LTP-1457AKD Onyesho la LED Dot Matrix - Urefu wa Inchi 1.2 (30.42mm) - AlInGaP Nyekundu Kali - Safu ya 5x7 - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTP-1457AKD ni moduli ya kuonyesha tarakimu moja na herufi, iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji matokeo ya herufi wazi na ya kuaminika. Kazi yake ya msingi ni kuwakilisha data kwa macho, kwa kawaida herufi zilizosimbwa kwa ASCII au EBCDIC, kupitia gridi ya diodes zinazotoa mwanga (LED) ambazo zinaweza kudhibitiwa kila moja.

Kifaa hiki kimejengwa kuzunguka safu ya vipande vya LED vya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) Nyekundu Kali yenye safu wima 5 na safu mlalo 7 (5x7). Nyenzo hii ya semikondukta inakuzwa kwenye msingi usio wa uwazi wa Gallium Arsenide (GaAs), ambao huchangia utendaji wake wa macho. Uwasilishaji wa macho una sahani ya uso ya kijivu na nukta nyeupe, ikitoa tofauti kubwa kwa vipengele vya nyekundu vinavyong'aa. Malengo makuu ya muundo wa sehemu hii ni matumizi ya nguvu ndogo, uaminifu wa hali thabiti, na pembe pana ya kutazama inayopatikana kupitia ujenzi wa ndege moja. Imegawanywa kulingana na ukubwa wa mwanga, ikiruhusu kuendana kwa mwangaza katika matumizi ya tarakimu nyingi, na inaweza kusonganishwa kwa usawa kuunda maonyesho ya herufi nyingi.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Vigezo hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo ikiivuka kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishiwi.

• Matumizi ya Nguvu ya Wastani kwa Nukta:40 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu inayoweza kushughulikiwa na kila sehemu ya LED bila kupata joto kupita kiasi.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele kwa Nukta:90 mA. Hii inaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo yenye mzunguko wa kazi 1/10 na upana wa pigo la 0.1 ms ili kuepuka mkazo wa joto kupita kiasi.
• Mkondo wa Mbele wa Wastani kwa Nukta:15 mA kwa 25°C. Mkondo huu hupungua kwa mstari juu ya 25°C kwa kiwango cha 0.2 mA/°C. Kwa mfano, kwa 85°C, mkondo wa wastani unaoruhusiwa utakuwa takriban: 15 mA - ((85°C - 25°C) * 0.2 mA/°C) = 3 mA.
• Voltage ya Nyuma kwa Nukta:5 V. Kuivuka voltage hii kwa upendeleo wa nyuma kunaweza kusababisha kuvunjika kwa makutano.
• Safu ya Joto la Uendeshaji na Uhifadhi:-35°C hadi +85°C.
• Joto la Kuuza:Inastahimili 260°C kwa upeo wa sekunde 3, ikipimwa 1.6mm (inchi 1/16) chini ya ndege ya kukaa ya kifurushi.

2.2 Sifa za Umeme na Macho

Hizi ndizo vigezo vya utendaji vinavyohakikishwa chini ya hali maalum za majaribio kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C.

• Ukubwa wa Mwanga wa Wastani (I_V):Kuanzia 800 μcd (kiwango cha chini) hadi 2600 μcd (kawaida), ikijaribiwa kwa mkondo wa kilele (I_p) wa 32 mA na mzunguko wa kazi 1/16. Ukubwa huo hupimwa kwa kutumia kichujio kinachokaribia mkunjo wa majibu ya jicho la binadamu la photopic (CIE).
• Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λ_p):Kwa kawaida 650 nm inapodhibitiwa kwa mkondo wa mbele (I_F) wa 20 mA. Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo nguvu ya macho inayoachwa ni kubwa zaidi.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):Kwa kawaida 20 nm (I_F=20mA). Hii inaonyesha kuenea kwa urefu wa wimbi la mwanga unaotolewa karibu na kilele.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):Kwa kawaida 639 nm (I_F=20mA). Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaoonwa na jicho la binadamu, ambao unaweza kutofautiana kidogo na urefu wa wimbi la kilele.
• Voltage ya Mbele kwa Nukta (V_F):Kuanzia 2.1V hadi 2.8V kulingana na mkondo. Kwa I_F=20mA: 2.1V (chini), 2.6V (kawaida). Kwa I_F=80mA: 2.3V (chini), 2.8V (kawaida).
• Mkondo wa Nyuma kwa Nukta (I_R):Upeo wa 100 μA wakati voltage ya nyuma (V_R) ya 5V inatumika.
• Uwiano wa Kuendana kwa Ukubwa wa Mwanga (I_V-m):Upeo wa 2:1. Hii inabainisha kwamba tofauti ya mwangaza kati ya nukta yoyote mbili (au sehemu) kwenye kifaa kimoja chini ya hali sawa za udhibiti haitazidi sababu ya mbili.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Makundi

Waraka wa data unaonyesha kifaa hiki kimegawanywa katika makundi kulingana na Ukubwa wa Mwanga. Hii inamaanisha mchakato wa kugawa au kupanga baada ya utengenezaji. Kwa sababu ya tofauti za asili katika ukuaji wa epitaxial wa semikondukta na usindikaji wa chip, LED kutoka kwa kundi moja la uzalishaji zinaweza kuwa na matokeo tofauti kidogo ya macho. Ili kuhakikisha uthabiti katika matumizi, hasa katika maonyesho ya tarakimu nyingi ambapo mwangaza sawa ni muhimu, vitengo vilivyotengenezwa hujaribiwa na kugawanywa katika makundi tofauti kulingana na ukubwa wao wa mwanga uliopimwa. Wabunifu wanaweza kisha kubainisha msimbo wa kikundi wanapoagiza ili kuhakikisha vitengo vyote katika mkusanyiko wao viko ndani ya safu nyembamba ya mwangaza, na kuzuia baadhi ya herufi kuonekana giza au nyepesi kuliko zingine. Ingawa waraka huu wa data haunaorodhesha misimbo maalum ya makundi au safu za ukubwa wa mwanga, mazoea haya ni ya kawaida kwa kuhakikisha ubora wa macho.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Ukurasa wa mwisho wa waraka wa data umetolewa kwa Mikunjo ya Kawaida ya Sifa za Umeme / Macho. Grafu hizi ni muhimu sana kwa kuelewa tabia ya kifaa zaidi ya vigezo vya sehemu moja vilivyoorodheshwa kwenye jedwali. Ingawa mikunjo maalum haijaelezewa kwa kina katika maandishi yaliyotolewa, michoro ya kawaida kwa kifaa kama hicho ingejumuisha:

• Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V):Inaonyesha uhusiano usio wa mstari kati ya mkondo na voltage kwenye makutano ya LED. Inasaidia katika kubuni mzunguko wa kuzuia mkondo.
• Ukubwa wa Mwanga dhidi ya Mkondo wa Mbele:Inaonyesha jinsi matokeo ya mwanga yanaongezeka kwa mkondo, kwa kawaida kwa njia ya chini ya mstari kwenye mikondo ya juu kutokana na joto na kupungua kwa ufanisi.
• Ukubwa wa Mwanga dhidi ya Joto la Mazingira:Inaonyesha kupungua kwa matokeo ya mwanga kadiri joto la makutano linapanda, ambalo ni muhimu kwa matumizi yanayofanya kazi katika safu pana ya joto.
• Usambazaji wa Wigo:Mchoro wa ukubwa wa mwanga wa jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, unaonyesha sura na upana wa wigo wa mwanga nyekundu unaotolewa.

Mikunjo hii huruhusu wahandisi kutabiri utendaji chini ya hali zao maalum za uendeshaji, ambazo zinaweza kutofautiana na hali za kawaida za majaribio.

5. Maelezo ya Mitambo na Kifurushi

Ujenzi wa kimwili wa LTP-1457AKD umebainishwa na vipimo vyake vya kifurushi na mzunguko wa ndani.

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki kina urefu wa safu ya inchi 1.2 (30.42 mm). Mchoro wa kina wenye vipimo umetolewa kwenye ukurasa wa 2 wa waraka wa data. Vipimo vyote vimebainishwa kwa milimita, na uvumilivu wa jumla wa ±0.25 mm (±0.01 inchi) isipokuwa kipengele maalum kinahitaji uvumilivu tofauti. Mchoro huu ni muhimu kwa muundo wa alama za PCB (Bodi ya Mzunguko iliyochapishwa), kuhakikisha sehemu hii inalingana kwa usahihi na inalingana na pedi za kuuza za bodi.

5.2 Mzunguko wa Ndani na Uunganisho wa Pini

Onyesho hili linatumia usanidi wa kathodi ya kawaida kwa safu mlalo. Mchoro wa mzunguko wa ndani unaonyesha safu ya 5x7 ambapo kila LED (nukta) huundwa kwenye makutano ya mstari wa anode (safu wima) na mstari wa kathodi (safu mlalo). Ili kuangazia nukta maalum, anode ya safu wima yake inayolingana lazima idhibitiwe kuwa ya juu (kwa kuzuia mkondo unaofaa), wakati kathodi ya safu mlalo yake lazima ivutwe kuwa ya chini.

Jedwali la uunganisho wa pini ni muhimu kwa kuunganisha:

- Pini 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14 zinaunganishwa na Safu za Kathodi (1-7).

- Pini 3, 4, 6, 10, 11, 13 zinaunganishwa na Safu Wima za Anode (1-5).

Kumbuka: Kuna utofauti katika orodha iliyotolewa ambapo Pini 11 imeorodheshwa kama SAFU WIMA YA ANODE 3 na Pini 4 pia ni SAFU WIMA YA ANODE 3. Katika safu ya kawaida ya 5x7 yenye pini 12 (pini 14 na 2 labda hazitumiki), hii kwa uwezekano ni makosa ya nyaraka; moja inapaswa kuwa Safu Wima 1, 2, 3, 4, au 5. Mchoro halisi wa waraka wa data lazima utafutwe kwa ramani sahihi na isiyo na utata. Mzunguko sahihi wa udhibiti wa kuzidisha unahitajika ili kuamilisha safu mlalo na safu wima kwa mpangilio ili kuunda herufi bila kuonekana kwa mzuka.

6. Mwongozo wa Kuuza na Kusanyiko

Uainishaji muhimu wa kusanyiko uliotolewa ni wasifu wa joto la kuuza. Kifaa hiki kinaweza kustahimili joto la kilele la 260°C kwa muda wa upeo wa sekunde 3. Hii hupimwa kwenye sehemu ya 1.6mm chini ya ndege ya kukaa ya mwili wa kifurushi, ambayo inalingana takriban na uso wa PCB au kiungo cha kuuza lenyewe. Kiwango hiki kinaendana na michakato ya kawaida ya kuuza tena isiyo na risasi (SnAgCu). Wabunifu lazima wahakikishe wasifu wa tanuri yao ya kuuza tena hauzidi kikomo hiki cha muda-kwenye-joto ili kuzuia uharibifu kwa vipande vya LED, vifungo vya waya vya ndani, au nyenzo za kifurushi cha plastiki. Tahadhari za kawaida za ESD (Utoaji Umeme wa Tuli) zinapaswa kuzingatiwa wakati wa kushughulikia.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Onyesho hili linafaa kwa matumizi yanayohitaji herufi moja, inayosomeka vizuri sana au ishara. Hali yake ya kusonganishwa huruhusu itumike katika usanidi wa herufi nyingi. Matumizi ya kawaida ni pamoja na:

- Paneli za vyombo (vipima volti, vipima vingi, vipima masafa).

- Viashiria vya hali ya mifumo ya udhibiti wa viwanda.

- Maonyesho ya terminal ya mauzo.

- Bodi za ujumbe rahisi au bodi za alama wakati vitengo vingi vimeunganishwa.

- Interfaces ya mtumiaji wa mfumo ulioingizwa kwa misimbo ya hali au matokeo ya tarakimu moja.

7.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Mzunguko wa Udhibiti:Kichakataji kidogo chenye pini za I/O za kutosha au IC maalum ya kudhibiti onyesho la LED (kama MAX7219 au kama hiyo) inahitajika kwa kuzidisha. Kila pini itachukua au kutoa mkondo kwa LED nyingi, kwa hivyo hakikisha mipaka ya mkondo kwa pini ya MCU au kichocheo haivukwi.
• Kuzuia Mkondo:Vipinga vya kuzuia mkondo vya nje vinahitajika kwa kila safu wima ya anode (au kichocheo cha mkondo thabiti) ili kuweka mkondo wa mbele (I_F) kwa thamani salama, kwa kawaida kati ya 10-20 mA kwa uendeshaji endelevu, kwa kuzingatia kupungua kwa joto.
• Matumizi ya Nguvu:Hesabu jumla ya matumizi ya nguvu, hasa wakati nukta nyingi zinaangazwa wakati mmoja. Hakikisha inabaki ndani ya mipaka ya joto ya kifaa na ya PCB.
• Pembe ya Kutazama:Pembe pana ya kutazama inafaa kwa matumizi ambapo onyesho linaweza kutazamwa kutoka upande.
• Uthabiti wa Mwangaza:Bainisha kikundi cha ukubwa wa mwanga unapoagiza kwa matumizi ya vitengo vingi ili kuhakikisha usawa wa macho.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Tofauti kuu za LTP-1457AKD ni matumizi yake ya teknolojia ya AlInGaP Nyekundu Kali na umbizo lake maalum la mitambo/umeme.

• Ikilinganishwa na LED za Kawaida za Nyekundu za GaAsP au GaP:LED za AlInGaP kwa ujumla hutoa ufanisi mkubwa wa mwanga, uthabiti bora wa joto, na rangi ya nyekundu iliyojaa zaidi, safi (urefu wa wimbi kuu ~639nm) ikilinganishwa na teknolojia za zamani, ambazo zinaweza kuonekana zaidi kama rangi ya machungwa.
• Ikilinganishwa na Maonyesho Makubwa au Madogo ya Dot Matrix:Urefu wa inchi 1.2 na umbizo la 5x7 huwakilisha usawa maalum wa ukubwa na azimio, ikitoa uwezo wa kusomeka mzuri kwa umbali wa wastani. Umbizo ndogo linaokoa nafasi lakini linapunguza uwezo wa kusomeka; umbizo kubwa linaonekana zaidi kutoka mbali lakini linatumia nguvu zaidi na eneo la bodi.
• Ikilinganishwa na Maonyesho yenye Kichocheo Kilichounganishwa:Hii ni safu ya LED mbichi. Maonyesho yenye vichocheo vilivyounganishwa (I2C, SPI) hurahisisha interface ya kichakataji kidogo lakini yanaweza kuwa yasiyo na kubadilika au kuwa na gharama kubwa. LTP-1457AKD hutoa udhibiti wa moja kwa moja kwa gharama ya mzunguko mgumu zaidi wa kichocheo.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo)

S: Je, naweza kudhibiti onyesho hili kwa kichakataji kidogo cha 5V moja kwa moja?

J: Inawezekana, lakini kwa tahadhari. V_Fya kawaida ni 2.1-2.8V. Pini ya MCU ya 5V ingetumia 5V kwa anode, ambayo bila kipinga mkondo ingeharibu LED. Lazima utumie kipinga mfululizo. Hesabu ni: R = (V_usambazaji- V_F) / I_F. Kwa usambazaji wa 5V, V_F=2.6V, na I_F=20mA, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Pia, hakikisha MCU inaweza kuchukua/kutoa mkondo unaohitajika uliozidishwa.

S: Inamaanisha nini Mzunguko wa Kazi 1/16 katika hali ya majaribio ya ukubwa wa mwanga?

J: Inamaanisha LED inapigwa kwa 1/16 ya muda wa mzunguko mzima. Kwa maonyesho yaliyozidishwa, hii ni njia ya kawaida ya udhibiti. Mkondo wa kilele wakati wa muda wa kuwashwa (32 mA kwenye jaribio) ni mkubwa kuliko ule unaoweza kutumika kwa uendeshaji wa DC ili kufikia mwangaza unaoonwa sawa na mkondo wa chini wa DC. Mkondo wa wastani ni (Mkondo wa Kilele * Mzunguko wa Kazi) = 32mA * (1/16) = 2 mA.

S: Ninaunda vipi herufi kama herufi na nambari?

J: Unahitaji jedwali la fonti au kizazi cha herufi katika programu yako. Hii ni jedwali la kutafuta ambalo linabainisha ni nukta zipi (mchanganyiko wa anode/safu wima, kathodi/safu mlalo) za kuangazia kwa kila msimbo wa ASCII au EBCDIC. Kwa mfano, herufi A ingeendana na muundo maalum katika safu wima 5 na safu mlalo 7.

10. Utafiti wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Mazingira: Kubuni Kiashiria cha RPM cha Tarakimu Moja kwa Kichocheo cha Motor.

Onyesho linahitaji kuonyesha nambari kutoka 0-9 inayowakilisha safu ya kasi. Kichakataji kidogo cha gharama nafuu chenye pini 12 za I/O imechaguliwa.

Utekelezaji:Pini 7 zimeundwa kama matokeo ya mfereji wazi kudhibiti safu mlalo za kathodi (kuchukua mkondo). Pini 5 zimeundwa kama matokeo ya dijiti kudhibiti safu wima za anode kupitia vipinga vya kuzuia mkondo (kutoa mkondo). Firmware ina ramani ya fonti ya 5x7 kwa tarakimu 0-9. Inaendesha usumbufu wa timer ambao kwa mpangilio huamilisha kila safu mlalo (1-7) kwa kuvuta pini yake ya kathodi kuwa ya chini. Kwa safu mlalo inayofanya kazi, firmware huweka pini 5 za anode kuwa za juu kulingana na muundo wa fonti kwa tarakimu inayotakiwa kuonyeshwa kwenye safu mlalo hiyo maalum. Uzidishaji huu hufanyika kwa kasi zaidi kuliko inavyoweza kuona jicho la binadamu (k.m., >100 Hz), na kuunda picha thabiti, isiyo na kuwashwa kwa mwanga. Mkondo wa wastani kwa kila LED unadumishwa kwa 10 mA (mkondo wa kilele uliorekebishwa kwa mzunguko wa kazi) ili kuhakikisha uaminifu wa muda mrefu ndani ya mipaka ya matumizi ya nguvu.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Kanuni ya msingi ni utoaji wa mwanga wa umeme katika makutano ya p-n ya semikondukta. Nyenzo za AlInGaP zina pengo la bendi moja kwa moja. Wakati zimeelekezwa mbele (voltage chanya kwenye anode ikilinganishwa na kathodi), elektroni huingizwa kutoka kwa eneo la aina-n hadi kwenye bendi ya uendeshaji, na mashimo huingizwa kutoka kwa eneo la aina-p hadi kwenye bendi ya thamani. Vibeba malipo hivi huchanganyika tena katika eneo lenye shughuli karibu na makutano. Katika nyenzo za pengo la bendi moja kwa moja kama AlInGaP, sehemu kubwa ya mchanganyiko huu wa tena ni ya mionzi, ikimaanisha hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Urefu wa wimbi (rangi) wa mwanga huu umebainishwa na nishati ya pengo la bendi (E_g) ya nyenzo za semikondukta, kulingana na mlinganyo λ ≈ hc/E_g. Kwa AlInGaP iliyorekebishwa kwa mwanga nyekundu, hii husababisha fotoni zenye urefu wa wimbi karibu 650 nm. Mpangilio wa safu ya 5x7 ni gridi tu ya LED hizi za mtu binafsi za makutano ya p-n, na anode na kathodi zake zimeunganishwa kwa muundo wa kuvuka ili kupunguza idadi ya pini zinazohitajika za kichocheo.

12. Mienendo ya Teknolojia

Ingawa LTP-1457AKD inawakilisha teknolojia iliyokomaa na ya kuaminika, uwanja mpana wa teknolojia ya maonyesho unaendelea kubadilika. Maonyesho ya aina hii ya LED dot matrix tofauti yanakabiliwa na ushindani kutoka kwa moduli zilizounganishwa zinazotumia vifaa vya kushikilia uso (SMD) vya LED, ambavyo vinaweza kuwa vidogo na kutoa azimio la juu. Zaidi ya hayo, teknolojia za OLED (LED ya kikaboni) na micro-LED zinakua, zikiahidi maonyesho nyembamba zaidi, yenye ufanisi zaidi, na yenye tofauti kubwa zaidi. Kwa kikoa maalum cha maonyesho rahisi, magumu, ya herufi moja au ya herufi nyingi yenye azimio la chini, LED za AlInGaP na semikondukta zinazofanana za III-V bado zinatumika sana kutokana na uaminifu wao uliothibitishwa, safu pana ya joto la uendeshaji, mwangaza wa juu, na ufanisi wa gharama kwa matumizi ya viwanda na vyombo. Mwelekeo katika sehemu hii unaelekea kwenye ufanisi wa juu zaidi (mwanga zaidi kwa watt) na kugawa makundi kwa usawa zaidi kwa uthabiti wa rangi na mwangaza.