Spesifikasi Teknikal Paparan LED LTD-2701JD - Ketinggian Digit 0.28 Inci - Hiper Merah - Voltan Kehadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-2701JD ialah modul paparan diod pemancar cahaya (LED) tujuh segmen dua digit. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan bacaan angka yang jelas dan mudah dibaca untuk pelbagai peranti dan peralatan elektronik. Teknologi teras menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan pancaran Hiper Merah, yang dicirikan oleh kecerahan tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik. Peranti ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Ia direka sebagai jenis katod sepunya, iaitu konfigurasi piawai untuk memudahkan litar pemacu multipleks dalam aplikasi berbilang digit.

1.1 Ciri Utama dan Kelebihan Teras

• Ketinggian Digit:0.28 inci (7.0 mm), menawarkan saiz yang seimbang untuk keterlihatan yang baik tanpa penggunaan ruang yang berlebihan.
• Keseragaman Segmen:Segmen yang berterusan dan seragam memastikan rupa aksara yang konsisten merentasi kedua-dua digit.
• Kecekapan Kuasa:Keperluan kuasa rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau peka tenaga.
• Prestasi Optik:Kecerahan tinggi dan nisbah kontras tinggi menyumbang kepada kebolehbacaan aksara yang sangat baik.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas membolehkan kebolehbacaan dari pelbagai kedudukan.
• Kebolehpercayaan:Pembinaan keadaan pepejal menawarkan jangka hayat operasi yang panjang dan rintangan terhadap kejutan dan getaran.
• Pembungkusan (Binning):Peranti dikategorikan (dibin) untuk keamatan bercahaya, membolehkan kecerahan yang sepadan dalam persediaan paparan berbilang.
• Pematuhan Alam Sekitar:Pakej bebas plumbum mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).

1.2 Pasaran Sasaran dan Aplikasi

Paparan ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik biasa. Kawasan aplikasi tipikal termasuk, tetapi tidak terhad kepada:

• Instrumen ujian dan pengukuran (multimeter, bekalan kuasa).
• Perkakas pengguna (ketuhar gelombang mikro, ketuhar, mesin basuh).
• Panel kawalan industri dan pemasa.
• Paparan status peralatan komunikasi.
• Aksesori pasaran sekunder automotif (contohnya, monitor voltan).
• Terminal titik jualan dan bacaan angka asas.

Perlu diambil perhatian khusus bahawa perundingan diperlukan untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan yang luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan, seperti dalam sistem penerbangan, perubatan, atau keselamatan kritikal.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif

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 maksimum. Melebihi ini boleh menyebabkan terlalu panas dan degradasi dipercepatkan cip LED.
• Arus Kehadapan Puncak per Segmen:90 mA dalam keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1 ms). Penarafan ini adalah untuk denyutan jangka pendek, bukan operasi berterusan.
• Arus Kehadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Arus ini mesti dikurangkan secara linear sebanyak 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan pelarian haba.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti boleh menahan ekstrem ini tetapi prestasi optik akan berbeza dengan suhu.
• Keadaan Pateri:260°C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah tempat duduk. Ini membimbing proses pateri gelombang atau aliran semula.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):200-600 µcd pada I_F=1mA. Julat luas ini menunjukkan kesan proses pembungkusan; pereka harus mengambil kira nilai minimum untuk pengiraan keterlihatan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):650 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana kuasa optik yang dipancarkan adalah paling besar.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):639 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia untuk sepadan dengan warna cahaya, dengan toleransi ±1 nm.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm. Ini mentakrifkan ketulenan spektrum; lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih monokromatik.
• Voltan Kehadapan per Cip (V_F):2.1V (Min), 2.6V (Tip) pada I_F=20mA, dengan toleransi ±0.1V. Ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar pemacu, terutamanya apabila multipleks berbilang digit, untuk memastikan arus yang konsisten.
• Arus Songsang (I_R):100 µA maksimum pada V_R=5V. Datasheet secara jelas memberi amaran bahawa voltan songsang adalah untuk tujuan ujian sahaja dan operasi bias songsang berterusan mesti dielakkan.
• Nisbah Pencocokan Keamatan Bercahaya:2:1 maksimum untuk kawasan cahaya yang serupa pada I_F=10mA. Ini menentukan variasi kecerahan maksimum yang dibenarkan antara segmen dalam satu paparan.
• Bunyi Silang:≤ 2.5%. Ini merujuk kepada pencahayaan yang tidak diingini bagi segmen yang tidak didorong disebabkan oleh kebocoran elektrik atau gandingan optik.

2.3 Penjelasan Sistem Pembungkusan (Binning)

Datasheet menyatakan produk ini \"Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya.\" Ini membayangkan proses pembungkusan di mana LED disusun berdasarkan keluaran cahaya yang diukur (dalam µcd) pada arus ujian piawai (mungkin 1mA atau 10mA). Menggunakan paparan dari bin keamatan yang sama dalam satu pemasangan sangat disyorkan untuk mengelakkan perbezaan kecerahan yang ketara (ketidakseragaman warna) antara unit bersebelahan. Pereka harus menentukan bin yang diperlukan atau bekerjasama dengan pembekal untuk memastikan konsistensi untuk aplikasi paparan berbilang.

3. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

3.1 Dimensi Pakej

Paparan ini mematuhi format pakej DIP (Dual In-line Package) lubang melalui piawai. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter (mm).
• Toleransi piawai ialah ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Toleransi anjing hujung pin ialah ±0.4 mm, penting untuk penjajaran lubang PCB.
• Kecacatan yang dibenarkan pada muka paparan: bahan asing pada segmen ≤10 mil, pencemaran dakwat ≤20 mil, buih dalam segmen ≤10 mil.
• Lenturan pemantul adalah terhad kepada ≤1% daripada panjangnya.

3.2 Sambungan Pin dan Pengenalpastian Polarity

Peranti ini mempunyai 10 pin dalam satu baris. Susunan pin adalah seperti berikut:

• Pin 1: Anod untuk segmen E
• Pin 2: Anod untuk segmen D
• Pin 3: Anod untuk segmen C
• Pin 4: Anod untuk segmen G (segmen tengah)
• Pin 5: Anod untuk Titik Perpuluhan (DP)
• Pin 6: Katod Sepunya untuk Digit 2 (digit kanan)
• Pin 7: Anod untuk segmen A
• Pin 8: Anod untuk segmen B
• Pin 9: Katod Sepunya untuk Digit 1 (digit kiri)
• Pin 10: Anod untuk segmen F

Penerangan \"Titik Perpuluhan Tangan Kanan\" mengesahkan titik perpuluhan dikaitkan dengan digit kanan. Konfigurasi katod sepunya bermaksud semua katod LED untuk satu digit disambungkan secara dalaman. Untuk menyala segmen, voltan positif mesti dikenakan pada pin anod masing-masing manakala pin katod sepunya digit yang sepadan ditarik ke tanah.

3.3 Gambarajah Litar Dalaman

Gambarajah dalaman menunjukkan dua set bebas tujuh LED (ditambah satu LED titik perpuluhan), setiap set berkongsi sambungan katod sepunya (Pin 6 dan 9). Struktur ini adalah asas untuk multipleks: dengan membolehkan satu katod (digit) pada satu masa secara berurutan dan mempersembahkan corak untuk digit tersebut pada talian anod, berbilang digit boleh dikawal dengan pin I/O yang lebih sedikit.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet merujuk kepada \"Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal.\" Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lengkung tipikal untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan kehadapan (V_F) dan arus kehadapan (I_F). Lengkung akan beralih dengan suhu.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan:Menunjukkan bahawa keluaran cahaya adalah lebih kurang linear dengan arus dalam satu julat, tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi dan merosot lebih cepat disebabkan haba.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan dalam keluaran cahaya apabila suhu simpang meningkat, menekankan keperluan untuk pengurusan haba dan pengurangan arus.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~650nm dan separuh lebar ~20nm.

Lengkung ini adalah penting untuk mereka bentuk pemacu yang memberikan kecerahan stabil merentasi julat suhu operasi yang dimaksudkan.

5. Garis Panduan Pateri, Pemasangan dan Penyimpanan

5.1 Pateri dan Pemasangan

• Ikuti profil pateri yang ditentukan (260°C selama 3 saat).
• Elakkan menggunakan alat atau kaedah yang tidak sesuai yang mengenakan daya tidak normal pada badan paparan.
• Jika filem hiasan digunakan, elakkan daripada bersentuhan langsung dengan panel hadapan/penutup, kerana daya luaran mungkin mengalihkannya.

5.2 Keadaan Penyimpanan

Penyimpanan yang betul adalah kritikal untuk mengelakkan pengoksidaan pin.

• Paparan LED Piawai (Lubang Melalui):Dalam pembungkusan asal. Suhu: 5°C hingga 30°C. Kelembapan: Di bawah 60% RH. Penyimpanan jangka panjang di luar keadaan ini mungkin memerlukan penyaduran semula pin yang teroksida. Jika beg penghalang kelembapan dibuka selama >6 bulan, pembakaran pada 60°C selama 48 jam disyorkan sebelum digunakan, dengan pemasangan dalam tempoh satu minggu.
• Paparan LED SMD (Nota untuk rujukan):Dalam beg tertutup: 5-30°C,<60% RH. Setelah dibuka: Keadaan yang sama, tetapi mesti digunakan dalam 168 jam (7 hari, MSL Tahap 3).

6. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi dan Langkah Berjaga-jaga

6.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

• Pemacu Arus Malar:Sangat disyorkan berbanding pemacu voltan malar untuk memastikan keamatan bercahaya yang konsisten tanpa mengira variasi V_Fantara segmen dan merentasi suhu.
• Had Arus:Litar mesti menghadkan arus dalam penarafan berterusan (25mA pada 25°C, dikurangkan). Melebihi ini menyebabkan degradasi cepat.
• Julat Voltan:Pemacu mesti menampung julat V_Fpenuh (lebih kurang 2.0V hingga 2.7V per segmen) untuk menyampaikan arus yang dimaksudkan.
• Perlindungan Voltan Songsang:Litar harus melindungi daripada voltan songsang atau transien semasa kitaran kuasa untuk mengelakkan penghijrahan logam dan peningkatan kebocoran.
• Pengurusan Haba:Pertimbangkan suhu ambien maksimum (T_a) untuk memilih arus operasi yang selamat. Penyingkiran haba mungkin diperlukan dalam persekitaran T_a environments.

tinggi.

• 6.2 Langkah Berjaga-jaga Alam Sekitar dan Pengendalian
• Elakkan perubahan suhu ambien yang cepat dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan kondensasi pada paparan.

Pilih paparan dari bin keamatan bercahaya yang sama apabila menggunakan dua atau lebih dalam satu pemasangan untuk memastikan kecerahan seragam.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

• Berbanding dengan teknologi LED GaAsP atau GaP yang lebih lama, AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang digunakan dalam LTD-2701JD menawarkan kelebihan yang ketara:Kecekapan & Kecerahan Lebih Tinggi:
• AlInGaP memberikan keberkesanan bercahaya yang unggul, menghasilkan kecerahan yang lebih tinggi untuk arus pemacu yang sama.Ketulenan Warna Lebih Baik:
• Pancaran Hiper Merah (dominan 639-650nm) adalah lebih tepu dan berbeza secara visual berbanding LED merah piawai.Kestabilan Suhu yang Lebih Baik:
• Walaupun semua LED kehilangan kecekapan dengan haba, AlInGaP secara amnya mempunyai pengekalan prestasi yang lebih baik berbanding bahan lama.

Reka bentuk katod sepunya dengan katod digit berasingan adalah pendekatan piawai tetapi berkesan untuk multipleks, membezakannya daripada jenis anod sepunya atau paparan dengan pengawal multipleks dalaman.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?_FJ: Tidak. Tanpa perintang pembatas arus, menyambung 5V terus ke anod berkemungkinan memusnahkan LED disebabkan arus berlebihan. Anda mesti menggunakan perintang siri atau, lebih baik, pemacu arus malar. Nilai perintang bergantung pada voltan bekalan anda, V_F.

LED, dan I yang dikehendaki.

S: Mengapakah pemacu arus malar disyorkan?_FJ: Kecerahan LED terutamanya adalah fungsi arus, bukan voltan. Voltan kehadapan (V

) boleh berbeza dari cip ke cip dan berkurangan dengan peningkatan suhu. Sumber arus malar memastikan kecerahan stabil dengan melaraskan voltan secara automatik untuk mengekalkan arus yang ditetapkan, mengimbangi variasi ini.

S: Apakah maksud \"Kitar Tugas 1/10, Lebar Denyut 0.1ms\" untuk penarafan Arus Puncak?

J: Ini bermakna anda boleh mendenyutkan LED secara ringkas sehingga 90mA, tetapi denyutan mestilah tidak lebih lebar daripada 0.1 milisaat, dan arus purata dari masa ke masa tidak boleh melebihi setara dengan kitar tugas 1/10 (contohnya, 0.1ms hidup, 0.9ms mati). Ini bukan untuk pencahayaan berterusan.

S: Bagaimanakah saya mengawal dua digit secara bebas?

J: Anda menggunakan multipleks. Dalam satu kitaran: 1) Tetapkan pin anod (1,2,3,4,5,7,8,10) kepada corak untuk Digit 1. 2) Tarik Pin Katod 9 (Digit 1) rendah (tanah) sambil mengekalkan Pin Katod 6 (Digit 2) tinggi (terputus). 3) Nyala untuk masa yang singkat (contohnya, 5ms). 4) Matikan Digit 1. 5) Tetapkan anod kepada corak untuk Digit 2. 6) Tarik Pin Katod 6 rendah dan Pin 9 tinggi. 7) Nyala. Ulangi kitaran ini dengan cepat (>60Hz) untuk mencipta ilusi kedua-dua digit menyala secara berterusan.

9. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

1. Kes: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter Digital Mudah (0-99V).Pemilihan Komponen:
2. LTD-2701JD dipilih untuk keupayaan 2 digit, kecerahan yang baik, dan pakej lubang melalui untuk prototaip.Litar Pemacu:
3. Mikropengawal (contohnya, ATmega328P) digunakan. Pin I/O-nya tidak boleh membekal/menerima arus yang mencukupi untuk semua segmen sekaligus. Oleh itu, skim multipleks dilaksanakan menggunakan dua transistor NPN (contohnya, 2N3904) untuk menerima arus katod untuk Digit 1 dan 2. Anod segmen disambungkan ke mikropengawal melalui perintang pembatas arus (contohnya, 150Ω untuk bekalan 5V, mensasarkan ~20mA per segmen: R = (5V - 2.6V) / 0.02A ≈ 120Ω, menggunakan 150Ω untuk keselamatan).Perisian:
4. Firmware membaca voltan melalui ADC, menukarnya kepada dua digit BCD, dan memacu paparan menggunakan gangguan pemasa untuk multipleks pada 100Hz.Pertimbangan:

Toleransi voltan kehadapan bermaksud kecerahan mungkin berbeza sedikit antara segmen. Menggunakan pemacu arus malar (seperti IC pemacu LED khusus) dan bukannya perintang akan meningkatkan keseragaman. Nasihat penyimpanan diikuti dengan memesan kuantiti kecil untuk mengelakkan inventori jangka panjang.

10. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod pemancar cahaya (LED) ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan kehadapan melebihi potensi terbina dalam simpang dikenakan, elektron dari rantau-n dan lubang dari rantau-p disuntik merentasi simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula dalam rantau aktif, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. AlInGaP mempunyai jurang jalur yang sepadan dengan cahaya merah. Dalam paparan tujuh segmen, berbilang cip LED individu dipasang dan diwayar untuk membentuk segmen piawai (A-G dan DP). Konfigurasi katod sepunya menyambungkan semua katod LED yang tergolong dalam satu digit secara dalaman.

11. Trend Teknologi

• Industri paparan LED terus berkembang. Walaupun paparan lubang melalui seperti LTD-2701JD kekal relevan untuk prototaip, pembaikan, dan aplikasi tertentu, trend yang lebih luas termasuk:Pengecilan & Dominasi SMD:
• Pakej peranti permukaan-pasang (SMD) menjadi piawai untuk pemasangan automatik, menawarkan saiz yang lebih kecil dan profil yang lebih rendah.Pengawal Bersepadu:
• Paparan dengan IC pemacu terbina dalam (seperti modul serasi MAX7219) memudahkan antara muka mikropengawal dengan mengendalikan multipleks dan penyahkodan secara dalaman.Bahan Kecekapan Lebih Tinggi:
• Pembangunan berterusan bahan seperti InGaN untuk biru/hijau dan AlInGaP yang diperbaiki serta LED putih penukar fosfor meningkatkan kecekapan (lumen per watt) lebih tinggi.Bentuk Fleksibel dan Novel:

Perkembangan dalam substrat fleksibel dan mikro-LED membolehkan bentuk paparan baharu dan ketumpatan ultra tinggi.