Dokumen Teknikal LTP-181FFM - Paparan Matriks Titik LED 1.86 Inci (47.4mm) - Hijau & Merah Hiper - Matriks 16x16

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTP-181FFM ialah modul paparan matriks titik dwiwarna bersaiz sederhana yang direka untuk aplikasi yang memerlukan paparan maklumat abjad angka atau simbolik yang jelas. Fungsi terasnya adalah untuk menyediakan antara muka output visual yang terdiri daripada diod pemancar cahaya (LED) yang boleh dialamatkan secara individu, disusun dalam corak grid.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Peranti ini direka dengan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi industri, komersial, dan instrumentasi. Ia mempunyaiketinggian aksara 1.86 inci (47.4 mm), yang menawarkan kebolehbacaan yang sangat baik dari jarak jauh. Paparan ini menyediakankecerahan tinggi dan kontras tinggi, memastikan keterlihatan walaupun dalam persekitaran yang terang. Sudutpandangan yang luasmembolehkan maklumat dilihat dengan jelas dari pelbagai posisi berbanding permukaan paparan.

Dari sudut kebolehpercayaan, ia mempunyaikebolehpercayaan keadaan pepejalyang wujud dalam teknologi LED, bermakna tiada bahagian bergerak dan jangka hayat operasi yang panjang. Ia mempunyaikeperluan kuasa yang rendah, menjadikannya cekap tenaga. Satu ciri mekanikal yang penting ialah modul-modul ini bolehdisusun secara menegak dan mendatar, membolehkan penciptaan panel paparan yang lebih besar atau paparan berbilang baris tanpa antara muka yang kompleks. LED jugadikategorikan untuk keamatan cahaya, memastikan kecerahan yang konsisten merentasi unit yang berbeza dan dalam matriks itu sendiri, yang amat penting untuk penampilan yang seragam.

Sasaran pasaran termasuk aplikasi seperti paparan maklumat awam, panel kawalan industri, peralatan ujian dan pengukuran, papan tanda pengangkutan, dan mana-mana sistem yang memerlukan persembahan status atau data yang kukuh, boleh dipercayai, dan jelas.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

LTP-181FFM ialah paparan matriks titik 16 baris dengan 16 lajur. Ia menggunakan dua teknologi semikonduktor LED yang berbeza untuk keupayaan dwiwarnanya.

2.1 Penerangan Peranti dan Teknologi

Cip LED hijau diperbuat daripadaGallium Fosfida (GaP) pada substrat GaP. Cip LED merah menggunakan teknologiAluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), khususnya dinyatakan sebagai "Merah hiper," menunjukkan kecekapan dan ketulenan tinggi dalam spektrum merah. Cip merah ini ditumbuhkan padasubstrat Gallium Arsenida (GaAs) yang tidak lutsinar. Paparan ini mempunyaimuka hitamuntuk meningkatkan kontras dengan menyerap cahaya ambien, danfilem penyebaranditambah di atas LED untuk mencampurkan titik individu menjadi penampilan aksara yang lebih seragam, mengurangkan rupa "berbintik".

2.2 Rating Mutlak Maksimum

Rating ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia dinyatakan pada suhu ambien (T_A) 25°C.

• Pelesapan Kuasa Purata per Titik:Hijau: 36 mW, Merah Hiper: 40 mW.
• Arus Hadapan Puncak per Titik:Hijau: 100 mA, Merah Hiper: 90 mA.
• Arus Hadapan Purata per Titik:Hijau: 13 mA, Merah Hiper: 15 mA. Rating ini mesti dikurangkan secara linear di atas 25°C pada kadar 0.17 mA/°C untuk hijau dan 0.2 mA/°C untuk merah.
• Voltan Songsang per Titik:5 V untuk kedua-dua warna.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:260°C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (≈1.59 mm) di bawah satah dudukan pakej.

2.3 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi yang dijamin di bawah keadaan ujian yang ditetapkan pada T_A= 25°C.

2.3.1 Ciri-ciri LED Hijau

• Keamatan Cahaya Purata (I_V):Tipikal 1400 µcd, dengan minimum 500 µcd. Keadaan Ujian: Arus puncak (I_p) = 35 mA, kitar tugas 1/16.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):565 nm (Tipikal). Keadaan Ujian: Arus hadapan (I_F) = 20 mA.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):30 nm (Tipikal). I_F= 20 mA.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):569 nm (Tipikal). I_F= 20 mA.
• Voltan Hadapan (V_F) per Titik:Tipikal 2.6 V (Maks 3.7 V) pada I_F=80mA; Tipikal 2.1 V pada I_F=20mA.
• Arus Songsang (I_R) per Titik:Maksimum 100 µA pada V_R= 5V.
• Nisbah Padanan Keamatan Cahaya (I_V-m):Maksimum 1.6:1 antara mana-mana dua titik. I_p= 35 mA, kitar tugas 1/16.

2.3.2 Ciri-ciri LED Merah Hiper AlInGaP

• Keamatan Cahaya Purata (I_V):Tipikal 1500 µcd, dengan minimum 500 µcd. Keadaan Ujian: I_p= 15 mA, kitar tugas 1/16.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):650 nm (Tipikal). I_F= 20 mA.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):35 nm (Tipikal). I_F= 20 mA.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):639 nm (Tipikal). I_F= 20 mA.
• Voltan Hadapan (V_F) per Titik:Tipikal 2.8 V (Maks 3.7 V tersirat) pada I_F=80mA; Tipikal 2.6 V pada I_F=20mA.
• Arus Songsang (I_R) per Titik:Maksimum 100 µA pada V_R= 5V.
• Nisbah Padanan Keamatan Cahaya (I_V-m):Maksimum 1.6:1. I_p= 15 mA, kitar tugas 1/16.

Nota: Pengukuran keamatan cahaya menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian (Binning)

Dokumen teknikal menunjukkan LEDdikategorikan untuk keamatan cahaya. Ini adalah proses pengkategorian yang kritikal.

• Pengkategorian Keamatan Cahaya:Nisbah padanan yang ditetapkan iaitu maksimum 1.6:1 memastikan bahawa dalam satu modul paparan, tiada titik LED individu lebih daripada 60% lebih terang daripada titik paling malap di bawah keadaan pacuan yang sama. Ini penting untuk mencapai kecerahan seragam merentasi aksara dan keseluruhan kawasan paparan, mengelakkan "titik panas" atau segmen malap.
• Panjang Gelombang:Walaupun nilai tipikal untuk panjang gelombang puncak (565nm, 650nm) dan dominan (569nm, 639nm) diberikan, variasi pengeluaran diuruskan untuk memastikan warna hijau dan merah berada dalam jalur visual yang boleh diterima. Data separuh lebar spektrum (30nm, 35nm) menunjukkan ketulenan warna.
• Voltan Hadapan:Julat yang ditetapkan (contohnya, 2.1V hingga 3.7V untuk hijau pada arus tinggi) mengambil kira variasi semula jadi dalam pembuatan semikonduktor. Litar pacuan mesti direka untuk menampung julat ini bagi memastikan kecerahan yang konsisten.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen teknikal merujuk kepadaLengkung Ciri-ciri Elektrik/Optik Tipikal. Walaupun graf khusus tidak diperincikan dalam teks yang diberikan, lengkung standard untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara arus hadapan dan voltan hadapan untuk satu titik LED. Ia adalah tidak linear, dengan voltan hidup/ambang (sekitar 1.8-2.0V untuk warna ini) selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan yang kecil. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk litar had arus.
• Keamatan Cahaya vs. Arus Hadapan (I_F):Memaparkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus. Ia secara amnya linear dalam julat yang luas tetapi akan tepu pada arus yang sangat tinggi disebabkan kesan terma.
• Keamatan Cahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang LED meningkat. Pengurangan ini berkaitan secara langsung dengan pengurangan arus purata yang dinyatakan dalam Rating Mutlak Maksimum.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan panjang gelombang puncak dan dominan serta separuh lebar spektrum, mengesahkan ciri-ciri warna.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Dokumen teknikal termasuk lukisan mekanikal terperinci (tidak dipaparkan di sini). Nota utama dari lukisan menyatakan bahawasemua dimensi adalah dalam milimeter (mm)dantoleransi lalai ialah ±0.25 mm (0.01 inci)kecuali jika nota ciri khusus menyatakan sebaliknya. Lukisan ini menentukan keseluruhan tapak, kedudukan lubang pemasangan, kawasan paparan matriks LED, dan lokasi serta jarak tepat 48 pin.

5.2 Sambungan Pin dan Gambar Rajah Litar

Peranti ini mempunyai pakej dwi-dalam-talian 48 pin. Susunan pin adalah kompleks disebabkan matriks 16x16 yang berbilang. Pin ditetapkan sebagai sama adaAnod Sepunya untuk BarisatauKatod untuk Lajur, dengan pin khusus untuk LED Hijau dan Merah. Contohnya, Pin 3 ialah Katod Lajur 1 untuk Hijau, manakala Pin 11 ialah Katod Lajur 1 untuk Merah. Susunan ini membolehkan pengawal memilih baris (dengan menggunakan voltan positif pada anod sepunya) dan kemudian menyalakan titik hijau atau merah tertentu dalam baris tersebut dengan mengalirkan arus melalui pin katod lajur yang sepadan.

Gambar rajah litar dalaman dirujuk, yang biasanya menunjukkan sambungan semua 256 LED (16x16), menjelaskan baris anod dan lajur katod mana yang mengawal setiap titik LED tertentu untuk kedua-dua warna.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Panduan utama yang diberikan ialahprofil suhu pateri: 260°C selama 3 saat, diukur pada titik 1/16 inci (1.59 mm) di bawah badan pakej. Ini adalah titik rujukan pateri gelombang atau pateri tangan standard untuk mengelakkan haba berlebihan merosakkan LED dalaman atau pakej plastik. Untuk pateri alir semula, profil bebas plumbum standard dengan suhu puncak sekitar 260°C akan digunakan, tetapi masa tertentu di atas likuidus (TAL) harus dikawal untuk memenuhi garis panduan 3-saat pada peringkat pin.

Pengendalian harus mengikuti langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) standard untuk peranti semikonduktor. Penyimpanan harus berada dalam julat suhu yang ditetapkan -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kelembapan rendah.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

• Panel Kawalan Industri:Memaparkan status mesin, kiraan pengeluaran, kod ralat, atau nilai setelan.
• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Menunjukkan bacaan berangka, unit, dan penunjuk mod.
• Paparan Maklumat:Di ruang awam untuk mesej ringkas, nombor giliran, atau jadual pengangkutan.
• Sistem Paparan Tersusun:Berbilang modul boleh digabungkan untuk menunjukkan mesej teks yang lebih panjang, fon yang lebih besar, atau data berbilang baris.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pacuan:Mikropengawal dengan pin I/O yang mencukupi atau pemacu paparan LED khusus (seperti MAX7219 atau pemacu berbilang serupa) diperlukan untuk menguruskan pembilangan 16:1 (16 baris). Pemacu mesti membekalkan arus puncak yang diperlukan untuk titik yang dipilih (contohnya, 80mA per titik, dibahagikan dengan kitar tugas).
• Had Arus:Perintang had arus luaran atau pemacu arus malar adalah wajib untuk setiap lajur katod (atau kumpulannya) untuk mengelakkan melebihi Arus Maksimum Mutlak dan menetapkan kecerahan yang dikehendaki. Pengiraan mesti menggunakan V_Fmaksimum untuk memastikan arus selamat di bawah semua keadaan.
• Pengurusan Terma:Pengurangan arus purata dengan suhu mesti dipatuhi. Dalam suhu ambien yang tinggi, kitar tugas pembilangan atau arus puncak mungkin perlu dikurangkan untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat dan mengekalkan konsistensi kecerahan.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi harus dipertimbangkan semasa reka bentuk selongsong mekanikal untuk sejajar dengan posisi penonton yang dimaksudkan.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan paparan matriks titik satu warna atau lebih kecil generik, LTP-181FFM menawarkan kelebihan yang berbeza:

• Keupayaan Dwiwarna:Penggunaan LED Hijau dan Merah Hiper AlInGaP yang cekap membolehkan persembahan maklumat dua warna (contohnya, hijau untuk status normal, merah untuk amaran/amaran), meningkatkan ketumpatan dan kejelasan maklumat.
• Ketinggian Aksara Besar (1.86\"):Menyediakan kebolehbacaan jarak jauh yang lebih baik berbanding matriks 5x7 atau 8x8 yang lebih kecil, mengisi niche antara penunjuk kecil dan papan tanda besar.
• Pengkategorian Keamatan:Nisbah padanan keamatan yang dijamin 1.6:1 adalah tanda kualiti, memastikan keseragaman paparan gred profesional yang mungkin tiada pada paparan murah yang tidak dikategorikan.
• Reka Bentuk Boleh Disusun:Reka bentuk mekanikal memudahkan pemasangan paparan berbilang modul, ciri yang tidak selalu ada pada paparan yang dimaksudkan untuk kegunaan tunggal.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Apakah perbezaan antara panjang gelombang "puncak" dan "dominan"?

J: Panjang gelombang puncak (λ_p) ialah panjang gelombang di mana cahaya yang dipancarkan mempunyai keamatan maksimum. Panjang gelombang dominan (λ_d) ialah panjang gelombang cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat bagi LED. Untuk LED, λ_dsering lebih relevan dengan persepsi warna manusia.

S2: Mengapakah arus ujian untuk keamatan cahaya berbeza untuk Hijau (35mA) dan Merah (15mA)?

J: Ini mencerminkan kecekapan berbeza bagi dua teknologi semikonduktor. LED Merah Hiper AlInGaP adalah lebih cekap, menghasilkan keamatan cahaya tipikalnya (1500 µcd) pada arus pacuan yang lebih rendah daripada yang diperlukan oleh LED Hijau GaP untuk keamatan tipikalnya (1400 µcd).

S3: Bagaimanakah saya mengira perintang siri yang diperlukan untuk satu lajur?

J: Gunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F- V_{susut_pemacu}) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari dokumen teknikal (contohnya, 3.7V pada 80mA untuk hijau) untuk memastikan arus tidak melebihi had walaupun dengan LED V_Frendah. Ambil kira susutan voltan transistor/MOSFET pemacu lajur (V_{susut_pemacu}). Arus I_Fialah arus puncak per titik yang dikehendaki (contohnya, 80mA), tetapi ingat arus ini dikongsi merentasi semua titik dalam lajur yang aktif semasa kepingan masa satu baris dalam reka bentuk berbilang.

S4: Apakah maksud "1/16 DUTY" dalam keadaan ujian?

J: Ia menunjukkan paparan didorong dalam mod berbilang dengan kitar tugas 1/16. Ini adalah standard untuk matriks 16 baris. Setiap baris dihidupkan hanya untuk 1/16 daripada jumlah masa kitaran segar semula. Keamatan cahaya diukur di bawah keadaan ini, iaitu bagaimana paparan akan digunakan dalam amalan. Arus puncak semasa masa "hidup" adalah lebih tinggi daripada arus purata untuk mengimbangi kitar tugas rendah dan mencapai kecerahan purata yang dikehendaki.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Paparan Kiraan Pengeluaran Berbilang Baris.

Seorang jurutera memerlukan paparan untuk lantai kilang yang menunjukkan kiraan pengeluaran semasa dan sasaran untuk mesin. Mereka memilih dua modul LTP-181FFM yang disusun secara menegak.

Pelaksanaan:Satu mikropengawal memacu kedua-dua paparan. Perisian tegar menguruskan rutin pembilangan 16 baris, menyegarkan setiap baris secara berurutan. Modul atas memaparkan "COUNT: [nombor]" dalam hijau. Modul bawah memaparkan "TARGET: [nombor]" dalam hijau. Jika mesin berhenti disebabkan ralat, baris berkaitan atau mesej "ERROR" berasingan boleh berkelip dalam merah pada modul yang sepadan. Reka bentuk boleh disusun memudahkan pemasangan mekanikal. Kecerahan tinggi dan sudut pandangan luas memastikan maklumat kelihatan kepada pengendali dari pelbagai titik di lantai. Pengkategorian keamatan menjamin kedua-dua modul mempunyai penampilan yang konsisten dan seragam bersebelahan.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

LTP-181FFM beroperasi berdasarkan prinsippembilangan matriks LED. Ia tidak praktikal untuk mempunyai 256 wayar individu (untuk 16x16 satu warna) atau lebih untuk dwiwarna. Sebaliknya, LED disusun dalam grid di mana anod semua LED dalam satu baris disambungkan bersama (Baris Anod Sepunya), dan katod semua LED dalam satu lajur untuk warna tertentu disambungkan bersama (Lajur Katod).

Untuk menyalakan titik tertentu (contohnya, titik hijau di Baris 5, Lajur 3), pengawal melakukan langkah-langkah ini secara berturutan dengan pantas dalam kitaran segar semula: 1) Ia menetapkan Anod Sepunya untuk Baris 5 kepada voltan positif (contohnya, +5V). 2) Ia menyambungkan Katod untuk Lajur 3 (Hijau) ke bumi (0V), melengkapkan litar dan membenarkan arus mengalir melalui LED hijau tertentu itu. Semua baris lain dimatikan, dan semua talian lajur lain dikekalkan tinggi (litar terbuka). Dengan mengimbas semua 16 baris dengan sangat pantas (contohnya, pada 100Hz atau lebih), ketekalan penglihatan mencipta ilusi bahawa semua titik yang dikehendaki dalam matriks 16x16 dinyalakan serentak. Keupayaan dwiwarna hanya menambah set pin katod berasingan untuk LED merah, yang dikawal secara bebas.

12. Trend Teknologi

Walaupun LTP-181FFM menggunakan teknologi GaP (Hijau) dan AlInGaP (Merah) yang mantap, bidang paparan LED yang lebih luas sedang berkembang. Trend termasuk:

• Bahan Lebih Cekap:Peralihan dari AlInGaP pada GaAs kepada struktur yang lebih cekap atau penggunaan bahan berasaskan InGaN untuk LED merah (walaupun mencabar) untuk meningkatkan kecekapan dan gamut warna.
• Pemacu Bersepadu:Modul paparan yang lebih baru sering menggabungkan pemacu IC pembilangan dan kadangkala antara muka mikropengawal (seperti I2C atau SPI) terus pada PCB modul, dengan ketara memudahkan reka bentuk litar luaran berbanding matriks LED kosong seperti LTP-181FFM.
• Teknologi Permukaan-Pasang (SMT):Banyak matriks LED moden menggunakan LED dan pakej SMT, membolehkan profil lebih rendah, pemasangan automatik, dan berpotensi resolusi lebih tinggi. Reka bentuk lubang-lalui LTP-181FFM adalah kukuh dan sesuai untuk aplikasi di mana pateri tangan atau pembaikan mungkin berlaku.
• Matriks RGB Warna Penuh:Untuk aplikasi grafik atau teks berbilang warna yang lebih maju, matriks dengan LED merah, hijau, dan biru (RGB) bersepadu dalam setiap piksel menjadi lebih biasa, walaupun ia memerlukan elektronik pacuan yang lebih kompleks.

LTP-181FFM mewakili penyelesaian yang boleh dipercayai dan berprestasi tinggi dalam kelasnya, mengimbangi saiz, kecerahan, fungsi dwiwarna, dan fleksibiliti reka bentuk untuk pelbagai aplikasi paparan terbenam.