Dokumen Teknikal LTP-4323JD - Paparan LED 16-Segmen Alfanumerik 0.4 Inci Warna Merah Hiper - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-4323JD ialah modul paparan alfanumerik dwi-aksara berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka dan abjad terhad yang jelas, terang dan boleh dipercayai. Teknologi terasnya adalah berdasarkan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), yang direka khas untuk memancarkan cahaya dalam spektrum Merah Hiper. Pilihan bahan ini, yang ditumbuhkan pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) tidak lutsinar, memberikan kecekapan dan kecerahan yang lebih baik untuk pancaran merah berbanding teknologi lama. Peranti ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, menawarkan kontras tinggi untuk kebolehbacaan yang sangat baik di bawah pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya, memastikan prestasi yang konsisten merentasi kumpulan pengeluaran, dan boleh didapati dalam pakej bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

• Padat dan Mudah Dibaca:Mempunyai ketinggian digit 0.4 inci (10.0 mm), menjadikannya sesuai untuk panel yang mempunyai ruang terhad sambil mengekalkan definisi aksara yang sangat baik.
• Prestasi Optik yang Unggul:Menawarkan kecerahan tinggi, kontras tinggi dan sudut pandangan yang luas disebabkan oleh cip LED AlInGaP dan reka bentuk segmen seragam berterusan.
• Cekap Tenaga:Mempunyai keperluan kuasa yang rendah, menyumbang kepada penggunaan kuasa sistem keseluruhan yang lebih rendah.
• Fleksibiliti Reka Bentuk:Boleh didapati dalam konfigurasi katod sepunya (seperti dalam lembaran data ini), memudahkan reka bentuk litar pemacu untuk banyak sistem berasaskan mikropengawal.
• Pembinaan Teguh:Menyediakan kebolehpercayaan keadaan pepejal dengan penampilan aksara yang sangat baik dan mudah dipasang pada papan litar bercetak (PCB) standard.
• Pematuhan Alam Sekitar:Dibungkus sebagai komponen bebas plumbum, mematuhi piawaian alam sekitar moden.

1.2 Aplikasi Sasaran dan Pasaran

Paparan ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik biasa merentasi pelbagai sektor. Aplikasi tipikal termasuk panel instrumentasi, peralatan ujian dan pengukuran, sistem titik jualan, antara muka kawalan perindustrian, perkakas pengguna dan peranti komunikasi. Ia direka untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk alfanumerik yang boleh dipercayai, jelas dan terang. Lembaran data ini secara jelas memberi amaran terhadap penggunaan komponen gred komersial standard ini dalam sistem kritikal keselamatan (contohnya, penerbangan, sokongan hayat perubatan, kawalan pengangkutan) tanpa perundingan terlebih dahulu, menonjolkan pasaran utamanya dalam elektronik perindustrian dan pengguna tujuan umum.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif

Bahagian berikut memberikan analisis objektif terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik dan termal peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan dengan selamat oleh satu segmen LED tanpa risiko terlalu panas.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA. Arus ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (1/10 kitaran tugas, lebar denyut 0.1ms) untuk tempoh yang singkat, bukan untuk operasi berterusan.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Arus ini menyusut secara linear pada 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum akan menjadi lebih kurang: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 mA.
• Julat Suhu:Julat suhu operasi dan penyimpanan ialah -35°C hingga +85°C.
• Keadaan Pateri:Peranti ini boleh menahan pematerian pada 260°C selama 5 saat, diukur 1/16 inci (≈1.59 mm) di bawah satah dudukan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal dan maksimum/minimum yang diukur di bawah keadaan ujian yang ditentukan (Ta=25°C).

• Keamatan Bercahaya Purata (Iv):Julat dari 200 μcd (Min) hingga 650 μcd (Max), dengan nilai tipikal yang disediakan, diuji pada IF=1mA. Ini menunjukkan output kecerahan.
• Voltan Hadapan per Segmen (VF):Biasanya 2.6V, dengan maksimum yang ditentukan, pada IF=20mA. Pereka bentuk mesti memastikan litar pemacu boleh menyediakan voltan yang mencukupi untuk mencapai arus yang dikehendaki merentasi semua unit, dengan mengambil kira julat VF ini.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):650 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana keamatan cahaya yang dipancarkan adalah tertinggi, mentakrifkan warna \"Merah Hiper\".
• Panjang Gelombang Dominan (λd):639 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia untuk sepadan dengan warna cahaya, penting untuk spesifikasi warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermakna cahaya yang lebih monokromatik.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 100 μA pada VR=5V. Lembaran data dengan kuat menyatakan bahawa keadaan voltan songsang ini adalah untuk tujuan ujian sahaja dan peranti tidak boleh beroperasi secara berterusan di bawah pincang songsang.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya:2:1 maksimum untuk segmen dalam \"kawasan cahaya serupa\" yang sama. Ini menentukan variasi kecerahan yang dibenarkan antara segmen dalam satu aksara.
• Bunyi Silang:Ditentukan sebagai ≤ 2.5%, merujuk kepada gangguan optik yang tidak diingini antara segmen bersebelahan.

3. Sistem Pengelasan dan Kategorisasi

LTP-4323JD menggunakan sistem kategorisasi untuk keamatan bercahaya. Ini bermakna unit diuji dan disusun ke dalam tong prestasi yang berbeza berdasarkan output cahaya yang diukur. Tanda modul termasuk pengecam \"Z: KOD TONG\". Ini membolehkan pereka bentuk memilih paparan dengan tahap kecerahan yang konsisten untuk penampilan seragam dalam aplikasi berbilang unit. Lembaran data tidak memperincikan nilai kod tong khusus atau julat keamatan yang dikaitkan dengan setiap kod, yang biasanya akan ditakrifkan dalam dokumen pengelasan berasingan atau dipersetujui semasa pembelian.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada \"Lengkung Ciri-ciri Elektrik/Optik Tipikal.\" Walaupun graf khusus tidak diperincikan dalam teks yang disediakan, lengkung sedemikian biasanya termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan tak linear, kritikal untuk mereka bentuk pemacu arus malar.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (Lengkung I-L):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, selalunya menjadi sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh kesan pemanasan.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penyusutan output cahaya apabila suhu meningkat, yang penting untuk aplikasi dalam persekitaran yang tidak dikawal iklim.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada 650nm dan separuh lebar 20nm.

Lengkung ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard (arus, suhu yang berbeza) dan untuk mengoptimumkan reka bentuk untuk kecekapan dan jangka hayat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Paparan ini mempunyai tapak kaki pakej dwi dalam talian (DIP) standard. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Toleransi anjing hujung pin ialah 0.4 mm.
• Had kualiti khusus ditetapkan untuk bahan asing pada segmen (≤10 mil), pencemaran dakwat (≤20 mil), lenturan pemantul (≤1/100 panjangnya) dan gelembung dalam segmen (≤10 mil).
• Diameter lubang PCB yang disyorkan untuk pendawaian ialah Ø1.30mm.

5.2 Pinout dan Pengenalpastian Polarity

Peranti ini mempunyai 20 pin. Gambar rajah litar dalaman dan jadual sambungan pin menunjukkan ia adalahkatod sepunyajenis untuk nombor bahagian khusus ini (LTP-4323JD). Setiap segmen (A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, DP) mempunyai pin anodnya sendiri. Dua aksara berkongsi pin katod sepunya (Pin 4 untuk Aksara 1, Pin 10 untuk Aksara 2). Pin 14 disenaraikan sebagai \"Tiada Sambungan.\" Pengenalpastian yang betul bagi pin katod sepunya adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul untuk menyalurkan arus dengan betul.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Automatik

Untuk pematerian gelombang atau aliran balik, keadaan ditentukan sebagai 260°C selama 5 saat, diukur 1.59mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan komponen. Suhu badan komponen itu sendiri semasa pemasangan tidak boleh melebihi penarafan suhu maksimum.

6.2 Arahan Pematerian Manual

Untuk pematerian tangan, hujung besi pemateri harus digunakan 1.59mm di bawah satah dudukan. Masa pematerian mestilah dalam 5 saat pada suhu 350°C ±30°C. Melebihi had masa atau suhu ini boleh merosakkan ikatan wayar dalaman atau cip LED.

7. Ujian Kebolehpercayaan

Peranti ini menjalani satu siri ujian kebolehpercayaan yang komprehensif berdasarkan piawaian ketenteraan (MIL-STD), perindustrian Jepun (JIS) dan dalaman. Ujian ini mengesahkan keteguhan dan jangka hayatnya:

• Ujian Hayat Operasi (RTOL):1000 jam operasi berterusan pada arus penarafan maksimum untuk menguji degradasi bercahaya jangka panjang dan kegagalan.
• Ujian Tekanan Persekitaran:Termasuk Penyimpanan Suhu Tinggi/Kelembapan (500 jam pada 65°C/90-95% RH), Penyimpanan Suhu Tinggi (1000 jam pada 105°C) dan Penyimpanan Suhu Rendah (1000 jam pada -35°C).
• Kitaran Terma & Kejutan:Kitaran Suhu (30 kitaran antara -35°C dan 105°C) dan Kejutan Terma (30 kitaran antara -35°C dan 105°C dengan peralihan pantas) untuk menguji kegagalan mekanikal disebabkan oleh ketidakpadanan pekali pengembangan terma (CTE).
• Ujian Kebolehpaterian:Rintangan Pateri (10 saat pada 260°C) dan Kebolehpaterian (5 saat pada 245°C) memastikan pendawaian boleh menahan proses pemasangan.

8. Nota Aplikasi Kritikal dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Amaran Reka Bentuk dan Pelaksanaan

• Arus Pemacu dan Pengurusan Terma:Melebihi arus hadapan berterusan yang disyorkan atau suhu operasi akan mempercepatkan degradasi output cahaya (susut nilai lumen) dan boleh membawa kepada kegagalan bencana pramatang. Lengkung penyusutan linear untuk arus mesti dihormati.
• Perlindungan Litar:Litar pemacu mesti menggabungkan perlindungan terhadap voltan songsang dan transien voltan semasa urutan kuasa hidup atau mati, kerana LED mempunyai voltan pecah songsang yang rendah.
• Pemacu Arus Malar:Ini adalah kaedah yang disyorkan untuk memacu LED. Ia memastikan kecerahan yang konsisten merentasi unit dan merentasi variasi suhu, kerana ia mengimbangi pekali suhu negatif voltan hadapan LED.
• Pertimbangan Voltan Hadapan:Bekalan kuasa atau litar pemacu mesti direka untuk menampung julat penuh voltan hadapan (VF, tip. 2.6V, maks mengikut spesifikasi) untuk menjamin arus pemacu sasaran dihantar ke semua segmen di bawah semua keadaan.

8.2 Konsep Litar Aplikasi Tipikal

Untuk paparan katod sepunya seperti LTP-4323JD, skim multipleksing tipikal sering digunakan untuk mengawal 16 segmen merentasi dua aksara. Pin katod sepunya (4 dan 10) akan ditukar ke bumi secara berurutan (contohnya, oleh transistor), manakala pin anod segmen yang sesuai didorong tinggi (dengan perintang had arus atau IC pemacu arus malar) untuk menerangi segmen yang dikehendaki untuk aksara itu. Ini mengurangkan bilangan pin I/O mikropengawal yang diperlukan. Reka bentuk mesti memastikan arus puncak per segmen semasa denyut multipleks tidak melebihi penarafan maksimum mutlak, dan arus purata dari semasa ke semasa memenuhi tahap kecerahan yang dikehendaki.

9. Kelebihan Perbandingan dan Konteks Teknologi

Penggunaan teknologi AlInGaP untuk LED merah mewakili kemajuan yang ketara berbanding teknologi lama seperti Gallium Arsenida Fosfida (GaAsP). AlInGaP menawarkan kecekapan kuantum luaran yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output yang lebih terang untuk arus input yang sama. Pancaran \"Merah Hiper\" (puncak 650nm) juga lebih berbeza secara visual dan boleh menawarkan prestasi yang lebih baik dalam aplikasi di mana paparan mungkin dilihat melalui penapis atau dalam cahaya matahari ambien. Reka bentuk muka kelabu/segmen putih memaksimumkan kontras. Berbanding dengan paparan 7-segmen mudah, format 16-segmen membolehkan perwakilan abjad yang lebih lengkap (walaupun terhad), meningkatkan utiliti peranti dalam aplikasi yang memerlukan mesej teks pendek bersama-sama dengan nombor.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan pin mikropengawal 5V secara langsung?

J: Tidak. Voltan hadapan tipikal ialah 2.6V, tetapi perintang had arus siri sentiasa diperlukan untuk menetapkan arus yang betul (contohnya, 20mA). Menggunakan hanya pin 5V akan menyebabkan arus berlebihan dan memusnahkan segmen LED. Kira nilai perintang menggunakan R = (Vcc - Vf) / If.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

J: Panjang gelombang puncak (650nm) ialah puncak fizikal spektrum cahaya yang dipancarkan. Panjang gelombang dominan (639nm) ialah titik warna yang dilihat oleh mata manusia, yang boleh berbeza disebabkan oleh bentuk spektrum pancaran. Kedua-duanya penting untuk spesifikasi.

S: Mengapa pemacu arus malar disyorkan berbanding voltan malar?

J: Voltan hadapan (Vf) LED berkurangan apabila suhu meningkat. Dengan bekalan voltan malar, ini akan menyebabkan arus meningkat, membawa kepada pemanasan lanjut dan pelarian terma. Sumber arus malar mengekalkan arus yang stabil tanpa mengira variasi Vf, memastikan kecerahan stabil dan melindungi LED.

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

J: Ini bermakna segmen paling terang dalam \"kawasan cahaya serupa\" yang ditakrifkan (mungkin dalam satu aksara) tidak akan lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada segmen paling malap dalam kawasan yang sama. Ia adalah ukuran keseragaman.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk bacaan voltmeter dua digit yang mudah.LTP-4323JD akan menjadi ideal. ADC mikropengawal membaca voltan, menukarnya kepada nombor perpuluhan dan memacu paparan. Perisian tegar akan mengendalikan multipleksing: ia menetapkan corak segmen untuk digit puluh pada talian anod, membumikan pin katod sepunya Pin 4 untuk tempoh yang singkat (contohnya, 5ms), kemudian menetapkan corak segmen untuk digit unit dan membumikan pin katod sepunya Pin 10 untuk tempoh yang sama, berulang dengan cepat. Ketekalan penglihatan mencipta ilusi kedua-dua digit menyala secara berterusan. Pengiraan berhati-hati perintang had arus diperlukan berdasarkan voltan bekalan dan arus segmen purata yang dikehendaki (mempertimbangkan kitaran tugas multipleksing). Reka bentuk mesti termasuk diod perlindungan jika litar pemacu boleh mendedahkan LED kepada voltan songsang.

12. Prinsip Operasi

Peranti ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesen dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambang hidup diod dikenakan, elektron dari lapisan AlInGaP jenis-n bergabung semula dengan lubang dari lapisan jenis-p. Peristiwa penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi aloi khusus kekisi kristal AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, di kawasan merah sekitar 650 nm. Substrat GaAs tidak lutsinar menyerap sebarang cahaya yang dipancarkan ke bawah, meningkatkan kecekapan keseluruhan dengan memantulkannya ke atas. Setiap segmen dalam paparan mengandungi satu atau lebih cip LED mikroskopik ini.

13. Trend dan Konteks Teknologi

LED berasaskan AlInGaP mewakili teknologi yang matang dan sangat dioptimumkan untuk pancaran ambar, merah dan merah hiper. Walaupun bahan baharu seperti Gallium Nitrida (GaN) mendominasi pasaran LED biru, hijau dan putih, AlInGaP kekal sebagai peneraju kecekapan untuk panjang gelombang yang lebih panjang. Trend semasa dalam teknologi paparan memberi tumpuan kepada peminiaturan (digit lebih kecil daripada 0.4 inci), ketumpatan piksel yang lebih tinggi (bergerak ke arah matriks titik atau OLED untuk grafik penuh) dan kecekapan yang dipertingkatkan (arus pemacu yang lebih rendah untuk kecerahan yang sama). Walau bagaimanapun, untuk penunjuk alfanumerik berdedikasi, kebolehpercayaan tinggi, kecerahan tinggi dalam persekitaran keras (julat suhu luas), paparan LED segmen seperti LTP-4323JD terus menjadi penyelesaian yang teguh dan kos efektif. Pembangunan masa depan mungkin melibatkan penyepaduan elektronik pemacu terus ke dalam pakej atau memperhalusi pakej untuk pengurusan terma yang lebih baik.