Lembaran Data Paparan LED LTD-5250JD - Ketinggian Digit 0.52 Inci - Warna Merah Hiper - Voltan Hadapan 2.6V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-5250JD 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 elektronik dan instrumentasi. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan pancaran merah hiper. Peranti ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan tanda segmen putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dikategorikan berdasarkan keamatan cahaya, memastikan konsistensi tahap kecerahan untuk aplikasi kelompok.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Paparan ini menawarkan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi industri, pengguna, dan instrumentasi. Keperluan kuasa rendahnya menjadikannya cekap tenaga, manakala kecerahan tinggi dan nisbah kontras yang sangat baik memastikan keterlihatan dari sudut pandangan yang luas. Pembinaan keadaan pepejal memberikan kebolehpercayaan semula jadi dan jangka hayat operasi yang panjang berbanding teknologi paparan lain. Segmen seragam berterusan menyumbang kepada penampilan aksara yang menyenangkan dan profesional. Gabungan ciri-ciri ini menyasarkan aplikasi seperti peralatan ujian, terminal jualan, panel kawalan industri, paparan jam, dan mana-mana peranti yang memerlukan bacaan angka yang terang dan boleh dipercayai.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang parameter teknikal utama peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Pancaran utama adalah dalam spektrum merah hiper.

• Keamatan Cahaya (I_V):Keamatan cahaya purata per segmen ditentukan dengan minimum 320 µcd, nilai tipikal 700 µcd, dan tiada maksimum dinyatakan di bawah keadaan ujian I_F= 1mA. Parameter ini adalah penting untuk menentukan kecerahan paparan dalam aplikasi akhir. Nisbah padanan antara segmen ditentukan sebagai maksimum 2:1, yang mentakrifkan variasi yang dibenarkan dalam kecerahan antara segmen berbeza bagi digit yang sama.
• Ciri-ciri Panjang Gelombang:Peranti ini mempunyai panjang gelombang pancaran puncak (λ_p) 650 nm (nanometer) dan panjang gelombang dominan (λ_d) 639 nm, kedua-duanya diukur pada I_F= 20mA. Separuh lebar garis spektrum (Δλ) ialah 20 nm. Nilai-nilai ini mentakrifkan dengan tepat titik warna output "merah hiper", iaitu warna merah yang dalam dan tepu.

2.2 Parameter Elektrik

Memahami had dan titik operasi elektrik adalah penting untuk reka bentuk litar yang selamat dan boleh dipercayai.

• Penarafan Maksimum Mutlak:Ini adalah had tekanan yang tidak boleh dilampaui dalam apa jua keadaan. Had utama termasuk: Penyerakan kuasa per segmen (70 mW), arus hadapan puncak per segmen (90 mA pada kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms), dan arus hadapan berterusan per segmen (25 mA pada 25°C, menyusut linear pada 0.33 mA/°C). Voltan songsang maksimum per segmen ialah 5V.
• Voltan Hadapan (V_F):Susutan voltan merentasi segmen yang menyala biasanya 2.6V, dengan julat dari 2.1V hingga maksimum, apabila didorong pada 20mA. Nilai ini diperlukan untuk mengira nilai perintang pembatas arus dan keperluan bekalan kuasa.
• Arus Songsang (I_R):Arus bocor maksimum apabila pincang songsang 5V dikenakan ialah 100 µA.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Prestasi peranti ditentukan dalam had persekitaran yang ditakrifkan.

• Julat Suhu Operasi:Paparan ini dinilai untuk operasi berterusan dari suhu ambien -35°C hingga +85°C (T_a).
• Julat Suhu Penyimpanan:Ia boleh disimpan dalam keadaan tidak beroperasi dari -35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Untuk pemasangan, suhu pateri maksimum yang dibenarkan ialah 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan komponen. Ini adalah kritikal untuk proses pateri gelombang atau reflow.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Lembaran data menunjukkan peranti "dikategorikan untuk keamatan cahaya." Ini membayangkan proses pengkategorian atau pengisihan selepas pembuatan.

• Pengkategorian Keamatan Cahaya:LED diuji dan dikumpulkan (dikategorikan) berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai (mungkin 1mA atau 20mA). Peranti dalam kategori yang sama akan mempunyai kecerahan yang sangat serupa, memastikan keseragaman visual apabila berbilang paparan digunakan dalam satu produk. Nisbah padanan keamatan cahaya 2:1 adalah jaminan prestasi dalam satu peranti.
• Pengkategorian Panjang Gelombang:Walaupun tidak diterangkan secara terperinci dalam kandungan yang diberikan, LED AlInGaP selalunya juga dikategorikan mengikut panjang gelombang dominan atau puncak untuk memastikan output warna yang konsisten. Panjang gelombang dominan 639 nm yang ditentukan mungkin mewakili nilai sasaran atau nominal untuk produk ini.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk "Lengkung Ciri Elektrik/Optik Tipikal." Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, lengkung piawai untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Graf ini menunjukkan hubungan antara arus hadapan (I_F) dan voltan hadapan (V_F). Ia adalah tidak linear, dengan voltan "lutut" ciri (sekitar tipikal 2.6V) di mana arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan kecil. Lengkung ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu.
• Keamatan Cahaya vs. Arus Hadapan:Lengkung ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pemacu. Ia secara amnya linear dalam julat yang luas tetapi mungkin tepu pada arus yang sangat tinggi. Ia membantu pereka memilih arus operasi untuk mencapai kecerahan yang dikehendaki sambil mempertimbangkan kecekapan dan haba.
• Keamatan Cahaya vs. Suhu Ambien:Lengkung ini menggambarkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. LED AlInGaP menunjukkan kurang pemadaman terma berbanding beberapa bahan lain, tetapi output masih biasanya menurun. Ini adalah kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Graf yang menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 650 nm dengan separuh lebar yang ditakrifkan 20 nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Pembinaan fizikal mentakrifkan bagaimana peranti disepadukan ke dalam produk.

5.1 Dimensi dan Lukisan Garis Besar

Lukisan pakej dirujuk. Spesifikasi utama ialah ketinggian digit 0.52 inci (13.2 mm). Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Jejak tepat dan dimensi keseluruhan akan diambil dari lukisan yang dirujuk untuk susun atur PCB.

5.2 Sambungan Pin dan Polarity

Peranti ini mempunyai konfigurasi 18 pin dan menggunakan topologi litaranod sepunya. Ini bermakna anod (terminal positif) untuk semua segmen satu digit disambungkan bersama secara dalaman. Katod setiap segmen (terminal negatif) dibawa keluar ke pin berasingan, dan terdapat pin anod sepunya berasingan untuk setiap satu daripada dua digit (Digit 1 dan Digit 2). Jadual pinout memberikan peta lengkap, menentukan pin mana mengawal setiap segmen (A-G dan titik perpuluhan) untuk setiap digit. Pengenalpastian pin 1 yang betul adalah penting untuk orientasi yang betul.

5.3 Gambarajah Litar Dalaman

Gambarajah yang dirujuk mewakili secara visual struktur anod sepunya, menunjukkan dua nod anod sepunya bebas (satu per digit) dan katod individu untuk tujuh segmen dan titik perpuluhan setiap digit. Ini menjelaskan seni bina elektrik untuk pemultipleksan atau pemacu langsung.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul memastikan kebolehpercayaan dan mencegah kerosakan semasa pembuatan.

• Parameter Pateri Reflow:Patuhi dengan ketat penarafan maksimum: suhu puncak 260°C tidak lebih daripada 3 saat, diukur pada titik yang ditentukan di bawah pakej. Profil reflow bebas plumbum piawai harus digunakan dengan kadar pemanasan dan penyejukan yang sesuai untuk mengurangkan tekanan terma.
• Langkah Berjaga-jaga:Elakkan tekanan mekanikal pada pin. Pastikan peranti disimpan dalam persekitaran kering, anti-statik sebelum digunakan. Bersihkan PCB dari sebarang sisa fluks yang boleh menjejaskan kejelasan optik atau menyebabkan kakisan.
• Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam julat suhu yang ditentukan (-35°C hingga +85°C) dalam persekitaran kelembapan rendah. Beg penghalang lembapan asal disyorkan untuk penyimpanan jangka panjang.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sesuai untuk sebarang aplikasi yang memerlukan dua digit yang terang dan mudah dibaca. Kegunaan biasa termasuk: multimeter digital dan peralatan ujian, pembilang frekuensi, paparan pemasa dan jam, papan mata, bacaan panel kawalan mudah (cth., suhu, kelajuan), paparan terminal jualan, dan peralatan rumah.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu:Sebagai peranti anod sepunya, ia biasanya didorong dengan menyambungkan anod sepunya ke voltan bekalan positif (melalui perintang pembatas arus atau sumber arus terkawal) dan menyalurkan arus melalui pin katod individu ke bumi, biasanya melalui transistor atau IC pemacu. Pemultipleksan dua digit adalah mudah dengan menukar dua pin anod sepunya.
• Pembatasan Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap katod segmen (atau untuk anod sepunya dalam persediaan berbilang) untuk menetapkan arus operasi. Nilai perintang dikira menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data untuk reka bentuk konservatif untuk memastikan arus tidak melebihi had.
• Sudut Pandangan dan Kontras:Sudut pandangan yang luas dan kontras tinggi menjadikannya sesuai untuk panel di mana pengguna mungkin tidak berada tepat di hadapan paparan. Muka kelabu/segmen putih meningkatkan kebolehbacaan dalam persekitaran malap dan terang.
• Pengurusan Terma:Walaupun peranti mempunyai penarafan penyerakan kuasa, memastikan pengudaraan yang mencukupi dalam selongsong adalah amalan yang baik, terutamanya jika didorong pada arus tinggi atau dalam suhu ambien tinggi, untuk mengekalkan output cahaya dan kebolehpercayaan jangka panjang.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi paparan tujuh segmen lain, penggunaan AlInGaP oleh LTD-5250JD menawarkan kelebihan khusus:

• vs. LED Merah GaAsP atau GaP Piawai:Teknologi AlInGaP secara amnya memberikan kecekapan cahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per mA arus), kestabilan suhu yang lebih baik, dan warna merah yang lebih tepu dan dalam (merah hiper vs. merah piawai).
• vs. Paparan LCD:LED adalah pemancar, bermakna mereka menghasilkan cahaya sendiri, menjadikannya jelas kelihatan dalam kegelapan tanpa lampu latar. Mereka juga mempunyai masa tindak balas yang lebih cepat dan julat suhu operasi yang lebih luas. Walau bagaimanapun, mereka biasanya menggunakan lebih banyak kuasa daripada LCD reflektif.
• vs. VFD (Paparan Pendarfluor Vakum):LED adalah keadaan pepejal, lebih lasak, mempunyai voltan operasi yang lebih rendah, dan tidak memerlukan filamen atau litar pemacu voltan tinggi. VFD boleh menawarkan estetik yang berbeza dan sudut pandangan yang sangat luas tetapi secara amnya lebih kompleks untuk didorong.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan "nisbah padanan keamatan cahaya" 2:1?
J: Spesifikasi ini menjamin bahawa dalam satu unit paparan, segmen paling malap tidak akan kurang daripada separuh terang segmen paling terang. Ini memastikan keseragaman visual nombor yang dipaparkan, mencegah sesetengah segmen kelihatan lebih malap daripada yang lain.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?
J: Tidak, anda tidak boleh menyambungkannya secara langsung. Pin mikropengawal tidak boleh membekal atau menyalurkan arus yang mencukupi (biasanya 20-25mA diperlukan per segmen) dan akan rosak. Anda mesti menggunakan transistor luaran (cth., transistor NPN di sebelah katod atau PNP di sebelah anod) atau IC pemacu LED khusus. Tambahan pula, perintang pembatas arus sentiasa diperlukan.

S: Bagaimana saya mengawal dua digit secara bebas?
J: Peranti mempunyai pin anod sepunya berasingan untuk Digit 1 (pin 14) dan Digit 2 (pin 13). Untuk memaparkan nombor berbeza pada setiap digit serentak, anda mesti memultiplekskannya. Ini melibatkan penukaran pantas (cth., pada 100Hz atau lebih cepat) anod digit mana yang dibekalkan kuasa sambil membentangkan data segmen yang sepadan pada talian katod kongsi. Ketekalan penglihatan menjadikan kedua-dua digit kelihatan terus menyala.

S: Apakah maksud "Merah Hiper" berbanding merah piawai?
J: Merah Hiper merujuk kepada LED dengan panjang gelombang dominan biasanya antara 620nm dan 645nm, menghasilkan warna merah yang lebih dalam dan lebih berwarna oren berbanding LED merah piawai yang lebih terang dan lebih merah jambu yang selalunya sekitar 630nm atau ke bawah. Ia adalah titik warna khusus dalam spektrum merah.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Pemasa Digital Mudah dengan Dua Digit.
Matlamatnya adalah untuk membina pemasa undur yang memaparkan minit dari 00 hingga 99. Mikropengawal (cth., Arduino atau PIC) mempunyai pin I/O yang terhad. Menggunakan LTD-5250JD dalam konfigurasi berbilang adalah cekap. Dua transistor NPN (atau satu transistor dwi) akan digunakan untuk menukar bekalan +5V kepada dua pin anod sepunya (pin 13 & 14) di bawah kawalan mikropengawal. Lapan katod segmen (7 segmen + titik perpuluhan, walaupun DP mungkin tidak digunakan) akan disambungkan ke mikropengawal melalui lapan perintang pembatas arus (dikira untuk pemacu ~15-20mA) dan mungkin melalui satu IC pemacu salur 8-saluran (seperti daftar anjakan 74HC595 atau tatasusunan ULN2003) untuk mengurangkan bilangan pin lebih lanjut. Perisian tegar akan mengekalkan pembilang, menukar digit puluh dan sa kepada corak 7-segmen, dan secara bergilir-gilir mendayakan Digit 1 dan Digit 2 sambil mengeluarkan corak segmen yang sepadan, mencipta paparan dua digit yang stabil.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTD-5250JD adalah berdasarkan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Bahan ini adalah semikonduktor jurang jalur langsung yang ditumbuhkan secara epitaksial pada substrat Gallium Arsenida (GaAs), yang tidak telus dalam kes ini. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalur bahan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur dan seterusnya panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan, yang berada dalam kawasan merah hiper (~639-650 nm). Muka hadapan kelabu bertindak sebagai penapis peningkatan kontras, dan segmen dibentuk oleh cip LED berpola di belakang tanda putih. Konfigurasi anod sepunya adalah reka bentuk piawai yang memudahkan elektronik pemacu untuk paparan berbilang digit.

12. Trend Teknologi

Walaupun paparan LED tujuh segmen kekal sebagai penyelesaian yang kukuh dan kos efektif untuk bacaan angka, trend yang lebih luas dalam teknologi paparan terus berkembang. Terdapat pergerakan umum ke arah integrasi yang lebih tinggi, dengan elektronik pemacu semakin tertanam dalam modul paparan. Kecekapan AlInGaP dan bahan berkaitan (seperti InGaN untuk biru/hijau) terus bertambah baik, membolehkan paparan yang lebih terang pada arus yang lebih rendah atau penggunaan cip yang lebih kecil. Pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) menjadi lebih lazim untuk pemasangan automatik, walaupun paparan lubang tembus seperti ini berterusan untuk prototaip, pembaikan, dan aplikasi industri tertentu kerana kekukuhan dan kemudahan pateri tangan. Tambahan pula, kebangkitan teknologi paparan organik LED (OLED) dan fleksibel menawarkan faktor bentuk alternatif, walaupun untuk paparan angka mudah, kecerahan tinggi, kos rendah, teknologi LED tradisional seperti AlInGaP yang digunakan di sini kekal sangat kompetitif dan boleh dipercayai.