Dokumen Teknikal LTP-1557AKR - Paparan LED Matriks 5x7 1.2 Inci (30.42mm) - AlInGaP Super Merah

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-1557AKR ialah modul paparan alfanumerik satu digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan output aksara yang jelas dan boleh dipercayai. Komponen terasnya ialah susunan 5 lajur kali 7 baris (5x7) diod pemancar cahaya (LED), menyediakan resolusi piawai untuk memaparkan aksara ASCII dan EBCDIC. Kawasan paparan fizikal mempunyai ketinggian matriks 1.2 inci (30.42 mm), menawarkan kebolehbacaan yang baik. Peranti ini dibina dengan skema warna muka kelabu dan titik putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan.

Teknologi utama di sebalik pancaran cahaya ialah cip LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) Super Merah. Cip-cip ini difabrikasi pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) yang tidak lutsinar. Teknologi AlInGaP terkenal dengan kecekapannya yang tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik dalam spektrum merah-jingga-kuning, menjadikan paparan ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan output merah yang terang.

Ciri operasi utama ialah seni bina pilihan X-Y. Daripada mengalamatkan setiap satu daripada 35 titik secara individu, paparan ini menggunakan konfigurasi matriks di mana anod disambungkan dalam baris dan katod disambungkan dalam lajur (atau sebaliknya). Ini mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dengan ketara daripada 35 kepada 12 (5 baris + 7 lajur), memudahkan litar antara muka dan keperluan pengawal. Peranti ini juga direka untuk boleh disusun secara mendatar, membolehkan penciptaan paparan berbilang aksara dengan meletakkan berbilang unit bersebelahan.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Paparan ini menawarkan beberapa kelebihan tersendiri untuk pereka sistem. Keperluan kuasa rendahnya menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau yang peka tenaga. Kebolehpercayaan keadaan pepejal LED, tanpa bahagian bergerak dan rintangan tinggi terhadap hentakan dan getaran, memastikan jangka hayat operasi yang panjang. Sudut pandangan yang luas dan reka bentuk satah tunggal memberikan keterlihatan yang konsisten dari perspektif yang berbeza. Tambahan pula, peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, bermakna unit-unit diisih dan dijual mengikut julat kecerahan tertentu, membolehkan konsistensi dalam aplikasi paparan berbilang atau apabila padanan kecerahan adalah kritikal.rendahmenjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau yang peka tenaga.kebolehpercayaan keadaan pepejalLED, tanpa bahagian bergerak dan rintangan tinggi terhadap hentakan dan getaran, memastikan jangka hayat operasi yang panjang.sudut pandangan yang luasdansatah tunggalreka bentuk memberikan keterlihatan yang konsisten dari perspektif yang berbeza. Tambahan pula, peranti inidikategorikan untuk keamatan bercahaya, bermakna unit-unit diisih dan dijual mengikut julat kecerahan tertentu, membolehkan konsistensi dalam aplikasi paparan berbilang atau apabila padanan kecerahan adalah kritikal.

Pasaran sasaran utama untuk paparan ini termasuk instrumentasi perindustrian, peralatan ujian dan pengukuran, terminal titik jualan, antara muka komputer warisan, dan mana-mana sistem terbenam yang memerlukan bacaan aksara yang mudah, tahan lama dan terang. Keserasiannya dengan kod aksara piawai membolehkan integrasi mudah dengan mikropengawal dan sistem digital.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik ditakrifkan di bawah keadaan ujian tertentu pada suhu ambien (Ta) 25°C. Parameter utama ialah Keamatan Bercahaya Purata (Iv), yang mempunyai nilai tipikal 3800 µcd (mikrokandela) dan minimum 2100 µcd apabila didorong pada arus puncak (IF) 80mA dengan kitar tugas 1/16. Pengukuran ini menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai berkorelasi dengan kecerahan yang dirasakan.Keamatan Bercahaya Purata (I_V)v), yang mempunyai nilai tipikal 3800 µcd (mikrokandela) dan minimum 2100 µcd apabila didorong pada arus puncak (I_pF) 80mA dengan kitar tugas 1/16. Pengukuran ini menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai berkorelasi dengan kecerahan yang dirasakan.

Ciri warna ditakrifkan oleh panjang gelombang. Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp) biasanya 639 nm, meletakkannya dalam bahagian merah terang spektrum. Panjang Gelombang Dominan (λd) biasanya 631 nm. Perbezaan antara panjang gelombang puncak dan dominan adalah normal untuk LED dan berkaitan dengan bentuk spektrum pancaran. Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ) biasanya 20 nm, menunjukkan ketulenan spektrum atau julat panjang gelombang yang dipancarkan di sekitar puncak.Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p)p) biasanya 639 nm, meletakkannya dalam bahagian merah terang spektrum.Panjang Gelombang Dominan (λ_d)d) biasanya 631 nm. Perbezaan antara panjang gelombang puncak dan dominan adalah normal untuk LED dan berkaitan dengan bentuk spektrum pancaran.Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ)biasanya 20 nm, menunjukkan ketulenan spektrum atau julat panjang gelombang yang dipancarkan di sekitar puncak.

Spesifikasi kritikal untuk memastikan rupa seragam ialah Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (Iv-maks / Iv-min), iaitu maksimum 2:1. Ini bermakna titik paling terang dalam susunan tidak akan lebih daripada dua kali lebih terang daripada titik paling malap di bawah keadaan pemanduan yang sama, yang boleh diterima untuk kebolehbacaan aksara.Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_{v-maks / I})v-min), iaitu maksimum 2:1. Ini bermakna titik paling terang dalam susunan tidak akan lebih daripada dua kali lebih terang daripada titik paling malap di bawah keadaan pemanduan yang sama, yang boleh diterima untuk kebolehbacaan aksara.

2.2 Ciri Elektrik

Voltan hadapan (VF) untuk mana-mana titik LED tunggal, diukur pada arus hadapan (IF) 20mA, berjulat dari minimum 2.0V hingga maksimum 2.6V, dengan nilai tipikal tersirat dalam julat ini. Ini ialah susut voltan merentasi LED apabila menyala. Arus songsang (IR) ditetapkan sebagai maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan, menunjukkan ciri kebocoran peranti dalam keadaan mati._FF) untuk mana-mana titik LED tunggal, diukur pada arus hadapan (I_FF) 20mA, berjulat dari minimum 2.0V hingga maksimum 2.6V, dengan nilai tipikal tersirat dalam julat ini. Ini ialah susut voltan merentasi LED apabila menyala. Arus songsang (I_RR) ditetapkan sebagai maksimum 100 µA apabila voltan songsang (V_RR) 5V dikenakan, menunjukkan ciri kebocoran peranti dalam keadaan mati.

2.3 Rating Mutlak Maksimum dan Pertimbangan Terma

Rating ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Pelesapan Kuasa Purata per Titik tidak boleh melebihi 33 mW. Arus Hadapan Puncak per Titik dinilai pada 90 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut tertentu: kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Arus Hadapan Purata per Titik mempunyai rating asas 13 mA pada 25°C dan menyahrating secara linear pada kadar 0.17 mA/°C apabila suhu meningkat melebihi 25°C. Penyahrating ini adalah penting untuk pengurusan terma dan kebolehpercayaan jangka panjang.Pelesapan Kuasa Purata per Titiktidak boleh melebihi 33 mW.Arus Hadapan Puncak per Titikdinilai pada 90 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut tertentu: kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms.Arus Hadapan Purata per Titikmempunyai rating asas 13 mA pada 25°C dan menyahrating secara linear pada kadar 0.17 mA/°C apabila suhu meningkat melebihi 25°C. Penyahrating ini adalah penting untuk pengurusan terma dan kebolehpercayaan jangka panjang.

MaksimumVoltan Songsang per Titikialah 5V. Peranti ini dinilai untuk Julat Suhu Operasi -35°C hingga +85°C dan Julat Suhu Penyimpanan yang serupa. Untuk pemasangan, suhu pateri tidak boleh melebihi 260°C selama lebih daripada 3 saat, diukur pada titik 1.6mm di bawah satah dudukan komponen.Julat Suhu Operasi-35°C hingga +85°C danJulat Suhu Penyimpananyang serupa. Untuk pemasangan, suhu pateri tidak boleh melebihi 260°C selama lebih daripada 3 saat, diukur pada titik 1.6mm di bawah satah dudukan komponen.

3. Penjelasan Sistem Pengisihan

Dokumen teknikal menyatakan dengan jelas peranti inidikategorikan untuk keamatan bercahaya. Ini ialah proses pengisihan di mana unit yang dikilang diuji dan diisih ke dalam kumpulan berdasarkan output cahaya yang diukur di bawah keadaan piawai. Ini membolehkan pelanggan memilih bahagian dengan kecerahan minimum yang dijamin atau memastikan konsistensi merentasi semua paparan dalam produk, mengelakkan satu aksara kelihatan lebih malap daripada yang lain dalam persediaan berbilang unit. Walaupun dokumen teknikal menyediakan julat penuh (2100-3800 µcd min/tipikal), bahagian yang dipesan biasanya akan jatuh ke dalam tong yang lebih sempit dan ditentukan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen teknikal merujukLengkung Ciri Elektrik/Optik Tipikal. Walaupun lengkung khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lengkung sedemikian dalam dokumen teknikal LED biasanya termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (I_FF-V_FF Lengkung): Menunjukkan hubungan tak linear antara arus dan voltan, penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I_Vv-I_FF Lengkung): Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam kawasan linear sebelum kecekapan menurun pada arus yang sangat tinggi.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien (I_Vv-T_aa Lengkung): Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, menekankan kepentingan pengurusan terma.
• Lengkung Taburan Spektrum: Graf yang memplot keamatan relatif terhadap panjang gelombang, secara visual mentakrifkan puncak (λ_pp) dan lebar separuh (Δλ).

Lengkung ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan piawai dan untuk mengoptimumkan parameter pemacu untuk keperluan aplikasi tertentu.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini datang dalam pakej paparan LED piawai. Lukisan Dimensi Pakej menyediakan semua garis besar mekanikal kritikal, walaupun dimensi tepat tidak disenaraikan dalam teks. Toleransi umumnya ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan itu akan termasuk panjang, lebar dan ketinggian keseluruhan, jarak lead, dan kedudukan tingkap paparan.Dimensi Pakejmenyediakan semua garis besar mekanikal kritikal, walaupun dimensi tepat tidak disenaraikan dalam teks. Toleransi umumnya ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan itu akan termasuk panjang, lebar dan ketinggian keseluruhan, jarak lead, dan kedudukan tingkap paparan.

5.1 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Paparan ini mempunyai antara muka 14-pin. Susunan pin adalah seperti berikut: Pin 1: Anod Baris 5; Pin 2: Anod Baris 7; Pin 3: Katod Lajur 2; Pin 4: Katod Lajur 3; Pin 5: Anod Baris 4; Pin 6: Katod Lajur 5; Pin 7: Anod Baris 6; Pin 8: Anod Baris 3; Pin 9: Anod Baris 1; Pin 10: Katod Lajur 4; Pin 11: Katod Lajur 3 (Nota: Lajur 3 muncul pada dua pin, 4 dan 11, yang mungkin disambungkan secara dalaman atau ralat dokumentasi yang memerlukan pengesahan); Pin 12: Anod Baris 4 (Nota: Baris 4 muncul pada pin 5 dan 12); Pin 13: Katod Lajur 1; Pin 14: Anod Baris 2.

Gambarajah Litar DalamanGambarajah Litar Dalamanakan mewakili secara visual matriks 5x7, menunjukkan bagaimana 5 anod baris dan 7 katod lajur menyambungkan 35 titik LED individu. Gambarajah ini adalah penting untuk memahami urutan pemanduan multipleks.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Spesifikasi pemasangan utama ialah profil pateri. Peranti ini boleh menahan suhu pateri maksimum 260°C selama maksimum 3 saat. Pengukuran ini diambil pada titik 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan badan pakej. Garis panduan ini adalah kritikal untuk proses pateri gelombang atau reflow untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED atau ikatan dalaman. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian. Untuk penyimpanan, julat yang ditentukan -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering harus dikekalkan.suhu pateri maksimum 260°C selama maksimum 3 saat. Pengukuran ini diambil pada titik 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan badan pakej. Garis panduan ini adalah kritikal untuk proses pateri gelombang atau reflow untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED atau ikatan dalaman. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian. Untuk penyimpanan, julat yang ditentukan -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering harus dikekalkan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk mana-mana aplikasi yang memerlukan bacaan alfanumerik tunggal yang terang. Contoh termasuk: meter panel digital untuk voltan, arus atau suhu; paparan tetapan pada pengawal perindustrian; penunjuk status pada peralatan rangkaian atau telekom; papan mata atau pemasa; dan paparan diagnostik pada peralatan perubatan atau ujian.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu: Mikropengawal dengan pin I/O yang mencukupi atau pemacu paparan LED IC khusus (seperti MAX7219 atau serupa) diperlukan untuk melaksanakan multipleks. Pemacu mesti menyerap/membekalkan arus puncak yang diperlukan (sehingga 80mA per titik berdenyut, tetapi arus purata jauh lebih rendah disebabkan kitar tugas).
• Penghad Arus: Perintang penghad arus luaran adalah wajib untuk setiap baris anod atau lajur katod (bergantung pada konfigurasi pemacu) untuk menetapkan arus hadapan dan melindungi LED.
• Masa Multipleks: Kadar segar semula dan kitar tugas mestilah cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan. Kitar tugas 1/16, seperti yang digunakan dalam keadaan ujian, adalah biasa. Arus puncak mesti diselaraskan supaya arus purata dan pelesapan kuasa per titik kekal dalam had.
• Pengurusan Terma: Pastikan arus purata disahrating dengan sewajarnya jika suhu ambien operasi dijangka melebihi 25°C dengan ketara. Tembaga PCB atau aliran udara yang mencukupi mungkin diperlukan.
• Antara Muka Optik: Pertimbangkan keperluan untuk penapis, penyebar, atau tingkap pelindung dalam reka bentuk produk akhir.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi lama seperti pijar atau paparan pendarfluor vakum (VFD), paparan LED ini menawarkan rintangan hentakan/getaran yang lebih baik, voltan operasi yang lebih rendah, masa tindak balas yang lebih pantas, dan potensi jangka hayat yang lebih panjang. Berbanding OLED grafik moden atau LCD, ia lebih mudah, lebih teguh dalam persekitaran keras, menawarkan kecerahan dan sudut pandangan yang lebih baik, dan memerlukan elektronik kawalan yang kurang kompleks, walaupun ia terhad kepada bentuk aksara yang telah ditetapkan.

Dalam keluarga paparan LED, penggunaan teknologiAlInGaP Super Merahmembezakannya daripada LED merah GaAsP atau GaP piawai dengan menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan ketepuan warna yang lebih baik. Ketinggian 1.2 inci khusus dan format 5x7 menjadikannya bahagian gantian piawai untuk banyak sistem warisan.

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 pemacu bebas, yang tidak praktikal. Reka bentuk matriks bertujuan untuk pemanduan multipleks (X-Y) untuk meminimumkan bilangan pin.

S: Mengapa arus puncak (90mA) jauh lebih tinggi daripada rating arus purata (13mA)?

J: Kerana paparan ini dimultipleks, setiap titik hanya dikuasakan untuk sebahagian kecil masa (kitar tugas). Arus puncak semasa masa "hidup" singkatnya boleh lebih tinggi untuk mencapai kecerahan yang diingini, selagi arus purata dari semasa ke semasa kekal dalam had 13mA untuk mengelakkan terlalu panas.purataarus dari semasa ke semasa kekal dalam had 13mA untuk mengelakkan terlalu panas.

S: Apakah maksud nisbah padanan keamatan 2:1 untuk aplikasi saya?

J: Ia bermakna beberapa variasi dalam kecerahan titik adalah normal. Untuk paparan aksara, variasi kecil ini biasanya tidak dapat dilihat oleh mata dan tidak menjejaskan kebolehbacaan. Untuk aplikasi yang memerlukan keseragaman sempurna, memilih bahagian dari tong yang lebih ketat atau menggunakan penyebar optik mungkin diperlukan.

S: Bagaimanakah saya mengira nilai perintang penghad arus yang diperlukan?

J: Anda memerlukan voltan bekalan (Vcc), arus hadapan yang dikehendaki (IF), dan voltan hadapan LED (VF). Gunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Ingat IF di sini ialah arus puncak semasa masa aktif titik dalam kitar multipleks._CCcc), arus hadapan yang dikehendaki (I_FF), dan voltan hadapan LED (V_FF). Gunakan Hukum Ohm: R = (V_CCcc - V_FF) / I_FF. Ingat I_FF di sini ialahpuncakarus semasa masa aktif titik dalam kitar multipleks.

10. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk termometer digital mudah. Sebuah mikropengawal membaca sensor suhu, melakukan pengiraan, dan perlu memaparkan nilai 3 digit (cth, "23.5"). Tiga paparan LTP-1557AKR boleh disusun secara mendatar. Mikropengawal, menggunakan pemacu paparan IC, akan memultipleks ketiga-tiga paparan. Ia akan menukar nilai berangka kepada corak fon 5x7 yang sepadan untuk digit, titik perpuluhan dan simbol darjah. Pemacu IC akan mengaktifkan baris dan lajur yang betul untuk setiap paparan secara berurutan pada kelajuan tinggi, mencipta ilusi bacaan yang stabil dan terus menyala. LED merah AlInGaP akan memastikan bacaan jelas kelihatan walaupun dalam persekitaran yang terang.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan ini beroperasi berdasarkan prinsip multipleks matriks LED. Secara dalaman, 35 LED diskret disusun dalam grid. Semua anod LED dalam baris tertentu disambungkan bersama, dan semua katod dalam lajur tertentu disambungkan bersama. Untuk menerangi titik tertentu di persilangan Baris X dan Lajur Y, voltan positif dikenakan pada Baris X manakala Lajur Y disambungkan ke bumi (untuk konfigurasi katod sepunya, yang ini nampaknya berdasarkan susunan pin). Dengan mengimbas setiap baris dengan pantas dan mengaktifkan lajur yang sesuai untuk corak baris itu, semua titik dalam bentuk aksara yang dikehendaki boleh diterangi dalam urutan yang mata manusia anggap sebagai imej yang stabil. Kaedah ini mengurangkan bilangan talian kawalan daripada 35 kepada 12.multipleks matriks LED. Secara dalaman, 35 LED diskret disusun dalam grid. Semua anod LED dalam baris tertentu disambungkan bersama, dan semua katod dalam lajur tertentu disambungkan bersama. Untuk menerangi titik tertentu di persilangan Baris X dan Lajur Y, voltan positif dikenakan pada Baris X manakala Lajur Y disambungkan ke bumi (untuk konfigurasi katod sepunya, yang ini nampaknya berdasarkan susunan pin). Dengan mengimbas setiap baris dengan pantas dan mengaktifkan lajur yang sesuai untuk corak baris itu, semua titik dalam bentuk aksara yang dikehendaki boleh diterangi dalam urutan yang mata manusia anggap sebagai imej yang stabil. Kaedah ini mengurangkan bilangan talian kawalan daripada 35 kepada 12.

12. Trend dan Konteks Teknologi

Paparan seperti LTP-1557AKR mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai. Walaupun paparan matriks titik resolusi tinggi dan OLED/LCD grafik mendominasi antara muka pengguna moden, paparan aksara LED diskret kekal relevan dalam niche tertentu. Kelebihan mereka tidak berbelah bahagi: ketahanan yang melampau, julat suhu operasi yang luas, kecerahan tinggi, kos rendah untuk tugas mudah, dan kesederhanaan antara muka. Trend dalam niche ini adalah ke arah LED yang lebih cekap (seperti AlInGaP yang digunakan di sini), pakej pemasangan permukaan untuk pemasangan automatik, dan integrasi dengan antara muka pengawal yang lebih mudah (cth, I2C atau SPI). Mereka tidak mungkin digantikan dalam aplikasi di mana keteguhan persekitaran dan kebolehpercayaan jangka panjang di bawah keadaan keras adalah kebimbangan utama berbanding fleksibiliti grafik.