Dokumen Teknikal LTD-4708JS - Paparan LED Digit Berganda 0.4 Inci - AlInGaP Kuning - 2.6V Voltan Kehadapan

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-4708JS ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen digit berganda yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk mewakili dua digit (0-9) secara visual menggunakan segmen LED yang boleh dialamatkan secara individu. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan pancaran cahaya kuning. Sistem bahan ini terkenal dengan kecekapan tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik dalam spektrum kuning-oren-merah. Peranti ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan tanda segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dikategorikan berdasarkan keamatan bercahaya, memastikan tahap kecerahan yang konsisten merentasi kumpulan pengeluaran untuk penampilan seragam dalam aplikasi berbilang unit.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Pada arus ujian piawai 1 mA per segmen, purata keamatan bercahaya adalah antara minimum 200 μcd hingga nilai tipikal 650 μcd. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) biasanya 588 nm, dengan panjang gelombang dominan (λd) 587 nm, meletakkan output dengan kukuh dalam kawasan kuning spektrum cahaya nampak. Separuh lebar garisan spektrum (Δλ) ialah 15 nm, menunjukkan lebar jalur yang agak sempit dan ketepuan warna yang baik. Nisbah padanan keamatan bercahaya antara segmen ditetapkan pada maksimum 2:1, yang sangat penting untuk memastikan kecerahan seragam merentasi semua segmen satu digit.

2.2 Parameter Elektrik dan Terma

Secara elektrik, setiap segmen LED mempunyai voltan kehadapan (VF) antara 2.05V hingga 2.6V pada arus pacuan 20 mA. Penarafan mutlak maksimum menentukan had operasi: arus kehadapan berterusan per segmen ialah 25 mA pada 25°C, menyusut secara linear sebanyak 0.33 mA/°C apabila suhu ambien meningkat. Arus kehadapan puncak, yang dibenarkan dalam keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms), ialah 60 mA. Penyerakan kuasa maksimum per segmen ialah 70 mW. Peranti ini boleh menahan voltan songsang sehingga 5V per segmen, dengan arus songsang (IR) kurang daripada 100 μA pada voltan ini. Julat suhu operasi dan penyimpanan ditetapkan dari -35°C hingga +85°C, menunjukkan ketahanan untuk persekitaran industri dan pengguna.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Dokumen data menunjukkan peranti ini \"dikategorikan untuk keamatan bercahaya.\" Ini membayangkan proses pengkategorian atau pengisihan selepas pembuatan. LED biasanya diuji dan dikumpulkan (dikategorikan) berdasarkan parameter utama seperti keamatan bercahaya dan voltan kehadapan untuk memastikan konsistensi. Walaupun butiran kod kategori khusus tidak disediakan dalam petikan ini, sistem sedemikian membolehkan pereka memilih bahagian dengan kecerahan yang sangat sepadan, mengelakkan variasi ketara antara digit atau segmen dalam satu tatasusunan, yang sangat penting untuk keseragaman estetik dan fungsi dalam produk akhir.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data merujuk kepada \"Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal.\" Walaupun graf khusus tidak diperincikan dalam teks yang disediakan, lengkung sedemikian biasanya menggambarkan hubungan antara arus kehadapan (IF) dan keamatan bercahaya (IV), voltan kehadapan (VF) berbanding suhu, dan taburan sudut cahaya (corak sudut pandangan). Lengkung ini adalah penting untuk pereka memahami kelakuan bukan linear LED. Sebagai contoh, lengkung IV menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus tetapi mungkin tepu pada arus yang lebih tinggi. Lengkung penyusutan suhu adalah penting untuk reka bentuk pengurusan terma untuk memastikan jangka hayat panjang dan prestasi stabil.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi dan Garis Besar

Lukisan pakej (dirujuk tetapi tidak ditunjukkan secara terperinci) memberikan dimensi fizikal paparan. Spesifikasi utama ialah ketinggian digit 0.4 inci (10.0 mm). Semua dimensi diberikan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Maklumat ini adalah kritikal untuk reka bentuk tapak PCB dan memastikan paparan muat dengan betul dalam selongsong produk.

5.2 Konfigurasi Pin dan Polarity

Peranti ini mempunyai konfigurasi 10 pin. Ia menggunakan seni bina katod sepunya dupleks, bermaksud terdapat dua pin katod sepunya berasingan—satu untuk setiap digit (pin 4 dan 9). Anod untuk segmen A hingga G dan titik perpuluhan (D.P.) berada pada pin individu. Susunan pin khusus adalah: 1(C), 2(D.P.), 3(E), 4(Katod Digit 2), 5(D), 6(F), 7(G), 8(B), 9(Katod Digit 1), 10(A). Pengenalpastian pin katod dan anod yang betul adalah penting untuk mengelakkan kerosakan pincang songsang semasa pemasangan litar.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Penarafan mutlak maksimum termasuk parameter pateri kritikal: peranti boleh menahan suhu pateri maksimum 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur pada 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan. Garis panduan ini bertujuan untuk proses pateri gelombang atau pateri tangan. Untuk pateri aliran semula, profil dengan suhu puncak di bawah had ini dan kadar cerun terkawal harus digunakan. Pendedahan berpanjangan kepada suhu tinggi boleh merosakkan ikatan wayar dalaman, cip LED, atau pakej plastik.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan penunjuk angka padat dan berkuasa rendah. Kegunaan biasa termasuk panel instrumentasi (cth., multimeter, pembilang frekuensi), perkakas pengguna (ketuhar gelombang mikro, mesin basuh, termostat), bacaan kawalan industri, dan peranti elektronik mudah alih. Kecerahan tinggi dan sudut pandangan luas menjadikannya boleh dibaca dalam persekitaran malap dan terang.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Had Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap anod segmen atau talian katod sepunya untuk menetapkan kecerahan yang dikehendaki dan mengelakkan melebihi arus kehadapan berterusan maksimum. Nilai perintang dikira berdasarkan voltan bekalan (Vcc), voltan kehadapan LED (VF ~2.6V maks), dan arus kehadapan yang dikehendaki (cth., 10-20 mA).
Pemultipleksan:Seni bina katod sepunya adalah ideal untuk litar pacuan berbilang. Dengan mengaktifkan satu katod (digit) secara berurutan pada frekuensi tinggi (biasanya >100Hz) sambil membekalkan data segmen yang sesuai kepada anod, dua digit boleh dikawal dengan bilangan pin I/O yang berkurangan berbanding dengan pacuan statik. Ini juga mengurangkan purata penggunaan kuasa.
Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi mesti dipertimbangkan semasa reka bentuk mekanikal untuk menyelaraskan kon pandangan optimum paparan dengan garis penglihatan yang dijangkakan pengguna.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti LED GaAsP atau GaP piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus input yang sama. Warna kuning yang dihasilkan lebih tepu dan tulen. Berbanding dengan paparan digit tunggal, unit digit berganda ini menjimatkan ruang PCB dan memudahkan pemasangan. Pengkategorian (pengelasan) untuk keamatan bercahaya adalah pembeza utama dari bahagian yang tidak dikategorikan, menyediakan pereka dengan prestasi yang boleh diramalkan yang penting untuk produk gred profesional.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan untuk memacu segmen pada 15 mA dengan bekalan 5V?
J: Menggunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Dengan mengandaikan VF tipikal 2.3V, R = (5V - 2.3V) / 0.015A ≈ 180 Ω. Sentiasa gunakan VF maksimum dari dokumen data (2.6V) untuk reka bentuk konservatif: R = (5V - 2.6V) / 0.015A ≈ 160 Ω. Perintang piawai 150 Ω atau 180 Ω adalah sesuai, sambil memeriksa penyerakan kuasa sebenar dalam perintang.
S: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal?
J: Tidak. Pin mikropengawal biasanya tidak boleh membekal atau menyerap arus yang diperlukan (sehingga 25 mA per segmen, berpotensi lebih banyak untuk berbilang segmen pada satu digit). Anda mesti menggunakan pemacu transistor (untuk pensuisan katod sepunya) dan/atau IC pemacu LED khusus untuk menyediakan arus yang mencukupi dan melaksanakan pemultipleksan.
S: Apakah tujuan penarafan \"Arus Kehadapan Puncak\"?
J: Penarafan ini membenarkan denyutan arus ringkas yang lebih tinggi daripada penarafan DC, yang boleh digunakan dalam litar berbilang untuk mencapai kecerahan puncak yang lebih tinggi semasa masa ON yang singkat setiap digit. Purata arus dari masa ke masa masih mesti berada dalam had penarafan berterusan.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan untuk mereka bentuk pembilang dua digit mudah. Litar akan melibatkan mikropengawal yang menjana urutan kiraan. Dua transistor NPN (atau tatasusunan transistor dupleks) akan digunakan untuk menyerap arus melalui pin katod sepunya (Digit 1 & 2), dikawal oleh GPIO mikropengawal berasingan yang ditetapkan dalam mod lompang terbuka atau pengumpul terbuka. Tujuh anod segmen (A-G) akan disambungkan ke GPIO lain melalui perintang pembatas arus individu (cth., 150Ω). Perisian tegar akan melaksanakan pemultipleksan: hidupkan transistor untuk Digit 1, tetapkan GPIO untuk menyalakan segmen yang diperlukan untuk nilai digit pertama, tunggu beberapa milisaat, kemudian matikan Digit 1, hidupkan Digit 2, tetapkan segmen untuk nilai digit kedua, dan ulangi. Kitaran ini mewujudkan persepsi kedua-dua digit sentiasa menyala.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Peranti ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan kehadapan melebihi ambang diod (lebih kurang 2V untuk AlInGaP) dikenakan, elektron dari kawasan jenis-n dan lubang dari kawasan jenis-p disuntik ke dalam kawasan aktif. Penggabungan semula mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) cahaya tertentu ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor—AlInGaP dalam kes ini, yang direka untuk memancar dalam spektrum kuning. Setiap tujuh segmen (ditambah titik perpuluhan) mengandungi satu atau lebih cip LED kecil ini. Konfigurasi katod sepunya bermaksud katod (terminal negatif) semua LED dalam satu digit disambungkan secara dalaman, membolehkan keseluruhan digit diaktifkan atau dinyahaktifkan oleh satu suis.

12. Trend dan Konteks Teknologi

Teknologi AlInGaP mewakili kemajuan ketara berbanding bahan LED awal untuk cahaya merah, oren dan kuning. Ia menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik. Walaupun dokumen data ini adalah untuk komponen diskret, trend dalam teknologi paparan adalah ke arah integrasi yang lebih tinggi, seperti modul berbilang digit dengan pemacu terbina dalam dan antara muka bersiri (I2C, SPI). Tambahan pula, untuk penunjuk kuning, LED putih penukar fosfor atau LED berasaskan InGaN pancaran langsung yang meliputi spektrum lebih luas kadangkala digunakan. Walau bagaimanapun, untuk aplikasi yang memerlukan cahaya kuning tulen dan cekap dengan pacuan langsung mudah, AlInGaP kekal sebagai pilihan yang relevan dan boleh dipercayai. Prinsip pemultipleksan, pembatasan arus dan pengurusan terma yang dibincangkan di sini adalah asas dan terpakai kepada pelbagai teknologi paparan berasaskan LED.