LTP-2088AKD 8x8 Paparan LED Matriks Titik - Ketinggian 2.3 Inci - AlInGaP Merah Hiper - Voltan Hadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 40mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-2088AKD ialah modul paparan LED matriks titik 8x8 satah tunggal yang direka untuk persembahan maklumat abjad angka dan simbolik. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan antara muka keluaran visual yang boleh dipercayai dan berkuasa rendah dalam sistem elektronik. Kelebihan teras peranti ini terletak pada penggunaan cip LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) Merah Hiper, yang menawarkan keseimbangan prestasi dan kecekapan. Paparan ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan. Ia dikategorikan untuk keamatan pencahayaan, memastikan konsistensi kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran. Peranti ini boleh disusun secara mendatar, membolehkan penciptaan paparan pelbagai aksara yang lebih lebar tanpa antara muka yang kompleks. Keserasiannya dengan kod aksara piawai seperti USASCII dan EBCDIC menjadikannya serba boleh untuk integrasi ke dalam pelbagai sistem digital yang memerlukan keluaran teks ringkas.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik ditakrifkan pada suhu ambien (T_A) 25°C. Parameter utama, Keamatan Pencahayaan Purata (I_V), mempunyai nilai tipikal 3500 µcd (mikrokandela) di bawah keadaan ujian I_p=32mA dan kitaran tugas 1/16. Nilai minimum yang ditetapkan ialah 1650 µcd, dan tiada had maksimum disenaraikan, menunjukkan tumpuan untuk memenuhi ambang kecerahan minimum. Peranti memancarkan dalam spektrum merah dengan Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p) 650 nm dan Panjang Gelombang Dominan (λ_d) 639 nm, diukur pada I_F=20mA. Ketulenan spektrum ditunjukkan oleh Separuh Lebar Garis Spektrum (Δλ) 20 nm. Parameter kritikal untuk paparan pelbagai titik ialah Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan (I_V-m), yang ditetapkan sebagai maksimum 2:1. Ini bermakna titik paling terang dalam tatasusunan tidak akan lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada titik paling malap di bawah keadaan operasi yang sama, memastikan rupa seragam.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik juga ditetapkan pada T_A=25°C. Voltan Hadapan (V_F) untuk mana-mana titik LED tunggal biasanya 2.6V pada I_F=20mA, dengan maksimum 2.8V pada arus denyut lebih tinggi I_F=80mA. Minimum V_Fialah 2.1V pada 20mA. Arus Songsang (I_R) dihadkan kepada maksimum 100 µA apabila Voltan Songsang (V_R) 5V dikenakan, menunjukkan ciri diod yang baik.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Penyerakan Kuasa Purata per titik tidak boleh melebihi 40 mW. Arus Hadapan Puncak per titik dinilai pada 90 mA. Arus Hadapan Purata per titik ialah 15 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadaratan 0.2 mA/°C, bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C. Voltan Songsang maksimum per titik ialah 5V. Peranti dinilai untuk Julat Suhu Operasi -35°C hingga +85°C dan Julat Suhu Penyimpanan yang sama. Kebolehpaterian ditetapkan untuk proses gelombang atau refluks: peranti boleh menahan 260°C selama 3 saat pada titik 1/16 inci (lebih kurang 1.59 mm) di bawah satah dudukan pakej.

3. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Paparan mempunyai ketinggian matriks 2.3 inci (58.42 mm). Dimensi pakej disediakan dalam lukisan terperinci dengan semua ukuran dalam milimeter. Toleransi pembuatan untuk dimensi ini ialah ±0.25 mm (atau ±0.01 inci) melainkan dinyatakan sebaliknya dalam lukisan. Tahap ketepatan ini penting untuk pemasangan mekanikal ke dalam panel atau sarung.

4. Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Peranti menggunakan konfigurasi 16 pin untuk antara muka. Susunan pin direka untuk pemacu matriks X-Y. Pin 1-4 dan 9-12 masing-masing ialah Anod untuk Lajur 1-4 dan 8-5. Pin 5-8 dan 13-16 masing-masing ialah Katod untuk Baris 5-8 dan 4-1. Susunan khusus ini adalah penting untuk mereka litar pemacu yang betul. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan bahawa 64 LED (8 baris x 8 lajur) disusun dalam konfigurasi katod sepunya untuk baris. Ini bermakna untuk menerangi titik tertentu, anod lajurnya yang sepadan mesti didorong tinggi (voltan positif dikenakan) manakala katod barisnya didorong rendah (dibumikan). Teknik multipleks digunakan untuk mengimbas baris atau lajur untuk memaparkan corak.

5. Penjelasan Sistem Binning

Dokumen data dengan jelas menyatakan bahawa peranti ini "Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan." Ini menunjukkan proses binning di mana unit yang dihasilkan disusun berdasarkan keluaran cahaya yang diukur (dalam µcd) di bawah keadaan ujian piawai. Unit yang berada dalam julat keamatan tertentu dikumpulkan bersama. Ini membolehkan pereka memilih paparan dengan kecerahan yang konsisten untuk aplikasi tertentu, mengelakkan variasi ketara antara unit yang berbeza dalam satu produk. Walaupun tidak terperinci dalam dokumen ini, binning tipikal untuk paparan sedemikian mungkin melibatkan beberapa gred keamatan (contohnya, kecerahan tinggi, kecerahan piawai).

6. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data merujuk kepada "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal." Graf ini, yang biasanya disertakan dalam versi dokumen data yang lebih lengkap, akan mewakili hubungan antara parameter utama secara visual. Lengkung yang dijangkakan termasuk: Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V), menunjukkan hubungan eksponen dan membolehkan pengiraan voltan pemacu; Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan, menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus, selalunya secara sub-linear pada arus yang lebih tinggi; Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien, menunjukkan penurunan keluaran apabila suhu meningkat; dan mungkin lengkung Taburan Spektrum, menggambarkan kuasa relatif merentasi panjang gelombang berpusat sekitar 650 nm. Menganalisis lengkung ini adalah penting untuk mengoptimumkan keadaan pemacu dan memahami prestasi di bawah suhu bukan piawai.

7. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang disediakan ialah Penarafan Maksimum Mutlak untuk suhu pateri: 260°C selama 3 saat, diukur 1.59mm (1/16") di bawah satah dudukan pakej. Ini adalah penarafan piawai untuk proses pateri gelombang atau refluks. Pereka mesti memastikan profil pateri mereka tidak melebihi had ini untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED dalaman, ikatan wayar, atau pakej plastik. Untuk pateri manual, besi terkawal suhu harus digunakan dengan masa sentuhan yang minimum. 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

Matriks titik 8x8 ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan teks atau grafik ringkas yang padat dan beresolusi rendah. Kegunaan biasa termasuk: panel kawalan perindustrian untuk memaparkan kod status atau mesej ringkas; peralatan ujian dan pengukuran untuk menunjukkan nilai berangka atau unit; elektronik pengguna seperti papan mata ringkas atau paparan maklumat; dan kit pendidikan untuk belajar tentang antara muka mikropengawal dan multipleks.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Litar Pemacu:Mikropengawal dengan pin I/O yang mencukupi atau IC pemacu LED khusus (seperti daftar anjakan dengan keluaran arus malar) diperlukan. Litar mesti melaksanakan multipleks untuk mengitar melalui 8 baris (atau lajur).
Had Arus:Perintang atau pemacu arus malar adalah wajib untuk setiap lajur anod (atau setiap titik, bergantung pada reka bentuk) untuk menetapkan arus hadapan dan mengelakkan melebihi Penarafan Maksimum Mutlak.
Penyerakan Kuasa:Had 40mW per titik dan 15mA arus purata mesti dipatuhi dalam skim multipleks. Contohnya, dengan multipleks kitaran tugas 1/8, arus seketika per titik boleh lebih tinggi daripada 15mA, tetapi *purata* sepanjang kitaran penuh mesti dikira untuk kekal dalam had.
Sudut Pandangan:Ciri "sudut pandangan luas" adalah bermanfaat, tetapi taburan sudut cahaya yang tepat tidak dinyatakan. Untuk aplikasi pandangan luas, penilaian prototaip adalah disyorkan.
Penyusunan:Ciri kebolehsusunan mendatar memudahkan penciptaan paparan berbilang digit. Penjajaran mekanikal dan sambungan elektrik antara modul perlu dirancang.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTP-2088AKD ialah penggunaan teknologi AlInGaP Merah Hiper. Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi. Ini bermakna ia boleh menghasilkan lebih banyak cahaya (keamatan pencahayaan lebih tinggi) untuk jumlah arus elektrik yang sama, secara langsung menyumbang kepada ciri "keperluan kuasa rendah"nya. Ia juga biasanya menawarkan kestabilan panjang gelombang yang lebih baik merentasi suhu dan jangka hayat. Reka bentuk muka kelabu/segmen putih meningkatkan kontras berbanding pakej semua-merah atau semua-hijau, terutamanya di bawah keadaan cahaya ambien tinggi. Pengkategorian keamatan pencahayaan yang jelas (binning) adalah kelebihan untuk aplikasi yang memerlukan keseragaman.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Pancaran Puncak (650nm) dan Panjang Gelombang Dominan (639nm)?
J: Panjang gelombang puncak ialah titik kuasa maksimum dalam keluaran spektrum. Panjang gelombang dominan ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang akan menghasilkan warna (warna) yang dirasakan sama seperti keluaran LED. Perbezaan ini disebabkan oleh bentuk lengkung spektrum LED, yang mempunyai beberapa lebar.

S: Bagaimana saya mengira perintang siri yang diperlukan untuk satu titik?
J: Gunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V, V_Ftipikal 2.6V, dan I_Fyang dikehendaki 20mA: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Gunakan V_Fmaksimum (2.8V) untuk reka bentuk konservatif yang memastikan arus tidak pernah melebihi sasaran.

S: Bolehkah saya mendorongnya dengan voltan malar tanpa had arus?
J: Tidak. Voltan hadapan LED mempunyai toleransi dan berkurangan dengan suhu. Voltan malar berhampiran V_Fboleh menyebabkan pelarian haba, di mana peningkatan arus memanaskan LED, menurunkan V_F, menyebabkan lebih banyak arus, membawa kepada kegagalan. Sentiasa gunakan had arus.

S: Apakah maksud Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan 2:1 untuk reka bentuk saya?
J> Ia menjamin keseragaman visual. Dalam kes terburuk, satu titik mungkin dua kali ganda lebih terang daripada yang lain. Untuk kebanyakan paparan abjad angka, nisbah ini boleh diterima dan tidak mengganggu. Untuk grafik yang memerlukan tahap kelabu tepat, ia mungkin menjadi pertimbangan.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Membina paparan abjad angka 4 aksara untuk pengawal suhu.
Reka Bentuk:Empat modul LTP-2088AKD disusun secara mendatar. Satu mikropengawal tunggal (contohnya, ATmega328P) digunakan. Disebabkan I/O yang terhad, dua daftar anjakan siri-masuk/selari-keluar 8-bit (seperti 74HC595) digunakan untuk mendorong 32 anod lajur (8 lajur x 4 paparan). 8 katod baris (sepunya merentasi semua paparan kerana penyusunan) didorong secara langsung oleh 8 pin mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai keluaran litar terbuka/penyerapan, setiap satu dengan transistor untuk keupayaan arus yang lebih tinggi.
Perisian:Firmware melaksanakan rutin multipleks. Ia menetapkan corak untuk satu baris (melalui daftar anjakan) dan kemudian mengaktifkan (membumikan) hanya katod baris yang sepadan itu. Ia mengitar melalui semua 8 baris dengan pantas (contohnya, kadar imbasan 1-2 kHz). Ketekalan penglihatan mencipta ilusi imej yang stabil.
Pengiraan Arus:Untuk memaparkan semua titik dalam satu baris pada kecerahan maksimum, arus seketika per titik mungkin ditetapkan kepada 25mA. Dengan kitaran tugas 1/8, arus purata per titik ialah 25mA / 8 = 3.125mA, jauh di bawah penarafan purata 15mA. Jumlah arus bekalan memuncak apabila satu baris penuh diterangi: 8 titik/paparan * 4 paparan * 25mA = 800mA. Bekalan kuasa dan transistor pemacu baris mesti disesuaikan saiznya dengan sewajarnya.

12. Prinsip Operasi

LTP-2088AKD adalah berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Sistem bahan AlInGaP ialah semikonduktor jurang jalur langsung. Apabila pincang hadapan (voltan positif pada anod relatif kepada katod), elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah pada lebih kurang 650 nm. Substrat GaAs tidak lut sinar membantu memantulkan cahaya ke atas, meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya luaran dari bahagian atas cip. Matriks 8x8 dibentuk dengan mengwayar secara individu 64 cip LED kecil ini dalam corak grid baris-lajur dalam pakej tunggal.

13. Trend Teknologi

Paparan matriks titik diskret seperti LTP-2088AKD mewakili teknologi matang. Trend semasa dalam teknologi paparan bergerak ke arah integrasi yang lebih tinggi dan faktor bentuk yang berbeza. Modul LED matriks titik bersepadu dengan pengawal terbina dalam (antara muka I2C atau SPI) menjadi lebih biasa, memudahkan usaha reka bentuk untuk pengguna akhir. Untuk reka bentuk baharu yang memerlukan paparan abjad angka kecil, LCD atau OLED bersegmen selalunya menawarkan penggunaan kuasa yang lebih rendah dan pemformatan yang lebih fleksibel. Walau bagaimanapun, matriks titik LED tradisional mengekalkan kelebihan dalam niche tertentu: kecerahan yang sangat tinggi untuk pandangan luar atau cahaya ambien tinggi, julat suhu operasi yang luas, jangka hayat yang panjang, dan ketahanan dalam persekitaran perindustrian yang keras. Teknologi cip LED AlInGaP asas terus bertambah baik, dengan penyelidikan berterusan untuk meningkatkan kecekapan (lumen per watt) dan meningkatkan ketulenan warna, yang memberi manfaat kepada semua aplikasi LED merah, termasuk paparan matriks.