Dokumen Teknikal LTF-2502KG Paparan LED Tujuh Segmen - Ketinggian Digit 0.26 Inci - AlInGaP Hijau - Voltan Hadapan 2.6V - Kuasa 70mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTF-2502KG ialah modul paparan LED tujuh segmen lima digit yang direka untuk aplikasi bacaan angka. Ia mempunyai ketinggian digit 0.26 inci (6.8 mm), memberikan aksara yang jelas dan mudah dibaca. Peranti ini menggunakan cip LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang ditumbuhkan pada substrat GaAs, yang terkenal dengan kecekapan dan kecerahan tinggi dalam spektrum hijau. Paparan ini mempunyai penampilan kontras tinggi dengan segmen bercahaya putih pada latar belakang hitam, meningkatkan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Pasaran sasarannya termasuk elektronik pengguna, panel kawalan industri, instrumentasi, dan sebarang aplikasi yang memerlukan paparan angka padat dan boleh dipercayai dengan prestasi visual yang cemerlang.

1.1 Ciri-ciri Utama

• Ketinggian digit padat 0.26 inci (6.8 mm).
• Pencahayaan segmen berterusan dan seragam untuk penampilan aksara yang konsisten.
• Penggunaan kuasa rendah, sesuai untuk peranti berkuasa bateri.
• Penampilan aksara cemerlang dengan kecerahan dan kontras tinggi.
• Sudut pandangan luas untuk keterlihatan dari kedudukan berbeza.
• Kebolehpercayaan tinggi disebabkan oleh pembinaan keadaan pepejal.
• Keamatan bercahaya dikategorikan (binning) untuk prestasi konsisten.
• Pakej bebas plumbum mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).

1.2 Pengenalpastian Peranti

Nombor bahagian LTF-2502KG khususnya menandakan paparan anod sepunya multiplex dengan LED hijau AlInGaP dan konfigurasi titik perpuluhan sebelah kanan. Konfigurasi ini dioptimumkan untuk litar pemacu multiplex, yang mengurangkan bilangan pin I/O pengawal mikro yang diperlukan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini memberikan analisis terperinci tentang ciri-ciri elektrik dan optik yang menentukan prestasi paparan dan membimbing reka bentuk litar yang betul.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh diserakkan dengan selamat sebagai haba oleh satu segmen LED.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mencapai kecerahan segera yang sangat tinggi tanpa terlalu panas.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Arus ini menurun secara linear pada kadar 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Contohnya, pada 50°C, arus berterusan maksimum akan menjadi lebih kurang 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA.
• Julat Suhu Operasi:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-35°C hingga +105°C.
• Keadaan Pateri:Peranti ini boleh menahan pateri gelombang dengan titik pateri 1/16 inci (≈1.6mm) di bawah satah tempat duduk selama 3 saat pada 260°C.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi biasa yang diukur pada Ta=25°C di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Ini adalah ukuran utama kecerahan.
  • MIN: 200 µcd, TIP: 540 µcd pada I_F= 1 mA.
  • TIP: 5940 µcd pada I_F= 10 mA. Ini menunjukkan hubungan yang sangat tidak linear antara arus dan keluaran cahaya.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):571 nm (Tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah maksimum, meletakkannya dalam kawasan hijau spektrum boleh lihat.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (Tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):572 nm (Tipikal). Ini adalah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia, hampir sama dengan panjang gelombang puncak.
• Voltan Hadapan per Cip (V_F):2.6V (Tipikal), dengan toleransi ±0.1V, pada I_F= 20 mA. Ini adalah parameter kritikal untuk mereka bentuk litar had arus.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 µA (Maksimum) pada V_R= 5V. Parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; operasi bias songsang berterusan adalah dilarang.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya:2:1 (Maksimum). Ini memastikan keseragaman merentasi segmen, bermaksud segmen paling terang tidak akan lebih daripada dua kali lebih terang daripada segmen paling malap di bawah keadaan pemacu yang sama.
• Bunyi Silang:≤2.5%. Ini menentukan jumlah maksimum kebocoran cahaya yang tidak diingini dari segmen yang tidak berkuasa apabila segmen bersebelahan menyala.

3. Penjelasan Sistem Binning

Paparan ini menggunakan sistem binning untuk keamatan bercahaya untuk menjamin tahap kecerahan yang konsisten dalam satu unit dan merentasi pelbagai unit dalam pemasangan. Kod bin (F, G, H, J, K) mewakili julat khusus keamatan bercahaya minimum dalam mikrokandela (µcd) yang diukur pada I_F= 1 mA.

• Bin F:200 - 320 µcd
• Bin G:321 - 500 µcd
• Bin H:501 - 800 µcd
• Bin J:801 - 1300 µcd
• Bin K:1301 - 2100 µcd

Implikasi Reka Bentuk:Untuk aplikasi yang menggunakan dua atau lebih paparan dalam satu pemasangan, adalah sangat disyorkan untuk menggunakan paparan dari kod bin yang sama untuk mengelakkan perbezaan ketara dalam kecerahan (ketidakseragaman warna) antara mereka.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus tidak diterangkan dalam teks yang diberikan, lengkung biasa untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Lengkung akan mempunyai voltan lutut sekitar 2.0-2.2V, selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan kecil dalam voltan, menekankan keperluan untuk pengawalan arus, bukan pengawalan voltan.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Lengkung menunjukkan bahawa keluaran cahaya meningkat secara super-linear dengan arus pada tahap yang lebih rendah dan mungkin menghampiri tepu pada arus yang lebih tinggi. Ini memberitahu pertukaran antara kecerahan dan kecekapan/pelesapan kuasa.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Biasanya menunjukkan pekali suhu negatif, di mana keluaran cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini adalah penting untuk mereka bentuk dalam persekitaran suhu tinggi.
• Voltan Hadapan vs. Suhu Ambien:Biasanya menunjukkan pekali suhu negatif, bermaksud V_Fberkurang sedikit apabila suhu meningkat.
• Taburan Spektrum:Lengkung berbentuk loceng berpusat sekitar 571-572 nm, dengan lebar ditakrifkan oleh separuh lebar 15 nm.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Paparan ini mempunyai tapak kaki pakej dua dalam talian (DIP) standard. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter (mm).
• Toleransi umum adalah ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Toleransi anjakan hujung pin adalah ±0.4 mm.
• Had kecacatan pada muka paparan: bahan asing ≤10 mil, pencemaran dakwat ≤20 mil, buih dalam segmen ≤10 mil.
• Lenturan pemantul adalah terhad kepada ≤1% daripada panjangnya.
• Diameter lubang PCB yang disyorkan untuk pin adalah 1.0 mm.

5.2 Sambungan Pin dan Polarity

LTF-2502KG ialah perantianod sepunya multiplex. Ini bermaksud anod LED untuk setiap digit disambungkan bersama secara dalaman, manakala katod untuk setiap jenis segmen (A-G, DP) disambungkan merentasi digit.

Pinout (DIP 16-pin):

• Pin 1: Katod E
• Pin 2: Katod D
• Pin 3: Katod DP (Titik Perpuluhan)
• Pin 4: Anod Sepunya untuk Digit 3
• Pin 6: Katod G
• Pin 8: Katod C
• Pin 10: Anod Sepunya untuk Digit 5
• Pin 11: Anod Sepunya untuk Digit 4
• Pin 12: Katod B
• Pin 13: Katod F
• Pin 14: Anod Sepunya untuk Digit 2
• Pin 15: Katod A
• Pin 16: Anod Sepunya untuk Digit 1
• Pin 5, 7, 9: Tiada Sambungan (N/C)

Litar Dalaman:Gambarajah dalaman akan menunjukkan lima nod anod sepunya (satu per digit), setiap satu disambungkan ke anod 7 segmen (A-G) dan titik perpuluhan (DP) untuk digit tertentu itu. Katod setiap jenis segmen (contohnya, semua segmen 'A') disambungkan bersama merentasi semua lima digit.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Profil Pateri Gelombang

Profil suhu pateri gelombang yang disyorkan disediakan. Parameter utama termasuk:

• Peringkat pemanasan awal ke suhu antara 100-110°C untuk minimum 2 minit untuk mengurangkan kejutan terma.
• Suhu pateri puncak dalam julat 250-260°C.
• Masa yang dihabiskan dalam 5°C suhu puncak ini hendaklah 3 hingga 5 saat untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul tanpa merosakkan komponen.

7. Cadangan Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Langkah Berjaga-jaga Reka Bentuk dan Penggunaan

Perkara-perkara ini adalah kritikal untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai:

• Reka Bentuk Litar Pemacu:Pemacu arus malar sangat disyorkan berbanding voltan malar untuk memastikan kecerahan konsisten dan melindungi LED. Litar mesti direka bentuk untuk menampung julat penuh voltan hadapan (V_F= 2.5V hingga 2.7V).
• Perlindungan:Litar pemacu mesti menggabungkan perlindungan terhadap voltan songsang dan lonjakan voltan sementara semasa hidup/mati kuasa, kerana ini boleh menyebabkan penghijrahan logam dan kegagalan.
• Pengurusan Terma:Arus operasi mesti dikurangkan mengikut suhu ambien maksimum. Melebihi penarafan arus atau suhu membawa kepada degradasi teruk keluaran cahaya dan kegagalan pramatang.
• Persekitaran:Elakkan perubahan suhu pantas dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan kondensasi pada paparan.
• Mekanikal:Jangan gunakan daya tidak normal pada badan paparan semasa pemasangan. Jika filem hiasan digunakan, elakkan membiarkannya menekan terus pada panel hadapan, kerana ia mungkin beralih.
• Binning untuk Penggunaan Multi-Paparan:Seperti yang dinyatakan, gunakan paparan dari bin keamatan bercahaya yang sama untuk penampilan seragam.

7.2 Keadaan Penyimpanan

Untuk mengelakkan pengoksidaan pin dan mengekalkan kebolehpaterian:

• Disyorkan:Simpan dalam pembungkusan penghalang kelembapan asal.
• Suhu:5°C hingga 30°C.
• Kelembapan:Di bawah 60% RH.
• Pengurusan Inventori:Elakkan penyimpanan jangka panjang kuantiti besar. Gunakan prinsip masuk pertama, keluar pertama (FIFO). Produk yang disimpan di luar keadaan ini mungkin memerlukan pemprosesan semula sebelum digunakan.

8. Senario Aplikasi Biasa

LTF-2502KG sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan petunjuk angka yang jelas dan boleh dipercayai:

• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Multimeter digital, pembilang frekuensi, bekalan kuasa.
• Kawalan Industri:Pemasa proses, paparan pembilang, bacaan suhu pada mesin.
• Elektronik Pengguna:Peralatan audio (penguat kelantangan/paparan), pemasa perkakas dapur.
• Pemasangan Semula Automotif:Gauge dan paparan untuk pemantauan prestasi (di mana spesifikasi persekitaran dipenuhi).
• Peranti Perubatan:Paparan parameter mudah pada peralatan bukan kritikal (rujuk pengilang untuk kegunaan keselamatan kritikal).

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi paparan tujuh segmen lain:

• vs. LED Merah GaAsP/GaP:LED hijau AlInGaP secara amnya menawarkan kecekapan bercahaya dan kecerahan yang lebih tinggi, menghasilkan keterlihatan yang lebih baik dan berpotensi penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk kecerahan yang dirasakan sama.
• vs. LCD:LED adalah pancaran, menyediakan cahaya sendiri, yang menjadikannya jauh lebih unggul dalam keadaan cahaya rendah dan menawarkan sudut pandangan yang lebih luas tanpa kerumitan lampu latar. Ia juga secara amnya lebih teguh dan mempunyai masa tindak balas yang lebih pantas.
• vs. Paparan Digit Lebih Besar:Saiz 0.26 inci menawarkan keseimbangan antara kebolehbacaan dan penjimatan ruang papan, menjadikannya sesuai untuk peranti padat di mana paparan yang lebih besar tidak praktikal.
• Kelebihan Utama Bahagian Ini:Gabungan teknologi AlInGaP (untuk kecekapan), konfigurasi anod sepunya multiplex (untuk kesederhanaan pemacu), dan keamatan bercahaya terkategori (untuk konsistensi) menjadikannya pilihan yang seimbang untuk reka bentuk pengeluaran volum yang sensitif kos.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

1. S: Mengapa pemacu arus malar disyorkan berbanding menggunakan perintang ringkas dengan sumber voltan?
   J: Walaupun perintang siri adalah biasa, ia memberikan pengawalan yang tidak sempurna kerana voltan hadapan LED (V_F) berubah dengan suhu dan antara unit individu. Sumber arus malar memastikan arus (dan seterusnya kecerahan) kekal stabil tanpa mengira variasi V_Fini, membawa kepada prestasi yang lebih seragam dan boleh dipercayai.
2. S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan pengawal mikro secara langsung?
   J: Untuk multiplexing, ya, tetapi bukan secara langsung untuk arus segmen. Pin pengawal mikro mempunyai keupayaan sumber/sedut arus yang terhad (biasanya 20-25mA). Anda mesti menggunakan pemacu luaran (transistor atau IC pemacu LED khusus) untuk mengendalikan arus segmen (sehingga 25mA berterusan per segmen) dan arus anod digit kumulatif yang lebih tinggi.
3. S: Apakah maksud nisbah padanan keamatan bercahaya 2:1 untuk reka bentuk saya?
   J: Ia bermaksud dalam kes terburuk, satu segmen mungkin dua kali lebih terang daripada segmen lain pada paparan yang sama apabila didorong secara sama. Susun atur papan litar yang baik (panjang jejak/rintangan sama) dan pengawalan arus yang betul membantu meminimumkan perbezaan yang kelihatan. Untuk aplikasi kritikal, penentukuran kecerahan perisian per segmen adalah satu pilihan.
4. S: Kelembapan penyimpanan adalah di bawah 60% RH. Apa yang berlaku jika ia disimpan dalam persekitaran yang lebih lembap?
   J: Kelembapan tinggi boleh menyebabkan pengoksidaan penyaduran timah/bebas plumbum pada pin, mengakibatkan kebolehpaterian yang lemah apabila bahagian itu akhirnya digunakan. Ini boleh menyebabkan sendi pateri yang rosak semasa pemasangan.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk pemasa 5 digit ringkas.

1. Pemilihan Pengawal Mikro:Pilih MCU dengan pin I/O yang mencukupi. Untuk paparan multiplex 5 digit, 7 segmen + DP, anda memerlukan 5 pin untuk anod digit dan 8 pin untuk katod segmen, menjumlahkan 13 talian kawalan.
2. Litar Pemacu:Gunakan tatasusunan pemacu sisi rendah (contohnya, tatasusunan transistor Darlington ULN2003A) untuk menyedut arus untuk 8 talian katod. Gunakan transistor NPN individu atau pemacu sisi tinggi untuk menyumber arus untuk 5 talian anod.
3. Penetapan Arus:Tentukan kecerahan yang diperlukan. Untuk penggunaan dalaman, 5-10mA per segmen mungkin mencukupi. Kira perintang had arus untuk pemacu anod atau konfigurasikan IC pemacu arus malar anda dengan sewajarnya, ingat untuk mengurangkan untuk suhu ambien maksimum.
4. Perisian Multiplexing:Tulis firmware yang mengitar setiap digit, menghidupkan anodnya dan menetapkan corak katod yang sesuai untuk nilai digit itu. Kadar segar semula harus cukup tinggi (contohnya, >100Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan.
5. Susun Atur PCB:Pastikan jejak kuasa ke pemacu anod dan katod cukup lebar. Letakkan paparan dekat dengan pemacu untuk meminimumkan kearuhan jejak.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LTF-2502KG adalah berdasarkan elektroluminesens semikonduktor. Apabila voltan bias hadapan melebihi potensi simpang diod dikenakan merentasi simpang p-n AlInGaP, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif. Penggabungan semula mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus lapisan Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida dalam struktur epitaksial menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, hijau pada ~572 nm. Format tujuh segmen dicipta dengan meletakkan cip LED individu (atau tatasusunan cip) dalam bentuk segmen angka standard, yang kemudiannya disambungkan secara elektrik dalam matriks anod sepunya, multiplex untuk meminimumkan sambungan luaran.

13. Trend Teknologi

Trend dalam teknologi paparan LED tujuh segmen memberi tumpuan kepada beberapa kawasan utama:

• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan berterusan sains bahan dalam AlInGaP dan kebangkitan InGaN (untuk biru/hijau/putih) bertujuan untuk mencapai lumen per watt yang lebih tinggi, membolehkan paparan yang lebih terang atau penggunaan kuasa yang lebih rendah.
• Pengecilan:Terdapat dorongan berterusan untuk picel yang lebih kecil dan ketumpatan yang lebih tinggi, membolehkan lebih banyak digit atau maklumat dalam tapak kaki yang sama, walaupun julat 0.2"-0.5" kekal popular untuk kebolehbacaan faktor manusia.
• Integrasi:Lebih banyak paparan menggabungkan IC pemacu dan kadangkala pengawal ringkas (seperti untuk fungsi jam) ke dalam pakej modul, memudahkan reka bentuk litar pengguna akhir.
• Kebolehpercayaan & Keteguhan Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pakej dan resin epoksi meningkatkan rintangan kepada kelembapan, kitaran terma, dan tekanan mekanikal, mengembangkan julat persekitaran operasi.
• Pilihan Warna & RGB:Walaupun paparan satu warna seperti hijau ini lazim, terdapat peningkatan penggunaan paparan pelbagai warna atau RGB penuh dalam segmen, membolehkan petunjuk status (contohnya, hijau untuk normal, merah untuk penggera) dalam digit yang sama.

Walaupun terdapat percambahan paparan grafik matriks titik dan OLED, LED tujuh segmen kekal sebagai penyelesaian yang sangat kos efektif, boleh dipercayai, dan mudah dibaca untuk keluaran angka khusus, memastikan relevansinya berterusan dalam reka bentuk elektronik.