Техническая документация на светодиодную матрицу LTP-18088KD - Высота 1.85 дюйма - Гиперкрасный (650 нм) - Прямое напряжение 2.6 В - Рассеиваемая мощность 40 мВт

1. Обзор продукта

LTP-18088KD — это твердотельный матричный дисплейный модуль, предназначенный для приложений, требующих четкого и яркого отображения буквенно-цифровой или символьной информации. Его основная функция — обеспечение надежного и эффективного визуального интерфейса вывода.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Данное устройство построено на нескольких ключевых преимуществах, определяющих область его применения. Оно отличаетсянизким энергопотреблением, что делает его подходящим для устройств с питанием от батарей или энергоэффективных систем. Отличное качество отображения символовивысокая яркость и контрастностьобеспечивают читаемость при различном окружающем освещении — от слабого внутреннего до яркого внешнего. Широкий угол обзорапозволяет четко видеть отображаемую информацию с боковых позиций, что критически важно для информационных табло общего пользования или оборудования с несколькими пользователями. Наконец, еготвердотельная надежность, присущая светодиодной технологии, обеспечивает длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрациям по сравнению с механическими дисплеями. Эти особенности делают его идеальным для промышленных приборов, испытательного оборудования, POS-терминалов, информационных табло на транспорте и других встраиваемых систем, требующих надежного и четкого дисплея.

2. Подробный анализ технических характеристик

Рабочие характеристики LTP-18088KD определяются подробным набором электрических, оптических и механических параметров.

2.1 Описание устройства и технология

Высота матрицы дисплея составляет 1.85 дюйма (47.0 мм), и она организована как матрица 8 x 8 точек. В ней используютсягиперкрасные светодиодные чипы на основе фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Эти чипы изготовлены нанетранспарентной подложке из арсенида галлия (GaAs). Корпус имеетчерную лицевую панель с белыми сегментами — комбинация, которая значительно повышает контрастность, поглощая окружающий свет и делая светящиеся красные сегменты более заметными.

2.2 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за ними не гарантируется.

• Средняя рассеиваемая мощность на точку:40 мВт
• Пиковый прямой ток на точку:90 мА
• Постоянный прямой ток на точку:15 мА (при 25°C), с линейным снижением на 0.2 мА/°C выше 25°C.
• Обратное напряжение на точку:5 В
• Диапазон рабочих температур:от -35°C до +85°C
• Диапазон температур хранения:от -35°C до +85°C
• Температура пайки:260°C в течение 3 секунд, измеренная на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки.

2.3 Электрические и оптические характеристики (при T_A=25°C)

Это типичные и гарантированные рабочие параметры при указанных условиях испытаний.

• Средняя сила света (I_V):1650 мккд (мин.), 3500 мккд (тип.) при I_P=32мА, скважность 1/16.
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):650 нм (тип.) при I_F=20мА.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (тип.) при I_F=20мА.
• Доминирующая длина волны (λ_d):639 нм (тип.) при I_F=20мА.
• Прямое напряжение на точку (V_F):2.1В (мин.), 2.6В (тип.) при I_F=20мА; 2.3В (мин.), 2.8В (тип.) при I_F=80мА.
• Обратный ток на точку (I_R):100 мкА (макс.) при V_R=5В.
• Коэффициент согласования силы света (I_V-m):2:1 (макс.) при I_P=32мА, скважность 1/16. Этот параметр определяет максимально допустимое отклонение яркости между самой яркой и самой тусклой точками в матрице.

Примечание: Измерение силы света проводится в соответствии с кривой спектральной чувствительности глаза МКО (Международная комиссия по освещению) с использованием соответствующего датчика и комбинации фильтров.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации указано, что устройствокатегоризировано по силе света. Это означает, что модули тестируются и сортируются (распределяются по бинам) на основе измеренной светоотдачи. Это позволяет разработчикам выбирать дисплеи с одинаковым уровнем яркости для обеспечения однородного внешнего вида в их приложении, что особенно важно при использовании нескольких дисплеев рядом. Коэффициент согласования 2:1 дополнительно гарантирует, что в пределах одного дисплея ни одна точка не будет более чем в два раза ярче другой, обеспечивая визуальную однородность формируемых символов или графики.

4. Анализ рабочих характеристик

Хотя в PDF-файле упоминаются типичные характеристические кривые, предоставленные электрические/оптические данные позволяют провести анализ. Прямое напряжение демонстрирует предсказуемое увеличение с ростом тока (от 2.6В тип. при 20мА до 2.8В тип. при 80мА), что является стандартным поведением светодиода. Доминирующая длина волны 639 нм и пик на 650 нм четко определяют его принадлежность к гиперкрасному спектру, обеспечивая высокое визуальное воздействие. Широкий диапазон рабочих температур (от -35°C до +85°C) указывает на стабильную работу в жестких условиях, хотя прямой ток должен быть снижен при высоких температурах окружающей среды в соответствии с максимальными параметрами.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и возможность стыковки

Механический чертеж предоставляет критически важные размеры для проектирования посадочного места на печатной плате и интеграции в корпус. Ключевой особенностью, которая подчеркивается, является то, что модульстыкуется как вертикально, так и горизонтально. Это означает, что механическая конструкция включает элементы (такие как заподлицо края или специальные точки крепления), которые позволяют размещать несколько дисплеев рядом друг с другом для создания более крупных многосимвольных или многострочных дисплеев без неэстетичных зазоров или проблем с выравниванием.

5.2 Распиновка и внутренняя схема

Устройство имеет 24-контактную конфигурацию. Таблица распиновки четко определяет функцию каждого контакта: анод для столбцов и катод для строк. Несколько контактов помечены как \"НЕТ ПОДКЛЮЧЕНИЯ\" (N/C). Внутренняя принципиальная схема, типичная для матричного дисплея, показывает 64 светодиода (8x8), расположенные с анодами, соединенными в столбцы, и катодами — в строки. Эта распространенная матричная архитектура минимизирует количество необходимых выводов драйвера (16 для 64 светодиодов), но требует мультиплексированного управления.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Основная инструкция по сборке касается пайки:260°C в течение 3 секунд, измеренная на расстоянии 1/16 дюйма ниже плоскости установки. Это стандартный параметр профиля пайки оплавлением. Разработчики должны убедиться, что их процесс сборки печатных плат соответствует этому требованию, чтобы предотвратить термическое повреждение светодиодных чипов или пластикового корпуса. Диапазон температур хранения (от -35°C до +85°C) также должен соблюдаться во время обращения и перед сборкой.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Сочетание высокой яркости, широкого угла обзора и твердотельной конструкции делает LTP-18088KD подходящим для:Панелей промышленного управления(индикаторы состояния, коды неисправностей),Испытательного и измерительного оборудования(отсчеты, шкалы),Информационных табло общего пользования(на транспорте, простые табло сообщений),Потребительской электроники(дисплеи аудиоаппаратуры, индикаторы состояния бытовой техники) иОбучающих наборов и прототипирования.

7.2 Вопросы проектирования

• Схема управления:Должна использовать драйверы постоянного тока или соответствующие токоограничивающие резисторы для каждого столбца/строки, чтобы установить прямой ток (например, 20мА для типичной яркости).
• Мультиплексирование:Матрица требует мультиплексированного управления. Контроллер должен циклически перебирать строки (или столбцы) достаточно быстро, чтобы избежать видимого мерцания (обычно >100 Гц). Пиковый ток на точку (90 мА) позволяет использовать более высокие импульсные токи во время мультиплексирования для достижения желаемой средней яркости.
• Расчет мощности:При 64 точках, максимальной средней мощности 40 мВт на точку и скважности, определяемой схемой мультиплексирования, необходимо рассчитать общую рассеиваемую мощность модуля, чтобы обеспечить адекватный тепловой режим.
• Защита от ЭСР:Как и для всех полупроводниковых приборов, во время обращения и сборки должны соблюдаться стандартные меры предосторожности от электростатического разряда.

8. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевым отличием LTP-18088KD является использованиетехнологии AlInGaP (гиперкрасный). По сравнению со старыми светодиодами на основе GaAsP или стандартными красными GaP, AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к большей яркости при том же токе управления или аналогичной яркости при меньшей мощности. Конструкция с черной панелью/белыми сегментами повышает контрастность более эффективно, чем традиционные серые или бежевые корпуса. Его стыкуемая конструкция является практическим механическим преимуществом для бесшовного построения более крупных дисплеев.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: В чем разница между пиковой длиной волны (650 нм) и доминирующей длиной волны (639 нм)?

О: Пиковая длина волны — это точка максимальной мощности в излучаемом спектре. Доминирующая длина волны — это воспринимаемая цветовая точка, рассчитанная на основе спектра и цветовых функций МКО. Для такого монохроматического источника, как этот красный светодиод, они близки, но не идентичны.

В: Как достичь типичной силы света в 3500 мккд?

О: Условие испытания — этопиковый ток (I_P) 32 мА при скважности 1/16. В мультиплексированной матрице с 8 строками более распространена скважность 1/8. Для достижения аналогичной средней яркости пиковый ток во время его активного временного слота может потребовать корректировки в зависимости от скважности драйвера и требуемого среднего тока на светодиод.

В: Могу ли я управлять им напрямую с вывода микроконтроллера на 5В?

О: Нет. Прямое напряжение составляет ~2.6В, и обязателен последовательный токоограничивающий резистор. Прямое подключение 5В разрушит светодиод из-за чрезмерного тока. Более того, выводы микроконтроллера обычно не могут обеспечивать/потреблять суммарный ток, необходимый для целого столбца или строки в мультиплексированной схеме; необходимы внешние драйверы (транзисторы или специализированные микросхемы драйверов светодиодов).

10. Пример проекта и использования

Сценарий: Проектирование простого 4-разрядного цифрового индикатора для счетчика.

Четыре дисплея LTP-18088KD будут размещены рядом (благодаря стыкуемой конструкции). Для управления дисплеем будет использоваться микроконтроллер. Поскольку каждая матрица 8x8 может формировать узнаваемые цифры, прошивка контроллера будет содержать карту шрифтов. Микроконтроллер через внешние транзисторные сборки или специализированную микросхему драйвера светодиодов будет мультиплексировать дисплеи. Он будет циклически перебирать четыре дисплея (мультиплексирование с временным разделением), а в пределах каждого дисплея — перебирать 8 строк (строчная развертка). Пиковый ток на светодиод будет установлен схемой драйвера для достижения желаемой яркости с учетом общей скважности мультиплексирования (например, 1/32 при сканировании 4 дисплеев * 8 строк). Источник питания должен быть рассчитан на обеспечение общего среднего тока для всех светящихся точек.

11. Введение в принцип работы

LTP-18088KD работает на принципеэлектролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, прикладывается к чипу светодиода AlInGaP, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав полупроводникового сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая задает длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае гиперкрасный. 64 отдельных светодиодных чипа расположены в матрице с общими анодными столбцами и общими катодными строками. Избирательно подавая положительное напряжение на определенный столбец (анод) и заземляя определенную строку (катод), включается только светодиод на пересечении этой строки и столбца. Быстрое последовательное выполнение этого процесса (мультиплексирование) позволяет подсветить все необходимые точки для формирования стабильного изображения.

12. Технологические тренды

Технологии отображения постоянно развиваются. В то время как дискретные светодиодные матрицы, такие как LTP-18088KD, остаются актуальными для определенных встраиваемых приложений благодаря своей надежности, простоте и высокой яркости, можно отметить несколько тенденций. Наблюдается переход ксветодиодным массивам для поверхностного монтажа (SMD)для повышения плотности и автоматизации сборки.Интегрированные матрицы драйверов светодиодовсо встроенными контроллерами (такими как интерфейсы I2C или SPI) упрощают сложность проектирования. Для цветных примененийRGB светодиодные матрицыстановятся все более распространенными. Более того, во многих потребительских приложениях небольшие модули OLED или TFT LCD вытесняют монохромные светодиодные матрицы там, где требуются полноценная графика, цвет и более низкое энергопотребление в постоянно включенных сценариях. Однако для приложений, требующих экстремальной яркости, длительного срока службы, широкого температурного диапазона и простоты, матричные дисплеи на основе AlInGaP продолжают занимать прочные позиции.