Техническая спецификация светодиодного индикатора LTP-1457AKA - Высота матрицы 1.2 дюйма (30.42 мм) - AlInGaP красно-оранжевый - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 33 мВт

1. Обзор продукта

LTP-1457AKA — это однозначный буквенно-цифровой индикаторный модуль, построенный по конфигурации матрицы 5x7. Его основная функция — визуальное отображение символов и знаков, совместимых со стандартными наборами кодов USASCII и EBCDIC. Основная технология использует красно-оранжевые светодиодные чипы AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), изготовленные на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs). Этот выбор подложки способствует характерному внешнему виду устройства: серый корпус и белые точки. Индикатор классифицируется по силе света, что обеспечивает постоянство яркости для применений, требующих нескольких модулей.

Устройство спроектировано для низкого энергопотребления и обладает надежностью твердотельных компонентов. Ключевой механической особенностью является его способность к стыковке, позволяющая размещать несколько модулей рядом по горизонтали для формирования многосимвольных индикаторов без значительных зазоров, что идеально подходит для информационных табло или простых числовых дисплеев.

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики определены при конкретных условиях испытаний при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Средняя сила света (Iv) на точку имеет типичное значение 3800 мккд при пиковом токе (Ip) 80 мА и скважности 1/16. Минимальное указанное значение составляет 2100 мккд. Коэффициент соответствия силы света между точками задан максимальным значением 2:1, что определяет допустимое изменение яркости по всей матрице.

Цветовые характеристики определяются длиной волны. Пиковая длина волны излучения (λp) составляет обычно 621 нм. Доминирующая длина волны (λd), которая более тесно связана с воспринимаемым цветом, обычно равна 615 нм, что прочно помещает его в красно-оранжевый спектр. Полуширина спектральной линии (Δλ) обычно составляет 18 нм, что указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.

2.2 Электрические параметры

Прямое напряжение (VF) для любой отдельной светодиодной точки, измеренное при прямом токе (IF) 20 мА, варьируется от минимума 2.05 В до максимума 2.6 В, при этом указано типичное значение. Обратный ток (IR) для любой точки при приложенном обратном напряжении (VR) 5 В имеет максимальное указанное значение 100 мкА.

2.3 Абсолютные максимальные параметры и тепловые соображения

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Средняя рассеиваемая мощность на точку не должна превышать 33 мВт. Пиковый прямой ток на точку составляет 90 мА, но только в импульсном режиме: скважность 1/10 с длительностью импульса 0.1 мс. Средний прямой ток на точку имеет коэффициент снижения номинала; он составляет 13 мА при 25°C и линейно уменьшается на 0.17 мА при каждом повышении температуры окружающей среды на один градус Цельсия.

Устройство может выдерживать обратное напряжение до 5 В на точку. Диапазон рабочих температур и температур хранения указан от -35°C до +85°C. При сборке температура пайки не должна превышать 260°C в течение максимум 3 секунд, измеренная в точке на 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки компонента.

3. Объяснение системы бининга

В техническом описании явно указано, что устройство "Классифицировано по силе света". Это указывает на процесс сортировки (бининг) на основе измеренного светового потока. Устройства тестируются и группируются в конкретные бины по интенсивности (например, бин для 2100-2800 мккд, другой для 2800-3800 мккд). Это гарантирует, что разработчики могут выбирать компоненты с одинаковой яркостью для своего применения, что критически важно при совместном использовании нескольких индикаторов для избежания заметных различий в яркости. В техническом описании не указаны отдельные бины для длины волны или прямого напряжения, что предполагает, что основным критерием сортировки является сила света.

4. Анализ характеристических кривых

Техническое описание включает раздел "Типичные электрические / оптические характеристические кривые". Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, такие кривые обычно иллюстрируют взаимосвязь между ключевыми параметрами. Стандартные кривые для такого типа устройств, вероятно, включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая):Показывает нелинейную зависимость между током через светодиод и напряжением на нем. Это крайне важно для проектирования схемы ограничения тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует, как световой поток увеличивается с током, обычно сублинейным образом при высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает уменьшение светового потока при повышении температуры перехода светодиода. Светодиоды AlInGaP обычно демонстрируют меньшее тепловое тушение по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, но выходная мощность все равно снижается с нагревом.
• Спектральное распределение:График, отображающий относительную интенсивность в зависимости от длины волны, показывающий пик на ~621 нм и полуширину 18 нм.

Эти кривые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях (разные токи, температуры) и для оптимизации схемы управления с точки зрения эффективности и долговечности.

5. Механическая и упаковочная информация

Высота матрицы устройства составляет 1.2 дюйма, что соответствует 30.42 мм. Это относится к высоте самого массива 5x7. Габаритные размеры корпуса приведены на подробном чертеже со всеми размерами в миллиметрах. Стандартный допуск для этих размеров составляет ±0.25 мм (0.01 дюйма), если на чертеже не указано иное. Схема подключения выводов критически важна для сопряжения. Индикатор имеет 14 выводов, которые управляют 5 столбцами (анодами) и 7 строками (катодами) в мультиплексированной конфигурации. Конкретная распиновка: Вывод 1: Катод Строка 5, Вывод 2: Катод Строка 7, Вывод 3: Анод Столбец 2, Вывод 4: Анод Столбец 3, Вывод 5: Катод Строка 4, Вывод 6: Анод Столбец 5, Вывод 7: Катод Строка 6, Вывод 8: Катод Строка 3, Вывод 9: Катод Строка 1, Вывод 10: Анод Столбец 4, Вывод 11: Анод Столбец 3, Вывод 12: Катод Строка 4, Вывод 13: Анод Столбец 1, Вывод 14: Катод Строка 2. Обратите внимание на непоследовательный порядок, что характерно для мультиплексированных индикаторов для оптимизации внутренней разводки.

Внутренняя принципиальная схема показывает матричную структуру: пять общих анодных столбцов и семь общих катодных строк. Каждое пересечение представляет одну светодиодную точку. Чтобы зажечь конкретную точку, соответствующий вывод столбца должен быть переведен в высокий уровень (анод), а вывод строки — в низкий уровень (катод).

6. Рекомендации по пайке и сборке

Основное ограничение при сборке, указанное в документе, — температурный профиль пайки. Корпус компонента не должен подвергаться воздействию температур выше 260°C более 3 секунд во время процесса оплавления или волновой пайки. Это стандартный параметр для многих выводных и некоторых поверхностно-монтируемых компонентов. Точка измерения находится на 1.6 мм ниже плоскости установки, что обычно является точкой выхода выводов из корпуса. Это гарантирует, что чувствительный светодиодный чип внутри не будет поврежден чрезмерным теплом, передаваемым через выводы. При ручной пайке следует использовать паяльник с регулировкой температуры, и время контакта с каждым выводом должно быть сведено к минимуму. При работе с полупроводниковыми приборами всегда следует соблюдать надлежащие процедуры защиты от электростатического разряда (ESD).

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор подходит для применений, требующих отображения одного, хорошо читаемого буквенно-цифрового символа. Его способность к стыковке делает его идеальным для многоразрядных индикаторов. Типичные области применения включают:

• Панели промышленных приборов (для отображения уставок, показаний, кодов ошибок).
• Бытовая техника (микроволновые печи, стиральные машины, термостаты).
• Контрольно-измерительное оборудование.
• Простые информационные дисплеи в торговых автоматах или киосках.
• Образовательные наборы для изучения мультиплексированного управления светодиодами и взаимодействия с микроконтроллерами.

7.2 Соображения при проектировании

Схема управления:Индикатор требует внешней мультиплексирующей схемы драйвера. Это может быть реализовано с использованием дискретных транзисторов, специализированных микросхем драйверов светодиодов (таких как MAX7219) или напрямую от микроконтроллера с достаточной способностью источника/стока тока. Необходимо соблюдать рейтинг пикового тока (90 мА при скважности 1/10). Типичная конструкция будет использовать источник постоянного тока или токоограничивающий резистор для каждого столбца (анода) и стекать ток через строки (катоды) с использованием транзисторов или выводов GPIO.

Расчет тока:Для достижения типичной силы света 3800 мккд в техническом описании указано условие Ip=80 мА при скважности 1/16. Таким образом, средний ток на точку составляет 80 мА / 16 = 5 мА. Общий средний ток для полностью освещенного символа (все 35 точек включены) составит 35 * 5 мА = 175 мА, но он распределяется по мультиплексированным столбцам и строкам.

Угол обзора:Функция "широкий угол обзора" полезна для применений, где индикатор может просматриваться с неосевых позиций.

Оптические соображения:Серый корпус и белые точки обеспечивают хорошую контрастность. Разработчики могут рассмотреть возможность добавления цветного фильтра или рассеивателя перед индикатором для улучшения контрастности или соответствия эстетике продукта, хотя это снизит общий световой поток.

8. Техническое сравнение

Ключевым отличием LTP-1457AKA является использование технологии светодиодов AlInGaP. По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды GaAsP (фосфид арсенида галлия), AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу. Это означает, что он может производить больше света (более высокую силу света) при том же электрическом токе или достигать той же яркости при более низком энергопотреблении. AlInGaP также обычно обладает лучшей температурной стабильностью и более длительным сроком службы. По сравнению с современными белыми светодиодами или матричными индикаторами SMD с меньшим шагом, это устройство является более крупным выводным компонентом, предлагающим простоту, надежность и высокую видимость одного символа на расстоянии, часто при более низкой системной стоимости для однозначных применений.

9. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

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

О: Технически да, но это крайне неэффективно и не рекомендуется. Индикатор предназначен для мультиплексированной работы. Непрерывное включение всех точек превысит рейтинг средней рассеиваемой мощности (33 мВт на точку), если пытаться достичь стандартной яркости, что приведет к перегреву и быстрому выходу из строя.

В: В чем разница между пиковой длиной волны излучения и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны излучения — это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны монохроматического света, которая соответствовала бы воспринимаемому цвету светодиода. Для светодиодов с относительно узким спектром, как у этого, они часто близки, но доминирующая длина волна более актуальна для спецификации цвета.

В: Распиновка кажется непоследовательной. Почему она так организована?

О: Расположение выводов оптимизировано для внутренней разводки дорожек на подложке индикатора, чтобы минимизировать перекрестные помехи и упростить соединение светодиодной матрицы. Крайне важно точно следовать предоставленной таблице подключения выводов; не предполагайте логическую последовательность.

В: Как интерпретировать спецификацию "Снижение номинала среднего прямого тока"?

О: Это означает, что безопасный максимальный средний ток на точку уменьшается с повышением температуры окружающей среды. При 25°C можно использовать до 13 мА среднего тока. При 85°C (максимальная рабочая температура) допустимый ток составляет 13 мА - [ (85-25) * 0.17 мА/°C ] = 13 мА - 10.2 мА = 2.8 мА. Это снижение номинала критически важно для надежной работы в условиях высоких температур.

10. Практический пример использования

Пример: Проектирование однозначного индикатора температуры для промышленной печи.

Инженеру необходимо отображать уставку температуры (0-9) на печи, которая работает при температуре окружающей среды внутри панели управления до 80°C. Он выбирает LTP-1457AKA из-за его видимости и температурного диапазона. Из-за высокой температуры окружающей среды он должен снизить номинал тока управления. Целевая более низкая яркость допустима в этой контролируемой среде. Он проектирует мультиплексирующую схему с использованием микроконтроллера, управляя столбцами через токоограничивающие резисторы, а строками — через транзисторы NPN. Прошивка сканирует строки с высокой частотой (>100 Гц). Он рассчитывает средний ток на точку ниже сниженного значения ~3 мА при 80°C, чтобы обеспечить долгосрочную надежность. Серо-белый внешний вид обеспечивает хорошую контрастность на темной панели печи.

11. Введение в принцип работы

LTP-1457AKA работает по принципу мультиплексированной светодиодной матрицы. Он содержит 35 отдельных светодиодных переходов AlInGaP, расположенных в сетке из 5 столбцов и 7 строк. Каждый светодиод подключен между одной линией столбца (анод) и одной линией строки (катод). Чтобы подсветить определенный узор (например, цифру или букву), контроллер не питает все точки одновременно. Вместо этого он использует технику, называемую мультиплексированием или сканированием. Он активирует одну строку (катод) за раз, подключая ее к земле (низкий логический уровень). Одновременно он подает питание (высокий логический уровень) только на линии столбцов (аноды), которые должны быть включены для этой конкретной строки. Этот цикл быстро повторяется для всех семи строк. Благодаря инерции зрения человеческий глаз воспринимает стабильный, полностью сформированный символ. Этот метод значительно сокращает количество необходимых выводов драйвера (14 вместо 35) и снижает общее энергопотребление.

12. Технологические тренды

Индикаторы, подобные LTP-1457AKA, представляют собой зрелую технологию. Текущие тенденции в индикаторных и буквенно-цифровых дисплеях движутся в сторону:

• Корпуса для поверхностного монтажа (SMD):Меньшие размеры для более плотной компоновки печатных плат и автоматизированной сборки.
• Более высокая интеграция:Индикаторы со встроенными контроллерами, памятью (для шрифтов) и последовательными интерфейсами (I2C, SPI), упрощающими задачу основного микроконтроллера.
• Передовые материалы для светодиодов:Хотя AlInGaP эффективен для красного/оранжевого цвета, новые материалы, такие как InGaN, позволяют создавать более яркие и эффективные зеленые, синие и белые светодиоды, что приводит к полноцветным матричным дисплеям.
• Альтернативные технологии:Для более крупных и сложных дисплеев технологии OLED (органические светодиоды) и микро-светодиоды предлагают превосходную контрастность, углы обзора и гибкость.

Однако выводные однозначные индикаторы, подобные этому, остаются актуальными благодаря своей простоте, долговечности, высокой видимости одного символа и экономической эффективности в применениях, где требуется только одна или несколько цифр, особенно в промышленных или любительских контекстах, где может быть предпочтительна выводная сборка.