LTP-1557KF Spesifikasi Teknikal Paparan LED Matriks Titik 5x7 - Ketinggian 1.2 Inci - Warna Jingga Kuning - Arus Pemandu 20mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-1557KF ialah modul paparan aksara alfanumerik satu digit yang dibina menggunakan konfigurasi matriks titik 5x7. Fungsi utamanya adalah untuk memaparkan aksara, simbol atau grafik ringkas dengan menyalakan titik LED individu secara terpilih. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan pancaran cahaya jingga kuning. Peranti ini dicirikan oleh muka hadapan kelabu dengan pewarnaan titik putih, meningkatkan kontras untuk kebolehbacaan yang lebih baik. Ia direka untuk operasi kuasa rendah dan menawarkan sudut pandangan yang luas, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan paparan maklumat yang memerlukan output aksara monokrom yang jelas.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama paparan ini termasuk kebolehpercayaan keadaan pepejal, keperluan kuasa rendah dan keserasian dengan kod aksara piawai seperti USASCII dan EBCDIC. Reka bentuk satu satah dan sudut pandangan yang luas memastikan keterlihatan yang baik dari perspektif yang berbeza. Ia juga dikategorikan untuk keamatan bercahaya, membolehkan padanan kecerahan dalam aplikasi berbilang unit, dan ditawarkan dalam pakej bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS. Pasaran sasaran utama termasuk panel kawalan perindustrian, instrumentasi, terminal titik jualan, paparan maklumat asas dan sistem terbenam yang memerlukan paparan aksara yang ringkas, boleh dipercayai dan kos rendah.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif yang terperinci tentang parameter elektrik dan optik yang dinyatakan dalam lembaran data, menerangkan kepentingannya untuk jurutera reka bentuk.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia bukan untuk operasi normal.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:Maksimum 70 mW. Ini menghadkan kesan gabungan arus hadapan (I_F) dan voltan hadapan (V_F) merentasi mana-mana titik LED tunggal.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:Maksimum 60 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (1 kHz, kitar tugas 10%). Ini membolehkan denyutan arus lebih tinggi yang singkat untuk pemultipleksan atau mencapai kecerahan serta-merta yang lebih tinggi.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:Maksimum 25 mA pada 25°C. Ini adalah parameter utama untuk operasi keadaan mantap, bukan berdenyut. Faktor penyahkadaratan 0.28 mA/°C menunjukkan bahawa arus berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan kepanasan berlebihan.
• Voltan Songsang per Segmen:Maksimum 5 V. Melebihi ini boleh merosakkan simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +105°C. Ini menentukan had persekitaran untuk operasi yang boleh dipercayai dan penyimpanan bukan operasi.
• Keadaan Paterian:260°C selama 3 saat pada 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan. Ini adalah kritikal untuk proses paterian gelombang atau aliran semula untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej plastik dan ikatan dalaman.

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

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

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):55 hingga 170 μcd (min), 99 hingga 200 μcd (tip) pada I_F=20mA. Julat luas ini menunjukkan peranti dikategorikan atau dibin. Pereka mesti mengambil kira variasi ini dalam perancangan kecerahan sistem. Keadaan ujian telah disemak semula dari 1mA kepada 20mA, menyelaraskan spesifikasi dengan arus pemandu yang lebih piawai.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):611 nm (tip). Ini adalah panjang gelombang di mana output spektrum paling kuat.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):17 nm (tip). Ini mengukur penyebaran spektrum yang dipancarkan; nilai yang lebih kecil menunjukkan cahaya yang lebih monokromatik (warna tulen).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):605 nm (tip). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, mentakrifkan warna sebagai jingga kuning.
• Voltan Hadapan per Titik (V_F):2.05V (min), 2.6V (tip) pada I_F=20mA. Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus. Voltan bekalan pemacu mesti lebih tinggi daripada V_F untuk mengawal arus dengan betul.
• Arus Songsang per Titik (I_R):Maksimum 100 μA pada V_R=5V. Arus songsang yang rendah adalah diingini.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya:Maksimum 2:1 untuk kawasan cahaya yang serupa. Ini bermakna titik paling terang dalam tatasusunan tidak sepatutnya lebih daripada dua kali ganda terang daripada titik paling malap, memastikan penampilan seragam.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Lembaran data menunjukkan peranti "Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya." Ini membayangkan sistem pembin digunakan, walaupun kod bin khusus tidak disenaraikan di sini.

• Pembin Keamatan Bercahaya:Julat I_V yang ditentukan (55-170 μcd min, 99-200 μcd tip) mencadangkan produk disusun ke dalam kumpulan berdasarkan output cahaya yang diukur pada 20mA. Pereka yang mendapatkan berbilang unit harus menentukan atau menyedari bin untuk memastikan kecerahan konsisten merentasi paparan berbilang digit.
• Pembin Panjang Gelombang/Warna:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas, pembuatan LED tipikal termasuk pembin untuk panjang gelombang dominan (warna) untuk memastikan konsistensi visual. Spesifikasi ketat pada λ_d (605nm) dan λ_p (611nm) menunjukkan proses terkawal.
• Pembin Voltan Hadapan:Kurang biasa ditonjolkan untuk paparan, tetapi julat V_F (2.05-2.6V) mentakrifkan penyebaran parameter elektrik.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk "Lengkung Ciri Elektrik/Optik Tipikal" pada halaman terakhir. Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, lengkung piawai untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Voltan lutut adalah sekitar 2V, konsisten dengan teknologi AlInGaP.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I_V vs. I_F):Akan menunjukkan bahawa output cahaya meningkat secara linear dengan arus sehingga satu titik, selepas itu kecekapan menurun.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien (I_V vs. T_a):Akan menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, menekankan kepentingan pengurusan haba dan penyahkadaratan arus.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. panjang gelombang, menunjukkan puncak berhampiran 611nm dan lebar kira-kira 17nm pada separuh keamatan puncak.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Lukisan

Peranti mempunyai tapak kaki pakej dua dalam talian (DIP) piawai. Nota dimensi utama dari lembaran data: semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota khusus menyebut toleransi anjing hujung pin ±0.4 mm, yang penting untuk penempatan lubang PCB dan hasil paterian.

5.2 Gambar Rajah Litar Dalaman dan Sambungan Pin

Litar dalaman adalah matriks 5x7 piawai. Baris (anod) dan lajur (katod) dipultipleks. Jadual pinout adalah penting untuk susun atur PCB yang betul dan reka bentuk litar pemacu:

• Pin 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14 menyambung ke Baris Anod (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7).
• Pin 3, 4, 6, 10, 11, 13 menyambung ke Lajur Katod (1, 2, 3, 4, 5).

Perhatikan bahawa beberapa fungsi diduplikasi pada pin yang berbeza (contohnya, Baris Anod 4 pada pin 5 & 12, Lajur Katod 3 pada pin 4 & 11), yang mungkin menawarkan fleksibiliti susun atur. Penomboran pin mungkin mengikut orientasi tertentu relatif kepada sisi pandangan matriks titik.

6. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

Garis panduan utama yang disediakan adalah penarafan maksimum mutlak untuk paterian: 260°C selama 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini adalah profil paterian gelombang piawai. Untuk paterian aliran semula, profil bebas plumbum piawai dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C harus digunakan. Adalah kritikal untuk mengelakkan tekanan haba berlebihan untuk mencegah retakan pakej atau pengelupasan. Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal sehingga digunakan, terutamanya jika ia tidak dinilai tahap sensitif kelembapan (MSL), walaupun lembaran data tidak menentukan MSL.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan satu baris aksara alfanumerik: paparan status peralatan perindustrian (contohnya, kod ralat, titik set), perkakas pengguna, peralatan ujian mudah alih asas, naik taraf sistem warisan dan kit elektronik pendidikan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemandu:Memerlukan pemandu pemultipleksan (contohnya, IC paparan khusus atau mikropengawal dengan I/O yang mencukupi). Setiap anod baris didorong secara berurutan sementara data digunakan pada katod lajur.
• Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap talian lajur (katod) untuk menetapkan I_F kepada nilai selamat, biasanya 20mA atau lebih rendah bergantung pada keperluan kecerahan dan kuasa. Nilai perintang R = (V_bekalan - V_F) / I_F.
• Bekalan Kuasa:Mesti menyediakan voltan lebih tinggi daripada V_F maks (2.6V) ditambah voltan susut mana-mana transistor pemandu. Bekalan 5V adalah biasa.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi pertimbangkan kedudukan pemasangan relatif kepada pengguna.
• Konsistensi Kecerahan:Tentukan bin keamatan jika keseragaman merentasi berbilang unit adalah kritikal.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan matriks LED GaAsP atau GaP yang lebih lama, teknologi AlInGaP dalam LTP-1557KF menawarkan kecekapan lebih tinggi dan ketulenan warna yang lebih baik (jingga kuning lebih tepu). Berbanding dengan matriks SMD pancaran sisi atau ketumpatan tinggi kontemporari, ini adalah peranti DIP lubang melalui tradisional yang menawarkan kemudahan prototaip dan pembaikan. Pembezaan utamanya ialah ketinggian aksara khusus 1.2 inci, format 5x7 dan warna jingga kuning, yang mungkin dipilih untuk keserasian warisan, keperluan keterlihatan khusus (kuning/jingga boleh menjadi tersendiri) atau keberkesanan kos untuk aplikasi ringkas di mana keupayaan warna penuh atau grafik tidak diperlukan.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan arus DC malar pada setiap titik?

J: Secara teknikalnya ya, tetapi ia memerlukan 35 sumber arus bebas (5x7). Ini sangat tidak cekap. Pemultipleksan (pengimbasan) adalah kaedah piawai dan dimaksudkan, mengurangkan secara mendadak pin pemandu yang diperlukan dan pelesapan kuasa dalam IC pemandu.

S: Mengapa Arus Hadapan Puncak (60mA) jauh lebih tinggi daripada Arus Berterusan (25mA)?

J: Ini membolehkan pemultipleksan pembahagian masa. Satu titik hanya menyala untuk sebahagian kecil kitaran imbasan (contohnya, 1/7 untuk imbasan 7 baris). Anda boleh mendenyut arus yang lebih tinggi semasa masa "nyala" singkatnya untuk mencapai kecerahan purata yang dirasakan lebih tinggi tanpa melebihi had kuasa purata (haba) cip LED.

S: Keamatan bercahaya mempunyai julat yang sangat luas (55-200 μcd). Bagaimanakah saya memastikan kecerahan konsisten dalam produk saya?

J: Anda mesti sama ada: 1) Membeli peranti dari lot pengeluaran tunggal atau bin keamatan yang ditentukan, 2) Melaksanakan penentukuran atau pelarasan kecerahan perisian dalam pemandu anda, atau 3) Menggunakan pelarasan arus perkakasan per unit (tidak praktikal untuk volum). Bincangkan ketersediaan kod bin dengan pengedar atau pengilang.

S: Adakah penyerap haba diperlukan?

J: Untuk operasi normal pada atau di bawah 20mA per titik dan dalam julat suhu ambien, penyerap haba biasanya tidak diperlukan untuk paparan itu sendiri. Walau bagaimanapun, susun atur PCB yang betul untuk pelesapan haba dari komponen pemandu adalah penting. Patuhi lengkung penyahkadaratan arus jika beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.

10. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kajian Kes 1: Antaramuka Mikropengawal Ringkas.Mikropengawal 8-bit asas boleh memandu paparan ini secara langsung jika ia mempunyai sekurang-kurangnya 12 pin I/O (7 untuk baris, 5 untuk lajur). Baris disambungkan melalui perintang pembatas arus ke pin mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai output yang membekalkan arus (anod). Lajur disambungkan ke pin yang dikonfigurasikan sebagai output litar terbuka atau aktif-rendah (katod). Perisian tegar melaksanakan gangguan pemasa untuk mengimbas melalui baris, menarik satu baris tinggi pada satu masa sambil menetapkan corak lajur untuk baris itu dari jadual fon yang disimpan dalam ROM.

Kajian Kes 2: Menggunakan IC Pemandu Paparan Khusus.Untuk sistem dengan pin mikropengawal terhad atau untuk mengurangkan pemprosesan, IC pemandu seperti MAX7219 atau HT16K33 boleh digunakan. IC ini mengendalikan semua pemultipleksan, penyahkodan dan kawalan kecerahan melalui antaramuka bersiri ringkas (SPI atau I2C), memerlukan hanya 2-4 pin dari pengawal hos. Mereka juga sering termasuk ciri seperti kelipan digit dan kaskad berbilang digit, yang selari dengan ciri "boleh ditindan secara mendatar" paparan ini.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

LTP-1557KF ialah tatasusunan 35 cip LED AlInGaP bebas yang disusun dalam grid 5 lajur dan 7 baris, dipasang di belakang topeng kelabu dengan 35 bukaan (titik). Anod setiap LED disambungkan ke talian baris biasa, dan katodnya disambungkan ke talian lajur biasa. Untuk menyalakan titik tertentu, talian barisnya yang sepadan didorong ke voltan positif (melalui had arus), dan talian lajurnya disambungkan ke voltan lebih rendah (bumi). Susunan matriks ini mengurangkan pin sambungan yang diperlukan dari 35 (satu per titik) kepada 12 (7 baris + 5 lajur). Memaparkan aksara melibatkan pengimbasan pantas melalui baris (1-7) dan, untuk setiap baris, menghidupkan LED lajur yang sesuai (1-5) yang membentuk sebahagian daripada bentuk aksara yang dikehendaki. Pemultipleksan ini berlaku lebih pantas daripada yang dapat dilihat oleh mata manusia, mencipta imej aksara penuh yang stabil.

12. Trend dan Konteks Teknologi

Paparan seperti LTP-1557KF mewakili teknologi matang dan mantap. Trend semasa dalam penunjuk dan paparan alfanumerik beralih ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, modul berbilang digit ketumpatan lebih tinggi dan integrasi pengawal terus ke PCB paparan (paparan "pintar"). Tambahan pula, matriks LED RGB warna penuh dan paparan OLED menjadi lebih kompetitif dari segi kos untuk aplikasi yang memerlukan warna atau kontras unggul. Walau bagaimanapun, LED matriks titik monokrom ringkas seperti ini kekal sangat relevan kerana kebolehpercayaan ekstrem, kesederhanaan, kos rendah, kecerahan tinggi, julat suhu operasi yang luas dan jangka hayat panjang—atribut kritikal dalam aplikasi perindustrian, automotif dan luar. Peralihan kepada AlInGaP dari bahan yang lebih lama, seperti yang dilihat dalam peranti ini, adalah langkah utama dalam meningkatkan kecekapan dan prestasi warna dalam faktor bentuk klasik ini.