LTP-2088AKD 8x8 Dot Matrix LED Display Datasheet - Urefu wa Inchi 2.3 - AlInGaP Hyper Red - Voltage ya Mbele 2.6V - Nguvu ya Kutokwa 40mW - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

LTP-2088AKD ni moduli ya onyesho la LED la dot matrix 8x8 yenye ndege moja, iliyoundwa kwa ajili ya kuonyesha taarifa za herufi na nambari pamoja na alama. Kazi yake kuu ni kutoa kiolesura cha kuona kinachotegemewa na kinachotumia nguvu kidogo katika mifumo ya elektroniki. Faida kuu ya kifaa hiki iko katika matumizi yake ya vipande vya LED vya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) Hyper Red, ambavyo vinatoa usawa wa utendaji na ufanisi. Onyesho lina uso wa kijivu na sehemu nyeupe, ikiongeza tofauti na uwezo wa kusomeka. Kimegawanywa kulingana na ukubwa wa mwangaza, na hivyo kuhakikisha usawa wa mwangaza katika vikundi vyote vya uzalishaji. Kifaa hiki kinaweza kusonganishwa kwa usawa, na hivyo kuwezesha kuunda vionyeshi vya herufi nyingi visivyo na upana mkubwa bila muunganisho tata. Uwezo wake wa kufanana na misimbo ya kawaida ya herufi kama USASCII na EBCDIC unaufanya uwe na uwezo wa kuunganishwa katika mifumo mbalimbali ya dijiti inayohitaji matokeo rahisi ya maandishi.

2. Uchunguzi wa Kina wa Vipimo vya Kiufundi

2.1 Sifa za Mwangaza

Utendaji wa mwangaza umebainishwa kwa joto la mazingira (T_A) la 25°C. Kigezo muhimu, Ukubwa wa Mwangaza wa Wastani (I_V), una thamani ya kawaida ya 3500 µcd (microcandelas) chini ya hali ya majaribio ya I_p=32mA na mzunguko wa kazi wa 1/16. Thamani ya chini iliyobainishwa ni 3500 µcd, na hakuna kikomo cha juu kilichoorodheshwa, ikionyesha lengo la kufikia kizingiti cha chini cha mwangaza. Kifaa hiki hutokeza mwanga katika wigo wa nyekundu na Urefu wa Wimbi la Kilele cha Kutokeza (λ_p) wa 650 nm na Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d) wa 639 nm, uliopimwa kwa I_F=20mA. Usafi wa wigo unaonyeshwa na Upana wa Nusu ya Mstari wa Wigo (Δλ) wa 20 nm. Kigezo muhimu kwa vionyeshi vya nukta nyingi ni Uwiano wa Kufanana wa Ukubwa wa Mwangaza (I_V-m), ambacho kimebainishwa kuwa 2:1 kiwango cha juu. Hii inamaanisha kuwa nukta angavu zaidi katika safu haitakuwa angavu zaidi ya mara mbili kuliko nukta dhaifu zaidi chini ya hali sawa za uendeshaji, na hivyo kuhakikisha muonekano sawa.

2.2 Sifa za Umeme

Vigezo vya umeme pia vimebainishwa kwa T_A=25°C. Voltage ya Mbele (V_F) kwa nukta yoyote ya LED moja kwa kawaida ni 2.6V kwa I_F=20mA, na kiwango cha juu cha 2.8V kwa mkondo wa msukumo wa juu wa I_F=80mA. Thamani ya chini ya V_Fni 2.1V kwa 20mA. Mkondo wa Nyuma (I_R) umepunguzwa hadi kiwango cha juu cha 100 µA wakati Voltage ya Nyuma (V_R) ya 5V inatumika, ikionyesha sifa nzuri za diode.

2.3 Viwango Vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya msongo ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa kudumu. Nguvu ya Kutokwa ya Wastani kwa kila nukta haipaswi kuzidi 40 mW. Mkondo wa Mbele wa Kilele kwa kila nukta umekadiriwa kuwa 90 mA. Mkondo wa Mbele wa Wastani kwa kila nukta ni 15 mA kwa 25°C, na kipengele cha kupunguza thamani cha 0.2 mA/°C, ikimaanisha kuwa mkondo unaoruhusiwa unaendelea kupungua kadiri joto la mazingira linapanda juu ya 25°C. Voltage ya juu kabisa ya Nyuma kwa kila nukta ni 5V. Kifaa hiki kimekadiriwa kwa Safu ya Joto la Uendeshaji ya -35°C hadi +85°C na Safu ya Joto la Hifadhi sawa. Uwezo wa kuuza umebainishwa kwa mchakato wa wimbi au reflow: kifaa kinaweza kustahimili 260°C kwa sekunde 3 kwa uhakika wa inchi 1/16 (takriban 1.59 mm) chini ya ndege ya kukaa ya kifurushi.

3. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

Onyesho lina urefu wa matrix wa inchi 2.3 (58.42 mm). Vipimo vya kifurushi vinatolewa kwenye mchoro wa kina na vipimo vyote kwa milimita. Toleo la utengenezaji kwa vipimo hivi ni ±0.25 mm (au ±0.01 inchi) isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo kwenye mchoro. Kiwango hiki cha usahihi ni muhimu kwa kufaa kwa mitambo katika paneli au vyumba.

4. Muunganisho wa Pini na Saketi ya Ndani

Kifaa hutumia usanidi wa pini 16 kwa ajili ya kuunganisha. Mpangilio wa pini umeundwa kwa kuendesha matrix ya X-Y. Pini 1-4 na 9-12 ni Anodi za Safu 1-4 na 8-5 mtawalia. Pini 5-8 na 13-16 ni Cathodes za Safu 5-8 na 4-1 mtawalia. Mpangilio huu maalum ni muhimu sana kwa kubuni saketi sahihi ya kuendesha. Mchoro wa saketi ya ndani unaonyesha kuwa LED 64 (safu 8 x safu 8) zimepangwa katika usanidi wa cathode ya kawaida kwa safu. Hii inamaanisha kuwa ili kuangaza nukta maalum, anodi yake inayolingana ya safu lazima iendeshwe juu (voltage chanya itumike) wakati cathode yake ya safu iendeshwe chini (kutolewa ardhini). Mbinu za kuzidisha hutumiwa kusakau kupitia safu au safu ili kuonyesha muundo.

5. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Makundi

Waraka unasema wazi kuwa kifaa hiki "Kimegawanywa kulingana na Ukubwa wa Mwangaza." Hii inaonyesha mchakato wa kugawa makundi ambapo vitengo vilivyotengenezwa hupangwa kulingana na kiwango cha mwanga kilichopimwa (kwa µcd) chini ya hali za kawaida za majaribio. Vitengo vilivyo ndani ya safu maalum za ukubwa wa mwangaza hukusanywa pamoja. Hii inawawezesha wabunifaji kuchagua vionyeshi vilivyo na mwangaza sawa kwa matumizi fulani, na hivyo kuzuia tofauti zinazoonekana kati ya vitengo tofauti katika bidhaa moja. Ingawa hakujadiliwa kwa kina katika waraka huu, kugawa makundi kwa kawaida kwa vionyeshi kama hivi kunaweza kuhusisha viwango kadhaa vya ukubwa wa mwangaza (mfano, ukubwa wa juu, ukubwa wa kawaida).

6. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka unarejelea "Mviringo wa Kawaida wa Sifa za Umeme / Mwangaza." Grafu hizi, ambazo kwa kawaida hujumuishwa katika toleo kamili zaidi la waraka, zinaweza kuonyesha kwa macho uhusiano kati ya vigezo muhimu. Mviringo unaotarajiwa unajumuisha: Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mviringo wa I-V), unaonyesha uhusiano wa kielelezo na kuwezesha hesabu ya voltage ya kiendesha; Ukubwa wa Mwangaza dhidi ya Mkondo wa Mbele, unaonyesha jinsi matokeo ya mwanga yanavyoongezeka na mkondo, mara nyingi kwa njia ya chini ya mstari kwa mikondo ya juu; Ukubwa wa Mwangaza dhidi ya Joto la Mazingira, unaonyesha kupungua kwa matokeo kadiri joto linapanda; na labda mviringo wa Usambazaji wa Wigo, unaoonyesha nguvu ya jamaa kwenye urefu wa mawimbi unaozingatia karibu 650 nm. Kuchambua mviringo huu ni muhimu kwa kuboresha hali za kuendesha na kuelewa utendaji chini ya joto lisilo la kawaida.

7. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Miongozo kuu iliyotolewa ni Kiwango cha Juu Kabisa cha joto la kuuza: 260°C kwa sekunde 3, kilichopimwa 1.59mm (1/16") chini ya ndege ya kukaa ya kifurushi. Hiki ni kiwango cha kawaida cha mchakato wa kuuza wa wimbi au reflow. Wabunifaji lazima wahakikishe wasifu wao wa kuuza hauzidi kikomo hiki ili kuzuia uharibifu wa vipande vya LED vya ndani, vifungo vya waya, au kifurushi cha plastiki. Kwa kuuza kwa mikono, chuma cha joto kinachodhibitiwa kinapaswa kutumiwa na wakati wa mawasiliano mdogo. Taratibu sahihi za kushughulikia ESD (Kutokwa kwa Umeme) zinapaswa kufuatwa kila wakati wakati wa usanikishaji, kwani LED ni nyeti kwa umeme tuli.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Dot matrix hii ya 8x8 ni bora kwa matumizi yanayohitaji maandishi ya kompakt, ya usahihi wa chini au picha rahisi. Matumizi ya kawaida yanajumuisha: paneli za udhibiti wa viwanda kwa ajili ya kuonyesha misimbo ya hali au ujumbe rahisi; vifaa vya majaribio na upimaji kwa ajili ya kuonyesha maadili ya nambari au vitengo; elektroniki za watumiaji kama bodi za alama rahisi au vionyeshi vya taarifa; na vifurushi vya elimu kwa ajili ya kujifunza juu ya kuunganisha na kuzidisha kwa microcontroller.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

Saketi ya Kuendesha:Microcontroller yenye pini za I/O za kutosha au IC maalum za kuendesha LED (kama rejista za kuhama na matokeo ya mkondo wa mara kwa mara) zinahitajika. Saketi lazima itumie kuzidisha ili kuzunguka safu 8 (au safu).
Kupunguza Mkondo:Vipinga au viendesha vya mkondo wa mara kwa mara ni lazima kwa kila safu ya anodi (au kila nukta, kulingana na ubunifu) ili kuweka mkondo wa mbele na kuzuia kuzidi Viwango Vya Juu Kabisa.
Nguvu ya Kutokwa:Vikomo vya 40mW kwa kila nukta na mkondo wa wastani wa 15mA lazima vizingatiwe katika mpango wa kuzidisha. Kwa mfano, kwa mzunguko wa kazi wa 1/8 wa kuzidisha, mkondo wa papo hapo kwa kila nukta unaweza kuwa mkubwa zaidi kuliko 15mA, lakini *wastani* katika mzunguko mzima lazima uhesabiwe ili kubaki ndani ya mipaka.
Pembe ya Kuangalia:Kipengele cha "pembe pana ya kuangalia" kina faida, lakini usambazaji halisi wa pembe ya mwanga haujabainishwa. Kwa matumizi ya kuangalia pana, tathmini ya mfano inapendekezwa.
Kusonganisha:Kipengele cha kusonganisha kwa usawa kinawezesha kuunda vionyeshi vya tarakimu nyingi. Uunganisho wa mitambo na umeme kati ya moduli unahitaji kupangwa.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Tofauti kuu ya LTP-2088AKD ni matumizi yake ya teknolojia ya AlInGaP Hyper Red. Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama LED nyekundu za kawaida za GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), AlInGaP inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwangaza. Hii inamaanisha kuwa inaweza kutoa mwanga zaidi (ukubwa wa juu wa mwangaza) kwa kiasi sawa cha mkondo wa umeme, na hivyo kuchangia moja kwa moja kipengele chake cha "hitaji la nguvu ya chini". Pia kwa kawaida inatoa utulivu bora wa urefu wa wimbi juu ya joto na maisha. Ubunifu wa uso wa kijivu/sehemu nyeupe unaboresha tofauti ikilinganishwa na vifurushi vyote vyeupe au vyote vya kijani, haswa chini ya hali ya mwanga wa juu wa mazingira. Uainishaji wazi wa ukubwa wa mwangaza (kugawa makundi) ni faida kwa matumizi yanayohitaji usawa.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

S: Tofauti gani kati ya Urefu wa Wimbi la Kilele la Kutokeza (650nm) na Urefu wa Wimbi Kuu (639nm)?
J: Urefu wa wimbi la kilele ni hatua ya nguvu ya juu kabisa katika matokeo ya wigo. Urefu wa wimbi kuu ni urefu wa wimbi mmoja wa mwanga wa monochromatic ambao ungeleta rangi ile ile inayoonekana (hue) kama matokeo ya LED. Tofauti hii ni kwa sababu ya umbo la mviringo wa wigo wa LED, ambao una upana fulani.

S: Ninahesabu vipi kipinga kinachohitajika cha mfululizo kwa nukta?
J: Tumia Sheria ya Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. Kwa usambazaji wa 5V, V ya kawaida_Fya 2.6V, na I inayotakiwa_Fya 20mA: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Tumia V ya juu kabisa_F(2.8V) kwa ubunifu wa kihafidhina unaohakikisha mkondo hauzidi lengo.

S: Je, ninaweza kuiendesha kwa voltage ya mara kwa mara bila kupunguza mkondo?
J: Hapana. Voltage ya mbele ya LED ina uvumilivu na hupungua kwa joto. Voltage ya mara kwa mara karibu na V_Finaweza kusababisha kukimbia kwa joto, ambapo kuongezeka kwa mkondo kunapasha joto LED, kupunguza V_F, na kusababisha mkondo zaidi, na kusababisha kushindwa. Daima tumia kupunguza mkondo.

S: Uwiano wa Kufanana wa Ukubwa wa Mwangaza wa 2:1 unamaanisha nini kwa ubunifu wangu?
J> Inahakikisha usawa wa kuona. Katika hali mbaya zaidi, nukta moja inaweza kuwa angavu mara mbili kuliko nyingine. Kwa vionyeshi vingi vya herufi na nambari, uwiano huu unakubalika na hauvurugui. Kwa picha zinazohitaji viwango vya kijivu sahihi, inaweza kuwa jambo la kuzingatia.

11. Utafiti wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Mazingira: Kujenga onyesho la herufi na nambari la herufi 4 kwa kudhibiti joto.
Ubunifu:Moduli nne za LTP-2088AKD zimesonganishwa kwa usawa. Microcontroller moja (mfano, ATmega328P) hutumiwa. Kwa sababu ya I/O ndogo, rejista mbili za kuhama za serial-in/parallel-out za biti 8 (kama 74HC595) hutumiwa kuendesha anodi 32 za safu (safu 8 x onyesho 4). Cathodes 8 za safu (za kawaida katika vionyeshi vyote kwa sababu ya kusonganisha) huendeshwa moja kwa moja na pini 8 za microcontroller zilizosanidiwa kama matokeo ya wazi/kutokwa, kila moja ikiwa na transistor kwa uwezo wa mkondo wa juu.
Programu:Firmware hutekeleza utaratibu wa kuzidisha. Inaweka muundo wa safu moja (kupitia rejista za kuhama) na kisha huamilisha (kutolewa ardhini) tu cathode ya safu inayolingana. Inazunguka safu zote 8 kwa kasi (mfano, kiwango cha kusakau cha 1-2 kHz). Uendelevu wa maono huunda mwongo wa picha thabiti.
Hesabu ya Mkondo:Ili kuonyesha nukta zote katika safu kwa mwangaza wa juu kabisa, mkondo wa papo hapo kwa kila nukta unaweza kuwekwa kuwa 25mA. Kwa mzunguko wa kazi wa 1/8, mkondo wa wastani kwa kila nukta ni 25mA / 8 = 3.125mA, chini kabisa ya kiwango cha wastani cha 15mA. Jumla ya mkondo wa usambazaji hufikia kilele wakati safu nzima imewashwa: nukta 8/onyesho * onyesho 4 * 25mA = 800mA. Usambazaji wa nguvu na transistor za kuendesha safu lazima zikadiriwe ipasavyo.

12. Kanuni ya Uendeshaji

LTP-2088AKD inategemea kanuni ya electroluminescence katika kiunganishi cha p-n cha semiconductor. Mfumo wa nyenzo wa AlInGaP ni semiconductor ya bandgap ya moja kwa moja. Wakati imeelekezwa mbele (voltage chanya kwenye anodi ikilinganishwa na cathode), elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa katika eneo la shughuli. Wakati wabebaji hawa wa malipo wanapounganishwa tena, hutoa nishati kwa namna ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa Aluminium, Indium, Gallium, na Phosphide huamua nishati ya bandgap, ambayo kwa upande huamua urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotokeza—katika kesi hii, nyekundu kwa takriban 650 nm. Substrate isiyo ya uwazi ya GaAs inasaidia kuakisi mwanga juu, na hivyo kuboresha ufanisi wa uchimbaji wa mwanga wa nje kutoka juu ya kipande. Matrix ya 8x8 huundwa kwa kuunganisha kibinafsi vipande 64 vidogo vya LED katika muundo wa gridi ya safu-safu ndani ya kifurushi kimoja.

13. Mienendo ya Teknolojia

Vionyeshi tofauti vya dot matrix kama LTP-2088AKD vinawakilisha teknolojia iliyokomaa. Mienendo ya sasa katika teknolojia ya onyesho inaelekea kuelekea ushirikiano wa juu zaidi na aina tofauti za umbo. Moduli za LED za dot matrix zilizounganishwa na viendesha vilivyojengwa ndani (kiolesura cha I2C au SPI) zinazidi kuwa za kawaida, na hivyo kuwezesha juhudi za ubunifu kwa mtumiaji wa mwisho. Kwa ubunifu mpya unaohitaji vionyeshi vidogo vya herufi na nambari, LCD zilizogawanywa au OLED mara nyingi hutoa matumizi ya nguvu ya chini na muundo unaoweza kubadilika zaidi. Hata hivyo, dot matrix za kawaida za LED zinabaki na faida katika nafasi maalum: mwangaza wa juu sana kwa ajili ya kuangalia nje au mwanga wa juu wa mazingira, safu pana za joto la uendeshaji, maisha marefu, na uthabiti katika mazingira magumu ya viwanda. Teknolojia ya msingi ya kipande cha LED cha AlInGaP inaendelea kuboreshwa, na utafiti unaoendelea wa kuongeza ufanisi (lumeni kwa watt) na kuboresha usafi wa rangi, ambayo inafaida matumizi yote ya LED nyekundu, ikiwa ni pamoja na vionyeshi vya matrix.