Lembaran Data Paparan Titik Matriks LED LTP-1557AKD - Ketinggian 1.2 Inci (30.42mm) - Merah Hiper (650nm) - 40mW per Titik - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-1557AKD ialah modul paparan alfanumerik digit tunggal yang dibina menggunakan matriks titik 5x7 diod pemancar cahaya (LED) Merah Hiper AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Konfigurasi ini adalah piawai untuk memaparkan set aksara ASCII dan EBCDIC, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan bacaan aksara tunggal yang jelas. Peranti ini mempunyai muka kelabu dengan titik putih, meningkatkan kontras untuk kebolehbacaan yang lebih baik. Prinsip reka bentuk terasnya adalah berdasarkan seni bina matriks lajur katod sepunya dan baris anod sepunya, membolehkan pemultipleksan yang cekap untuk mengawal LED individu dengan bilangan pin I/O yang dikurangkan.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama paparan ini termasuk kebolehpercayaan keadaan pepejalnya, sudut pandangan yang luas disebabkan oleh reka bentuk satah tunggal, dan keperluan kuasa yang rendah. Ketinggian aksara 1.2 inci (30.42 mm) memberikan penglihatan yang baik. Ia dikategorikan untuk keamatan pencahayaan, membolehkan pengelasan kecerahan. Peranti ini boleh disusun secara mendatar, membolehkan penciptaan paparan berbilang aksara. Pasaran sasaran utamanya termasuk panel kawalan perindustrian, instrumentasi, peralatan ujian, terminal titik jualan, dan sistem terbenam lain di mana paparan aksara yang mudah, boleh dipercayai, dan berkuasa rendah diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia bukan untuk operasi berterusan.

• Pelesapan Kuasa Purata per Titik:40 mW. Ini menghadkan beban terma berterusan pada setiap cip LED individu.
• Arus Ke Hadapan Puncak per Titik:90 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms, digunakan untuk mencapai kecerahan serta-merta yang lebih tinggi dalam skim pemultipleksan.
• Arus Ke Hadapan Purata per Titik:Penarafan asas ialah 15 mA pada 25°C. Penarafan ini menyahkadar secara linear pada 0.2 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C, satu pertimbangan kritikal untuk pengurusan terma.
• Voltan Songsang per Titik:5 V. Melebihi ini boleh merosakkan simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi & 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 pakej.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

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

• Keamatan Pencahayaan Purata (I_V):Julat dari 800 µcd (minimum) hingga 2600 µcd (tipikal). Diukur di bawah keadaan berdenyut I_p=32mA dan kitar tugas 1/16. Julat yang luas menunjukkan kesan pengkategorian keamatan pencahayaan (pengelasan).
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):650 nm (tipikal). Ini mentakrifkan warna utama cahaya yang dipancarkan sebagai Merah Hiper.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya merah yang dipancarkan.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):639 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia, sedikit berbeza daripada panjang gelombang puncak.
• Voltan Ke Hadapan (V_F) mana-mana Titik:
  • 2.1V hingga 2.6V (julat tipikal) pada I_F=20mA.
  • 2.3V hingga 2.8V (julat tipikal) pada I_F=80mA (berdenyut). Menunjukkan pekali suhu positif dan rintangan dinamik LED.
• Arus Songsang (I_R) mana-mana Titik:Maksimum 100 µA pada V_R=5V.
• Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan (I_V-m):Maksimum 2:1. Ini menentukan nisbah maksimum yang dibenarkan antara LED paling terang dan paling malap dalam tatasusunan di bawah keadaan pacuan yang sama, memastikan penampilan seragam.

Nota Pengukuran:Keamatan pencahayaan diukur dengan gabungan penderia dan penapis yang menghampiri keluk tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai berkorelasi dengan persepsi visual manusia.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Lembaran data menyatakan dengan jelas peranti ini "Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan." Ini adalah parameter pengelasan yang kritikal.

• Pengelasan Keamatan Pencahayaan:Julat I_Vtipikal 800-2600 µcd mencadangkan berbilang kelas keamatan. Pereka bentuk mesti memilih kelas yang sesuai berdasarkan keperluan kecerahan aplikasi dan memastikan konsistensi apabila menggunakan berbilang paparan.
• Konsistensi Panjang Gelombang:Walaupun tidak dikategorikan secara eksplisit untuk panjang gelombang, spesifikasi tipikal yang ketat untuk λ_p(650nm) dan λ_d(639nm) menunjukkan kawalan pembuatan yang baik, menghasilkan warna merah yang konsisten merentasi peranti.
• Voltan Ke Hadapan:Julat V_Fyang ditetapkan (contohnya, 2.1-2.6V) membayangkan sebaran. Untuk reka bentuk dengan banyak paparan atau keperluan kuasa yang ketat, berunding dengan pengeluar untuk pilihan pengelasan voltan mungkin diperlukan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data merujuk kepada "Keluk Ciri Elektrik / Optik Tipikal." Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, keluk piawai untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Keluk I-V):Menunjukkan hubungan eksponen, penting untuk mereka bentuk litar had arus. Keluk berubah dengan suhu.
• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Ke Hadapan:Menunjukkan bahawa output cahaya adalah agak linear dengan arus dalam julat operasi normal sebelum kecekapan merosot pada arus yang sangat tinggi.
• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, menekankan kepentingan pengurusan terma, terutamanya apabila dipacu pada arus purata yang lebih tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. panjang gelombang, berpusat sekitar 650nm dengan separuh lebar ~20nm, mengesahkan warna Merah Hiper.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti mempunyai dimensi fizikal khusus yang disediakan dalam lukisan (dirujuk tetapi tidak terperinci dalam teks). Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Ini termasuk ketinggian keseluruhan, lebar, kedalaman, jarak plumbum, dan kedudukan matriks titik dalam muka kelabu.

5.2 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Peranti menggunakan konfigurasi 14-pin. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan matriks 5x7 piawai di mana:
- Lajur (1-5) adalah kumpulan katod sepunya.
- Baris (1-7) adalah kumpulan anod sepunya.
Untuk menyalakan titik tertentu (contohnya, Baris 3, Lajur 2), anod baris yang sepadan mesti didorong tinggi (dengan had arus) manakala katod lajur yang sepadan ditarik rendah. Jadual pinout adalah penting untuk susun atur PCB dan reka bentuk litar pemacu yang betul.

6. Panduan Pateri & Pemasangan

Spesifikasi pemasangan utama ialah profil pateri.

• Pateri Alir Semula:Suhu maksimum yang dibenarkan pada badan pakej (1.6mm di bawah satah dudukan) ialah 260°C, dan suhu puncak ini tidak boleh dikekalkan selama lebih daripada 3 saat. Profil alir semula bebas plumbum piawai (SnAgCu) mesti dikawal dengan teliti untuk kekal dalam had ini bagi mengelakkan kerosakan pada cip LED, ikatan wayar dalaman, atau pakej plastik.
• Pateri Tangan:Jika perlu, ia harus dilakukan dengan cepat dengan besi terkawal suhu, memanaskan pad PCB dan bukan terus ke plumbum komponen untuk tempoh yang lama.
• Pembersihan:Gunakan hanya agen pembersih yang serasi dengan bahan pakej LED.
• Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam persekitaran kering, anti-statik dalam julat suhu yang ditetapkan -35°C hingga +85°C untuk mengelakkan penyerapan lembapan dan kerosakan nyahcas elektrostatik.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Bacaan Perindustrian:Penunjuk status, kod ralat, atau paparan nilai tunggal pada jentera.
• Peralatan Ujian & Pengukuran:Memaparkan unit (V, A, Hz), nombor saluran, atau kod mudah.
• Elektronik Pengguna:Paparan jam, penunjuk status perkakas (walaupun kurang biasa hari ini).
• Prototaip & Pendidikan:Sangat baik untuk mempelajari antara muka mikropengawal dan teknik pemultipleksan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu:Memerlukan mikropengawal atau IC pemacu khusus yang mampu memultipleks 12 talian (5 lajur + 7 baris). Gunakan transistor atau pemacu sink/sumber bersepadu untuk mengendalikan arus yang diperlukan.
• Had Arus:Penting untuk setiap talian baris atau lajur. Kira nilai perintang berdasarkan arus purata yang dikehendaki (contohnya, 10-15mA per titik), voltan bekalan, dan voltan ke hadapan LED. Ingat arus dikongsi merentasi berbilang LED dalam bingkai pemultipleksan.
• Kadar Segar Semula:Kadar imbasan pemultipleksan mesti cukup tinggi (biasanya >100Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan. Kitar tugas 1/16 yang disebut dalam spesifikasi membayangkan skim pemultipleksan 16 langkah adalah sesuai.
• Pengurusan Terma:Apabila beroperasi berhampiran arus purata maksimum atau pada suhu ambien yang tinggi, pastikan pengudaraan yang mencukupi. Penyahkadaran 0.2 mA/°C untuk I_Fadalah kritikal untuk kebolehpercayaan.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi pertimbangkan orientasi pemasangan berbanding pengguna.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan matriks LED merah GaAsP atau GaP yang lebih lama, teknologi AlInGaP dalam LTP-1557AKD menawarkan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi, menghasilkan paparan yang lebih terang pada arus yang sama atau penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk kecerahan yang sama. Panjang gelombang Merah Hiper (650nm) lebih hidup dan berbeza daripada merah piawai. Berbanding dengan OLED grafik moden atau LCD, peranti ini lebih mudah, lebih teguh, kos lebih rendah, dan beroperasi dalam julat suhu yang lebih luas, tetapi terhad kepada aksara 5x7 yang telah ditetapkan. Nisnya adalah dalam aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan yang melampau, kesederhanaan, dan kos rendah untuk paparan aksara.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

• S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan arus DC malar pada setiap titik?
  J: Secara teknikalnya ya, tetapi ia memerlukan 35 pemacu bebas, yang tidak cekap. Pemultipleksan adalah kaedah piawai dan yang dimaksudkan, menggunakan seni bina pilih X-Y.
• S: Mengapakah arus puncak (90mA) jauh lebih tinggi daripada arus purata (15mA)?
  J: Dalam pemultipleksan, setiap LED hanya dikuasakan untuk sebahagian kecil masa (kitar tugas). Untuk mencapai kecerahan purata yang dirasakan setara dengan 15mA DC, arus berdenyut yang lebih tinggi digunakan semasa slot masa aktifnya. Penarafan 90mA memastikan LED boleh mengendalikan denyutan ringkas ini.
• S: Apakah maksud "Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan 2:1" untuk reka bentuk saya?
  J: Ia bermaksud titik paling malap dalam tatasusunan boleh menjadi separuh terang daripada titik paling terang di bawah keadaan pacuan yang sama. Untuk aksara yang kelihatan seragam, anda mungkin perlu memilih peranti dari kelas yang lebih ketat atau melaksanakan pampasan kecerahan perisian jika pemacu anda membenarkan kawalan titik individu.
• S: Bagaimanakah saya menyambungkan peranti 14-pin ini kepada mikropengawal dengan pin I/O yang lebih sedikit?
  J: Anda mesti menggunakan daftar anjakan luaran (seperti 74HC595), pengembang I/O, atau IC pemacu LED khusus dengan sokongan pemultipleksan. Anda tidak boleh mengurangkan bilangan talian kawalan yang diperlukan di bawah 12 untuk kawalan penuh matriks 5x7.

10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk bacaan suhu digit tunggal untuk pengawal ketuhar perindustrian yang beroperasi sehingga 70°C ambien.

• Kecerahan:Pilih kelas keamatan pencahayaan dari hujung yang lebih tinggi (contohnya, 2000+ µcd) untuk memastikan penglihatan dalam persekitaran yang berpotensi terang.
• Arus Pacuan:Tentukan arus purata yang disahkadar. Pada Ta=70°C, penyahkadaran ialah (70-25)°C * 0.2 mA/°C = 9 mA. Oleh itu, arus purata berterusan maksimum yang selamat per titik ialah 15 mA - 9 mA = 6 mA. Reka bentuk mesti menggunakan arus berdenyut dalam kitar tugas 1/16 untuk mencapai kecerahan yang diperlukan sambil mengekalkanaruspurata pada atau di bawah 6mA per titik.
• Litar:Gunakan mikropengawal untuk menjana isyarat pemultipleksan. Gunakan MOSFET saluran-N sisi rendah untuk menenggelamkan arus lajur dan MOSFET saluran-P sisi tinggi atau IC pemacu untuk membekalkan arus baris. Kira perintang had arus berdasarkan voltan bekalan (contohnya, 5V), V_FLED pada arus berdenyut, dan nilai arus berdenyut yang dikehendaki untuk menghasilkan kecerahan purata yang berkesan.
• Susun Atur:Letakkan paparan jauh dari komponen penjana haba lain pada PCB. Pastikan profil alir semula pateri semasa pemasangan mematuhi had 260°C selama 3s dengan ketat.

11. Prinsip Operasi

Peranti beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang PN semikonduktor. Apabila voltan pincang ke hadapan melebihi voltan hidup diod (~2.1V) dikenakan merentasi sel LED individu (anod baris tinggi, katod lajur rendah), elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau AlInGaP aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton dengan panjang gelombang berpusat pada 650 nm (cahaya merah). Susunan matriks 5x7 dan seni bina anod/katod sepunya membolehkan mana-mana daripada 35 titik dialamatkan secara individu dengan memilih talian baris dan lajur yang sesuai, membolehkan pembentukan aksara melalui pemultipleksan.

12. Trend Teknologi

Walaupun paparan matriks titik LED diskret seperti LTP-1557AKD kekal relevan untuk aplikasi khusus yang lasak dan sensitif kos, trend yang lebih luas adalah ke arah integrasi dan teknologi maju. Modul aksara LCD (LCD) dan OLED bersepadu dengan pengawal terbina dalam telah menjadi piawai untuk paparan yang lebih kompleks. Untuk aplikasi yang masih memerlukan LED, tatasusunan LED peranti pemasangan permukaan (SMD) dan matriks LED RGB boleh dialamatkan berbilang warna, ketumpatan tinggi (contohnya, menggunakan LED jenis WS2812B) semakin popular kerana fleksibiliti dan kemudahan penggunaannya. Walau bagaimanapun, kesederhanaan, kebolehpercayaan tinggi, julat suhu yang luas, dan output warna tunggal yang berbeza dan terang bagi LED matriks titik lubang melalui tradisional memastikan penggunaan berterusan mereka dalam aplikasi perindustrian, automotif, dan persekitaran keras di mana teknologi baharu mungkin tidak memenuhi semua keperluan.