Техническая документация на светодиодный индикатор LTP-3362JS: двухразрядный 17-сегментный алфавитно-цифровой дисплей, высота знака 7.62 мм, желтый цвет

1. Обзор продукта

LTP-3362JS представляет собой двухразрядный 17-сегментный алфавитно-цифровой светодиодный индикаторный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого отображения символов и знаков. Его основная функция — обеспечение высокочитаемого визуального вывода цифр, букв и специальных символов. Ключевое преимущество данного устройства заключается в использовании передовых светодиодных кристаллов AS-AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) желтого свечения, выращенных эпитаксиальным методом на подложке из арсенида галлия (GaAs). Эта технология обеспечивает высокую яркость и отличную чистоту цвета. Индикатор имеет черный корпус с белыми сегментами, что создает высококонтрастное изображение, улучшающее читаемость при различных условиях освещения. Высота знака 0.3 дюйма (7.62 мм) делает его подходящим для наблюдения на среднем расстоянии в приборах, промышленных панелях управления, терминалах POS и испытательном оборудовании, где важен каждый миллиметр пространства, но при этом критична четкость отображения.

1.1 Ключевые особенности и целевой рынок

Устройство классифицируется по световой интенсивности, что гарантирует стабильный уровень яркости между производственными партиями. Его широкий угол обзора обеспечивает читаемость дисплея с различных позиций, что является критически важным фактором для приборов, устанавливаемых на панели. Надежность твердотельной светодиодной технологии обеспечивает длительный срок службы при минимальном обслуживании. Данный индикатор ориентирован на инженеров и разработчиков, работающих над встраиваемыми системами, промышленными человеко-машинными интерфейсами (HMI), медицинскими приборами и потребительской электроникой, где требуется надежное, энергоэффективное и хорошо видимое алфавитно-цифровое табло.

2. Подробный анализ технических параметров

Глубокое понимание электрических и оптических параметров необходимо для правильного проектирования схемы и обеспечения оптимальной работы дисплея.

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функциональности дисплея. Средняя сила света на сегмент задается с минимальным значением 320 мккд, типичным значением 800 мккд и без указанного максимума при прямом токе (I_F) 1 мА. Такой высокий уровень яркости, измеренный с использованием датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности глаза МКО, обеспечивает отличную видимость. Устройство излучает желтый свет с пиковой длиной волны (λ_p) 588 нм и доминирующей длиной волны (λ_d) 587 нм при I_F=20 мА, что четко определяет его в желтой области видимого спектра. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 15 нм, что указывает на относительно чистый цвет излучения. Коэффициент соответствия силы света между сегментами составляет максимум 2:1, что помогает сохранять равномерный внешний вид всего дисплея.

2.2 Электрические и тепловые параметры

Электрические характеристики определяют требования к управлению и рабочие пределы. Абсолютные максимальные допустимые значения критически важны для предотвращения выхода устройства из строя. Рассеиваемая мощность на сегмент не должна превышать 70 мВт. Пиковый прямой ток на сегмент составляет 60 мА, но это допустимо только в импульсном режиме (1 кГц, скважность 10%). Непрерывный прямой ток на сегмент снижается от значения 25 мА при 25°C со скоростью 0.33 мА/°C, что означает уменьшение допустимого непрерывного тока при росте температуры окружающей среды. Обратное напряжение на сегмент не должно превышать 5 В. Прямое напряжение (V_F) на сегмент обычно находится в диапазоне от 2.0 В до 2.6 В при I_F=20 мА. Обратный ток (I_R) составляет максимум 100 мкА при V_R=5 В. Диапазон рабочих температур и температур хранения устройства составляет от -35°C до +85°C.

3. Объяснение системы сортировки

В техническом описании указано, что устройства "категоризированы по световой интенсивности". Это подразумевает процесс сортировки, при котором индикаторы распределяются по группам на основе измеренной светоотдачи при стандартном испытательном токе (вероятно, 1 мА или 20 мА). Это гарантирует, что конечные пользователи получают продукцию с одинаковыми уровнями яркости. Хотя в данном документе явно не детализирована сортировка по длине волны/цвету или прямому напряжению, такая практика является обычной в производстве светодиодов для гарантии однородности цвета и соответствия электрических характеристик, что особенно важно в многоразрядных или многосегментных применениях для избежания видимых различий между сегментами.

4. Анализ характеристических кривых

В техническом описании упоминаются "Типичные электрические / оптические характеристические кривые", которые необходимы для детальной проектной работы. Хотя конкретные графики не приведены в тексте, типичные кривые для такого устройства включали бы:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Этот график показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока управления, обычно сублинейным образом, помогая разработчикам выбрать оптимальный ток для желаемой яркости и эффективности.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Эта кривая имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока и расчета рассеиваемой мощности.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Она показывает снижение светового выхода при повышении температуры, что жизненно важно для применений в высокотемпературных средах.
• Спектральное распределение:График зависимости относительной интенсивности от длины волны, подтверждающий пиковую и доминирующую длины волн, а также ширину спектра.

Разработчикам следует обратиться к полному техническому описанию от производителя для получения этих точных графических данных.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и распиновка

LTP-3362JS поставляется в стандартном корпусе для светодиодных индикаторов. Размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм. Схема подключения выводов критически важна для разводки печатной платы. Устройство имеет 20 выводов в корпусе типа DIP (Dual In-line Package). Оно имеет мультиплексированную конфигурацию с общим катодом, где вывод 4 является общим катодом для разряда 1, а вывод 10 — общим катодом для разряда 2. Остальные выводы являются анодами для отдельных сегментов (от A до U, плюс DP для десятичной точки) и специальных сегментов (например, S, T для косой черты). Вывод 14 отмечен как "Не подключен" (N/C). Внутренняя принципиальная схема показывает мультиплексированную структуру, где сегменты с одинаковым буквенным обозначением на разных разрядах внутренне соединены с одним анодным выводом, а разряды выбираются путем подачи питания на их соответствующие общие катоды.

5.2 Идентификация полярности и монтаж

Устройство использует конфигурацию с общим катодом. При установке необходимо соблюдать правильную полярность. На корпусе, вероятно, имеется выемка, точка или другая маркировка, указывающая на вывод 1. Черный корпус и белые сегменты обеспечивают четкий визуальный индикатор стороны наблюдения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Абсолютные максимальные допустимые значения определяют условия пайки: выводы могут подвергаться воздействию температуры 260°C в течение 3 секунд, измеренной на расстоянии 1/16 дюйма (примерно 1.59 мм) ниже плоскости установки. Это типичная спецификация для волновой пайки. Для пайки оплавлением подходит стандартный бессвинцовый профиль с пиковой температурой около 260°C, но конкретное время выше температуры ликвидуса должно быть минимизировано. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать чрезмерных термических напряжений. При обращении следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD) для защиты светодиодных кристаллов. Для хранения рекомендуется диапазон от -35°C до +85°C в сухой среде.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали — LTP-3362JS. Суффикс "JS", вероятно, обозначает конкретные характеристики, такие как цвет (желтый) и тип корпуса. Стандартная упаковка для таких компонентов часто представляет собой антистатические трубки или лотки, которые затем помещаются в катушки или коробки для автоматической сборки. Точное количество в упаковке (например, 50 штук в трубке) будет указано в отдельной документации по упаковке. Ревизия технического описания — A, дата вступления в силу — 11.09.2003.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

LTP-3362JS идеально подходит для любого применения, требующего компактного двухсимвольного алфавитно-цифрового табло. Распространенные области использования включают: цифровые мультиметры и токоизмерительные клещи, частотомеры, промышленные таймеры, индикаторы состояния зарядных устройств для аккумуляторов, тюнеры и индикаторы уровня аудиоаппаратуры, а также дисплеи статуса/кодов ошибок промышленных контроллеров.

8.2 Соображения при проектировании и реализация схемы

Проектирование с использованием этого дисплея требует схемы мультиплексированного драйвера из-за его структуры с общим катодом и мультиплексированными анодами. Необходим микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода-вывода или специализированная микросхема драйвера светодиодов (например, MAX7219 или HT16K33). Драйвер должен подавать ток на анодные выводы сегментов и принимать ток с катодных выводов разрядов. Ограничительные резисторы обязательны для каждой анодной линии сегмента, чтобы установить желаемый прямой ток (например, 20 мА для максимальной яркости). Значение резистора можно рассчитать по формуле R = (V_CC- V_F) / I_F. При V_CC=5 В и типичном V_F=2.3 В при 20 мА, резистор будет примерно 135 Ом. Частота мультиплексирования должна быть достаточно высокой, чтобы избежать видимого мерцания, обычно выше 100 Гц. Разработчики также должны учитывать общую рассеиваемую мощность, особенно при одновременном включении нескольких сегментов на высоком токе.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с более старыми технологиями, такими как вакуумно-люминесцентные индикаторы (VFD) или более простые красные светодиоды на основе GaAsP, желтый светодиод AlInGaP, используемый в LTP-3362JS, предлагает превосходную эффективность, более высокую яркость, лучшую стабильность цвета в зависимости от температуры и более длительный срок службы. По сравнению с современными белыми или синими светодиодами на основе GaN с фильтрами, прямое желтое излучение AlInGaP является более эффективным и обеспечивает лучшую насыщенность цвета. Его ключевыми отличительными особенностями являются специфическая желтая цветовая точка, высокий контраст благодаря черному корпусу и 17-сегментный формат, который позволяет отображать более полный набор алфавитно-цифровых символов по сравнению со стандартным 7-сегментным индикатором, оставаясь при этом более экономичным и простым в управлении, чем полноценный матричный дисплей.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

О: Пиковая длина волны (λ_p) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λ_d) — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету излучаемого света. Для такого узкого спектра, как у этого светодиода, они очень близки (587 нм против 588 нм).

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

О: Технически да, но это крайне неэффективно и не соответствует предполагаемому использованию. Вам потребуется подключить анод каждого сегмента к источнику напряжения с ограничением тока, а катод каждого разряда — к земле. Это потребовало бы 18 драйверов для сегментов плюс 2 для разрядов, всего 20 драйверов для двухразрядного индикатора, что непрактично. Мультиплексирование значительно сокращает необходимое количество драйверов.

В: Как рассчитать рассеиваемую мощность для всего дисплея?

О: В мультиплексированной схеме мощность рассчитывается на основе среднего тока. Если управление осуществляется током I_Fна сегмент с коэффициентом заполнения (D) для каждого разряда (D=1/Количество разрядов для равной яркости), средняя мощность на сегмент равна V_F* I_F* D. Просуммируйте это для всех включенных сегментов.

В: Что означает "Коэффициент соответствия силы света"?

О: Он определяет максимально допустимое соотношение между самым ярким и самым тусклым сегментом в устройстве (например, 2:1). Соотношение 2:1 означает, что самый тусклый сегмент должен быть как минимум в два раза тусклее самого яркого, что обеспечивает равномерность.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Интерфейс цифрового таймера.Разработчик использует LTP-3362JS для отображения минут и секунд (ММ:СС) на пользовательской схеме таймера. Используется маломощный микроконтроллер для управления мультиплексированием. Для экономии энергии светодиоды управляются током 10 мА вместо 20 мА, принимая более низкую, но все еще достаточную яркость. Черный корпус обеспечивает читаемость даже при ярком освещении в мастерской.

Пример 2: Блок индикации показаний датчика.В регистраторе данных температуры и влажности дисплей показывает коды, такие как "tH" для сигнала высокой температуры, или числовые значения. Возможности 17-сегментного индикатора позволяют отображать буквы "C" или "F" для единиц измерения температуры. Широкий диапазон рабочих температур соответствует требованиям окружающей среды самого регистратора.

12. Введение в технический принцип

LTP-3362JS основан на полупроводниковой электролюминесценции. Материальная система AS-AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) является полупроводником с прямой запрещенной зоной. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область. Они рекомбинируют с излучением, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае желтому (~587-588 нм). Эпитаксиальные слои выращиваются на подложке из GaAs. Черный эпоксидный корпус поглощает окружающий свет для улучшения контраста, а форма линзы оптимизирована для обеспечения угла обзора.

13. Тенденции и эволюция технологий

Технология AlInGaP представляет собой зрелое и высокоэффективное решение для красных, оранжевых, янтарных и желтых светодиодов. Современные тенденции в технологии дисплеев движутся в сторону более высокой плотности, полноцветных возможностей и интеграции. В то время как дискретные сегментные индикаторы, такие как LTP-3362JS, остаются жизненно важными для конкретных применений, наблюдается более широкий переход к органическим светодиодным (OLED) и микро-светодиодным (micro-LED) дисплеям для графических интерфейсов высокого разрешения. Однако для простых, недорогих, высоконадежных и ярких алфавитно-цифровых табло сегментные светодиодные индикаторы продолжают широко использоваться. Будущие разработки могут включать еще более эффективные материалы, интегрированные схемы драйверов внутри корпуса дисплея (сокращая количество внешних компонентов) и более широкий диапазон размеров корпусов и цветов для удовлетворения разнообразных потребностей проектирования. Принцип мультиплексирования для сокращения количества выводов остается фундаментальной и долговечной техникой в электронике драйверов дисплеев.