Техническая спецификация светодиодного матричного дисплея LTP-1557AKY - Высота символа 1.2 дюйма (30.42 мм) - Янтарно-желтый цвет AlInGaP - Матрица 5x7 - Технический документ

1. Обзор продукта

LTP-1557AKY представляет собой однозначный алфавитно-цифровой дисплейный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого и разборчивого вывода символов. Его основная функция — визуальное представление информации с помощью матрицы индивидуально адресуемых 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 особенности включают высоту символа 1.2 дюйма (30.42 мм), что обеспечивает отличную видимость с расстояния. Использование технологии полупроводников AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для янтарно-желтых светодиодных кристаллов обеспечивает хорошую световую эффективность и отчетливый, легко узнаваемый цвет. Дисплей работает с низкими требованиями к мощности, повышая энергоэффективность конечного применения. Он обеспечивает широкий угол обзора благодаря своей одноуровневой конструкции, гарантируя читаемость отображаемой информации с различных позиций. Полупроводниковая конструкция светодиодов гарантирует высокую надежность и длительный срок службы без движущихся частей. Устройство совместимо со стандартными кодами символов, такими как USASCII и EBCDIC, что упрощает интеграцию в цифровые системы. Кроме того, модули спроектированы для горизонтального соединения, что позволяет создавать многозначные дисплеи. Дисплей также классифицируется по световой силе, обеспечивая постоянство яркости между производственными партиями. Целевые рынки для этого компонента включают промышленные панели управления, приборы, терминалы точек продаж, медицинское оборудование и любые встраиваемые системы, требующие надежного интерфейса символьного дисплея.

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

Рабочие характеристики LTP-1557AKY определяются набором электрических, оптических и экологических параметров, которые критически важны для правильного проектирования схемы и применения.

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для его функции. Типичная средняя сила света (Iv) на точку составляет 3800 мккд (микрокандел) при испытательном условии пикового тока (Ip) 80 мА с коэффициентом заполнения 1/16. Минимальное указанное значение — 2100 мккд. Коэффициент соответствия силы света между точками указан максимум 2:1, что обеспечивает равномерную яркость по всему дисплею. Цвет определяется его длиной волны. Пиковая длина волны излучения (λp) обычно составляет 595 нанометров (нм), что помещает его в янтарно-желтую область видимого спектра. Доминирующая длина волны (λd) обычно составляет 592 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) обычно составляет 15 нм, что указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света. Важно отметить, что сила света измеряется с использованием комбинации датчика и фильтра, приближенной к кривой спектральной чувствительности глаза (МКО), что гарантирует соответствие значений человеческому зрительному восприятию.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют рабочие условия и пределы. Прямое напряжение (Vf) для любой отдельной светодиодной точки (при входном токе 20 мА) имеет типичное значение 2.6 В, максимальное 2.6 В и минимальное 2.05 В. Обратный ток (Ir) для любой точки при приложении обратного напряжения (Vr) 5 В имеет максимальное значение 100 мкА. Эти параметры необходимы для проектирования соответствующей схемы ограничения тока и обеспечения целостности сигнала.

2.3 Абсолютные максимальные параметры и тепловые соображения

Эти параметры определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Средняя рассеиваемая мощность на точку не должна превышать 25 мВт. Пиковый прямой ток на точку составляет 60 мА, но только при определенных импульсных условиях: коэффициент заполнения 1/10 с длительностью импульса 0.1 мс. Средний прямой ток на точку имеет коэффициент снижения; он составляет 13 мА при 25°C и линейно уменьшается на 0.17 мА при каждом повышении температуры окружающей среды на один градус Цельсия. Максимальное обратное напряжение, которое может быть приложено к любой точке, составляет 5 В. Устройство рассчитано на рабочий температурный диапазон от -35°C до +85°C и аналогичный диапазон температур хранения. Для монтажа максимальная температура пайки составляет 260°C, но она должна прикладываться не более 3 секунд в точке на 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки компонента для предотвращения теплового повреждения.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации указано, что устройства классифицируются по силе света. Это распространенная практика сортировки в производстве светодиодов для группировки компонентов на основе измеренных характеристик. Хотя конкретные коды сортировки не подробно описаны в этом отрывке, практика обычно включает тестирование светового потока каждого устройства при стандартном токе и сортировку их по группам с определенными диапазонами минимальной и максимальной интенсивности (например, Группа A: 3000-3500 мккд, Группа B: 3500-4000 мккд). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, обеспечивающие постоянную яркость в многоустройственном дисплее. Строгая спецификация на коэффициент соответствия силы света (макс. 2:1) дополнительно поддерживает эту цель визуальной однородности.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации упоминаются типичные электрические/оптические характеристические кривые, хотя они не отображены в предоставленном тексте. Основываясь на стандартном поведении светодиодов, можно ожидать увидеть кривые, иллюстрирующие зависимость между прямым током (If) и прямым напряжением (Vf), которая является экспоненциальной. Другая важная кривая показывала бы силу света (Iv) как функцию прямого тока (If), обычно демонстрируя почти линейную зависимость в рабочем диапазоне. Третья важная кривая изображала бы изменение силы света в зависимости от температуры окружающей среды (Ta), показывая снижение выходной мощности при повышении температуры. Эти кривые жизненно важны для понимания поведения устройства в нестандартных условиях и для оптимизации схемы управления для эффективности и долговечности.

5. Механическая информация и информация о корпусе

LTP-1557AKY поставляется в стандартном корпусе для светодиодных дисплеев. Предоставленное содержание упоминает диаграмму размеров корпуса (не показана) со всеми размерами, указанными в миллиметрах, и стандартными допусками ±0.25 мм, если не указано иное. Физическое описание указывает, что устройство имеет серый лицевой цвет и белый цвет точек, что относится к цвету пластикового корпуса и рассеивающей линзы над каждым светодиодом соответственно, улучшая контраст.

5.1 Подключение выводов и внутренняя схема

Устройство имеет 14-выводную конфигурацию. Распиновка четко определена: Выводы назначены как аноды для определенных строк (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) и катоды для определенных столбцов (1, 2, 3, 4, 5). Это конфигурация с общим анодом для строк, что означает, что для включения конкретной точки соответствующий катод столбца должен быть переведен в низкий уровень (поглощать ток), в то время как соответствующий анод строки переводится в высокий уровень (источник тока). Внутренняя схема (упоминается, но не показана) обычно иллюстрирует эту матричную компоновку 5x7, показывая, как каждый светодиод подключен на пересечении линии строки (анода) и линии столбца (катода). Эта матричная структура значительно сокращает количество необходимых выводов драйвера с 35 (для индивидуально адресуемых точек) до 12 (5 столбцов + 7 строк).

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Ключевая рекомендация по сборке связана с температурой пайки. Абсолютный максимальный параметр указывает, что температура пайки не должна превышать 260°C, и эта температура должна прикладываться в течение максимум 3 секунд. Точка измерения этой температуры критически важна: она находится на 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки компонента. Эта рекомендация предназначена для предотвращения передачи избыточного тепла к светодиодным кристаллам и внутренним проводным соединениям, что может вызвать деградацию или отказ. Для современного монтажа это предполагает, что устройство подходит для процессов пайки оплавлением при условии, что температурный профиль тщательно контролируется, чтобы оставаться в этих пределах. Стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР) должны соблюдаться при обращении. Диапазон температур хранения (-35°C до +85°C) также должен соблюдаться, когда устройства не используются.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

LTP-1557AKY идеально подходит для применений, требующих отображения алфавитно-цифровых символов, символов или простой графики. Распространенные области применения включают: индикаторы состояния на промышленном оборудовании (отображение кодов ошибок, состояния машины или простых счетчиков), показания на испытательном и измерительном оборудовании, дисплейные панели в системах точек продаж, информационные дисплеи в медицинских устройствах и как часть встраиваемых систем в бытовой технике или потребительской электронике. Его способность к соединению позволяет использовать его для многозначных дисплеев, таких как часы, счетчики или простые информационные табло.

7.2 Соображения по проектированию и интерфейс схемы

Проектирование с этим дисплеем требует микроконтроллера или специализированной микросхемы драйвера, способной к мультиплексированию. Поскольку это матричный дисплей, обычно активируется только одна строка за раз в последовательном сканировании. Инерция зрения создает иллюзию стабильного изображения. Схема драйвера должна быть способна обеспечивать достаточный ток для активного анода строки и поглощать требуемый ток для активных катодов столбцов. Резисторы ограничения тока обязательны для каждой линии катода столбца (или для каждого светодиода, в зависимости от архитектуры драйвера), чтобы установить рабочий ток, обычно около 20 мА на точку для непрерывной работы, но регулируемый в зависимости от желаемой яркости и коэффициента заполнения мультиплексирования. Пиковые параметры тока должны соблюдаться при проектировании схемы мультиплексирования. Например, при коэффициенте заполнения 1/7 (активация одной из семи строк за раз) мгновенный ток на точку может быть выше для достижения той же средней яркости, но он не должен превышать пиковый номинальный ток 60 мА при импульсных условиях. Рассеивание тепла следует учитывать при работе вблизи максимальных параметров или при высоких температурах окружающей среды.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с другими технологиями отображения, такими как ЖК-дисплеи или вакуумно-люминесцентные дисплеи (ВЛД), эта светодиодная матрица предлагает явные преимущества: превосходная яркость и видимость как при слабом, так и при сильном окружающем освещении, более широкий рабочий температурный диапазон, более быстрое время отклика и более высокая надежность благодаря своей полупроводниковой природе. В категории светодиодных матричных дисплеев использование технологии AlInGaP для янтарно-желтого цвета обеспечивает лучшую эффективность и стабильность цвета по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Конкретная высота 1.2 дюйма, матрица 5x7 и янтарный цвет отличают его от дисплеев меньшего или большего размера, или тех, которые имеют разные цвета (например, красный, зеленый) или конфигурации матрицы (например, 5x8, 8x8).

9. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: Какова цель коэффициента заполнения 1/16, упомянутого в условии испытания силы света?

О: Коэффициент заполнения 1/16 (короткий импульс) используется во время испытаний для предотвращения нагрева светодиодного перехода, который снизил бы выходную мощность. Это позволяет измерить собственную яркость при определенном токе без тепловых эффектов. В реальной мультиплексированной работе используется аналогичный импульсный привод.

В: Могу ли я управлять этим дисплеем постоянным током без мультиплексирования?

О: Технически да, путем непрерывного включения каждой желаемой точки. Однако это потребовало бы 35 отдельных каналов драйвера и потребляло бы значительно больше энергии. Мультиплексирование является стандартным и эффективным методом.

В: В списке выводов показаны два вывода для "Анод Строка 4" (выводы 5 и 12) и два для "Катод Столбец 3" (выводы 4 и 11). Это ошибка?

О: Скорее всего, это не ошибка, а конструктивная особенность. Несколько выводов для одного и того же электрического узла (строка или столбец) распространены в матричных дисплеях. Они служат для снижения плотности тока через один вывод/разъем, повышения надежности и обеспечения механической симметрии в корпусе. Внутри эти выводы соединены вместе.

В: Как рассчитать подходящее значение резистора ограничения тока?

О: Вам нужно напряжение питания (Vcc), желаемый прямой ток на точку (If, например, 20 мА) и типичное прямое напряжение светодиода (Vf, например, 2.6 В). Формула: R = (Vcc - Vf) / If. Помните, что в мультиплексированной схеме Vcc — это напряжение, приложенное к активному аноду строки, а резистор размещается на стороне катода столбца.

10. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование простого 4-значного счетчика с использованием четырех дисплеев LTP-1557AKY. Дисплеи будут соединены горизонтально. Микроконтроллер будет запрограммирован для управления мультиплексированием. У него будет 7 выходных выводов, подключенных параллельно к анодам строк всех дисплеев. У него будет 4 набора по 5 выводов катодов столбцов (всего 20 выводов), но ими можно управлять с помощью внешних сдвиговых регистров или расширителей портов для экономии ввода/вывода микроконтроллера. Прошивка будет последовательно активировать каждую из 7 строк. Для каждой строки она будет выводить шаблон для этой строки для всех четырех цифр на драйверы столбцов. Это происходит так быстро (например, сканирование всех 7 строк 100 раз в секунду), что человеческий глаз воспринимает стабильное четырехзначное число. Ток для каждого столбца будет установлен резисторами для достижения желаемой яркости, учитывая коэффициент заполнения 1/7 на точку. Конструкция должна гарантировать, что пиковый ток на точку во время ее активного импульса не превышает номинальное значение 60 мА.

11. Введение в принцип работы

LTP-1557AKY работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе, в частности, с использованием материалов AlInGaP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее порог диода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlInGaP определяет длину волны (цвет) излучаемого света, в данном случае янтарно-желтый. Матричная компоновка 5x7 является эффективной электрической конфигурацией. Каждый светодиод подключен между одной из семи линий строк (анодов) и одной из пяти линий столбцов (катодов). Избирательно применяя положительное напряжение к конкретной строке и заземляя конкретный столбец, включается только светодиод на этом пересечении. Контроллер быстро выполняет эту последовательность для всех желаемых точек, чтобы формировать символы.

12. Технологические тренды и контекст

Хотя дискретные светодиодные матричные дисплеи, такие как LTP-1557AKY, остаются актуальными для конкретных, часто промышленных применений, требующих высокой яркости и надежности, более широкие технологии отображения эволюционировали. Массивы светодиодов для поверхностного монтажа (SMD) и интегрированные модули светодиодных дисплеев со встроенными контроллерами (I2C, SPI) теперь распространены, предлагая более простую интеграцию и более высокое разрешение в меньших корпусах. Кроме того, технологии органических светодиодов (OLED) и микро-светодиодов развиваются для высокоплотных, гибких дисплеев. Однако для простых, надежных, недорогих потребностей в символьном отображении в суровых условиях традиционные светодиодные матрицы с выводным монтажом, подобные этой, продолжают оставаться жизнеспособным и надежным решением. Используемая здесь технология AlInGaP представляет собой прогресс по сравнению со старыми материалами светодиодов, предлагая лучшую эффективность и цветовые характеристики.