Lembaran Data Paparan LED LTS-2801AJR - Ketinggian Digit 0.28 Inci - Warna Merah Super - Voltan Kehadapan 2.6V - Dokumen Teknikal MS - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-2801AJR ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen satu digit berprestasi tinggi. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan perwakilan nombor dan aksara alfanumerik terhad yang jelas dan boleh dipercayai dalam peranti elektronik. Aplikasi terasnya adalah dalam instrumentasi kuasa rendah, elektronik pengguna, panel kawalan industri, dan mana-mana peranti yang memerlukan penunjuk nombor yang terang dan mudah dibaca.

Peranti ini dibina berdasarkan teknologi LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju. Sistem bahan semikonduktor ini terkenal dengan kecekapan tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik dalam spektrum merah-jingga ke ambar. Penggunaan substrat GaAs lutsinar seterusnya meningkatkan pengekstrakan cahaya, menyumbang kepada kecerahan tinggi paparan. Paparan ini mempunyai muka kelabu dengan tanda segmen putih, yang memberikan kontras tinggi apabila segmen diterangi, meningkatkan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan.

Ciri penentu paparan ini ialah pengoptimumannya untuk operasi arus rendah. Ia diuji dan dipilih khusus untuk berprestasi sangat baik pada arus pemacu serendah 1mA setiap segmen, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berkuasa bateri atau sensitif tenaga. Segmen juga dipadankan untuk keamatan bercahaya yang konsisten pada arus rendah ini, memastikan rupa seragam merentasi digit.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

• Saiz Digit:Mempunyai ketinggian aksara 0.28 inci (7.0 mm), menawarkan kawasan paparan padat namun boleh dibaca.
• Kualiti Segmen:Memberikan pancaran cahaya berterusan dan seragam merentasi setiap segmen tanpa jurang atau titik panas yang kelihatan.
• Kecekapan Kuasa:Direka untuk keperluan kuasa yang sangat rendah, membolehkan operasi dari 1mA setiap segmen ke atas.
• Prestasi Optik:Memberikan rupa aksara yang sangat baik dengan kecerahan tinggi dan kontras tinggi terhadap muka kelabunya.
• Sudut Pandangan:Menawarkan sudut pandangan yang luas disebabkan oleh pembinaan cip LED dan reka bentuk pakej.
• Kebolehpercayaan:Mendapat manfaat daripada kebolehpercayaan keadaan pepejal tanpa bahagian bergerak dan jangka hayat operasi panjang tipikal teknologi LED.
• Kekonsistenan:Peranti dikategorikan (dibin) untuk keamatan bercahaya, memastikan tahap kecerahan yang boleh diramalkan dalam pengeluaran.

2. Selaman Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang parameter teknikal peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data. Memahami spesifikasi ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan prestasi yang boleh dipercayai.

2.1 Kadar Maksimum Mutlak

Kadar ini mentakrifkan had tekanan melebihi mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW maksimum. Melebihi ini boleh menyebabkan pemanasan berlebihan dan degradasi dipercepatkan cip LED.
• Arus Kehadapan Puncak per Segmen:90 mA maksimum, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (1/10 kitaran tugas, lebar denyut 0.1ms). Ini membolehkan tempoh singkat kecerahan tinggi, seperti dalam paparan berbilang atau untuk kesan strobo.
• Arus Kehadapan Berterusan per Segmen:25 mA maksimum pada 25°C. Kadar ini menyahkadar secara linear pada 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.
• Voltan Songsang per Segmen:5 V maksimum. LED mempunyai voltan pecah songsang yang rendah. Melebihi ini boleh menyebabkan kegagalan simpang serta-merta.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk julat suhu perindustrian.
• Suhu Pateri:Menahan maksimum 260°C sehingga 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini adalah kritikal untuk proses pateri aliran semula.

2.2 Ciri Elektrik & Optik (pada Ta=25°C)

Ini adalah parameter operasi tipikal di bawah keadaan ujian yang ditentukan. Reka bentuk harus berdasarkan nilai-nilai ini.

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):Julat dari 200 μcd (min) hingga 480 μcd (tip) pada arus kehadapan (I_F) 1mA. Ini mengesahkan kesesuaiannya untuk aplikasi arus sangat rendah. Keamatan akan berskala dengan arus.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):Biasanya 639 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa optik adalah paling tinggi, meletakkannya dalam kawasan "merah super" spektrum.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Biasanya 20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; lebar yang lebih sempit bermaksud warna yang lebih monokromatik (tulen).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Biasanya 631 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, yang mungkin berbeza sedikit daripada panjang gelombang puncak.
• Voltan Kehadapan per Segmen (V_F):Julat dari 2.0V (min) hingga 2.6V (tip) pada I_F=20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED apabila diterangi. Perintang pembatas arus sentiasa diperlukan secara bersiri dengan setiap segmen atau anod sepunya.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):Maksimum 100 μA pada voltan songsang (V_R) 5V. Ini adalah arus bocor kecil apabila LED terpincang songsang.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (I_V-m):Maksimum 2:1 pada I_F=1mA. Ini menentukan bahawa kecerahan segmen paling malap tidak akan kurang daripada separuh kecerahan segmen paling terang dalam digit yang sama, memastikan keseragaman.

Nota Pengukuran:Keamatan bercahaya diukur menggunakan sensor dan penapis yang ditentukur kepada fungsi kecemerlangan fotopik CIE, yang menghampiri kepekaan mata manusia.

3. Sistem Pembin dan Pengkategorian

Lembaran data menyatakan bahawa peranti "dikategorikan untuk keamatan bercahaya." Ini merujuk kepada amalan biasa dalam pembuatan LED yang dikenali sebagai "pembin."

• Pembin Keamatan Bercahaya:Disebabkan variasi semula jadi dalam pertumbuhan epitaksial semikonduktor dan proses fabrikasi, LED dari kelompok pengeluaran yang sama boleh mempunyai keluaran kecerahan yang sedikit berbeza. Pengilang menguji setiap peranti dan menyusunnya ke dalam "bin" yang berbeza berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada arus ujian piawai (cth., 1mA atau 20mA). Ini membolehkan pelanggan memilih bin yang memenuhi keperluan kecerahan khusus mereka, memastikan kekonsistenan dalam rupa produk akhir. I_Vtipikal LTS-2801AJR 480 μcd mungkin mewakili bin khusus atau pusat taburan.
• Pembin Voltan Kehadapan:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit untuk bahagian ini, ia juga biasa untuk membin LED berdasarkan voltan kehadapan (V_F). Ini penting untuk reka bentuk di mana voltan bekalan kuasa sangat terhad atau di mana padanan arus tepat merentasi pelbagai LED adalah kritikal.
• Pembin Panjang Gelombang:Untuk aplikasi kritikal warna, LED juga dibin mengikut panjang gelombang dominan atau puncak untuk memastikan warna yang konsisten. Nilai tipikal yang ketat untuk λ_p(639nm) dan λ_d(631nm) mencadangkan konsistensi warna semula jadi yang baik untuk teknologi AlInGaP ini.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk "Lengkung Ciri Elektrik/Optik Tipikal." Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, kita boleh membuat inferensi kandungan piawai dan kepentingannya.

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Kehadapan (Lengkung I-V):Graf ini akan menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus kehadapan. Ia biasanya tidak linear, terutamanya pada arus sangat rendah. Lengkung mengesahkan kebolehgunaan peranti pada 1mA dan menunjukkan peningkatan kecerahan yang boleh dicapai dengan meningkatkan arus sehingga kadar maksimum.
• Voltan Kehadapan vs. Arus Kehadapan:Lengkung ini menunjukkan hubungan antara voltan merentasi LED dan arus yang mengalir melaluinya. Ia adalah penting untuk mereka bentuk nilai perintang pembatas arus. Lengkung bersifat eksponen, tetapi untuk tujuan reka bentuk, V_Ftipikal pada arus operasi yang dimaksudkan digunakan.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Keluaran cahaya LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Lengkung ini adalah kritikal untuk memahami penyahkadaran haba. Penyahkadaran linear yang ditentukan untuk arus berterusan (0.33 mA/°C) adalah penyederhanaan praktikal hubungan ini untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.
• Taburan Spektrum:Graf menunjukkan kuasa optik relatif merentasi panjang gelombang. Ia akan menggambarkan puncak pada ~639nm dan separuh lebar 20nm, mengesahkan pancaran merah sempit dan tulen.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti mempunyai jejak pakej LED tujuh segmen satu digit piawai. Nota dimensi utama dari lembaran data:

• Semua dimensi utama disediakan dalam milimeter (mm).
• Toleransi piawai pada dimensi ialah ±0.25 mm (yang bersamaan dengan ±0.01 inci).
• Dimensi khusus (tidak disenaraikan dalam ekstrak teks) akan mentakrifkan panjang, lebar, dan ketinggian keseluruhan pakej, saiz tingkap digit, jarak plumbum (pin), dan panjang serta diameter plumbum. Ini adalah kritikal untuk reka bentuk jejak PCB dan muatan mekanikal dalam selongsong.

5.2 Sambungan Pin dan Polarity

LTS-2801AJR ialah paparananod sepunya. Ini bermaksud anod (sisi positif) semua segmen LED disambungkan secara dalaman kepada pin sepunya. Katod (sisi negatif) segmen individu dibawa keluar ke pin berasingan.

Pinout (konfigurasi 10-pin):

1. Pin 1: Katod untuk segmen E
2. Pin 2: Katod untuk segmen D
3. Pin 3: Anod Sepunya 1
4. Pin 4: Katod untuk segmen C
5. Pin 5: Katod untuk Titik Perpuluhan (D.P.)
6. Pin 6: Katod untuk segmen B
7. Pin 7: Katod untuk segmen A
8. Pin 8: Anod Sepunya 2
9. Pin 9: Katod untuk segmen G
10. Pin 10: Katod untuk segmen F

Gambarajah Litar Dalaman:Skema menunjukkan dua pin anod sepunya (3 dan 8) disambungkan bersama secara dalaman. Reka bentuk dwi-anod ini membantu mengagihkan arus dan boleh digunakan untuk redundansi atau dalam skim berbilang khusus. Semua katod segmen dan katod titik perpuluhan adalah bebas.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pematuhan kepada garis panduan ini adalah penting untuk kebolehpercayaan dan mencegah kerosakan semasa proses pemasangan.

• Pateri Aliran Semula:Peranti boleh menahan suhu puncak 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat. Suhu ini harus diukur 1.6mm di bawah badan pakej (satah dudukan pada PCB). Profil aliran semula bebas plumbum piawai (IPC/JEDEC J-STD-020) umumnya boleh digunakan, tetapi had khusus 260°C/3s mesti dihormati.
• Pateri Tangan:Jika pateri tangan diperlukan, gunakan besi terkawal suhu. Hadkan masa sentuhan per pin kepada 3-5 saat untuk mengelakkan pemindahan haba berlebihan kepada cip LED melalui plumbum.
• Pembersihan:Gunakan pelarut yang sesuai dan tidak agresif untuk pembersihan selepas pateri. Elakkan pembersihan ultrasonik melainkan disahkan selamat untuk pakej.
• Langkah Berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik):Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit, LED adalah peranti semikonduktor dan boleh sensitif kepada ESD. Prosedur pengendalian ESD piawai (stesen kerja dibumikan, gelang pergelangan tangan) disyorkan semasa pemasangan.
• Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam beg penghalang kelembapan asal dalam persekitaran dalam julat suhu penyimpanan yang ditentukan (-35°C hingga +85°C) dan pada kelembapan rendah untuk mencegah pengoksidaan plumbum.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

Pemacu Langsung dengan Mikropengawal:Untuk paparan anod sepunya, pin sepunya disambungkan kepada voltan bekalan positif (cth., +5V) melalui perintang pembatas arus, atau lebih biasa, disambungkan kepada pin GPIO mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai keluaran ditetapkan kepada logik "tinggi" (atau didorong oleh transistor PNP untuk arus lebih tinggi). Setiap pin katod segmen disambungkan kepada pin GPIO mikropengawal. Untuk menerangi segmen, pin katod sepadannya didorong kepada logik "rendah" (bumi), melengkapkan litar.

Pengiraan Perintang Pembatas Arus:Ini adalah wajib untuk setiap sambungan anod sepunya atau setiap katod segmen (bergantung pada topologi pemacu). Menggunakan voltan kehadapan tipikal (V_F= 2.6V) dan arus kehadapan yang dikehendaki (I_F), nilai perintang R dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V dan I_F=10mA: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. Kadar kuasa perintang harus sekurang-kurangnya I_F²* R.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Berbilang:Untuk mengawal berbilang digit dengan pin mikropengawal yang lebih sedikit, berbilang digunakan. Digit dihidupkan satu demi satu pada kadar cepat (cth., 1-5 ms per digit). Keupayaan LTS-2801AJR untuk mengendalikan arus puncak (90mA berdenyut) menjadikannya sesuai untuk aplikasi berbilang di mana kecerahan segera perlu lebih tinggi untuk mengimbangi kitaran tugas yang dikurangkan.
• Reka Bentuk Kuasa Rendah:Manfaatkan keupayaan operasi 1mA untuk peranti berkuasa bateri. Pada 1mA setiap segmen dan bekalan 5V, penggunaan kuasa per segmen yang diterangi adalah lebih kurang (5V - 2.6V) * 0.001A = 2.4 mW.
• Sudut Pandangan:Letakkan paparan mempertimbangkan sudut pandangan luasnya untuk memastikan kebolehbacaan untuk pengguna akhir.
• Pengurusan Haba:Dalam aplikasi yang berjalan pada arus berterusan tinggi atau dalam suhu ambien tinggi, pastikan pengudaraan yang mencukupi. Patuhi lengkung penyahkadaran arus di atas 25°C.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan nombor bahagian lain tidak disediakan, pembeza utama LTS-2801AJR boleh disimpulkan dari spesifikasinya:

• vs. LED Merah Piawai GaAsP/GaP:Penggunaan teknologi AlInGaP memberikan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi (lebih banyak keluaran cahaya per mA arus) dan ketulenan warna yang lebih baik (merah lebih tepu) berbanding bahan LED lama. Ini menghasilkan kecerahan yang lebih tinggi dan penggunaan kuasa yang lebih rendah.
• vs. Paparan Digit Lebih Besar:Digit 0.28 inci menawarkan keseimbangan antara saiz dan kebolehbacaan, sesuai untuk peranti padat di mana paparan lebih besar (cth., 0.5 inci atau 1 inci) akan menjadi tidak praktikal secara fizikal.
• vs. Paparan tanpa Ujian Arus Rendah:Ujian dan pemilihan eksplisit untuk ciri arus rendah (1mA) yang sangat baik adalah ciri utama. Tidak semua paparan tujuh segmen menjamin kecerahan seragam dan operasi yang betul pada tahap pemacu yang sangat rendah.
• vs. Paparan Katod Sepunya:Konfigurasi anod sepunya sering diutamakan apabila berantara dengan mikropengawal yang menyumber arus lebih baik daripada menyedutnya (walaupun banyak MCU moden adalah simetri). Pilihan bergantung pada reka bentuk litar pemacu.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu paparan ini secara langsung dari sistem mikropengawal 3.3V?

J: Ya, tetapi anda mesti mengira semula perintang pembatas arus. Menggunakan V_bekalan=3.3V, V_F=2.6V, dan I_F=5mA: R = (3.3V - 2.6V) / 0.005A = 140 Ω. Sahkan bahawa keluaran cahaya pada 5mA mencukupi untuk aplikasi anda.

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

J: Ia disambungkan secara dalaman. Ini membolehkan fleksibiliti dalam penghalaan PCB dan membantu mengagihkan jumlah arus anod (yang merupakan jumlah arus untuk semua segmen yang diterangi) merentasi dua pin, mengurangkan ketumpatan arus per pin dan meningkatkan kebolehpercayaan.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak (639nm) dan panjang gelombang dominan (631nm)?

J: Panjang gelombang puncak adalah di mana keluaran kuasa optik secara fizikal paling tinggi. Panjang gelombang dominan adalah panjang gelombang tunggal yang akan menghasilkan persepsi warna yang sama kepada mata manusia, dikira dari spektrum penuh. Kepekaan mata manusia mempengaruhi pengiraan ini, menyebabkan nilai berbeza.

S: Bagaimana saya mencapai titik perpuluhan?

J: Titik perpuluhan adalah LED berasingan dengan katod sendiri pada Pin 5. Untuk meneranginya, sambungkan anod sepunya kepada V+, dan dorong Pin 5 ke bumi (melalui perintang pembatas arus, dikongsi dengan segmen atau berasingan).

10. Contoh Aplikasi Praktikal

Senario: Mereka bentuk termometer digital berkuasa bateri mudah.

1. Pemilihan Komponen:LTS-2801AJR dipilih untuk operasi arus rendahnya untuk memaksimumkan hayat bateri. Mikropengawal dengan sekurang-kurangnya 8 pin I/O dipilih (7 untuk segmen, 1 untuk kawalan anod sepunya).
2. Reka Bentuk Litar:Pin anod sepunya (3 & 8) disambungkan bersama dan kemudian kepada pin GPIO mikropengawal melalui transistor PNP (untuk mengendalikan arus segmen gabungan jika semua dihidupkan). Setiap katod segmen (Pin 1,2,4,5,6,7,9,10) disambungkan kepada pin GPIO mikropengawal berasingan. Perintang pembatas arus diletakkan antara rel bekalan positif mikropengawal dan pemancar transistor PNP (atau secara bersiri dengan setiap katod jika memacu secara langsung). Nilai dikira untuk kecerahan yang dikehendaki pada, sebagai contoh, 2mA setiap segmen.
3. Perisian:Mikropengawal membaca sensor suhu, menukar nilai kepada nombor perpuluhan, dan mencari corak segmen sepadan (cth., jadual "fon tujuh segmen"). Ia kemudian mendorong pin katod yang sesuai rendah sambil menetapkan pin kawalan anod sepunya tinggi untuk memaparkan digit.
4. Keputusan:Paparan suhu yang jelas dan boleh dibaca dengan penggunaan kuasa minimum, sesuai untuk peranti mudah alih.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

Teknologi teras ialah LED AlInGaP. Cahaya dihasilkan melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Apabila voltan kehadapan dikenakan merentasi simpang P-N semikonduktor, elektron dari bahan jenis-N bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-P dalam kawasan aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (zarah cahaya). Panjang gelombang (warna) cahaya tertentu ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang direkayasa dengan mengawal nisbah Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida dengan tepat semasa pertumbuhan kristal. Substrat GaAs lutsinar membolehkan lebih banyak cahaya yang dijana keluar dari cip berbanding substrat penyerap, meningkatkan kecekapan luaran keseluruhan. Cahaya dari cip kecil ini kemudian dibentuk dan diarahkan oleh pakej plastik untuk membentuk corak tujuh segmen yang boleh dikenali.

12. Trend dan Perkembangan Industri

Evolusi paparan tujuh segmen mengikuti trend teknologi LED yang lebih luas. Walaupun faktor bentuk asas kekal berguna secara berterusan, teknologi asas terus maju. AlInGaP sendiri mewakili lompatan ketara berbanding bahan lama. Trend semasa mungkin termasuk:

• Kecekapan Lebih Tinggi:Penyelidikan berterusan ke dalam struktur epitaksial dan teknik pengekstrakan cahaya mendorong untuk lebih banyak lumen per watt, membolehkan paparan lebih terang pada arus yang sama atau hayat bateri lebih panjang.
• Integrasi:Sesetengah paparan moden mengintegrasikan IC pemacu ("pengawal") terus ke dalam pakej, memudahkan pengantaraan untuk pereka sistem (walaupun ini lebih biasa dalam paparan matriks titik dan alfanumerik daripada unit tujuh segmen asas).
• Warna & Bahan Alternatif:Walaupun bahagian ini menggunakan AlInGaP untuk merah, bahan lain seperti InGaN digunakan untuk LED biru, hijau, dan putih. Prinsip operasi arus rendah, kecerahan tinggi terpakai merentasi teknologi ini.
• Ketahanan Nis:Untuk persekitaran keras, perkembangan dalam pengedap pakej dan bahan meningkatkan rintangan kepada kelembapan, bahan kimia, dan suhu melampau.

LTS-2801AJR, dengan fokusnya pada teknologi AlInGaP yang terbukti dioptimumkan untuk prestasi arus rendah, mewakili penyelesaian matang, boleh dipercayai, dan sangat praktikal dalam landskap teknologi yang berterusan ini.