Техническая спецификация светодиодного индикатора LTP-1557AKR - Высота матрицы 1.2 дюйма (30.42 мм) - AlInGaP Супер Красный - Матрица 5x7 точек

1. Обзор продукта

LTP-1557AKR представляет собой однозначный алфавитно-цифровой дисплейный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого и надежного вывода символов. Его основным компонентом является матрица светоизлучающих диодов (LED) размером 5 столбцов на 7 строк (5x7), обеспечивающая стандартное разрешение для отображения символов ASCII и EBCDIC. Физическая область отображения имеет высоту матрицы 1.2 дюйма (30.42 мм), что обеспечивает хорошую читаемость. Устройство выполнено в сером корпусе с белыми точками, что повышает контрастность и разборчивость при различных условиях освещения.

Основной технологией, лежащей в основе излучения света, являются светодиодные чипы AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) Супер Красного цвета. Эти чипы изготовлены на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs). Технология AlInGaP известна своей высокой эффективностью и отличной чистотой цвета в красно-оранжево-желтом спектре, что делает данный дисплей подходящим для применений, где требуется яркое красное свечение.

Ключевой особенностью работы является его X-Y матричная архитектура. Вместо индивидуального управления каждой из 35 точек, дисплей использует матричную конфигурацию, где аноды соединены по строкам, а катоды — по столбцам (или наоборот). Это значительно сокращает количество необходимых выводов драйвера с 35 до 12 (5 строк + 7 столбцов), упрощая схемы интерфейса и требования к контроллеру. Устройство также спроектировано с возможностью горизонтального соединения, что позволяет создавать многосимвольные дисплеи путем размещения нескольких модулей рядом.

1.1 Основные преимущества и целевой рынок

Дисплей предлагает несколько явных преимуществ для разработчиков систем. Егонизкое энергопотреблениеделает его подходящим для устройств с питанием от батарей или энергоэффективных решений. Высокаянадежность твердотельных компонентовсветодиодов, отсутствие движущихся частей и высокая устойчивость к ударам и вибрации, обеспечивают длительный срок службы. Широкийугол обзораиодноплоскостнойдизайн обеспечивают стабильную видимость с разных ракурсов. Кроме того, устройствокатегоризировано по световой интенсивности, что означает, что модули сортируются и продаются в соответствии с определенными диапазонами яркости, обеспечивая единообразие в многодисплейных приложениях или когда критически важна одинаковая яркость.

Основными целевыми рынками для данного дисплея являются промышленная измерительная техника, контрольно-измерительное оборудование, терминалы точек продаж, устаревшие компьютерные интерфейсы и любые встраиваемые системы, требующие простого, прочного и яркого символьного индикатора. Его совместимость со стандартными кодами символов позволяет легко интегрировать его с микроконтроллерами и цифровыми системами.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики определены при конкретных условиях испытаний при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Ключевым параметром являетсяСредняя сила света (I_V)), которая имеет типичное значение 3800 мккд (микрокандел) и минимальное 2100 мккд при пиковом токе (I_p) 80 мА и скважности 1/16. Это измерение аппроксимирует кривую спектральной чувствительности глаза CIE, обеспечивая соответствие значения воспринимаемой яркости.

Цветовые характеристики определяются длиной волны.Пиковая длина волны излучения (λ_p)составляет обычно 639 нм, что помещает его в ярко-красную часть спектра.Доминирующая длина волны (λ_d)составляет обычно 631 нм. Разница между пиковой и доминирующей длиной волны является нормальной для светодиодов и связана с формой спектра излучения.Полуширина спектральной линии (Δλ)составляет обычно 20 нм, что указывает на спектральную чистоту или диапазон излучаемых длин волн вокруг пика.

Критической спецификацией для обеспечения однородного внешнего вида являетсяКоэффициент соответствия силы света (I_V-m)), максимальное значение которого составляет 2:1. Это означает, что самая яркая точка в матрице будет не более чем в два раза ярче самой тусклой точки при одинаковых условиях управления, что приемлемо для читаемости символов.

2.2 Электрические характеристики

Прямое напряжение (V_F) для любой отдельной светодиодной точки, измеренное при прямом токе (I_F) 20 мА, находится в диапазоне от минимум 2.0 В до максимум 2.6 В, с подразумеваемым типичным значением в этом диапазоне. Это падение напряжения на светодиоде при его свечении. Обратный ток (I_R) указан как максимальный 100 мкА при приложенном обратном напряжении (V_R) 5 В, что указывает на характеристики утечки устройства в выключенном состоянии.

2.3 Абсолютные максимальные параметры и тепловые соображения

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению.Средняя рассеиваемая мощность на точкуне должна превышать 33 мВт.Пиковый прямой ток на точкусоставляет 90 мА, но только при определенных импульсных условиях: скважность 1/10 и длительность импульса 0.1 мс.Средний прямой ток на точкуимеет базовое значение 13 мА при 25°C и линейно снижается со скоростью 0.17 мА/°C при повышении температуры выше 25°C. Это снижение номинала критически важно для теплового управления и долгосрочной надежности.

МаксимальноеОбратное напряжение на точкусоставляет 5 В. Устройство рассчитано наДиапазон рабочих температурот -35°C до +85°C и аналогичныйДиапазон температур хранения. Для монтажа температура пайки не должна превышать 260°C более 3 секунд, измеренная в точке на 1.6 мм ниже плоскости установки компонента.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации явно указано, что устройствокатегоризировано по световой интенсивности. Это процесс сортировки, при котором произведенные модули тестируются и группируются на основе измеренной светоотдачи в стандартных условиях. Это позволяет клиентам выбирать компоненты с гарантированной минимальной яркостью или обеспечивать единообразие всех дисплеев в продукте, предотвращая ситуацию, когда один символ выглядит заметно тусклее другого в многомодульной конфигурации. Хотя спецификация предоставляет полный диапазон (мин./тип. 2100-3800 мккд), заказанные компоненты обычно попадают в более узкую, указанную категорию.

4. Анализ кривых производительности

В спецификации упоминаютсяТипичные кривые электрических/оптических характеристик. Хотя конкретные кривые не детализированы в предоставленном тексте, такие кривые в спецификациях светодиодов обычно включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Кривая I_F-V_F): Показывает нелинейную зависимость между током и напряжением, что важно для проектирования схем ограничения тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока (Кривая I_V-I_F): Демонстрирует, как светоотдача увеличивается с током, обычно в линейной области до падения эффективности при очень высоких токах.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды (Кривая I_V-T_a): Показывает снижение светоотдачи при повышении температуры перехода, подчеркивая важность теплового управления.
• Кривая спектрального распределения: График, отображающий относительную интенсивность в зависимости от длины волны, визуально определяющий пик (λ_p) и полуширину (Δλ).

Эти кривые жизненно важны для понимания поведения устройства в нестандартных условиях и для оптимизации параметров управления под конкретные потребности применения.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство поставляется в стандартном корпусе для светодиодных индикаторов.Чертеж габаритных размеровпредоставляет все критические механические контуры, хотя точные размеры не указаны в тексте. Допуски, как правило, составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Чертеж включает общую длину, ширину и высоту, шаг выводов и положение окна дисплея.

5.1 Распиновка и внутренняя схема

Дисплей имеет 14-выводный интерфейс. Распиновка следующая: Вывод 1: Анод Строка 5; Вывод 2: Анод Строка 7; Вывод 3: Катод Столбец 2; Вывод 4: Катод Столбец 3; Вывод 5: Анод Строка 4; Вывод 6: Катод Столбец 5; Вывод 7: Анод Строка 6; Вывод 8: Анод Строка 3; Вывод 9: Анод Строка 1; Вывод 10: Катод Столбец 4; Вывод 11: Катод Столбец 3 (Примечание: Столбец 3 указан на двух выводах, 4 и 11, что может быть внутренним соединением или ошибкой в документации, требующей проверки); Вывод 12: Анод Строка 4 (Примечание: Строка 4 указана на выводах 5 и 12); Вывод 13: Катод Столбец 1; Вывод 14: Анод Строка 2.

TheСхема внутренней цепивизуально представляет матрицу 5x7, показывая, как 5 анодов строк и 7 катодов столбцов соединяют 35 отдельных светодиодных точек. Эта схема необходима для понимания последовательности мультиплексированного управления.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Ключевой спецификацией монтажа является профиль пайки. Устройство может выдерживатьмаксимальную температуру пайки 260°C не более 3 секунд. Это измерение производится в точке на 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки корпуса компонента. Это руководство критически важно для процессов волновой пайки или оплавления, чтобы предотвратить тепловое повреждение светодиодных чипов или внутренних соединений. При обращении следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD). Для хранения следует соблюдать указанный диапазон от -35°C до +85°C в сухой среде.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для любого применения, требующего одиночного, яркого, алфавитно-цифрового индикатора. Примеры включают: цифровые панельные измерители напряжения, тока или температуры; дисплеи настроек на промышленных контроллерах; индикаторы состояния на сетевом или телекоммуникационном оборудовании; табло или таймеры; диагностические дисплеи на медицинском или испытательном оборудовании.

7.2 Соображения по проектированию

• Схема управления: Требуется микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода-вывода или специализированная микросхема драйвера светодиодного дисплея (например, MAX7219 или аналогичная) для выполнения мультиплексирования. Драйвер должен обеспечивать необходимый пиковый ток (до 80 мА на точку в импульсе, но средний ток значительно ниже из-за скважности).
• Ограничение тока: Внешние токоограничивающие резисторы обязательны для каждой анодной строки или катодного столбца (в зависимости от конфигурации управления) для установки прямого тока и защиты светодиодов.
• Тайминг мультиплексирования: Частота обновления и скважность должны быть достаточно высокими, чтобы избежать видимого мерцания. Скважность 1/16, как в условиях испытаний, является распространенной. Пиковый ток должен быть скорректирован так, чтобы средний ток и рассеиваемая мощность на точку оставались в пределах нормы.
• Тепловое управление: Убедитесь, что средний ток соответствующим образом снижен, если ожидается, что рабочая температура окружающей среды значительно превысит 25°C. Может потребоваться достаточная медная площадка на печатной плате или воздушный поток.
• Оптический интерфейс: Рассмотрите необходимость использования фильтров, рассеивателей или защитных окон в дизайне конечного продукта.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как лампы накаливания или вакуумные флуоресцентные дисплеи (VFD), этот светодиодный дисплей предлагает превосходную устойчивость к ударам/вибрации, более низкое рабочее напряжение, более быстрое время отклика и потенциально более длительный срок службы. По сравнению с современными графическими OLED или LCD дисплеями, он проще, более надежен в суровых условиях, обеспечивает превосходную яркость и угол обзора и требует менее сложной управляющей электроники, хотя ограничен предопределенными формами символов.

В семействе светодиодных дисплеев использованиетехнологии AlInGaP Супер Красныйотличает его от стандартных красных светодиодов GaAsP или GaP, предлагая более высокую эффективность и лучшую насыщенность цвета. Конкретная высота 1.2 дюйма и формат 5x7 делают его стандартной заменяемой деталью для многих устаревших систем.

9. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

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

О: Технически да, но для этого потребуется 35 независимых драйверов, что непрактично. Матричный дизайн предназначен для мультиплексированного (X-Y) управления для минимизации количества выводов.

В: Почему пиковый ток (90 мА) намного выше номинального среднего тока (13 мА)?

О: Поскольку дисплей мультиплексирован, каждая точка питается только часть времени (скважность). Пиковый ток в течение короткого времени "включения" может быть выше для достижения желаемой яркости, при условии, чтосреднийток с течением времени остается в пределах 13 мА, чтобы предотвратить перегрев.

В: Что означает коэффициент соответствия силы света 2:1 для моего применения?

О: Это означает, что некоторая вариация яркости точек является нормальной. Для символьных дисплеев это незначительное изменение обычно не воспринимается глазом и не влияет на читаемость. Для применений, требующих идеальной однородности, может потребоваться выбор компонентов из более узкой категории или использование оптических рассеивателей.

В: Как рассчитать необходимое значение токоограничивающего резистора?

О: Вам необходимо напряжение питания (V_CC), желаемый прямой ток (I_F) и прямое напряжение светодиода (V_F). Используйте закон Ома: R = (V_CC - V_F) / I_F. Помните, что I_F здесь — этопиковыйток во время активного состояния точки в цикле мультиплексирования.

10. Пример практического использования

Рассмотрим проектирование простого цифрового термометра. Микроконтроллер считывает показания датчика температуры, выполняет расчет и должен отображать 3-значное значение (например, " 23.5"). Три дисплея LTP-1557AKR могут быть соединены горизонтально. Микроконтроллер, используя микросхему драйвера дисплея, будет мультиплексировать три дисплея. Он преобразует числовое значение в соответствующие шаблоны шрифта 5x7 для цифр, десятичной точки и символа градуса. Драйвер будет последовательно активировать правильные строки и столбцы для каждого дисплея на высокой скорости, создавая иллюзию стабильного, постоянно светящегося индикатора. Светодиоды AlInGaP красного цвета обеспечат четкую видимость показаний даже в ярко освещенных помещениях.

11. Введение в принцип работы

Дисплей работает по принципумультиплексирования светодиодной матрицы. Внутри 35 дискретных светодиодов расположены в сетке. Все аноды светодиодов в данной строке соединены вместе, и все катоды в данном столбце соединены вместе. Чтобы зажечь конкретную точку на пересечении Строки X и Столбца Y, положительное напряжение подается на Строку X, в то время как Столбец Y подключается к земле (для конфигурации с общим катодом, на что указывает распиновка). Быстро сканируя каждую строку и активируя соответствующие столбцы для шаблона этой строки, все точки в желаемой форме символа могут быть подсвечены в последовательности, которую человеческий глаз воспринимает как устойчивое изображение. Этот метод сокращает количество управляющих линий с 35 до 12.

12. Технологические тренды и контекст

Дисплеи, подобные LTP-1557AKR, представляют собой зрелую, надежную технологию. В то время как высокоразрешающие матричные и графические OLED/LCD дисплеи доминируют в современных пользовательских интерфейсах, дискретные светодиодные символьные дисплеи остаются актуальными в определенных нишах. Их преимущества неоспоримы: исключительная долговечность, широкий диапазон рабочих температур, высокая яркость, низкая стоимость для простых задач и простота интерфейса. Тренд в этой нише направлен в сторону светодиодов с более высокой эффективностью (как используемый здесь AlInGaP), корпусов для поверхностного монтажа для автоматизированной сборки и интеграции с более простыми интерфейсами контроллеров (например, I2C или SPI). Их вряд ли заменят в приложениях, где устойчивость к окружающей среде и долгосрочная надежность в суровых условиях являются первостепенными задачами по сравнению с графической гибкостью.