Dokumen Teknikal LSHD-5601 - Paparan LED Digit Tunggal 0.56 Inci - Segmen Hijau - 2.6V Voltan Hadapan - 75mW Penyerakan Kuasa

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LSHD-5601 ialah modul paparan LED digit tunggal dengan tujuh segmen ditambah titik perpuluhan. Ia mempunyai ketinggian digit 0.56 inci (14.22 mm), menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan bacaan berangka bersaiz sederhana yang jelas. Peranti ini menggunakan cip LED hijau, khususnya teknologi epi GaP pada substrat GaP dan AlInGaP pada substrat GaAs tidak lutsinar, untuk menghasilkan pencahayaan segmen hijau ciri-cirinya terhadap latar belakang muka kelabu. Gabungan ini memberikan kontras tinggi untuk kebolehbacaan yang lebih baik.

1.1 Ciri dan Kelebihan Teras

• Ketinggian Digit:Saiz piawai 0.56 inci (14.22 mm).
• Keseragaman Segmen:Direka untuk keseragaman cemerlang dalam keamatan bercahaya merentasi semua segmen.
• Kecekapan Kuasa:Direka untuk keperluan kuasa rendah, meningkatkan kecekapan tenaga dalam aplikasi akhir.
• Prestasi Optik:Menawarkan kecerahan tinggi dan nisbah kontras tinggi untuk keterlihatan yang jelas.
• Sudut Pandangan:Menyediakan sudut pandangan yang luas, memastikan kebolehbacaan dari pelbagai kedudukan.
• Kebolehpercayaan:Mendapat manfaat daripada kebolehpercayaan keadaan pepejal yang wujud dalam teknologi LED.
• Pembahagian Bin:Unit dibahagikan mengikut keamatan bercahaya untuk memastikan konsistensi prestasi.
• Pematuhan Alam Sekitar:Pakej bebas plumbum mematuhi arahan RoHS.

1.2 Konfigurasi Peranti

LSHD-5601 dikonfigurasikan sebagai paparan anod sepunya. Nombor bahagian khusus menandakan paparan hijau dengan titik perpuluhan sebelah kanan. Konfigurasi ini memudahkan reka bentuk litar apabila menggunakan sistem bekalan voltan positif sepunya.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi harus sentiasa dikekalkan dalam sempadan ini.

• Penyerakan Kuasa Purata per Titik:75 mW. Ini adalah kuasa berterusan maksimum yang boleh ditangani oleh satu segmen (titik).
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:60 mA. Ini dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk skim multipleks.
• Arus Hadapan Purata per Titik:25 mA. Arus DC berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Pengurangan Arus Hadapan:0.28 mA/°C. Di atas 25°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan dengan faktor ini untuk menguruskan tekanan terma.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +105°C.
• Keadaan Pateri:260°C selama 3 saat pada jarak 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

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

• Keamatan Bercahaya Purata (I_V):800 (Min), 2400 (Tip) μcd pada I_F=10 mA. Ini menunjukkan output cahaya. Nilai tipikal agak terang untuk paparan bersaiz ini.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):565 nm (Tip) pada I_F=20 mA. Panjang gelombang di mana keamatan cahaya yang dipancarkan adalah tertinggi, dalam kawasan hijau spektrum.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):30 nm (Tip). Ukuran ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil menunjukkan cahaya yang lebih monokromatik.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):569 nm (Tip). Panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, mentakrifkan warna.
• Voltan Hadapan per Segmen (V_F):2.1 (Min), 2.6 (Tip) V pada I_F=20 mA. Susut voltan merentasi segmen LED apabila mengkonduksi. Reka bentuk litar mesti mengambil kira nilai maksimum.
• Arus Songsang per Segmen (I_R):100 μA (Maks) pada V_R=5V. Arus bocor kecil apabila voltan songsang dikenakan. Nota: Operasi pincang songsang berterusan tidak dibenarkan.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya:2:1 (Maks). Nisbah maksimum yang dibenarkan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu digit, memastikan penampilan seragam.

Nota Pengukuran:Keamatan bercahaya diukur menggunakan gabungan sensor-penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE. Silang bicara antara segmen ditentukan ≤ 2.5%.

3. Penjelasan Sistem Pembahagian Bin

Dokumen teknikal menyatakan dengan jelas bahawa paparandibahagikan mengikut keamatan bercahaya. Ini adalah proses kawalan kualiti dan pemadanan yang kritikal.

• Tujuan:Untuk mengumpulkan paparan dengan output cahaya yang serupa (dalam μcd) bersama-sama. Ini memastikan apabila berbilang paparan digunakan bersebelahan dalam satu aplikasi (cth., kaunter berbilang digit), kecerahan mereka kelihatan seragam kepada pengguna.
• Nasihat Aplikasi:BahagianAmaransangat mengesyorkan memilih paparan dari bin keamatan yang sama apabila memasang dua atau lebih unit untuk satu aplikasi set untuk mengelakkan masalah ketidakseragaman warna dan kecerahan.
• Parameter Lain:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas untuk pembahagian bin, voltan hadapan (V_F) dan panjang gelombang dominan (λ_d) juga merupakan parameter pembahagian bin biasa dalam industri LED untuk memastikan konsistensi elektrik dan warna. Pereka bentuk harus merujuk kod pembahagian bin khusus daripada pengeluar untuk aplikasi kritikal.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen teknikal merujukLengkung Ciri-ciri Elektrik/Optik Tipikal. Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lengkung piawai untuk peranti sedemikian biasanya termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara arus hadapan (I_F) dan voltan hadapan (V_F). Ia menunjukkan ciri hidup eksponen diod LED. Pereka bentuk menggunakan ini untuk memilih perintang had arus yang sesuai atau mereka bentuk pemacu arus malar.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I_Vvs. I_F):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi. Ini membantu dalam menala kecerahan.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien (I_Vvs. T_a):Menggambarkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif vs. panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~565nm dan separuh lebar spektrum ~30nm, mengesahkan pancaran warna hijau.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Paparan mempunyai konfigurasi pakej dua baris 10 pin piawai. Nota dimensi utama:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter.
• Toleransi umum ialah ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Toleransi anjakan hujung pin ialah ±0.4 mm untuk mengambil kira variasi penempatan.

5.2 Gambar Rajah Litar Dalaman dan Sambungan Pin

Gambar rajah dalaman menunjukkan konfigurasi anod sepunya. Semua anod segmen (A-G, DP) disambungkan secara dalaman kepada salah satu daripada dua pin anod sepunya (Pin 3 dan Pin 8), yang juga disambungkan bersama. Setiap katod segmen mempunyai pin khususnya sendiri.

Pinout:

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

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Parameter Pateri

Keadaan pateri yang disyorkan: 260°C selama 3 saat, dengan hujung besi pateri diletakkan sekurang-kurangnya 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan badan paparan untuk mengelakkan kerosakan terma pada plastik dan LED.

6.2 Awas Aplikasi (Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal)

• Reka Bentuk Litar Pemacu:Pemacu arus malar adalahdisyorkanuntuk prestasi dan jangka hayat yang konsisten. Litar mesti direka untuk menampung julat penuh V_F(2.1V hingga 2.6V) untuk memastikan arus pemacu yang dimaksudkan sentiasa dihantar.
• Arus dan Suhu:Melebihi arus pemacu atau suhu operasi yang disyorkan boleh menyebabkan degradasi output cahaya yang teruk atau kegagalan pramatang. Arus operasi selamat mesti dikurangkan untuk suhu ambien yang tinggi.
• Perlindungan:Litar pemacu harus termasuk perlindungan terhadap voltan songsang dan lonjakan voltan sementara semasa hidup/mati kuasa.Pincang songsang harus dielakkan sama sekalikerana ia boleh menyebabkan penghijrahan logam, meningkatkan kebocoran atau menyebabkan litar pintas.
• Pengendalian Mekanikal:Elakkan menggunakan alat atau kaedah yang tidak sesuai yang mengenakan daya tidak normal pada badan paparan.
• Kondensasi:Elakkan perubahan suhu ambien yang cepat dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan kondensasi pada paparan.
• Lampiran Penapis/Overlay:Jika filem corak dilekatkan dengan pelekat sensitif tekanan, elakkan membiarkannya menekan terus pada panel/penutup hadapan, kerana daya luar mungkin menggesernya.

7. Keadaan Penyimpanan

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mengelakkan pengoksidaan pin.

• Untuk Paparan LED (Lubang Tembus):Simpan dalam pembungkusan asal. Keadaan yang disyorkan: Suhu 5°C hingga 30°C, Kelembapan di bawah 60% RH. Penyimpanan jangka panjang inventori besar tidak digalakkan.
• Untuk Paparan LED SMD (Panduan Umum):
  • Dalam beg tertutup:5°C hingga 30°C, <60% RH.
  • Beg yang dibuka:5°C hingga 30°C, <60% RH, gunakan dalam 168 jam (MSL Tahap 3).
  • Jika dibuka lebih daripada 168 jam, bakar pada 60°C selama 24 jam sebelum dipateri.
• Jangka Hayat Am:Paparan disyorkan untuk digunakan dalam tempoh 12 bulan dari tarikh penghantaran dan tidak boleh terdedah kepada persekitaran kelembapan tinggi atau gas menghakis.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Pasaran Sasaran dan Aplikasi Tipikal

Paparan ini bertujuan untukperalatan elektronik biasatermasuk:

• Peralatan pejabat (kalkulator, jam meja).
• Peralatan komunikasi.
• Perkakas rumah (ketuhar gelombang mikro, ketuhar, pemasa mesin basuh).
• Panel kawalan perindustrian (kaunter ringkas, pemasa).
• Peralatan ujian dan pengukuran.

Nota Penting:Untuk aplikasi di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (penerbangan, perubatan, sistem keselamatan), perundingan awal dengan pengeluar adalah wajib. Pengeluar tidak bertanggungjawab atas kerosakan akibat ketidakpatuhan terhadap penarafan dan arahan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk dan Amalan Terbaik

1. Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menetapkan arus segmen. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan dan V_Fmaksimum pada arus yang dikehendaki.
2. Multipleks:Untuk aplikasi berbilang digit, multipleks adalah biasa. Pastikan arus puncak dalam skim multipleks tidak melebihi penarafan 60mA, dan arus purata kekal dalam had 25mA.
3. Pengurusan Terma:Dalam ruang tertutup atau suhu ambien tinggi, pertimbangkan faktor pengurangan arus (0.28 mA/°C). Sediakan pengudaraan yang mencukupi jika perlu.
4. Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas membolehkan penempatan yang fleksibel dalam perumahan produk akhir.
5. Pembahagian Bin untuk Penggunaan Berbilang Digit:Seperti yang ditekankan berulang kali, dapatkan paparan dari bin keamatan bercahaya yang sama untuk penampilan seragam dalam tatasusunan berbilang digit.

9. Perbandingan dan Penentuan Kedudukan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan model lain tidak terdapat dalam dokumen teknikal, pembeza utama LSHD-5601 boleh disimpulkan:

• vs. Paparan Lebih Kecil (cth., 0.3\"):Menawarkan keterlihatan yang lebih baik dari jarak jauh kerana ketinggian digit 0.56\" yang lebih besar.
• vs. Paparan Merah atau Kuning:LED hijau sering menawarkan penampilan yang lebih terang secara subjektif kepada mata manusia dan mungkin mempunyai ciri voltan hadapan yang berbeza (V_F~2.6V vs. ~1.8-2.2V untuk banyak LED merah).
• vs. Paparan Katod Sepunya:Konfigurasi anod sepunya adalah menguntungkan untuk sistem di mana mikropengawal menyerap arus (memacu pin RENDAH) untuk mengaktifkan segmen, yang merupakan konfigurasi biasa.
• Kelebihan:Kecerahan tinggi, keseragaman cemerlang (melalui pembahagian bin), sudut pandangan luas, dan pematuhan RoHS adalah kekuatan terasnya.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

1. S: Apakah tujuan dua pin anod sepunya (3 dan 8)?
   J: Ia disambungkan secara dalaman. Mempunyai dua pin memberikan kestabilan mekanikal, pengagihan arus yang lebih baik, dan membolehkan fleksibiliti dalam susun atur PCB (merutkan kuasa dari kedua-dua belah).
2. S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan bekalan 5V?
   J: Ya, tetapi anda MESTI menggunakan perintang had arus bersiri dengan setiap segmen. Untuk arus sasaran 10mA dan V_Ftipikal 2.6V, nilai perintang akan menjadi R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. Sentiasa kira untuk kes terburuk (V_Fminimum) untuk mengelakkan melebihi had arus.
3. S: Mengapa pincang songsang begitu berbahaya untuk LED ini?
   J: Mengenakan voltan songsang (walaupun 5V yang digunakan untuk ujian I_R) boleh menyebabkan penghijrahan elektro atom logam dalam simpang semikonduktor, membawa kepada peningkatan kebocoran atau litar pintas kekal. Dokumen teknikal secara jelas melarang operasi songsang berterusan.
4. S: Bagaimanakah saya mencapai tahap kecerahan yang berbeza?
   J: Kecerahan dikawal terutamanya oleh arus hadapan (I_F). Menggunakan PWM (Modulasi Lebar Denyut) pada pemacu arus malar adalah kaedah paling berkesan untuk pendiaran, kerana ia mengekalkan konsistensi warna tidak seperti pengurangan voltan/arus analog.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk pemasa kira naik 4 digit ringkas untuk peranti makmal.

1. Pemilihan Komponen:Empat paparan LSHD-5601 dipilih untuk kejelasan dan saiznya.
2. Reka Bentuk Litar:Mikropengawal dengan pin I/O yang mencukupi dipilih. Reka bentuk menggunakan konfigurasi anod sepunya, jadi pin port mikropengawal disambungkan ke katod segmen (melalui perintang had arus). Pin anod sepunya setiap digit disambungkan ke transistor PNP (atau MOSFET saluran-N) yang dikawal oleh pin mikropengawal berasingan untuk multipleks.
3. Pengiraan Arus:Untuk reka bentuk multipleks dengan 4 digit (kitar tugas 1/4), untuk mencapai arus segmen purata 10mA, arus puncak semasa slot masa aktifnya ialah 40mA. Ini berada dalam penarafan puncak 60mA. Perintang dikira sewajarnya: R = (V_bekalan- V_{F_maks}- V_{CE_tep}) / I_puncak.
4. Pembahagian Bin:Keempat-empat paparan ditempah dengan menentukan kod bin keamatan bercahaya yang sama untuk memastikan kecerahan seragam merentasi pemasa.
5. Perisian:Firmware mikropengawal mengitar melalui setiap digit, menghidupkan transistor yang sepadan dan menerangi segmen yang diperlukan untuk digit itu dengan pemasaan yang dikira untuk mencapai kitar tugas yang dikehendaki dan mengelakkan kelipan.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LSHD-5601 adalah berdasarkanteknologi Diod Pemancar Cahaya (LED). Apabila voltan hadapan melebihi ambang hidup diod (lebih kurang 2.1-2.6V untuk LED hijau ini) dikenakan merentasi segmen, elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan semikonduktor aktif (simpang p-n yang diperbuat daripada bahan GaP atau AlInGaP). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi bahan semikonduktor khusus menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, hijau (~569 nm). Tujuh segmen (A-G) dan titik perpuluhan (DP) adalah cip LED individu yang disusun secara spatial untuk membentuk aksara berangka. Menyambungkannya secara elektrik dalam konfigurasi anod sepunya membolehkan kawalan yang cekap melalui mikropengawal.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Walaupun paparan LED tujuh segmen diskret seperti LSHD-5601 kekal penting untuk aplikasi khusus yang memerlukan bacaan berangka ringkas, boleh dipercayai dan sangat kelihatan, trend industri yang lebih luas adalah jelas:

• Integrasi:Terdapat peralihan ke arah modul berbilang digit bersepadu atau paparan matriks titik yang dikawal melalui antara muka bersiri (I2C, SPI), mengurangkan bilangan I/O mikropengawal dan komponen pemacu.
• Bahan Termaju:Penggunaan AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk LED hijau dan merah, seperti yang disebut dalam dokumen teknikal ini, mewakili kemajuan berbanding teknologi GaP lama, menawarkan kecekapan dan kecerahan yang lebih tinggi.
• Peralihan Aplikasi:Untuk maklumat alfanumerik atau grafik yang kompleks, LCD, OLED, dan TFT lebih biasa. Walau bagaimanapun, paparan segmen LED mengekalkan kelebihan kuat dalam persekitaran yang memerlukan kecerahan tinggi, operasi julat suhu luas, jangka hayat panjang, dan kesederhanaan—memastikan relevansinya berterusan dalam pasaran perindustrian, perkakas dan instrumentasi.
• Pembungkusan:Pakej bebas plumbum, mematuhi RoHS LSHD-5601 mencerminkan trend peraturan alam sekitar global yang mempengaruhi semua komponen elektronik.