Spesifikasi Teknikal Paparan LED LTP-2157AKY - Ketinggian Matriks 2.0-inci (50.8mm) - AlInGaP Kuning Amber - Voltan Kehadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 35mW - Dokumen Teknikal MS - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-2157AKY ialah modul paparan LED matriks titik 5 x 7 dengan ketinggian aksara 2.0 inci (50.8 mm). Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan paparan maklumat abjad angka atau simbolik yang jelas dan terang. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan pancaran cahaya kuning amber. Persembahan visualnya mempunyai muka plat kelabu dengan warna titik putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan. Modul ini dibina sebagai tatasusunan katod sepunya, memerlukan litar pemacu berbilang luaran untuk beroperasi.

Domain aplikasi utama untuk paparan ini termasuklah instrumentasi perindustrian, antara muka elektronik pengguna, terminal titik jualan, paparan peralatan perubatan, dan mana-mana sistem terbenam yang memerlukan bacaan padat, boleh dipercayai dan terang. Pembinaan keadaan pepejalnya memastikan kebolehpercayaan tinggi dan jangka hayat operasi yang panjang berbanding teknologi paparan lain seperti jenis pendarfluor vakum atau lampu pijar.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama LTP-2157AKY berasal daripada teknologi LED AlInGaP dan reka bentuk yang teliti. Ia menawarkan kecerahan tinggi dan kontras tinggi, yang kritikal untuk kebolehbacaan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan ambien, termasuk persekitaran dalaman yang terang benderang. Keperluan kuasa rendah menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau sedar tenaga. Penampilan aksara yang cemerlang dicapai melalui susun atur matriks titik 5x7 yang tepat, iaitu piawaian untuk memaparkan aksara ASCII dengan jelas.

Pasaran sasaran adalah luas, merangkumi OEM (Pengilang Peralatan Asal) dan jurutera reka bentuk yang bekerja pada peranti yang memerlukan penyelesaian paparan yang mudah, kos efektif dan teguh. Spesifikasinya menjadikannya pilihan yang sesuai di mana paparan grafik yang lebih besar dan kompleks tidak diperlukan atau terlalu mahal.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang parameter elektrik dan optik adalah penting untuk reka bentuk litar dan integrasi paparan LTP-2157AKY yang betul.

2.1 Kadar Maksimum Mutlak

Kadar ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengendalian peranti secara berterusan pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan.

• Penyerakan Kuasa Purata Setiap Titik:35 mW. Ini ialah kuasa berterusan maksimum yang boleh diserakkan dengan selamat oleh satu segmen LED (titik) tanpa menyebabkan degradasi terma.
• Arus Kehadapan Puncak Setiap Titik:60 mA. Ini ialah arus serta-merta maksimum yang dibenarkan semasa operasi berdenyut, biasanya digunakan dalam skim pemanduan berbilang.
• Arus Kehadapan Purata Setiap Titik:13 mA pada 25°C. Kadar ini menyusut secara linear pada 0.17 mA/°C di atas 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus purata maksimum yang dibenarkan adalah lebih kurang: 13 mA - (0.17 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 13 mA - 10.2 mA = 2.8 mA. Penyusutan ini adalah penting untuk pengurusan haba.
• Voltan Songsang Setiap Titik:5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh merosakkan simpang LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Julat luas ini memastikan fungsi dalam persekitaran yang sukar.
• Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini ialah garis panduan pateri refluks atau gelombang bebas plumbum piawai untuk mengelakkan kerosakan pakej.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini ialah parameter operasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):2100 μcd (Min), 3600 μcd (Tip). Keadaan Ujian: I_p=32mA, Kitar tugas 1/16. Kecerahan tinggi ini ialah ciri utama. Pengukuran menggunakan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE untuk ketepatan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):595 nm (Tip). Ini ialah panjang gelombang di mana keluaran kuasa optik adalah maksimum, mentakrifkan warna kuning amber.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (Tip). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; lebar yang lebih sempit bermaksud warna yang lebih monokromatik.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):592 nm (Tip). Ini ialah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia, hampir sepadan dengan panjang gelombang puncak untuk jenis LED ini.
• Voltan Kehadapan Setiap Segmen (V_F):2.05V (Min), 2.6V (Tip). Keadaan Ujian: I_F=20mA. Pereka mesti memastikan litar pemandu boleh menyediakan voltan ini.
• Arus Songsang (I_R):100 μA (Maks). Keadaan Ujian: V_R=5V. Ini ialah arus bocor apabila LED dipincang songsang.
• Nisbah Pencocokan Keamatan Bercahaya (I_V-m):2:1 (Maks). Keadaan Ujian: I_F=2mA. Parameter ini memastikan keseragaman merentasi paparan; kecerahan segmen paling malap akan sekurang-kurangnya separuh daripada segmen paling terang.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Datasheet tidak secara terperinci menerangkan sistem pembin berbilang peringkat untuk panjang gelombang atau fluks. Walau bagaimanapun, parameter yang ditentukan membayangkan proses pembuatan terkawal. Julat ketat untuk Panjang Gelombang Dominan (592 nm Tip) dan Keamatan Bercahaya (2100-3600 μcd) mencadangkan bahawa bahagian dipilih untuk memenuhi spesifikasi minimum dan tipikal ini. Pereka harus mempertimbangkan nilai minimum (I_Vmin 2100 μcd, V_Fmaks 2.6V) untuk reka bentuk litar kes terburuk bagi memastikan keterlihatan paparan dan pengawalan arus yang betul merentasi semua unit.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet merujuk kepada lengkung ciri tipikal. Walaupun tidak disediakan dalam teks, lengkung LED piawai boleh disimpulkan dan adalah kritikal untuk reka bentuk.

4.1 Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan (Lengkung I-V)

Hubungan I-V adalah tidak linear. V_Ftipikal 2.6V pada 20mA ialah titik reka bentuk utama. Lengkung menunjukkan penyalaan tajam di sekitar voltan jurang jalur LED (~2V untuk AlInGaP), selepas itu arus meningkat secara eksponen dengan voltan. Oleh itu, memandu LED dengan sumber arus malar sangat disyorkan berbanding sumber voltan malar untuk mengelakkan pelarian terma dan memastikan kecerahan konsisten.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan

Keamatan bercahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus kehadapan dalam julat operasi normal (cth., sehingga arus purata dinilai). Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan pemanasan. Keamatan yang ditentukan pada operasi berdenyut 32mA dioptimumkan untuk paparan berbilang.

4.3 Kebergantungan Suhu

Ciri-ciri LED adalah sensitif suhu. Voltan kehadapan (V_F) biasanya berkurangan dengan peningkatan suhu simpang (pekali suhu negatif). Keamatan bercahaya juga berkurangan apabila suhu meningkat. Spesifikasi penyusutan arus (0.17 mA/°C) ialah pelindung reka bentuk langsung terhadap kesan ini, mencegah terlalu panas dan degradasi kecerahan pramatang.

4.4 Taburan Spektrum

Spektrum pancaran berpusat sekitar 595 nm (kuning amber) dengan separuh lebar tipikal 15 nm. Ini ialah jalur yang agak sempit, ciri semikonduktor jurang jalur langsung III-V seperti AlInGaP, menghasilkan ketepuan warna yang baik.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

Lukisan pakej menunjukkan saiz fizikal keseluruhan modul paparan. Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Maklumat ini adalah penting untuk reka bentuk tapak kaki PCB (Papan Litar Bercetak) dan pemasangan selongsong.

5.2 Konfigurasi Pin dan Litar Dalaman

LTP-2157AKY mempunyai konfigurasi 14 pin. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan susunan katod sepunya untuk matriks 5x7. Lajur (garisan menegak) ialah katod, dan baris (garisan mendatar) ialah anod. Nota khusus menunjukkan sambungan dalaman: Pin 4 & Pin 11 disambungkan (kedua-duanya ialah Katod untuk Lajur 3), dan Pin 5 & Pin 12 disambungkan (kedua-duanya ialah Anod untuk Baris 4). Sambungan dalaman ini mungkin memudahkan susun atur wayar ikatan dalaman. Jadual pinout mesti diikuti dengan tepat untuk operasi paparan yang betul.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Peranti menggunakan konfigurasi katod sepunya. Pin katod adalah untuk lajur (1-5), dan pin anod adalah untuk baris (1-7). Menggunakan pincang kehadapan memerlukan menyambungkan pin baris yang dikehendaki ke voltan positif (melalui perintang had arus atau pemandu) dan pin lajur yang dikehendaki ke bumi (atau sink pemandu sisi rendah).

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Kadar maksimum mutlak menentukan profil pateri: suhu maksimum 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan. Ini serasi dengan proses pateri refluks bebas plumbum piawai (cth., mengikuti profil IPC/JEDEC J-STD-020 piawai). Penjagaan harus diambil untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada pin semasa pengendalian. Untuk penyimpanan, julat yang ditentukan -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering, anti-statik disyorkan untuk mengelakkan penyerapan lembapan (yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa refluks) dan kerosakan nyahcas elektrostatik.

7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan

Nombor bahagian ialah LTP-2157AKY. Walaupun butiran pembungkusan khusus (gelendong, dulang, tiub) tidak disenaraikan dalam kandungan yang disediakan, paparan sedemikian biasanya dibekalkan dalam tiub atau dulang anti-statik untuk melindungi pin dan muka paparan. "Spec No.: DS-30-99-106" dan "BNS-OD-FC001/A4" ialah nombor kawalan dokumen dalaman.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

LTP-2157AKY memerlukan litar pemandu luaran. Reka bentuk biasa menggunakan mikropengawal dengan perisian berbilang. Port I/O mikropengawal, selalunya tidak mencukupi untuk membekal/menerima arus yang diperlukan secara langsung, disambungkan ke transistor pemandu baris (cth., PNP atau MOSFET saluran-P untuk membekal arus ke anod) dan transistor pemandu lajur atau pemandu sink khusus (cth., NPN, MOSFET saluran-N, atau IC pemandu LED seperti ULN2003 untuk menerima arus dari katod). Rutin berbilang mengitar setiap baris (1-7) dengan pantas, menghidupkan katod lajur yang sesuai untuk baris itu untuk membentuk aksara yang dikehendaki. Kitar tugas 1/16 yang disebut dalam keadaan ujian ialah nisbah berbilang tipikal (cth., 1 baris hidup pada satu masa daripada kemungkinan 7+? bingkai; masa tepat bergantung pada reka bentuk pemandu).

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Penting untuk setiap segmen LED. Gunakan perintang atau pemandu arus malar. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan (V_CC), voltan kehadapan LED (V_F), dan arus kehadapan yang dikehendaki (I_F). Untuk operasi berbilang, gunakan arus puncak (I_p). Contoh: Untuk V_CC=5V, V_F=2.6V, I_p=32mA, R = (5V - 2.6V) / 0.032A ≈ 75 Ohm.
• Frekuensi Berbilang:Mesti cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan (biasanya >60 Hz kadar bingkai). Kegigihan penglihatan akan menggabungkan baris yang berputar pantas menjadi imej yang stabil.
• Penyerakan Haba:Patuhi lengkung penyusutan arus pada suhu ambien tinggi. Pastikan pengudaraan mencukupi jika digunakan dalam ruang tertutup.
• Sudut Pandangan:Walaupun tidak dinyatakan, matriks LED piawai mempunyai sudut pandangan yang luas. Reka bentuk muka kelabu/titik putih mengoptimumkan kontras untuk pandangan hadapan.

9. Perbandingan Teknikal

Berbanding dengan teknologi paparan kontemporari lain yang tersedia pada masa pelepasannya (2002), LTP-2157AKY menawarkan kelebihan yang berbeza:

• vs. Paparan Lampu Pijar atau Pendarfluor Vakum (VFD):Paparan LED adalah jauh lebih cekap tenaga, menjana kurang haba, menawarkan masa tindak balas yang lebih pantas, dan mempunyai jangka hayat yang jauh lebih panjang. Ia juga lebih teguh secara mekanikal kerana tiada filamen rapuh atau sampul kaca.
• vs. LCD Awal:Paparan LED adalah bercahaya sendiri, menyediakan kecerahan yang lebih tinggi dan keterlihatan yang lebih baik dalam keadaan cahaya rendah atau cahaya matahari langsung tanpa lampu latar. Ia juga mempunyai julat suhu operasi yang lebih luas dan tiada isu tindak balas perlahan dalam persekitaran sejuk.
• vs. Warna LED Lain (cth., Merah GaAsP):Teknologi AlInGaP yang digunakan dalam LED kuning amber ini menyediakan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak keluaran cahaya per unit kuasa elektrik) dan kestabilan jangka panjang yang lebih baik berbanding LED merah GaAsP yang lebih lama.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan bekalan 5V malar pada anod?

J1: Tidak. LED ialah peranti dipandu arus. Menggunakan voltan malar tanpa perintang had arus bersiri akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, berpotensi memusnahkan LED. Sentiasa gunakan mekanisme had arus.

S2: Mengapa terdapat dua pin untuk Lajur 3 dan Baris 4?

J2: Pin 4 & 11 kedua-duanya disambungkan ke Katod Lajur 3 secara dalaman, dan Pin 5 & 12 kedua-duanya disambungkan ke Anod Baris 4. Ini mungkin dilakukan untuk kecekapan susun atur wayar ikatan dalaman atau untuk menyediakan titik sambungan alternatif pada PCB untuk kemudahan penghalaan. Secara elektrik, mereka adalah nod yang sama.

S3: Apakah maksud "1/16 Duty" dalam keadaan ujian keamatan bercahaya?

J3: Ia bermaksud LED didenyut dengan kitar tugas 1/16 (6.25%). Arus puncak (I_p=32mA) adalah lebih tinggi daripada arus DC purata untuk persepsi kecerahan yang sama dalam sistem berbilang. Arus purata ialah I_p* kitar tugas = 32mA * 0.0625 = 2mA. Operasi berdenyut ini adalah piawai untuk menguji paparan berbilang.

S4: Bagaimana saya memaparkan aksara seperti huruf "A"?

J4: Anda memerlukan peta fon atau jadual carian yang mentakrifkan titik mana (persilangan baris, lajur) untuk dihidupkan untuk setiap aksara. Untuk matriks 5x7, ini biasanya tatasusunan 5-bait setiap aksara, di mana setiap bit dalam bait mewakili elemen baris dalam satu lajur. Perisian mikropengawal anda menggunakan peta ini semasa imbasan berbilang.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk termometer digital mudah dengan bacaan 3 digit menggunakan tiga paparan LTP-2157AKY. Sistem akan memerlukan penderia suhu, mikropengawal (cth., MCU 8-bit), dan litar pemandu. Mikropengawal membaca penderia, menukar nilai kepada BCD atau peta fon tersuai, dan memandu paparan. Disebabkan bilangan pin (3 paparan * 14 pin = 42 pin jika dipandu secara langsung), skim berbilang adalah wajib. Reka bentuk akan melibatkan: 1) Menyambung semua pin baris sepadan (anod) daripada tiga paparan bersama (mencipta 7 talian anod sepunya). 2) Menyambung pin lajur (katod) setiap paparan secara berasingan (mencipta 3 paparan * 5 lajur = 15 talian katod). 3) Menggunakan mikropengawal dengan 7+15=22 talian I/O (atau kurang dengan daftar anjakan luaran atau pengembang port) untuk mengimbas baris sepunya dan mengaktifkan lajur yang sesuai untuk setiap digit secara berurutan pada frekuensi tinggi. Perintang had arus akan diletakkan sama ada pada talian anod sepunya atau talian katod individu.

12. Prinsip Operasi

LTP-2157AKY adalah berdasarkan prinsip elektroluminesens simpang P-N semikonduktor. Apabila dipincang kehadapan, elektron dari lapisan AlInGaP jenis-N bergabung semula dengan lubang dari lapisan jenis-P dalam rantau aktif. Peristiwa penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus 595 nm (kuning amber) ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor AlInGaP, yang direkayasa semasa proses pertumbuhan kristal. Substrat GaAs tidak telus membantu memantulkan cahaya ke atas, meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya keseluruhan dari permukaan atas cip.

13. Trend Teknologi

Sejak pelepasan datasheet ini (2002), teknologi paparan LED telah berkembang dengan ketara. Walaupun format matriks titik 5x7 kekal sebagai kuda kerja untuk paparan mudah, teknologi asas telah berkembang. LED AlInGaP telah mengalami peningkatan dalam kecekapan dan jangka hayat. Tambahan pula, pilihan paparan yang lebih baru telah menjadi lazim: 1)Matriks Ketumpatan Lebih Tinggi:8x8, 16x16, dan matriks grafik yang lebih besar kini biasa dan murah. 2)LED Peranti Permukaan-Pasang (SMD):Reka bentuk moden sering menggunakan LED SMD individu yang diletakkan pada PCB untuk membentuk matriks, menawarkan lebih banyak fleksibiliti reka bentuk. 3)Paparan LED Organik (OLED):Menyediakan kontras tinggi, sudut pandangan luas, dan faktor bentuk fleksibel, walaupun mereka mungkin mempunyai kekangan jangka hayat dan persekitaran yang berbeza. 4)Paparan Pengawal Bersepadu:Modul moden sering termasuk pengawal terbina dalam (seperti HD44780 untuk LCD aksara atau pemandu matriks LED khusus) yang memudahkan keperluan antara muka kepada hanya beberapa talian data dan kawalan. Prinsip reka bentuk asas untuk memandu tatasusunan LED berbilang, bagaimanapun, seperti yang diterangkan untuk LTP-2157AKY, kekal terpakai secara langsung kepada banyak projek matriks LED diskret moden.