Spesifikasi Teknikal Paparan LED Matriks Titik LTP-14088KD-J - Ketinggian 1.50 Inci - Hiper Merah 650nm - Voltan Hadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW - Dokumen Teknikal MS - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-14088KD-J ialah modul paparan LED matriks titik 8x8 satah tunggal berkeadaan pepejal. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan keupayaan paparan aksara alfanumerik dan simbolik dalam format yang padat dan boleh dipercayai. Kelebihan teras peranti ini terletak pada penggunaan cip LED Hiper Merah AS-AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju, yang ditumbuhkan secara epitaksial pada substrat GaAs. Teknologi ini menawarkan kecekapan bercahaya dan ketulenan warna yang lebih baik untuk pancaran merah berbanding teknologi lama seperti GaAsP standard. Paparan ini mempunyai muka hitam dengan warna titik putih, memberikan kontras yang sangat baik untuk kebolehbacaan. Ia direka untuk penggunaan kuasa rendah dan menawarkan sudut pandangan yang luas, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi paparan maklumat di mana keterlihatan yang jelas adalah paling penting. Peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, memastikan keseragaman kecerahan merentasi unit, dan dibungkus dalam format bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Pada keadaan ujian standard arus hadapan purata 32mA dengan kitar tugas 1/16, keamatan bercahaya purata tipikal setiap titik ialah 2475 µcd (mikrokandela), dengan nilai minimum yang ditetapkan 1020 µcd. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) biasanya 650 nanometer (nm), berada dalam spektrum merah dalam. Panjang gelombang dominan (λd) ditetapkan pada 639 nm. Separuh lebar garisan spektrum (Δλ) ialah 20 nm, menunjukkan jalur lebar yang agak sempit dan pancaran warna tulen. Parameter kritikal untuk keseragaman paparan ialah Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya, yang ditetapkan sebagai 2:1 maksimum untuk titik dalam kawasan cahaya yang serupa. Ini bermakna titik paling terang dalam kumpulan tidak boleh lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada yang paling malap, memastikan konsistensi visual yang boleh diterima merentasi matriks.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik menentukan sempadan operasi dan keperluan kuasa. Voltan hadapan (VF) untuk mana-mana titik LED tunggal adalah antara 2.1V dan 2.8V, bergantung pada arus pemacu. Pada arus ujian standard 20mA, VF julat dari 2.1V (min) hingga 2.6V (maks). Pada arus puncak yang lebih tinggi 80mA, julat ini beralih kepada 2.3V hingga 2.8V. Arus songsang (IR) untuk mana-mana segmen adalah maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu arus malar atau berbilang yang sesuai.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak dan Pertimbangan Terma

Pematuhan kepada penarafan maksimum mutlak adalah penting untuk kebolehpercayaan dan jangka hayat peranti. Penyerakan kuasa purata setiap titik tidak boleh melebihi 70 miliwatt (mW). Arus hadapan puncak setiap titik dinilai pada 90 mA, tetapi ini ditetapkan di bawah keadaan berdenyut dengan frekuensi 1 kHz dan kitar tugas 18%. Arus hadapan purata setiap titik mempunyai lengkung penurunan taraf; ia adalah 25 mA pada 25°C dan berkurangan secara linear sebanyak 0.28 mA untuk setiap peningkatan darjah Celsius dalam suhu ambien. Peranti boleh beroperasi dan disimpan dalam julat suhu -35°C hingga +105°C. Untuk pemasangan, keadaan pateri ditetapkan sebagai 260°C selama 3 saat pada titik 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan.

3. Sistem Pengkategorian dan Pembungkusan

LTP-14088KD-J menggunakan sistem pengkategorian terutamanya untuk keamatan bercahaya. Seperti yang ditunjukkan dalam ciri-ciri dan ciri elektrik, unit dikategorikan berdasarkan keluaran bercahaya purata yang diukur. Spesifikasi ini memberikan nilai minimum (1020 µcd) dan tipikal (2475 µcd), mencadangkan bahawa bahagian pengeluaran diuji dan dikumpulkan mengikut keamatan sebenar mereka, kemungkinan ke dalam gred atau kategori keluaran yang berbeza. Ini membolehkan pereka memilih bahagian dengan kecerahan yang konsisten untuk aplikasi mereka. Walaupun dokumen tidak menyatakan kategori eksplisit untuk panjang gelombang atau voltan hadapan, julat min/maks yang disediakan untuk parameter ini (contohnya, VF, λp) menentukan had yang boleh diterima untuk semua unit yang dihantar, memastikan mereka berada dalam tetingkap yang serasi secara fungsi.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi ini merujuk bahagian untuk Lengkung Ciri-ciri Elektrik/Optik Tipikal. Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam petikan teks, lengkung sedemikian yang biasanya disertakan dalam spesifikasi penuh adalah penting untuk reka bentuk. Ini biasanya termasuk:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus, membantu mengoptimumkan arus pemacu untuk kecerahan dan kecekapan yang diingini.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Penting untuk mengira penyerakan kuasa dan mereka bentuk bekalan voltan untuk litar pemacu.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana keluaran cahaya berkurangan apabila suhu meningkat, yang kritikal untuk aplikasi dalam persekitaran terma yang berbeza.
• Taburan Spektrum:Graf yang menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, berpusat di sekitar puncak 650nm.

Pereka harus merujuk lengkung ini untuk memahami hubungan tak linear antara arus, voltan, suhu, dan keluaran cahaya, membolehkan reka bentuk sistem yang teguh.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Fizikal dan Toleransi

Peranti mempunyai ketinggian matriks 1.50 inci (37.0 mm). Lukisan pakej (dirujuk tetapi tidak terperinci dalam teks) akan memberikan dimensi kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB, termasuk panjang keseluruhan, lebar, ketinggian, dan jarak pin. Toleransi utama yang dinyatakan termasuk: ±0.25mm untuk kebanyakan dimensi, toleransi anjakan hujung pin ±0.4mm, dan had pada bahan asing, pencemaran dakwat, lenturan, dan gelembung dalam segmen LED (ditentukan dalam mil). Ini memastikan kebolehpercayaan mekanikal dan penampilan optik yang konsisten.

5.2 Konfigurasi Pin dan Litar Dalaman

Paparan ini mempunyai konfigurasi 16 pin. Susunan pin ditakrifkan dengan jelas: Pin 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, dan 14 disambungkan ke katod baris tertentu (contohnya, Katod Baris 1, 2, 3...8). Pin 3, 4, 6, 10, 11, 13, 15, dan 16 disambungkan ke anod lajur tertentu (contohnya, Anod Lajur 1, 2, 3...8). Gambar rajah litar dalaman menunjukkan konfigurasi katod sepunya standard untuk matriks 8x8. Setiap satu daripada 64 LED (titik) dibentuk di persilangan satu talian lajur anod dan satu talian baris katod. Untuk menerangi titik tertentu, pin anod sepadannya mesti didorong tinggi (dengan perintang had arus), dan pin katod sepadannya mesti ditarik rendah.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Arahan pemasangan utama yang disediakan adalah untuk proses pateri. Peranti boleh menahan pateri gelombang atau aliran semula dengan syarat suhu pateri pada titik 1/16 inci (1.6mm) di bawah satah dudukan tidak melebihi 260°C selama lebih daripada 3 saat. Ini adalah profil standard yang mematuhi IPC untuk pateri bebas plumbum. Pereka mesti memastikan proses pemasangan PCB mereka mematuhi profil terma ini untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED atau pakej plastik. Julat suhu penyimpanan dan operasi yang luas (-35°C hingga +105°C) memberikan fleksibiliti untuk pengendalian dan penggunaan dalam pelbagai persekitaran, tetapi langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) standard harus sentiasa dipatuhi semasa pengendalian.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan matriks titik 8x8 ini adalah sesuai untuk aplikasi yang memerlukan paparan alfanumerik atau grafik ringkas beresolusi rendah hingga sederhana yang padat. Kegunaan biasa termasuk: penunjuk status panel kawalan perindustrian, papan pesanan ringkas, bacaan peralatan ujian dan pengukuran, kit elektronik pendidikan, dan peranti prototaip. Keserasiannya dengan kod aksara standard (ASCII) menjadikannya mudah untuk dihubungkan dengan pengawal mikro untuk memaparkan teks.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk Utama

• Litar Pemacu:Paparan ini memerlukan pemacu berbilang kerana struktur matriksnya. Pengawal mikro dengan pin I/O yang mencukupi atau IC pemacu LED khusus (seperti MAX7219 atau HT16K33) mesti digunakan untuk mengimbas baris dan lajur secara berurutan. Penarafan arus puncak (90mA berdenyut) mesti dihormati dalam reka bentuk pemacu.
• Had Arus:Perintang had arus luaran adalah wajib untuk setiap lajur anod (atau disepadukan ke dalam IC pemacu) untuk menetapkan arus hadapan untuk LED, biasanya antara 20-32mA untuk kecerahan purata, berdasarkan kitar tugas.
• Penyerakan Kuasa:Had 70mW setiap titik dan penurunan taraf arus dengan suhu mesti dikira untuk keadaan operasi paling teruk, terutamanya jika berbilang titik dinyalakan serentak untuk tempoh yang panjang.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi harus dipertimbangkan semasa reka bentuk selongsong mekanikal untuk memastikan paparan berorientasikan dengan betul untuk pengguna akhir.
• Penindihan:Ciri boleh ditindih secara mendatar membayangkan keserasian mekanikal untuk mencipta paparan berbilang aksara yang lebih lebar, memerlukan penjajaran dan sambungan antara yang teliti dalam reka bentuk PCB.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama LTP-14088KD-J ialah penggunaan teknologi LED Hiper Merah AlInGaP. Berbanding teknologi LED merah lama seperti GaAsP atau GaP standard, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi. Ini bermakna ia boleh menghasilkan keluaran cahaya yang sama atau lebih besar (diukur dalam µcd) pada arus pemacu yang lebih rendah, secara langsung menyumbang kepada ciri "keperluan kuasa rendah". Ia juga secara amnya memberikan warna merah yang lebih tepu dan tulen (sekitar 650nm) dengan konsistensi yang lebih baik. Berbanding dengan paparan 8x8 lain yang bersaiz fizikal serupa, keamatan bercahaya terkategorinya dan pematuhan RoHS adalah kelebihan daya saing tambahan untuk pasaran yang mementingkan kualiti dan dikawal selia alam sekitar.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak (650nm) dan panjang gelombang dominan (639nm)?

J: Panjang gelombang puncak ialah panjang gelombang di mana kuasa optik yang dipancarkan adalah paling besar. Panjang gelombang dominan ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat bagi cahaya yang dipancarkan. Perbezaan kecil adalah normal dan mengambil kira bentuk spektrum pancaran LED.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan pengawal mikro 5V tanpa IC pemacu?

J: Sambungan langsung tidak disyorkan. Voltan hadapan adalah ~2.6V, tetapi anda mesti menggunakan perintang had arus. Lebih penting lagi, memacu matriks 8x8 terus dari pin MCU adalah tidak cekap dan akan melebihi keupayaan sumber/penyerapan arus MCU. Pemacu berbilang khusus hampir selalu diperlukan.

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

J: Ia bermakna LED didenyutkan hidup untuk 1/16 daripada masa dan mati untuk 15/16. Keamatan bercahaya yang ditetapkan adalah nilai purata yang diukur di bawah keadaan ini. Dalam paparan berbilang 8x8, setiap baris biasanya aktif untuk 1/8 daripada masa (kitar tugas 1/8), jadi arus pemacu mungkin perlu diselaraskan untuk mencapai kecerahan purata yang diingini.

S: Bagaimanakah saya mentafsir Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya 2:1?

J: Ini adalah spesifikasi keseragaman. Ia bermakna dalam kumpulan LED (contohnya, semua titik dalam matriks), titik paling terang tidak akan lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada titik paling malap apabila diukur di bawah keadaan yang sama. Ini memastikan penampilan yang agak sekata.

10. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk paparan aksara tunggal untuk pemantau suhu. Pengawal mikro membaca sensor dan perlu menunjukkan nombor dari 0 hingga 99. Dua paparan LTP-14088KD-J boleh ditindih secara mendatar. Pengawal mikro, melalui IC pemacu LED SPI atau I2C, akan berbilang paparan. IC pemacu mengendalikan pengimbasan baris dan anjakan data lajur, menarik baris katod rendah secara berurutan sambil menyediakan corak arus anod yang betul untuk setiap lajur berdasarkan fon aksara yang disimpan dalam ingatan pengawal mikro. Arus pemacu akan ditetapkan melalui perintang luaran kepada, contohnya, 25mA purata setiap titik, memastikan operasi dalam had penyerakan kuasa 70mW. Muka hitam memberikan kontras yang baik dalam panel dalaman. Reka bentuk mesti termasuk pengurusan terma jika selongsong mungkin mencapai suhu ambien yang tinggi, kerana keluaran cahaya akan berkurangan dan arus mungkin perlu diturunkan taraf.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

LTP-14088KD-J beroperasi berdasarkan prinsip asas diod pemancar cahaya (LED). Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod (lebih kurang 2.1-2.6V) dikenakan merentasi simpang LED individu (anod ke katod), elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif cip semikonduktor AlInGaP. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton, menghasilkan cahaya pada panjang gelombang ciri jurang jalur bahan semikonduktor—dalam kes ini, cahaya merah sekitar 650nm. Struktur matriks 8x8 dibentuk dengan menyambungkan 64 cip LED individu dalam corak grid. Elektronik luaran menggunakan teknik berbilang untuk mengawal grid ini. Dengan menukar (mengimbas) dengan pantas katod baris mana yang aktif (disambungkan ke bumi) dan anod lajur mana yang dibekalkan dengan arus, ilusi imej stabil dicipta melalui ketekalan penglihatan. Kaedah ini mengurangkan bilangan pin kawalan yang diperlukan secara drastik dari 64 (satu per LED) kepada hanya 16 (8 baris + 8 lajur).

12. Trend dan Konteks Teknologi

Paparan LED matriks titik diskret seperti LTP-14088KD-J mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai. Walaupun teknologi paparan baharu seperti OLED atau LCD beresolusi tinggi menawarkan butiran yang lebih halus dan warna penuh, matriks titik LED mengekalkan kedudukan yang kukuh dalam aplikasi yang memerlukan kecerahan tinggi, sudut pandangan luas, kebolehpercayaan melampau, jangka hayat panjang, kesederhanaan, dan operasi merentasi julat suhu yang luas—selalunya pada kos yang lebih rendah. Trend dalam segmen ini adalah ke arah LED yang lebih cekap (seperti AlInGaP yang digunakan di sini), penggunaan kuasa yang lebih rendah, pembungkusan bebas plumbum dan mesra alam, dan kadangkala ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, walaupun jenis lubang tembus seperti ini kekal popular untuk prototaip dan kegunaan perindustrian tertentu. Prinsip pemacu berbilang teras kekal standard, tetapi cip pemacu bersepadu moden menawarkan lebih banyak ciri seperti fon aksara terbina dalam, kawalan kecerahan, dan antara muka digital yang lebih mudah (SPI/I2C).