Lembaran Data Paparan LED Super Merah 0.39 Inci LTS-4801JR - Ketinggian Digit 10.0mm - Voltan Hadapan 2.6V - Kuasa 70mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-4801JR ialah modul paparan alfanumerik satu digit, tujuh segmen. Ia mempunyai ketinggian digit 0.39 inci (10.0 milimeter), menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka bersaiz sederhana yang jelas. Peranti ini menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju untuk menghasilkan output warna super merah. Pakej ini mempunyai muka kelabu dengan tanda segmen putih, memberikan kontras tinggi untuk kebolehbacaan aksara yang sangat baik. Paparan ini direka sebagai jenis anod sepunya, iaitu konfigurasi biasa untuk memudahkan litar pemacu dalam aplikasi berbilang.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

• Ketinggian Digit 0.39 Inci:Menawarkan saiz seimbang untuk keterlihatan yang baik tanpa penggunaan kuasa yang berlebihan.
• Segmen Seragam Berterusan:Memastikan pancaran cahaya konsisten merentasi setiap segmen untuk penampilan profesional.
• Keperluan Kuasa Rendah:Teknologi AlInGaP yang cekap membolehkan output terang pada arus hadapan yang agak rendah.
• Kecerahan Tinggi & Kontras Tinggi:Cip AlInGaP super merah digabungkan dengan reka bentuk muka kelabu/segmen putih memberikan kebolehbacaan yang sangat baik dalam pelbagai keadaan pencahayaan.
• Sudut Pandangan Luas:Menyediakan kecerahan dan warna yang konsisten merentasi julat pandangan yang luas.
• Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya:Unit disusun mengikut keamatan, membolehkan kecerahan konsisten dalam paparan berbilang digit.
• Pakej Bebas Plumbum (Mematuhi RoHS):Dihasilkan mengikut peraturan alam sekitar yang menyekat bahan berbahaya.
• Kebolehpercayaan Keadaan Pepejal:LED menawarkan jangka hayat operasi yang panjang, rintangan hentakan, dan toleransi getaran berbanding teknologi paparan lain.

1.2 Aplikasi Sasaran dan Pasaran

Paparan ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik biasa. Kawasan aplikasi tipikal termasuk panel instrumentasi, elektronik pengguna, bacaan kawalan industri, peralatan ujian dan pengukuran, serta perkakas rumah di mana paparan angka yang jelas diperlukan. Ia sesuai untuk aplikasi di mana kebolehpercayaan, kebolehbacaan, dan operasi kuasa rendah adalah pertimbangan utama. Lembaran data ini secara jelas memberi amaran terhadap penggunaan peranti ini dalam sistem kritikal keselamatan (contohnya, penerbangan, sokongan hayat perubatan) tanpa rundingan terlebih dahulu, menunjukkan pasaran utamanya adalah elektronik komersial dan industri.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengendalian paparan secara berterusan pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW. Ini ialah kuasa maksimum yang boleh disebarkan 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 berbilang.
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Arus ini menurun secara linear sebanyak 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 50°C, arus berterusan maksimum akan menjadi lebih kurang 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti boleh menahan dan beroperasi dalam julat suhu yang luas ini.
• Suhu Pateri:260°C maksimum selama 5 saat, diukur 1/16 inci (≈1.6mm) di bawah satah tempat duduk.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):200 ucd (Min), 520 ucd (Tip) pada I_F=1mA. Ini ialah output cahaya per segmen. Nisbah padanan 2:1 memastikan dalam satu kelompok, segmen paling terang tidak lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada yang paling malap, yang penting untuk penampilan seragam.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):639 nm (Tip). Ini ialah panjang gelombang di mana output kuasa spektrum tertinggi, mentakrifkan warna \"super merah\".
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):631 nm (Tip). Ini ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, yang mungkin berbeza sedikit daripada panjang gelombang puncak.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (Tip). Ini menunjukkan ketulenan warna; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan per Cip (V_F):2.10V (Min), 2.60V (Tip) pada I_F=20mA. Ini ialah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Reka bentuk litar mesti mengambil kira julat ini.
• Arus Songsang (I_R):100 µA (Maks) pada V_R=5V. Parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; peranti tidak boleh dikendalikan di bawah pincang songsang berterusan.
• Bual Silang:< 2.5%. Ini menentukan jumlah minimum kebocoran cahaya dari segmen tidak bercahaya bersebelahan dengan segmen yang bercahaya.

3. Sistem Penyusunan dan Penggredan

Lembaran data menunjukkan bahawa LTS-4801JR \"Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya.\" Ini membayangkan proses penyusunan di mana paparan disusun berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai (biasanya 1mA atau 20mA). Ini memastikan apabila berbilang digit digunakan bersebelahan, kecerahan mereka kelihatan seragam kepada pengguna. Pereka harus menentukan jika padanan keamatan ketat diperlukan untuk aplikasi mereka. Dokumen tidak menyatakan kod tong atau ambang terperinci untuk panjang gelombang (warna) atau voltan hadapan, mencadangkan penyusunan utama adalah berdasarkan keamatan bercahaya.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun petikan teks yang disediakan merujuk kepada \"Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal,\" graf khusus tidak disertakan dalam teks. Biasanya, lembaran data sedemikian akan termasuk lengkung penting berikut untuk analisis reka bentuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan tak linear, penting untuk mereka bentuk litar had semasa.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (Lengkung I-L):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, selalunya menunjukkan hubungan hampir linear dalam julat operasi.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu meningkat, yang kritikal untuk aplikasi persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Kuasa Spektrum Relatif:Graf yang memplot keamatan terhadap panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~639nm dan lebar spektrum.

Pereka harus merujuk PDF penuh untuk graf ini untuk membuat ramalan tepat tentang prestasi di bawah keadaan operasi tertentu.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Paparan mempunyai faktor bentuk DIP (Dual In-line Package) lubang tembus standard. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Toleransi anjakan hujung pin ialah ±0.40 mm, yang mesti dipertimbangkan untuk penempatan lubang PCB.
• Diameter lubang PCB yang disyorkan ialah 1.0 mm untuk pateri yang boleh dipercayai.
• Spesifikasi kualiti menghadkan bahan asing, gelembung dalam segmen, lenturan pemantul, dan pencemaran dakwat permukaan untuk memastikan kejelasan optik dan kualiti estetik.

5.2 Konfigurasi Pin dan Gambarajah Litar

LTS-4801JR ialah peranti 10 pin dengan konfigurasi anod sepunya. Gambarajah litar dalaman menunjukkan semua tujuh segmen (A-G) dan titik perpuluhan (DP) dengan katod mereka disambungkan ke pin individu. Anod untuk semua segmen disambungkan bersama secara dalaman dan dibawa keluar ke dua pin (Pin 3 dan Pin 8), yang juga disambungkan secara dalaman. Ini membolehkan fleksibiliti dalam susun atur PCB dan sambungan kuasa.

Konfigurasi Pin:

1: Katod G

2: Katod F

3: Anod Sepunya (disambungkan secara dalaman ke Pin 8)

4: Katod E

5: Katod D

6: Katod D.P. (Titik Perpuluhan)

7: Katod C

8: Anod Sepunya (disambungkan secara dalaman ke Pin 3)

9: Katod B

10: Katod A

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Pateri Automatik (Gelombang/Aliran Semula)

Keadaan yang disyorkan ialah 260°C selama 5 saat, diukur 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah tempat duduk pakej. Suhu badan komponen itu sendiri tidak boleh melebihi penarafan maksimumnya semasa proses ini.

6.2 Pateri Manual

Untuk pateri tangan, suhu 350°C ±30°C boleh digunakan, tetapi masa pateri mesti dihadkan kepada 5 saat per pin, sekali lagi diukur dari 1.6mm di bawah satah tempat duduk. Berhati-hati untuk mengelakkan pendedahan haba yang berpanjangan.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Walaupun tidak dinyatakan secara jelas untuk penyimpanan, julat suhu operasi dan penyimpanan ialah -35°C hingga +85°C. Amalan baik adalah menyimpan komponen dalam persekitaran kering dan terkawal untuk mengelakkan penyerapan lembapan yang boleh menyebabkan \"popcorning\" semasa pateri.

7. Ujian Kebolehpercayaan

Peranti menjalani suite ujian kebolehpercayaan yang komprehensif berdasarkan piawaian tentera (MIL-STD), Jepun (JIS), dan dalaman. Ini memastikan ketahanan di bawah pelbagai tekanan persekitaran.

• Ujian Hayat Operasi (RTOL):1000 jam pada arus penarafan maksimum di bawah suhu bilik.
• Ujian Tekanan Persekitaran:Termasuk Penyimpanan Suhu/Lembapan Tinggi (65°C/90-95% RH selama 500h), Penyimpanan Suhu Tinggi (105°C selama 1000h), Penyimpanan Suhu Rendah (-35°C selama 1000h), Kitaran Suhu (-35°C hingga 105°C untuk 30 kitaran), dan Kejutan Haba.
• Ujian Mekanikal/Kebolehpaterian:Ujian Rintangan Pateri (260°C selama 10s) dan Kebolehpaterian (245°C selama 5s) mengesahkan integriti pin semasa proses pemasangan.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Langkah Berjaga-jaga Aplikasi Kritikal

• Penarafan Maksimum Mutlak:Melebihi penarafan untuk arus, kuasa, atau suhu akan menyebabkan degradasi output cahaya yang teruk atau kegagalan bencana.
• Perlindungan Litar Pemacu:Litar mesti melindungi LED daripada voltan songsang dan lonjakan voltan semasa urutan hidup/mati kuasa. Perintang siri tidak mencukupi untuk ini; pengapit diod atau IC pemacu bersepadu dengan ciri perlindungan adalah disyorkan.
• Pemacu Arus Malar:Untuk kecerahan dan jangka hayat yang konsisten, memandu segmen dengan sumber arus malar sangat disyorkan berbanding sumber voltan mudah dengan perintang siri, terutamanya dalam persekitaran dengan suhu berubah-ubah.
• Julat Voltan Hadapan:Litar pemacu mesti direka untuk menyediakan arus yang diperlukan merentasi keseluruhan julat V_F(2.10V hingga 2.60V pada 20mA).
• Pengurusan Haba:Arus berterusan maksimum mesti dikurangkan berdasarkan suhu ambien operasi sebenar. Pengudaraan atau penyejuk haba yang mencukupi mungkin diperlukan dalam persekitaran tertutup atau suhu tinggi.
• Elakkan Pincang Songsang:Pincang songsang berterusan boleh menyebabkan penghijrahan logam dalam semikonduktor, membawa kepada kegagalan pramatang.

8.2 Litar Aplikasi Tipikal

Untuk paparan anod sepunya seperti LTS-4801JR, anod (Pin 3 & 8) disambungkan ke voltan bekalan positif (V_CC). Setiap pin katod disambungkan ke sinki arus. Ini boleh dicapai menggunakan:

1. Sinki Transistor:Transistor NPN atau MOSFET saluran-N yang dikawal oleh mikropengawal.
2. IC Pemacu Bersepadu:Cip pemacu LED khusus atau pin port mikropengawal dengan keupayaan sinki arus yang mencukupi (ingat had 25mA per segmen). Perintang had semasa biasanya diletakkan secara bersiri dengan setiap segmen atau dalam laluan anod sepunya apabila menggunakan sumber voltan, tetapi litar arus malar adalah lebih baik.

Untuk berbilang berbilang digit, anod sepunya digit berbeza ditukar secara berurutan pada frekuensi tinggi, manakala corak katod yang sesuai dipaparkan untuk setiap digit. Ini mengurangkan bilangan pin I/O yang diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTS-4801JR membezakan dirinya melalui beberapa atribut utama:

• Teknologi Bahan (AlInGaP):Berbanding LED GaAsP atau GaP yang lebih lama, AlInGaP menawarkan kecekapan dan kecerahan yang jauh lebih tinggi, terutamanya dalam spektrum merah/jingga/amber, mengakibatkan penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk output cahaya yang sama.
• Warna Super Merah:Panjang gelombang dominan/puncak 631-639 nm memberikan warna merah yang terang dan dalam yang sangat tepu dan kelihatan.
• Penyusunan Keamatan:Tidak semua paparan menawarkan padanan keamatan bercahaya yang dijamin, yang kritikal untuk aplikasi berbilang digit untuk mengelakkan kecerahan tidak sekata.
• Julat Suhu Luas:Julat operasi -35°C hingga +85°C adalah kukuh untuk aplikasi industri dan automotif (bukan kritikal keselamatan).

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memandu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?

J: Tidak terus untuk sinki arus. Pin mikropengawal biasanya boleh menyinki 20-25mA, yang berada pada maksimum mutlak untuk satu segmen. Ini tidak meninggalkan margin keselamatan dan berisiko merosakkan kedua-dua LED dan mikropengawal. Adalah lebih baik untuk menggunakan transistor atau IC pemacu. Untuk sumber arus (ke anod sepunya), pin mungkin tidak membekalkan arus yang mencukupi untuk semua segmen bercahaya serentak (7*20mA=140mA).

S: Mengapa terdapat dua pin anod sepunya (3 dan 8)?

J: Mereka disambungkan secara dalaman. Ini memberikan fleksibiliti susun atur, membolehkan sambungan anod dari kedua-dua belah PCB untuk rintangan yang lebih rendah, dan boleh membantu dalam penyebaran haba dengan menggunakan kedua-dua pin.

S: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

J: Panjang Gelombang Puncak (λ_p) ialah puncak fizikal spektrum pancaran cahaya. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) dikira berdasarkan tindak balas warna mata manusia (lengkung CIE) dan mewakili warna yang dilihat. Mereka selalunya hampir tetapi tidak sama.

S: Bagaimanakah saya mengira nilai perintang siri?

J: Jika menggunakan sumber voltan mudah (V_bekalan), formula ialah R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data (2.60V) untuk memastikan arus minimum dipenuhi. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan I_Fyang dikehendaki 20mA: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm. Sentiasa kira semula untuk voltan bekalan dan arus yang berbeza.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk bacaan voltmeter 4 digit.

1. Pemilihan Komponen:Gunakan empat paparan LTS-4801JR. Pastikan mereka dari tong keamatan yang sama jika kecerahan seragam adalah kritikal.
2. Kaedah Pemacu:Laksanakan berbilang. Sambungkan semua katod segmen sepadan (A, B, C,... DP) bersama merentasi empat paparan. Gunakan empat transistor NPN (contohnya, 2N3904) untuk mengawal anod sepunya setiap digit secara individu.
3. Kawalan Arus:Letakkan satu perintang had semasa dalam laluan sepunya pengumpul transistor (sebelum anod). Memandangkan hanya satu digit bercahaya pada satu masa, nilai perintang dikira untuk jumlah arus satu digit (contohnya, 8 segmen * 5mA setiap satu = 40mA). Sebagai alternatif, gunakan IC pemacu arus malar untuk setiap talian katod untuk ketepatan yang lebih baik.
4. Antaramuka Mikropengawal:Gunakan 7-8 pin mikropengawal untuk corak segmen (katod) dan 4 pin untuk mengawal transistor pilih digit (anod).
5. Perisian:Dalam gelung utama, hidupkan satu transistor digit secara berurutan, output corak segmen untuk digit itu, tunggu masa singkat (1-5ms), kemudian beralih ke digit seterusnya. Kadar segar semula harus melebihi 60Hz untuk mengelakkan kelipan.
6. Perlindungan:Tambah perintang nilai kecil (contohnya, 100Ω) secara bersiri dengan tapak setiap transistor dan pin mikropengawal untuk menghadkan arus. Pastikan bekalan kuasa bersih dan bebas lonjakan.

12. Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod (V_F) dikenakan, elektron dari bahan jenis-n bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-p dalam kawasan susutan. Peristiwa penggabungan semula ini membebaskan tenaga. Dalam diod piawai, tenaga ini terutamanya haba. Dalam bahan LED seperti AlInGaP, tenaga jurang jalur semikonduktor adalah sedemikian rupa sehingga tenaga yang dibebaskan adalah dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) cahaya tertentu ditentukan secara langsung oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. AlInGaP mempunyai jurang jalur yang menghasilkan foton dalam bahagian merah hingga amber spektrum boleh lihat. Paparan tujuh segmen hanya membungkus berbilang cip LED sedemikian (satu per segmen dan titik perpuluhan) ke dalam susunan piawai, dengan sambungan elektrik mereka dibawa keluar ke pin untuk kawalan luaran.

13. Trend Teknologi

Penggunaan AlInGaP mewakili kemajuan berbanding bahan LED terdahulu untuk warna merah/jingga. Trend semasa dalam teknologi paparan yang berkaitan dengan komponen sedemikian termasuk:

• Kecekapan Meningkat:Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan kuantum dalaman (IQE) dan kecekapan pengekstrakan cahaya LED, membawa kepada kecerahan yang lebih tinggi pada arus yang lebih rendah.
• Pengecilan:Walaupun 0.39 inci adalah saiz piawai, terdapat trend ke arah paparan lebih kecil, ketumpatan tinggi menggunakan pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) dan bukannya pakej DIP lubang tembus untuk pemasangan automatik.
• Integrasi:Elektronik pemacu semakin disepadukan sama ada ke dalam modul paparan itu sendiri (paparan pintar) atau ke dalam IC pemacu arus malar berbilang saluran yang lebih canggih yang memudahkan reka bentuk sistem.
• Gamut Warna Lebih Luas:Walaupun ini adalah paparan monokromatik, pembangunan teknologi bahan asas untuk LED merah juga memberi manfaat kepada paparan RGB warna penuh, mendorong warna yang lebih tulen dan lebih tepu.
• Fokus pada Kebolehpercayaan dan Pemiawaian:Apabila LED menembusi aplikasi yang lebih mencabar, ujian piawai (seperti yang dilihat dalam bahagian kebolehpercayaan) dan spesifikasi hayat yang lebih terperinci (penarafan L70, L90) menjadi biasa.

Walaupun trend ini, paparan tujuh segmen diskret seperti LTS-4801JR kekal sangat relevan untuk aplikasi yang memerlukan output angka mudah, boleh dipercayai, kos rendah, dan sangat boleh dibaca di mana paparan grafik penuh tidak diperlukan.