Dokumen Teknikal Paparan LED LTC-47C1SW - Ketinggian Digit 0.4 Inci - Warna Putih - Voltan Kehadapan 3.2V - Penyerakan Kuasa 35mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-47C1SW ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen empat digit. Ia mempunyai ketinggian digit 0.4 inci (10.16 mm), menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka bersaiz sederhana yang jelas. Paparan ini menggunakan diod pemancar cahaya (LED) putih berdasarkan teknologi semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride) yang dipasang pada substrat nilam. Peranti ini mempamerkan penampilan kontras tinggi dengan segmen bercahaya putih berlatar belakang muka hitam. Ia dibina sebagai pakej bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Paparan ini menawarkan beberapa faedah utama untuk jurutera reka bentuk elektronik. Keperluan kuasa rendahnya menjadikannya cekap tenaga, manakala kecerahan tinggi dan penampilan aksara yang sangat baik memastikan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Sudut pandangan yang luas adalah penting untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari kedudukan luar paksi. Kebolehpercayaan keadaan pepejal yang wujud dalam teknologi LED memberikan jangka hayat operasi yang panjang dan ketahanan terhadap kejutan dan getaran. Ciri-ciri ini menjadikan LTC-47C1SW sesuai untuk elektronik pengguna, instrumentasi industri, peralatan ujian dan pengukuran, terminal titik jualan, dan paparan papan pemuka automotif di mana maklumat angka yang jelas dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Elektrik

Prestasi LTC-47C1SW ditakrifkan di bawah keadaan ujian piawai pada suhu ambien (Ta) 25°C. Parameter utama memberikan pemahaman komprehensif tentang ruang operasinya.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Keamatan bercahaya tipikal setiap segmen ialah 18 milikandela (mcd) apabila didorong dengan arus kehadapan (IF) 10 mA. Nilai minimum yang ditetapkan ialah 12.8 mcd. Parameter ini mengukur kecerahan segmen yang menyala seperti yang dilihat.
• Voltan Kehadapan (VF):Penurunan voltan merentasi segmen LED apabila mengalirkan arus. Untuk peranti ini, voltan kehadapan tipikal adalah antara 2.70V dan 3.2V pada arus ujian 5 mA. Nilai ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus dalam pemacu.
• Koordinat Kromatisiti (x, y):Koordinat ini menentukan titik warna cahaya putih pada rajah kromatisiti CIE 1931. Nilai tipikal yang diberikan (x=0.294, y=0.286) menunjukkan nuansa putih tertentu. Toleransi ±0.01 digunakan pada koordinat ini.
• Arus Songsang (IR):Arus bocor maksimum apabila pincang songsang 5V dikenakan ialah 100 µA. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; peranti ini tidak bertujuan untuk operasi berterusan di bawah voltan songsang.
• Bincang Silang:Spesifikasi ≤ 2.5% menunjukkan kebocoran cahaya atau gangguan elektrik maksimum yang dibenarkan antara segmen atau digit bersebelahan, memastikan kejelasan aksara.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

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

• Penyerakan Kuasa per Segmen:35 mW maksimum.
• Arus Kehadapan Puncak per Segmen:50 mA maksimum, di bawah keadaan berdenyut (frekuensi 1 kHz, kitar tugas 10%).
• Arus Kehadapan Berterusan per Segmen:Arus berterusan maksimum dikurangkan secara linear dari nilainya pada 25°C pada kadar 0.125 mA/°C apabila suhu ambien meningkat.
• Julat Suhu Operasi:-35°C hingga +80°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:-35°C hingga +105°C.
• Keadaan Pateri:Peranti ini boleh menahan pateri gelombang atau alir balik dengan suhu pada titik 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah tempat duduk tidak melebihi 260°C selama 3 saat.

3. Penjelasan Sistem Pengelompokan Warna

LTC-47C1SW menggunakan sistem pengelompokan warna untuk mengkategorikan peranti berdasarkan titik warna putih tepat mereka. Ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi warna merentasi pelbagai paparan atau dalam unit berbilang digit. Kelompok ditakrifkan oleh segi empat pada rajah kromatisiti CIE 1931, ditentukan oleh koordinat sudut mereka (x, y). Datasheet menyenaraikan beberapa kelompok (contohnya, S1-2, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1, S4-2, S5-1, S6-1). Setiap kelompok mempunyai toleransi yang ditetapkan ±0.01 pada kedua-dua koordinat x dan y. Sistem ini membolehkan pengeluar memilih LED dari kelompok tertentu untuk mencapai penampilan putih seragam merentasi semua segmen dan digit, meminimumkan variasi warna visual.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi dan Toleransi

Lukisan garis pakej memberikan dimensi mekanikal kritikal untuk susun atur PCB (Papan Litar Bercetak) dan pemasangan. Semua dimensi utama adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Toleransi Anjakan Hujung Pin:Sisihan yang dibenarkan dalam kedudukan hujung pin ialah ±0.25 mm.
• Butiran Penjarak:Ciri penjarak direka untuk membenarkan toleransi keluar gelincir ±0.5 mm, kemungkinan membantu dalam penjajaran semasa pemasangan.
• Diameter Lubang PCB yang Disyorkan:0.9 mm dicadangkan untuk kaki.

4.2 Spesifikasi Visual dan Kosmetik

Datasheet termasuk beberapa parameter kawalan kualiti berkaitan penampilan paparan:

• Bahan asing pada segmen mestilah ≤ 10 mil (0.254 mm).
• Pencemaran dakwat pada permukaan mestilah ≤ 20 mil (0.508 mm).
• Lenturan pemantul mestilah ≤ 1% daripada panjangnya.
• Gelembung dalam segmen mestilah ≤ 10 mil (0.254 mm).
• Nota khusus mewajibkan penggunaan \"pin kekerasan sahaja\", menunjukkan keperluan untuk pin dengan ketegaran mekanikal yang mencukupi.

5. Litar Dalaman dan Konfigurasi Pin

LTC-47C1SW ialah paparan kathod sepunya. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan bahawa setiap satu daripada empat digit berkongsi sambungan kathodnya. Tujuh segmen (A, B, C, D, E, F, G) dan dua titik perpuluhan (DP1, DP2) mempunyai anod mereka disambungkan dalam susunan berbilang. Secara khusus, anod untuk segmen dikumpulkan antara pasangan digit (Digit 1 & 2 dan Digit 3 & 4) untuk memudahkan pemultipleksan pembahagian masa, teknik biasa untuk mengawal paparan berbilang digit dengan pin pemacu yang lebih sedikit.

Jadual sambungan 20-pin adalah penting untuk pendawaian yang betul:

• Pin 5, 10, 15, 20 adalah kathod sepunya untuk digit 2, 4, 3, dan 1 masing-masing.
• Pin 2 dan 7 adalah anod untuk titik perpuluhan DP1 dan DP2.
• Pin yang tinggal adalah anod untuk pelbagai segmen (A-G), dikongsi antara pasangan digit tertentu seperti yang ditunjukkan dalam jadual. Sebagai contoh, Pin 1 adalah anod untuk segmen D untuk digit 1 dan 2.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian dan pemasangan yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan. Peranti ini sensitif kepada Nyahcas Elektrostatik (ESD). Sangat disyorkan untuk menggunakan gelang pergelangan tangan atau sarung tangan anti-statik semasa pengendalian, dan memastikan semua peralatan dan stesen kerja dibumikan dengan betul.

Untuk pateri, parameter utama adalah untuk menghadkan suhu pada badan peranti. Spesifikasi membenarkan suhu maksimum 260°C diukur 1.6 mm di bawah satah tempat duduk untuk tempoh 3 saat semasa proses pateri gelombang atau alir balik. Mematuhi had ini menghalang kerosakan haba pada cip LED dan pakej plastik.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

Struktur kathod sepunya, anod berbilang direka untuk digunakan dengan mikropengawal atau pemacu LED IC khusus. Litar tipikal melibatkan penggunaan suis transistor (contohnya, NPN BJT atau MOSFET saluran-N) untuk menyerap arus melalui kathod setiap digit secara berurutan (pengimbasan digit). Talian anod segmen didorong dengan corak yang sesuai melalui perintang pembatas arus. Frekuensi pemultipleksan harus cukup tinggi (biasanya >60 Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan disebabkan oleh ketekalan penglihatan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Perintang luaran adalah wajib untuk setiap talian anod untuk menetapkan arus kehadapan (contohnya, 5-10 mA per segmen mengikut datasheet). Nilai perintang boleh dikira menggunakan R = (Vcc - VF) / IF, di mana Vcc ialah voltan bekalan, VF ialah voltan kehadapan LED (gunakan nilai maks untuk keselamatan), dan IF ialah arus kehadapan yang dikehendaki.
• Keupayaan Pemacu:Pemacu IC atau port mikropengawal mesti dapat membekalkan arus kumulatif untuk semua segmen yang menyala dalam satu digit semasa masa aktifnya.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas membolehkan fleksibiliti dalam kedudukan pemasangan relatif kepada pengguna.
• Pengurusan Haba:Walaupun penyerakan kuasa adalah rendah, memastikan pengudaraan yang mencukupi dalam selongsong membantu mengekalkan jangka hayat LED, terutamanya pada suhu ambien yang lebih tinggi.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan paparan tujuh segmen lain, penggunaan cip SMD putih InGaN oleh LTC-47C1SW menawarkan kelebihan berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP atau LED putih berpenapis. LED InGaN secara amnya memberikan kecekapan yang lebih tinggi, kestabilan warna yang lebih baik dari masa ke masa, dan titik warna putih yang lebih konsisten. Ketinggian digit 0.4 inci meletakkannya di antara paparan lebih kecil yang digunakan dalam peranti mudah alih dan yang lebih besar untuk papan tanda. Susunan pin berbilangnya adalah reka bentuk piawai yang meminimumkan bilangan pin I/O pengawal yang diperlukan untuk paparan 4-digit, menawarkan penyelesaian yang kos efektif dan cekap ruang berbanding paparan dengan pin didorong secara individu untuk setiap segmen setiap digit.

9. Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal

S: Apakah tujuan sistem pengelompokan warna?

J: Pengelompokan warna memastikan konsistensi warna. Untuk paparan berbilang digit, menggunakan LED dari kelompok yang sama atau bersebelahan menjamin semua digit memancarkan nuansa putih yang sama, menghalang satu digit daripada kelihatan berbeza (contohnya, lebih biru atau lebih kuning) daripada jirannya.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan mikropengawal 5V?

J: Ya, tetapi anda mesti menggunakan perintang pembatas arus. Memandangkan voltan kehadapan tipikal adalah sekitar 3V, bekalan 5V akan memaksa arus berlebihan melalui LED tanpa perintang, berpotensi memusnahkannya. Perintang siri sentiasa diperlukan.

S: Apakah maksud \"kathod sepunya\" untuk reka bentuk litar saya?

J: Kathod sepunya bermaksud semua LED dalam satu digit berkongsi sambungan negatif (bumi). Untuk menyalakan digit, anda menyambungkan pin kathodnya ke bumi (melalui suis transistor) dan menggunakan voltan positif (melalui perintang pembatas arus) ke anod segmen yang anda ingin nyalakan.

S: Bagaimana saya mentafsir penarafan arus kehadapan puncak?

J: Penarafan puncak 50 mA pada kitar tugas 10% membenarkan denyutan ringkas arus yang lebih tinggi untuk mencapai kecerahan segera yang lebih besar dalam sistem berbilang. Arus purata dari masa ke masa tidak boleh melebihi penarafan arus berterusan, yang lebih rendah dan dikurangkan dengan suhu.

10. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan tujuh segmen ialah himpunan diod pemancar cahaya yang disusun dalam corak angka lapan. Dengan menyalakan segmen tertentu secara selektif (dilabelkan A hingga G), ia boleh membentuk semua sepuluh angka (0-9) dan beberapa huruf. LTC-47C1SW mengintegrasikan empat tatasusunan digit sedemikian ke dalam satu pakej. Bahan semikonduktor InGaN yang digunakan dalam LED memancarkan cahaya biru apabila elektron bergabung semula dengan lubang merentasi jurang jalur bahan. Cahaya biru ini sebahagiannya ditukar kepada panjang gelombang yang lebih panjang (kuning) oleh salutan fosfor di dalam pakej LED, menghasilkan persepsi cahaya putih oleh mata manusia. Teknik pemultipleksan yang digunakan untuk mengawal empat digit dengan satu set pemacu segmen berfungsi dengan mengitar kuasa kepada setiap digit secara berurutan dengan pantas. Hanya satu digit yang menyala pada sebarang detik, tetapi disebabkan ketekalan penglihatan manusia, keempat-empat digit kelihatan terus menyala jika frekuensi kitaran cukup tinggi.

11. Trend Pembangunan

Trend dalam teknologi paparan tujuh segmen terus memberi tumpuan kepada beberapa bidang utama. Penambahbaikan kecekapan dalam cip LED InGaN membawa kepada kecerahan yang lebih tinggi pada arus pemacu yang lebih rendah, mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba. Terdapat juga pergerakan ke arah konsistensi warna yang lebih tinggi dan julat suhu warna putih yang lebih luas (contohnya, putih sejuk, putih neutral, putih suam) untuk lebih sesuai dengan estetika aplikasi. Integrasi adalah trend lain, dengan beberapa paparan menggabungkan pemacu IC dan perintang pembatas arus dalam modul yang sama, memudahkan reka bentuk untuk jurutera akhir. Tambahan pula, kemajuan dalam pembungkusan mungkin membolehkan profil yang lebih nipis dan peningkatan ketahanan untuk aplikasi persekitaran yang keras.