Dokumen Teknikal Lembaran Data Paparan LED LTS-360KR - Ketinggian Digit 0.36 Inci - Warna Merah Super - Voltan Hadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-360KR ialah paparan alfanumerik tujuh segmen satu digit yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan output visual yang sangat mudah dibaca untuk instrumen digital, elektronik pengguna, panel kawalan industri, dan peralatan ujian. Peranti ini menggunakan teknologi LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju yang ditumbuhkan pada substrat GaAs, yang terkenal dengan penghasilan pancaran cahaya merah yang berkecekapan tinggi. Sistem bahan khusus ini membolehkan paparan mencapai kecerahan dan ketulenan warna yang lebih baik berbanding teknologi LED lama.

Kelebihan teras modul paparan ini termasuk rupa aksara yang sangat baik, yang dicapai melalui segmen seragam berterusan yang membentuk angka licin dan jelas. Ia menawarkan kecerahan tinggi dan kontras tinggi terhadap muka kelabunya, memastikan kebolehbacaan walaupun dalam persekitaran yang terang benderang. Sudut pandangan yang luas adalah satu lagi kelebihan penting, membolehkan paparan dibaca dengan jelas dari pelbagai kedudukan. Tambahan pula, peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, bermakna unit-unit disusun dan diuji untuk memenuhi kriteria kecerahan tertentu, memberikan konsistensi dalam kelompok pengeluaran. Pakej ini juga bebas plumbum, mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk pembuatan elektronik moden.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Parameter utama diukur di bawah keadaan ujian piawai pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Keamatan Bercahaya Purata (Iv):Parameter ini mentakrifkan kecerahan yang dirasakan bagi segmen yang menyala. Nilai tipikal ialah 975 µcd (mikrokandela) apabila didorong pada arus hadapan (IF) 1mA. Nilai minimum yang ditetapkan ialah 320 µcd. Keamatan tinggi ini memastikan paparan mudah dilihat.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):Panjang gelombang di mana LED memancarkan kuasa optik maksimum. Untuk LTS-360KR, ini biasanya 639 nanometer (nm) pada IF=20mA, meletakkannya dengan kukuh dalam kawasan merah spektrum cahaya nampak.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Ini ialah 631 nm pada IF=20mA. Ia mewakili panjang gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna yang dirasakan oleh LED kepada mata manusia, iaitu merah super yang terang.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Ini adalah kira-kira 20 nm, menunjukkan ketulenan spektrum atau kelebaran jalur cahaya yang dipancarkan. Nilai yang lebih kecil menunjukkan sumber cahaya yang lebih monokromatik.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (Iv-m):Nisbah ini, ditetapkan sebagai maksimum 2:1, memastikan keseragaman merentasi segmen berbeza digit. Ia bermakna segmen paling terang tidak akan lebih daripada dua kali ganda lebih terang daripada segmen paling malap apabila didorong di bawah keadaan yang sama, memberikan rupa yang konsisten.

Semua ukuran keamatan bercahaya dilakukan menggunakan gabungan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan data berkorelasi dengan persepsi visual manusia.

2.2 Penarafan Elektrik dan Maksimum Mutlak

Pematuhan kepada penarafan ini adalah kritikal untuk operasi yang boleh dipercayai dan mencegah kerosakan kekal pada peranti.

• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:Arus DC berterusan maksimum yang disyorkan untuk setiap segmen LED individu ialah 25 mA. Melebihi ini boleh menyebabkan degradasi dipercepatkan atau kegagalan.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:Untuk operasi berdenyut, arus yang lebih tinggi dibenarkan. Peranti boleh mengendalikan arus puncak 90 mA per segmen di bawah keadaan tertentu: frekuensi 1 kHz dan kitar tugas 10%.
• Pelesapan Kuasa per Segmen:Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh satu segmen ialah 70 mW. Ini dikira sebagai Voltan Hadapan (VF) didarab dengan Arus Hadapan (IF).
• Penurunan Arus Hadapan:Arus hadapan berterusan maksimum mesti dikurangkan melebihi 25°C. Faktor penurunan ialah 0.33 mA per darjah Celsius. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan adalah kira-kira 25 mA - ((85-25) * 0.33 mA) ≈ 5.2 mA.
• Voltan Hadapan per Segmen (VF):Biasanya 2.6V dengan maksimum 2.6V apabila IF=10mA. Minimum ialah 2.1V. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Voltan Songsang (VR):Voltan songsang maksimum yang boleh dikenakan merentasi segmen ialah 5V. Melebihi ini boleh menyebabkan pecah dan merosakkan LED.
• Arus Songsang (IR):Arus bocor apabila voltan songsang maksimum 5V dikenakan biasanya 100 µA atau kurang.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

• Julat Suhu Operasi:Paparan ini direka untuk berfungsi dengan boleh dipercayai dalam suhu ambien dari -35°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:Peranti boleh disimpan tanpa operasi dalam suhu dari -35°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Semasa pemasangan, peranti boleh menahan suhu pateri 260°C selama 5 saat, diukur 1/16 inci (kira-kira 1.6 mm) di bawah satah dudukan pakej. Ini adalah keperluan piawai untuk proses pateri gelombang atau reflow.

3. Sistem Pengkategorian dan Penyusunan

Lembaran data menyatakan dengan jelas bahawa peranti inidikategorikan untuk keamatan bercahaya. Ini adalah aspek kawalan kualiti dan reka bentuk yang kritikal. Dalam pembuatan LED, terdapat variasi semula jadi dalam output walaupun dalam kelompok pengeluaran yang sama. Penyusunan adalah proses menyusun LED berdasarkan parameter terukur tertentu selepas pengeluaran. Untuk LTS-360KR, kriteria penyusunan utama ialah keamatan bercahaya (Iv). Dengan membeli bahagian yang disusun, pereka memastikan semua paparan dalam produk mereka mempunyai tahap kecerahan yang konsisten, mengelakkan variasi ketara antara unit. Walaupun lembaran data menyediakan julat min/tip/maks (320-975 µcd), pengeluar biasanya menawarkan bahagian ini dalam kelompok keamatan yang lebih ketat dan ditetapkan terlebih dahulu (contohnya, 800-900 µcd, 900-1000 µcd). Pereka harus berunding dengan pembekal untuk kod kelompok yang tersedia untuk menentukan konsistensi kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi mereka.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lengkung prestasi tipikal untuk peranti sedemikian akan merangkumi yang berikut, semuanya penting untuk reka bentuk litar yang teguh:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan (Lengkung I-V):Graf ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan peningkatan arus hadapan. Ia biasanya tidak linear, dengan kecekapan sering menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan kesan terma.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Lengkung V-I):Ini menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Ia adalah penting untuk menentukan voltan pemacu yang diperlukan dan untuk mereka bentuk pemacu arus malar.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Lengkung ini menunjukkan penurunan terma output cahaya. Apabila suhu meningkat, keamatan bercahaya umumnya berkurangan. Memahami ini membantu mereka bentuk untuk kecerahan konsisten sepanjang julat suhu operasi yang dimaksudkan.
• Taburan Spektrum:Plot yang menunjukkan kuasa relatif yang dipancarkan merentasi panjang gelombang berbeza, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 639 nm, dengan lebar ciri ditakrifkan oleh separuh lebar 20 nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LTS-360KR ialah pakej melalui-lubang (DIP) dengan ketinggian digit 0.36 inci (9.14 mm). Dimensi pakej disediakan dalam lembaran data dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota mekanikal utama ialah toleransi anjing hujung pin ±0.4 mm, yang penting untuk susun atur PCB dan proses penyisipan automatik. Paparan ini mempunyai muka kelabu dengan segmen putih, yang memberikan kontras tinggi yang disebut dalam ciri-ciri. Gambar rajah litar dalaman mengesahkan ia adalah konfigurasianod sepunya. Ini bermakna anod semua segmen LED disambungkan bersama secara dalaman dan dibawa keluar ke dua pin (Pin 1 dan Pin 6, yang disambungkan secara dalaman). Setiap katod segmen (A, B, C, D, E, F, G, dan Titik Perpuluhan) mempunyai pin khususnya sendiri. Konfigurasi ini adalah biasa dan memerlukan litar pemacu untuk menyerap arus melalui pin katod individu sambil menyediakan voltan positif kepada anod sepunya.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Penarafan maksimum mutlak memberikan garis panduan utama untuk pateri: peranti boleh menahan suhu 260°C selama 5 saat pada titik 1.6 mm di bawah satah dudukan. Ini selaras dengan profil pateri reflow atau gelombang bebas plumbum piawai. Pereka harus memastikan proses pemasangan mereka tidak melebihi belanjawan terma ini. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian. Untuk penyimpanan, julat yang ditetapkan -35°C hingga +85°C harus dikekalkan dalam persekitaran kering untuk mencegah penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa reflow.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

LTS-360KR adalah sesuai untuk mana-mana peranti yang memerlukan paparan angka satu digit yang jelas. Aplikasi biasa termasuk:

• Multimeter digital, osiloskop, dan peralatan ujian dan pengukuran lain.
• Panel kawalan industri dan penunjuk proses.
• Perkakas pengguna seperti ketuhar gelombang mikro, mesin basuh, dan peralatan audio.
• Gauge dan paparan pasaran sekunder automotif (mempertimbangkan julat suhu yang luas).
• Modul jam dan pemasa.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

• Pembatas Arus:LED adalah peranti didorong arus. Perintang pembatas arus siri adalah wajib untuk setiap segmen (atau pemacu arus malar bersepadu) untuk mencegah melebihi arus hadapan berterusan maksimum (25 mA). Nilai perintang dikira menggunakan formula: R = (Vcc - VF) / IF, di mana Vcc ialah voltan bekalan, VF ialah voltan hadapan LED (gunakan 2.6V untuk margin reka bentuk), dan IF ialah arus operasi yang dikehendaki (contohnya, 10-20 mA untuk kecerahan yang baik).
• Litar Pemacu:Untuk paparan anod sepunya, mikropengawal atau IC pemacu mesti dikonfigurasikan untuk menyerap arus. Ini biasanya melibatkan menetapkan pin anod sepunya kepada logik tinggi (Vcc) dan menarik pin katod segmen yang dikehendaki kepada logik rendah (ground) untuk menghidupkannya.
• Multiplexing:Untuk paparan berbilang digit, multiplexing adalah teknik biasa untuk mengawal banyak segmen dengan pin I/O yang lebih sedikit. Walaupun LTS-360KR adalah satu digit, memahami ini adalah kunci untuk reka bentuk sistem. Multiplexing melibatkan menukar digit yang aktif dengan pantas. Penarafan arus puncak (90 mA pada kitar tugas 10%) menjadi relevan di sini jika menggunakan arus berdenyut lebih tinggi daripada 25 mA untuk mencapai kecerahan yang dirasakan lebih tinggi semasa masa hidup yang singkat.
• Pengurusan Terma:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah per segmen, memastikan pengudaraan yang mencukupi dan mengelakkan penempatan berhampiran komponen lain yang menjana haba akan membantu mengekalkan kecekapan dan jangka hayat LED, terutamanya apabila beroperasi pada suhu ambien yang tinggi.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat, tetapi susun atur PCB dan selungkup produk harus direka untuk mengelakkan halangan mekanikal yang mungkin mengehadkan sudut ini untuk pengguna akhir.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTS-360KR ialah penggunaan teknologi LEDAlInGaP. Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi. Ini bermakna ia boleh menghasilkan kecerahan yang sama pada arus yang lebih rendah, meningkatkan kecekapan kuasa, atau kecerahan yang jauh lebih tinggi pada arus yang sama. Ia juga memberikan ketepuan warna dan kestabilan yang lebih baik merentasi suhu dan jangka hayat. Reka bentuk muka kelabu/segmen putih menawarkan kontras yang lebih baik berbanding paparan dengan muka tersebar atau berwarna. Pengkategorian (penyusunan) untuk keamatan bercahaya adalah ciri utama untuk aplikasi profesional di mana keseragaman paparan adalah kritikal, membezakannya daripada alternatif yang tidak disusun dan kos rendah di mana kecerahan mungkin berbeza ketara dari unit ke unit.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

Q1: Apakah tujuan mempunyai dua pin anod sepunya (Pin 1 dan Pin 6)?

A1: Ia disambungkan secara dalaman. Reka bentuk dwi-pin ini memberikan kestabilan mekanikal semasa penyisipan PCB dan menawarkan dua titik sambungan untuk anod sepunya pada PCB, yang boleh membantu untuk merutkan arus yang lebih tinggi yang mungkin diperlukan apabila berbilang segmen menyala serentak.

Q2: Bolehkah saya memacu paparan ini terus dari pin mikropengawal 5V?

A2: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus bersiri dengan setiap segmen. Untuk bekalan 5V dan arus sasaran 10mA, menggunakan VF tipikal 2.6V, nilai perintang akan menjadi (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohm. Sentiasa sahkan arus sebenar tidak melebihi penarafan maksimum.

Q3: Apakah maksud "dikategorikan untuk keamatan bercahaya" untuk reka bentuk saya?

A3: Ia bermakna anda boleh menentukan dan membeli paparan ini dalam julat kecerahan yang spesifik dan sempit (contohnya, kod kelompok tertentu). Ini memastikan semua paparan dalam pengeluaran anda akan mempunyai kecerahan yang hampir sama, mencegah satu unit kelihatan lebih malap atau lebih terang daripada yang lain, yang penting untuk kualiti produk.

Q4: Bagaimanakah saya mentafsir spesifikasi penurunan arus hadapan?

A4: Arus berterusan maksimum 25 mA hanya dijamin pada 25°C. Untuk setiap darjah Celsius melebihi 25°C, anda mesti mengurangkan arus maksimum sebanyak 0.33 mA. Jika peranti anda beroperasi pada 60°C, penurunan adalah (60-25)*0.33 = 11.55 mA. Oleh itu, arus berterusan selamat maksimum pada 60°C ialah 25 mA - 11.55 mA = 13.45 mA per segmen.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter Satu Digit.Seorang pereka mencipta meter panel ringkas untuk memaparkan 0-9. Mereka memilih LTS-360KR untuk kejelasan dan sudut pandangan luasnya. Sistem menggunakan mikropengawal dengan logik 5V. Pereka menyambungkan pin anod sepunya (1 & 6) ke rel 5V melalui satu perintang pembatas arus yang bersaiz untuk jumlah arus yang mungkin (contohnya, apabila digit "8" dipaparkan, semua 7 segmen menyala). Sebagai alternatif, mereka menyambungkannya terus ke 5V dan meletakkan perintang pembatas arus individu pada setiap 8 pin katod (segmen A-G dan DP), setiap satu dikira untuk arus segmen 10-15 mA. Pin I/O mikropengawal, dikonfigurasikan sebagai litar terbuka atau hanya ditetapkan kepada logik rendah, menyerap arus ke ground untuk menerangi segmen. Pereka menentukan bahagian LTS-360KR dari kelompok dengan keamatan minimum 800 µcd untuk memastikan kecerahan yang mencukupi dalam selungkup produk akhir. Mereka memastikan susun atur PCB menjauhkan paparan daripada pengatur voltan berhampiran untuk mengelakkan pemanasan setempat yang boleh mengurangkan kecerahan.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan tujuh segmen adalah himpunan diod pemancar cahaya (LED) yang disusun dalam corak angka lapan. Dengan menerangi segmen tertentu secara selektif (dilabelkan A hingga G), ia boleh membentuk semua sepuluh angka Arab (0-9) dan beberapa huruf. LTS-360KR menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod (kira-kira 2.1V) dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah super pada ~639 nm. Konfigurasi anod sepunya memudahkan litar pemacu apabila menggunakan port mikropengawal yang lebih baik dalam menyerap arus daripada membekalkannya.

12. Trend dan Konteks Teknologi

Walaupun paparan tujuh segmen kekal di mana-mana untuk bacaan angka, teknologi LED asas terus berkembang. AlInGaP mewakili teknologi matang dan berprestasi tinggi untuk LED merah, oren, dan kuning. Trend semasa dalam teknologi paparan termasuk peralihan ke arah pakej peranti permukaan-pasang (SMD) untuk pemasangan automatik, modul berbilang digit berketumpatan lebih tinggi, dan integrasi pemacu dan pengawal dalam pakej paparan. Terdapat juga pembangunan berterusan dalam bahan seperti GaN (Gallium Nitride) untuk biru dan hijau, dan penggunaan fosfor untuk mencipta cahaya putih. Walau bagaimanapun, untuk penunjuk satu digit berdedikasi, kebolehpercayaan tinggi, dan keterlihatan tinggi, paparan AlInGaP melalui-lubang seperti LTS-360KR terus menjadi pilihan yang teguh dan optimum disebabkan kebolehpercayaan terbukti, ciri optik yang sangat baik, dan kemudahan penggunaan dalam prototaip dan aplikasi industri tertentu.