LTP-2157AKY-01 LED Display Datasheet - 2.0-inch (50.8mm) Matrix Height - Amber Yellow - 5x7 Dot Array - English Technical Document

1. Product Overview

LTP-2157AKY-01 ni moduli ya kuonyesha herufi na nambari yenye matrix ya 5x7 na urefu wa matrix ya inchi 2.0 (mm 50.8). Imebuniwa kutoa uwakilishi wazi wa herufi zenye tofauti kubwa kwa matumizi yanayohitaji matokeo ya nambari au herufi chache. Kifaa hutumia vipande vya LED vya hali ya juu vya AS-AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) vilivyokua kwenye msingi wa GaAs, vinavyojulikana kwa ufanisi wao mkubwa na mwangaza bora. Onyesho lina uso mweusi wenye nukta nyeupe, likiongeza tofauti na uwezo wa kusomeka chini ya hali mbalimbali za mwanga. Matumizi yake makuu ni katika vifaa vya viwanda, vifaa vya umma, na vifaa vingine ambavyo vinahitaji suluhisho la kuonyesha lenye ukubwa mdogo, la kuaminika na lenye matumizi ya nguvu kidogo.

1.1 Faida Kuu

• High Brightness & Contrast: Teknolojia ya AlInGaP ikichanganywa na muundo wa uso mweusi/nukta nyeupe hutoa uonekano bora.
• Mahitaji Madogo ya Nguvu: Imebuniwa kwa uendeshaji wenye ufanisi, na kufanya ifae kwa matumizi yanayotumia betri au yenye umakini wa nishati.
• Uaminifu wa Hali Imara: LED zinatoa maisha marefu ya uendeshaji, msimamo wa mshtuko, na utendaji thabiti ikilinganishwa na teknolojia nyingine za maonyesho.
• Muonekano Bora wa Herufi: The 5x7 dot matrix format provides well-defined, easily recognizable characters.
• X-Y Select Architecture: The matrix is organized in a row (anode) and column (cathode) configuration, allowing for efficient multiplexing and control with a reduced number of driver pins.

2. Technical Parameter Deep-Dive

Sehemu hii inatoa uchambuzi wa kina na wa kitu, wa vigezo muhimu vya umeme na vya nuru vilivyobainishwa kwenye karatasi ya data. Kuelewa maadili haya ni muhimu sana kwa kubuni sakiti ipasavyo na kuhakikisha uimara wa muda mrefu.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Viwango hivi vinaelezea mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji nje ya mipaka hii haupendekezwi.

• Nguvu ya Wastani Inayotumika kwa kila Dot: 35 mW. Kikomo hiki ni muhimu kwa usimamizi wa joto. Kuizidi kunaweza kusababisha joto kupita kiasi, kupungua kwa mwanga unaotolewa, na kuharibika kwa kasi kwa chip ya LED.
• Kilele cha Mbele cha Sasa kwa kila Nukta: 60 mA (kwa 1 kHz, mzunguko wa wajibu 25%). Ukadiriaji huu ni wa uendeshaji wa msukumo. Sasa ya wastani chini ya hali hizi ni 15 mA (60 mA * 0.25), ambayo lazima bado iwe chini ya ukadiriaji wa sasa ya wastani.
• Sasa ya Wastani ya Mbele kwa kila Nukta: Ukadiriaji wa msingi ni 13 mA kwenye 25°C. Muhimu, unapungua kwa 0.17 mA/°C. Kwa mfano, kwenye joto la mazingira (Ta) la 85°C, mkondo wa wastani unaoruhusiwa wa juu utakuwa: 13 mA - [0.17 mA/°C * (85°C - 25°C)] = 13 mA - 10.2 mA = 2.8 mA. Kupungua huku kwa kasi sana kunasisitiza hitaji la muundo wa makini wa joto katika mazingira ya joto la juu.
• Reverse Voltage per Dot: 5 V. Applying a reverse bias voltage greater than this can cause junction breakdown.
• Operating & Storage Temperature: -35°C to +85°C. The device is rated for industrial temperature ranges.
• Hali ya Kuuza 260°C kwa sekunde 3, na ncha ya chuma angalau inchi 1/16 (takriban 1.6 mm) chini ya ndege ya kukaa. Hii inazuia joto la kupita kiasi kusafiri juu ya waya za kuongoza na kuharibu chips za ndani za LED.

2.2 Electrical & Optical Characteristics (Ta = 25°C)

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji chini ya hali maalum za majaribio.

• Nguvu ya Mwanga ya Wastani kwa Nukta (I_V): 1650 (Min), 3600 (Typ) µcd. Ilijaribiwa kwa mkondo wa kilele (I_p) ya 32 mA kwa mzunguko wa kazi wa 1/16. Mkondo wa wastani halisi ni 2 mA. Masafa mapana yanaonyesha uwezekano wa kugawanya vikundi kulingana na mwangaza.
• Upeo wa Utoaji wa Wavelength (λ_p): 595 nm (Typ). Hii inafafanua wavelength ambapo pato la wigo ni la juu zaidi, na kuweka katika eneo la manjano-ya kahawia ya wigo unaoonekana.
• Wavelength Kuu (λ_d): 592 nm (Typ). Hii ndiyo wavelength moja inayotambuliwa na jicho la mwanadamu, inayolingana karibu na wavelength ya kilele.
• Upanaaji wa Nusu ya Mstari wa Wigo (Δλ): 15 nm (Typ). Hii inaonyesha usafi wa wigo; upana mwembamba zaidi unamaanisha rangi iliyojazwa zaidi, safi.
• Voltage ya Mbele kwa Kipande (V_F):
  • 2.05V (Min), 2.6V (Typ) kwa I_F = 20 mA.
  • 2.3V (Min), 2.8V (Typ) at I_F = 80 mA. The increase with current is due to the diode's series resistance.
• Reverse Current (I_R): 100 µA (Max) at V_R = 5V. Reverse current ya chini inapendekezwa.
• Uwiano wa Ulinganisho wa Ukali wa Mwanga (I_V-m): 2:1 (Upeo). Hii inabainisha uwiano wa juu unaoruhusiwa kati ya nukta angavu zaidi na nukta dhaifu zaidi katika safu, kuhakikisha muonekano sare.

3. Mfumo wa Binning Ufafanuzi

Ingawa karatasi ya data iliyotolewa haijaelezea muundo rasmi wa biashara wa binning, masafa maalum ya vigezo yanaashiria tofauti ya asili. Wabunifu wanapaswa kufahamu tofauti zifuatazo zinazowezekana kati ya vitengo au kundi la uzalishaji:

• Wavelength/Color Bin: Wavelengthu wa kawaida ni 592 nm. Vipimo vinaweza kutofautiana kidogo karibu na thamani hii, na kuathiri kivuli sahihi cha rangi ya manjano ya kahawia.
• Luminous Intensity (Brightness) Bin: Ukubwa wa mwanga una kiwango cha chini cha 1650 µcd na kiwango cha kawaida cha 3600 µcd. Tofauti hii kubwa inaonyesha kuwa kwa matumizi yanayohitaji mechi ya ukubwa wa mwanga iliyo kali, uchaguzi au kugawanya katika ngazi ya usanikishaji unaweza kuwa muhimu.
• Forward Voltage Bin: The forward voltage range (2.05V to 2.6V at 20mA) indicates variation. This is important for designing constant-current drivers to ensure consistent brightness across all segments without over-stressing higher V_F dots.

4. Performance Curve Analysis

Karatasi ya data inarejelea mikunjo ya kawaida ya sifa. Michoro hii, ingawa haionyeshwi katika maandishi yaliyotolewa, ni muhimu kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali zisizo za kawaida.

4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

Mkunjo huu unaonyesha uhusiano wa kielelezo unaotambulika kwa diode. V_F pointi kwenye 20mA na 80mA hutoa pointi mbili za data. Mkunjo husaidia kubainisha voltage inayohitajika ya kuendesha kwa mkondo fulani na kuruhusu kuhesabu upotevu wa nguvu (V_F * I_F).

4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current

This graph shows how light output increases with current. For LEDs, the relationship is generally linear over a range but will saturate at very high currents due to thermal and efficiency droop. Operating near the typical current (derived from the 32mA peak, 1/16 duty spec) ensures optimal efficiency and longevity.

4.3 Luminous Intensity vs. Ambient Temperature

Mwanga wa LED hupungua kadri halijoto ya makutano inavyoongezeka. Hali hii, pamoja na upungufu mkubwa wa sasa (0.17 mA/°C), inasisitiza umuhimu mkubwa wa kudhibiti halijoto ya uendeshaji wa kifaa ili kudumisha mwangaza thabiti na uaminifu.

4.4 Spectral Distribution

Grafu ya ukubwa wa jamaa dhidi ya urefu wa wamu ingeonyesha kilele karibu 595 nm na upana wa nusu wa kawaida wa 15 nm, ikithibitisha nukta ya rangi ya manjano ya kahawia.

5. Mechanical & Package Information

5.1 Vipimo vya Ufungaji

Moduli ya kuonyesha ina vipimo maalum vya kimwili (vilivyotolewa kwenye mchoro katika karatasi ya awali ya data). Vipimo vyote viko kwenye milimita na uvumilivu wa kawaida wa ±0.25 mm isipokuwa ikitajwa vinginevyo. Wabunifu lazima wajumuishe vipimo hivi ndani ya vyumba vyao vya bidhaa na mpangilio wa PCB.

5.2 Pin Connection & Polarity Identification

Kifaa kina usanidi wa pini 14. Usambazaji wa pini ni kama ifuatavyo: 1. Anodi Safu 5 2. Anodi Safu 7 3. Kathodi Safu wima 2 4. Kathodi Safu wima 3 5. Anodi Safu 4 6. Kathodi Safu wima 5 7. Anodi Safu 6 8. Anodi Safu 3 9. Anodi Safu 1 10. Kathodi Safu wima 4 11. Kathodi Safu wima 3 (Kumbuka: Pini 4 pia ni Kathodi Safu wima 3; hii pengine ni makosa ya uchapishaji katika maandiko asili. Pini 11 labda ni Kathodi Safu wima 6 au safu wima nyingine. Mchoro wa ndani wa mzunguko lazima utazamwe kwa ufafanuzi.) 12. Anodi Safu 4 (Nakala ya Pini 5; pengine ni makosa ya nyaraka) 13. Kathodi Safu wima 1 14. Anodi Safu 2

Critical Note: The provided pin list contains apparent duplicates (Pins 4 & 11 for Column 3, Pins 5 & 12 for Row 4). The Internal Circuit Diagram inayotajwa kwenye karatasi ya data ndiyo chanzo cha mamlaka kwa uchoraji ramani sahihi wa pini-kwa-segmenti na lazima itumike kwa usanifu. Onyesho hutumia usanidi wa kikundi cha kathodi ya kawaida kulingana na maelezo ya "Safu ya Kathodi" na "Safu ya Anodi".

5.3 Mchoro wa Mzunguko wa Ndani

Mchoro wa kielektroniki unaonyesha muunganisho wa umeme wa taa za LED 35 (safu 5 x safu 7). Anodi ya kila LED imeunganishwa kwenye mstari wa safu, na kathodi yake imeunganishwa kwenye mstari wa safu. Ili kuangaza nukta maalum, mstari wake unaolingana wa safu lazima endeshwe kwa voltage ya juu (anodi), na mstari wa safu lazima endeshwe kwa voltage ya chini (kathodi). Muundo huu wa matriki unaruhusu udhibiti wa nukta 35 kwa mistari 12 tu (safu 5 + safu 7), na kuwezesha uunganishaji mwingi wenye ufanisi.

6. Soldering & Assembly Guidelines

• Kuuza kwa Reflow: Fuata hali maalum iliyobainishwa: 260°C kwa sekunde 3. Tumia muundo wa joto unaodhibitiwa ili kuepuka mshtuko wa joto.
• Kuuza kwa mkono: Ikiwa ni lazima, tumia chuma cha joto kinachodhibitiwa joto. Tumia joto kwa pini, sio kwenye mwili wa kifurushi, na punguza muda wa mguso ili kuzuia joto kuingia kwenye onyesho.
• Kusafisha: Tumia vimumunyisho vinavyofaa vinavyolingana na vifaa vya onyesho (labda epoksi na plastiki). Epuka usafishaji wa ultrasonic ambao unaweza kuharibu viunganisho vya ndani.
• Masharti ya Uhifadhi: Hifadhi katika mazingira yabisi, yasiyo na umeme ndani ya safu maalum ya joto (-35°C hadi +85°C).

7. Mapendekezo ya Utumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Utumizi

• Industrial Panel Meters: Displaying numeric values for voltage, current, temperature, pressure, etc.
• Test and Measurement Equipment: Readouts for multimeters, oscilloscopes (for settings or basic readouts), signal generators.
• Vifaa vya Matumizi ya Kaya: Vihesabu muda, mizani, vionyeshi vya vifaa vya sauti.
• Vifaa vya Matibabu: Usomaji rahisi wa nambari kwenye monita au zana za utambuzi ambapo uaminifu ndio ufunguo.
• Vifaa vya Rejareja: Maonyesho ya bei, vituo vya msingi vya manunuzi.

7.2 Design Considerations

• Sakiti ya Kiendeshi: Udhibiti-kichakato wenye pini za GPIO za kutosha au IC maalum ya kiendeshi cha LED yenye usaidizi wa kuzidisha unahitajika. Kiendeshi lazima kiwe na uwezo wa kutoa mkondo kwa safu za anodi na kuvuta mkondo kwa safu wima za kathodi. Vipinga vya kuzuia mkondo ni lazima kwa kila safu mlalo au safu wima ili kuweka mkondo wa mbele.
• Uhesabuji wa Mkondo: Kwa sababu ya kutumia njia nyingi, sasa ya papo hapo (ya kilele) kwa kila LED itakuwa kubwa kuliko sasa ya wastani inayotakiwa. Kwa safu N zilizotumika njia nyingi, sasa ya kilele inapaswa kuwa takriban mara N ya sasa ya wastani inayotakiwa. Hakikisha sasa hii ya kilele haizidi kiwango cha juu kabisa cha 60 mA.
• Usimamizi wa Joto: Zingatia mkunjo wa kupunguza sasa. Katika halijoto ya juu ya mazingira, punguza sasa ya kuendesha au boresha uingizaji hewa. Uso mweusi unaweza kunyonya joto zaidi la mazingira.
• Pembe ya Kuangalia: Fikiria nafasi inayokusudiwa ya kuangalia. Maonyesho ya matriki ya nukta za LED mara nyingi huwa na pembe bora ya kuangalia iliyopunguzwa.
• Ulinzi wa ESD: Tekeleza ulinzi wa kawaida wa ESD kwenye mistari ya udhibiti, hasa ikiwa onyesho linapatikana kwa mtumiaji.

8. Technical Comparison & Differentiation

Ikilinganishwa na teknolojia zingine za onyesho za enzi yake (kama vile onyesho la fluorescent ya ombwe (VFD) au LCD ndogo), LTP-2157AKY-01 inatoa faida tofauti:

• vs. VFDs: Voltage ya chini ya uendeshaji, hakuna filamenti au kichocheo cha voltage ya juu kinachohitajika, imara zaidi, maisha marefu zaidi, na utendaji bora katika mazingira ya joto la chini.
• vs. LCDs: Mwangaza mkubwa zaidi na tofauti ya rangi, kujionyesha mwenyewe (hakuna taa ya nyuma inayohitajika), anuwai ya joto ya uendeshaji pana, na wakati wa kujibu haraka. Hasara ni matumizi ya nguvu ya juu na uwezo mdogo wa kuonyesha picha tata.
• Ikilinganishwa na LED za kawaida za GaP au GaAsP: Matumizi ya teknolojia ya AlInGaP hutoa ufanisi mkubwa wa mwangaza na mwangaza, na kusababisha kuonekana bora katika hali zilizo na mwanga mkali.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q1: Je, naweza kuendesha onyesho hili kwa sasa ya mara kwa mara ya 20mA kwa kila nukta?
A: Si moja kwa moja katika hali ya tuli kwa nukta zote kwa wakati mmoja, kwani hii ingezidi kikomo cha wastani cha utupaji wa nguvu (35 mW/dot * 35 dots = 1.225W, na 20mA * 2.6V = 52mW/dot). Lazima utumie ujumuishi. Katika mzunguko wa jukumu 1/7 wa ujumuishi (kuwasha safu moja kwa wakati), kilele cha sasa kwa kila nukta kinaweza kuwa ~140mA ili kufikia wastani wa 20mA, ambayo inazidi kiwango cha kilele cha 60mA. Kwa hivyo, lazima ubuni mpango wa ujumuishi na kilele cha sasa kwa uangalifu ili kukaa ndani ya viwango vya wastani na vya kilele.

Q2: Kwa nini kuna mgawo wa pini uliorudiwa katika orodha?
A: Orodha ya maandishi ya pini katika yaliyotolewa yanaweza kuwa na makosa ya nyaraka. Kumbukumbu ya uhakika ni Internal Circuit Diagram katika karatasi ya data asili. Daima tumia mchoro wa kielektroniki kwa muundo wako wa PCB.

Q3: Ninawezaje kuhesabu upinzani unaohitajika wa kudhibiti mkondo?
A: Kwa usambazaji wa voltage ya mara kwa mara (V_CC), tumia Sheria ya Ohm: R = (V_CC - V_F - V_CE(sat)) / I_F. Where V_F is the LED forward voltage (use max value for safety, e.g., 2.8V), V_CE(sat) ni voltage ya kujaa ya transistor ya kiongozi wa safu (ikiwa itatumika), na I_F ni mkondo wa mbele unaotakikana. Kwa muundo uliochanganywa, I_F ni kilele sasa.

Q4: Kuna tofauti gani kati ya urefu wa wimbi la kilele na urefu wa wimbi linalotawala?
A: Urefu wa wimbi la kilele (λ_p) ndio sehemu halisi ya juu zaidi ya utoaji wa wigo. Urefu wa wimbi linalotawala (λ_d) ni kiwango cha kisaikolojia, kinachowakilisha urefu wa wimbi moja ambao ungefanana na rangi inayoonekana. Mara nyingi ziko karibu sana kwa LEDs za monochromatic.

10. Utafiti wa Kesi ya Uundaji wa Vitendo

Hali: Kubuni na kusoma kwa voltmeti ya kidijitali rahisi kwa kutumia LTP-2157AKY-01, ikiongozwa na mfumo wa microcontroller wa 5V katika mazingira hadi 50°C.

1. Uchaguzi wa Kiendeshaji: Chagua microcontroller yenye angalau pini 12 za GPIO zisizotumika, au changanisha MCU ndogo na kishajeni cha mabadiliko ya serial-to-parallel na safu za transistor kwa kuendesha safu na nguzo.
2. Kikomo cha Sasa: Amua wastani wa juu zaidi wa sasa kwa kila nukta kwenye 50°C: 13 mA - [0.17 mA/°C * (50-25)] = 13 mA - 4.25 mA = 8.75 mA.
3. Mpango wa Kuunganisha Mwingi: Tumia uchanganyaji wa safu 1:7. Ili kufikia wastani wa 8.75 mA, mkondo wa kilele wakati wa safu yake inayotumika unapaswa kuwa ~61.25 mA (8.75 * 7). Hii ni juu kidogo ya kiwango cha kilele cha 60 mA. Kwa hivyo, punguza wastani wa lengo hadi ~8.5 mA, ukitoa kilele cha 59.5 mA.
4. Uhesabuji wa Kipingamizi: Kwa kudhani V ya kichocheo safu_CE(sat) ya 0.2V na V_F(max) ya 2.8V. Kwa usambazaji wa 5V unaoendesha anode: R = (5V - 2.8V - 0.2V) / 0.0595 A ≈ 33.6Ω. Tumia kipingamizi cha kawaida cha 33Ω. Ukubwa wa nguvu: P = I² * R = (0.0595)² * 33 ≈ 0.117W. A 1/4W resistor is sufficient.
5. Software: Implement a timer interrupt to cycle through the 7 rows, turning on the appropriate column drivers for each row based on the character font map.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Kifaa hiki kinatumia kanuni ya umeme-mwanga katika makutano ya p-n ya semikondukta. Unapotumia voltage ya mwelekeo mbele inayozidi voltage ya kuwasha diode kwenye seli moja ya LED (safu ya anode chanya, safu ya cathode hasi), elektroni na mashimo hujumlishwa tena katika eneo linalofanya kazi la AlInGaP, na kutolea nishati kwa njia ya fotoni kwenye urefu wa wazi ulioamuliwa na pengo la bendi ya nyenzo (~592-595 nm, manjano-kahawia). Matriki ya 5x7 inashughulikiwa kwa kuwasha safu moja (anode) kwa wakati mmoja huku ukitoa njia za kuzama kwenye safu wima (cathodes) kwa nukta zinazopaswa kuangazwa katika safu hiyo. Utaratibu huu (multiplexing) unatokea kwa kasi zaidi kuliko jicho la mwanadamu linaweza kugundua, na huunda picha thabiti ya nukta zote zinazohitajika.

12. Mielekeo ya Teknolojia

Ingawa bidhaa hii mahususi inatumia teknolojia ya AlInGaP-on-GaAs iliyokomaa, uwanja mpana wa maonyesho ya LED umebadilika sana. Mienendo ya sasa inayohusiana na aina hii ya bidhaa ni pamoja na:

• Kupunguzwa kwa ukubwa: Dot matrix displays are available in much smaller pixel pitches and package sizes.
• Full-Color RGB Matrices: Modern displays often integrate red, green, and blue LEDs in each pixel, enabling full-color graphics.
• Integrated Drivers: Newer modules often include the driver IC and controller onboard, communicating via serial interfaces (I2C, SPI), vastly simplifying the host system design compared to direct GPIO multiplexing.
• Higher Efficiency Materials: The shift from AlInGaP to even more efficient materials like InGaN for certain colors, and ongoing improvements in internal quantum efficiency and light extraction.
• Teknolojia Mbadala: Kwa maonyesho ya alfanumeriki, teknolojia ya OLED (Taa ya LED ya Kikaboni) inatoa faida sawa za kujitoa mwenyewe, ikiwa na uwezekano wa umbo nyembamba zaidi na pembe pana za kutazama, ingawa kihistoria zimekuwa na mazingatio tofauti ya maisha ya huduma na gharama.

LTP-2157AKY-01 inawakilisha suluhisho thabiti, lililothibitishwa kwa matumizi ambapo mchanganyiko wake maalum wa ukubwa, rangi, unyenyekevu, na uaminifu unakidhi mahitaji ya muundo.