Техническая спецификация LTP-22157M - Матричный светодиодный индикатор 2.2 дюйма (57.22 мм), массив 5x7, красно-оранжевый и зеленый

1. Обзор продукта

LTP-22157M представляет собой монохромный матричный дисплейный модуль с одной плоскостью, предназначенный для отображения буквенно-цифровых символов. Его основная функция — обеспечение визуального интерфейса вывода путем засветки определенного паттерна светодиодов в сетке 5 столбцов на 7 строк. Устройство объединяет две различные технологии светодиодных чипов в одном корпусе: красно-оранжевые и зеленые светодиоды. Эта двухцветная возможность, хотя и не позволяет отображать несколько цветов на точку, обеспечивает выбор цвета на уровне модуля или простые схемы двухсостоятельной индикации. Дисплей имеет серую лицевую панель с белыми точками, что повышает контрастность и читаемость при различном освещении. Основное применение — промышленное оборудование, приборы, терминалы точек продаж и другие встраиваемые системы, требующие простого и надежного отображения символов.

Основное преимущество этого дисплея заключается в его твердотельной конструкции, обеспечивающей высокую надежность и длительный срок службы по сравнению с устаревшими технологиями, такими как дисплеи на основе нитей накала. Он потребляет относительно мало энергии и спроектирован для простой электрической интеграции, совместим со стандартными кодами символов ASCII и EBCDIC. Механическая конструкция позволяет горизонтальное объединение, что дает возможность создания многосимвольных дисплеев.

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики указаны отдельно для зеленых и красно-оранжевых светодиодных элементов. Длязеленых светодиодов, типичная средняя сила света составляет 4800 мккд при пиковом токе (Ip) 80 мА и скважности 1/16. Доминирующая длина волны (λd) обычно составляет 569 нм, а пиковая длина волны излучения (λp) — 565 нм, что помещает его в область чистого зеленого спектра. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 30 нм, что указывает на умеренно узкую полосу излучения.

Длякрасно-оранжевых светодиодов, типичная средняя сила света также составляет 4800 мккд при тех же условиях управления (80 мА, скважность 1/16). Доминирующая длина волны обычно составляет 621 нм, а пик излучения — 630 нм, что характеризует его красно-оранжевый цвет. Полуширина спектральной линии шире и составляет 40 нм. Ключевым параметром для однородности дисплея является коэффициент соответствия силы света (IV-m), который указан как максимум 2:1. Это означает, что интенсивность самой тусклой точки в массиве будет не менее половины интенсивности самой яркой точки при одинаковых условиях испытаний (IF=10 мА), что обеспечивает приемлемую визуальную согласованность символа.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют рабочие границы и типичные показатели.Абсолютные максимальные параметрыидентичны для обоих цветов: средняя рассеиваемая мощность на точку — 36 мВт, пиковый прямой ток на точку — 100 мА, а средний прямой ток на точку должен линейно снижаться с 13 мА при 25°C на 0,17 мА/°C. Максимальное обратное напряжение на сегмент — 5В. Превышение этих параметров может привести к необратимому повреждению.

TheТипичные электрические характеристикипоказывают прямое напряжение (VF). Для зеленых светодиодов VF типично составляет 2,6В при 20 мА и 3,7В при 80 мА. Для красно-оранжевых светодиодов VF типично составляет 2,6В при 20 мА и 3,4В при 80 мА. Обратный ток (IR) для любой точки составляет максимум 100 мкА при VR=5В. Эти значения критически важны для проектирования схемы ограничения тока и источника питания.

3. Тепловые характеристики

Устройство рассчитано на рабочий температурный диапазон от -35°C до +85°C и такой же диапазон температур хранения. Кривая снижения номинала для среднего прямого тока является прямым тепловым параметром; по мере роста температуры окружающей среды выше 25°C допустимый непрерывный ток должен быть уменьшен для предотвращения перегрева и ускоренной деградации. Температура пайки указана как максимум 260°C в течение не более 3 секунд, измеренная на 1,6 мм ниже плоскости установки, что критически важно для процессов сборки печатных плат.

4. Объяснение системы бинирования

В спецификации указано, что устройствокатегоризировано по силе света. Это означает, что изделия сортируются (бинируются) на основе измеренной светоотдачи. Хотя конкретные коды бинов не приведены в этом документе, такая система гарантирует, что разработчики могут выбирать дисплеи с гарантированной минимальной яркостью или узким диапазоном яркости, что важно для согласованности продукта, особенно при использовании нескольких дисплеев рядом. В этой спецификации не упоминается бинирование по напряжению или длине волны; доминирующие/пиковые длины волн приведены как типичные значения.

5. Анализ кривых производительности

В спецификации упоминаютсяТипичные кривые электрических/оптических характеристик. Хотя конкретные кривые не детализированы в предоставленном тексте, такие графики, обычно включаемые в полные спецификации, иллюстрируют зависимость между прямым током (IF) и прямым напряжением (VF), зависимость между прямым током и силой света, а также изменение этих параметров в зависимости от температуры окружающей среды. Анализ этих кривых позволяет разработчикам оптимизировать ток управления для достижения желаемой яркости и эффективности, а также понять, как производительность будет меняться в рабочем температурном диапазоне.

6. Механическая и упаковочная информация

Высота матрицы дисплея составляет 2,2 дюйма (57,22 мм). Габаритные размеры корпуса приведены на чертеже, все единицы указаны в миллиметрах со стандартными допусками ±0,25 мм, если не указано иное. Устройство имеет 18-контактную конфигурацию. Распиновка четко определена: контакты 1-4 и 9-12 — это анодные строки (1-7). Контакты 5-9 — это катодные столбцы для зеленых светодиодов (столбцы 1-5). Контакты 13-17 — это катодные столбцы для красно-оранжевых светодиодов (столбцы 5-1, в обратном порядке). Контакт 18 не подключен. Такое расположение облегчает мультиплексированное управление, при котором контроллер последовательно активирует каждую строку (анод), предоставляя данные для столбцов (катодов) этой строки.

7. Рекомендации по пайке и сборке

Ключевой рекомендацией по сборке является температурный профиль пайки: корпус компонента не должен подвергаться воздействию температур выше 260°C более 3 секунд во время оплавления или волновой пайки. Точка измерения находится на 1,6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки, что примерно соответствует поверхности печатной платы. Во время обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD), поскольку светодиоды чувствительны к статическому электричеству. Для хранения рекомендуется диапазон от -35°C до +85°C в среде с низкой влажностью.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для приложений, требующих простого и недорогого буквенно-цифрового отображения. Примеры включают: индикаторы состояния на панелях промышленного управления, базовые показания на испытательном и измерительном оборудовании, простые сообщения на бытовых приборах и символьные индикаторы в устаревших или чувствительных к стоимости системах. Возможность горизонтального объединения позволяет создавать многоразрядные дисплеи для счетчиков, таймеров или базового представления данных.

8.2 Соображения по проектированию

Схема управления:Дисплей требует внешней схемы мультиплексированного драйвера. Каждая светодиодная точка адресуется своей строкой (анод) и столбцом (катод). Драйвер должен подавать достаточный пиковый ток (до номинальных 80 мА для полной яркости) короткими импульсами, поскольку средний ток ограничен скважностью. Правильные токоограничивающие резисторы или драйверы постоянного тока необходимы для каждой катодной линии, чтобы установить ток и защитить светодиоды.

Интерфейс с микроконтроллером:Мультиплексирование может управляться микроконтроллером с достаточным количеством выводов ввода-вывода или через специализированные микросхемы драйверов дисплея (например, MAX7219). Частота обновления должна быть достаточно высокой (обычно >60 Гц), чтобы избежать видимого мерцания.

Выбор цвета:Разработчик должен выбрать использование либо зеленых, либо красно-оранжевых светодиодов, подключившись к соответствующим катодным выводам. Их нельзя смешивать на уровне отдельных точек.

Угол обзора:В спецификации упоминается "широкий угол обзора", но конкретное значение не указано. Для приложений с критичным углом обзора это следует проверить или протестировать.

9. Техническое сравнение

По сравнению с современными графическими OLED- или TFT-дисплеями, эта матрица сильно ограничена по разрешению, цветовым возможностям и плотности информации. Ее преимущества —крайняя простота, надежность, широкий рабочий температурный диапазон, низкая стоимость и высокая яркость. По сравнению с другими светодиодными матричными дисплеями той же эпохи, ее ключевым отличием является наличие двух различных цветов светодиодов в одном корпусе, что обеспечивает гибкость проектирования. Высота символа 2,2 дюйма относительно велика, что делает его подходящим для приложений, где важна читаемость с расстояния.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я одновременно зажечь красные и зеленые светодиоды, чтобы получить желтый цвет?

О: Нет. Красно-оранжевые и зеленые светодиоды — это отдельные чипы, подключенные к разным катодным выводам для каждого столбца. Вы можете активировать только один набор цветов для всего дисплея за раз. Вы не можете смешивать цвета на точку.

В: Что означает "Скважность 1/16" в условиях испытания силы света?

О: Это означает, что светодиод включается импульсами на 1/16 от общего времени цикла. Указанная сила света (4800 мккд) — это средняя интенсивность за полный цикл. Пиковая мгновенная интенсивность во время включения намного выше. Это стандартно для мультиплексированных дисплеев.

В: Как рассчитать необходимый токоограничивающий резистор?

О: Используйте формулу: R = (Vcc - VF - Vdrop) / IF. Где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода из спецификации (для безопасности используйте максимальное значение, например, 3,7В для зеленого при 80 мА), Vdrop — падение напряжения на управляющем транзисторе, а IF — желаемый прямой ток (например, 20 мА для меньшей яркости). Убедитесь, что мощность резистора достаточна: P = IF^2 * R.

В: В распиновке катодные столбцы для красного и зеленого указаны в обратном порядке. Это ошибка?

О: Нет. Это задокументированное подключение выводов. Внутренняя принципиальная схема (упомянутая в спецификации) покажет, как соединены аноды и катоды. Разработчик должен точно следовать этой распиновке при проектировании печатной платы и написании управляющего ПО.

11. Практический пример использования

Пример: Индикатор температуры промышленного контроллера.Система контролирует температуру печи и должна отображать ее на панели, видимой с нескольких метров. Используются два дисплея LTP-22157M, объединенные горизонтально. Микроконтроллер считывает данные с датчика температуры, преобразует значение в символы ASCII и управляет дисплеями через процедуру мультиплексирования. Красно-оранжевые светодиоды выбраны из-за их высокой заметности. Ток управления установлен на 60 мА на точку при скважности 1/8, обеспечивая яркие и четкие цифры, соответствующие требованиям по интенсивности. Конструкция использует широкий рабочий температурный диапазон для обеспечения надежности внутри промышленного корпуса.

12. Введение в принцип работы

Матричный дисплей 5x7 — это сетка из 35 независимо адресуемых светодиодов. Для отображения символа зажигается определенный паттерн этих точек. Из-за ограничений по количеству выводов светодиоды не подключены индивидуально. Вместо этого они расположены вматричной конфигурации. Все светодиоды в одной строке имеют общее анодное соединение, а все светодиоды в одном столбце имеют общее катодное соединение (для заданного цвета). Чтобы зажечь конкретную точку, соответствующая строка переводится в высокий уровень (активируется анод), а соответствующий столбец — в низкий (активируется катод). Для отображения полного символа контроллер быстро перебирает каждую строку (1-7), активируя ее и подавая данные паттерна для этой строки на пять линий столбцов. Эта техника мультиплексирования позволяет управлять 35 точками всего с 12 выводами (7 строк + 5 столбцов).

13. Тенденции развития

Дисплеи, подобные LTP-22157M, представляют собой зрелую, устаревшую технологию. Тенденция в буквенно-цифровых дисплеях сместилась в сторонуболее высокой интеграции и интеллектуальности. Современные модули часто включают драйвер, контроллер, а иногда даже библиотеку шрифтов в корпусе дисплея, общаясь через простые последовательные интерфейсы (I2C, SPI). Это значительно снижает сложность проектирования для системного инженера. Более того, наблюдается переход кмногоцветным и полноценным графическим возможностямв корпусах аналогичного размера, таким как OLED-дисплеи, которые могут отображать пользовательскую графику, несколько строк текста и различные цвета. Однако для приложений, требующих очень высокой яркости, исключительной надежности в жестких условиях, минимально возможной стоимости или простой замены в существующих конструкциях, традиционные светодиодные матричные дисплеи, подобные этому, остаются жизнеспособным и надежным решением.