Dokumen Teknikal LTS-6980HR Paparan LED - Ketinggian Digit 0.56 Inci - Voltan Hadapan 2.6V - Warna Merah - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-6980HR ialah modul paparan LED numerik tujuh segmen berprestasi tinggi. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan bacaan numerik yang jelas dan terang dalam pelbagai peralatan elektronik. Teknologi terasnya menggunakan cip LED termaju, khususnya GaP epi pada substrat GaP dan AlInGaP pada substrat GaAs tidak lutsinar, untuk mencapai pancaran merah berkecekapan tinggi yang menjadi cirinya. Peranti ini mempunyai muka merah dan segmen merah, memastikan kontras dan keterlihatan yang sangat baik.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

Paparan ini direka dengan beberapa ciri utama yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang menuntut:

• Ketinggian Digit 0.56 Inci (14.22 mm):Menyediakan saiz aksara yang mudah dibaca dari jarak jauh, menjadikannya sesuai untuk panel instrumentasi, kawalan industri dan elektronik pengguna.
• Segmen Seragam Berterusan:Segmen direka untuk konsistensi visual, menghapuskan jurang atau ketidakseragaman yang boleh menjejaskan kebolehbacaan.
• Keperluan Kuasa Rendah:Direka untuk kecekapan, ia membolehkan integrasi ke dalam peranti berkuasa bateri atau sedar tenaga.
• Kecerahan Tinggi & Kontras Tinggi:Gabungan pancaran merah terang dan muka merah menghasilkan paparan kontras tinggi yang kekal kelihatan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan persekitaran.
• Sudut Pandangan Luas:Reka bentuk optik memastikan aksara yang dipaparkan kekal boleh dibaca walaupun dilihat dari sudut luar paksi.
• Kebolehpercayaan Keadaan Pepejal:Sebagai peranti berasaskan LED, ia menawarkan jangka hayat operasi yang panjang, rintangan hentaman dan toleransi getaran berbanding teknologi paparan lain.
• Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan:Peranti disusun mengikut output cahaya mereka, membolehkan pereka memilih unit dengan kecerahan yang konsisten untuk paparan berbilang digit.
• Pakej Bebas Plumbum (Mematuhi RoHS):Dihasilkan mematuhi peraturan alam sekitar, menjadikannya sesuai untuk pasaran global.

1.2 Konfigurasi Peranti

LTS-6980HR dikonfigurasikan sebagai paparan katod sepunya. Ini bermakna katod semua segmen LED disambungkan bersama secara dalaman. Nombor bahagian tertentu menandakan paparan merah dengan titik perpuluhan sebelah kanan. Memacu paparan katod sepunya biasanya memerlukan penyambungan pin katod sepunya ke bumi dan menggunakan voltan positif (melalui perintang had semasa) ke pin anod individu yang sepadan dengan segmen yang hendak dinyalakan.

2. Parameter Teknikal: Analisis Objektif Mendalam

Bahagian ini memberikan pecahan objektif terperinci tentang had operasi dan ciri prestasi peranti. Memahami parameter ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai dan memastikan paparan beroperasi dalam jangka hayat yang ditetapkan.

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 dan harus dielakkan dalam penggunaan biasa.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:Maksimum 75 mW. Melebihi ini boleh menyebabkan terlalu panas dan degradasi dipercepatkan cip LED.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:100 mA di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Penarafan ini adalah untuk denyutan arus tinggi yang ringkas yang digunakan dalam skim multipleks, bukan untuk operasi berterusan.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Arus ini menyahkadar secara linear pada kadar 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Contohnya, pada 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan adalah lebih kurang: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 mA.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti boleh disimpan atau dikendalikan dalam julat penuh ini.
• Keadaan Pateri:Peranti boleh menahan pateri gelombang dengan mandian pateri 1/16 inci (≈1.6mm) di bawah satah dudukan selama 3 saat pada 260°C. Suhu badan peranti itu sendiri tidak boleh melebihi penarafan suhu maksimum semasa pemasangan.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C). Ia mentakrifkan bagaimana peranti akan berkelakuan dalam litar yang direka dengan betul.

• Keamatan Pencahayaan Purata (Iv):Julat dari 800 µcd (minimum) hingga 2400 µcd (tipikal) apabila didorong pada arus hadapan (IF) 10 mA. Ini adalah ukuran utama kecerahan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):Biasanya 635 nm pada IF=20mA. Ini adalah panjang gelombang di mana kuasa output optik adalah paling tinggi.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Biasanya 40 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; separuh lebar yang lebih sempit bermakna cahaya yang lebih monokromatik (warna tulen).
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Biasanya 623 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang paling sesuai dengan warna cahaya.
• Voltan Hadapan per Segmen (VF):Julat dari 2.0 V (minimum) hingga 2.6 V (tipikal) pada IF=20mA. Pereka mesti memastikan litar pemacu boleh menyediakan voltan yang mencukupi untuk mencapai arus yang dikehendaki merentasi julat ini. Toleransi ±0.1V diperhatikan.
• Arus Songsang per Segmen (IR):Maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; peranti tidak direka untuk operasi pincang songsang berterusan.
• Nisbah Pencocokan Keamatan Pencahayaan (Iv-m):Maksimum 2:1 antara segmen pada IF=10mA. Ini memastikan keseragaman kecerahan merentasi semua segmen satu digit.
• Bual Silang:Ditentukan sebagai ≤ 2.5%. Ini merujuk kepada pencahayaan segmen yang tidak diingini disebabkan oleh kebocoran elektrik atau gandingan optik apabila segmen bersebelahan didorong.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Datasheet menunjukkan bahawa peranti adalahdikategorikan untuk keamatan pencahayaan. Ini adalah pertimbangan kawalan kualiti dan reka bentuk yang kritikal. Dalam pembuatan LED, terdapat variasi semula jadi dalam output. Untuk memastikan konsistensi dalam produk akhir, LED diuji dan disusun ke dalam "kategori" yang berbeza berdasarkan parameter tertentu.

Untuk LTS-6980HR, kriteria pengkategorian utama adalah keamatan pencahayaan (Iv). Apabila mereka bentuk aplikasi yang menggunakan dua atau lebih paparan ini bersama-sama (contohnya, kaunter berbilang digit), adalahsangat disyorkan untuk memilih paparan dari kategori keamatan yang sama. Menggunakan paparan dari kategori yang berbeza boleh mengakibatkan perbezaan kecerahan yang ketara antara digit, membawa kepada penampilan yang tidak sekata dan tidak profesional. Pereka harus berunding dengan pembekal mereka untuk menentukan keperluan kategori untuk pesanan mereka untuk mengelakkan masalah "ketidakseragaman warna" ini, seperti yang diberi amaran dalam nota aplikasi.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lengkung prestasi tipikal untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Lengkung tidak linear ini menunjukkan hubungan antara voltan yang dikenakan merentasi LED dan arus yang terhasil. Ia adalah penting untuk memilih nilai perintang had semasa yang sesuai.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan (Lengkung I-L):Ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pemacu. Ia secara amnya linear dalam julat tetapi akan tepu pada arus tinggi.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Lengkung ini menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang LED meningkat. Ia menekankan kepentingan pengurusan haba, terutamanya apabila beroperasi pada arus tinggi atau dalam persekitaran yang hangat.
• Taburan Kuasa Spektrum:Graf yang menunjukkan kuasa optik relatif yang dipancarkan merentasi spektrum panjang gelombang, berpusat di sekitar panjang gelombang dominan dan puncak.

Lengkung ini membolehkan pereka meramalkan prestasi di bawah keadaan bukan piawai (arus, suhu yang berbeza) dan mengoptimumkan reka bentuk mereka untuk kecekapan dan jangka hayat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej dan Toleransi

Paparan mempunyai tapak fizikal yang ditakrifkan. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter.
• Toleransi umum adalah ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Toleransi anjakan hujung pin adalah ±0.4 mm.
• Kawalan kualiti khusus dilaksanakan untuk muka paparan: bahan asing pada segmen mestilah ≤10 mils, pencemaran dakwat pada permukaan ≤20 mils, dan gelembung dalam segmen ≤10 mils.
• Lenturan pemantul mestilah ≤ 1% daripada panjangnya.
• Diameter lubang papan litar bercetak (PCB) 1.0 mm disyorkan untuk pin.

5.2 Konfigurasi Pin dan Gambarajah Litar

Peranti mempunyai konfigurasi satu baris 10 pin piawai. Gambarajah litar dalaman menunjukkan seni bina katod sepunya. Susunan pin adalah seperti berikut:

• Pin 1: Anod untuk segmen E
• Pin 2: Anod untuk segmen D
• Pin 3: Katod Sepunya 1
• Pin 4: Anod untuk segmen C
• Pin 5: Anod untuk Titik Perpuluhan Tangan Kanan (R.D.P.)
• Pin 6: Anod untuk segmen B
• Pin 7: Anod untuk segmen A
• Pin 8: Katod Sepunya 2
• Pin 9: Anod untuk segmen F
• Pin 10: Anod untuk segmen G

Kedua-dua pin katod sepunya (3 dan 8) disambungkan secara dalaman. Menyambungkan salah satu atau kedua-duanya ke bumi akan membolehkan paparan.

6. Garis Panduan Pateri, Pemasangan dan Penyimpanan

6.1 Pateri dan Pemasangan

Keadaan aliran balik pateri maksimum ditentukan. Semasa pemasangan:

• Elakkan menggunakan alat atau kaedah yang tidak sesuai yang mengenakan daya tidak normal pada badan paparan, kerana ini boleh menyebabkan kerosakan fizikal.
• Jika filem hiasan atau lapisan digunakan pada permukaan paparan menggunakan pelekat sensitif tekanan, adalah tidak disyorkan untuk membiarkan sisi filem ini bersentuhan rapat dengan panel hadapan atau penutup. Daya luar boleh menyebabkan filem beralih dari kedudukan asalnya.

6.2 Keadaan Penyimpanan

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mencegah degradasi, terutamanya pengoksidaan pin.

• Penyimpanan Standard (dalam pembungkusan asal):Suhu: 5°C hingga 30°C. Kelembapan: Di bawah 60% RH.
• Jika keadaan ini tidak dipenuhi, pengoksidaan pin mungkin berlaku, memerlukan penyaduran semula sebelum digunakan. Penyimpanan jangka panjang inventori besar tidak digalakkan.
• Jika beg penghalang kelembapan dibuka selama lebih daripada 6 bulan, adalah disyorkan untuk membakar peranti pada 60°C selama 48 jam dan melengkapkan pemasangan dalam masa satu minggu.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

LTS-6980HR bertujuan untuk peralatan elektronik biasa dalam aplikasi pejabat, komunikasi dan isi rumah. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan keselamatan (penerbangan, perubatan, dll.), perundingan khusus adalah dinasihatkan.

7.1 Amalan Terbaik Reka Bentuk Litar

• Patuhi Penarafan Maksimum Mutlak:Reka bentuk litar mesti menghormati had untuk arus, kuasa dan suhu dengan ketat.
• Cegah Pemanduan Berlebihan:Arus berlebihan atau suhu operasi tinggi akan menyebabkan degradasi output cahaya yang teruk atau kegagalan pramatang.
• Lindungi Daripada Voltan Songsang dan Transien:Litar pemacu harus termasuk perlindungan (contohnya, diod) untuk mencegah kerosakan daripada voltan songsang atau lonjakan voltan semasa hidup/mati kuasa.
• Gunakan Pemacu Arus Malar:Ini adalah kaedah yang disyorkan untuk memastikan keamatan pencahayaan dan warna yang konsisten, bebas daripada variasi dalam voltan hadapan.
• Ambil Kira Julat Voltan Hadapan:Litar mesti direka untuk menyampaikan arus pemacu yang dimaksudkan walaupun apabila VF LED berada pada nilai maksimum yang ditetapkan (2.6V tipikal + toleransi).
• Penyahkadaran Haba:Arus operasi yang dipilih mesti selamat untuk suhu ambien maksimum yang dijangkakan, dengan mengambil kira faktor penyahkadaran arus 0.33 mA/°C.
• Elakkan Pincang Songsang:Walaupun pincang songsang kecil boleh menyebabkan penghijrahan logam dalam cip LED, meningkatkan arus bocor atau menyebabkan litar pintas.
• Urus Keadaan Persekitaran:Elakkan perubahan suhu yang cepat dalam persekitaran kelembapan tinggi untuk mencegah pemeluwapan terbentuk pada paparan.

7.2 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini sangat sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan petunjuk numerik yang jelas dan boleh dipercayai, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

• Peralatan ujian dan pengukuran (multimeter, pembilang frekuensi)
• Panel kawalan industri dan pemasa proses
• Perkakas pengguna (ketuhar gelombang mikro, ketuhar, peralatan audio)
• Terminal titik jualan dan kalkulator
• Gauge dan paparan pasaran selepas automotif

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan bahagian pesaing tertentu tidak disediakan dalam datasheet, spesifikasi LTS-6980HR meletakkannya secara kompetitif. Pembeza utama kemungkinan termasuk:

• Teknologi Bahan:Penggunaan teknologi cip GaP dan AlInGaP boleh menawarkan keseimbangan prestasi, berpotensi memberikan kecekapan yang baik dan titik warna merah yang diingini.
• Kecerahan Tinggi & Kontras:Julat keamatan pencahayaan yang ditentukan (sehingga 2400 µcd @10mA) dan reka bentuk merah-atas-merah ditujukan untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan yang sangat baik.
• Pembinaan dan Spesifikasi Teguh:Penarafan terperinci untuk kuasa, penyahkadaran arus dan toleransi persekitaran mencadangkan reka bentuk yang fokus pada kebolehpercayaan.
• Panduan Aplikasi Komprehensif:Kemasukan amaran dan garis panduan penyimpanan terperinci membantu pereka melaksanakan peranti dengan betul, berpotensi mengurangkan kegagalan di lapangan.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

Q1: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak (635nm) dan Panjang Gelombang Dominan (623nm)?

A1: Panjang gelombang puncak adalah di mana kuasa optik secara fizikal paling tinggi. Panjang gelombang dominan adalah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (piawaian CIE) yang paling mewakili warna yang kita lihat. Adalah biasa bagi mereka berbeza sedikit.

Q2: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan pin mikropengawal 5V secara langsung?

A2: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang had semasa bersiri dengan setiap anod segmen. Nilainya bergantung pada voltan bekalan anda (contohnya, 5V), voltan hadapan LED (~2.0-2.6V), dan arus hadapan yang anda kehendaki (contohnya, 10-20mA). Contohnya, pada 5V, Vf 2.3V, dan 15mA: R = (5V - 2.3V) / 0.015A ≈ 180 Ω.

Q3: Mengapa terdapat dua pin katod sepunya (3 dan 8)?

A3: Ia disambungkan secara dalaman. Reka bentuk ini membolehkan laluan susun atur PCB yang lebih fleksibel atau boleh digunakan untuk membahagikan arus bumi jika memandu semua segmen sekaligus dengan arus tinggi, berpotensi meningkatkan prestasi.

Q4: Apakah maksud "Nisbah Pencocokan Keamatan Pencahayaan ≤ 2:1"?

A4: Ia bermakna dalam satu peranti, segmen paling terang tidak akan lebih daripada dua kali lebih terang daripada segmen paling malap apabila didorong di bawah keadaan yang sama. Ini memastikan keseragaman.

Q5: Betapa kritikalnya spesifikasi kelembapan penyimpanan?

A5: Sangat kritikal untuk penyimpanan jangka panjang. Pendedahan kepada kelembapan tinggi boleh menyebabkan pengoksidaan pin bersadur timah, mengakibatkan kebolehpaterian yang lemah. Mengikuti cadangan penyimpanan dan pembakaran adalah penting untuk pemasangan yang boleh dipercayai.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Paparan Voltmeter 4-Digit.

Seorang pereka mencipta voltmeter digital meja. Mereka memilih empat paparan LTS-6980HR. Langkah reka bentuk utama berdasarkan datasheet ini akan termasuk:

1. Kaedah Pacuan:Untuk meminimumkan pin I/O mikropengawal, mereka memilih multipleks. Mereka menyambungkan semua anod segmen sepadan (A, B, C...) daripada empat paparan bersama. Pin katod sepunya setiap paparan disambungkan ke transistor berasingan yang dikawal oleh MCU.
2. Pengiraan Arus:Untuk keterlihatan yang baik, mereka mensasarkan 15mA per segmen. Menggunakan Vf maksimum 2.6V dan bekalan 5V, mereka mengira perintang had semasa kes terburuk: R_min = (5V - 2.6V) / 0.015A ≈ 160 Ω. Mereka memilih perintang piawai 150 Ω, mengetahui arus sebenar akan berbeza sedikit dengan Vf.
3. Semakan Arus Puncak:Dalam reka bentuk multipleks, setiap digit hanya menyala untuk 1/4 masa (kitar tugas 25%). Untuk mencapaipurataarus 15mA,puncakarus semasa masa ONnya mestilah 15mA / 0.25 = 60mA. Mereka mesti mengesahkan denyutan 60mA ini berada dalam penarafan arus puncak 100mA dan kitar tugas adalah ≤10% jika menghampiri 100mA.
4. Pertimbangan Haba:Kotak dijangka mencapai 50°C maksimum. Arus berterusan yang disahkadar per segmen adalah: 25 mA - ((50°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 16.75 mA. Arus reka bentuk mereka 15mA (purata) adalah selamat.
5. Perolehan:Mereka menentukan kepada pembekal mereka bahawa keempat-empat paparan mesti dari kategori keamatan pencahayaan yang sama untuk memastikan kecerahan seragam merentasi bacaan.
6. Susun Atur PCB:Mereka menggunakan lubang 1.0mm yang disyorkan untuk pin dan memastikan susun atur tidak meletakkan tekanan mekanikal pada badan paparan.

11. Prinsip Operasi

LTS-6980HR beroperasi berdasarkan prinsip asas elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Apabila voltan hadapan yang mencukupi dikenakan merentasi simpang p-n cip LED (melebihi voltan jurang jalurnya), elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Warna khusus (panjang gelombang) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Dalam peranti ini, bahan GaP dan AlInGaP digunakan untuk menghasilkan cahaya merah. Tujuh segmen adalah LED individu yang disusun dalam corak angka lapan. Dengan menggunakan arus secara selektif kepada kombinasi segmen yang berbeza, angka 0-9 dan beberapa huruf boleh dibentuk.

12. Trend dan Konteks Teknologi

LTS-6980HR mewakili teknologi paparan segmen yang matang dan boleh dipercayai. Dalam konteks yang lebih luas trend teknologi paparan:

• Kelebihan Keadaan Pepejal:Paparan LED terus memegang kelebihan dalam persekitaran yang memerlukan keteguhan, operasi suhu luas dan jangka hayat panjang, berbanding LCD atau VFD.
• Evolusi Bahan:Penggunaan AlInGaP mewakili kemajuan berbanding LED GaAsP lama, menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan warna yang lebih baik.
• Ceruk Pasaran:Walaupun OLED matriks titik dan LCD menawarkan fleksibiliti yang lebih besar untuk grafik dan alfanumerik, paparan LED 7-segmen kekal sebagai pilihan optimum untuk bacaan numerik khusus kerana kesederhanaan, kecerahan tinggi, kos rendah dan kebolehbacaan yang sangat baik dalam cahaya matahari langsung atau keadaan gelap.
• Trend Integrasi:Terdapat trend ke arah versi peranti pemasangan permukaan (SMD) paparan sedemikian untuk pemasangan automatik. Reka bentuk lubang melalui LTS-6980HR sesuai untuk aplikasi di mana pemasangan atau pembaikan manual adalah biasa, atau di mana pengendalian kuasa yang lebih tinggi diperlukan.
• Integrasi Pemacu:Reka bentuk moden sering memasangkan paparan diskret seperti ini dengan IC pemacu LED khusus yang mengendalikan multipleks, pengawalan arus dan antara muka, memudahkan perisian dan reka bentuk perkakasan mikropengawal.