Техническая документация LTP-1557TBE - Синий светодиодный дисплей 5x7, 1.2 дюйма, InGaN

1. Обзор продукта

LTP-1557TBE — это твердотельный алфавитно-цифровой дисплейный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого и надежного вывода символов. Его основная функция — визуальное представление данных, обычно символов в кодировке ASCII или EBCDIC, с помощью матрицы индивидуально адресуемых светодиодов. Основной рынок для этого компонента включает панели управления промышленного оборудования, приборные панели, POS-терминалы и различные встраиваемые системы, где требуется простое, долговечное и энергоэффективное решение для отображения информации.

Ключевое преимущество устройства заключается в использовании синих светодиодных чипов на основе InGaN (нитрида индия-галлия). Эта полупроводниковая технология обеспечивает хорошую световую отдачу и характерный синий цвет. Дисплей имеет серую лицевую панель с белыми точками, что повышает контрастность и читаемость. К важным особенностям, определяющим его полезность, относятся низкое энергопотребление, широкий угол обзора благодаря одноуровневой конструкции, надежность твердотельной технологии без движущихся частей и возможность горизонтального объединения для создания многосимвольных дисплеев.

2. Детальный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики определены при специфических условиях испытаний при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.Средняя сила света (Iv)на один светодиодный чип составляет минимум 5400 мккд, типичное значение — 13500 мккд, максимальное значение не указано, при прямом токе (IF) 10 мА. Этот параметр указывает на мощность светового потока, воспринимаемую человеческим глазом, измеренную с помощью датчика с фильтром, соответствующим кривой фотопической чувствительности CIE.

Пиковая длина волны излучения (λp)составляет обычно 468 нм, что помещает излучение в синюю область видимого спектра.Полуширина спектральной линии (Δλ)равна 25 нм, что указывает на спектральную чистоту или разброс излучаемых длин волн.Доминирующая длина волны (λd)находится в диапазоне от 470 нм до 475 нм, представляя воспринимаемый цвет света.Коэффициент соответствия силы светадля светодиодов в пределах одной области отображения составляет максимум 2:1, что обеспечивает приемлемую равномерность яркости по всей матрице.2.2 Электрические характеристики

Ключевым электрическим параметром является

Прямое напряжение (VF)на чип, которое варьируется от 3.3 В (мин.) до 3.6 В (макс.) при испытательном токе 20 мА. Это критически важный параметр для проектирования при выборе соответствующих токоограничивающих резисторов или схемы управления.Обратный ток (IR)указан как максимальный 100 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5 В. Важно отметить, что это условие обратного напряжения предназначено только для испытаний; устройство не рассчитано на непрерывную работу в режиме обратного смещения.2.3 Предельные эксплуатационные параметры и тепловые характеристики

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению.

Непрерывный прямой токна чип составляет 20 мА при 25°C, с линейным снижением на 0.21 мА/°C при повышении температуры.Пиковый прямой токсоставляет 100 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). МаксимальнаяРассеиваемая мощностьна чип равна 70 мВт. Устройство рассчитано наДиапазон рабочих температур и температур храненияот -35°C до +85°C.Порог электростатического разряда (ЭСР)составляет 2000 В (модель человеческого тела), что указывает на умеренный уровень чувствительности, требующий соблюдения правильных процедур обращения.3. Механическая и упаковочная информация

3.1 Габаритные размеры и допуски

Высота матрицы устройства составляет 1.2 дюйма (30.42 мм). Все размеры корпуса указаны в миллиметрах. Общие допуски составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Особое примечание указывает на допуск смещения кончика вывода ±0.5 мм, что важно для проектирования посадочного места на печатной плате и автоматизированной сборки.

3.2 Распиновка и внутренняя схема

Дисплей имеет 14-выводную конфигурацию. Внутренняя схема показывает мультиплексированную матричную структуру. Выводы назначены анодам строк с 1 по 7 и катодам столбцов с 1 по 5. Эта архитектура выбора X-Y позволяет управлять любой отдельной точкой (светодиодом) путем активации соответствующих линий строки (анода) и столбца (катода), что значительно сокращает количество необходимых выводов драйвера по сравнению с подходом прямого управления.

4. Рекомендации по пайке и монтажу

В техническом описании указана максимальная температура пайки 260°C в течение не более 5 секунд, измеренная на расстоянии 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки. Это типичное ограничение профиля оплавления для выводных компонентов. Соблюдение этого предела необходимо для предотвращения повреждения светодиодных чипов или пластикового корпуса из-за чрезмерного термического напряжения.

5. Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Учитывая класс чувствительности к ЭСР, рекомендуется строгое соблюдение протоколов обращения для предотвращения повреждения от статического электричества или скачков напряжения. К ним относятся: использование токопроводящего браслета или антистатических перчаток; обеспечение надлежащего заземления всего оборудования, рабочих мест и стеллажей для хранения; и применение ионизатора для нейтрализации статических зарядов, которые могут накапливаться на поверхности пластиковой линзы во время обращения и хранения.

6. Рекомендации по применению

6.1 Типовые сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для применений, требующих отображения одной строки или нескольких символов информации. Типичные области использования включают индикаторы состояния на оборудовании, простые показания на измерительных приборах, дисплейные панели для базовой потребительской электроники, а также в качестве строительных блоков для более крупных многосимвольных табло благодаря их складываемой конструкции.

6.2 Особенности проектирования

Схема управления:

Требуется микроконтроллер или специализированная микросхема драйвера дисплея для мультиплексирования строк и столбцов. Драйвер должен обеспечивать необходимый ток (обычно 10-20 мА на сегмент) и выдерживать прямое падение напряжения (~3.6 В). Токоограничивающие резисторы необходимы для каждой линии строки или столбца для установки рабочего тока.Источник питания:
Напряжение питания должно быть выше прямого напряжения светодиода. Обычно используется источник питания 5 В, с резисторами для падения оставшегося напряжения.Угол обзора:
Одноуровневая конструкция с широким углом обзора полезна для применений, где дисплей может просматриваться с нецентральных позиций.Окружающая среда:
Указанный диапазон рабочих температур делает его пригодным как для внутренних помещений, так и для многих промышленных сред.7. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с более старыми технологиями, такими как лампы накаливания или вакуумно-люминесцентные дисплеи (VFD), эта светодиодная матрица предлагает значительно более низкое энергопотребление, больший срок службы и превосходную устойчивость к ударам и вибрации благодаря своей твердотельной конструкции. В категории светодиодных дисплеев использование синих чипов InGaN предоставляет другой цветовой вариант по сравнению с более распространенными красными светодиодами на основе GaAsP или GaP. Формат 5x7 является стандартным для генерации алфавитно-цифровых символов, предлагая хороший баланс между разрешением и количеством выводов. Его выводной корпус отличает его от альтернатив для поверхностного монтажа, делая его более подходящим для прототипирования, любительских проектов или применений, где может использоваться ручная пайка.

8. Часто задаваемые вопросы по техническим параметрам

В: Какова цель коэффициента соответствия силы света 2:1?

О: Этот коэффициент гарантирует, что самая яркая точка на дисплее не более чем в два раза ярче самой тусклой точки при одинаковых условиях управления. Это важно для достижения равномерного внешнего вида всех символов и сегментов, предотвращая ситуацию, когда некоторые точки заметно тусклее или ярче других.
В: Могу ли я управлять этим дисплеем напрямую с вывода микроконтроллера на 3.3 В?

О: Нет. Типичное прямое напряжение (3.6 В) выше, чем 3.3 В. Вам потребуется схема драйвера (например, массив транзисторов), питаемая от источника более высокого напряжения (например, 5 В), для коммутации строк/столбцов. Выводы микроконтроллера будут затем управлять этими драйверными транзисторами.
В: Почему есть примечание, указывающее, что обратное напряжение предназначено только для испытаний?

О: Светодиоды — это диоды, и они не предназначены для блокировки высоких обратных напряжений. Приложение непрерывного обратного смещения выше очень низкого порога (часто всего несколько вольт) может вызвать пробой и повредить устройство. Условие испытания 5 В используется для измерения тока утечки (IR) при контролируемом, нерабочем напряжении.
В: Как создать многосимвольный дисплей?

О: Дисплеи "складываются горизонтально". Это означает, что вы можете разместить несколько блоков рядом на печатной плате. Их распиновка разработана таким образом, что соответствующие линии строк и столбцов от соседних блоков могут быть соединены параллельно, позволяя одной схеме драйвера управлять строкой символов путем одновременного сканирования всех их строк при последовательной отправке данных столбцов для каждой позиции.
9. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование простого индикатора температуры.

Разработчику необходимо отобразить двухзначную температуру (например, "25") на встраиваемом контроллере. Он использует два дисплея LTP-1557TBE. Микроконтроллер программируется для преобразования значения датчика температуры в коды ASCII для цифр '2' и '5'. Эти коды преобразуются в конкретный паттерн светящихся точек для каждого символа с использованием таблицы соответствия, хранящейся в памяти микроконтроллера. Входы/выходы микроконтроллера, вероятно, через внешние драйверы стока тока (например, массивы ULN2003 для столбцов) и драйверы источника тока (например, транзисторы для строк), мультиплексируют дисплеи. Он будет быстро циклически активировать Строку 1 обоих дисплеев, устанавливая паттерны столбцов для этой строки для каждого символа, затем Строку 2 и так далее до Строки 7. Это происходит быстрее, чем может воспринять человеческий глаз, создавая иллюзию стабильных символов. Серая лицевая панель и белые точки обеспечивают хорошую читаемость при окружающем освещении целевой среды.10. Введение в принцип работы

Основной принцип работы основан на электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда прикладывается прямое смещающее напряжение, превышающее порог включения диода (прямое напряжение, VF), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область (переход). Здесь они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Используемый конкретный материал — в данном случае InGaN — определяет ширину запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света, который находится в синем спектре. Матричное расположение 5x7 — это практическая реализация, где 35 отдельных светодиодных чипов собраны вместе и соединены в матрицу строк-столбцов для минимизации внешних соединений.

11. Тенденции и развитие технологий

Хотя эта конкретная выводная дискретная светодиодная матрица представляет собой зрелую и стабильную технологию, более широкая область технологий отображения продолжает развиваться. Тенденции включают переход на корпуса для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки и уменьшения габаритов. Также наблюдается движение в сторону матриц с более высокой плотностью и полноцветных RGB-дисплеев с использованием передовых методов упаковки, которые интегрируют красные, зеленые и синие чипы в один пиксель. Кроме того, базовая технология светодиодных чипов постоянно совершенствуется в плане эффективности (больше светового потока на ватт электрической мощности) и надежности. Тем не менее, базовый алфавитно-цифровой формат 5x7 остается актуальным для бесчисленных простых, экономичных и надежных применений отображения, где не требуется высокое разрешение или цвет.

While this specific through-hole, discrete LED matrix represents a mature and stable technology, the broader field of display technology continues to evolve. Trends include the migration to surface-mount device (SMD) packages for automated assembly and smaller form factors. There is also a move towards higher-density matrices and full-color RGB displays using advanced packaging techniques that integrate red, green, and blue chips into a single pixel. Furthermore, the underlying LED chip technology sees continuous improvement in efficiency (more light output per watt of electrical input) and reliability. However, the basic 5x7 alphanumeric format remains relevant for countless simple, cost-effective, and reliable display applications where high resolution or color is not required.