Техническая спецификация LTP-7357KS: Матричный светодиодный дисплей 5x7, 0.678 дюйма, AlInGaP желтый, 2.6В, 70мВт

1. Обзор продукта

LTP-7357KS — это компактный однорядный матричный светодиодный дисплейный модуль 5x7. Его основная функция — отображение буквенно-цифровых символов и знаков, что делает его подходящим для применений, требующих четкого и разборчивого представления информации в ограниченном пространстве. Ключевое преимущество данного устройства заключается в использовании технологии полупроводниковых чипов из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP), которая обеспечивает эффективное излучение в желтом спектре. Дисплей имеет серую лицевую панель и белые точки, что повышает контрастность для лучшей читаемости. Его конструкция ориентирована на встраиваемые системы, промышленные панели управления, приборы, потребительскую электронику и любые применения, где требуется небольшой и надежный символьный индикатор.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функциональности дисплея. Устройство излучает свет в желтой области спектра. Типичная длина волны пика излучения (λp) составляет 588 нм, а доминирующая длина волны (λd) — 587 нм, что указывает на чистый желтый оттенок. Полуширина спектральной линии (Δλ) равна 15 нм, что описывает спектральную чистоту излучаемого света. Ключевым параметром яркости является средняя сила света (Iv), которая варьируется от минимума 630 мккд до максимума 1650 мккд при испытательных условиях: импульсный ток 32 мА и скважность 1/16. Для светодиодов в пределах одного бина "схожей световой области" указано соотношение соответствия силы света 2:1 (максимум к минимуму), что обеспечивает приемлемую однородность по всей матрице дисплея.

2.2 Электрические характеристики и предельные значения

Понимание электрических пределов критически важно для надежной работы. Абсолютные максимальные значения определяют границы, за которыми может произойти необратимое повреждение. Средняя рассеиваемая мощность на одну светодиодную точку не должна превышать 70 мВт. Пиковый прямой ток на точку ограничен 60 мА, в то время как средний прямой ток на точку составляет 25 мА при 25°C, с линейным снижением на 0.28 мА/°C при повышении температуры окружающей среды. Максимальное обратное напряжение, которое можно приложить к любому сегменту, составляет 5 В. Прямое напряжение (Vf) для любой точки, измеренное при прямом токе (If) 20 мА, обычно находится в диапазоне от 2.05 В до 2.6 В. Обратный ток (Ir) гарантированно меньше или равен 100 мкА при приложении обратного напряжения (Vr) 5 В.

2.3 Тепловые и климатические характеристики

Устройство предназначено для надежной работы в широком диапазоне температур. Рабочий диапазон температур указан от -35°C до +105°C, диапазон температур хранения идентичен. Такой широкий диапазон делает его подходящим как для коммерческих, так и для промышленных сред. Кривая снижения среднего прямого тока является критически важным фактором при проектировании для предотвращения теплового разгона; по мере роста температуры окружающей среды выше 25°C допустимый постоянный ток должен быть соответственно уменьшен.

3. Объяснение системы сортировки (биннинга)

В спецификации указано, что продукт "Классифицирован по световому потоку". Это относится к процессу биннинга, при котором произведенные светодиоды сортируются на основе измеренной светоотдачи (силы света) в различные группы или "бины". Указанный диапазон силы света от 630 мккд до 1650 мккд, вероятно, охватывает несколько бинов. Разработчики могут выбирать компоненты из конкретного бина, чтобы обеспечить одинаковую яркость нескольких дисплеев в системе. Примечание об изменении соотношения эпоксидной смолы для "сужения градации бина" в истории изменений указывает на усилия по повышению однородности и уменьшению разброса оптических параметров в производственной партии.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в предоставленном фрагменте PDF на последней странице упоминаются "Типичные электрические / оптические характеристические кривые", конкретные графики не включены в текстовое содержание. Как правило, такие кривые для светодиодного дисплея включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Показывает нелинейную зависимость между током и напряжением, что важно для проектирования схемы драйвера с ограничением тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока (Свето-токовая характеристика):Иллюстрирует, как световой выход увеличивается с током, помогая оптимизировать условия управления для достижения желаемой яркости и эффективности.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового выхода при повышении температуры перехода, что критически важно для теплового управления в высокотемпературных применениях.
• Спектральное распределение:График зависимости относительной интенсивности от длины волны, показывающий пик и форму желтого излучения.

Разработчикам следует обратиться к полной спецификации с графиками для выполнения точных расчетов для своих конкретных рабочих условий.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и допуски

Высота матрицы дисплея составляет 0.678 дюйма (17.22 мм). Чертеж корпуса (упоминается, но не детализирован в тексте) показывал бы общую длину, ширину и высоту, шаг выводов и плоскость установки. Ключевые размерные примечания из спецификации включают: все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм, если не указано иное. В конкретной редакции допуск по ширине был изменен с 12.6мм ±0.1мм на 12.6мм +0.18/-0.25мм. Допуск смещения кончика вывода составляет ±0.4 мм. Дополнительные примечания по качеству ограничивают наличие посторонних материалов на сегментах, загрязнение краской, изгиб и пузыри внутри эпоксидной смолы.

5.2 Распиновка и схема подключения

Устройство имеет 12-выводную конфигурацию для адресации по X-Y (матрице). Подключение выводов следующее: Вывод 1: Катод Столбец 1, Вывод 2: Анод Строка 3, Вывод 3: Катод Столбец 2, Вывод 4: Анод Строка 5, Вывод 5: Анод Строка 6, Вывод 6: Анод Строка 7, Вывод 7: Катод Столбец 4, Вывод 8: Катод Столбец 5, Вывод 9: Анод Строка 4, Вывод 10: Катод Столбец 3, Вывод 11: Анод Строка 2, Вывод 12: Анод Строка 1. Внутренняя принципиальная схема (ссылка на странице 3) визуально представляет матрицу 5x7, показывая, как 5 катодных столбцов и 7 анодных строк соединяют 35 отдельных светодиодных точек.

5.3 Полярность и ориентация

Устройство использует конфигурацию с общим катодом на столбец. Каждый из пяти столбцов имеет общее соединение катода, а каждая из семи строк имеет общее соединение анода. Чтобы зажечь конкретную точку, соответствующий катодный столбец должен быть переведен в низкий уровень (заземлен), а соответствующая анодная строка должна быть переведена в высокий уровень с помощью источника напряжения с ограничением тока. Правильная ориентация при монтаже на печатную плату обычно указывается выемкой, скосом или маркером вывода 1 на корпусе.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

В спецификации указано конкретное условие пайки: выводы могут подвергаться температуре паяльника 260°C в течение 3 секунд, измеренной на расстоянии 1/16 дюйма (примерно 1.6 мм) ниже плоскости установки корпуса. Это критический параметр для предотвращения теплового повреждения внутренней эпоксидной смолы, проводящих перемычек и полупроводниковых кристаллов во время ручной пайки или переделки. Для процессов волновой или групповой пайки следует использовать стандартный бессвинцовый (соответствующий RoHS) профиль с пиковой температурой, не превышающей максимальное значение. Само устройство подтверждено как бессвинцовый корпус, соответствующий директивам RoHS.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали — LTP-7357KS. Суффикс "KS" может указывать на конкретную сортировку (биннинг) или оптические характеристики. Стандартная упаковка для таких компонентов обычно представляет собой антистатические трубки или лотки для защиты выводов и окна от повреждений и электростатического разряда (ESD). Количество на катушке или в трубке следует уточнять у производителя или дистрибьютора. На упаковке будут этикетки с номером детали, кодом партии и датой для обеспечения прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для применений, требующих простого, энергоэффективного отображения символов. Примеры включают: индикаторы состояния на сетевом оборудовании, отображение параметров на источниках питания или измерительных приборах, простые дисплеи сообщений на бытовой технике, отображение времени на часах и базовые панели пользовательского интерфейса в промышленных системах управления. Его особенность горизонтального расположения позволяет размещать несколько блоков рядом для формирования более длинных сообщений или больших цифровых индикаторов.

8.2 Особенности проектирования и схемы управления

Управление матрицей 5x7 требует схемы мультиплексирования. Необходим микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода-вывода или специализированная микросхема драйвера светодиодов (например, MAX7219 или аналогичная). Драйвер должен быстро переключаться между пятью столбцами, подавая напряжение на соответствующие семь анодных строк для каждого столбца. Упомянутая скважность 1/16 в испытательных условиях является распространенным коэффициентом мультиплексирования (1/5 для столбцов * некоторый коэффициент послесвечения). Драйвер должен подавать импульсный ток, а не постоянный, на каждый светодиод. Пиковый ток на точку может быть выше среднего номинального значения для достижения желаемой яркости в пределах скважности мультиплексирования, но он не должен превышать абсолютный максимум 60 мА. Требуется тщательный расчет токоограничивающих резисторов на основе прямого напряжения и желаемого импульсного тока. Теплоотвод может потребоваться, если работа ведется вблизи максимальных значений или при высокой температуре окружающей среды.

9. Техническое сравнение и отличия

Ключевым отличием LTP-7357KS является использование технологии AlInGaP для желтого излучения. По сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия), AlInGaP обеспечивает более высокую эффективность, лучшую температурную стабильность и более стабильный цветовой выход. Комбинация серой лицевой панели и белых точек обеспечивает высококонтрастный, не бликующий вид в выключенном состоянии, что предпочтительнее во многих профессиональных и потребительских применениях по сравнению с черной или прозрачной панелью. Широкий рабочий диапазон температур и твердотельная конструкция дают ему преимущество в надежности по сравнению с другими технологиями отображения, такими как вакуумно-люминесцентные дисплеи (VFD) или жидкокристаллические дисплеи (LCD) в жестких условиях, хотя ему не хватает гибкости графической пиксельной матрицы.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

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

О: Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны монохроматического света, которая соответствовала бы воспринимаемому цвету светодиода. Для такого узкого спектра они очень близки (588 нм против 587 нм).

В: Могу ли я управлять этим дисплеем с постоянным постоянным током на каждом светодиоде?

О: Технически да, но это крайне неэффективно и потребует 35 отдельных схем ограничения тока. Мультиплексирование (сканирование) является стандартным и практичным методом, позволяющим управлять 35 светодиодами всего с 12 выводами.

В: Сила света тестируется при скважности 1/16. Что это значит для моего проекта?

О: Это испытательное условие, используемое для определения яркости. В вашей схеме мультиплексирования у вас будет аналогичная скважность (например, 1/5 на столбец). Чтобы достичь указанной яркости, импульсный ток вашего драйвера в активном временном интервале должен быть установлен на 32 мА (ток испытательного условия). Средний ток будет значительно ниже.

В: Требуется ли радиатор?

О: Для нормальной работы в пределах указанных среднего тока и температурных пределов, как правило, не требуется отдельный радиатор для самого дисплея. Однако правильная разводка печатной платы с достаточной площадью меди для силовых и земляных дорожек помогает рассеивать тепло. Если работа ведется на максимальных значениях при высокой температуре окружающей среды, рекомендуется провести тепловой анализ.

11. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование простого контроллера температуры с отображением уставки и фактического значения. Два дисплея LTP-7357KS могут быть использованы рядом. Микроконтроллер считывает данные с датчика температуры, выполняет ПИД-расчет и управляет реле нагревателя. Он также управляет двумя светодиодными дисплеями через схему мультиплексирующего драйвера для отображения уставки и текущей температуры. Желтый цвет хорошо виден при различных условиях освещения. Конструкция должна включать токоограничивающие резисторы на анодных строках. Прошивка должна реализовывать карту символов (преобразование кодов ASCII в шаблоны 5x7 для цифр, 'C' для Цельсия и т.д.) и процедуру сканирования для обновления дисплеев с частотой, достаточно высокой для избежания мерцания (обычно >60 Гц).

12. Введение в принцип работы

LTP-7357KS основан на полупроводниковой электролюминесценции. Структура чипа AlInGaP состоит из нескольких эпитаксиальных слоев, выращенных на подложке из арсенида галлия (GaAs). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава алюминия, индия, галлия и фосфида определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае, желтому. Матрица 5x7 образована 35 такими отдельными светодиодными чипами, электрически соединенными в виде сетки строк и столбцов для обеспечения независимого управления посредством мультиплексирования.

13. Тенденции и контекст технологии

Хотя матричные дисплеи, такие как LTP-7357KS, остаются актуальными для конкретных, чувствительных к стоимости или применений с низкой плотностью информации, общая тенденция в технологии отображения движется в сторону большей интеграции и гибкости. Графические модули OLED и TFT-LCD становятся более доступными и предлагают адресуемую по пикселям графику. Однако для простых, ярких, надежных и энергоэффективных дисплеев, отображающих только символы, светодиодные матрицы сохраняют преимущества. Использование AlInGaP представляет собой прогресс по сравнению со старыми материалами светодиодов, предлагая лучшие характеристики. Будущие разработки в этой нише могут быть сосредоточены на еще более высокой эффективности, более широких углах обзора, интегрированных драйверах и корпусах для поверхностного монтажа для упрощения сборки, хотя фундаментальный подход с мультиплексированной матрицей хорошо зарекомендовал себя.