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

1. Обзор изделия

LTP-1557AJD представляет собой однозначный алфавитно-цифровой модуль индикации, предназначенный для применений, требующих четкого и надежного вывода символов. Его основная функция — визуальное отображение символов, закодированных в ASCII или EBCDIC, с помощью матрицы индивидуально адресуемых светоизлучающих диодов (LED). Основные целевые рынки включают панели управления промышленного оборудования, приборы, терминалы точек продаж, коммуникационное оборудование и любые встраиваемые системы, требующие простого и надежного пользовательского интерфейса для отображения статуса или данных. Его твердотельная конструкция предлагает значительные преимущества в надежности и долговечности по сравнению с более старыми технологиями отображения, такими как вакуумно-люминесцентные или ламповые индикаторы.

Ключевое преимущество модуля заключается в использовании технологии светодиодов AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Эта система полупроводниковых материалов известна производством высокоэффективного красного и янтарного света. По сравнению со старыми светодиодами GaAsP (фосфид арсенида галлия), светодиоды AlInGaP предлагают превосходную световую отдачу, что означает более яркий выходной сигнал при той же входной электрической мощности, а также лучшую производительность при повышенных температурах. Устройство имеет серую лицевую панель с белыми точками, что улучшает контрастность и читаемость при различных условиях освещения.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики определены при стандартных условиях испытаний при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Ключевым параметром являетсяСредняя сила света (Iv), которая имеет типичное значение 2500 микрокандел (µcd) и минимальное 1020 µcd. Это измерение проводится с импульсным током накачки (Ip) 32 мА при скважности 1/16. Использование импульсного управления является обычным для мультиплексированных индикаторов для достижения более высокой пиковой яркости при сохранении безопасной средней рассеиваемой мощности на одну точку.

Цветовые характеристики определяются длиной волны. Устройство имеетПиковую длину волны излучения (λp)656 нм, что помещает его в красную область видимого спектра.Доминирующая длина волны (λd)составляет 640 нм. Важно отметить разницу: пиковая длина волны — это точка максимальной спектральной мощности, а доминирующая длина волны — это восприятие цвета человеческим глазом как одной длины волны.Полуширина спектральной линии (Δλ)составляет 22 нм, что указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света; более узкая полуширина указывает на более насыщенный, чистый цвет.Коэффициент соответствия силы света (IV-m)максимум 2:1, что означает, что разница в яркости между самой яркой и самой тусклой точкой в массиве не должна превышать это соотношение, обеспечивая равномерный внешний вид.

2.2 Электрические характеристики

Электрические параметры определяют пределы и условия работы устройства.Прямое напряжение (VF)для любой отдельной светодиодной точки составляет от 2.1В (мин.) до 2.6В (макс.) при испытательном токе (IF) 20 мА. Это прямое напряжение характерно для технологии AlInGaP и имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока.Обратный ток (IR)составляет максимум 100 мкА при приложенном обратном напряжении смещения (VR) 5В, что указывает на характеристики утечки диода в выключенном состоянии.

3. Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Они не предназначены для непрерывной работы. Ключевые ограничения включают:Средняя рассеиваемая мощность на точку(33 мВт),Пиковый прямой ток на точку(90 мА) иСредний прямой ток на точку(13 мА при 25°C, с линейным снижением на 0.17 мА/°C выше 25°C).Обратное напряжение на точкусоставляет 5В. Устройство рассчитано наДиапазон рабочих температурот -35°C до +85°C и такой же диапазон для хранения. Температура пайки не должна превышать 260°C более 3 секунд в точке на 1.6 мм ниже плоскости установки корпуса.

4. Объяснение системы сортировки

В техническом описании указано, что устройствокатегоризировано по силе света. Это означает, что блоки тестируются и сортируются (распределяются по корзинам) на основе измеренного светового потока. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты из определенной корзины интенсивности, чтобы обеспечить одинаковую яркость на нескольких индикаторах в продукте, избегая заметных различий. Хотя в этом документе это не указано явно, общими параметрами сортировки для таких светодиодов также могут быть прямое напряжение (Vf) и доминирующая длина волны (λd) для обеспечения электрической и цветовой однородности.

5. Анализ характеристических кривых

В техническом описании приведены типичные электрические/оптические характеристические кривые. Хотя они не отображены в предоставленном тексте, такие кривые обычно включают:Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика): Показывает нелинейную зависимость между током и напряжением, что важно для проектирования схем управления.Зависимость силы света от прямого тока: Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно в примерно линейной области до падения эффективности при очень высоких токах.Зависимость силы света от температуры окружающей среды: Эта кривая демонстрирует тепловое снижение светового выхода, что критически важно для применений, работающих в условиях высоких температур. Светодиоды AlInGaP, как правило, лучше сохраняют производительность при высоких температурах, чем старые технологии.

6. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство представляет собой индикатор с высотой матрицы 1.2 дюйма (30.42 мм). Габаритные размеры корпуса приведены на чертеже со всеми размерами в миллиметрах. Допуски составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Механический чертеж необходим для проектирования посадочного места на печатной плате и обеспечения правильной установки в корпус. Корпус имеет определенную цоколевку для матрицы 5x7, с подключениями для 7 анодных строк и 5 катодных столбцов (или наоборот, в зависимости от внутренней конфигурации схемы).

6.1 Подключение выводов и внутренняя схема

Таблица подключения выводов содержит 14 выводов. Внутренняя схема показывает конфигурацию с общим катодом или общим анодом для матрицы 5x7. Приведено конкретное назначение выводов (например, Вывод 1: Анод Строка 5, Вывод 3: Катод Столбец 2). Эта конфигурация позволяет мультиплексировать индикатор. Последовательно активируя одну строку (или столбец) за раз и подавая соответствующие данные на столбцы (или строки), всеми 35 точками можно управлять всего с 12 линий ввода-вывода (7+5), что значительно сокращает количество выводов микроконтроллера по сравнению с прямым управлением каждым светодиодом.

7. Рекомендации по пайке и сборке

Ключевой спецификацией сборки является профиль пайки. Предельный эксплуатационный параметр гласит, что корпус может выдерживатьмаксимальную температуру пайки 260°C не более 3 секунд, измеренную на 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки. Это типичная спецификация для волновой или ручной пайки. Для оплавления следует использовать стандартный бессвинцовый профиль с пиковой температурой, не превышающей 260°C. Критически важно избегать чрезмерного термического напряжения, чтобы предотвратить повреждение светодиодных чипов, проводных соединений или пластикового корпуса. Во время сборки всегда следует соблюдать надлежащие процедуры обращения с ЭСР (электростатическим разрядом).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор идеально подходит для применений, требующих отображения одного символа или цифры, или несколько блоков можно расположить горизонтально для формирования многосимвольных индикаторов. Типичные области применения включают: цифровые панельные измерители (напряжение, ток, температура), простые индикаторы состояния на промышленном оборудовании (отображение кодов ошибок, номеров режимов), базовые дисплеи на бытовых приборах, а также наборы для прототипирования или обучения работе с мультиплексированным управлением светодиодами.

8.2 Вопросы проектирования

Проектирование схемы управления: Требуется схема мультиплексированного управления. Обычно это включает микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода-вывода или специализированную микросхему драйвера светодиодов (например, MAX7219 или аналогичную). Схема должна включать токоограничивающие резисторы для каждой линии столбца или строки, чтобы установить прямой ток на безопасное значение, обычно в диапазоне 10-20 мА на сегмент, исходя из желаемой яркости и пределов рассеиваемой мощности.Источник питания: Необходимо учитывать прямое напряжение ~2.4В. Обычно используется источник питания 3.3В или 5В, с соответствующим падением напряжения на токоограничивающем резисторе.Частота обновления: Частота сканирования мультиплексирования должна быть достаточно высокой (обычно >60 Гц), чтобы избежать видимого мерцания.Угол обзора: В техническом описании упоминается широкий угол обзора, что полезно для применений, где индикатор может просматриваться под углом.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличием LTP-1557AJD является использованиетехнологии светодиодов AlInGaP. По сравнению с индикаторами на старых светодиодах GaAsP или стандартных красных GaP, AlInGaP предлагает:Более высокую световую отдачу: Больше светового потока на единицу электрической мощности, что приводит к более низкому энергопотреблению при той же яркости или более высокой яркости при той же мощности.Лучшую производительность при высоких температурах: Светодиоды AlInGaP испытывают меньшее падение эффективности при повышенных температурах перехода, что делает их более подходящими для промышленных сред.Превосходную насыщенность цвета: Спектральные характеристики часто приводят к более глубокому, визуально отличному красному цвету.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Почему сила света тестируется с импульсным током (скважность 1/16) вместо постоянного тока?

О: Это отражает предполагаемый режим мультиплексированной работы. Тестирование в импульсных условиях имитирует реальное использование и позволяет указать более высокую, более релевантную пиковую яркость, которую будет воспринимать пользователь.

В: Могу ли я управлять этим индикатором с постоянным током на каждой точке?

О: Технически да, но это крайне неэффективно. Потребуется 35 отдельных драйверов с ограничением тока. Мультиплексирование является стандартным и предполагаемым методом, который резко сокращает количество компонентов и энергопотребление в схеме управления.

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

О: Это гарантирует визуальную однородность. Без сортировки некоторые точки могут быть заметно ярче или тусклее других, создавая неровный, непрофессиональный вид формируемых символов.

В: Как интерпретировать коэффициент снижения для среднего прямого тока (0.17 мА/°C)?

О: Это означает, что на каждый градус Цельсия повышения температуры окружающей среды выше 25°C максимальный безопасный непрерывный ток на точку должен быть уменьшен на 0.17 мА. Например, при 50°C (на 25°C выше) максимальный ток составит 13 мА - (25 * 0.17 мА) = 8.75 мА на точку.

11. Практический пример проектирования

Рассмотрим проектирование однозначного индикатора температуры для инкубатора с использованием LTP-1557AJD. Микроконтроллер (например, ATmega328P) считывает данные с датчика температуры. Семь его выводов ввода-вывода настроены как выходы для управления анодными строками (через маломощные NPN-транзисторы или массив Дарлингтона ULN2003 для большей токовой способности). Пять других выводов ввода-вывода управляют катодными столбцами напрямую или через транзисторы. Прошивка быстро сканирует семь строк. Для каждой строки она выводит 5-битный шаблон на выводы столбцов, соответствующий сегментам цифры (0-9), которые должны быть подсвечены на этой конкретной строке для формирования нужного числа. Токоограничивающие резисторы установлены на линиях столбцов. Подпрограмма сканирования выполняется в прерывании таймера, чтобы обеспечить постоянную, без мерцания частоту обновления около 100 Гц. Технология AlInGaP гарантирует, что индикатор остается четко читаемым даже при повышении внутренней температуры окружающей среды в инкубаторе.

12. Введение в принцип работы

LTP-1557AJD работает по принципумультиплексированной матрицы 5x7 точек. Внутри 35 светодиодов расположены в сетке, где их аноды соединены по строкам, а катоды — по столбцам (или наоборот в конфигурации с общим анодом). Чтобы зажечь конкретную точку, напряжение подается на соответствующую строку (делая ее высокой для типа с общим катодом), в то время как соответствующий столбец подтягивается к низкому уровню (потребляя ток). Для отображения шаблона или символа контроллер быстро перебирает (сканирует) каждую строку. Когда активируется конкретная строка, контроллер устанавливает соответствующие линии столбцов для создания шаблона для этой строки. Инерция зрения человеческого глаза объединяет эти быстро меняющиеся изображения строк в стабильный, полный символ. Этот метод сокращает количество необходимых управляющих линий с 35 (по одной на светодиод) до всего 12 (строки + столбцы).

13. Технологические тренды

Хотя дискретные матричные индикаторы 5x7 точек, такие как LTP-1557AJD, остаются актуальными для конкретных, чувствительных к стоимости или простых применений, общие тенденции в технологии отображения сместились в сторону интегрированных решений.Индикаторы со встроенным контроллером: Современные символьные ЖК-дисплеи (жидкокристаллические) и OLED (органические светодиодные) модули часто включают встроенную микросхему контроллера, которая обрабатывает генерацию символов и обновление, общаясь через простые последовательные (I2C, SPI) или параллельные интерфейсы, что значительно упрощает разработку программного обеспечения.Более высокое разрешение и графика: Для более сложной информации теперь распространены небольшие графические OLED или TFT-LCD модули, предлагающие адресуемую по пикселям графику.Технология поверхностного монтажа (SMT): Более новые светодиодные индикаторы и дисплеи преимущественно используют корпуса для поверхностного монтажа (например, светодиоды 0805, 0603, расположенные в матрице) для автоматизированной сборки, тогда как выводные корпуса, подобные этому, более типичны для прототипирования или ручной сборки. Базовые технологии светодиодных чипов AlInGaP и InGaN (для синего/зеленого/белого) продолжают развиваться, предлагая все более высокую эффективность и надежность.