Dokumen Teknikal Paparan LED LTD-4708JG - Ketinggian Digit 0.4 Inci - AlInGaP Hijau - Voltan Kehadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-4708JG ialah modul paparan alfanumerik dua digit, tujuh segmen yang direka untuk aplikasi yang memerlukan paparan nombor yang jelas dan terang. Fungsi utamanya ialah untuk mewakili dua digit (0-9) secara visual menggunakan segmen LED yang boleh dialamatkan secara individu. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang ditumbuhkan pada substrat GaAs tidak lutsinar, yang terkenal dengan penghasilan pancaran cahaya hijau yang cekap. Peranti ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan tanda segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan.

Paparan ini dikategorikan sebagai jenis katod sepunya, bermakna katod LED untuk setiap digit disambungkan bersama secara dalaman. Konfigurasi ini memudahkan pemultipleksan dalam litar pemacu, membolehkan kawalan berbilang digit dengan bilangan pin I/O mikropengawal yang dikurangkan. Kelebihan utamanya termasuk penampilan aksara yang sangat baik disebabkan oleh segmen seragam berterusan, kecerahan dan kontras tinggi, sudut pandangan luas untuk keterlihatan dari kedudukan berbeza, dan kebolehpercayaan keadaan pepejal yang wujud dalam teknologi LED. Pakej ini mematuhi arahan RoHS, iaitu bebas plumbum.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri Fotometrik & Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Pada arus ujian piawai 1mA per segmen, keamatan bercahaya purata berjulat dari minimum 320 µcd hingga nilai tipikal 850 µcd. Parameter ini mentakrifkan kecerahan yang dirasai. Panjang gelombang dominan (λd) ditetapkan pada 572 nm, meletakkan pancaran dengan tegas dalam kawasan hijau spektrum cahaya nampak. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) ialah 571 nm, dengan separuh lebar garis spektrum (Δλ) 15 nm, menunjukkan warna hijau yang agak tulen dan tepu. Padanan keamatan bercahaya antara segmen dalam kawasan cahaya yang serupa dijamin dalam nisbah 2:1, memastikan kecerahan seragam merentasi aksara yang dipaparkan. Silang-bicara, iaitu pencahayaan segmen tidak terpilih yang tidak diingini, ditetapkan ≤ 2.5%.

2.2 Ciri Elektrik

Parameter elektrik mentakrifkan batas dan keadaan operasi untuk peranti. Voltan kehadapan (VF) per segmen biasanya 2.6V dengan maksimum 2.6V pada arus kehadapan (IF) 1mA. Nilai ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus. Kadar mutlak maksimum menetapkan had keras: arus kehadapan berterusan per segmen ialah 25 mA, menyusut linear sebanyak 0.28 mA/°C melebihi suhu ambien 25°C. Arus kehadapan puncak 60 mA dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (1/10 kitaran tugas, lebar denyut 0.1ms). Voltan songsang maksimum per segmen ialah 5V, bertujuan hanya untuk menguji arus songsang (IR, maks 100 µA pada VR=5V) dan bukan untuk operasi berterusan. Penyerakan kuasa maksimum per segmen ialah 70 mW.

3. Maklumat Mekanikal & Pakej

Paparan ini mempunyai ketinggian digit 0.4 inci (10.0 mm). Dimensi pakej disediakan dalam lukisan terperinci. Nota mekanikal utama termasuk: semua dimensi dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm; toleransi anjungan hujung pin ialah ±0.4 mm; diameter lubang PCB yang disyorkan ialah 1.0 mm. Spesifikasi kosmetik juga ditakrifkan, mengehadkan bahan asing pada segmen kepada ≤10 mils, pencemaran dakwat permukaan kepada ≤20 mils, lenturan kepada ≤1/100, dan buih dalam segmen kepada ≤10 mils.

4. Konfigurasi Pin & Litar Dalaman

Peranti ini mempunyai konfigurasi 10 pin. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan dua nod katod sepunya, satu untuk setiap digit (Digit 1 dan Digit 2). Anod untuk segmen A hingga G dan titik perpuluhan (D.P.) dibawa keluar ke pin individu. Penugasan pin khusus ialah: 1 (Anod C), 2 (Anod D.P.), 3 (Anod E), 4 (Katod Sepunya Digit 2), 5 (Anod D), 6 (Anod F), 7 (Anod G), 8 (Anod B), 9 (Katod Sepunya Digit 1), 10 (Anod A). Susunan ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu luaran.

5. Kadar Mutlak Maksimum & Keadaan Operasi

Pematuhan ketat kepada kadar ini adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan kekal. Peranti boleh beroperasi dalam julat suhu ambien -35°C hingga +105°C dan boleh disimpan dalam julat yang sama. Untuk pematerian semasa pemasangan, keadaan 260°C selama 3 saat pada 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah duduk ditetapkan. Melebihi kadar suhu maksimum semasa pemasangan mesti dielakkan.

6. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data merujuk kepada lengkung ciri elektrik/optik tipikal. Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lengkung sedemikian biasanya menggambarkan hubungan antara arus kehadapan (IF) dan keamatan bercahaya (IV), menunjukkan bagaimana kecerahan meningkat dengan arus sehingga kadar maksimum. Ia juga mungkin menunjukkan voltan kehadapan (VF) berbanding arus dan variasi keamatan bercahaya dengan suhu ambien. Lengkung ini adalah penting untuk pereka mengoptimumkan arus pemacu untuk kecerahan yang dikehendaki sambil mengekalkan kecekapan dan jangka hayat, dan untuk memahami penyusutan prestasi pada suhu tinggi.

7. Cadangan Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan penunjuk nombor padat, terang dan boleh dipercayai. Kegunaan biasa termasuk peralatan ujian dan pengukuran (multimeter, pembilang frekuensi), panel kawalan perindustrian, perkakas pengguna (ketuhar gelombang mikro, ketuhar, mesin basuh), bacaan papan pemuka automotif (untuk aksesori selepas pasaran), dan terminal titik jualan. Kecerahan tinggi dan sudut pandangan luasnya menjadikannya sesuai untuk persekitaran dengan cahaya ambien tinggi.

7.2 Garis Panduan Reka Bentuk

Apabila mengintegrasikan paparan ini, beberapa faktor mesti dipertimbangkan.Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap talian anod atau katod untuk menetapkan arus kehadapan per segmen, biasanya antara 1-20 mA bergantung pada kecerahan yang diperlukan dan belanjawan kuasa. Nilai perintang boleh dikira menggunakan R = (Vcc - VF) / IF, di mana VF ialah voltan kehadapan tipikal.Pemultipleksan:Untuk paparan katod sepunya dua digit, skim pemacu pemultipleksan adalah paling cekap. Ini melibatkan membolehkan katod sepunya satu digit pada satu masa (melalui suis transistor) sambil menggunakan corak anod yang betul untuk segmen digit yang dikehendaki. Kadar segar semula mestilah cukup tinggi (biasanya >60 Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan.Susun Atur PCB:Ikuti saiz lubang yang disyorkan 1.0 mm untuk pematerian yang boleh dipercayai. Pastikan lebar surih yang mencukupi untuk arus segmen.Sudut Pandangan:Letakkan paparan dengan mempertimbangkan sudut pandangan yang ditetapkan untuk memastikan keterlihatan optimum untuk pengguna akhir.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti LED hijau GaP (Gallium Fosfida) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pemacu yang sama. Penggunaan substrat GaAs tidak lutsinar meningkatkan kontras dengan mengurangkan penyebaran cahaya dalaman. Muka kelabu dengan segmen putih adalah pilihan reka bentuk yang meningkatkan kontras berbanding muka semua hitam atau semua kelabu. Sebagai pakej tujuh segmen khusus, ia menawarkan penyelesaian yang lebih bersepadu dan kukuh secara mekanikal berbanding menggunakan LED diskret untuk membentuk digit, menjimatkan masa pemasangan dan memastikan penjajaran segmen yang konsisten.

9. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah tujuan konfigurasi katod sepunya?

J: Ia memudahkan reka bentuk litar untuk memultipleks berbilang digit. Daripada memerlukan sambungan bumi berasingan untuk setiap 14+ segmen per digit, anda hanya memerlukan satu per digit, mengurangkan bilangan talian pemacu yang diperlukan dengan ketara.

S: Bagaimana saya mengira nilai perintang pembatas arus?

J: Gunakan Hukum Ohm: R = (Voltan Bekalan - Voltan Kehadapan LED) / Arus Kehadapan yang Dikehendaki. Untuk bekalan 5V, VF 2.6V, dan IF yang dikehendaki 10mA: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ohm. Sentiasa gunakan nilai piawai terdekat dan sahkan kadar kuasa.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan sumber voltan malar tanpa pembatas arus?

J: Tidak. LED adalah peranti berasaskan arus. Voltan kehadapan mereka mempunyai toleransi dan berkurangan dengan suhu. Menyambung terus ke sumber voltan melebihi VF akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, berpotensi memusnahkan segmen. Perintang siri atau pemacu arus malar adalah penting.

S: Apakah maksud \"dikategorikan untuk keamatan bercahaya\"?

J: Ia menunjukkan bahawa peranti disusun atau dikelaskan berdasarkan keluaran bercahaya yang diukur. Ini membolehkan pereka memilih bahagian dengan tahap kecerahan yang konsisten untuk aplikasi mereka, yang penting untuk paparan berbilang digit di mana keseragaman adalah penting.

10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk pembilang dua digit mudah menggunakan mikropengawal. Mikropengawal akan mempunyai 8 pin I/O disambungkan ke anod segmen (A-G dan DP) melalui perintang pembatas arus. Dua pin I/O tambahan akan mengawal transistor NPN (atau suis serupa) yang disambungkan ke dua pin katod sepunya (Digit 1 dan Digit 2). Perisian tegar akan melaksanakan rutin pemultipleksan: hidupkan transistor untuk Digit 1, keluarkan corak segmen untuk nilai digit pertama pada port anod, tunggu selang pendek (cth., 5ms), kemudian matikan transistor Digit 1. Seterusnya, hidupkan transistor untuk Digit 2, keluarkan corak segmen untuk digit kedua, tunggu, dan matikannya. Kitaran ini berulang secara berterusan. Masa mesti memastikan arus puncak per segmen tidak dilebihi dan arus purata memenuhi kecerahan yang dikehendaki.

11. Prinsip Operasi

Peranti ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan pincang kehadapan melebihi voltan hidup diod (lebih kurang 2.05-2.6V untuk bahan AlInGaP ini) dikenakan, elektron dari kawasan jenis-n dan lubang dari kawasan jenis-p disuntik ke kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam LED AlInGaP, penggabungan semula ini membebaskan tenaga terutamanya dalam bentuk foton dengan panjang gelombang sepadan dengan cahaya hijau (sekitar 572 nm). Komposisi aloi khusus Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida menentukan tenaga jurang jalur dan seterusnya warna cahaya yang dipancarkan. Struktur tujuh segmen dibentuk dengan membentuk corak berbilang cip LED sedemikian pada substrat dan menyambungkannya dengan wayar ikatan ke pin luaran.

12. Trend Teknologi

Walaupun paparan LED tujuh segmen kekal sebagai penyelesaian kukuh dan kos efektif untuk bacaan nombor, landskap teknologi paparan yang lebih luas sedang berkembang. Terdapat trend umum ke arah integrasi yang lebih tinggi, seperti paparan dengan pemacu IC terbina dalam (cth., modul serasi TM1637) yang berkomunikasi melalui protokol bersiri mudah (I2C, SPI), mengurangkan beban sumber mikropengawal. Dari segi bahan, walaupun AlInGaP sangat cekap untuk merah, oren, ambar, dan hijau, teknologi InGaN (Indium Gallium Nitrida) mendominasi untuk LED biru, hijau, dan putih berkecerahan tinggi. Untuk aplikasi yang memerlukan keupayaan alfanumerik atau grafik, paparan LED matriks titik atau OLED semakin biasa. Walau bagaimanapun, untuk penunjuk nombor mudah, terang, kuasa rendah dalam persekitaran keras, paparan LED tujuh segmen diskret seperti LTD-4708JG terus menawarkan gabungan kebolehpercayaan, kesederhanaan, dan prestasi yang tiada tandingannya.