Dokumen Teknikal LTC-571JD - Paparan LED Tujuh Segmen - Ketinggian Digit 0.56 Inci - Merah AlInGaP - Voltan Hadapan 2.6V - Penyerakan Kuasa 70mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-571JD adalah modul paparan LED tujuh segmen tiga digit berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan output angka visual dalam peranti elektronik seperti peralatan ujian, kawalan industri, panel instrumentasi, dan perkakas pengguna. Kelebihan teras peranti ini terletak pada penggunaan teknologi cip LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) maju, yang menawarkan kecekapan pencahayaan dan ketulenan warna yang lebih baik berbanding bahan tradisional. Ini menghasilkan ciri utama yang diketengahkan dalam datasheet: kecerahan tinggi, penampilan aksara yang sangat baik dengan segmen seragam berterusan, kontras tinggi, dan sudut pandangan yang luas. Peranti ini dikategorikan untuk keamatan pencahayaan, memastikan konsistensi dalam tahap kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran, yang adalah kritikal untuk paparan berbilang digit di mana keseragaman adalah paling penting. Pasaran sasaran termasuk pereka dan pengeluar peralatan elektronik profesional dan industri di mana kebolehpercayaan, kebolehbacaan di bawah pelbagai keadaan pencahayaan, dan jangka hayat operasi yang panjang adalah keperluan kritikal.

2. Selaman Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri-Ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi optik adalah pusat kepada fungsi paparan ini. Keamatan Pencahayaan Purata (Iv) ditentukan dengan minimum 340 µcd, nilai biasa 700 µcd, dan tiada had maksimum di bawah keadaan ujian arus hadapan (IF) 1mA. Kecerahan tinggi ini memastikan keterlihatan. Cahaya yang dipancarkan adalah dalam spektrum merah, dengan Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp) 656 nm dan Panjang Gelombang Dominan (λd) 640 nm, kedua-duanya diukur pada IF=20mA. Lebar Separuh Garis Spektrum (Δλ) adalah 22 nm, menunjukkan pancaran warna yang agak tulen. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa keamatan pencahayaan diukur menggunakan gabungan sensor dan penapis yang menghampiri keluk tindak balas mata fotopik CIE, memastikan nilai sepadan dengan persepsi visual manusia.

2.2 Ciri-Ciri Elektrik dan Rating Maksimum Mutlak

Had elektrik peranti menentukan kawasan operasi selamatnya. Rating Maksimum Mutlak tidak boleh dilampaui untuk mengelakkan kerosakan kekal. Had utama termasuk: Penyerakan Kuasa per Segmen 70 mW, Arus Hadapan Puncak per Segmen 110 mA (di bawah keadaan berdenyut: kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms), dan Arus Hadapan Berterusan per Segmen 25 mA pada 25°C, menurun secara linear pada 0.33 mA/°C melebihi 25°C. Voltan Songsang maksimum per Segmen adalah 5 V. Voltan Hadapan per Segmen (VF) mempunyai nilai biasa 2.6V dengan maksimum 2.6V pada IF=20mA, manakala Arus Songsang per Segmen (IR) adalah maksimum 100 µA pada VR=5V. Nisbah Pencocokan Keamatan Pencahayaan antara segmen ditentukan pada maksimum 2:1, memastikan keseragaman visual merentasi paparan.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Kebolehpercayaan merentasi suhu adalah ciri utama. Peranti ini dinilai untuk Julat Suhu Operasi -35°C hingga +85°C dan Julat Suhu Penyimpanan yang sama. Julat luas ini menjadikannya sesuai untuk persekitaran yang keras. Untuk pemasangan, suhu Pateri maksimum adalah 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur pada 1.6mm di bawah satah dudukan, yang merupakan garis panduan standard untuk proses pateri gelombang atau aliran semula untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED atau pakej.

3. Penjelasan Sistem Binning

Dokumen datasheet dengan jelas menyatakan bahawa peranti ini "Dikategorikan untuk Keamatan Pencahayaan." Ini menunjukkan pelaksanaan sistem binning atau pengisihan. Dalam pembuatan LED, variasi semula jadi berlaku. Binning adalah proses mengisih LED yang dihasilkan ke dalam kumpulan (bin) berdasarkan parameter terukur tertentu seperti keamatan pencahayaan, voltan hadapan, atau panjang gelombang dominan. Untuk LTC-571JD, kriteria binning utama adalah keamatan pencahayaan. Ini memastikan pelanggan menerima paparan di mana semua digit dan segmen mempunyai tahap kecerahan yang hampir sama, menghalang satu digit daripada kelihatan lebih malap atau lebih terang daripada yang lain dalam unit berbilang digit. Ini adalah kritikal untuk keseragaman estetik dan fungsi dalam produk akhir. Walaupun datasheet tidak memperincikan kod atau julat bin tertentu, sebutan pengkategorian memberi jaminan kepada pengguna tentang langkah kawalan kualiti ini.

4. Analisis Keluk Prestasi

Dokumen datasheet termasuk bahagian untuk "Keluk Ciri Elektrik / Optik Biasa." Graf-graf ini adalah penting untuk analisis reka bentuk yang mendalam. Walaupun keluk khusus tidak diperincikan dalam teks yang diberikan, keluk biasa untuk peranti sedemikian akan termasuk:Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V):Ini menunjukkan hubungan antara arus melalui LED dan voltan merentasinya. Ia adalah tidak linear, dan pereka menggunakan ini untuk memilih perintang had arus yang sesuai.Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan (Keluk L-I):Graf ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus. Ia secara amnya linear dalam satu julat tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi.Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Keluk ini menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang LED meningkat. Memahami penurunan nilai ini adalah penting untuk reka bentuk yang beroperasi pada suhu ambien yang tinggi.Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan bentuk dan ketulenan puncak pancaran merah sekitar 640-656 nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Reka bentuk mekanikal memastikan pemasangan dan sambungan elektrik yang boleh dipercayai. Peranti ini mempunyai pakej standard dengan ketinggian digit 0.56 inci (14.2 mm). Dimensi pakej disediakan dalam lukisan terperinci dengan semua ukuran dalam milimeter dan toleransi standard ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Ini membolehkan reka bentuk tapak PCB (Papan Litar Bercetak) yang tepat. Gambar rajah sambungan pin adalah kritikal untuk pendawaian yang betul. LTC-571JD adalah jenis katod sepunya berbilang dengan titik perpuluhan sebelah kanan. Penetapan 12-pin adalah seperti berikut: Pin 1: Anod E, Pin 2: Anod D, Pin 3: Anod D.P. (Titik Perpuluhan), Pin 4: Anod C, Pin 5: Anod G, Pin 6: Tiada Sambungan, Pin 7: Anod B, Pin 8: Katod Sepunya untuk Digit 3, Pin 9: Katod Sepunya untuk Digit 2, Pin 10: Anod F, Pin 11: Anod A, Pin 12: Katod Sepunya untuk Digit 1. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan bahawa segmen setiap digit berkongsi sambungan katod sepunya, yang adalah standard untuk paparan berbilang untuk mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan. Garis panduan utama yang disediakan adalah had suhu pateri: 260°C maksimum selama 3 saat pada 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini serasi dengan profil pateri aliran semula bebas plumbum standard. Pereka harus memastikan proses pemasangan PCB mereka mematuhi had ini untuk mengelakkan tekanan terma pada cip LED, yang boleh menyebabkan pengurangan output cahaya, perubahan warna, atau kegagalan bencana. Untuk pateri manual, besi terkawal suhu harus digunakan dengan masa sentuhan minimum. Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal dalam persekitaran terkawal (dalam julat -35°C hingga +85°C yang ditentukan) sebelum digunakan untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa aliran semula.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian adalah LTC-571JD. Walaupun butiran pembungkusan khusus (cth., pita dan gegelung, kuantiti tiub) tidak disenaraikan dalam petikan yang diberikan, amalan industri standard untuk paparan sedemikian adalah menghantarnya dalam tiub atau dulang anti-statik untuk melindungi pin dan muka. "Spec No." DS30-2001-188 dan "Effective Date" 06/12/2001 adalah pengenal kawalan semakan. Konvensyen penamaan model "LTC-571JD" kemungkinan mengikuti sistem pengekodan dalaman di mana "LTC" mungkin menandakan barisan produk paparan, "571" menentukan saiz dan jenis, dan "JD" mungkin menunjukkan warna, binning, atau varian lain.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Paparan ini adalah sesuai untuk mana-mana peranti yang memerlukan bacaan angka berbilang digit yang jelas. Aplikasi biasa termasuk: multimeter digital dan meter pengapit, pembilang frekuensi, pemasa dan pengawal proses, paparan unit bekalan kuasa, peralatan pemantauan perubatan, alat diagnostik automotif, dan terminal titik jualan. Kecerahan tinggi dan sudut pandangan luasnya menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana paparan mungkin dilihat dari sudut atau di bawah cahaya ambien yang terang.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk dan Pelaksanaan Litar

Mereka bentuk dengan LTC-571JD memerlukan litar pemacu berbilang kerana seni bina katod sepunyanya. Mikropengawal atau IC pemacu paparan khusus (seperti MAX7219 atau serupa) biasanya digunakan. Pemacu mengaktifkan katod sepunya setiap digit (pin 8, 9, 12) secara berurutan pada frekuensi tinggi (cth., 100Hz-1kHz) sambil membekalkan data anod segmen yang sesuai (pin 1,2,3,4,5,7,10,11) untuk digit tersebut. Kaedah ini mengurangkan bilangan pin I/O yang diperlukan dari (7 segmen + 1 DP) * 3 digit = 24 kepada 7 segmen + 1 DP + 3 digit = 11. Perintang had arus adalah wajib untuk setiap talian anod segmen untuk menetapkan arus hadapan (cth., 10-20 mA per segmen). Nilai perintang boleh dikira menggunakan R = (Vcc - Vf) / If, di mana Vf adalah voltan hadapan biasa (2.6V). Untuk bekalan 5V dan arus sasaran 15mA: R = (5 - 2.6) / 0.015 = 160 ohm. Perintang 150 atau 180 ohm akan sesuai. Pereka mesti memastikan arus puncak per segmen tidak melebihi rating berdenyut 110mA dan bahawa penyerakan kuasa purata per segmen, memandangkan kitar tugas berbilang, kekal di bawah 70mW.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTC-571JD membezakan dirinya terutamanya melalui penggunaan teknologi LED AlInGaP. Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) standard, AlInGaP menawarkan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi. Ini bermakna ia menghasilkan lebih banyak output cahaya (kecerahan lebih tinggi) untuk jumlah arus elektrik yang sama, atau ia boleh mencapai kecerahan yang sama pada arus yang lebih rendah, meningkatkan kecekapan kuasa. Penetapan "Hi-Eff. Red" menekankan kelebihan ini. Tambahan pula, LED AlInGaP secara amnya mempunyai kestabilan suhu yang lebih baik dan jangka hayat yang lebih panjang. Ciri "segmen seragam berterusan" menunjukkan reka bentuk topeng atau penyebar berkualiti tinggi yang menghapuskan jurang atau pencahayaan tidak sekata dalam setiap segmen, menyediakan penampilan profesional dan berkualiti tinggi yang lebih baik daripada paparan dengan corak berbelah atau bertitik yang ketara.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah tujuan pin "Tiada Sambungan" (Pin 6)?

J: Pin ini hadir secara mekanikal tetapi terpencil secara elektrik. Ia kemungkinan dimasukkan untuk simetri mekanikal dan kestabilan semasa proses pencetakan atau untuk mengekalkan jarak pin standard. Ia tidak boleh disambungkan ke mana-mana jejak litar.

S: Bagaimana saya mengira arus purata per segmen dalam konfigurasi berbilang?

J: Arus purata adalah arus puncak didarab dengan kitar tugas. Untuk berbilang 3-digit dengan masa yang sama per digit, kitar tugas untuk setiap digit adalah 1/3. Jika anda memacu setiap segmen dengan 20mA apabila digitnya aktif, arus purata per segmen adalah 20mA * (1/3) ≈ 6.67mA. Arus purata ini digunakan untuk pengiraan penyerakan kuasa.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan arus malar (tidak berbilang)?

J: Secara teknikalnya ya, dengan menyambungkan semua katod sepunya bersama dan memacu setiap anod segmen secara bebas. Walau bagaimanapun, ini akan memerlukan 11 talian pemacu (8 anod + 3 katod diikat bersama) dan kurang cekap dari segi bilangan komponen dan penggunaan I/O mikropengawal berbanding berbilang. Rating elektrik masih terpakai.

S: Apakah maksud "muka kelabu dan segmen putih"?

J: Ini menerangkan penampilan paparan apabila ia dimatikan. Muka (latar belakang) adalah kelabu, yang membantu meningkatkan kontras apabila segmen merah dinyalakan. Segmen itu sendiri adalah putih, yang merupakan warna bahan penyebar atau topeng di mana cahaya LED merah bersinar, menghasilkan pancaran merah terang apabila dikuasakan.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk voltmeter 3-digit mudah menggunakan mikropengawal dengan penukar analog-ke-digital (ADC). Mikropengawal membaca voltan (0-5V), menukarnya kepada nombor 3-digit (0.00 hingga 5.00), dan memacu LTC-571JD. Kod pemacu akan melaksanakan berbilang pembahagian masa. Dalam gelung, ia akan: 1) Tetapkan corak segmen untuk digit ratusan pada port anod, kemudian aktifkan katod untuk Digit 1 (pin 12). 2) Tunggu kelewatan pendek (cth., 2ms). 3) Nyahaktifkan Digit 1, tetapkan corak segmen untuk digit puluh, dan aktifkan katod untuk Digit 2 (pin 9). 4) Ulangi untuk digit unit/perpuluhan menggunakan Digit 3 (pin 8) dan anod titik perpuluhan (pin 3). Kitaran berulang dengan cepat, mencipta ilusi nombor 3-digit yang stabil dan terus menyala. Perintang had arus yang betul pada setiap talian anod, dikira untuk arus puncak 15-20mA, adalah penting. Reka bentuk ini menggunakan hanya segelintir pin I/O mikropengawal dengan cekap.

12. Pengenalan Prinsip Teknikal

LTC-571JD adalah berdasarkan pancaran cahaya semikonduktor keadaan pepejal. Komponen teras adalah cip LED AlInGaP. Apabila voltan hadapan melebihi potensi simpang diod (sekitar 2.1-2.6V) dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah (~640-656 nm). Cip dipasang pada substrat GaAs tidak lutsinar, yang membantu memantulkan cahaya ke luar, meningkatkan kecekapan. Cahaya dari cip LED kecil melalui pakej plastik berbentuk dengan bahan penyebar putih untuk segmen dan penapis kelabu untuk latar belakang, mencipta bentuk angka tujuh segmen yang boleh dikenali. Seni bina berbilang katod sepunya adalah pilihan reka bentuk elektrik yang menyambungkan semua LED untuk satu digit ke terminal negatif kongsi, membenarkan kawalan digit individu.

13. Trend dan Evolusi Teknologi

Walaupun LTC-571JD mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai, bidang teknologi paparan yang lebih luas terus berkembang. Trend dalam paparan tujuh segmen telah menuju ke arah kecekapan dan integrasi yang lebih tinggi. Varian moden mungkin menggunakan bahan semikonduktor yang lebih maju atau pembungkusan skala cip untuk prestasi yang sedikit lebih baik atau bingkai yang lebih kecil. Walau bagaimanapun, paparan segmen LED berbilang asas kekal sangat relevan kerana kesederhanaannya, ketahanan, kos rendah untuk output berangka sahaja, dan keterlihatan yang sangat baik. Prinsip teras yang terkandung dalam datasheet ini—bahan cekap (AlInGaP), binning berhati-hati untuk keseragaman, dan spesifikasi mekanikal/elektrik yang jelas—kekal sebagai asas untuk reka bentuk komponen paparan yang boleh dipercayai. Untuk reka bentuk baru, jurutera mungkin juga menilai modul bersepadu sepenuhnya dengan pengawal terbina dalam atau mempertimbangkan OLED matriks titik untuk fleksibiliti alfanumerik, tetapi untuk aplikasi berangka tulen yang memerlukan kecerahan tinggi dan jangka hayat panjang, paparan seperti LTC-571JD terus menjadi penyelesaian optimum dan terbukti.