Dokumen Teknikal Lembaran Data Paparan LED LTP-2157AKY-01 - Ketinggian Matriks 2.0 Inci (50.8mm) - Warna Kuning Amber - Susunan Titik 5x7

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-2157AKY-01 ialah modul paparan alfanumerik matriks titik 5x7 dengan ketinggian matriks 2.0 inci (50.8 mm). Ia direka untuk memberikan perwakilan aksara yang jelas dan kontras tinggi untuk aplikasi yang memerlukan output berangka atau alfanumerik terhad. Peranti ini menggunakan cip LED AS-AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju yang ditumbuhkan pada substrat GaAs, yang terkenal dengan kecekapan tinggi dan kecerahan yang sangat baik. Paparan ini mempunyai muka hitam dengan titik putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan. Aplikasi utamanya adalah dalam instrumentasi industri, elektronik pengguna, dan peranti lain di mana penyelesaian paparan yang padat, boleh dipercayai, dan berkuasa rendah diperlukan.

1.1 Kelebihan Teras

• Kecerahan & Kontras Tinggi:Teknologi AlInGaP digabungkan dengan reka bentuk muka hitam/titik putih memberikan keterlihatan yang unggul.
• Keperluan Kuasa Rendah:Direka untuk operasi yang cekap, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau peka tenaga.
• Kebolehpercayaan Keadaan Pepejal:LED menawarkan jangka hayat operasi yang panjang, rintangan hentaman, dan prestasi yang konsisten berbanding teknologi paparan lain.
• Penampilan Aksara yang Cemerlang:Format matriks titik 5x7 menyediakan aksara yang jelas dan mudah dikenali.
• Seni Bina Pilihan X-Y:Matriks disusun dalam konfigurasi baris (anod) dan lajur (katod), membolehkan pemultipleksan dan kawalan yang cekap dengan bilangan pin pemacu yang berkurangan.

2. Selaman Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang parameter elektrik dan optik utama yang dinyatakan dalam lembaran data. Memahami nilai-nilai ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di luar had ini tidak dinasihatkan.

• Pelesapan Kuasa Purata per Titik:35 mW. Had ini adalah penting untuk pengurusan haba. Melebihinya boleh menyebabkan terlalu panas, pengeluaran bercahaya berkurangan, dan degradasi dipercepatkan cip LED.
• Arus Hadapan Puncak per Titik:60 mA (pada 1 kHz, kitar tugas 25%). Penarafan ini adalah untuk operasi berdenyut. Arus purata di bawah keadaan ini ialah 15 mA (60 mA * 0.25), yang masih mesti berada di bawah penarafan arus purata.
• Arus Hadapan Purata per Titik:Penarafan asas ialah 13 mA pada 25°C. Yang penting, ia menyahkadar sebanyak 0.17 mA/°C. Sebagai contoh, pada suhu ambien (Ta) 85°C, arus purata maksimum yang dibenarkan ialah: 13 mA - [0.17 mA/°C * (85°C - 25°C)] = 13 mA - 10.2 mA =2.8 mA. Penyahkadaran yang kuat ini menekankan keperluan untuk reka bentuk haba yang berhati-hati dalam persekitaran suhu tinggi.
• Voltan Songsang per Titik:5 V. Menggunakan voltan pincang songsang lebih besar daripada ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk julat suhu perindustrian.
• Keadaan Pateri:260°C selama 3 saat, dengan hujung besi pateri sekurang-kurangnya 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan. Ini menghalang haba berlebihan daripada bergerak ke atas kaki dan merosakkan cip LED dalaman.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik (Ta = 25°C)

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Bercahaya Purata per Titik (I_V):1650 (Min), 3600 (Tip) µcd. Diuji pada arus puncak (I_p) 32 mA dengan kitar tugas 1/16. Arus purata sebenar ialah 2 mA. Julat yang luas menunjukkan potensi pengelasan untuk kecerahan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):595 nm (Tip). Ini mentakrifkan panjang gelombang di mana output spektrum adalah maksimum, meletakkannya dalam rantau kuning amber spektrum boleh lihat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):592 nm (Tip). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, hampir sepadan dengan panjang gelombang puncak.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (Tip). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; lebar yang lebih sempit bermakna warna yang lebih tepu dan tulen.
• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):
  • 2.05V (Min), 2.6V (Tip) pada I_F= 20 mA.
  • 2.3V (Min), 2.8V (Tip) pada I_F= 80 mA. Peningkatan dengan arus adalah disebabkan oleh rintangan siri diod.
• Arus Songsang (I_R):100 µA (Maks) pada V_R= 5V. Arus songsang yang rendah adalah diingini.
• Nisbah Pencocokan Keamatan Bercahaya (I_V-m):2:1 (Maks). Ini menentukan nisbah maksimum yang dibenarkan antara titik paling terang dan paling malap dalam tatasusunan, memastikan penampilan seragam.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Walaupun lembaran data yang disediakan tidak memperincikan struktur pengelasan komersial formal, julat parameter yang ditentukan membayangkan variasi semula jadi. Pereka harus sedar tentang variasi potensi berikut antara unit atau lot pengeluaran:

• Kelompok Panjang Gelombang/Warna:Panjang gelombang dominan tipikal ialah 592 nm. Unit mungkin berbeza sedikit di sekitar nilai ini, menjejaskan warna kuning amber yang tepat.
• Kelompok Keamatan Bercahaya (Kecerahan):Keamatan bercahaya mempunyai minimum 1650 µcd dan nilai tipikal 3600 µcd. Penyebaran luas ini mencadangkan bahawa untuk aplikasi yang memerlukan pencocokan kecerahan yang ketat, pemilihan atau pengelasan pada peringkat pemasangan mungkin diperlukan.
• Kelompok Voltan Hadapan:Julat voltan hadapan (2.05V hingga 2.6V pada 20mA) menunjukkan variasi. Ini penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar untuk memastikan kecerahan konsisten merentasi semua segmen tanpa memberi tekanan berlebihan pada V_F dots.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada lengkung ciri tipikal. Graf-graf ini, walaupun tidak dipaparkan dalam teks yang disediakan, adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard.

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

Lengkung ini akan menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Titik V_Fyang ditentukan pada 20mA dan 80mA memberikan dua titik data. Lengkung membantu menentukan voltan pemacu yang diperlukan untuk arus tertentu dan membolehkan pengiraan pelesapan kuasa (V_F* I_F).

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Graf ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus. Untuk LED, hubungannya secara amnya linear dalam julat tetapi akan tepu pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh kejatuhan haba dan kecekapan. Beroperasi berhampiran arus tipikal (diperoleh daripada spesifikasi puncak 32mA, kitar tugas 1/16) memastikan kecekapan dan jangka hayat optimum.

4.3 Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien

Output cahaya LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ciri ini, digabungkan dengan penyahkadaran arus yang kuat (0.17 mA/°C), menekankan kepentingan kritikal mengurus suhu operasi peranti untuk mengekalkan kecerahan dan kebolehpercayaan yang konsisten.

4.4 Taburan Spektrum

Graf keamatan relatif vs. panjang gelombang akan menunjukkan puncak sekitar 595 nm dengan separuh lebar tipikal 15 nm, mengesahkan titik warna kuning amber.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Modul paparan mempunyai dimensi fizikal tertentu (disediakan dalam gambar rajah dalam lembaran data asal). Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pereka mesti memasukkan dimensi ini ke dalam sarung produk dan susun atur PCB mereka.

5.2 Sambungan Pin & Pengenalpastian Polarity

Peranti mempunyai konfigurasi 14 pin. Pinout adalah seperti berikut: 1. Baris Anod 5 2. Baris Anod 7 3. Lajur Katod 2 4. Lajur Katod 3 5. Baris Anod 4 6. Lajur Katod 5 7. Baris Anod 6 8. Baris Anod 3 9. Baris Anod 1 10. Lajur Katod 4 11. Lajur Katod 3 (Nota: Pin 4 juga Lajur Katod 3; ini mungkin kesilapan taip dalam teks sumber. Pin 11 mungkin Lajur Katod 6 atau lajur lain. Gambar rajah litar dalaman mesti dirujuk untuk penjelasan.) 12. Baris Anod 4 (Pendua Pin 5; mungkin ralat dokumentasi) 13. Lajur Katod 1 14. Baris Anod 2

Nota Kritikal:Senarai pin yang disediakan mengandungi pendua yang jelas (Pin 4 & 11 untuk Lajur 3, Pin 5 & 12 untuk Baris 4).Gambar Rajah Litar Dalamanyang dirujuk dalam lembaran data adalah sumber berwibawa untuk pemetaan pin-ke-segmen yang betul dan mesti digunakan untuk reka bentuk. Paparan menggunakan konfigurasi kumpulan katod sepunya mengikut penerangan \"Lajur Katod\" dan \"Baris Anod\".

5.3 Gambar Rajah Litar Dalaman

Gambar rajah menunjukkan sambungan elektrik 35 LED (5 lajur x 7 baris). Anod setiap LED disambungkan ke talian baris, dan katodnya disambungkan ke talian lajur. Untuk menerangi titik tertentu, talian baris yang sepadan mesti didorong tinggi (anod), dan talian lajur mesti didorong rendah (katod). Struktur matriks ini membolehkan kawalan 35 titik dengan hanya 12 talian (5 baris + 7 lajur), membolehkan pemultipleksan yang cekap.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

• Pateri Alir Balik:Ikuti keadaan yang ditentukan: 260°C selama 3 saat. Gunakan profil haba terkawal untuk mengelakkan kejutan haba.
• Pateri Tangan:Jika perlu, gunakan besi pateri terkawal suhu. Sapukan haba pada pin, bukan badan pakej, dan hadkan masa sentuhan untuk menghalang haba daripada meresap ke dalam paparan.
• Pembersihan:Gunakan pelarut yang sesuai yang serasi dengan bahan paparan (mungkin epoksi dan plastik). Elakkan pembersihan ultrasonik yang mungkin merosakkan ikatan dalaman.
• Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam persekitaran kering, anti-statik dalam julat suhu yang ditentukan (-35°C hingga +85°C).

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Panel Meter Perindustrian:Memaparkan nilai berangka untuk voltan, arus, suhu, tekanan, dsb.
• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Paparan untuk multimeter, osiloskop (untuk tetapan atau paparan asas), penjana isyarat.
• Perkakas Pengguna:Pemasa, penimbang, paparan peralatan audio.
• Peranti Perubatan:Paparan berangka mudah pada monitor atau alat diagnostik di mana kebolehpercayaan adalah kunci.
• Peralatan Runcit:Paparan harga, terminal transaksi asas.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu:Mikropengawal dengan pin GPIO yang mencukupi atau IC pemacu LED khusus dengan sokongan pemultipleksan diperlukan. Pemacu mesti mampu membekalkan arus untuk baris anod dan menyerap arus untuk lajur katod. Perintang pembatas arus adalah wajib untuk setiap talian baris atau lajur untuk menetapkan arus hadapan.
• Pengiraan Arus:Disebabkan oleh pemultipleksan, arus seketika (puncak) per LED akan lebih tinggi daripada arus purata yang dikehendaki. Untuk N baris berbilang, arus puncak sepatutnya lebih kurang N kali ganda arus purata yang dikehendaki. Pastikan arus puncak ini tidak melebihi penarafan maksimum mutlak 60 mA.
• Pengurusan Haba:Patuhi lengkung penyahkadaran arus. Dalam suhu ambien tinggi, kurangkan arus pemacu atau tingkatkan pengudaraan. Muka hitam mungkin menyerap lebih banyak haba ambien.
• Sudut Pandangan:Pertimbangkan kedudukan pandangan yang dimaksudkan. Paparan LED matriks titik selalunya mempunyai sudut pandangan optimum yang terhad.
• Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD piawai pada talian kawalan, terutamanya jika paparan boleh diakses oleh pengguna.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi paparan lain pada zamannya (seperti paparan pendarfluor vakum (VFD) atau LCD yang lebih kecil), LTP-2157AKY-01 menawarkan kelebihan yang berbeza:

• vs. VFD:Voltan operasi lebih rendah, tiada filamen atau pemacu voltan tinggi diperlukan, lebih lasak, jangka hayat lebih panjang, dan prestasi lebih baik dalam persekitaran suhu rendah.
• vs. LCD:Kecerahan dan kontras yang jauh lebih tinggi, menyala sendiri (tiada lampu latar diperlukan), julat suhu operasi yang lebih luas, dan masa tindak balas yang lebih pantas. Pertukarannya ialah penggunaan kuasa yang lebih tinggi dan keupayaan terhad untuk memaparkan grafik kompleks.
• vs. LED GaP atau GaAsP Piawai:Penggunaan teknologi AlInGaP memberikan kecekapan bercahaya dan kecerahan yang jauh lebih tinggi, menghasilkan keterlihatan yang lebih baik dalam keadaan terang.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan 20mA malar per titik?

J: Tidak secara langsung dalam mod statik untuk semua titik serentak, kerana ini akan melebihi had pelesapan kuasa purata (35 mW/titik * 35 titik = 1.225W, dan 20mA * 2.6V = 52mW/titik). Anda mesti menggunakan pemultipleksan. Dalam pemultipleksan kitar tugas 1/7 (menerangi satu baris pada satu masa), arus puncak per titik boleh menjadi ~140mA untuk mencapai purata 20mA, yang melebihi penarafan puncak 60mA. Oleh itu, anda mesti mereka bentuk skim pemultipleksan dan arus puncak dengan teliti untuk kekal dalam kedua-dua had purata dan puncak.

S2: Mengapa terdapat tugasan pin pendua dalam senarai?

J: Senarai pin tekstual dalam kandungan yang disediakan mungkin mengandungi ralat dokumentasi. Rujukan muktamad ialahGambar Rajah Litar Dalamandalam lembaran data asal. Sentiasa gunakan gambar rajah untuk reka bentuk PCB anda.

S3: Bagaimana saya mengira perintang pembatas arus yang diperlukan?

J: Untuk bekalan voltan malar (V_CC), gunakan Hukum Ohm: R = (V_CC- V_F- V_CE(sat)) / I_F. Di mana V_Fialah voltan hadapan LED (gunakan nilai maks untuk keselamatan, contohnya, 2.8V), V_CE(sat)ialah voltan tepu transistor pemacu lajur (jika digunakan), dan I_Fialah arus hadapan yang dikehendaki. Untuk reka bentuk berbilang, I_Fialahpuncak current.

S4: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan dominan?

J: Panjang gelombang puncak (λ_p) ialah titik fizikal pancaran spektrum maksimum. Panjang gelombang dominan (λ_d) ialah korelasi psikofizikal, mewakili panjang gelombang tunggal yang akan sepadan dengan warna yang dilihat. Ia selalunya sangat hampir untuk LED monokromatik.

10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk paparan voltmeter digital mudah menggunakan LTP-2157AKY-01, didorong oleh sistem mikropengawal 5V dalam persekitaran sehingga 50°C.

1. Pemilihan Pemacu:Pilih mikropengawal dengan sekurang-kurangnya 12 pin GPIO percuma atau pasangkan MCU yang lebih kecil dengan daftar anjakan bersiri-ke-selari dan tatasusunan transistor untuk pemanduan baris/lajur.
2. Had Arus:Tentukan arus purata maksimum per titik pada 50°C: 13 mA - [0.17 mA/°C * (50-25)] = 13 mA - 4.25 mA =8.75 mA.
3. Skim Pemultipleksan:Gunakan pemultipleksan baris 1:7. Untuk mencapai purata 8.75 mA, arus puncak semasa masa baris aktifnya sepatutnya ~61.25 mA (8.75 * 7). Ini sedikit melebihi penarafan puncak 60 mA. Oleh itu, kurangkan sasaran purata kepada ~8.5 mA, memberikan puncak 59.5 mA.
4. Pengiraan Perintang:Andaikan V_CE(sat)pemacu lajur 0.2V dan V_F(maks)2.8V. Untuk bekalan 5V memandu anod: R = (5V - 2.8V - 0.2V) / 0.0595 A ≈ 33.6Ω. Gunakan perintang piawai 33Ω. Penarafan kuasa: P = I²* R = (0.0595)²* 33 ≈ 0.117W. Perintang 1/4W adalah mencukupi.
5. Perisian:Laksanakan gangguan pemasa untuk mengitar melalui 7 baris, menghidupkan pemacu lajur yang sesuai untuk setiap baris berdasarkan peta fon aksara.

11. Prinsip Operasi

Peranti beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan pincang hadapan melebihi voltan hidup diod dikenakan merentasi sel LED individu (baris anod positif, lajur katod negatif), elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau AlInGaP aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton pada panjang gelombang yang ditentukan oleh jurang jalur bahan (~592-595 nm, kuning amber). Matriks 5x7 dialamatkan dengan mengaktifkan satu baris (anod) pada satu masa sambil menyediakan laluan serapan pada lajur (katod) untuk titik yang sepatutnya diterangi dalam baris itu. Proses ini (pemultipleksan) berlaku lebih pantas daripada yang dapat dilihat oleh mata manusia, mencipta imej stabil semua titik yang dikehendaki.

12. Trend Teknologi

Walaupun produk khusus ini menggunakan teknologi AlInGaP-atas-GaAs yang matang, bidang paparan LED yang lebih luas telah berkembang dengan ketara. Trend semasa yang berkaitan dengan kategori produk ini termasuk:

• Pengecilan:Paparan matriks titik tersedia dalam picel dan saiz pakej yang jauh lebih kecil.
• Matriks RGB Warna Penuh:Paparan moden selalunya menggabungkan LED merah, hijau, dan biru dalam setiap piksel, membolehkan grafik warna penuh.
• Pemacu Bersepadu:Modul yang lebih baru selalunya termasuk IC pemacu dan pengawal di papan, berkomunikasi melalui antara muka bersiri (I2C, SPI), sangat memudahkan reka bentuk sistem hos berbanding dengan pemultipleksan GPIO langsung.
• Bahan Kecekapan Lebih Tinggi:Peralihan daripada AlInGaP kepada bahan yang lebih cekap seperti InGaN untuk warna tertentu, dan penambahbaikan berterusan dalam kecekapan kuantum dalaman dan pengekstrakan cahaya.
• Teknologi Alternatif:Untuk paparan alfanumerik, teknologi OLED (LED Organik) menawarkan faedah penyalaan sendiri yang serupa dengan faktor bentuk yang berpotensi lebih nipis dan sudut pandangan yang lebih luas, walaupun secara sejarah dengan pertimbangan jangka hayat dan kos yang berbeza.

LTP-2157AKY-01 mewakili penyelesaian yang kukuh dan terbukti untuk aplikasi di mana gabungan khusus saiz, warna, kesederhanaan, dan kebolehpercayaannya memenuhi keperluan reka bentuk.