskan untuk kitar tugas) untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dalam had pelesapan kuasa.

11. Prinsip Operasi

Prinsip asas ialah elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Bahan AlInGaP mempunyai jurang jalur langsung. Apabila dipincang hadapan (voltan positif pada anod relatif kepada katod), elektron disuntik dari rantau jenis-n ke jalur konduksi, dan lubang disuntik dari rantau jenis-p ke jalur valens. Pembawa cas ini bergabung semula dalam rantau aktif berhampiran simpang. Dalam bahan jurang jalur langsung seperti AlInGaP, sebahagian besar penggabungan semula ini adalah radiatif, bermakna mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) cahaya ini ditentukan oleh tenaga jurang jalur (E_g) bahan semikonduktor, mengikut persamaan λ ≈ hc/E_g. Untuk AlInGaP yang ditala untuk cahaya merah, ini menghasilkan foton dengan panjang gelombang sekitar 650 nm. Susunan matriks 5x7 hanyalah grid LED simpang p-n individu ini, dengan anod dan katod mereka disambungkan dalam corak bersilang untuk meminimumkan bilangan pin pemacu yang diperlukan.

12. Trend Teknologi

Walaupun LTP-1457AKD mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai, bidang teknologi paparan yang lebih luas terus berkembang. Paparan LED matriks titik diskret jenis ini menghadapi persaingan daripada modul bersepadu menggunakan LED peranti pemasangan permukaan (SMD), yang boleh menjadi lebih kecil dan menawarkan resolusi yang lebih tinggi. Tambahan pula, teknologi LED organik (OLED) dan mikro-LED sedang maju, menjanjikan paparan yang lebih nipis, lebih cekap dan kontras lebih tinggi. Untuk niche khusus paparan aksara tunggal atau berbilang aksara resolusi rendah yang mudah dan lasak, LED semikonduktor AlInGaP dan III-V yang serupa kekal sangat relevan kerana kebolehpercayaan terbukti, julat suhu operasi yang luas, kecerahan tinggi, dan keberkesanan kos untuk aplikasi industri dan instrumentasi. Trend dalam segmen ini adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak cahaya per watt) dan pembin yang lebih ketat untuk konsistensi warna dan kecerahan.