Dokumen Teknikal LTS-549AJD - Paparan LED Digit Tunggal 0.52 Inci Warna Merah Hiper - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-549AJD ialah modul paparan nombor digit tunggal berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan paparan nombor yang jelas, terang dan boleh dipercayai. Fungsi terasnya adalah untuk mewakili secara visual satu digit perpuluhan (0-9) bersama-sama dengan titik perpuluhan. Peranti ini direka untuk disepadukan ke dalam pelbagai sistem elektronik di mana kecekapan ruang dan kebolehbacaan adalah pertimbangan utama.

Domain aplikasi utama untuk paparan ini termasuklah instrumentasi industri, peralatan ujian dan pengukuran, perkakas pengguna, papan pemuka automotif (paparan sekunder), dan terminal titik jualan. Reka bentuknya mengutamakan kebolehpercayaan jangka panjang dan prestasi yang konsisten di bawah keadaan operasi piawai.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik ditakrifkan oleh beberapa parameter utama yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C).Keamatan Pencahayaan Purata (Iv)mempunyai nilai tipikal 700 µcd apabila didorong pada arus hadapan (IF) 1mA, dengan julat yang ditetapkan dari 320 µcd (minimum) ke atas. Parameter ini berkaitan secara langsung dengan kecerahan segmen yang dilihat.

Warna ditakrifkan sebagaiMerah Hiper, dicapai menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida).Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp)adalah tipikal 650 nm, manakalaPanjang Gelombang Dominan (λd)ditentukan pada 639 nm (IF=20mA).Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ)ialah 20 nm, menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan.Nisbah Padanan Keamatan Pencahayaansebanyak 2:1 (maksimum) memastikan keseragaman kecerahan antara segmen yang berbeza bagi digit yang sama.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Parameter elektrik mentakrifkan had dan keadaan operasi untuk peranti.Penarafan Maksimum Mutlaktidak boleh dilampaui untuk mengelakkan kerosakan kekal. Had utama termasuk:Pelesapan Kuasa per Segmensebanyak 70 mW,Arus Hadapan Puncak per Segmensebanyak 90 mA (di bawah keadaan berdenyut: 1/10 kitar tugas, 0.1ms lebar denyut), danArus Hadapan Berterusan per Segmensebanyak 25 mA pada 25°C, menurun secara linear pada 0.33 mA/°C melebihi 25°C.Voltan Songsang Maksimum per Segmenialah 5 V.

Di bawah keadaan operasi tipikal (IF=20mA),Voltan Hadapan per Segmen (VF)berjulat dari 2.1V hingga 2.6V.Arus Songsang per Segmen (IR)adalah maksimum 100 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Nilai-nilai ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus yang sesuai.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Peranti ini dinilai untukJulat Suhu Operasidari -35°C hingga +85°C danJulat Suhu Penyimpanandari -35°C hingga +85°C. Julat yang luas ini memastikan fungsi dalam pelbagai keadaan persekitaran. Untuk pemasangan,Suhu Paterimaksimum yang dibenarkan ialah 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur pada 1.6mm di bawah satah dudukan komponen. Pematuhan kepada had terma ini adalah penting semasa proses pateri aliran semula untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED dalaman dan pakej.

3. Sistem Pengelasan dan Pembahagian

Dokumen teknikal produk menunjukkan bahawa peranti iniDikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan. Ini membayangkan proses pembahagian di mana unit disusun dan dilabel mengikut output cahaya yang diukur (Iv) pada arus ujian piawai (biasanya 1mA, seperti yang dinyatakan dalam datasheet). Ini membolehkan pereka memilih paparan dengan tahap kecerahan yang konsisten untuk aplikasi mereka, memastikan keseragaman visual dalam paparan berbilang digit atau merentasi produk yang berbeza. Kod bahagian atau julat keamatan khusus untuk pemilihan komersial biasanya ditakrifkan dalam panduan pemilihan produk yang berasingan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet merujuk kepadaLengkung Ciri-ciri Elektrik/Optik Tipikal. Walaupun graf khusus tidak diperincikan dalam teks yang diberikan, lengkung sedemikian secara piawai menggambarkan hubungan antara parameter utama. Ini biasanya termasuk:

• Lengkung Arus Hadapan (IF) vs. Voltan Hadapan (VF):Menunjukkan hubungan eksponen, penting untuk menentukan voltan pacuan yang diperlukan untuk arus yang dikehendaki.
• Lengkung Keamatan Pencahayaan (Iv) vs. Arus Hadapan (IF):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, selalunya dalam kawasan yang hampir linear sebelum tepu, memaklumkan pemilihan arus pacuan untuk kecerahan sasaran.
• Lengkung Keamatan Pencahayaan (Iv) vs. Suhu Ambien (Ta):Menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, yang penting untuk pengurusan terma dalam aplikasi suhu tinggi atau arus tinggi.
• Lengkung Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, mengesahkan secara visual panjang gelombang puncak (650 nm) dan dominan (639 nm) serta separuh lebar spektrum.

Lengkung ini memberikan panduan penting untuk mengoptimumkan prestasi paparan dalam reka bentuk litar dunia sebenar di luar data titik tunggal dalam jadual.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

Peranti ini mempunyaiketinggian digit 0.52 inci (13.2 mm), yang mentakrifkan saiz fizikal aksara yang dipaparkan. Dimensi pakej disediakan dalam lukisan terperinci dengan semua ukuran dalam milimeter. Toleransi piawai untuk dimensi ini adalah ±0.25 mm (0.01") melainkan dinyatakan sebaliknya. Pembinaan fizikal menyumbang kepadasudut pandangan yang luasdanpenampilan aksara yang cemerlangseperti yang disebut dalam ciri-ciri.

5.2 Pinout dan Litar Dalaman

Paparan ini mempunyai konfigurasi 10 pin. Gambarajah litar dalaman mendedahkan seni binaKatod Sepunya. Ini bermakna katod (terminal negatif) semua segmen LED (dan titik perpuluhan) disambungkan secara dalaman dan dibawa keluar ke pin sepunya (Pin 3 dan Pin 8 dalam peranti ini). Setiap anod segmen individu (terminal positif) mempunyai pin khususnya sendiri. Penugasan pin khusus adalah: 1 (Segmen J), 3 (Katod Sepunya), 4 (Segmen C), 5 (Titik Perpuluhan), 6 (Segmen B), 8 (Katod Sepunya), 9 (Segmen H), 10 (Segmen G). Pin 2 dan 7 dicatat sebagai "Tiada Sambungan" (N.C.). Konfigurasi ini adalah optimum untuk pemacu multipleks dalam paparan berbilang digit.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Seperti yang dinyatakan dalam Penarafan Maksimum Mutlak, komponen ini boleh menahansuhu pateri maksimum 260°C selama 3 saat maksimum. Ini adalah penarafan piawai untuk proses pateri aliran semula bebas plumbum. Titik pengukuran adalah kritikal: 1.6mm di bawah satah dudukan. Pereka mesti memastikan profil aliran semula mereka tidak melebihi had ini untuk mengelakkan keretakan pakej, pengelupasan, atau kerosakan pada ikatan wayar dan die semikonduktor di dalam. Untuk pateri manual, besi dengan suhu terkawal harus digunakan dengan masa sentuhan yang minimum. Prosedur pengendalian ESD (Nyahcas Elektrostatik) yang betul harus sentiasa diikuti semasa pemasangan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Litar Aplikasi Biasa

Memandangkan reka bentuk katod sepunya, LTS-549AJD secara idealnya didorong oleh mikropengawal atau pemacu paparan IC khusus. Litar biasa melibatkan penyambungan pin katod sepunya (3 & 8) ke tanah (atau sink arus pada pemacu). Setiap pin anod segmen disambungkan ke output pemacu melalui perintang pembatas arus. Nilai perintang (R) dikira berdasarkan voltan bekalan (Vcc), arus hadapan yang dikehendaki (IF, contohnya, 20mA untuk kecerahan penuh), dan voltan hadapan LED (VF, gunakan maks 2.6V untuk keselamatan): R = (Vcc - VF) / IF. Untuk bekalan 5V dan arus 20mA, R ≈ (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Sentiasa gunakan perintang pembatas arus luaran. Mendorong LED secara langsung dari sumber voltan atau pin mikropengawal tanpa perintang akan menyebabkan aliran arus yang berlebihan, membawa kepada kegagalan serta-merta.
• Multipleks:Untuk paparan berbilang digit, teknik multipleks digunakan di mana digit diterangi satu demi satu dengan pantas. Reka bentuk katod sepunya adalah sempurna untuk ini. Pemacu secara berurutan membumikan katod setiap digit sambil memaparkan data segmen untuk digit tersebut pada talian anod.
• Pelesapan Kuasa:Pastikan kuasa yang dikira per segmen (VF * IF) tidak melebihi penarafan maksimum 70 mW, terutamanya dalam persekitaran suhu tinggi. Pertimbangkan untuk menurunkan arus hadapan jika suhu ambien tinggi.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat, tetapi orientasi paparan dalam produk akhir harus dipertimbangkan untuk memaksimumkan kebolehbacaan untuk pengguna akhir.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTS-549AJD menggunakanteknologi AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida)untuk pancaran merahnya. Berbanding dengan teknologi lama seperti GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), AlInGaP menawarkan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pacuan yang sama, dan kestabilan suhu yang lebih baik. Penamaan "merah hiper" menunjukkan warna merah yang khusus dan lebih dalam dengan panjang gelombang dominan sekitar 639-650 nm, yang mungkin menawarkan sifat estetik atau fungsi yang berbeza berbanding LED merah piawai. Penggunaansubstrat GaAs tidak lutsinarmembantu meningkatkan kontras dengan mengurangkan serakan dan pantulan cahaya dalaman, menyumbang kepada ciri "kontras tinggi".

9. Soalan Lazim (FAQ)

S: Bolehkah saya mendorong paparan ini secara langsung dari pin mikropengawal 5V?

J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap segmen. Pin mikropengawal tidak dapat membekalkan 20mA secara berterusan dengan selamat, dan tanpa perintang, LED akan menarik arus yang berlebihan dan musnah.

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

J: Panjang Gelombang Puncak (λp) ialah panjang gelombang di mana spektrum pancaran mempunyai keamatan maksimum. Panjang Gelombang Dominan (λd) ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat bagi LED. Untuk LED merah ini, λp ialah 650 nm (puncak fizikal), tetapi mata manusia melihatnya sebagai setara dengan cahaya merah tulen 639 nm.

S: Datasheet menunjukkan dua pin katod sepunya (3 dan 8). Adakah saya perlu menyambung kedua-duanya?

J: Ya, untuk prestasi optimum dan pengagihan arus, adalah disyorkan untuk menyambung kedua-dua pin katod sepunya ke tanah (atau sink arus). Ini memastikan kecerahan yang sekata merentasi semua segmen.

S: Bagaimanakah saya mengira nilai perintang untuk kecerahan yang lebih rendah daripada tipikal 20mA?

J: Gunakan Hukum Ohm dengan arus hadapan yang anda kehendaki (IF). Contohnya, untuk 10mA pada 5V: R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. Rujuk lengkung Iv vs. IF (konseptual) untuk menganggarkan pengurangan kecerahan yang sepadan.

10. Prinsip Operasi

LTS-549AJD ialah peranti pemancar cahaya keadaan pepejal. Operasinya berdasarkan elektroluminesen dalam simpang p-n semikonduktor yang diperbuat daripada bahan AlInGaP. Apabila voltan hadapan melebihi ambang simpang (lebih kurang 2.1V) dikenakan, 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 bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, dalam spektrum merah hiper. Cahaya dipancarkan melalui permukaan atas cip, yang merupakan sebahagian daripada segmen berbentuk angka, dan melalui muka kelabu dengan segmen putih untuk penambahbaikan kontras.

11. Trend Teknologi

Walaupun paparan LED digit tunggal diskret seperti LTS-549AJD kekal relevan untuk aplikasi khusus yang memerlukan kesederhanaan, ketahanan, dan kebolehbacaan langsung, trend yang lebih luas dalam teknologi paparan adalah ke arah integrasi dan pengecilan. Ini termasuk penggunaan meluas paparan LED matriks titik, OLED, dan LCD yang menawarkan fleksibiliti yang lebih besar dalam memaparkan aksara alfanumerik dan grafik. Tambahan pula, pakej LED peranti permukaan-pasang (SMD) telah sebahagian besarnya menggantikan jenis lubang-lalu dalam elektronik pengguna yang dihasilkan secara besar-besaran kerana kelebihan pemasangan automatik. Walau bagaimanapun, paparan lubang-lalu seperti ini mengekalkan kedudukan yang kukuh dalam aplikasi industri, automotif, dan naik taraf di mana pemasangan PCB lubang-lalu lebih disukai untuk kekuatan mekanikal, kebolehservisan, atau keserasian reka bentuk warisan. Teknologi bahan AlInGaP asas terus diperhalusi untuk kecekapan dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi.