Spesifikasi Teknikal Paparan LED LTD-2601JS - Ketinggian Digit 0.28 Inci - AlInGaP Kuning - Voltan Hadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW - Dokumen Teknikal MS - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTD-2601JS ialah modul paparan alfanumerik dua digit, tujuh segmen yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan nombor yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk mewakili nombor dan beberapa aksara terhad secara visual melalui segmen yang boleh dialamatkan secara individu. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), yang direka khas untuk memancarkan cahaya dalam spektrum panjang gelombang kuning. Pemilihan bahan ini menawarkan kelebihan dari segi kecekapan dan ketulenan warna berbanding teknologi lama. Peranti ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan tanda segmen putih, memberikan kontras tinggi untuk kebolehbacaan optimum dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dikategorikan sebagai konfigurasi anod sepunya, iaitu reka bentuk piawai yang memudahkan pemultipleksan dalam aplikasi berbilang digit.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Paparan ini mempunyai beberapa kelebihan utama yang menentukan kedudukannya di pasaran. Ketinggian digit 0.28 inci (7 mm) menawarkan format yang padat namun boleh dibaca, sesuai untuk meter panel, instrumentasi, perkakas pengguna, dan antara muka kawalan perindustrian di mana ruang adalah terhad. Penggunaan teknologi AlInGaP memberikan keamatan bercahaya tinggi dan penampilan aksara yang sangat baik, memastikan keterlihatan walaupun dalam persekitaran yang terang benderang. Sudut pandangan yang luas adalah satu lagi ciri kritikal, membolehkan paparan dibaca dengan tepat dari pelbagai kedudukan, yang penting untuk peralatan yang dipasang pada panel. Peranti ini juga dikategorikan untuk keamatan bercahaya, bermakna unit-unit disusun mengikut bekas untuk kecerahan yang konsisten, dan ia ditawarkan dalam pakej bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat. Sasaran pasaran termasuk pereka peralatan ujian dan pengukuran, terminal titik jualan, papan pemuka automotif (paparan sekunder), dan perkakas rumah yang memerlukan penunjuk nombor yang boleh dipercayai dan penyelenggaraan rendah.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang parameter elektrik dan optik adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia bukan untuk operasi berterusan.

• Penyerakan Kuasa per Segmen:70 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh diserakkan dengan selamat sebagai haba oleh satu segmen LED. Melebihi had ini berisiko menyebabkan degradasi termal pada simpang semikonduktor.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:60 mA. Ini adalah denyut arus serta-merta maksimum yang boleh ditangani oleh satu segmen, biasanya relevan untuk skim pemultipleksan dengan denyut kitar tugas tinggi.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Ini adalah arus maksimum yang disyorkan untuk operasi keadaan mantap (DC). Faktor penyahkadaratan 0.28 mA/°C dinyatakan, bermakna arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan kepanasan berlebihan.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V. Menggunakan voltan pincang songsang yang lebih tinggi daripada ini boleh menyebabkan kerosakan dan merosakkan LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +105°C. Peranti ini dinilai untuk operasi dan penyimpanan dalam julat suhu yang luas ini, sesuai untuk kebanyakan persekitaran perindustrian dan pengguna.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik (pada Ta=25°C)

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Bercahaya Purata (Iv):200 (Min), 600 (Tip) µcd pada arus hadapan (If) 1 mA. Parameter ini, diukur dengan penapis yang mensimulasikan tindak balas mata manusia (lengkung CIE), mengkuantifikasi kecerahan yang dirasai. Julat yang luas menunjukkan sistem pengkategorian digunakan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):588 nm (Tip) pada If=20mA. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa optik adalah maksimum, menentukan warna kuning.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (Tip). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; lebar yang lebih sempit bermakna warna kuning yang lebih tepu dan tulen.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):587 nm (Tip). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasai oleh mata manusia untuk sepadan dengan warna LED, berkait rapat dengan panjang gelombang puncak.
• Voltan Hadapan per Segmen (Vf):2.05 (Min), 2.6 (Tip) V pada If=20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED apabila mengkonduksi. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Arus Songsang per Segmen (Ir):100 µA (Maks) pada Vr=5V. Ini adalah arus bocor kecil apabila LED dipincang songsang pada penarafan maksimumnya.
• Nisbah Pencocokan Keamatan Bercahaya:2:1 (Maks). Ini menentukan variasi kecerahan maksimum yang dibenarkan antara segmen dalam digit yang sama atau antara digit, memastikan penampilan seragam.
• Bual Silang:≤2.5%. Parameter ini mengukur pencahayaan segmen bersebelahan yang tidak diingini apabila segmen jiran dihidupkan, disebabkan oleh pantulan optik dalaman atau kebocoran elektrik.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Spesifikasi ini menyatakan dengan jelas peranti adalah \"Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya.\" Ini membayangkan proses pengkategorian atau penyusunan selepas pembuatan.

• Pengkategorian Keamatan Bercahaya:Spesifikasi Iv menunjukkan minimum 200 µcd dan nilai tipikal 600 µcd pada 1mA. Unit diuji dan disusun ke dalam bekas keamatan yang berbeza (cth., kecerahan tinggi, kecerahan piawai). Pereka boleh memilih bekas tertentu untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan konsisten merentasi pelbagai paparan atau jangka pengeluaran.
• Pengkategorian Panjang Gelombang/Warna:Walaupun tidak diterangkan secara terperinci dengan pelbagai bekas, spesifikasi ketat untuk panjang gelombang puncak (588 nm) dan dominan (587 nm) menunjukkan kawalan proses yang ketat. Untuk aplikasi pencocokan warna kritikal, penyusunan panjang gelombang lanjut mungkin tersedia sebagai pilihan tersuai.
• Pengkategorian Voltan Hadapan:Julat Vf (2.05V hingga 2.6V) mencadangkan beberapa variasi semula jadi. Untuk reka bentuk yang sensitif kepada voltan bekalan kuasa atau bertujuan untuk pencocokan arus yang tepat dalam tatasusunan berbilang, memilih LED dari bekas Vf yang ketat boleh menjadi penting.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun petikan PDF yang disediakan menyebut \"LENGKUNG CIRI-CIRI ELEKTRIK / OPTIKAL TIPIKAL,\" graf khusus tidak disertakan dalam teks. Berdasarkan tingkah laku LED piawai, lengkung ini biasanya termasuk:

• Lengkung Arus vs. Voltan (I-V):Graf ini akan menunjukkan hubungan eksponen antara arus hadapan (If) dan voltan hadapan (Vf). Ia adalah penting untuk menentukan voltan pacuan yang diperlukan untuk arus yang dikehendaki dan untuk mereka bentuk pemacu arus malar.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (Lengkung L-I):Plot ini menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus. Ia secara amnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh kejatuhan termal dan kecekapan. Lengkung ini membantu mengoptimumkan arus pacuan untuk kecerahan dan kecekapan yang dikehendaki.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Lengkung ini menggambarkan bagaimana keluaran cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Memahami penyahkadaratan ini adalah kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Lengkung Taburan Spektrum:Plot kuasa optik relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~588 nm dan separuh lebar spektrum ~15 nm, mengesahkan ciri-ciri warna kuning.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Toleransi

Paparan ini mematuhi format pakej DIP (Dual In-line Package) lubang tembus piawai. Nota dimensi utama dari spesifikasi termasuk: semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Toleransi anjing hujung pin adalah ±0.4 mm, yang penting untuk penempatan lubang PCB. Kawalan kualiti khusus diperhatikan: bahan asing pada segmen mestilah ≤10 mil, pencemaran dakwat pada permukaan ≤20 mil, lenturan mestilah ≤1/100, dan gelembung dalam bahan segmen mestilah ≤10 mil.

5.2 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Peranti ini mempunyai 10 pin dalam satu baris. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan ia adalah jenis anod sepunya dengan dua pin anod sepunya berasingan (Pin 6 untuk Digit 2, Pin 9 untuk Digit 1). Setiap segmen (A, B, C, D, E, F, G, dan Titik Perpuluhan) mempunyai pin katod khususnya sendiri. Konfigurasi ini adalah piawai untuk pemultipleksan: dengan mengaktifkan satu anod sepunya (digit) secara berurutan pada satu masa dan memacu pin katod yang sesuai untuk segmen digit itu, berbilang digit boleh dikawal dengan bilangan pin I/O yang dikurangkan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Spesifikasi ini memberikan keadaan pateri khusus untuk mengelakkan kerosakan terma semasa pemasangan PCB: \"Keadaan Pateri: 1/16 inci di bawah satah tempat duduk selama 3 saat pada 260°C.\" Ini merujuk kepada pateri gelombang. Hujung besi pemateri harus diletakkan 1.6mm (1/16\") di bawah badan plastik paparan, dan masa sentuhan tidak boleh melebihi 3 saat pada suhu maksimum 260°C. Ini menghalang perumahan plastik daripada mencair atau ikatan wayar dalaman daripada rosak oleh haba berlebihan. Untuk pateri alir semula, profil tidak boleh melebihi penarafan suhu maksimum yang diperoleh dari suhu penyimpanan (+105°C) ditambah margin keselamatan, walaupun profil alir semula khusus tidak disediakan. Komponen harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal dalam persekitaran terkawal untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan \"popcorning\" semasa alir semula.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

Kaedah pacuan yang paling biasa adalah pemultipleksan. Mikropengawal akan menggunakan dua pin I/O sebagai pemilih digit (menyalurkan arus untuk anod sepunya melalui transistor) dan 8 pin I/O (atau daftar anjakan) untuk menyalurkan arus untuk katod segmen. Perintang penghad arus diperlukan secara bersiri dengan setiap katod segmen atau setiap anod sepunya. Nilai perintang dikira menggunakan R = (Vcc - Vf\_led) / I\_dikehendaki. Memandangkan Vf biasanya 2.6V pada 20mA, dengan bekalan 5V, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ohm. Untuk operasi berbilang, arus serta-merta per segmen boleh lebih tinggi (cth., 20mA) tetapi arus purata, memandangkan kitar tugas, mesti kekal dalam penarafan berterusan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:Sentiasa gunakan perintang bersiri atau pemacu arus malar. Jangan sekali-kali menyambungkan LED terus ke sumber voltan.
• Frekuensi Pemultipleksan:Gunakan kadar segar semula yang cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan (biasanya >60 Hz per digit). Ketekalan penglihatan mengintegrasikan cahaya.
• Sudut Pandangan:Letakkan paparan supaya arah pandangan utama berada dalam sudut pandangan luas yang ditentukan untuk kontras terbaik.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas, LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Urus dengan langkah berjaga-jaga ESD semasa pemasangan.
• Penyerakan Haba:Dalam aplikasi kecerahan tinggi atau suhu ambien tinggi, pastikan susun atur PCB membenarkan beberapa penyerakan haba dari pakej LED, terutamanya jika memacu berhampiran arus berterusan maksimum.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan paparan LED GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) merah lama, teknologi AlInGaP dalam LTD-2601JS menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan paparan yang lebih terang pada arus yang sama, atau kecerahan setara pada kuasa yang lebih rendah. Warna kuning (587-588 nm) berada dalam kawasan sensitiviti tinggi untuk penglihatan fotopik (siang hari) manusia, menjadikannya kelihatan lebih terang secara subjektif daripada LED merah atau hijau dengan kuasa sinaran yang serupa. Berbanding dengan paparan sisi-glow atau matriks titik kontemporari, format tujuh segmen lebih mudah dipacu dan dinyahkod, menawarkan kos sistem yang lebih rendah untuk aplikasi nombor tulen. Pakej lubang tembusnya memberikan lekatan mekanikal yang kukuh berbanding alternatif pemasangan permukaan, yang bermanfaat dalam aplikasi yang terdedah kepada getaran.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

• S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan mikropengawal 3.3V?J: Ya. Vf tipikal ialah 2.6V, jadi dengan bekalan 3.3V, terdapat ruang kepala 0.7V untuk perintang penghad arus. Nilai perintang akan lebih kecil: R = (3.3 - 2.6) / I\_dikehendaki. Pastikan arus yang dikehendaki boleh dicapai dalam keupayaan sumber/salur arus pin mikropengawal.
• S: Apakah tujuan faktor penyahkadaratan untuk arus berterusan?J: Faktor penyahkadaratan (0.28 mA/°C) mengambil kira keupayaan penyerakan haba yang berkurangan pada suhu ambien yang lebih tinggi. Pada ambien 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan ialah 25mA - [0.28mA/°C * (85°C-25°C)] = 25mA - 16.8mA = 8.2mA. Beroperasi di atas arus penyahkadaratan ini berisiko melebihi suhu simpang maksimum.
• S: Spesifikasi menyebut \"Titik Perpuluhan Tangan Kanan.\" Apakah maksudnya?J: Ini menunjukkan kedudukan segmen titik perpuluhan. \"Titik Perpuluhan Tangan Kanan\" bermakna titik perpuluhan terletak di sebelah kanan digit, iaitu konvensyen piawai untuk memaparkan nombor pecahan (cth., \"12.3\").
• S: Adakah penyerap haba diperlukan?J: Untuk operasi tipikal pada atau di bawah 20mA per segmen dalam suhu ambien sederhana, penyerap haba khusus tidak diperlukan. PCB itu sendiri bertindak sebagai penyebar haba. Walau bagaimanapun, untuk operasi berterusan pada penarafan maksimum mutlak atau dalam persekitaran suhu tinggi, pengurusan terma harus dipertimbangkan.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter Digital Mudah.Seorang pereka memerlukan paparan dua digit untuk menunjukkan voltan dari 0.0 hingga 9.9V untuk bekalan kuasa meja. LTD-2601JS dipilih untuk kebolehbacaan dan antara muka mudahnya. ADC mikropengawal membaca voltan, menukarnya kepada nombor perpuluhan, dan mencari kod 7 segmen untuk digit puluh, digit unit, dan titik perpuluhan. Dua transistor NPN digunakan untuk menukar pin anod sepunya (Digit 1 & 2) ke bumi. Lapan pin I/O mikropengawal, setiap satu dengan perintang bersiri 120-ohm, disambungkan ke katod segmen (A-G dan DP). Perisian tegar memultipleks digit pada 100 Hz. Muka hadapan kelabu/segmen putih memberikan kontras yang sangat baik terhadap panel hitam bekalan kuasa. Kecerahan tinggi memastikannya kelihatan dalam makmal yang terang benderang. Pematuhan bebas plumbum memenuhi piawaian alam sekitar syarikat untuk produk baru.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Prinsip asas ialah elektroluminesens dalam simpang P-N semikonduktor. Bahan AlInGaP adalah semikonduktor jurang jalur langsung. Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang (kira-kira sama dengan Vf) digunakan, elektron dari rantau-N disuntik merentasi simpang ke rantau-P, dan lubang dari rantau-P bergerak ke rantau-N. Pembawa minoriti yang disuntik ini (elektron di sisi-P, lubang di sisi-N) bergabung semula dengan pembawa majoriti. Dalam bahan jurang jalur langsung seperti AlInGaP, sebahagian besar penggabungan semula ini adalah radiatif, bermakna mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Tenaga khusus foton, dan seterusnya panjang gelombangnya (warna), ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang direka oleh nisbah tepat Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosforus. Substrat GaAs tidak lut sinar membantu memantulkan cahaya ke atas, meningkatkan keamatan bercahaya hadapan. Setiap segmen adalah cip LED berasingan, dan gabungan segmen yang menyala membentuk angka atau aksara yang dikehendaki.

12. Trend dan Perkembangan Teknologi

Walaupun paparan tujuh segmen lubang tembus seperti LTD-2601JS kekal relevan untuk prototaip, kit pendidikan, dan aplikasi yang memerlukan pemasangan mekanikal yang kukuh, trend industri yang lebih luas secara tegas menuju ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD). LED SMD menawarkan tapak kaki yang lebih kecil, profil yang lebih rendah, kesesuaian untuk pemasangan automatik pick-and-place, dan selalunya prestasi terma yang lebih baik melalui lekatan langsung ke PCB. Untuk paparan, pemacu IC bersepadu menjadi lebih biasa, menggabungkan tatasusunan LED dengan logik pengimbasan dan kadangkala antara muka komunikasi bersiri (seperti I2C atau SPI), mengurangkan dengan ketara I/O mikropengawal dan beban perisian. Dari segi bahan, walaupun AlInGaP sangat baik untuk merah, oren, dan kuning, InGaN (Indium Gallium Nitrida) mendominasi pasaran LED biru, hijau, dan putih kerana kebolehubahan jurang jalurnya yang lebih luas. Untuk paparan masa depan, teknologi mikro-LED dan mini-LED menjanjikan ketumpatan, kecerahan, dan kecekapan yang lebih tinggi, walaupun ini pada masa ini disasarkan pada skrin video resolusi tinggi dan bukannya paparan segmen mudah. Prinsip format tujuh segmen yang kekal, bagaimanapun, memastikan kegunaannya dalam aplikasi nombor sensitif kos, kritikal kebolehbacaan untuk masa hadapan yang boleh dijangka.