Lembaran Data Paparan LED LTS-4301SW - Ketinggian Digit 0.4 Inci - Segmen Putih - Muka Hitam - Katod Biasa - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTS-4301SW ialah modul paparan alfanumerik satu digit, tujuh segmen yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk mewakili digit 0-9 dan beberapa huruf secara visual dengan menyalakan tujuh segmen LED individunya (berlabel A hingga G) dan titik perpuluhan pilihan (D.P.). Peranti ini dibina menggunakan cip LED putih InGaN (Indium Gallium Nitride), yang dipasang di belakang topeng bersegmen untuk membentuk elemen aksara. Paparan ini mempunyai muka hitam, yang menyediakan latar belakang kontras tinggi untuk segmen putih yang menyala, meningkatkan kebolehbacaan dengan ketara dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Gabungan ini amat berkesan dalam aplikasi di mana kebolehbacaan dari jarak jauh atau dalam cahaya ambien adalah kritikal.

Kelebihan teras paparan ini termasuk penampilan aksara yang sangat baik, dicapai melalui segmen seragam berterusan yang mencipta bentuk digit yang padu. Ia menawarkan output kecerahan tinggi, dengan keamatan bercahaya tipikal mencecah sehingga 28,000 mcd setiap cip di bawah keadaan ujian piawai, memastikan keterlihatan walaupun dalam persekitaran yang terang benderang. Sudut pandangan luas 130 darjah (2\u03c6_1/2) membolehkan kebolehbacaan yang jelas dari kedudukan luar paksi, menjadikannya sesuai untuk meter panel, instrumentasi, perkakas pengguna, dan panel kawalan perindustrian di mana sudut pandangan mungkin tidak terus menghadap. Tambahan pula, keperluan kuasa rendah setiap segmen menyumbang kepada reka bentuk yang cekap tenaga.

1.1 Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

1.1.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Parameter fotometrik utama ialah Keamatan Bercahaya Purata (I_V). Untuk cip InGaN putih yang digunakan, nilai tipikal ialah 28,000 millicandelas (mcd) apabila didorong pada arus hadapan (I_F) 10 mA. Nilai minimum yang ditetapkan ialah 13,700 mcd. Parameter ini diukur menggunakan gabungan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE, memastikan kecerahan yang dilaporkan berkorelasi dengan persepsi visual manusia. Sudut pandangan luas 130 darjah ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai puncaknya (pada paksi). Spesifikasi ini adalah penting untuk menentukan kon pandangan berkesan untuk pengguna akhir.

Koordinat kromatisiti diberikan sebagai x=0.294 dan y=0.286 (diukur pada I_F=5mA). Koordinat ini pada rajah kromatisiti CIE 1931 mentakrifkan titik putih cahaya yang dipancarkan. Nilai yang diberikan mencadangkan suhu warna putih sejuk. Nisbah Pencocokan Keamatan Bercahaya untuk kawasan cahaya serupa ditetapkan sebagai maksimum 2:1. Ini bermakna perbezaan kecerahan antara segmen/ cip paling malap dan paling terang di bawah keadaan pemacu yang sama tidak boleh melebihi faktor dua, memastikan penampilan seragam digit yang menyala.

1.1.2 Parameter Elektrik

Voltan Hadapan (V_F) setiap cip LED biasanya berukuran 3.15V, dengan julat dari 2.70V hingga 3.15V pada arus ujian 5 mA. Pereka bentuk mesti mengambil kira penurunan voltan ini apabila mereka bentuk litar pemacu. Arus Songsang (I_R) ditetapkan pada maksimum 10 \u00b5A apabila bias songsang 5V dikenakan, menunjukkan ciri kebocoran simpang LED.

Penarafan Maksimum Mutlak mentakrifkan had operasi. Arus Hadapan Berterusan setiap segmen ialah 20 mA pada 25\u00b0C, dengan faktor penyahkadaratan 0.25 mA/\u00b0C. Ini bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan secara linear apabila suhu ambien (T_a) meningkat melebihi 25\u00b0C untuk mengelakkan kerosakan haba. Sebagai contoh, pada 85\u00b0C, arus berterusan maksimum akan menjadi 20 mA - ((85-25) * 0.25 mA) = 5 mA. Arus Hadapan Puncak, yang boleh digunakan untuk operasi berdenyut (1 kHz, kitar tugas 10%), ialah 60 mA. Penyerakan Kuasa maksimum setiap segmen ialah 115 mW.

1.1.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Peranti ini dinilai untuk Julat Suhu Operasi -35\u00b0C hingga +105\u00b0C. Julat Suhu Penyimpanan adalah sama. Julat luas ini menunjukkan ketahanan untuk digunakan dalam persekitaran yang tertakluk kepada variasi suhu yang ketara. Keadaan pematerian ditetapkan sebagai 260\u00b0C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (lebih kurang 1.6 mm) di bawah satah dudukan komponen. Pematuhan kepada profil ini adalah kritikal semasa pemasangan PCB untuk mengelakkan kerosakan pada cip LED atau pakej plastik daripada haba berlebihan.

1.2 Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

Paparan ini mempunyai ketinggian digit 0.4 inci (10.0 mm). Dimensi pakej diberikan dalam milimeter. Nota mekanikal utama termasuk: semua toleransi dimensi adalah \u00b10.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya, dan toleransi anjakan hujung pin ialah +0.4 mm, yang merujuk kepada ketidaksejajaran yang dibenarkan bagi hujung pin. Peranti menggunakan konfigurasi katod biasa. Ini bermakna semua katod (terminal negatif) bagi LED segmen individu disambungkan secara dalaman kepada satu atau dua pin biasa (pin 3 dan 8), manakala setiap anod segmen (terminal positif) mempunyai pin khususnya sendiri. Konfigurasi ini biasanya memudahkan pemultipleksan dalam paparan berbilang digit dan boleh mempengaruhi pemilihan IC pemacu.

1.2.1 Sambungan Pin dan Litar Dalaman

Susunan pin adalah seperti berikut: Pin 1: Anod G, Pin 2: Anod F, Pin 3: Katod Biasa, Pin 4: Anod E, Pin 5: Anod D, Pin 6: Anod D.P. (Titik Perpuluhan), Pin 7: Anod C, Pin 8: Katod Biasa, Pin 9: Anod B, Pin 10: Anod A. Perhatikan bahawa terdapat dua pin katod biasa (3 dan 8), yang disambungkan secara dalaman. Reka bentuk dwi-pin ini membantu dalam mengagihkan arus dan boleh meningkatkan kebolehpercayaan. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan setiap satu daripada lapan LED (tujuh segmen ditambah titik perpuluhan) dengan anodnya disambungkan ke pin masing-masing dan semua katod diikat bersama ke pin katod biasa.

1.3 Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Kaedah pemasangan utama ialah pematerian aliran balik. Lembaran data menyediakan profil aliran balik yang disyorkan, menetapkan suhu puncak 260\u00b0C. Parameter kritikal ialah suhu pada badan komponen tidak boleh melebihi penarafan suhu maksimum semasa pemasangan. Keadaan tersebut menyatakan dengan jelas pematerian pada 260\u00b0C selama 3 saat apabila diukur pada titik 1/16 inci di bawah satah dudukan. Garis panduan ini adalah penting untuk jurutera proses untuk menetapkan kelajuan penghantar ketuhar aliran balik dan suhu zon dengan betul untuk mengelakkan kejutan haba atau degradasi bahan sambil memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai.

1.4 Cadangan Aplikasi

1.4.1 Senario Aplikasi Biasa

Paparan ini sesuai untuk mana-mana peranti yang memerlukan bacaan angka satu digit yang jelas. Aplikasi biasa termasuk: meter panel untuk voltan, arus, atau suhu; pemasa dan pembilang; perkakas rumah seperti ketuhar, ketuhar gelombang mikro, atau mesin basuh; peralatan ujian dan pengukuran; panel kawalan perindustrian; dan peranti perubatan. Kontras dan kecerahan tinggi menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari jarak jauh atau dalam keadaan cahaya ambien yang tinggi.

1.4.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mengintegrasikan LTS-4301SW, pereka bentuk mesti mempertimbangkan had arus. Perintang siri adalah wajib untuk setiap anod segmen (atau pemacu terkawal arus) untuk menetapkan arus hadapan ke tahap yang dikehendaki, biasanya antara 5-20 mA, bergantung pada kecerahan yang diperlukan dan persekitaran terma. Lengkung penyahkadaratan untuk arus hadapan mesti dihormati jika suhu ambien operasi dijangka tinggi. Konfigurasi katod biasa memerlukan litar pemacu untuk menyerap arus. Apabila memultipleks berbilang digit (walaupun ini adalah unit satu digit, prinsipnya terpakai kepada sistem yang menggunakan beberapa daripadanya), IC pemacu yang sesuai yang mampu membekalkan arus ke anod dan menyerap arus katod terkumpul diperlukan. Susun atur PCB harus memastikan kesan kuasa bersih untuk meminimumkan bunyi bising.

1.5 Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan paparan satu digit yang serupa, penggunaan teknologi LED putih InGaN oleh LTS-4301SW menawarkan kelebihan berbanding teknologi lama seperti LED GaAsP merah atau cahaya putih ditapis. LED InGaN secara amnya menyediakan kecekapan dan kecerahan yang lebih tinggi. Muka hitam dengan segmen putih adalah pembeza utama daripada paparan dengan muka kelabu atau berwarna terang, menawarkan nisbah kontras yang unggul, yang merupakan faktor kritikal untuk kebolehbacaan. Nisbah pencocokan keamatan bercahaya yang ditetapkan (2:1) memastikan keseragaman segmen, yang tidak selalu dijamin dalam paparan kos rendah. Julat suhu operasi yang luas (-35\u00b0C hingga +105\u00b0C) juga menjadikannya lebih kukuh untuk aplikasi perindustrian atau luar berbanding paparan dengan julat yang lebih sempit.

1.6 Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal

S: Apakah tujuan dua pin katod biasa (3 dan 8)?

J: Ia disambungkan secara dalaman. Mempunyai dua pin membantu mengagihkan jumlah arus katod (iaitu jumlah arus dari semua segmen yang menyala) merentasi dua sambungan pateri dan kesan PCB, meningkatkan kapasiti pengendalian arus, prestasi terma, dan kebolehpercayaan sambungan mekanikal.

S: Bagaimanakah saya mengira nilai perintang siri untuk satu segmen?

J: Gunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V, V_Ftipikal 3.15V, dan I_Fyang dikehendaki 10 mA: R = (5 - 3.15) / 0.01 = 185 ohm. Gunakan nilai piawai terdekat (contohnya, 180 atau 200 ohm). Sentiasa pertimbangkan penarafan kuasa: P = I_F²* R.

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

J: Ia bergantung pada keupayaan pin MCU untuk membekalkan arus. Pin MCU tipikal mungkin membekalkan 20-25 mA, yang mencukupi untuk satu segmen pada arus penuh. Walau bagaimanapun, memacu berbilang segmen atau katod biasa (yang menyerap jumlah semua arus segmen) biasanya melebihi keupayaan satu pin. IC pemacu khusus (contohnya, daftar anjakan 74HC595 dengan perintang had arus, atau pemacu LED arus malar) sangat disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai dan selamat.

S: Apakah maksud "dikategorikan untuk keamatan bercahaya"?

J: Ia membayangkan bahawa semasa pembuatan, cip LED atau paparan siap mungkin diuji dan disusun (dibin) berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur. Ini membolehkan pelanggan memilih bahagian dengan julat kecerahan tertentu untuk konsistensi dalam produk mereka, terutamanya apabila menggunakan berbilang paparan.

1.7 Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk termometer digital mudah dengan bacaan 0-9\u00b0C. Satu LTS-4301SW akan memaparkan digit unit. Output digital penderia suhu akan diproses oleh mikropengawal. MCU akan menyahkod nilai digit (0-9) kepada corak segmen yang sepadan (contohnya, untuk '5', segmen A, F, G, C, D adalah HIDUP). MCU akan menggunakan pengembang port atau daftar anjakan untuk membekalkan arus ke anod segmen (pin 1,2,4,5,6,7,9,10) melalui perintang had arus. Katod biasa (pin 3 & 8) akan disambungkan ke pin bumi yang mampu menyerap jumlah arus (contohnya, 8 segmen * 10 mA = 80 mA), kemungkinan memerlukan transistor. Muka hitam memastikan '5' mudah dibaca pada panel peranti.

1.8 Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan tujuh segmen berfungsi berdasarkan prinsip mudah: ia adalah koleksi tujuh bar LED (segmen) yang dikawal secara bebas yang disusun dalam corak angka lapan. Dengan menghidupkan gabungan tertentu segmen ini, semua sepuluh digit perpuluhan (0-9) boleh dibentuk. Sebagai contoh, untuk memaparkan nombor '7', segmen A, B, dan C dinyalakan. Titik perpuluhan adalah LED berasingan tambahan. Secara elektrik, setiap segmen adalah LED standard dengan anod dan katod. Dalam jenis katod biasa seperti LTS-4301SW, semua katod disambungkan bersama ke terminal biasa. Untuk menyalakan segmen, voltan positif (melalui perintang had arus) dikenakan pada pin anod khususnya, manakala katod biasa disambungkan ke bumi, melengkapkan litar.

1.9 Trend dan Perkembangan Teknologi

Trend dalam paparan tujuh segmen telah menuju ke arah kecekapan, kecerahan, dan pengecilan yang lebih tinggi. Peralihan dari LED berwarna tradisional (merah, hijau) kepada LED putih penukar fosfor (seperti cip berasaskan InGaN dalam paparan ini) membolehkan penampilan neutral, kontras tinggi yang sesuai untuk lebih banyak aplikasi. Terdapat juga trend ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, walaupun jenis lubang tembus seperti ini kekal popular untuk prototaip, pembaikan, dan aplikasi yang memerlukan sambungan mekanikal yang kukuh. Integrasi adalah trend lain, dengan elektronik pemacu dan kadangkala mikropengawal digabungkan dengan modul paparan itu sendiri, mengurangkan bilangan komponen luaran. Tambahan pula, kemajuan dalam bahan membawa kepada sudut pandangan yang lebih luas dan prestasi yang lebih baik dalam julat suhu yang diperluaskan.