Dokumen Teknikal Lembaran Data Paparan LED LTD-5721AJS - Ketinggian Digit 0.56 Inci - AlInGaP Kuning - Voltan Kehadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-5721AJS ialah modul paparan LED tujuh segmen berprestasi tinggi dan berkuasa rendah. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan output aksara numerik dan alfanumerik terhad yang jelas dan terang dalam peranti elektronik. Teknologi terasnya adalah berdasarkan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP), yang terkenal dengan kecekapan tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik dalam spektrum kuning-jingga-merah. Peranti khusus ini memancarkan cahaya kuning, dicirikan oleh panjang gelombang dominannya. Paparan ini mempunyai muka kelabu muda dan warna segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dengan ketara di bawah pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya, memastikan tahap kecerahan yang konsisten merentasi kumpulan pengeluaran, yang amat penting untuk aplikasi yang memerlukan output visual yang seragam.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Paparan ini direka untuk aplikasi di mana kecekapan kuasa, kebolehpercayaan, dan kejelasan visual adalah paling utama. Keperluan arus rendahnya, dengan segmen beroperasi pada arus serendah 1mA, menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau peka tenaga seperti instrumentasi mudah alih, meter pegang tangan, elektronik pengguna, dan panel kawalan industri. Kecerahan tinggi dan sudut pandangan yang luas memastikan maklumat yang dipaparkan mudah dibaca dari pelbagai perspektif, satu ciri kritikal untuk peralatan yang dipasang pada panel. Kebolehpercayaan keadaan pepejal teknologi LED menawarkan jangka hayat operasi yang panjang tanpa bahagian bergerak, menjadikannya sesuai untuk persekitaran keras di mana haus mekanikal menjadi kebimbangan. Segmen seragam berterusan menyumbang kepada penampilan aksara yang sangat baik, memberikan rupa yang bersih dan profesional.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang spesifikasi elektrik dan optik seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data. Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar dan integrasi sistem yang betul.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Parameter optik utama diukur di bawah keadaan ujian piawai (biasanya pada suhu ambien 25°C).Keamatan Bercahaya Purata (Iv)berjulat dari minimum 320 µcd ke tipikal 700 µcd apabila didorong pada arus kehadapan (IF) 1mA per segmen. Parameter ini mengukur kecerahan cahaya yang dipancarkan seperti yang dilihat.Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)ialah 588 nm, menunjukkan panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.Panjang Gelombang Dominan (λd)ialah 587 nm, iaitu panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang paling sepadan dengan warna cahaya yang dipancarkan.Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ)ialah 15 nm, menerangkan lebar jalur cahaya yang dipancarkan; separuh lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih monokromatik dan tulen. Keamatan bercahaya diukur menggunakan gabungan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan pengukuran berkorelasi dengan persepsi visual manusia.

2.2 Parameter Elektrik

Ciri-ciri elektrik mentakrifkan sempadan operasi dan keperluan untuk litar pemacu.Voltan Kehadapan per Segmen (VF)adalah antara 2.05V (min) dan 2.6V (maks) pada arus ujian 20mA. Ini ialah susutan voltan merentasi LED apabila ia mengkonduksi. Pereka mesti memastikan litar pemacu dapat menyediakan voltan ini.Arus Songsang per Segmen (IR)adalah maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan, menunjukkan tahap kebocoran apabila LED terpincang songsang. Melebihi Penarafan Maksimum Mutlak boleh menyebabkan kerosakan kekal. Ini termasukPelesapan Kuasa Maksimum per Segmen40 mW,Arus Kehadapan Puncak60 mA (di bawah keadaan berdenyut), danArus Kehadapan Berterusan25 mA yang mesti dinyahkadar secara linear di atas 25°C pada kadar 0.33 mA/°C.Voltan Songsangmaksimum ialah 5V.

2.3 Penarafan Terma dan Persekitaran

Peranti ini dinilai untukJulat Suhu Operasi-35°C hingga +85°C danJulat Suhu Penyimpananyang sama. Julat luas ini memastikan fungsi dalam kebanyakan persekitaran komersial dan perindustrian.Suhu Paterispesifikasi adalah kritikal untuk pemasangan: peranti boleh menahan 260°C selama 3 saat pada titik 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan. Ini membimbing profil pateri refluks untuk mencegah kerosakan terma pada cip LED atau pakej.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Lembaran data menyatakan peranti ini \"Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya.\" Ini membayangkan proses pengkategorian atau pengisihan selepas pembuatan. Walaupun butiran kod kategori khusus tidak disediakan dalam petikan ini, pengkategorian tipikal untuk paparan sedemikian melibatkan pengumpulan unit berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada arus ujian piawai (cth., 1mA atau 20mA). Ini memastikan dalam satu pesanan pengeluaran atau pemasangan, semua digit mempunyai kecerahan yang sepadan, mencegah pencahayaan tidak sekata merentasi paparan berbilang digit. Pereka harus merujuk pengilang untuk struktur dan kod pengkategorian khusus untuk menentukan keperluan konsistensi untuk aplikasi mereka.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada \"Lengkung Ciri-ciri Elektrik/Optik Tipikal\" yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di luar spesifikasi titik tunggal. Walaupun graf khusus tidak dipaparkan dalam teks yang disediakan, lengkung piawai untuk LED sedemikian biasanya termasuk:Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Kehadapan (Lengkung I-V): Ini menunjukkan bagaimana kecerahan meningkat dengan arus, selalunya secara sub-linear, menyerlahkan kecekapan pada arus rendah.Voltan Kehadapan vs. Arus Kehadapan: Lengkung ini penting untuk mereka bentuk litar had arus atau pemacu arus malar.Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien: Ini menunjukkan penyahkadaran terma output cahaya, yang penting untuk aplikasi suhu tinggi.Taburan Spektrum: Graf menunjukkan kuasa relatif merentasi panjang gelombang, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 588 nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini dibentangkan dengan lukisan dimensi pakej terperinci (semua dimensi dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25mm melainkan dinyatakan). Lukisan ini adalah kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB, memastikan kesesuaian dan penjajaran yang betul. Paparan mempunyai ketinggian digit 0.56 inci (14.22 mm). Ia dibekalkan dalam konfigurasi titik perpuluhan dua digit, tangan kanan. Pakej termasuk 18 pin untuk sambungan elektrik.

5.1 Konfigurasi Pin dan Pengenalpastian Polarity

Jadual sambungan pin disediakan. LTD-5721AJS ialah paparan jenisAnod Sepunya. Ini bermakna terminal anod untuk semua segmen dalam satu digit disambungkan bersama secara dalaman. Digit 1 dan 2 mempunyai pin anod sepunya berasingan (Pin 14 dan Pin 13, masing-masing). Setiap segmen (A hingga G, ditambah Titik Perpuluhan) mempunyai pin katod individu sendiri. Untuk menyala segmen, katod sepadannya mesti disambungkan ke voltan lebih rendah (bumi) manakala anod sepunya untuk digit itu dikekalkan pada voltan lebih tinggi (bekalan). Titik perpuluhan tangan kanan disertakan. Pin 1 ditandakan secara eksplisit sebagai \"Tiada Sambungan\" (N.C.).

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pematuhan kepada spesifikasi pateri adalah wajib untuk mencegah kerosakan. Parameter utama ialah suhu pateri maksimum yang dibenarkan 260°C selama 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini diterjemahkan kepada profil refluks bebas plumbum piawai dengan suhu puncak mungkin tidak melebihi 250-255°C pada badan komponen untuk memberikan margin keselamatan. 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 sangat sesuai untuk pelbagai aplikasi termasuk:Peralatan Ujian dan Pengukuran: Multimeter digital, osiloskop, pembilang frekuensi.Kawalan Perindustrian: Penunjuk proses, paparan pemasa, bacaan panel kawalan.Elektronik Pengguna: Paparan peralatan audio, kawalan perkakas.Peranti Perubatan: Monitor mudah alih, peralatan diagnostik.Pemasangan Semula Automotif: Tolok dan instrumentasi.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Litar Pemacu: Gunakan pemacu arus malar atau perintang had arus yang sesuai untuk setiap katod segmen. Pengiraan mesti mengambil kira voltan kehadapan (VF) dan arus yang dikehendaki (IF). Untuk operasi berkuasa rendah, pemacu pada 1-5mA per segmen adalah boleh dilaksanakan mengikut lembaran data.Pemultipleksan: Oleh kerana dua digit mempunyai anod sepunya berasingan, ia boleh dipemultipleks dengan mudah. Ini melibatkan mendayakan anod satu digit secara berurutan pada satu masa sambil membentangkan data segmen untuk digit itu pada talian katod. Pemultipleksan mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dan boleh menurunkan jumlah penggunaan kuasa.Sudut Pandangan: Sudut pandangan yang luas membolehkan pemasangan panel yang fleksibel.Pencocokan Kecerahan: Nyatakan pengkategorian keamatan jika kecerahan konsisten merentasi berbilang unit adalah kritikal untuk aplikasi.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi lama seperti LED GaAsP merah piawai, LTD-5721AJS berasaskan AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar pada arus yang sama atau kecerahan setara pada arus yang lebih rendah. Warna kuning memberikan kontras yang sangat baik terhadap latar belakang gelap dan sering dipilih untuk keterlihatan tingginya. Keupayaan arus rendah (sehingga 1mA) adalah pembeza utama daripada paparan yang memerlukan arus pemacu lebih tinggi, membolehkan jangka hayat bateri lebih lama dalam peranti mudah alih. Pengkategorian untuk keamatan bercahaya memberikan kelebihan dalam aplikasi yang memerlukan konsistensi visual berbanding paparan tanpa pengisihan sedemikian.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan mikropengawal 3.3V?J: Ya. Voltan kehadapan maksimum ialah 2.6V. Apabila menggunakan perintang had arus bersiri, bekalan 3.3V memberikan ruang kepala yang mencukupi (3.3V - 2.6V = 0.7V) untuk mengawal arus dengan boleh dipercayai.

S: Apakah tujuan \"Nisbah Pencocokan Keamatan Bercahaya\" 2:1?J: Nisbah ini (Iv-m) menunjukkan bahawa dalam satu peranti, keamatan bercahaya mana-mana segmen tidak akan kurang daripada separuh keamatan segmen paling terang. Ia memastikan keseragaman dalam satu digit.

S: Bagaimana saya menyambungkan ini untuk paparan anod sepunya?J: Sambungkan pin anod sepunya ke voltan bekalan positif anda (melalui transistor pemacu jika pemultipleksan). Sambungkan setiap pin katod segmen ke sink arus (cth., pin I/O mikropengawal dengan keupayaan arus mencukupi atau IC pemacu) yang menariknya rendah untuk menghidupkan segmen.

10. Kes Reka Bentuk Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk pembilang dua digit ringkas dikuasakan oleh bekalan 5V dan dikawal oleh mikropengawal. Pin I/O mikropengawal tidak boleh menyumber/menyerap arus mencukupi untuk LED. Oleh itu, IC pemacu seperti daftar anjakan 74HC595 atau pemacu LED khusus (cth., MAX7219) akan digunakan untuk menyerap arus untuk katod. Dua transistor NPN (cth., 2N3904) akan digunakan untuk menukar bekalan 5V ke anod sepunya (Digit 1 & 2) di bawah kawalan mikropengawal untuk pemultipleksan. Perintang had arus akan diletakkan pada talian katod. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF - Vce_sat) / IF. Andaikan Vcc=5V, VF=2.2V (tipikal), Vce_sat pemacu ~0.2V, dan IF dikehendaki=5mA: R = (5 - 2.2 - 0.2) / 0.005 = 520 Ohm. Perintang piawai 510 atau 560 Ohm akan sesuai. Perisian tegar mikropengawal akan berselang-seli antara mendayakan Digit 1 dan Digit 2 pada kadar pantas (cth., 100Hz setiap satu) sambil mengemas kini data segmen secara segerak, mencipta ilusi kedua-dua digit sentiasa menyala.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

Cip LED dalam paparan ini diperbuat daripada AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) yang ditumbuhkan secara epitaksial pada substrat Gallium Arsenide (GaAs) tidak lutsinar. Apabila voltan kehadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam AlInGaP, penggabungan semula ini membebaskan tenaga terutamanya dalam bentuk foton dalam spektrum kuning-jingga-merah (sekitar 587-590 nm untuk kuning). Substrat tidak lutsinar membantu mengarahkan lebih banyak cahaya yang dijana keluar dari bahagian atas cip, meningkatkan kecekapan kuantum luaran berbanding beberapa reka bentuk lama. Format tujuh segmen dicipta dengan meletakkan berbilang cip LED sedemikian (atau cip tunggal dengan berbilang simpang terpencil elektrik) dalam corak tujuh bar (segmen) dan satu titik perpuluhan. Dengan mengaktifkan segmen ini secara selektif, aksara numerik (0-9) dan beberapa huruf boleh dibentuk.

12. Trend Teknologi

Walaupun AlInGaP kekal sebagai teknologi dominan untuk LED merah, jingga, dan kuning berkecekapan tinggi, landskap teknologi paparan yang lebih luas sedang berkembang. Untuk aplikasi tujuh segmen, trend terus ke arah arus dan voltan operasi yang lebih rendah untuk menyokong peranti IoT dan boleh pakai kuasa ultra rendah. Terdapat juga pergerakan ke arah integrasi lebih tinggi, dengan paparan menggabungkan IC pemacu dan kadangkala mikropengawal ke dalam pakej yang sama, memudahkan reka bentuk. Dari segi bahan, walaupun AlInGaP matang, penyelidikan ke dalam LED perovskit dan semikonduktor novel lain mungkin menawarkan alternatif masa depan. Walau bagaimanapun, untuk aplikasi paparan penunjuk dan numerik piawai yang memerlukan kebolehpercayaan, titik warna khusus, dan keberkesanan kos, paparan berasaskan AlInGaP seperti LTD-5721AJS dijangka kekal lazim untuk masa terdekat.