Техническая документация на светодиодный матричный индикатор LTP-1557AKA - Высота 1.2 дюйма (30.42 мм) - Красный оранжевый AlInGaP - Матрица 5x7

1. Обзор продукта

LTP-1557AKA — это одноразрядный буквенно-цифровой дисплейный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого и надежного вывода символов. Его основная функция — визуальное представление информации через матрицу индивидуально управляемых светоизлучающих диодов (СИД).

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Это устройство предлагает несколько ключевых преимуществ, делающих его подходящим для ряда промышленных и коммерческих применений. Его основные достоинства включаютнизкое энергопотребление, что критически важно для систем с батарейным питанием или чувствительных к энергии. Надежность твердотельной технологииСИД обеспечивает длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрациям по сравнению с нитевыми или другими механическими дисплеями. Одноплоскостная конструкция с широким углом обзораобеспечивает хорошую видимость с различных позиций, что важно для пользовательских интерфейсов. Наконец, его совместимость со стандартными кодами символов (USASCII и EBCDIC)и возможность горизонтального объединенияупрощают интеграцию в системы, требующие многоразрядных индикаторов. Типичные целевые рынки включают панели приборов, POS-терминалы, системы промышленного управления и испытательное оборудование, где требуется прочный, разборчивый вывод символов.

2. Подробный анализ технических характеристик

В этом разделе представлен детальный объективный анализ электрических, оптических и физических параметров устройства.

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Устройство использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия)для своих СИД-чипов, которые изготовлены на непрозрачной подложке GaAs. Этот выбор материала известен высокой эффективностью в красно-оранжевом спектре. Индикатор имеет серую лицевую панель с белым цветом точек для контраста.

• Средняя сила света (I_V): Диапазон от минимум 2100 мккд до типичного значения 3800 мккд. Это измерение проводится при определенных условиях управления: пиковый ток (I_p) 80мА с коэффициентом заполнения 1/16. Интенсивность измеряется с помощью датчика и фильтра, аппроксимирующего кривую спектральной чувствительности глаза CIE, что обеспечивает соответствие значения восприятию яркости человеком.
• Волновые характеристики:
  • Пиковая длина волны излучения (λ_p): Обычно 621 нм, что указывает на точку наиболее сильного излучения света в красно-оранжевой области.
  • Доминирующая длина волны (λ_d): Обычно 615 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом как соответствующая цвету света, которая может незначительно отличаться от пиковой длины волны.
  • Полуширина спектральной линии (Δλ): Обычно 18 нм. Этот параметр определяет ширину полосы излучаемого света, указывая диапазон длин волн вокруг пика. Более узкая полуширина указывает на более спектрально чистый цвет.
• Коэффициент соответствия силы света (I_V-m): Имеет максимальное соотношение 2:1. Это определяет допустимое изменение яркости между самой яркой и самой тусклой точками в массиве, обеспечивая равномерный внешний вид.

2.2 Электрические параметры

Все электрические характеристики также указаны при Ta=25°C.

• Прямое напряжение на точку (V_F): Обычно 2.6В, максимум 2.6В, при прямом токе (I_F) 20мА. Это падение напряжения на СИД при его свечении.
• Обратный ток на точку (I_R): Максимум 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Это указывает на уровень тока утечки при обратном смещении СИД.

2.3 Абсолютные максимальные параметры и тепловые аспекты

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Они не предназначены для непрерывной работы.

• Средняя рассеиваемая мощность на точку: максимум 33 мВт.
• Пиковый прямой ток на точку: максимум 90 мА, но только в импульсном режиме (коэффициент заполнения 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Это позволяет достичь более высокой мгновенной яркости.
• Средний прямой ток на точку: Номинальное значение составляет 13 мА при 25°C. Критически важно, что этот параметр линейно снижается со скоростью 0.17 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды выше 25°C. Это важный параметр для проектирования системы теплового управления.
• Обратное напряжение на точку: максимум 5 В.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения: от -35°C до +85°C.
• Температура пайки: Устройство может выдерживать максимальную температуру пайки 260°C в течение максимум 3 секунд, измеренную на расстоянии 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки корпуса.

3. Объяснение системы бининга

В спецификации указано, что устройство категоризировано по силе света. Это относится к производственному процессу бининга. Во время производства СИД демонстрируют естественные вариации характеристик. Устройства тестируются и сортируются (биннируются) на основе измеренной силы света. Это позволяет клиентам выбирать компоненты в определенном диапазоне яркости (например, указанный диапазон 2100-3800 мккд), обеспечивая единообразие яркости конечного продукта. В спецификации не указаны отдельные бины для длины волны или прямого напряжения, что предполагает, что основная сортировка основана на световом выходе.

4. Анализ кривых производительности

В спецификации упоминаются Типичные кривые электрических/оптических характеристик. Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, такие кривые, обычно включаемые в полные спецификации, необходимы для проектирования. Инженеры ожидают увидеть:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая): Показывает, как световой выход увеличивается с увеличением тока управления, помогая установить рабочую точку для желаемой яркости.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды: Иллюстрирует, как световой выход уменьшается с ростом температуры, что критически важно для применений в неконтролируемых климатических условиях.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока: Предоставляет детальные характеристики V_Fдля точного проектирования драйвера.
• Спектральное распределение: График, показывающий относительную мощность излучения по длинам волн, подтверждающий значения пиковой и доминирующей длины волны.

Эти кривые позволяют проектировщикам прогнозировать производительность в реальных, неидеальных условиях, выходящих за рамки точечных данных, приведенных в таблицах.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Устройство описывается как имеющее высоту матрицы 1.2 дюйма (30.42 мм). Это относится к высоте самой матрицы точек 5x7. Упоминается детальный чертеж размеров корпуса со всеми размерами в миллиметрах и стандартными допусками ±0.25 мм, если не указано иное. Этот чертеж имеет решающее значение для проектирования посадочного места на печатной плате (ПП) и механической интеграции.

5.2 Распиновка и внутренняя схема

Устройство использует 14-контактную конфигурацию. Таблица распиновки четко определяет функцию каждого контакта, указывая подключения к конкретным анодным строкам (1-7) и катодным столбцам (1-5). Эта архитектура с общим катодом на столбец(где несколько анодов СИД в столбце используют общий катодный вывод) является стандартной для мультиплексированных матричных дисплеев. Упоминается внутренняя схема, которая визуально показывает это расположение матрицы строка-анод, столбец-катод, подтверждая схему мультиплексирования. Правильная интерпретация этой распиновки необходима для проектирования схемы управления.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Основная спецификация сборки — это ограничение профиля пайки оплавлением: максимальная температура 260°C в течение максимум 3 секунд, измеренная в точке на 1.6 мм ниже корпуса. Эта информация жизненно важна для инженеров-технологов для настройки печей пайки, чтобы предотвратить тепловое повреждение СИД-чипов или корпуса. Для хранения следует соблюдать указанный диапазон от -35°C до +85°C, чтобы сохранить целостность устройства перед использованием.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для применений, требующих одного, хорошо читаемого символа или знака. Примеры включают индикаторы состояния на промышленном оборудовании (отображение кодов, таких как 'A', 'C', 'F'), позиции цифр в более крупных многоразрядных дисплеях (при объединении), простые показания на испытательном оборудовании или как часть пользовательского интерфейса на специализированных устройствах.

7.2 Соображения по проектированию

• Схема управления: Требуется микроконтроллер или специализированная микросхема драйвера дисплея для выполнения мультиплексирования. Схема должна последовательно активировать правильные выводы анода строки и катода столбца, чтобы подсветить желаемый точечный узор для каждого символа. Ограничивающие ток резисторы обязательны для каждой анодной или столбцовой линии, чтобы установить прямой ток.
• Расчет тока: Необходимо соблюдать средний ток на точку. Для мультиплексирования с N строками мгновенный ток может быть выше, но среднийток с течением времени не должен превышать номинальные 13 мА (с учетом снижения из-за температуры). Например, при мультиплексировании с коэффициентом заполнения 1/7 пиковый ток может достигать ~91мА для достижения среднего тока 13мА, но он также должен оставаться ниже номинального пикового тока 90мА.
• Тепловое управление: Снижение среднего прямого тока (0.17 мА/°C) должно быть учтено в проекте, если ожидается, что рабочая температура окружающей среды значительно превысит 25°C. Адекватная разводка платы и, возможно, теплоотвод могут быть необходимы в высокотемпературных средах.
• Угол обзора: Используйте широкий угол обзора, позиционируя дисплей для оптимальной видимости целевым пользователем.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как лампы накаливания или вакуумные флуоресцентные дисплеи (VFD), LTP-1557AKA предлагает превосходную устойчивость к ударам/вибрации, , более низкое энергопотребление и больший срок службы. По сравнению с другими светодиодными матричными дисплеями, использование технологии AlInGaP

для красно-оранжевого свечения обеспечивает более высокую эффективность и потенциально лучшую стабильность цвета во времени и при изменении температуры по сравнению со старыми красными СИД на основе GaAsP (фосфида арсенида галлия). Конкретное сочетание высоты символа 1.2", разрешения 5x7 и определенного бининга яркости/силы света являются его ключевыми дифференцирующими физическими и эксплуатационными характеристиками в категории светодиодных матричных дисплеев.

1. 9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)В: Могу ли я управлять этим дисплеем с постоянным постоянным током на каждой точке?
2. О: Технически да, но это крайне неэффективно для матрицы. Потребуется 35 отдельных цепей ограничения тока (5x7). Мультиплексирование является стандартным и предполагаемым методом, значительно сокращая количество необходимых выводов драйвера и компонентов.В: Максимальный средний ток составляет 13мА, но моя схема мультиплексирования использует коэффициент заполнения 1/16. Какой пиковый ток я могу использовать?О: Вы можете рассчитать допустимый пиковый ток: I_пик = I_ср / Коэффициент заполнения. Для коэффициента заполнения 1/16, I_пик = 13мА / 0.0625 = 208мА. Однако вы должны также убедиться, что этот пиковый ток не превышает абсолютный максимальный номинальный пиковый ток 90мА
3. . Следовательно, в этом случае ограничение в 90мА является определяющим.В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?
4. О: Пиковая длина волны — это физическая длина волны, на которой СИД излучает наибольшую оптическую мощность. Доминирующая длина волны — это воспринимаемая единственная длина волны, соответствующая цвету, который видит человеческий глаз. Они часто немного отличаются из-за формы спектра излучения СИД.В: Температура хранения совпадает с рабочей температурой. Означает ли это, что я могу оставить его включенным при -35°C?

О: Рабочий диапазон указывает, что устройство будет функционировать в пределах спецификаций в этом диапазоне. Однако производительность (например, сила света) будет меняться в зависимости от температуры. Диапазон хранения просто указывает условия, при которых неподключенное устройство не будет повреждено. Надежная работа на крайних значениях диапазона должна быть проверена в конкретном применении.

10. Пример проекта и использованияСценарий: Проектирование одноразрядного дисплея кодов ошибок для промышленного датчика.

Датчик имеет микроконтроллер, который обнаруживает различные состояния неисправности (например, Перегрузка, Отказ датчика, Ошибка калибровки). Каждой неисправности присваивается буквенно-цифровой код ('O', 'F', 'C'). LTP-1557AKA выбран из-за его долговечности в промышленных условиях. Выходы ввода-вывода микроконтроллера, недостаточные для непосредственного управления 35 точками, подключены к специализированной микросхеме драйвера СИД. Драйвер обрабатывает мультиплексирование, извлекая правильный шрифтовой узор 5x7 из таблицы поиска в памяти на основе кода ошибки. Сеть ограничивающих ток резисторов рассчитывается на основе желаемой яркости, прямого напряжения, напряжения питания и коэффициента заполнения мультиплексирования, тщательно обеспечивая, чтобы пределы пикового и среднего тока не превышались. Дисплей обеспечивает немедленную, четкую визуальную индикацию типа неисправности для обслуживающего персонала.

11. Введение в принцип работыLTP-1557AKA — это пассивный матричный светодиодный дисплей. Он содержит 35 независимых СИД-чипов AlInGaP, расположенных в сетке из 5 столбцов и 7 строк. Каждый СИД подключен между одним анодом строки и одним катодом столбца. Чтобы подсветить конкретную точку, положительное напряжение подается на соответствующий вывод анода строки, в то время как соответствующий вывод катода столбца подключается к земле (или более низкому напряжению). Внутренняя полупроводниковая структура каждого СИД-чипа состоит из P-типа и N-типа слоев AlInGaP, образующих PN-переход. При прямом смещении (анод положителен относительно катода) электроны и дырки рекомбинируют в переходе, высвобождая энергию в виде фотонов (света) на длине волны, определяемой шириной запрещенной зоны материала AlInGaP. Дисплей мультиплексируется

: вместо одновременного включения всех желаемых точек контроллер быстро перебирает строки (или столбцы), включая только точки в активной строке, которые являются частью символа. Это происходит быстрее, чем может воспринять человеческий глаз, создавая иллюзию стабильного, полностью освещенного символа, при этом резко сокращая количество необходимых выводов драйвера с 35 до 12 (7 строк + 5 столбцов).

12. Тенденции и контекст технологииДисплеи, подобные LTP-1557AKA, представляют собой зрелую, устоявшуюся технологию. Тенденция в области информационных дисплеев в значительной степени сместилась в сторону решений с более высокой плотностью, многоцветных и графических, таких как OLED, TFT LCD и матрицы СИД с более мелким шагом. Однако односимвольные или небольшие цифровые дисплеи, подобные этому, остаются весьма актуальными в определенных нишах благодаря их простоте, надежности, высокой яркости, широкому рабочему температурному диапазону и низкой стоимости