Dokumen Teknikal LTC-5675KG - Paparan LED 7-Segmen 4-Digit - Hijau AlInGaP - 0.52 Inci - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-5675KG ialah modul paparan alfanumerik 7-segmen empat digit. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan maklumat angka dan alfanumerik terhad yang jelas serta berkejelasan tinggi dalam pelbagai peranti elektronik dan instrumentasi. Teknologi terasnya menggunakan cip LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang dipasang pada substrat GaAs tidak lutsinar, yang terkenal dengan penghasilan cahaya hijau berkecekapan tinggi. Paparan ini mempunyai muka hadapan kelabu dengan tanda segmen putih, menawarkan kontras yang sangat baik untuk segmen hijau yang bercahaya. Reka bentuk ini disasarkan untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka keadaan pepejal yang boleh dipercayai, dengan penggunaan kuasa rendah dan prestasi visual yang unggul, seperti panel kawalan industri, peralatan ujian, perkakas pengguna, dan instrumentasi di mana berbilang digit diperlukan dalam faktor bentuk yang padat.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

• Saiz Digit:Ketinggian aksara 0.52 inci (13.2 mm), memberikan kebolehbacaan yang baik.
• Reka Bentuk Segmen:Segmen seragam berterusan untuk penampilan dan estetika aksara yang sangat baik.
• Prestasi Optik:Kecerahan tinggi dan nisbah kontras tinggi untuk kejelasan yang jelas di bawah pelbagai keadaan pencahayaan.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas, memastikan paparan boleh dibaca dari kedudukan luar paksi.
• Kecekapan Kuasa:Keperluan kuasa rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau sedar tenaga.
• Kebolehpercayaan:Kebolehpercayaan keadaan pepejal tanpa bahagian bergerak, membawa kepada jangka hayat operasi yang panjang.
• Kawalan Kualiti:Peranti dikategorikan untuk intensiti cahaya, membolehkan padanan kecerahan yang konsisten dalam aplikasi berbilang digit atau berbilang unit.
• Pematuhan Alam Sekitar:Pakej bebas plumbum mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).

2. Selaman Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci mengenai parameter elektrik dan optik yang dinyatakan dalam lembaran data.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengoperasian di luar had ini tidak disyorkan.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:Maksimum 70 mW. Ini menghadkan arus berterusan maksimum berdasarkan voltan hadapan.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:Maksimum 60 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (1 kHz, kitar tugas 25%). Penarafan ini adalah untuk pemultipleksan atau keadaan lonjakan ringkas.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:Maksimum 25 mA pada 25°C. Arus ini menyahkadar secara linear sebanyak 0.33 mA/°C apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan adalah lebih kurang: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA.
• Voltan Songsang per Segmen:Maksimum 5 V. Melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk julat suhu perindustrian.
• Julat Suhu Penyimpanan:-35°C hingga +85°C.
• Keadaan Pateri:260°C selama 3 saat, dengan ketetapan bahawa ini diukur 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan komponen. Ini adalah garis panduan profil reflow biasa.

2.2 Ciri Elektrik & Optik (Ta=25°C)

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

• Intensiti Cahaya Purata (I_V):Ini adalah parameter kecerahan utama.
  • Minimum: 320 µcd pada I_F= 1 mA
  • Tipikal: 1050 µcd pada I_F= 10 mA
  • Maksimum: 11550 µcd pada I_F= 10 mA. Julat luas dari min hingga maks menunjukkan peranti dikelaskan (dikategorikan). Pereka bentuk mesti memilih dari kelas yang sesuai untuk kecerahan seragam.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):571 nm (tipikal) pada I_F=20mA. Ini berada dalam kawasan hijau spektrum cahaya nampak.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya hijau yang dipancarkan.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):572 nm (tipikal). Sedikit berbeza dari panjang gelombang puncak, ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia untuk sepadan dengan warna sumber.
• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):2.1V (min), 2.6V (tipikal) pada I_F=20mA. Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus. Litar pemacu mesti membekalkan voltan yang cukup untuk mengatasi V_F.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 µA maksimum pada V_R=5V. Nilai rendah menunjukkan kualiti simpang yang baik.
• Nisbah Padanan Intensiti Cahaya (I_V-m):2:1 maksimum untuk segmen dalam "kawasan cahaya serupa." Ini bermakna segmen paling terang tidak boleh lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada segmen paling malap dalam satu digit atau kumpulan yang ditentukan, memastikan keseragaman visual.

Nota Pengukuran:Intensiti cahaya diukur menggunakan gabungan penderia dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai sepadan dengan persepsi kecerahan manusia.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Lembaran data secara jelas menyatakan peranti "dikategorikan untuk intensiti cahaya." Ini adalah proses pengelasan.

• Pengelasan Intensiti Cahaya:Julat luas dalam spesifikasi I_V(320 hingga 11550 µcd pada 10mA) membayangkan wujudnya berbilang kelas kecerahan. Pengilang menguji dan menyusun komponen kepada kumpulan (kelas) berdasarkan output yang diukur. Ini membolehkan pelanggan membeli bahagian dengan tahap kecerahan minimum yang dijamin (contohnya, kelas dengan I_V> 8000 µcd) untuk aplikasi kecerahan tinggi, atau kelas standard untuk reka bentuk sensitif kos. Menggunakan bahagian berkelas adalah penting untuk mencapai penampilan seragam merentasi berbilang paparan atau digit.
• Konsistensi Panjang Gelombang:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas sebagai berkelas, nilai tipikal yang ketat untuk λ_p(571 nm) dan λ_d(572 nm) mencadangkan kawalan proses yang baik, menghasilkan warna hijau yang konsisten merentasi kumpulan pengeluaran.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal." Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, kita boleh membuat kesimpulan tentang kandungan dan kepentingan standard mereka.

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Graf ini akan menunjukkan hubungan eksponen. Ia adalah kritikal untuk menentukan voltan bekalan yang diperlukan untuk arus pacuan tertentu dan untuk mengira pelesapan kuasa (P = V_F* I_F).
• Intensiti Cahaya vs. Arus Hadapan:Lengkung ini menunjukkan bagaimana kecerahan meningkat dengan arus. Ia biasanya tidak linear, dengan kecekapan (lumen per watt) sering menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan pemanasan. Lembaran data memberikan titik diskret pada 1mA dan 10mA.
• Intensiti Cahaya vs. Suhu Ambien:Untuk LED AlInGaP, output cahaya umumnya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Lengkung ini adalah penting untuk mereka bentuk aplikasi yang beroperasi di seluruh julat suhu (-35°C hingga +85°C) untuk memastikan kecerahan yang mencukupi pada suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Graf menunjukkan intensiti relatif vs. panjang gelombang, berpusat sekitar 571-572 nm dengan separuh lebar ~15 nm, mengesahkan output warna hijau.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti menggunakan pakej paparan LED standard. Lukisan dimensi (dirujuk tetapi tidak terperinci dalam teks) biasanya akan menunjukkan:

• Panjang, lebar, dan ketinggian keseluruhan modul.
• Jarak antara digit (pic).
• Dimensi dan jarak segmen.
• Jarak, panjang, dan diameter kaki (pin). Nota menyatakan semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Konfigurasi Pin dan Polarity

LTC-5675KG ialah perantianod sepunya. Ini bermakna anod semua LED untuk setiap digit disambungkan bersama secara dalaman dan dibawa keluar ke satu pin per digit (Pin 10-13: Anod Digit 1-4). Katod untuk setiap segmen (A-G, DP) dikongsi merentasi semua digit dan disambungkan ke pin masing-masing (Pin 27-30, 35-37 untuk segmen A-G; Pin 31-34 untuk titik perpuluhan). Konfigurasi ini adalah ideal untuk pemultipleksan.

Operasi Pemultipleksan:Untuk memaparkan nombor, pengawal mikro akan:

1. Tetapkan corak katod segmen (A-G) untuk aksara yang dikehendaki.
2. HIDUPKAN (kenakan voltan pada) pin anod sepunya untuk digit khusus di mana aksara itu sepatutnya muncul.
3. Kitar secara berurutan melalui anod setiap digit pada frekuensi tinggi (contohnya, 100Hz+), mencipta persepsi semua digit menyala serentak. Ini mengurangkan dengan ketara pin pemacu yang diperlukan dan penggunaan kuasa berbanding pacuan statik.

Gambarajah Litar Dalaman:Gambarajah yang dirujuk mengesahkan secara visual seni bina anod sepunya dan berbilang, menunjukkan empat anod digit dan tujuh+1 katod segmen.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

• Pateri Reflow:Keadaan yang ditentukan ialah 260°C selama 3 saat, diukur 1.6mm di bawah badan komponen. Ini sejajar dengan profil reflow bebas plumbum tipikal (suhu puncak 245-260°C).
• Langkah Berjaga-jaga:
  • Elakkan tekanan mekanikal pada kaki semasa pengendalian.
  • Pastikan paparan tidak dikenakan suhu melebihi suhu penyimpanan maksimum sebelum atau selepas pateri.
  • Ikuti langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) standard semasa pengendalian.
• Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam julat suhu yang ditentukan -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa reflow.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Instrumentasi Perindustrian:Meter panel, pengawal proses, paparan pemasa.
• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Multimeter digital, pembilang frekuensi, bekalan kuasa.
• Perkakas Pengguna/Komersial:Ketuhar gelombang mikro, peralatan audio, terminal titik jualan.
• Pemasangan Semula Automotif:Gauge dan paparan di mana kecerahan tinggi diperlukan untuk kejelasan siang hari.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:SENTIASA gunakan perintang pembatas arus bersiri untuk setiap katod segmen atau anod digit (bergantung pada skim pacuan). Nilai perintang dikira sebagai R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V, V_F=2.6V, dan I_F=10mA: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω.
• Pemacu Pemultipleksan:Gunakan pengawal mikro dengan pin I/O yang mencukupi atau IC pemacu LED khusus (contohnya, MAX7219, TM1637) yang mengendalikan pemultipleksan dan kawalan arus. IC pemacu memudahkan reka bentuk dan sering menyediakan kawalan kecerahan.
• Pelesapan Kuasa:Kira jumlah kuasa, terutamanya apabila memacu semua segmen berbilang digit serentak semasa pemultipleksan. Pastikan ia tidak melebihi penarafan dan pertimbangkan pengurusan haba jika beroperasi pada suhu ambien tinggi.
• Padanan Kecerahan:Untuk hasil visual terbaik, nyatakan kelas intensiti cahaya dari pembekal anda, terutamanya jika menggunakan berbilang paparan.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas membolehkan pemasangan yang fleksibel, tetapi pertimbangkan garis penglihatan pengguna utama semasa reka bentuk mekanikal.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding teknologi lama seperti LED hijau GaP (Gallium Fosfida) standard atau paparan pijar berpenapis, teknologi AlInGaP dalam LTC-5675KG menawarkan:

• Kecekapan dan Kecerahan Lebih Tinggi:AlInGaP memberikan keberkesanan cahaya yang unggul, menghasilkan paparan yang lebih terang pada arus yang lebih rendah.
• Ketepuan Warna Lebih Baik:Warna hijau biasanya lebih tulen dan bersemangat.
• Kebolehpercayaan yang Lebih Baik:LED keadaan pepejal mempunyai jangka hayat yang lebih panjang daripada paparan pijar atau vakum pendarfluor (VFD).
• Penggunaan Kuasa Lebih Rendah:Penting untuk peranti mudah alih dan berkuasa bateri.
• Berbanding dengan beberapa LED putih cip biru + pendarfluor moden yang digunakan di belakang penapis, hijau AlInGaP sering lebih cekap untuk aplikasi hijau monokromatik.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

1. S: Apakah perbezaan antara "panjang gelombang puncak" dan "panjang gelombang dominan"?
   
   J: Panjang gelombang puncak ialah panjang gelombang tunggal di mana spektrum pancaran mempunyai intensiti maksimumnya. Panjang gelombang dominan ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang akan sepadan dengan warna sumber yang dilihat. Mereka sering hampir tetapi tidak sama, dengan panjang gelombang dominan lebih relevan untuk persepsi manusia.
2. S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan pengawal mikro 3.3V tanpa IC pemacu?
   
   J: Mungkin, tetapi berhati-hati. V tipikal_Fialah 2.6V pada 20mA. Pada 3.3V, ruang kepala voltan untuk perintang pembatas arus hanya 0.7V. Untuk arus 10mA, anda memerlukan perintang 70Ω. Ini boleh dilaksanakan, tetapi variasi dalam V_Fdan voltan bekalan boleh menyebabkan variasi arus yang ketara. Pemacu LED khusus atau penimbal transistor adalah lebih teguh.
3. S: Mengapakah arus berterusan disahkadar dengan suhu?
   
   J: Apabila suhu simpang LED meningkat, kecekapan dalamannya menurun dan risiko pelarian haba meningkat. Menyahkadar arus menghalang penjanaan haba berlebihan, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan mencegah degradasi kecerahan atau kegagalan.
4. S: Apakah maksud "dikategorikan untuk intensiti cahaya" untuk reka bentuk saya?
   
   J: Ia bermakna anda harus bekerjasama dengan pengedar anda untuk memilih kelas kecerahan tertentu (contohnya, nilai I minimum_V). Jika tidak, anda mungkin menerima bahagian dari kelas yang berbeza, membawa kepada perbezaan kecerahan yang ketara antara digit atau antara unit produk anda yang berbeza.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk meter panel voltan DC 4-digit.

1. Pemilihan Pengawal Mikro:Pilih MCU dengan sekurang-kurangnya 12 pin I/O digital (4 anod digit + 7 katod segmen + 1 titik perpuluhan) atau gunakan pengembang I/O.
2. Litar Pacuan:Laksanakan pemultipleksan dalam perisian tegar. MCU akan mengitar melalui digit 1-4 dengan pantas. Untuk setiap digit, ia menetapkan corak segmen pada pin katod dan membolehkan pin anod yang sepadan melalui transistor NPN kecil (kerana arus anod untuk digit '8' yang menyala sepenuhnya boleh menjadi 8 segmen * 10mA = 80mA, melebihi had kebanyakan pin MCU).
3. Pembatasan Arus:Letakkan lapan perintang 220Ω (satu untuk setiap katod segmen A-G dan DP). Ini menghadkan arus per segmen kepada ~10-11mA dengan bekalan 5V dan V tipikal_F.
4. Kawalan Kecerahan:Laksanakan PWM (Modulasi Lebar Denyut) perisian pada masa pengaktifan digit untuk malapkan paparan secara global jika diperlukan.
5. Keputusan:Paparan padat, cekap, dan terang yang menunjukkan bacaan voltan dari 0.000 hingga 19.99V, dengan kebolehbacaan yang sangat baik dalam keadaan pencahayaan dalaman dan luaran disebabkan oleh segmen AlInGaP berkontras tinggi dan berkejelasan tinggi.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTC-5675KG adalah berdasarkan teknologi semikonduktorAlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Sistem bahan ini ditumbuhkan secara epitaksial padasubstrat GaAs (Gallium Arsenida) tidak lutsinar. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n lapisan AlInGaP, elektron dan lubang bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi khusus atom Al, In, Ga, dan P dalam lapisan aktif menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk peranti ini, komposisi ditala untuk menghasilkan cahaya hijau berpusat sekitar 572 nm. Substrat tidak lutsinar bermakna cahaya dipancarkan terutamanya dari permukaan atas cip, yang sesuai untuk struktur paparan berasaskan segmen. Cip LED individu diikat wayar dan dipasang ke dalam corak tujuh segmen standard dalam pakej plastik.

12. Trend dan Konteks Teknologi

Teknologi AlInGaP mewakili penyelesaian matang dan sangat dioptimumkan untuk LED hijau, merah, oren, dan kuning berkecekapan tinggi. Dalam landskap paparan:

• Untuk Paparan Monokromatik:AlInGaP kekal sebagai pilihan utama untuk hijau, merah, dan kuning tulen kerana kecekapannya dan ketulenan warna, sering mengatasi LED putih cip biru+pendarfluor yang ditapis kepada warna ini.
• Konteks Pasaran:Walaupun OLED matriks titik dan TFT-LCD mendominasi dalam paparan kandungan maklumat tinggi dan warna penuh, paparan LED tujuh segmen seperti LTC-5675KG mengekalkan kedudukan yang kuat dalam aplikasi yang memerlukan bacaan angka ringkas, sangat terang, kos rendah, boleh dipercayai, dan kuasa rendah.
• Pembangunan Masa Depan:Trend termasuk penambahbaikan kecekapan lanjut, pengelasan kecerahan dan warna yang lebih ketat untuk aplikasi tinggi, dan integrasi elektronik pemacu dan antara muka komunikasi (seperti I2C) terus ke dalam modul paparan, memudahkan reka bentuk sistem. Walau bagaimanapun, faktor bentuk tujuh segmen asas dan teknologi AlInGaP untuk warna standard berkemungkinan kekal relevan selama bertahun-tahun dalam aplikasi sasaran mereka.