Lembaran Data Paparan LED Jingga-Kuning 0.4 Inci LTS-4801JF - Ketinggian Digit 10mm - Voltan Kehadapan 2.6V - Kuasa 70mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-4801JF ialah modul paparan alfanumerik satu digit tujuh segmen berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk angka yang jelas dan terang. Fungsi terasnya adalah untuk mewakili digit 0-9 dan beberapa huruf secara visual menggunakan segmen LED yang boleh dialamatkan secara individu. Peranti ini direka untuk kebolehpercayaan dan kemudahan integrasi ke dalam pelbagai sistem elektronik.

Aplikasi utama paparan ini adalah dalam panel instrumentasi, peralatan ujian, kawalan industri, perkakas pengguna, dan mana-mana peranti di mana bacaan angka padat yang sangat mudah dibaca diperlukan. Reka bentuknya mengutamakan kejelasan dan jangka hayat yang panjang, menjadikannya sesuai untuk persekitaran komersial dan industri.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Paparan ini menawarkan beberapa kelebihan utama yang membezakannya di pasaran. Ia mempunyai ketinggian digit 0.4 inci (10 mm), yang memberikan keseimbangan yang sangat baik antara saiz dan kebolehbacaan. Segmennya adalah berterusan dan seragam, memastikan penampilan yang konsisten dan profesional apabila dinyalakan. Satu manfaat utama ialah keperluan kuasa rendahnya, yang menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau cekap tenaga.

Selain itu, ia memberikan kecerahan tinggi dan kontras tinggi, memastikan keterlihatan walaupun dalam keadaan yang terang. Sudut pandangan yang luas membolehkan paparan dibaca dari pelbagai kedudukan tanpa kehilangan kejelasan yang ketara. Dibina dengan kebolehpercayaan keadaan pepejal, ia menawarkan jangka hayat operasi yang panjang dengan penyelenggaraan yang minimum. Peranti ini juga dikategorikan untuk keamatan bercahaya, memberikan konsistensi dalam tahap kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran. Pasaran sasaran termasuk pereka peranti mudah alih, meter panel, peralatan perubatan, dan papan pemuka automotif di mana ruang, penggunaan kuasa, dan kebolehpercayaan adalah faktor kritikal.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci mengenai parameter teknikal peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah teras kepada fungsi paparan. Peranti ini menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan pancaran jingga-kuning. Panjang gelombang pancaran puncak tipikal (λp) ialah 611 nm apabila didorong pada arus kehadapan (IF) 20 mA. Panjang gelombang dominan (λd) ditetapkan pada 605 nm, mentakrifkan warna yang dilihat. Separuh lebar garis spektrum (Δλ) ialah 17 nm, menunjukkan pancaran warna yang agak tulen dengan penyebaran spektrum yang minimum.

Keamatan bercahaya purata (Iv) per segmen adalah parameter utama. Di bawah keadaan ujian piawai IF=1mA, keamatan berjulat dari minimum 200 μcd hingga nilai tipikal 650 μcd. Nisbah padanan keamatan bercahaya antara segmen ditetapkan pada maksimum 2:1, memastikan kecerahan seragam merentasi digit untuk penampilan yang padu. Muka kelabu dengan segmen putih meningkatkan kontras apabila LED dimatikan, menyumbang kepada penampilan aksara yang sangat baik yang disebut dalam ciri-ciri.

2.2 Parameter Elektrik

Spesifikasi elektrik mentakrifkan had operasi dan keadaan untuk peranti. Penarafan maksimum mutlak tidak boleh dilampaui untuk mengelakkan kerosakan kekal. Penyerakan kuasa maksimum 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, lebar denyut 0.1ms). Arus kehadapan berterusan per segmen dinilai pada 25 mA pada 25°C, dengan faktor penurunan nilai 0.33 mA/°C apabila suhu ambien meningkat. Voltan songsang maksimum per segmen ialah 5 V.

Di bawah keadaan operasi tipikal (Ta=25°C, IF=20mA), voltan kehadapan (Vf) per segmen berjulat dari 2.05V hingga 2.6V. Arus songsang (Ir) adalah maksimum 100 μA apabila voltan songsang (Vr) 5V dikenakan. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus yang sesuai dan memastikan operasi stabil sepanjang hayat peranti.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi -35°C hingga +85°C dan julat suhu penyimpanan -35°C hingga +85°C. Julat yang luas ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi dalam persekitaran yang sukar. Penurunan nilai arus kehadapan berterusan dengan suhu (0.33 mA/°C) adalah pertimbangan reka bentuk kritikal untuk mengelakkan kepanasan berlebihan dan memastikan jangka hayat yang panjang. Lembaran data juga menyatakan profil suhu pematerian: peranti boleh menahan 260°C selama 3 saat pada titik 1/16 inci di bawah satah dudukan. Mematuhi garis panduan ini adalah penting semasa proses pemasangan PCB untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED atau pakej.

3. Penjelasan Sistem Pengkategorian

Lembaran data menunjukkan bahawa peranti ini "dikategorikan untuk keamatan bercahaya." Ini merujuk kepada amalan biasa dalam pembuatan LED yang dikenali sebagai pengkategorian. Disebabkan variasi semula jadi dalam proses fabrikasi semikonduktor, LED dari kumpulan pengeluaran yang sama boleh mempunyai perbezaan kecil dalam parameter utama seperti keamatan bercahaya, voltan kehadapan, dan panjang gelombang dominan.

Untuk memastikan konsistensi untuk pengguna akhir, pengeluar mengukur parameter ini dan menyusun LED ke dalam "kategori" yang berbeza. LTS-4801JF dikategorikan khusus untuk keamatan bercahaya (Iv). Ini bermakna dalam satu pesanan atau gegelung, kecerahan segmen akan berada dalam julat yang telah ditetapkan dan sempit (seperti yang dicadangkan oleh nisbah padanan 2:1). Ini menghapuskan variasi besar dalam kecerahan antara unit yang berbeza dalam aplikasi, yang penting untuk paparan berbilang digit atau produk di mana keseragaman visual adalah penting. Lembaran data memberikan nilai min/tip/maks (200/650 μcd), tetapi kod kategori khusus untuk pengelompokan yang lebih ketat biasanya boleh didapati daripada pengeluar atas permintaan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus tidak diterangkan secara terperinci dalam teks yang diberikan, lengkung ciri tipikal untuk peranti sedemikian adalah penting untuk analisis reka bentuk yang mendalam. Ini biasanya termasuk:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Kehadapan (Lengkung I-V):Graf ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pemacu. Ia biasanya tidak linear, dengan kecekapan menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan kesan pemanasan. Pereka menggunakan ini untuk memilih titik operasi optimum yang mengimbangi kecerahan dengan penggunaan kuasa dan jangka hayat.
• Voltan Kehadapan vs. Arus Kehadapan:Lengkung ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu. Ia menunjukkan susutan voltan merentasi LED untuk arus tertentu, mengesahkan spesifikasi Vf dan membantu mengira penyerakan kuasa.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Graf ini menggambarkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang LED meningkat. Ia menekankan kepentingan pengurusan terma, terutamanya apabila beroperasi pada arus tinggi atau dalam suhu ambien yang tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~611 nm dan bentuk spektrum pancaran, mengesahkan ketulenan warna yang ditunjukkan oleh separuh lebar spektrum.

Lengkung ini membolehkan jurutera meramalkan prestasi di bawah keadaan bukan piawai dan mengoptimumkan reka bentuk mereka untuk kebolehpercayaan dan kecekapan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

Pembinaan fizikal peranti ditakrifkan oleh dimensi pakejnya. Lembaran data termasuk lukisan dimensi terperinci (semua dimensi dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25mm melainkan dinyatakan). Ciri utama termasuk panjang, lebar, dan ketinggian keseluruhan pakej, jarak antara pin, dan kedudukan titik perpuluhan (dinyatakan sebagai "Titik Perpuluhan Tangan Kanan" dalam penerangan bahagian).

Gambarajah sambungan pin adalah penting untuk susun atur PCB yang betul. LTS-4801JF adalah peranti anod sepunya. Gambarajah litar dalaman menunjukkan bahawa semua anod untuk segmen disambungkan bersama secara dalaman kepada dua pin (pin 3 dan pin 8, yang adalah sepunya). Katod untuk setiap segmen (A, B, C, D, E, F, G, dan Titik Perpuluhan) dibawa keluar ke pin individu (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10 masing-masing). Pin 6 adalah khusus untuk katod titik perpuluhan. Konfigurasi ini memerlukan litar pemacu penyerapan arus, di mana anod sepunya disambungkan kepada voltan bekalan positif, dan katod segmen individu ditarik rendah (diserap ke bumi) melalui perintang pembatas arus untuk menghidupkannya.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian yang betul semasa pemasangan adalah kritikal. Penarafan maksimum mutlak menyatakan keadaan pematerian: peranti boleh menahan suhu 260°C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan. Ini adalah profil pematerian alir balik piawai. Adalah penting untuk mengikuti garis panduan ini untuk mengelakkan kejutan terma, yang boleh merosakkan ikatan wayar dalaman, merosotkan cip LED, atau melapik semula pakej.

Cadangan umum termasuk: menggunakan ketuhar alir balik terkawal dengan profil suhu yang disahkan; mengelakkan pematerian tangan terus ke pin peranti jika boleh; memastikan PCB bersih dan bebas daripada bahan cemar; dan mengikuti langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai semasa pengendalian, kerana LED sensitif kepada elektrik statik. Untuk penyimpanan, julat yang ditetapkan ialah -35°C hingga +85°C dalam persekitaran kering, anti-statik.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian asas ialah LTS-4801JF. Akhiran "JF" mungkin menunjukkan ciri khusus seperti warna (jingga-kuning) dan jenis pakej. Walaupun tidak diterangkan secara terperinci dalam petikan ini, pembungkusan tipikal untuk komponen sedemikian adalah pada pita anti-statik dan gegelung, sesuai untuk mesin pemasangan pick-and-place automatik. Kuantiti gegelung (contohnya, 1000 keping, 2000 keping) akan ditakrifkan oleh pengeluar. Untuk pesanan, jurutera mesti menyatakan nombor bahagian penuh. Jika pengeluar menawarkan kategori yang berbeza untuk keamatan bercahaya atau voltan kehadapan, kod pengkategorian tambahan mungkin ditambah pada nombor bahagian (contohnya, LTS-4801JF-XXX). Adalah penting untuk merujuk panduan produk penuh pengeluar atau pengedar untuk pilihan pesanan dan spesifikasi pembungkusan yang lengkap.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

LTS-4801JF adalah sesuai untuk mana-mana aplikasi yang memerlukan satu digit yang sangat mudah dibaca. Kegunaan biasa termasuk: meter panel untuk voltan, arus, atau suhu; paparan pemasa dan pembilang; papan mata; panel kawalan perkakas (contohnya, ketuhar, ketuhar gelombang mikro); peralatan ujian dan pengukuran; dan penunjuk status pada mesin industri. Penggunaan kuasa rendahnya menjadikannya calon untuk peranti mudah alih berkuasa bateri.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk dan Litar

Apabila mereka bentuk dengan paparan ini, beberapa faktor mesti dipertimbangkan. Pertama, perintang pembatas arus yang sesuai mesti dikira untuk setiap segmen (atau perintang tunggal pada anod sepunya jika kecerahan seragam boleh diterima) berdasarkan arus kehadapan yang dikehendaki (contohnya, 10-20 mA) dan voltan bekalan. Formulanya ialah R = (V_bekalan - Vf_LED) / I_LED. Menggunakan Vf maksimum (2.6V) memastikan perintang tidak kurang saiznya.

Kedua, litar pemacu mesti mampu menyerap jumlah arus untuk semua segmen yang diterangi. Jika semua segmen ditambah titik perpuluhan dihidupkan (memaparkan digit '8.'), pin anod sepunya mesti membekalkan sehingga 9 * I_LED. IC pemacu (seperti pin GPIO mikropengawal atau pemacu paparan khusus) mesti mempunyai keupayaan penyerapan arus yang mencukupi untuk pin katod. Pemultipleksan tidak diperlukan untuk satu digit, tetapi untuk reka bentuk berbilang digit menggunakan paparan yang serupa, skim pemultipleksan akan diperlukan untuk mengawal berbilang digit dengan pin I/O yang lebih sedikit. Penyerakan haba harus dipertimbangkan jika beroperasi berhampiran arus berterusan maksimum, terutamanya dalam suhu ambien yang tinggi.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti lampu pijar atau paparan pendarfluor vakum (VFD), LTS-4801JF menawarkan kelebihan yang ketara: penggunaan kuasa yang jauh lebih rendah, jangka hayat yang lebih panjang (kebolehpercayaan keadaan pepejal), masa tindak balas yang lebih cepat, dan rintangan yang lebih besar terhadap hentakan dan getaran. Berbanding dengan teknologi LED lain, penggunaan bahan AlInGaP memberikan kecekapan tinggi dan kestabilan warna yang sangat baik untuk warna merah, jingga, dan kuning, selalunya dengan prestasi yang lebih baik dalam persekitaran suhu tinggi berbanding beberapa bahan LED yang lebih awal.

Dalam kategori paparan tujuh segmen, pembeza utama adalah ketinggian digit spesifik 0.4 inci, warna jingga-kuning, konfigurasi anod sepunya, kemasukan titik perpuluhan tangan kanan, dan pengkategoriannya untuk konsistensi keamatan bercahaya. Pereka akan membandingkannya dengan saiz lain (0.3", 0.5", 0.56"), warna (merah, hijau, biru), konfigurasi (katod sepunya), dan gred kecerahan untuk memilih bahagian optimum untuk aplikasi mereka.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan dua pin anod sepunya (3 dan 8)?

J: Ia disambungkan secara dalaman. Mempunyai dua pin membantu mengagihkan jumlah arus anod, mengurangkan ketumpatan arus dalam satu pin, meningkatkan kebolehpercayaan, dan boleh membantu dalam susun atur PCB untuk penghalaan kuasa.

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

J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap katod segmen. Menyambung secara langsung mungkin akan melebihi arus kehadapan maksimum dan memusnahkan segmen LED. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan anda (contohnya, 5V), voltan kehadapan LED (~2.6V), dan arus yang anda kehendaki (contohnya, 15 mA).

S: Apakah maksud "nisbah padanan keamatan bercahaya 2:1"?

J: Ia bermakna segmen paling malap dalam peranti tidak akan kurang daripada separuh terang daripada segmen paling terang di bawah keadaan ujian yang sama. Ini memastikan keseragaman visual merentasi digit.

S: Bagaimanakah saya mentafsir penurunan nilai arus kehadapan?

J: Penarafan arus kehadapan berterusan 25 mA adalah sah pada suhu ambien 25°C. Untuk setiap darjah Celsius di atas 25°C, anda mesti mengurangkan arus berterusan maksimum yang dibenarkan sebanyak 0.33 mA untuk mengelakkan kepanasan berlebihan. Sebagai contoh, pada suhu ambien 50°C, arus maksimum akan menjadi 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan untuk mereka bentuk termometer digital berkuasa bateri mudah yang memaparkan suhu kepada satu tempat perpuluhan. Mikropengawal membaca sensor suhu, memproses data, dan perlu memacu paparan satu digit untuk nombor bulat dan titik perpuluhan. LTS-4801JF adalah pilihan yang sesuai.

Langkah-langkah reka bentuk akan termasuk: 1) Menetapkan pin GPIO mikropengawal kepada setiap katod segmen (A-G) dan katod titik perpuluhan (DP). 2) Menyambungkan dua pin anod sepunya (3 & 8) ke rel bekalan positif (contohnya, 3.3V atau 5V) melalui perintang pembatas arus tunggal jika kecerahan seragam boleh diterima, atau perintang individu per segmen untuk kawalan yang tepat. 3) Mengira nilai perintang. Untuk bekalan 3.3V, sasaran arus 10mA, dan Vf 2.6V: R = (3.3V - 2.6V) / 0.01A = 70 Ohm. Perintang piawai 68 atau 75 Ohm akan digunakan. 4) Menulis perisian tegar untuk menukar nilai suhu (contohnya, "25.7") kepada corak pengaktifan segmen yang betul untuk memaparkan "5" dan menerangi titik perpuluhan. Anod sepunya sentiasa berkuasa, dan mikropengawal menyerap arus ke bumi pada katod yang sepadan dengan segmen yang diperlukan untuk membentuk digit "5" (segmen A, C, D, F, G) dan katod DP.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTS-4801JF adalah berdasarkan teknologi Diod Pemancar Cahaya (LED). LED adalah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan kehadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Warna cahaya ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor.

Peranti khusus ini menggunakan bahan AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang ditumbuhkan pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) tidak lutsinar. AlInGaP mempunyai jurang jalur yang sesuai untuk memancarkan cahaya dalam spektrum merah hingga jingga-kuning. Substrat "tidak lutsinar" membantu meningkatkan kontras dengan menyerap cahaya sesat, menyumbang kepada nisbah kontras tinggi yang disebut dalam ciri-ciri. Setiap segmen digit mengandungi satu atau lebih cip LED AlInGaP kecil. Muka kelabu dan segmen putih adalah sebahagian daripada pakej plastik, yang bertindak sebagai penyebar dan kanta untuk membentuk output cahaya untuk keterlihatan dan sudut pandangan yang optimum.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

Bidang teknologi paparan sentiasa berkembang. Walaupun paparan LED tujuh segmen tradisional seperti LTS-4801JF kekal sangat relevan untuk kesederhanaan, kebolehpercayaan, dan keberkesanan kos dalam aplikasi paparan angka, trend yang lebih luas adalah jelas. Terdapat pergerakan umum ke arah integrasi yang lebih tinggi, seperti paparan dengan pengawal terbina dalam (antara muka I2C atau SPI) yang memudahkan antara muka mikropengawal dan mengurangkan bilangan pin I/O yang diperlukan.

Dari segi bahan, walaupun AlInGaP sangat baik untuk merah/jingga/kuning, bahan lain seperti InGaN (Indium Gallium Nitrida) mendominasi spektrum biru dan hijau dan digunakan dalam LED putih. Penyelidikan diteruskan untuk meningkatkan kecekapan (lumen per watt), pemulihan warna, dan jangka hayat merentasi semua warna LED. Untuk aplikasi tujuh segmen khususnya, trend memberi tumpuan kepada mencapai penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk peranti IoT, kecerahan yang lebih tinggi untuk aplikasi yang boleh dibaca cahaya matahari, dan pakej yang lebih nipis untuk reka bentuk produk yang lebih ramping. Walau bagaimanapun, prinsip asas dan aplikasi paparan tujuh segmen diskret sebagai antara muka manusia-mesin yang teguh dan mudah difahami terus menjadi asas dalam reka bentuk elektronik.