Spesifikasi Teknikal Paparan LED LTA-1000KR - Bar Cahaya Segi Empat - Warna Merah Super - Voltan Hadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTA-1000KR ialah modul paparan diod pemancar cahaya (LED) keadaan pepejal yang direka sebagai bar cahaya segi empat sepuluh segmen. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan kawasan pencahayaan yang besar, terang dan seragam untuk aplikasi yang memerlukan penunjuk visual atau sumber cahaya berterusan. Peranti ini direka untuk kebolehpercayaan dan kecekapan, menggunakan bahan semikonduktor termaju untuk memberikan prestasi yang konsisten.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama produk ini termasuk permukaan pemancar cahaya yang besar dan seragam, sesuai untuk penunjuk status, pencahayaan panel atau lampu latar di mana corak segi empat tepat yang berbeza dikehendaki. Ia beroperasi dengan keperluan kuasa rendah, menyumbang kepada reka bentuk sistem yang cekap tenaga. Kecerahan tinggi dan nisbah kontras memastikan keterlihatan yang sangat baik walaupun dalam persekitaran yang terang. Binaan keadaan pepejalnya menawarkan kebolehpercayaan dan jangka hayat yang lebih baik berbanding penunjuk pijar atau pendarfluor tradisional, tanpa filamen untuk pecah atau gas untuk merosot. Peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, membolehkan padanan kecerahan yang konsisten dalam pengeluaran. Tambahan pula, ia mematuhi keperluan pembungkusan bebas plumbum, selaras dengan peraturan alam sekitar moden (RoHS). Gabungan ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk panel kawalan industri, instrumentasi, elektronik pengguna dan aplikasi papan pemuka automotif di mana isyarat visual yang boleh dipercayai dan jelas adalah kritikal.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik dan fizikal peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi peranti. Cip LED yang digunakan adalah berdasarkan teknologi AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) pada substrat GaAs tidak lut sinar, yang terkenal dengan kecekapan tinggi dalam spektrum panjang gelombang merah/jingga. Puncak panjang gelombang pancaran tipikal (λp) ialah 639 nm apabila didorong pada arus hadapan (IF) 20 mA, meletakkannya dalam julat warna "Merah Super". Panjang gelombang dominan (λd) ditetapkan pada 631 nm. Separuh lebar garis spektrum (Δλ) ialah 20 nm, menunjukkan jalur cahaya yang dipancarkan yang agak sempit, yang menyumbang kepada ketulenan warna.

Keamatan bercahaya purata (Iv) setiap segmen ialah parameter utama. Di bawah keadaan ujian IF=1 mA, keamatan berjulat dari minimum 200 μcd hingga nilai tipikal 675 μcd. Nisbah padanan keamatan bercahaya antara kawasan cahaya serupa ditetapkan sebagai maksimum 2:1, yang penting untuk memastikan penampilan seragam merentasi kesemua sepuluh segmen apabila ia diterangi serentak.

2.2 Parameter Elektrik dan Penarafan Maksimum Mutlak

Memahami had elektrik adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai. Penarafan maksimum mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku.

• Penyerakan Kuasa per Segmen:70 mW maksimum. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh diserakkan dengan selamat sebagai haba oleh satu segmen LED.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA maksimum pada 25°C. Penarafan ini menurun secara linear pada 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Pereka bentuk mesti mengira arus maksimum yang dikurangkan pada suhu operasi tertinggi aplikasi mereka.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA maksimum, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (1/10 kitar tugas, 0.1 ms lebar denyut). Ini membolehkan pemanduan berlebihan ringkas untuk mencapai kecerahan segera yang lebih tinggi.
• Voltan Hadapan per Segmen (VF):Biasanya 2.6 V pada IF=20 mA, dengan maksimum 2.6 V. Minimum ialah 2.0 V. Kejatuhan voltan ini penting untuk mengira nilai perintang had arus siri.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V maksimum. Melebihi ini boleh merosakkan simpang LED.
• Arus Songsang per Segmen (IR):100 μA maksimum apabila voltan songsang (VR) 5 V dikenakan.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi -35°C hingga +105°C. Julat suhu penyimpanan adalah sama. Julat luas ini memastikan fungsi dalam persekitaran yang keras. Penurunan arus hadapan dengan suhu (0.33 mA/°C) adalah akibat langsung ciri terma LED; suhu yang lebih tinggi mengurangkan kecekapan dan arus operasi selamat maksimum. Keadaan pematerian yang ditetapkan ialah proses gelombang atau aliran semula di mana suhu badan pakej tidak melebihi 260°C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan. Garis panduan ini adalah kritikal untuk pemasangan bagi mengelakkan kerosakan terma pada pakej plastik atau ikatan wayar dalaman.

3. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

3.1 Dimensi Fizikal dan Binaan

Peranti ini digambarkan sebagai bar cahaya segi empat. Pakej ini mempunyai muka kelabu dan segmen putih, yang mungkin meningkatkan kontras dengan menyediakan latar belakang gelap untuk segmen yang diterangi. Dimensi tepat disediakan dalam lukisan (dirujuk dalam lembaran data tetapi tidak terperinci dalam teks). Semua dimensi adalah dalam milimeter, dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Toleransi khusus untuk anjakan hujung pin ialah ±0.4 mm, yang penting untuk reka bentuk tapak PCB dan pemasangan automatik.

3.2 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

LTA-1000KR mempunyai konfigurasi 20 pin. Pinout ditakrifkan dengan jelas: Pin 1 hingga 10 adalah anod untuk segmen A hingga K (nota: 'I' dilangkau, menggunakan J dan K). Pin 11 hingga 20 adalah katod yang sepadan dalam susunan terbalik (Katod K ke Katod A). Susunan ini mencadangkan sambungan gaya katod sepunya untuk setiap segmen, tetapi dengan akses individu kepada kedua-dua anod dan katod setiap LED. Ini memberikan fleksibiliti maksimum untuk pemultipleksan atau kawalan segmen individu. Gambarajah litar dalaman dirujuk, biasanya menunjukkan sepuluh elemen LED bebas.

4. Garis Panduan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

4.1 Senario Aplikasi Biasa

Bar cahaya ini direka untuk aplikasi yang memerlukan tatasusunan linear penunjuk terang. Kegunaan potensi termasuk:

• Penunjuk Aras:Untuk tolok kekuatan isyarat, kelantangan, tekanan atau suhu di mana panjang yang diterangi sepadan dengan nilai.
• Bar Kemajuan:Dalam instrumentasi atau peranti pengguna untuk menunjukkan status penyiapan.
• Lampu Latar:Untuk panel pencahayaan tepi atau papan tanda di mana pencahayaan segi empat tepat seragam diperlukan.
• Paparan Status Industri:Pada panel kawalan untuk menunjukkan keadaan mesin atau penggera merentasi pelbagai saluran.

4.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar dan Pemacu

Untuk mengendalikan LTA-1000KR dengan selamat dan berkesan, beberapa peraturan reka bentuk mesti diikuti:

1. Had Arus:LED adalah peranti berasaskan arus. Perintang siri mesti digunakan dengan setiap segmen (atau litar pemacu terkawal arus) untuk menghadkan arus hadapan kepada nilai selamat, biasanya pada atau di bawah penarafan berterusan 25 mA. Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Bekalan V - VF) / IF, di mana VF ialah voltan hadapan LED (gunakan nilai maks untuk pengiraan arus kes terburuk).
2. Pengurusan Terma:Walaupun penyerakan kuasa adalah rendah setiap segmen (70 mW maks), jumlah untuk sepuluh segmen boleh menjadi 700 mW. Kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau penyingkiran haba lain mungkin diperlukan jika semua segmen didorong secara berterusan pada arus tinggi, terutamanya dalam suhu ambien yang tinggi.
3. Pemultipleksan:Akses anod dan katod individu menjadikan peranti ini sangat sesuai untuk skim pemanduan berbilang. Ini mengurangkan bilangan pin I/O pengawal mikro yang diperlukan. Penjagaan mesti diambil untuk memastikan arus puncak semasa denyut pemultipleksan tidak melebihi penarafan 90 mA, dan arus purata dari semasa ke semasa menghormati penarafan berterusan.
4. Perlindungan Voltan Songsang:Dalam litar di mana transien voltan songsang mungkin, diod perlindungan luaran mungkin diperlukan, kerana penarafan voltan songsang LED sendiri hanya 5V.

4.3 Pemasangan dan Pengendalian

Pematuhan kepada profil pematerian (260°C maks selama 3 saat) adalah wajib untuk mengelakkan keretakan atau pengelupasan pakej. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan, kerana cip LED sensitif kepada elektrik statik. Penyimpanan harus berada dalam julat suhu dan kelembapan yang ditetapkan untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa pematerian aliran semula.

5. Analisis Prestasi dan Perbandingan Teknikal

5.1 Analisis Parameter Utama

Penggunaan teknologi AlInGaP adalah faktor penting. Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pemacu yang sama. Substrat GaAs tidak lut sinar membantu dalam mengarahkan cahaya ke atas, meningkatkan output cahaya berguna dari permukaan atas. Nisbah padanan keamatan bercahaya yang ditetapkan 2:1 adalah gred piawai untuk paparan sedemikian, memastikan keseragaman visual yang boleh diterima. Pereka bentuk yang memerlukan keseragaman yang lebih ketat perlu melaksanakan penentukuran elektrik atau memilih bahagian yang dibin jika tersedia.

5.2 Perbandingan dengan Penyelesaian Alternatif

Berbanding dengan kelompok LED diskret, bar cahaya bersepadu ini menyediakan penyelesaian yang lebih seragam dan teguh secara mekanikal, dengan pemasangan yang dipermudahkan (satu komponen berbanding sepuluh). Berbanding dengan paparan pendarfluor vakum atau elektroluminesen, LED menawarkan jangka hayat yang lebih panjang, voltan operasi yang lebih rendah dan tiada risiko kebocoran gas atau degradasi fosfor. Pertukaran utama mungkin sudut pandangan dan titik warna khusus, yang ditetapkan dalam spektrum merah dalam untuk model ini.

6. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memandu kesemua sepuluh segmen pada 25 mA serentak?

J: Ya, secara elektrik anda boleh, kerana setiap segmen adalah bebas. Walau bagaimanapun, anda mesti mempertimbangkan jumlah penyerakan kuasa (sehingga 700 mW) dan memastikan PCB dan persekitaran ambien boleh mengendalikan haba yang terhasil untuk mengekalkan kebolehpercayaan, terutamanya berhampiran had suhu atas.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

J: Panjang gelombang puncak (λp=639nm) ialah panjang gelombang di mana spektrum pancaran mempunyai keamatan maksimum. Panjang gelombang dominan (λd=631nm) ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang akan kelihatan mempunyai warna yang sama kepada mata manusia. Perbezaan adalah disebabkan bentuk spektrum pancaran LED.

S: Bagaimana saya mentafsir nota "Keamatan bercahaya diukur dengan... lengkung tindak balas mata CIE"?

J: Nota ini mengesahkan bahawa nilai keamatan (dalam mikrokandela, μcd) adalah unit fotometrik, ditimbang oleh lengkung kepekaan visual fotopik (disesuaikan cahaya siang) manusia piawai. Ini menjadikan nombor bermakna untuk meramalkan kecerahan yang dirasakan, berbanding unit radiometrik (watt) yang mengukur jumlah kuasa cahaya tanpa mengira warna.

S: Pinout menunjukkan anod dan katod individu. Bolehkah saya mengwayarkannya sebagai paparan anod sepunya atau katod sepunya?

J: Pinout fizikal adalah tetap. Untuk mensimulasikan paparan katod sepunya, anda akan menyambungkan semua pin katod (11-20) bersama-sama pada PCB anda. Untuk mensimulasikan paparan anod sepunya, anda akan menyambungkan semua pin anod (1-10) bersama-sama. Konfigurasi yang disediakan menawarkan fleksibiliti untuk melaksanakan sama ada dalam perkakasan.

7. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Penunjuk Aras Cas Bateri

Seorang pereka bentuk sedang mencipta pengecas untuk bateri alat. Mereka mahukan graf bar 10 segmen untuk menunjukkan aras cas dari 0% hingga 100%. LTA-1000KR dipilih untuk warna merah terang dan bentuk segmen segi empat tepatnya, yang mudah dibaca.

Pelaksanaan:Pengawal mikro sistem mempunyai pin I/O yang terhad. Pereka bentuk menggunakan skim pemultipleksan. Mereka menyambungkan sepuluh anod (pin 1-10) kepada sepuluh pin pengawal mikro individu yang dikonfigurasikan sebagai output. Mereka menyambungkan sepuluh katod (pin 11-20) bersama-sama dan menyalurkan nod sepunya ini melalui satu MOSFET saluran-N yang dikawal oleh pin pengawal mikro lain. Untuk menerangi segmen, pin anod yang sepadan ditetapkan tinggi (melalui perintang had arus), dan MOSFET katod sepunya dihidupkan. Pengawal mikro mengitar setiap segmen dengan pantas (contohnya, 1ms setiap segmen). Arus puncak setiap segmen ditetapkan kepada 20 mA melalui pengiraan perintang: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohm (gunakan nilai piawai 120Ω atau 150Ω). Arus purata setiap segmen ialah 2 mA (20 mA * 1/10 kitar tugas), dalam penarafan berterusan. Paparan kelihatan diterangi secara seragam disebabkan oleh ketekalan penglihatan. Kecerahan mudah diselaraskan dalam perisian dengan mengubah kitar tugas pemultipleksan.

8. Pengenalan Prinsip Teknikal

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, tenaga dibebaskan. Dalam bahan seperti AlInGaP, tenaga ini dibebaskan terutamanya sebagai foton (cahaya) dan bukannya haba. Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang direka semasa proses pertumbuhan kristal dengan melaraskan nisbah aluminium, indium, galium dan fosforus. Substrat tidak lut sinar menyerap cahaya yang dipancarkan ke bawah, meningkatkan kecekapan keseluruhan dengan mengurangkan kehilangan dalaman dan menggalakkan cahaya keluar dari permukaan atas cip. Muka kelabu dan segmen putih pakej bertindak sebagai pemantul dan penyebar, masing-masing, untuk mencipta penampilan segi empat tepat seragam dari cip LED diskret yang dipasang di bawahnya.

9. Trend dan Konteks Teknologi

LTA-1000KR mewakili teknologi paparan LED yang matang. Trend industri yang lebih luas telah menuju ke arah kecekapan yang lebih tinggi dan integrasi yang lebih besar. Walaupun bar cahaya LED diskret seperti ini kekal penting untuk faktor bentuk khusus, teknologi baharu sedang muncul. Tatasusunan LED peranti pemasangan permukaan (SMD) menawarkan tapak kaki yang lebih kecil dan lebih sesuai untuk pemasangan automatik pick-and-place. Tambahan pula, pembangunan LED organik (OLED) dan mikro-LED membolehkan paparan yang boleh dialamatkan sepenuhnya, fleksibel dan resolusi ultra tinggi. Walau bagaimanapun, untuk aplikasi yang memerlukan penunjuk mudah, teguh, kecerahan tinggi dalam format bar khusus, tatasusunan LED bukan organik seperti LTA-1000KR berasaskan AlInGaP terus menawarkan keseimbangan optimum prestasi, kebolehpercayaan dan kos. Pergerakan ke arah pembungkusan bebas plumbum, seperti yang dilihat dalam peranti ini, mencerminkan peralihan seluruh industri ke arah proses pembuatan yang mampan alam sekitar didorong oleh peraturan global seperti RoHS dan REACH.