Lembaran Data Paparan LED LTP-2857JD - Ketinggian 2.0 Inci (50.8mm) - Merah AlInGaP - Matriks Titik 5x7 - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-2857JD ialah modul paparan alfanumerik satu digit yang dibina berdasarkan konfigurasi matriks titik 5x7. Fungsi utamanya adalah untuk menghasilkan aksara dan simbol yang boleh dilihat, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan penyampaian maklumat yang jelas dan mudah dibaca dalam faktor bentuk yang padat. Teknologi teras menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk diod pemancar cahaya, yang terkenal dengan penghasilan keluaran cahaya merah berkecekapan tinggi.

Peranti ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan titik putih, menyediakan latar belakang kontras tinggi untuk LED merah yang menyala, yang meningkatkan kebolehbacaan. Aspek reka bentuk utama ialah kebolehtumpukannya, membolehkan beberapa unit diletakkan bersebelahan secara mendatar untuk membentuk paparan berbilang aksara tanpa jurang yang ketara, memudahkan penciptaan perkataan atau rentetan nombor yang lebih panjang.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Peranti menggunakan cip LED AlInGaP yang ditumbuhkan pada substrat GaAs tidak lutsinar. Keamatan cahaya purata tipikal (Iv) setiap titik adalah antara 1300 hingga 3000 mikrokandela (µcd) apabila didorong di bawah keadaan ujian tertentu: arus puncak (Ip) 32mA dengan kitar tugas 1/16. Pengukuran ini menggunakan penapis yang menghampiri keluk tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai berkorelasi dengan persepsi visual manusia.

Ciri-ciri warna ditakrifkan oleh panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) biasanya 656 nanometer (nm), manakala panjang gelombang dominan (λd) ialah 640 nm, mentakrifkan warna merah yang dilihat. Separuh lebar garisan spektrum (Δλ) ialah 22 nm, menunjukkan ketulenan spektrum atau kelebaran jalur cahaya yang dipancarkan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik mentakrifkan sempadan dan keadaan operasi untuk paparan. Voltan hadapan (Vf) untuk mana-mana titik LED tunggal biasanya antara 2.1 dan 2.6 volt apabila arus hadapan (If) 20mA digunakan. Arus songsang (Ir) ditetapkan pada maksimum 100 mikroampere (µA) apabila voltan songsang (Vr) 5V digunakan, menunjukkan kebocoran dalam keadaan mati.

Pengendalian arus adalah kritikal. Penarafan mutlak maksimum menetapkan pembebasan kuasa purata setiap titik sebanyak 33 miliwatt (mW). Arus hadapan puncak setiap titik tidak boleh melebihi 90mA. Arus hadapan purata setiap titik dinilai pada 13mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadar 0.17 mA/°C, bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan kepanasan berlebihan dan memastikan jangka hayat panjang.

2.3 Penarafan Terma dan Persekitaran

Peranti ini direka untuk operasi teguh merentasi pelbagai keadaan. Julat suhu operasi adalah dari -35°C hingga +85°C, membolehkan penggunaan dalam persekitaran sejuk dan panas sederhana. Julat suhu penyimpanan adalah sama. Untuk pemasangan, suhu pateri tidak boleh melebihi 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur pada titik 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan komponen, yang merupakan garis panduan standard untuk proses pateri gelombang atau aliran semula untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED atau pakej.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Lembaran data menunjukkan peranti dikategorikan berdasarkan keamatan cahaya. Ini membayangkan proses pengelasan di mana unit disusun berdasarkan keluaran cahaya yang diukur (contohnya, julat 1300-3000 µcd). Pengelasan memastikan konsistensi dalam satu kelompok, jadi pereka boleh menjangkakan tahap kecerahan yang boleh diramal apabila menggunakan beberapa paparan dalam satu tatasusunan. Walaupun tidak diterangkan secara terperinci untuk panjang gelombang atau voltan dalam dokumen ini, pengkategorian sedemikian adalah biasa dalam pembuatan LED untuk mengumpulkan bahagian dengan sifat optik dan elektrik yang hampir sama.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data merujuk kepada keluk ciri elektrik/optik tipikal, yang penting untuk reka bentuk terperinci. Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, keluk sedemikian biasanya termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V):Menunjukkan hubungan tak linear antara arus dan voltan, penting untuk mereka bentuk litar pemandu had arus.
• Keamatan Cahaya vs. Arus Hadapan (Keluk L-I):Menggambarkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus, membantu mengoptimumkan arus pemacu untuk kecerahan dan kecekapan yang dikehendaki.
• Keamatan Cahaya vs. Suhu Persekitaran:Menunjukkan bagaimana keluaran cahaya berkurangan apabila suhu simpang LED meningkat, yang penting untuk pengurusan haba dalam aplikasi.
• Taburan Spektrum:Graf yang menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, mengesahkan panjang gelombang dominan dan puncak.

Keluk ini membolehkan jurutera meramal prestasi di bawah keadaan bukan standard dan mereka bentuk sistem yang teguh.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Paparan ini mempunyai ketinggian matriks 2.0 inci (50.80 mm). Lukisan dimensi pakej (dirujuk tetapi tidak terperinci dalam teks) akan menunjukkan panjang, lebar, ketebalan, dan jarak pin yang tepat. Semua toleransi dimensi adalah ±0.25 mm (0.01 inci) melainkan dinyatakan sebaliknya. Butiran sambungan pin disediakan dalam jadual, memetakan 14 pin ke lajur anod dan baris katod tertentu bagi matriks 5x7. Pinout ini adalah penting untuk mereka bentuk tapak PCB dan litar pemandu berbilang.

6. Gambar Rajah Litar Dalaman dan Kaedah Pemanduan

Gambar rajah litar dalaman menunjukkan susunan 35 LED individu (5 lajur x 7 baris). Anod setiap LED disambungkan ke talian lajur, dan katodnya disambungkan ke talian baris. Seni bina matriks biasa ini memerlukan pemanduan berbilang. Paparan tidak sentiasa menyala; sebaliknya, pengawal mengitar melalui baris (atau lajur) dengan pantas, memberikan tenaga kepada anod lajur yang sesuai untuk setiap katod baris aktif. Kitar tugas 1/16 yang disebut dalam keadaan ujian ialah nisbah berbilang tipikal. Reka bentuk kadar imbasan yang betul adalah perlu untuk mengelakkan kelipan yang boleh dilihat dan memastikan kecerahan seragam.

7. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Seperti penarafan mutlak maksimum, proses pateri mesti dikawal dengan teliti. Suhu pateri maksimum yang dibenarkan ialah 260°C, dan masa pendedahan pada pin tidak boleh melebihi 3 saat. Ini adalah untuk mengelakkan kejutan terma pada cip LED, yang boleh menyebabkan retakan dalam bahan semikonduktor atau merosakkan ikatan wayar, membawa kepada kegagalan pramatang. Menggunakan peringkat pra-panas semasa pateri aliran semula adalah disyorkan untuk mengurangkan tekanan terma. Prosedur pengendalian ESD (Nyahcas Elektrostatik) yang betul harus sentiasa diikuti semasa pemasangan, kerana LED sensitif kepada elektrik statik.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan satu aksara atau simbol yang sangat kelihatan. Kegunaan biasa termasuk:

• Panel kawalan perindustrian untuk penunjuk status (contohnya, menunjukkan huruf langkah proses).
• Peralatan ujian dan pengukuran untuk memaparkan unit atau pengenal saluran.
• Perkakas pengguna di mana kod status atau pengenal mudah diperlukan.
• Sebagai blok binaan untuk paparan berbilang aksara dengan menumpuk beberapa unit secara mendatar.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Mereka bentuk dengan paparan ini memerlukan perhatian kepada beberapa faktor:

• Litar Pemandu:Mikropengawal atau cip pemandu LED khusus yang mampu berbilang diperlukan. Litar mesti menyediakan arus yang mencukupi (sehingga penarafan puncak) semasa masa imbasan aktif dan termasuk perintang had arus atau sumber arus malar untuk melindungi LED.
• Bekalan Kuasa:Voltan bekalan mesti cukup tinggi untuk mengatasi voltan hadapan LED ditambah sebarang kejatuhan dalam litar pemandu. Voltan 5V biasa digunakan dengan had arus yang sesuai.
• Pengurusan Haba:Walaupun paparan itu sendiri mungkin tidak menghasilkan haba berlebihan, keluk penyahkadar mesti dihormati. Dalam suhu ambien tinggi, arus purata mesti dikurangkan. Memastikan aliran udara yang baik di sekitar paparan dalam ruang tertutup adalah dinasihatkan.
• Perisian/Firmware:Pengawal perlu termasuk peta fon aksara (serasi dengan ASCII atau EBCDIC seperti yang dinyatakan) dan rutin imbasan berbilang. Kadar segar semula harus cukup tinggi (biasanya >60 Hz) untuk mengelakkan kelipan yang dapat dilihat.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama paparan khusus ini, berdasarkan lembaran data, ialah penggunaan teknologi AlInGaP dan ketinggian 2.0 inci. Berbanding dengan LED GaAsP atau GaP yang lebih lama, AlInGaP menawarkan kecekapan cahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan keluaran yang lebih terang untuk arus input yang sama. Ketinggian aksara 2.0 inci menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana jarak pandangan adalah beberapa meter, menawarkan kebolehbacaan jarak jauh yang lebih baik daripada paparan 0.5 inci atau 1 inci yang lebih kecil. Reka bentuk muka kelabu/titik putih meningkatkan kontras berbanding dengan pakej semua hitam atau semua hijau. Kebolehtumpukannya adalah ciri mekanikal praktikal untuk reka bentuk berbilang digit.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah maksud "Kitar Tugas 1/16" dalam keadaan ujian keamatan cahaya?

J: Ia bermakna setiap titik LED individu hanya dihidupkan untuk 1/16 daripada jumlah masa kitar imbasan semasa pengukuran. Keamatan yang ditetapkan ialah nilai purata sepanjang kitar penuh. Dalam penggunaan sebenar, anda mesti mereka bentuk pemandu berbilang anda untuk mencapai kitar tugas berkesan yang sama atau lebih tinggi untuk mencapai kecerahan dinilai.

S: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan arus DC malar tanpa berbilang?

J: Secara teknikal, anda boleh, dengan menyambungkan setiap satu daripada 35 LED dengan perintang had arusnya sendiri ke bekalan kuasa. Walau bagaimanapun, ini memerlukan 35 saluran pemandu, yang sangat tidak cekap dari segi bilangan komponen dan kuasa. Pemanduan berbilang adalah kaedah standard dan yang dimaksudkan, mengurangkan bilangan pin kawalan yang diperlukan dan memudahkan reka bentuk.

S: Jadual sambungan pin nampaknya mempunyai pendua (contohnya, Lajur Anod 3 pada pin 4 dan 11). Adakah ini ralat?

J> Ini mungkin bukan ralat tetapi ciri pendawaian matriks dalaman. Ia mungkin menunjukkan bahawa talian lajur atau baris tertentu dibawa keluar ke lebih daripada satu pin pada pakej. Ini boleh memberikan fleksibiliti susun atur pada PCB, membolehkan pereka memilih pin yang paling mudah untuk sambungan. Sentiasa rujuk gambar rajah litar dalaman untuk mengesahkan sambungan.

S: Bagaimanakah saya mengira perintang had arus yang sesuai untuk pemandu saya?

J> Anda perlu tahu voltan bekalan anda (Vs), voltan hadapan LED (Vf, gunakan maksimum 2.6V untuk keselamatan), dan arus hadapan yang dikehendaki (If, tidak melebihi penarafan purata 13mA pada suhu operasi anda). Nilai perintang R = (Vs - Vf) / If. Ingat, dalam persediaan berbilang, arus puncak semasa masa imbasan aktif akan lebih tinggi daripada arus purata. Pastikan arus puncak tidak melebihi 90mA.

11. Contoh Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Membina pembilang pengeluaran 4 digit untuk stesen kerja kilang.

Empat paparan LTP-2857JD ditumpuk secara mendatar pada PCB. Mikropengawal 8-bit kos rendah digunakan sebagai pengawal. Mikropengawal mempunyai pin I/O yang mencukupi untuk memandu baris (7 pin) dan lajur (5 pin setiap digit, tetapi kerana ia ditumpuk, talian lajur semua digit disambungkan bersama, hanya memerlukan 5 pin lajur secara keseluruhan). Mikropengawal menjalankan rutin yang:

1. Mengimbas melalui tujuh talian baris, mengaktifkan satu pada satu masa.
2. Untuk baris aktif, ia menetapkan keadaan 5 talian lajur untuk setiap 4 digit berdasarkan aksara yang hendak dipaparkan (contohnya, nombor).
3. Ia mengulangi imbasan ini pada kadar 200 Hz, menjadikan kelipan tidak dapat dilihat.
4. Nilai kiraan ditambah oleh input sensor luaran.

Perintang had arus diletakkan bersiri dengan setiap talian lajur. Bekalan kuasa ialah 5V. Arus purata setiap titik LED dikekalkan di bawah 10mA untuk memberikan margin keselamatan di bawah penarafan 13mA dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Prinsip asas ialah elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod digunakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p bergabung semula dalam rantau aktif (lapisan AlInGaP). Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (zarah cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah. Matriks 5x7 dibentuk dengan meletakkan 35 simpang p-n mikroskopik ini dalam corak grid yang tepat. Muka hadapan kelabu bertindak sebagai penyebar dan penambah kontras, manakala titik putih mentakrifkan segmen yang menjadi kelihatan apabila disinari.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Paparan seperti LTP-2857JD mewakili teknologi matang dan boleh dipercayai untuk paparan maklumat berasaskan aksara. Walaupun OLED grafik moden atau LCD TFT menawarkan fleksibiliti yang jauh lebih besar untuk memaparkan grafik sewenang-wenangnya, paparan LED matriks titik 5x7 dan yang serupa mengekalkan kelebihan dalam niche tertentu: keteguhan persekitaran yang melampau (julat suhu luas), kecerahan yang sangat tinggi untuk kebolehbacaan cahaya matahari, kesederhanaan antara muka, dan jangka hayat operasi yang panjang tanpa lampu latar yang gagal. Peralihan dari bahan LED lama ke AlInGaP, seperti yang dilihat dalam peranti ini, adalah trend utama yang meningkatkan kecekapan dan kecerahan. Trend semasa mungkin melibatkan integrasi elektronik pemandu lebih rapat dengan modul paparan atau meneroka bahan yang lebih cekap seperti InGaN untuk warna yang berbeza, tetapi seni bina matriks berbilang asas kekal sebagai penyelesaian yang terbukti dan berkesan untuk banyak aplikasi perindustrian dan instrumentasi.