Lembaran Data Paparan LED Kuning Jingga 0.8 Inci LTS-3403JF - Ketinggian Digit 20.32mm - Voltan Hadapan 2.6V - Kuasa 70mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3403JF ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen satu digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk mewakili nombor (0-9) dan beberapa huruf secara visual menggunakan segmen LED yang boleh dialamatkan secara individu. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), yang direka khas untuk memancarkan cahaya dalam spektrum kuning-jingga. Pemilihan bahan ini menawarkan keseimbangan kecekapan, kecerahan, dan ketulenan warna. Peranti ini dikategorikan sebagai jenis katod sepunya, bermakna semua katod (terminal negatif) bagi segmen LED disambungkan secara dalaman, memudahkan reka bentuk litar untuk sistem berasaskan mikropengawal di mana segmen biasanya didorong oleh arus sumber.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Keamatan Pencahayaan Purata (Iv)ditentukan antara 320 dan 700 mikrokandela (μcd) pada arus hadapan (I_F) 1mA. Julat ini menunjukkan proses pengkategorian (binning) pengeluaran, di mana peranti disusun berdasarkan output yang diukur. Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p)Voltan Hadapan per Segmen (VPanjang Gelombang Dominan (λ_d)ialah 605 nm, kedua-duanya diukur pada I_F=20mA. Panjang gelombang dominan ialah warna yang dilihat oleh mata manusia. Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ)sebanyak 17 nm menerangkan ketulenan warna yang dipancarkan; lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih monokromatik dan tulen. Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaan2:1 (maks) memastikan keseragaman visual dengan mengehadkan variasi kecerahan antara segmen berbeza bagi digit yang sama.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik menentukan had operasi dan keperluan kuasa. Forward Voltage per Segment (V_F)biasanya 2.6V dengan maksimum 2.6V pada I_F=20mA. Nilai ini adalah penting untuk mereka bentuk perintang pembatas arus dalam litar pemacu. Arus Songsang per Segmen (I_R)adalah maksimum 100 μA pada Voltan Songsang (V_R) 5V, menunjukkan ciri kebocoran peranti apabila beroperasi dalam bias songsang, yang biasanya boleh diabaikan dalam operasi normal.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak dan Pertimbangan Terma

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Arus Hadapan Berterusan per Segmenialah 25 mA pada 25°C, dengan faktor penurunan nilai 0.33 mA/°C. Ini bermakna arus selamat maksimum berkurangan apabila suhu ambien (T_a) meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus maksimum akan menjadi lebih kurang 25 mA - (0.33 mA/°C * 60°C) = 5.2 mA. Pelesapan Kuasa per Segmenialah 70 mW, dikira sebagai V_F* I_F. Arus Hadapan Puncakuntuk operasi berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) ialah 90 mA, membenarkan pendorongan lampau ringkas untuk mencapai kecerahan puncak yang lebih tinggi. Julat suhu operasi dan penyimpanan ialah -35°C hingga +85°C.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian (Binning)

Lembaran data menyatakan dengan jelas peranti ini"Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan."Ini merujuk kepada proses penyusunan selepas pengeluaran (binning) berdasarkan output cahaya yang diukur. Unit diuji pada keadaan piawai (I_F=1mA), dan dikumpulkan ke dalam kategori mengikut nilai Iv (contohnya, 320-450 μcd, 450-580 μcd, 580-700 μcd). Ini memastikan konsistensi dalam satu kelompok pengeluaran. Walaupun tidak diterangkan secara terperinci untuk voltan atau panjang gelombang dalam dokumen ini, pengkategorian sedemikian adalah biasa dalam pembuatan LED untuk memberikan prestasi yang boleh diramal kepada pereka.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk khusus tidak diterangkan secara terperinci dalam teks yang diberikan, keluk prestasi biasa untuk peranti sedemikian akan merangkumi:

• Keluk I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Voltan lutut (di mana arus mula meningkat dengan mendadak) biasanya sekitar 1.8-2.0V untuk LED AlInGaP.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan (I_vvs. I_F):Keluk ini secara amnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin mencapai tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan terma dan kecekapan.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien (I_vvs. T_a):Menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. LED AlInGaP biasanya mempunyai prestasi suhu tinggi yang lebih baik berbanding dengan beberapa bahan lain.
• Taburan Spektrum:Graf yang memplotkan keamatan relatif terhadap panjang gelombang, menunjukkan puncak pada 611 nm dan separuh lebar 17 nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini mempunyai ketinggian digit piawai 0.8 inci (20.32 mm). Pakej ini mempunyaimuka kelabu mudadanwarna segmen putihapabila tidak menyala, yang meningkatkan kontras apabila segmen kuning-jingga dinyalakan. Lukisan dimensi (dirujuk dalam PDF) memberikan ukuran kritikal untuk reka bentuk tapak PCB dan potongan panel. Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pakej 18-pin dual-in-line adalah tapak kaki biasa untuk paparan sedemikian.

6. Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Pinout ditakrifkan untuk pakej 18-pin. Sambungan utama adalah: Anod untuk segmen A, F, E, L.D.P. (Titik Perpuluhan Kiri), R.D.P. (Titik Perpuluhan Kanan), dan D. Katod untuk segmen C, G, dan B. Terdapat berbilang pin Katod Sepunya (pin 4, 6, 17) yang disambungkan secara dalaman, memberikan fleksibiliti untuk susun atur PCB. Pin 12 disenaraikan sebagai "ANOD SEPUNYA," yang nampaknya adalah ralat atau khusus untuk varian berbeza, kerana peranti ini diterangkan sebagai jenis Katod Sepunya. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan konfigurasi katod sepunya piawai untuk paparan tujuh segmen ditambah dua titik perpuluhan.

7. Panduan Pateri dan Pemasangan

Lembaran data menentukan suhu pateri maksimum260°C untuk maksimum 3 saat, diukur pada 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan. Ini adalah panduan reflow atau pateri tangan biasa yang bertujuan untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED, ikatan wayar, dan pakej plastik. Adalah kritikal untuk mematuhi profil ini untuk mengekalkan kebolehpercayaan. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Peralatan Ujian dan Pengukuran:Multimeter digital, bekalan kuasa, pembilang frekuensi.
• Elektronik Pengguna:Peralatan audio (penguat, penerima), peralatan dapur, jam.
• Kawalan Perindustrian:Meter panel, penunjuk proses, paparan pemasa.
• Pasaran Selepas Jualan Automotif:Gauge dan bacaan (di mana spesifikasi persekitaran sesuai).

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:Perintang luaran adalah wajib untuk setiap anod segmen (atau untuk katod sepunya) untuk menetapkan arus operasi. Kira menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F.
• Pemultipleksan:Untuk paparan berbilang digit, pemultipleksan adalah biasa. Keperluan arus rendah LTS-3403JF (serendah 1mA per segmen) adalah menguntungkan di sini, kerana ia membenarkan arus puncak yang lebih tinggi semasa tempoh "hidup" berbilang pendek untuk mencapai kecerahan purata yang dikehendaki tanpa melebihi had kuasa purata.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat untuk panel di mana pengguna mungkin tidak berada tepat di hadapan paparan.
• Pendorongan Mikropengawal:Kebanyakan mikropengawal moden boleh menyumber/menyerap arus yang mencukupi (20mA per pin adalah biasa) untuk mendorong LED ini secara langsung, selalunya memerlukan penimbal transistor ringkas untuk katod sepunya disebabkan oleh jumlah arus yang lebih tinggi.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTS-3403JF dalam kategorinya adalah:

• Bahan (AlInGaP):Menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding LED merah/kuning GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida) yang lebih lama, dan warna yang berbeza berbanding LED biru/hijau/putih InGaN (Indium Gallium Nitrida).
• Operasi Arus Sangat Rendah:Spesifikasi operasi serendah 1mA per segmen adalah ciri penting untuk reka bentuk berkuasa bateri atau kuasa ultra-rendah, di mana setiap miliampere adalah berharga.
• Pakej Kontras Tinggi:Muka kelabu muda dengan segmen putih memberikan kontras luar keadaan yang sangat baik, meningkatkan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan.
• Output Pencahayaan Dikategorikan:Memberikan kebolehramalan kepada pereka, memastikan penampilan konsisten merentasi unit dalam produk.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya mendorong paparan ini dengan bekalan kuasa mikropengawal 3.3V?

J: Ya. Dengan V_Ftipikal 2.6V, bekalan 3.3V memberikan ruang kepala yang mencukupi (0.7V) untuk perintang pembatas arus. Pada I_F=10mA, R = (3.3V - 2.6V) / 0.01A = 70 Ohm.

S: Apakah tujuan mempunyai berbilang pin katod sepunya?

J: Ia disambungkan secara dalaman. Menyediakan berbilang pin membantu mengagihkan jumlah arus katod (yang boleh menjadi 7x I_Fatau lebih apabila semua segmen menyala), mengurangkan ketumpatan arus per pin, dan membantu dalam susun atur PCB dan pelesapan haba.

S: Bagaimanakah saya mencapai kecerahan seragam jika nisbah padanan keamatan pencahayaan adalah 2:1?

J: Nisbah 2:1 adalah had maksimum antara segmen paling terang dan paling malap pada satu peranti. Dalam praktiknya, variasi biasanya kurang. Untuk aplikasi kritikal, gunakan pemacu arus malar atau PWM (Modulasi Lebar Denyut) untuk menentukur kecerahan setiap segmen secara digital.

S: Bolehkah saya menggunakan ini di luar rumah?

J: Julat suhu operasi (-35°C hingga +85°C) adalah luas, tetapi lembaran data tidak menentukan penarafan IP (Perlindungan Kemasukan) untuk air atau habuk. Untuk penggunaan luar rumah, paparan memerlukan pengedap atau perumahan tambahan untuk melindungi daripada kelembapan.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk bacaan voltmeter 4 digit menggunakan pemultipleksan dengan bekalan 5V dan mikropengawal.

1. Pemilihan Arus:Pilih I_F= 5mA per segmen untuk keseimbangan kecerahan dan kuasa yang baik. Arus puncak semasa pemultipleksan akan lebih tinggi (contohnya, 20mA jika menggunakan kitar tugas 25% per digit).
2. Pengiraan Perintang:Untuk pemacu statik: R = (5V - 2.6V) / 0.005A = 480 Ohm (gunakan nilai piawai 470 Ohm).
3. Pemacu Pemultipleksan:Untuk mencapai purata 5mA, arus puncak semasa slot masa aktif perlu menjadi 20mA (5mA / 0.25 kitar tugas). Kira semula perintang: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohm. Sahkan arus puncak ini berada dalam penarafan maksimum mutlak untuk operasi berdenyut (90mA).
4. Litar:Sambungkan anod segmen ke pin I/O mikropengawal melalui perintang 120-ohm. Sambungkan empat pin katod sepunya (satu per digit) ke pengumpul transistor NPN (contohnya, 2N3904). Tapak transistor didorong oleh pin mikropengawal melalui perintang tapak. Mikropengawal secara berurutan menghidupkan satu transistor digit dan menetapkan corak pada talian segmen.
5. Perisian:Laksanakan gangguan pemasa untuk menyegarkan paparan pada kadar yang cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan (biasanya >60Hz).

12. Prinsip Operasi

Peranti ini beroperasi berdasarkan prinsipelektroluminesensdalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi voltan hidup diod (lebih kurang 1.8-2.0V untuk AlInGaP) dikenakan, elektron dari bahan jenis-n dan lubang dari bahan jenis-p disuntik ke dalam kawasan aktif (telaga kuantum dalam lapisan AlInGaP). Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kuning-jingga. Substrat GaAs tidak lut sinar membantu memantulkan cahaya ke atas, meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya keseluruhan dari bahagian atas cip.

13. Trend Teknologi

Walaupun paparan LED tujuh segmen diskret masih relevan untuk aplikasi tertentu, trend yang lebih luas dalam teknologi paparan termasuk:

• Integrasi:Pergerakan ke arah paparan dengan IC pemacu bersepadu (I2C, SPI) untuk mengurangkan bilangan pin mikropengawal dan memudahkan perisian.
• Kemajuan Bahan:Penyelidikan berterusan ke arah LED penukar fosfor yang lebih cekap dan semikonduktor warna langsung untuk mengembangkan gamut warna dan kecekapan.
• Teknologi Alternatif:Dalam banyak aplikasi pengguna, paparan tujuh segmen digantikan oleh modul OLED atau LCD matriks titik yang menawarkan fleksibiliti yang lebih besar (alfanumerik penuh, grafik) dalam tapak kaki yang serupa, walaupun selalunya pada kos dan penggunaan kuasa yang lebih tinggi untuk kecerahan yang setara.
• Peralihan Aplikasi:Aplikasi utama untuk peranti seperti LTS-3403JF semakin meningkat dalam peralatan perindustrian, instrumentasi, dan warisan di mana kesederhanaan, ketahanan, kecerahan tinggi, dan sudut pandangan yang luas diutamakan berbanding keupayaan grafik.

LTS-3403JF mewakili penyelesaian matang dan optimum dalam niche-nya, menawarkan prestasi yang boleh dipercayai berdasarkan teknologi AlInGaP yang difahami dengan baik.