Spesifikasi Teknikal Paparan LED LTD-4608JS - Ketinggian Digit 0.4 Inci - Kuning AlInGaP - Voltan Kehadapan 2.6V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-4608JS ialah modul paparan alfanumerik dua digit, tujuh segmen yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan nombor yang jelas dan terang. Fungsi utamanya ialah untuk mewakili dua digit (0-9) dan satu titik perpuluhan secara visual menggunakan segmen LED individu. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan pancaran cahaya kuning. Sistem bahan ini terkenal dengan kecekapan tinggi dan kecerahan yang sangat baik berbanding teknologi LED tradisional. Peranti ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan tanda segmen putih, yang meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dikategorikan berdasarkan keamatan bercahaya, membolehkan pemilihan yang konsisten dalam pengeluaran kelompok.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Paparan ini menawarkan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi. Keperluan kuasa rendahnya menjadikannya sesuai untuk peranti beroperasi bateri atau sensitif tenaga. Kecerahan dan kontras tinggi, ditambah dengan sudut pandangan yang luas, memastikan kebolehbacaan dari pelbagai perspektif, yang amat penting untuk elektronik pengguna, instrumentasi, dan panel kawalan industri. Kebolehpercayaan keadaan pepejal LED menjamin hayat operasi yang panjang dan ketahanan terhadap kejutan dan getaran, tidak seperti paparan mekanikal atau pendarfluor vakum. Segmen seragam yang berterusan memberikan penampilan watak estetik yang menyenangkan. Pasaran sasaran utama termasuk peranti elektronik mudah alih, peralatan ujian dan pengukuran, papan pemuka automotif (untuk penunjuk bukan kritikal), perkakas rumah, dan terminal titik jualan di mana paparan nombor yang jelas dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif yang terperinci tentang parameter elektrik dan optik utama yang dinyatakan dalam lembaran data, menerangkan kepentingannya untuk jurutera reka bentuk.

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi fotometrik adalah teras kepada fungsi paparan.Keamatan Bercahaya Purata (Iv)ditentukan dari 200 hingga 650 µcd pada arus kehadapan (IF) 1mA. Julat luas ini menunjukkan proses pengkategorian; pereka mesti mengambil kira variasi ini atau menentukan kategori yang lebih ketat untuk penampilan seragam merentasi pelbagai paparan.Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)ialah 588 nm, danPanjang Gelombang Dominan (λd)ialah 587 nm, kedua-duanya diukur pada IF=20mA. Nilai-nilai ini menentukan titik warna kuning.Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ)sebanyak 15 nm menunjukkan lebar jalur spektrum yang agak sempit, menghasilkan warna kuning yang tepu.Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (IV-m)maksimum 2:1 mentakrifkan variasi kecerahan yang dibenarkan antara segmen dalam satu peranti, yang mempengaruhi keseragaman keseluruhan.

2.2 Parameter Elektrik

Spesifikasi elektrik mentakrifkan had dan keadaan operasi.Voltan Kehadapan per Segmen (VF)mempunyai nilai tipikal 2.6V pada IF=20mA. Parameter ini adalah penting untuk mereka rangkaian perintang pembatas arus.Arus Songsang per Segmen (IR)adalah maksimum 100 µA pada VR=5V, menunjukkan arus bocor apabila LED terpincang songsang, yang biasanya boleh diabaikan dalam operasi biasa. Parameter ini mesti dipertimbangkan bersama dengan had maksimum mutlak untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai.

2.3 Had Maksimum Mutlak dan Terma

Had maksimum mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku.Arus Kehadapan Berterusan per Segmenialah 25 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadar 0.33 mA/°C. Ini bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus maksimum akan menjadi lebih kurang 25 mA - (0.33 mA/°C * (85-25)°C) = 5.2 mA.Arus Kehadapan Puncakialah 60 mA tetapi hanya dalam keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).Pelesapan Kuasa per Segmenialah 70 mW. Julat suhu operasi dan penyimpanan ialah -35°C hingga +85°C, mentakrifkan had persekitaran untuk penggunaan dan bukan operasi. Penarafan suhu pateri (maksimum 260°C selama 3 saat) adalah kritikal untuk proses pemasangan PCB.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Lembaran data menunjukkan bahawa peranti ini "dikategorikan untuk keamatan bercahaya." Ini membayangkan proses pengkategorian atau pengisihan selepas pembuatan. Walaupun kod kategori khusus tidak disediakan dalam dokumen ini, pengkategorian tipikal untuk paparan sedemikian melibatkan pengisihan unit berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada arus ujian piawai (contohnya, 1mA, seperti yang ditunjukkan dalam ciri-ciri). Ini memastikan pereka yang mendapatkan berbilang unit boleh mencapai tahap kecerahan yang konsisten merentasi produk mereka. Jurutera harus merujuk kepada pengeluar untuk spesifikasi pengkategorian terperinci atau data khusus lot jika keseragaman adalah keperluan reka bentuk kritikal.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal." Walaupun graf khusus tidak diterangkan secara terperinci dalam teks yang disediakan, lengkung piawai untuk LED sedemikian biasanya termasuk:

• Lengkung IV (Arus vs. Voltan Kehadapan):Menunjukkan hubungan eksponen, membantu menentukan rintangan dinamik dan penurunan voltan tepat pada pelbagai arus operasi.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan (Iv-IF):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi, membantu dalam penentukuran kecerahan dan pengiraan kecekapan.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien (Iv-Ta):Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, yang penting untuk mereka aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, mengesahkan panjang gelombang puncak dan dominan serta bentuk spektrum pancaran.

Lengkung-lengkung ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti dalam keadaan bukan piawai dan untuk mengoptimumkan litar pemacu untuk prestasi dan jangka hayat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Pakej peranti ditakrifkan oleh lukisan dimensi terperinci (dalam milimeter). Ciri utama termasuk keseluruhan tapak, ketinggian paparan, jarak antara dua digit, dan lokasi serta diameter lubang atau pin pemasangan. Gambar rajah sambungan pin adalah penting: ia adalah konfigurasi 10 pin dengan dua anod sepunya (satu untuk setiap digit) dan katod individu untuk segmen A-G dan titik perpuluhan (D.P.). Gambar rajah litar dalaman menunjukkan susunan berbilang: semua segmen sepadan (contohnya, semua segmen 'A') antara dua digit disambungkan secara dalaman kepada satu pin katod tunggal. Anod setiap digit dikawal secara berasingan (Pin 9 untuk Digit 1, Pin 4 untuk Digit 2). Reka bentuk berbilang ini mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dari 15 (7 segmen + DP per digit, ditambah dua tanah) kepada 10, memudahkan litar antara muka.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pertimbangan pemasangan utama ialah proses pateri. Had maksimum mutlak menentukan bahawa suhu pateri tidak boleh melebihi 260°C selama maksimum 3 saat, diukur pada 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan. Ini adalah penarafan piawai untuk pateri gelombang atau pateri tangan. Untuk pateri alir semula, profil bebas plumbum piawai dengan suhu puncak di bawah 260°C harus digunakan, memastikan masa di atas likuidus dikawal untuk mengurangkan tekanan terma pada cip LED dan pakej plastik. Pengendalian yang betul untuk mengelakkan nyahcas elektrostatik (ESD) adalah disyorkan, walaupun lembaran data tidak menyatakan penarafan ESD. Penyimpanan harus berada dalam julat suhu yang ditentukan (-35°C hingga +85°C) dalam persekitaran kelembapan rendah untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa alir semula.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sangat sesuai untuk sebarang aplikasi yang memerlukan bacaan nombor dua digit yang padat dan terang. Contoh termasuk: multimeter digital, bekalan kuasa bangku, pembilang frekuensi, paparan jam (minit/saat), papan mata, pembilang barisan pengeluaran, dan penunjuk status pada peralatan rangkaian atau audio. Warna kuningnya sering dipilih untuk penunjuk amaran atau untuk memberikan kontras visual yang berbeza berbanding paparan lain.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu:Gunakan litar pemacu berbilang. Setiap digit diterangi secara bergilir pada frekuensi tinggi (biasanya >100Hz) untuk mencipta persepsi kedua-dua digit menyala secara berterusan. Ini memerlukan pin GPIO mikropengawal atau IC pemacu paparan khusus (seperti penyahkod 7447 atau MAX7219) yang mampu menyerap arus segmen dan membekalkan arus anod digit.
• Pembatasan Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap talian katod (segmen) atau disepadukan ke dalam pemacu. Nilai perintang dikira sebagai R = (Vcc - VF) / IF, di mana VF ialah voltan kehadapan (gunakan nilai maks untuk pengiraan arus kes terburuk), Vcc ialah voltan bekalan, dan IF ialah arus kehadapan yang dikehendaki (tidak melebihi penarafan berterusan).
• Kawalan Kecerahan:Kecerahan purata boleh dikawal dengan melaraskan arus IF atau dengan menggunakan modulasi lebar denyut (PWM) pada isyarat pemacu.
• Sudut Pandangan:Letakkan paparan dengan mengambil kira sudut pandangannya yang luas untuk memastikan kebolehlihatan untuk pengguna akhir.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi paparan lain, paparan LED AlInGaP ini menawarkan kelebihan yang berbeza. BerbandingLED merah GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida) yang lebih lama, AlInGaP memberikan kecekapan bercahaya dan kecerahan yang jauh lebih tinggi untuk arus yang sama, dan kestabilan suhu yang lebih baik. Berbanding denganmodul LCD (Paparan Hablur Cecair), ia tidak memerlukan lampu latar, menawarkan sudut pandangan yang lebih luas, beroperasi lebih pantas dalam suhu sejuk, dan lebih teguh secara mekanikal. Pertukaran utama ialah penggunaan kuasa yang lebih tinggi apabila memaparkan banyak segmen berbanding LCD. Dalam pasaran paparan segmen LED, pembeza utama ialah ketinggian digit khusus 0.4 inci, warna kuning AlInGaP, konfigurasi anod sepunya dupleks, dan keamatan bercahaya terkategori yang memastikan konsistensi kualiti.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bagaimana saya menyambungkan paparan ini kepada mikropengawal?

A: Anda memerlukan sekurang-kurangnya 10 pin GPIO. Sambungkan pin anod sepunya (4 & 9) kepada pin mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai output ditetapkan TINGGI untuk mendayakan digit. Sambungkan pin katod segmen (1,2,3,5,6,7,8,10) kepada pin yang dikonfigurasikan sebagai output ditetapkan RENDAH untuk menghidupkan segmen. Anda mesti berbilang dengan cepat mendayakan satu digit, menetapkan segmennya, kemudian bertukar kepada digit lain. Menggunakan IC pemacu khusus sangat disyorkan untuk mengurangkan beban MCU.

S: Mengapakah arus kehadapan dinyahkadar dengan suhu?

A: Apabila suhu meningkat, kecekapan dalaman LED menurun, dan lebih banyak kuasa elektrik ditukar kepada haba dan bukannya cahaya. Haba ini, jika tidak diuruskan, boleh meningkatkan suhu simpang lebih jauh, membawa kepada degradasi dipercepatkan atau kegagalan. Penyahkadaran arus menghadkan haba yang dihasilkan, mengekalkan suhu simpang dalam had selamat.

S: Apakah maksud "Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya 2:1"?

A: Ia bermakna dalam satu unit paparan, kecerahan segmen paling malap tidak akan kurang daripada separuh kecerahan segmen paling terang. Nisbah 1:1 akan menjadi keseragaman sempurna; 2:1 adalah spesifikasi biasa yang memastikan konsistensi visual yang boleh diterima.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Pembilang Dua Digit Mudah.Matlamatnya ialah mengira dari 00 hingga 99. Mikropengawal kos rendah (contohnya, ATtiny) menjana isyarat kawalan. Litar menggunakan lapan perintang pembatas arus 180Ω (satu per katod segmen, dikira untuk bekalan 5V, VF=2.6V, IF~13mA). Dua transistor NPN (contohnya, 2N3904) digunakan sebagai suis sisi tinggi untuk pin anod sepunya, dikawal oleh dua lagi pin MCU. Perisian tegar melaksanakan gangguan pemasa pada 2ms. Dalam rutin perkhidmatan gangguan, ia menyahdayakan digit yang sedang dipaparkan, mengemas kini corak segmen untuk digit seterusnya berdasarkan nilai kiraan, mendayakan transistor untuk digit itu, dan kemudian keluar. Gelung utama menambah pembolehubah kiraan setiap saat. Reka bentuk ini menggunakan sumber MCU dengan cekap dan menyediakan paparan yang stabil dan bebas kelip.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Peranti ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan kehadapan melebihi voltan hidup diod (lebih kurang 2.05-2.6V) dikenakan merentasi segmen (dari anod sepunya ke katod khususnya), elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau AlInGaP aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton, menghasilkan cahaya kuning dengan panjang gelombang berpusat sekitar 588 nm. Tujuh segmen (A hingga G) adalah cip LED individu yang disusun dalam corak "8". Dengan mendayakan gabungan segmen ini secara selektif, semua digit nombor dari 0 hingga 9 boleh dibentuk. Konfigurasi anod sepunya dupleks bermaksud semua LED untuk satu digit berkongsi sambungan voltan positif sepunya, yang ditukar untuk mendayakan digit itu semasa berbilang.

12. Trend dan Perkembangan Teknologi

Walaupun peranti khusus ini menggunakan teknologi AlInGaP yang mantap, bidang paparan LED yang lebih luas terus berkembang. Trend termasuk penggunaan bahan yang lebih cekap seperti InGaN (Indium Gallium Nitrida) untuk gamut warna yang lebih luas, walaupun AlInGaP kekal dominan untuk merah, jingga, dan kuning. Terdapat pergerakan ke arah modul berbilang digit berketumpatan lebih tinggi dan paparan dengan pemacu dan pengawal bersepadu ("paparan pintar") untuk memudahkan reka bentuk sistem. Pengecilan adalah trend lain, dengan ketinggian digit lebih kecil tersedia untuk peranti mudah alih. Tambahan pula, kemajuan dalam pembungkusan bertujuan untuk meningkatkan pengurusan terma, membolehkan kecerahan lebih tinggi pada tahap arus tertentu atau peningkatan jangka hayat. Prinsip berbilang asas kekal piawai kerana kecekapannya dalam pengurangan pin.