Lembaran Data Paparan LED LTS-3403LJF - Ketinggian Digit 0.8 Inci - Warna Jingga Kuning - Voltan Kehadapan 2.6V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-3403LJF ialah modul paparan alfanumerik satu digit, tujuh segmen yang direka untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk angka atau alfanumerik terhad yang jelas dan boleh dipercayai. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan output visual untuk data digital daripada pengawal mikro, litar logik, atau IC pemacu lain. Kelebihan utama peranti ini terletak pada penggunaan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk cip LED, yang menawarkan kecekapan dan ketulenan warna yang lebih baik dalam spektrum jingga-kuning berbanding teknologi lama seperti GaAsP. Peranti ini mempunyai muka kelabu dengan tanda segmen putih, memberikan kontras yang sangat baik untuk segmen yang menyala. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya, memastikan konsistensi kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran. Paparan ini direka untuk integrasi yang mudah, sesuai untuk dipasang terus ke papan litar bercetak (PCB) atau ke soket yang serasi, menjadikannya sesuai untuk panel kawalan industri, peralatan ujian, perkakas pengguna, dan instrumentasi di mana bacaan satu digit diperlukan.

1.1 Ciri Teras dan Sasaran Pasaran

LTS-3403LJF direka dengan beberapa ciri utama yang menentukan ruang aplikasinya. Ketinggian digit 0.8 inci (20.32 mm) menawarkan keseimbangan antara kebolehlihatan dan kekompakan, sesuai untuk peranti yang dipasang pada panel di mana ruang dipertimbangkan tetapi kebolehbacaan adalah paling penting. Segmen seragam berterusan memastikan penampilan yang padu dan profesional apabila menyala. Penggunaan kuasa rendah dan keperluan kuasa rendah menjadikannya serasi dengan peranti berkuasa bateri atau sistem di mana kecekapan kuasa adalah kritikal. Penampilan aksara yang sangat baik dan sudut pandangan yang luas adalah hasil langsung teknologi cip AlInGaP dan reka bentuk lensa resap, membolehkan paparan dibaca dengan jelas dari pelbagai sudut. Kebolehpercayaan keadaan pepejal yang wujud dalam teknologi LED memastikan jangka hayat operasi yang panjang tanpa bahagian bergerak yang haus. Akhir sekali, keserasian I.C. bermakna ia boleh didorong terus oleh output logik digital standard atau melalui litar bersepadu pemacu paparan khusus dengan perintang had semasa yang sesuai. Sasaran pasaran termasuk pereka peranti elektronik mudah alih, sistem terbenam, papan pemuka automotif (untuk penunjuk bukan kritikal), peranti perubatan, dan mana-mana sistem elektronik yang memerlukan paparan angka yang tahan lama dan berkuasa rendah.

2. Penyelaman Mendalam Parameter Teknikal

Lembaran data menyediakan spesifikasi elektrik, optik dan terma yang komprehensif yang kritikal untuk reka bentuk litar yang betul dan operasi yang boleh dipercayai.

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Keamatan Bercahaya Purata (Iv) dinyatakan dengan minimum 320 µcd, nilai tipikal 900 µcd, dan tiada maksimum dinyatakan, semua diukur pada arus kehadapan (If) 1 mA. Parameter ini menunjukkan kecerahan yang dirasakan bagi satu segmen. Arus ujian yang rendah menyerlahkan kecekapan peranti. Ciri warna ditakrifkan oleh tiga parameter panjang gelombang. Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp) biasanya 611 nm, diukur pada If=20mA. Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ) biasanya 17 nm, menunjukkan ketulenan spektrum atau betapa sempit julat cahaya yang dipancarkan di sekitar puncak; nilai yang lebih kecil menunjukkan warna yang lebih monokromatik. Panjang Gelombang Dominan (λd) biasanya 605 nm. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa keamatan bercahaya diukur menggunakan gabungan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan pengukuran berkorelasi dengan persepsi visual manusia. Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (Iv-m) dinyatakan sebagai 2:1 maksimum, bermakna perbezaan kecerahan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu unit tidak akan melebihi faktor dua, memastikan penampilan seragam.

2.2 Parameter Elektrik

Spesifikasi elektrik mentakrifkan had dan keadaan operasi untuk segmen LED. Penarafan Maksimum Mutlak menetapkan sempadan untuk operasi selamat. Pelesapan Kuasa per Segmen ialah 70 mW. Arus Kehadapan Puncak per Segmen ialah 60 mA, tetapi ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (1/10 kitaran tugas, 0.1 ms lebar denyut) untuk menguruskan haba. Arus Kehadapan Berterusan per Segmen ialah 25 mA pada 25°C, dengan faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C. Ini bermakna arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan terlalu panas. Voltan Songsang per Segmen ialah 5 V; melebihi ini boleh merosakkan simpang LED. Di bawah keadaan operasi standard (Ta=25°C), Voltan Kehadapan per Segmen (Vf) biasanya 2.6 V dengan maksimum 2.6 V pada arus ujian 10 mA. Minimum disenaraikan sebagai 2.05 V. Arus Songsang per Segmen (Ir) adalah maksimum 100 µA apabila voltan songsang (Vr) 5 V dikenakan, menunjukkan arus bocor dalam keadaan mati.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Kebolehpercayaan di bawah pelbagai keadaan persekitaran adalah penting. Julat Suhu Operasi dinyatakan dari -35°C hingga +85°C. Julat yang luas ini membolehkan paparan berfungsi dalam persekitaran yang sukar, dari peti sejuk beku industri ke ruang enjin panas. Julat Suhu Penyimpanan adalah sama (-35°C hingga +85°C), mentakrifkan keadaan selamat apabila peranti tidak berkuasa. Parameter kritikal untuk pemasangan ialah Suhu Pateri. Lembaran data menyatakan bahawa peranti boleh menahan suhu 260°C selama 3 saat pada titik 1/16 inci (lebih kurang 1.59 mm) di bawah satah dudukan. Ini adalah rujukan standard untuk proses pateri gelombang atau pateri alir semula, dan pereka mesti memastikan profil pemasangan PCB mereka tidak melebihi had ini untuk mengelakkan kerosakan pada ikatan wayar dalaman atau cip LED itu sendiri.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Lembaran data menunjukkan bahawa peranti ini "Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya." Ini merujuk kepada proses pembin atau pengisihan yang dilakukan semasa pembuatan. Disebabkan variasi semula jadi dalam pertumbuhan epitaksi semikonduktor dan proses fabrikasi cip, LED dari kumpulan pengeluaran yang sama boleh mempunyai variasi sedikit dalam parameter utama seperti keamatan bercahaya dan voltan kehadapan. Untuk memastikan konsistensi untuk pengguna akhir, pengilang menguji setiap unit dan mengisihnya ke dalam "bin" yang berbeza berdasarkan prestasi yang diukur. LTS-3403LJF dibin khusus untuk keamatan bercahaya. Ini bermakna apabila pereka memesan kuantiti paparan ini, variasi kecerahan dari satu unit ke unit lain akan berada dalam julat yang telah ditetapkan dan terkawal (diimplikasikan oleh nisbah padanan 2:1 dalam satu unit, dan dikawal lagi merentasi unit oleh pembin). Ini adalah penting untuk aplikasi di mana berbilang digit digunakan bersebelahan, kerana ia menghalang perbezaan kecerahan yang ketara antara paparan. Lembaran data tidak menyatakan bin berasingan untuk panjang gelombang (warna) atau voltan kehadapan, mencadangkan kawalan proses yang ketat pada parameter ini atau pembin terutamanya difokuskan pada keamatan untuk produk ini.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lembaran data menyenaraikan halaman untuk "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal," kandungan yang disediakan tidak termasuk graf sebenar. Biasanya, lengkung sedemikian sangat berharga untuk reka bentuk. Seseorang akan menjangkakan untuk melihat lengkung Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan (I-V), yang menunjukkan hubungan tak linear antara arus dan voltan merentasi simpang LED. Lengkung ini membantu pereka memilih nilai perintang had semasa yang sesuai untuk voltan bekalan tertentu. Lengkung Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Kehadapan akan menunjukkan bagaimana kecerahan meningkat dengan arus, selalunya dalam cara sub-linear, membantu mengoptimumkan pertukaran antara kecerahan dan penggunaan kuasa/kecekapan. Lengkung Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien adalah kritikal untuk memahami bagaimana kecerahan merosot apabila suhu operasi meningkat, yang penting untuk mereka bentuk sistem yang beroperasi merentasi keseluruhan julat suhu. Akhir sekali, graf Taburan Spektrum akan menggambarkan secara visual keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, berpusat di sekitar puncak 611 nm, menunjukkan bentuk dan lebar spektrum pancaran. Pereka harus merujuk lembaran data penuh dari pengilang untuk perwakilan grafik ini untuk membuat keputusan termaklum tentang arus pemacu dan pengurusan terma.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

Reka bentuk mekanikal memastikan integrasi fizikal yang boleh dipercayai. Gambarajah Dimensi Pakej (tidak terperinci sepenuhnya dalam teks) akan menyediakan semua ukuran kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB, termasuk panjang, lebar dan ketinggian keseluruhan, jarak antara pin (pic), diameter dan kedudukan mana-mana lubang pemasangan, dan jarak dari bawah pakej ke satah dudukan. Jadual Sambungan Pin adalah peta fungsi pakej 17-pin. Ia mendedahkan ini adalah konfigurasi Katod Sepunya (pin 4, 6, 12, 17), di mana sisi negatif (katod) semua segmen LED disambungkan bersama secara dalaman. Anod untuk setiap segmen (A, B, C, D, E, F, G) dan titik perpuluhan kiri dan kanan (L.D.P, R.D.P) dibawa keluar ke pin berasingan. Beberapa pin (1, 8, 9, 16) disenaraikan sebagai "TIADA PIN," bermakna ia hadir secara fizikal tetapi tidak bersambung elektrik (mungkin untuk kestabilan mekanikal dalam soket atau semasa pematerian). Kekutuban ditunjukkan dengan jelas oleh penamaan katod sepunya. Muka kelabu dan segmen putih menyediakan antara muka visual.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul semasa pemasangan adalah kritikal untuk kebolehpercayaan jangka panjang. Garis panduan utama yang disediakan ialah spesifikasi Suhu Pateri: 260°C selama 3 saat pada 1/16 inci di bawah satah dudukan. Ini adalah arahan untuk pateri gelombang. Untuk pateri alir semula, profil bebas plumbum standard yang memuncak pada 260°C akan digunakan, tetapi masa di atas likuidus (contohnya, 217°C) harus dikawal untuk mengurangkan tekanan terma. Pereka harus memastikan susun atur pad PCB sepadan dengan tapak kaki yang disyorkan dari lukisan dimensi untuk mengelakkan "tombstoning" atau salah penjajaran. Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asalnya sehingga digunakan, terutamanya jika ia tidak bertujuan untuk pemasangan segera, untuk mengelakkan penyerapan kelembapan yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa alir semula. Julat suhu operasi dan penyimpanan (-35°C hingga +85°C) harus dihormati sepanjang rantaian bekalan dan kitaran hayat produk. Elakkan menggunakan tekanan mekanikal pada lensa atau pin semasa pengendalian.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

LTS-3403LJF, sebagai paparan katod sepunya, biasanya didorong oleh pemacu "sumber". Ini bermakna pin pengawal mikro atau IC pemacu disambungkan ke anod segmen dan sumber arus untuk menghidupkannya, manakala pin katod sepunya disambungkan ke bumi, biasanya melalui transistor yang boleh mengendalikan arus segmen gabungan. Litar asas melibatkan menyambungkan setiap pin anod ke pin GPIO pengawal mikro melalui perintang had semasa. Nilai perintang ini (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, di mana Vcc ialah voltan bekalan (contohnya, 5V atau 3.3V), Vf ialah voltan kehadapan LED (biasanya 2.6V), dan If ialah arus kehadapan yang dikehendaki (contohnya, 10-20 mA). Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan arus sasaran 15 mA: R = (5 - 2.6) / 0.015 = 160 ohm. Perintang 150-ohm akan menjadi nilai standard. Pin katod sepunya akan disambungkan ke pengumpul transistor NPN, dengan pemancar ke bumi. Pengawal mikro akan menghidupkan transistor untuk membolehkan digit. Untuk pemultipleksan berbilang digit (tidak terpakai untuk satu digit, tetapi untuk pemahaman), anod segmen sepadan merentasi digit diikat bersama, dan katod sepunya setiap digit dikawal secara berasingan, menerangi satu digit pada satu masa secara berturutan pantas.

7.2 Pertimbangan dan Nota Reka Bentuk

Beberapa pertimbangan penting mesti ditangani.Had Semasa:Jangan sekali-kali menyambungkan LED terus ke sumber voltan tanpa perintang had semasa atau pemacu arus malar, kerana LED akan menarik arus berlebihan dan gagal.Pelesapan Haba:Walaupun LED cekap, kuasa yang dilesapkan (P = Vf * If) per segmen boleh mencecah 65 mW (2.6V * 25mA). Dalam aplikasi di mana banyak segmen menyala secara berterusan, pastikan pengudaraan atau penyejukan haba yang mencukupi jika beroperasi berhampiran suhu maksimum.Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat, tetapi untuk kebolehbacaan optimum, pertimbangkan garis penglihatan pengguna utama apabila meletakkan paparan dalam selungkup.Perlindungan ESD:LED AlInGaP boleh sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Laksanakan langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard semasa pemasangan.Penyahgandingan dan Bunyi:Dalam persekitaran elektrik yang bising, pertimbangkan untuk menambah kapasitor penyahgandingan kecil (contohnya, 100 nF) berhampiran sambungan kuasa paparan untuk menstabilkan bekalan.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTS-3403LJF membezakan dirinya terutamanya melalui bahan semikonduktornya: AlInGaP. Berbanding LED merah lama berdasarkan Gallium Arsenida Fosfida (GaAsP), AlInGaP menawarkan keberkesanan bercahaya yang jauh lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per unit kuasa elektrik), kestabilan suhu warna dan kecerahan yang lebih baik, dan warna yang lebih tepu dan tulen dalam bahagian spektrum ambar/jingga-kuning/merah. Berbanding LED putih (biasanya LED biru + fosfor), ia menawarkan pancaran jalur tunggal yang sempit yang boleh menjadi kelebihan dalam aplikasi di mana penapisan panjang gelombang khusus digunakan atau di mana ketulenan warna dikehendaki tanpa spektrum luas cahaya putih. Saiz 0.8 inci memenuhi niche antara penunjuk yang lebih kecil dan paparan yang lebih besar dan lapar kuasa. Konfigurasi katod sepunya adalah standard dan menawarkan keserasian dengan pelbagai IC pemacu dan konfigurasi port pengawal mikro yang direka untuk pemultipleksan katod sepunya.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak (611 nm) dan Panjang Gelombang Dominan (605 nm)?

J: Panjang Gelombang Puncak ialah panjang gelombang tunggal di mana spektrum pancaran mempunyai keamatan maksimum. Panjang Gelombang Dominan ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang kelihatan mempunyai warna yang sama dengan output LED kepada mata manusia. Ia selalunya berbeza sedikit. Panjang gelombang dominan lebih relevan untuk spesifikasi warna.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan pengawal mikro 3.3V?

J: Ya, tetapi anda mesti menyemak voltan kehadapan. Vf tipikal ialah 2.6V. Dengan bekalan 3.3V, penurunan voltan merentasi perintang had semasa hanya akan menjadi 0.7V (3.3V - 2.6V). Untuk mencapai arus 15mA, anda memerlukan perintang R = 0.7V / 0.015A = 46.7 ohm. Ini boleh dilaksanakan, tetapi arus akan lebih sensitif kepada variasi dalam Vf. Ia secara amnya boleh diterima, tetapi sahkan kecerahan memenuhi keperluan anda.

S: Mengapa terdapat empat pin katod sepunya?

J: Mempunyai berbilang pin katod membantu mengagihkan jumlah arus yang ditarik apabila semua segmen menyala. Jumlah arus untuk 7 segmen ditambah titik perpuluhan boleh melebihi 200 mA. Menyebarkan arus ini merentasi berbilang pin dan jejak PCB mengurangkan ketumpatan arus, meminimumkan penurunan voltan, dan meningkatkan kebolehpercayaan.

S: Apakah maksud "SERASI I.C."?

J: Ia bermakna ciri elektrik LED (voltan kehadapan, keperluan arus) berada dalam julat yang boleh didorong terus oleh pin output litar bersepadu digital standard (seperti cip logik CMOS atau TTL atau GPIO pengawal mikro) apabila digunakan dengan perintang had semasa yang sesuai. Ia tidak bermakna anda boleh menyambungkannya terus tanpa perintang.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Pertimbangkan mereka bentuk pengawal termostat digital yang mudah. Sistem menggunakan pengawal mikro untuk membaca sensor suhu dan memaparkan setpoint atau suhu semasa pada satu digit (untuk kesederhanaan, menunjukkan puluh darjah, atau kod). LTS-3403LJF dipilih untuk kejelasannya, kuasa rendah (penting untuk peranti yang mungkin disokong bateri), dan sudut pandangan yang luas (dipasang pada dinding). Pengawal mikro berjalan pada 5V. Pereka mengira nilai perintang untuk arus segmen 12 mA untuk mengimbangi kecerahan dan kuasa: R = (5V - 2.6V) / 0.012A = 200 ohm. Tujuh perintang 200-ohm digunakan, satu untuk setiap anod segmen (A-G). Pin katod sepunya diikat bersama dan disambungkan ke pengumpul transistor NPN 2N3904. Pemancar transistor pergi ke bumi, dan tapaknya didorong oleh pin GPIO pengawal mikro melalui perintang 10k. Untuk memaparkan nombor, pengawal mikro menetapkan corak pin anod segmen tinggi (melalui perintang) dan menghidupkan transistor untuk melengkapkan litar ke bumi. Warna jingga-kuning mudah dilihat dalam keadaan pencahayaan dalaman tipikal. Penarafan suhu yang teguh memastikan paparan berfungsi dengan boleh dipercayai walaupun termostat diletakkan di loteng panas atau garaj sejuk.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

LTS-3403LJF beroperasi berdasarkan prinsip asas elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Peranti menggunakan Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) sebagai bahan semikonduktor aktif. Sebatian ini ditumbuhkan secara epitaksi pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) yang tidak lutsinar. Apabila voltan kehadapan melebihi voltan jurang jalur bahan (sekitar 2.0-2.2V untuk AlInGaP) dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti AlInGaP, tenaga ini dibebaskan terutamanya dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus cahaya yang dipancarkan (dalam kes ini, jingga-kuning, sekitar 611 nm) ditentukan oleh tenaga jurang jalur komposisi aloi AlInGaP, yang dikawal dengan teliti semasa pembuatan. Muka kelabu dan segmen putih bertindak sebagai resap dan penapis kontras, masing-masing, membentuk output cahaya menjadi segmen angka yang boleh dikenali.

12. Trend dan Konteks Teknologi

LTS-3403LJF mewakili teknologi yang matang dan dioptimumkan. LED AlInGaP, dibangunkan pada 1990-an, sebahagian besarnya menggantikan GaAsP untuk penunjuk dan paparan merah, jingga dan kuning berkecekapan tinggi. Trend dalam teknologi paparan sejak itu telah bergerak ke arah penyelesaian ketumpatan tinggi seperti OLED matriks titik, mikro-LED, dan LCD untuk grafik kompleks. Walau bagaimanapun, untuk keperluan paparan angka satu digit atau berbilang digit yang mudah, lasak, kos rendah dan sangat boleh dipercayai, paparan tujuh segmen LED kekal sangat relevan. Kelebihan mereka termasuk kesederhanaan kawalan yang melampau, kecerahan dan kontras yang sangat tinggi, julat suhu operasi yang luas, keupayaan hidup serta-merta, dan jangka hayat yang diukur dalam puluhan ribu jam. Perkembangan semasa dalam niche ini memberi tumpuan kepada kecekapan yang lebih tinggi, membolehkan arus pemacu yang lebih rendah untuk kecerahan yang sama (memperpanjang hayat bateri), dan integrasi litar pemacu terus ke dalam pakej paparan (dipanggil "paparan pintar"). Prinsip teras sumber cahaya keadaan pepejal yang boleh dipercayai untuk petunjuk angka, seperti yang diwakili oleh LTS-3403LJF, terus menjadi blok binaan asas dalam reka bentuk elektronik merentasi pelbagai industri.