Spesifikasi Paparan LED LTS-3861JF - Ketinggian Digit 0.3-inci (7.62mm) - AlInGaP Jingga Kuning - Voltan Kehadapan 2.6V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3861JF ialah modul paparan LED digit tunggal 7-segmen ditambah titik perpuluhan di sebelah kanan. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan output aksara berangka dan alfanumerik terhad yang jelas dan sangat kelihatan dalam peranti elektronik. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) untuk cip LED, yang terkenal dengan penghasilan cahaya berkecekapan tinggi dalam spektrum warna jingga-kuning. Peranti ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan. Ia direka dalam konfigurasi anod sepunya, memudahkan litar pemacu dalam banyak aplikasi berasaskan mikropengawal.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama paparan ini berasal daripada pembinaan dan reka bentuk AlInGaP-nya. Ia menawarkan kecerahan tinggi dan kontras yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana kebolehlihatan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan adalah kritikal. Sudut pandangan yang luas memastikan paparan kekal boleh dibaca dari kedudukan luar paksi. Keperluan kuasa rendah dan kebolehpercayaan keadaan pepejalnya menjadikannya sesuai untuk penggunaan jangka panjang dalam elektronik pengguna dan perindustrian. Pasaran sasaran utama termasuk panel instrumen, peralatan titik jualan, perkakas rumah, unit kawalan perindustrian, dan peranti komunikasi di mana paparan berangka yang mudah dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang ciri-ciri elektrik dan optik yang dinyatakan dalam lembaran data.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Keamatan bercahaya dikategorikan, dengan nilai tipikal 600 mikrokandela (ucd) pada arus kehadapan 1mA. Parameter ini diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai itu berkorelasi dengan persepsi manusia terhadap kecerahan. Panjang gelombang dominan ialah 605 nanometer (nm), meletakkan output dengan pasti dalam julat warna jingga-kuning. Lebar separuh garis spektrum ialah 17 nm, menunjukkan warna yang agak tulen dan tepu dengan penyebaran spektrum minimum. Nisbah padanan keamatan bercahaya antara segmen ditetapkan pada 2:1, memastikan rupa seragam merentasi digit.

2.2 Parameter Elektrik

Voltan kehadapan per cip LED ialah 2.60 Volt tipikal pada 20mA. Pereka bentuk mesti mengambil kira julat voltan kehadapan (2.05V hingga 2.60V) semasa mereka bentuk litar pembatas arus untuk memastikan kecerahan konsisten merentasi kumpulan pengeluaran. Arus songsang ditetapkan maksimum 100 mikroampere pada sesaran songsang 5V. Adalah sangat penting untuk ambil perhatian bahawa keadaan voltan songsang ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; peranti ini tidak direka untuk operasi berterusan di bawah sesaran songsang. Penarafan maksimum mutlak menentukan had operasi: 70mW kuasa disipasi per segmen, arus kehadapan puncak 90mA di bawah keadaan berdenyut (1/10 kewajipan, 0.1ms denyut), dan arus kehadapan berterusan 25mA pada 25°C, menyusut linear sebanyak 0.33 mA/°C di atas suhu itu.

2.3 Penarafan Terma dan Persekitaran

Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi -35°C hingga +85°C, dengan julat suhu penyimpanan yang sama. Julat luas ini menyokong penyebaran dalam persekitaran yang tertakluk kepada variasi suhu yang ketara. Penarafan suhu pateri adalah penting untuk pemasangan: suhu badan komponen tidak boleh melebihi penarafan maksimumnya semasa pematerian, dengan garis panduan 260°C selama 5 saat untuk kaki 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan.

3. Sistem Pengkategorian dan Pembahagian

Lembaran data menunjukkan bahawa peranti dikategorikan untuk keamatan bercahaya. Ini bermakna unit diuji dan disusun ke dalam bahagian berbeza berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai (biasanya 1mA atau 20mA). Ini membolehkan pereka bentuk memilih bahagian dengan kecerahan konsisten untuk aplikasi tertentu. Walaupun kod bahagian khusus tidak terperinci dalam petikan ini, spesifikasi nisbah padanan keamatan 2:1 memastikan segmen dalam satu peranti akan mempunyai kecerahan yang agak seragam. Pereka bentuk harus berunding dengan pengeluar untuk maklumat pembahagian terperinci jika keseragaman kecerahan ketat merentasi pelbagai paparan diperlukan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung prestasi tipikal dirujuk dalam lembaran data. Graf-graf ini penting untuk memahami tingkah laku peranti di luar spesifikasi titik tunggal pada 25°C. Ia biasanya termasuk:

• Lengkung IV (Arus vs. Voltan):Menunjukkan hubungan antara voltan kehadapan dan arus kehadapan. Lengkung ini tidak linear dan penting untuk mereka bentuk perintang pembatas arus atau pemacu arus malar yang betul.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan:Menggambarkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus. Ia membantu menentukan arus pemacu optimum untuk tahap kecerahan yang dikehendaki sambil mempertimbangkan disipasi kuasa dan jangka hayat.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Persekitaran:Menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini adalah kritikal untuk aplikasi yang beroperasi pada suhu persekitaran tinggi atau arus pemacu tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada 611nm dan lebar spektrum.

Lengkung-lengkung ini membolehkan jurutera meramal prestasi di bawah keadaan dunia sebenar, bukan ideal.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Paparan ini mempunyai ketinggian digit 0.3 inci (7.62 mm). Lukisan dimensi pakej memberikan data mekanikal kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan pemasangan selongsong. Toleransi utama dicatat: ±0.25mm untuk kebanyakan dimensi dan toleransi anjakan hujung pin ±0.4 mm. Diameter lubang PCB yang disyorkan untuk pin ialah 1.40 mm. Lembaran data juga termasuk nota kawalan kualiti mengenai tahap bahan asing yang boleh diterima, gelembung dalam segmen, lenturan pemantul, dan pencemaran dakwat permukaan.

5.1 Pinout dan Gambarajah Litar

Peranti ini mempunyai konfigurasi 10-pin satu baris. Gambarajah litar dalaman menunjukkan reka bentuk anod sepunya, di mana anod semua LED untuk digit tertentu disambungkan bersama. Jadual sambungan pin adalah penting untuk pendawaian yang betul:
Pin 1: Anod Sepunya
Pin 2: Katod F (segmen)
Pin 3: Katod G (segmen)
Pin 4: Katod E (segmen)
Pin 5: Katod D (segmen)
Pin 6: Anod Sepunya (disambungkan dalaman ke Pin 1)
Pin 7: Katod D.P. (Titik Perpuluhan)
Pin 8: Katod C (segmen)
Pin 9: Katod B (segmen)
Pin 10: Katod A (segmen)
Dua pin anod (1 dan 6) membantu dalam pengagihan arus dan boleh diikat bersama pada PCB.

6. Garis Panduan Pemasangan dan Pematerian

6.1 Pematerian Semula Alir dan Manual

Untuk proses pematerian automatik, keadaan ditetapkan sebagai 260°C selama 5 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Untuk pematerian manual, suhu besi yang lebih tinggi 350°C ±30°C dibenarkan, tetapi masa sentuhan mesti dihadkan dalam 5 saat. Melebihi profil masa-suhu ini boleh merosakkan epoksi dalaman, cip LED, atau ikatan wayar.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

Walaupun tidak terperinci secara eksplisit dalam petikan, langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai terpakai untuk peranti LED. Ia harus disimpan dalam pembungkusan anti-statik dalam persekitaran terkawal dalam julat suhu penyimpanan yang ditetapkan (-35°C hingga +85°C) untuk mengelakkan penyerapan lembapan dan degradasi lain.

7. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

Sebagai paparan anod sepunya, anod biasanya disambungkan ke voltan bekalan positif (Vcc) melalui perintang pembatas arus atau, lebih baik, didorong oleh sumber arus malar atau pin mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai sumber arus (jika dalam keupayaannya). Pin katod disambungkan ke tanah (arus sink) untuk menghidupkan segmen. Ini adalah bertentangan dengan paparan katod sepunya. Pemultipleksan beberapa digit adalah teknik biasa untuk menjimatkan pin I/O, di mana anod ditukar dengan pantas sementara corak katod yang sepadan dipersembahkan.

7.2 Amaran Reka Bentuk Kritikal

Bahagian "Amaran" menyerlahkan beberapa perkara penting:
1. Pembatasan Arus Adalah Wajib:LED adalah peranti didorong arus. Perintang siri atau litar arus malar aktif sentiasa diperlukan untuk mengelakkan pelarian haba dan kemusnahan.
2. Pertimbangkan Variasi Voltan Kehadapan:Litar mesti direka untuk menyediakan arus pemacu yang dimaksudkan merentasi keseluruhan julat VF (2.05V-2.60V).
3. Elakkan Sesaran Songsang:Litar pemacu harus menggabungkan perlindungan (seperti diod selari) untuk mengelakkan lonjakan voltan songsang semasa kitaran kuasa.
4. Pengurusan Terma:Arus pemacu mesti disusut untuk suhu persekitaran tinggi. Arus berlebihan atau suhu operasi tinggi membawa kepada degradasi output cahaya dipercepatkan dan kegagalan pramatang.
5. Skop Aplikasi:Peranti ini bertujuan untuk peralatan elektronik piawai. Untuk aplikasi kritikal keselamatan (penerbangan, perubatan, dll.), perundingan dan kelayakan khusus adalah perlu.

8. Kebolehpercayaan dan Pengujian

Peranti ini menjalani satu set ujian kebolehpercayaan komprehensif berdasarkan piawaian ketenteraan (MIL-STD), Jepun (JIS), dan dalaman. Ini termasuk:
- Ujian Hayat Operasi (RTOL):1000 jam pada arus penarafan maksimum.
- Ujian Tekanan Persekitaran:Penyimpanan Suhu/Lembapan Tinggi, Penyimpanan Suhu Tinggi/Rendah, Kitaran Suhu, dan Kejutan Terma.
- Ujian Kekukuhan Proses:Ujian Rintangan Pateri dan Kebolehpaterian.
Ujian-ujian ini mengesahkan keupayaan peranti untuk menahan kesukaran pembuatan, penyimpanan, dan operasi jangka panjang.

9. Perbandingan dan Pembezaan

Pembezaan utama LTS-3861JF terletak pada penggunaan teknologi AlInGaP untuk pancaran jingga-kuning. Berbanding teknologi lama seperti GaAsP, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya jauh lebih tinggi dan kestabilan suhu lebih baik, menghasilkan output lebih cerah dan konsisten. Reka bentuk muka kelabu/segmen putih memberikan kontras unggul berbanding pakej semua-disebarkan. Saiz digit 0.3-inci mensasarkan niche khusus antara paparan lebih kecil, kurang boleh dibaca dan yang lebih besar, berkuasa lebih tinggi.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah perbezaan antara anod sepunya dan katod sepunya?
J: Dalam paparan anod sepunya, semua anod LED disambungkan bersama ke Vcc, dan segmen dihidupkan dengan menyedut arus (membawa katod rendah). Dalam katod sepunya, semua katod disambungkan ke tanah, dan segmen dihidupkan dengan membekalkan arus (mendorong anod tinggi). Litar pemacu mesti sepadan dengan jenis.

S: Bagaimana saya mengira nilai perintang pembatas arus?
J: Gunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan - VF_LED) / I_dikehendaki. Gunakan VF maksimum dari lembaran data (2.60V) untuk memastikan arus mencukupi di hujung rendah julat VF. Untuk bekalan 5V dan arus dikehendaki 20mA: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm. Sentiasa semak penarafan kuasa perintang: P = I^2 * R.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal?
J: Ia bergantung pada keupayaan pin MCU untuk membekal/menyedut arus. Banyak MCU boleh menyedut lebih banyak arus daripada yang boleh dibekalkan. Untuk paparan anod sepunya (arus sedut), anda mungkin boleh memacunya secara langsung jika arus segmen (cth., 10-20mA) berada dalam spesifikasi arus sedut MCU per pin dan had pakej keseluruhan. IC pemacu (cth., daftar anjakan 74HC595 dengan pemacu sedut TPIC6B595, atau pemacu LED khusus) sering digunakan untuk pemultipleksan dan menyediakan arus lebih tinggi.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Senario: Mereka bentuk paparan pemasa digital mudah.
Empat digit LTS-3861JF digunakan untuk menunjukkan minit dan saat (MM:SS). Mikropengawal dengan pin I/O terhad dipilih.Pelaksanaan:Gunakan pemultipleksan. Sambungkan semua katod segmen sepadan (A, B, C, D, E, F, G, DP) daripada empat digit bersama. Lapan talian ini disambungkan ke lapan pin mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai output (untuk menyedut arus). Pin anod sepunya setiap digit disambungkan ke pin mikropengawal berasingan melalui transistor NPN kecil (cth., 2N3904) yang boleh mengendalikan jumlah arus digit (sehingga 8 segmen * 20mA = 160mA). Mikropengawal dengan pantas mengitar melalui menghidupkan satu transistor (membolehkan satu digit) sambil mengeluarkan corak segmen untuk digit itu pada talian katod. Kadar segar semula >100Hz menghalang kelipan kelihatan. Perintang pembatas arus diletakkan sama ada pada talian katod atau laluan anod.

12. Prinsip Teknologi

AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) ialah semikonduktor sebatian III-V. Apabila disesarkan ke hadapan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Nisbah khusus Al, In, Ga, dan P dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk cahaya jingga-kuning (~605nm), komposisi khusus digunakan. AlInGaP ditumbuhkan pada substrat GaAs. Ia terkenal dengan kecekapan kuantum dalaman tinggi dan prestasi baik pada suhu tinggi berbanding sistem bahan lain untuk warna merah-kuning.

13. Trend Industri

Trend dalam paparan LED diskret adalah ke arah kecekapan lebih tinggi, gamut warna lebih luas, dan integrasi dengan teknologi pemasangan permukaan (SMT). Walaupun AlInGaP kekal dominan untuk ambar dan merah berprestasi tinggi, peranti berasaskan AllnGaN mendorong lebih jauh ke dalam spektrum hijau dan kuning. Terdapat juga peralihan industri umum ke arah modul LED pandangan langsung jarak pic lebih halus untuk paparan besar, mengurangkan permintaan untuk digit segmen diskret dalam beberapa aplikasi. Walau bagaimanapun, untuk paparan berangka mudah, kos rendah, sangat boleh dipercayai dalam peranti perindustrian dan pengguna, paparan LED segmen seperti LTS-3861JF kekal sebagai penyelesaian teguh dan praktikal kerana kesederhanaan, ketahanan, dan kemudahan antara muka mereka.