LTP-747KA LED Matris Ekran Özellikleri Belgesi - 0,7 İnç (17,22 mm) Karakter Yüksekliği - Kırmızı Turuncu - AlInGaP Teknolojisi - Basitleştirilmiş Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTP-747KA, tek karakterli, 5x7 nokta matrisli bir alfanümerik görüntüleme modülüdür. Temel işlevi, çeşitli elektronik uygulamalarda karakterler ve semboller için net, parlak bir görsel çıktı sağlamaktır. Görüntüleyicinin temel bileşeni, ileri alüminyum indiyum galyum fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzeme kullanılarak üretilen ve ikonik kırmızı-turuncu ışık çıktısını üretmekten sorumlu olan ışık yayan diyot (LED) çipidir. Bu malzeme teknolojisi, yüksek verimliliği ve iyi performans özellikleri ile tanınır.

Cihaz, gri bir panel kullanılarak inşa edilmiştir ve beyaz noktalara veya segmentlere sahiptir; bu da ışık yayan elemanlar ile arka plan arasındaki kontrastı ve okunabilirliği artırır. Görüntüleyici, ışık yayma yoğunluğuna göre sınıflandırılır; bu, birimlerin ölçülen ışık çıktılarına göre sınıflandırıldığı veya sıralandığı anlamına gelir. Bu, düzgün parlaklık gerektiren uygulama senaryolarında, parlaklığın belirtilen aralıkta tutarlı kalmasını sağlamak içindir.

2. Teknik Özelliklerin Detaylı Açıklaması

Bu bölüm, şartname belgesinde belirtilen temel teknik parametreler hakkında detaylı ve objektif bir analiz sunmaktadır.

2.1 Optik Özellikler

Optik performans, bir ekranın işlevselliğinin temelidir. Temel parametreler, genellikle ortam sıcaklığının (T_A) 25°C olduğu belirli test koşullarında ölçülür.

• Ortalama ışık şiddeti (I_V):Bu, tek bir noktanın yaydığı ışığın algılanan gücünü ölçen bir göstergedir. 1/16 görev döngüsünde, tepe akımı (I_P) 32mA ile sürüldüğünde tipik değer 3400 mikro-kandela (µcd), minimum değer ise 1650 µcd'dir. 1/16 görev döngüsü, güç ve ısıyı yönetmek için her satırın yalnızca 1/16 oranında zaman diliminde aktif edildiği, nokta matris göstergelerde yaygın olarak kullanılan bir çoklama şemasıdır.
• Tepe emisyon dalga boyu (λ_p):LED emisyon spektrumunun yoğunluğunun maksimum değerine ulaştığı dalga boyudur. LTP-747KA için bu değer tipik olarak 621 nanometredir (nm), bu da onu görünür spektrumun kırmızı-turuncu bölgesine sağlam bir şekilde yerleştirir.
• Baskın dalga boyu (λ_d):Bu değer 615 nm'dir ve insan gözünün rengi algılamasını en iyi tanımlayan tek dalga boyudur. LED emisyon spektrumunun şekli nedeniyle, tepe dalga boyundan biraz farklıdır.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):Bu parametre genellikle 18 nm'dir ve emisyon spektrumunun maksimum yoğunluğunun yarısındaki genişliğini ifade eder. Daha dar yarı genişlik, daha saf bir spektrum ve daha yüksek renk doygunluğu anlamına gelir.
• Işık şiddeti eşleştirme oranı (I_V-m):Maksimum 2:1 olarak belirlenmiştir, bu oran ekrandaki en parlak nokta ile en koyu nokta arasındaki izin verilen parlaklık değişimini tanımlar. Oran ne kadar düşükse, düzgünlük o kadar iyidir.

2.2 Elektriksel Özellikler

Elektriksel davranışı anlamak, doğru devre tasarımı ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için hayati öneme sahiptir.

• Her nokta ileri yönlü voltaj (V_F):LED'in iletim akımı sırasında uçları arasındaki voltaj düşüşü. İleri yönlü akım (I_F) 20mA olduğunda, tipik değer 2.6V, maksimum değer 2.6V'dir. Minimum değer 2.05V'dir. Akım sınırlama devresi tasarlanırken bu aralık dikkate alınmalıdır.
• Her nokta için ters akım (I_R):Ters voltaj uygulandığında akan küçük akım. Ters voltaj (V_R) 5V olduğunda, maksimum 100 µA olarak belirlenmiştir. Maksimum mutlak ters voltajı aşmak hasara neden olabilir.
• Her nokta için ortalama ileri akım:Güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli DC akımı 13 mA'dır. Bu, çoklama işleminde kullanılan tepe akımından farklıdır.
• Nokta başına tepe ileri akım:Bir noktanın dayanabileceği maksimum anlık akım, 90 mA olarak belirtilmiştir. Çoklama uygulamalarında anlık akım ortalama akımdan daha yüksek olabilir, ancak bu tepe değerini aşmamalıdır.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Hususlar

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek limitleri tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değildir.

• Nokta başına ortalama güç tüketimi:Tek bir LED noktasının sürekli olarak dağıtabileceği maksimum güç 33 mW'dır. Bu değerin aşılması aşırı ısınmaya ve kullanım ömrünün kısalmasına neden olabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:Bu cihaz, -35°C ila +85°C ortam sıcaklığı aralığında çalışacak şekilde derecelendirilmiştir. Aynı sıcaklık aralığında depolanabilir.
• Akım Derecelendirme Azaltması:25°C'nin üzerinde, ortalama ileri akım, santigrat derece başına 0.17 mA oranında doğrusal olarak azaltılmalıdır. Bu, yüksek ortam sıcaklıklarında termal kaçak oluşmasını önlemek için kritik bir tasarım kuralıdır.
• Lehimleme Sıcaklığı:Dalga lehimleme veya yeniden akış lehimleme sırasında, paket montaj düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) altındaki sıcaklık, 260°C'yi 3 saniyeden fazla aşmamalıdır. Bu, iç çip ve bağ teli hasarını önler.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddetine göre sınıflandırıldığını" açıkça belirtmektedir. Bu, bir sınıflandırma (binning) sürecinin varlığı anlamına gelir.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:Üretim sonrasında, her bir ekran ölçülen ışık çıkışına göre test edilir ve farklı sınıflara ayrılır. Bu, müşterilerin tutarlı parlaklık seviyelerine sahip ürünler almasını sağlar. Veri sayfası minimum/tipik/maksimum değerleri (1650/3400 µcd) sağlar, ancak bu alıntı belirli sınıf kodlarını veya kategorilerini ayrıntılı olarak açıklamamaktadır. Pratikte, sipariş bilgileri istenen şiddet sınıfını belirtir.
• Dalga Boyu/Renk Sınıflandırması:Bu veri sayfasında açıkça belirtilmemiş olsa da, LED üreticileri genellikle renk tutarlılığını sağlamak, özellikle çoklu birim ekranlarda, aygıtları baskın dalga boyu veya tepe dalga boyuna göre sınıflandırır. λ_p(621 nm) ve λ_d(615 nm) için belirtilen katı tipik değerler, AlInGaP malzemesinin doğal renk düzgünlüğünün iyi olduğunu göstermektedir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunmaktadır. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, standart içeriğini ve anlamını çıkarabiliriz.

• İleri yönlü akım vs. ileri yönlü voltaj (I_F-V_F) eğrisi:Bu grafik, bir LED üzerinden geçen akım ile uçlarındaki voltaj arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Doğru sürücü devresi tasarımı için çok önemlidir. Eğri, tipik olarak yaklaşık 2.6V civarında bir "eşik" voltajı gösterecek ve bu noktadan sonra akım, voltajdaki küçük bir artışla hızla yükselecektir.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım (I_V-I_F) eğrisi:Bu grafik, sürücü akımı arttıkça ışık çıkışının nasıl değiştiğini göstermektedir. Genellikle belirli bir aralıkta doğrusaldır, ancak çok yüksek akımlarda doyuma ulaşır. İstenen parlaklık için çalışma noktasının belirlenmesine yardımcı olur.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı (I_V-T_A) eğrisi:Bu grafik, LED eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düştüğünü göstermektedir. Termal derecelendirme etkisini nicelendirir ve yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritik öneme sahiptir.
• Spektral Dağılım Eğrisi:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı grafiği, 621 nm merkezli ve 18 nm yarı genişlikli bir çan eğrisi göstermektedir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Fiziksel Boyutlar

Bu göstergenin karakter yüksekliği 0.7 inçtir, bu da 17.22 mm'ye eşdeğerdir. Paket boyut çizimi (metinde atıfta bulunulmuş ancak gösterilmemiştir) toplam uzunluk, genişlik, yükseklik, pin aralığı ve segment düzenini ayrıntılı olarak belirtecektir. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutlar için tolerans ±0.25 mm (0.01 inç) olarak belirlenmiştir. Bu hassasiyet seviyesi, baskılı devre kartı (PCB) üzerindeki mekanik uyum için çok önemlidir.

5.2 Pin Bağlantıları ve Dahili Devre

Bu cihazın 12 pini vardır. Pin tanımları nettir: Pin 1: 1. sütun anodu, Pin 2: 3. satır katodu, Pin 3: 2. sütun anodu, vb. Dahili devre şeması, satırların ortak katot konfigürasyonu kullandığını göstermektedir. Bu, 7 satırın her birinin, o satırdaki tüm 5 LED'in katoduna bağlı olduğu anlamına gelir. 5 sütun hattı, her sütundaki LED'lerin anoduna bağlanır. Bu matris düzeni, çoklama tekniği kullanılarak yalnızca 12 pin (5+7) ile 35 bağımsız noktanın (5x7) kontrol edilmesine olanak tanır.

5.3 Polarite Tanıma

Metinde açıkça gösterilmese de, pin numaralandırması ve dahili devre şeması polarite için gerekli bilgileri sağlar. Pin tanım tablosu, anot ve katodun doğru şekilde bağlanması için kesin bir kılavuzdur. Yanlış polarite bağlantısı (katoda ileri öngerilim uygulanması) LED'in yanmasını engeller ve voltaj ters voltaj derecesini (5V) aşarsa LED'e zarar verebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Sağlanan kilit kılavuz, lehimleme sıcaklık profilidir: Paket gövdesinin 1,6 mm altında ölçülen sıcaklık, 260°C'yi 3 saniyeden fazla aşmamalıdır. Bu, dalga lehimleme veya yeniden akış lehimleme işlemleri için standart bir kılavuzdur. El lehimlemesi için, sıcaklık kontrollü bir lehimleme demiri kullanılmalı ve ısının pimler boyunca iletilerek dahili çipe zarar vermesini önlemek için pimlerle temas süresi en aza indirilmelidir. Yarıiletken bağlantıların zarar görmesini önlemek için, işlem ve montaj sırasında uygun elektrostatik deşarj (ESD) önlemlerine uyulmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

5x7 nokta matris formatı alfasayısal karakterler oluşturmak için son derece uygun olduğundan, LTP-747KA net, tek karakterli okumalar gerektiren uygulamalar için idealdir. Örnekler şunları içerir:

• Endüstriyel kontrol panelleri ve ölçüm cihazı ekranları.
• Test ve ölçüm cihazları.
• Mikrodalga fırın, çamaşır makinesi veya ses ekipmanları gibi tüketici elektroniği cihazları.
• Satış noktası terminalleri ve temel bilgi ekranları.
• Mikrodenetleyici ve çoklayıcılı ekranların öğrenilmesi için eğitim kiti.

7.2 Tasarım Değerlendirmeleri

• Sürücü Devresi:Satır ve sütunları çoğullamak için bir mikrodenetleyici veya özel bir ekran sürücü IC'si gereklidir. Sürücü, sütunlar ve satırlar için gerekli tepe akımını (test koşullarına göre nokta başına 32mA'ye kadar, ancak tasarım mutlak maksimum değerlere göre yapılmalıdır) ayrı ayrı sağlayabilmeli/çekebilmelidir.
• Akım Sınırlama:Her bir anot (sütun) hattı, ileri akımı ayarlamak ve LED'i korumak için harici bir akım sınırlama direnci kullanmalıdır. Direnç değeri R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I formülü kullanılarak hesaplanır._F Hesaplama. Çoklu hesaplamalarda tepe akımının (I_P) kullanılması dikkate alınmalıdır.
• Termal Yönetim:Yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya yüksek parlaklık uygulamalarında, ortalama akımın belirtilen şekilde düşürüldüğünden emin olun (25°C üzerinde her santigrat derece için 0.17 mA). PCB üzerinde yeterli boşluk, doğal konveksiyonla soğutmaya yardımcı olur.
• Bakış Açısı:Veri sayfası, ekranın eksen dışı bir konumdan görüntülenebileceği uygulamalar için faydalı olan "geniş görüş açısına" sahip olduğunu iddia etmektedir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Diğer modellerle doğrudan bir karşılaştırma sunulmamış olsa da, teknik veri sayfasına göre LTP-747KA'nın temel farklılaştırıcı faktörleri şunları içerir:

• Malzeme teknolojisi (AlInGaP):Eski GaAsP veya GaP LED'lere kıyasla, AlInGaP daha yüksek verimlilik, daha iyi sıcaklık kararlılığı ve üstün parlaklık sağlayarak "yüksek parlaklık ve yüksek kontrast" iddiasını gerçekleştirir.
• Nokta Matris vs. Segment Gösterge:5x7 nokta matris, yalnızca rakamlar ve birkaç harf yerine tam ASCII karakter setini, sembolleri ve basit grafikleri gösterebildiği için standart 7 segmentli göstergeden daha fazla esneklik sunar.
• Yoğunluk Sınıflandırması:Işık yoğunluğunun kademelendirilmesi, birden fazla birim arasında düzgünlük sağlamanın gerekli olduğu uygulamalar için bir değer katma işlevidir.
• Kontrast Geliştirme:Beyaz noktalı gri panel, LED'ler kapalıyken kontrastı artırmak ve ekranı çeşitli aydınlatma koşullarında daha profesyonel ve okunabilir göstermek için tasarlanmış bir seçenektir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Tepe İleri Akımı (90mA) ile test koşulu akımı (32mA) arasındaki fark nedir?

Tepe ileri akımı (90mA), LED'in anında hasar görmeden dayanabileceği mutlak maksimum bir değerdir. Işık şiddeti testinde kullanılan 32mA, çoklama (1/16 görev döngüsü) sisteminde ölçülen tipik bir çalışma koşuludur. Bu durumda,OrtalamaAkım çok daha düşüktür (32mA / 16 = 2mA). Tasarım, ani akımın 90mA'nın altında kalmasını ve her noktadaki ortalama akımın (sıcaklık düşümü dikkate alınarak) 13mA'nın altında kalmasını sağlamalıdır.

9.2 1/16 görev döngüsü spesifikasyonu nasıl anlaşılmalıdır?

Bu, standart çoklama sürücü metodunu ifade eder. 5 sütunla 7 satırı kontrol etmek için yaygın bir teknik, her seferinde bir satırı aktifleştirip tüm 7 satır arasında hızlıca döngü yapmaktır. Her satır eşit süreyle açıksa, aktif kalma süresi toplam sürenin 1/7'sidir. 1/16 görev döngüsü, uygulamanızdaki gerçek çoklama şemanız 1/7 veya 1/8 görev döngüsü olsa bile, farklı göstergeler arasında karşılaştırma yapılmasına izin veren muhafazakâr, standartlaştırılmış bir test koşuludur.

9.3 İleri Yönlü Voltaj Neden Bir Aralık Olarak Verilmiştir (Minimum 2.05V, Tipik/Maksimum 2.6V)?

İleri voltaj (V_F), yarı iletken malzemenin üretim toleransları nedeniyle doğal bir değişkenlik gösterir. Devre tasarımı bu aralığa uyum sağlamalıdır. Akım sınırlama direnci,Maksimum Değer V_F(2.6V) ile hesaplanmalıdır, böylece yüksek V_Fözelliğine sahip cihazlar bile açılmak ve istenen akımı sağlamak için yeterli voltajı alabilir. Tipik değerlerle hesaplama yapmak, bazı hücrelerin yetersiz sürülme riskini doğurabilir.

10. Tasarım ve Kullanım Senaryosu Örnekleri

Senaryo:50°C'ye kadar ortamlarda çalışan bir endüstriyel kontrolör için tek karakterli sıcaklık okuma göstergesi tasarlayın.

1. Karakter Seti:5x7 matris, 0-9 arası rakamları ve "C" gibi harfleri (örneğin santigrat dereceyi temsil eden) gösterebilir.
2. Sürücü Seçimi:Çoklama zamanlamasını işlemek için en az 12 G/Ç pini olan bir mikrodenetleyici veya MAX7219 gibi özel bir ekran sürücü entegresi kullanılacaktır.
3. Akım Hesaplama:İyi bir parlaklık için gerekli ortalama nokta akımını belirleyin. Ortalama 8 mA seçtiğimizi varsayalım. 50°C'de derecelendirme azaltması uygulanır: Azaltma = (50°C - 25°C) * 0.17 mA/°C = 4.25 mA. 50°C'de izin verilen maksimum ortalama akım = 13 mA - 4.25 mA = 8.75 mA. Belirlediğimiz 8 mA hedefi güvenlidir.
4. Direnç Hesaplama:1/7 çoklama (7 satır) için, her noktanın tepe akımı 8mA * 7 = 56mA'ye ulaşmalıdır ki 8mA'lik ortalama değer sağlanabilsin. Bu, 90mA'lik tepe akım değerinin altındadır. 5V güç kaynağı ve V_F(maks)=2.6V ile, akım sınırlama direnci R = (5V - 2.6V) / 0.056A ≈ 42.9Ω'dur. Standart 43Ω direnç kullanılacaktır.
5. PCB yerleşimi:Ekran yuvası, boyut çizimine uyacak şekilde konumlandırılacaktır. Paketin etrafında hava akışı için yeterli boşluk bırakılacaktır.

LTP-747KA, yarı iletken p-n eklemindeki elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Diyodun içsel potansiyelini aşan bir ileri yönlü voltaj (anot katoda göre pozitif) uygulandığında, n-tipi AlInGaP katmanından gelen elektronlar ile p-tipi katmandan gelen delikler yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme olayı, enerjiyi foton (ışık) formunda salar. AlInGaP alaşımının (alüminyum, indiyum, galyum, fosfor) spesifik bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler - bu durumda yaklaşık 621 nm'lik kırmızı-turuncu bir renk. Çip, ışığı yukarı doğru yansıtarak cihazın üst yüzeyindeki genel ışık çıkarma verimliliğini artırmaya yardımcı olan opak bir galyum arsenit (GaAs) substratı üzerine monte edilmiştir. 5x7 matris, bu ızgara deseninde düzenlenmiş, harici bir çoklama devresi tarafından kontrol edilen, kararlı ve tamamen aydınlatılmış karakterlerin görsel yanılsamasını yaratmak için satır ve sütunları hızla sırayla enerjilendiren, ayrı ayrı adreslenebilir LED'lerden oluşur.

12. Teknoloji Trendleri ve Arka Plan

LTP-747KA'da kullanılan AlInGaP LED teknolojisi, GaAsP gibi erken dönem LED malzemelerine kıyasla önemli bir ilerlemeydi. Daha yüksek parlaklık, daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sağlayarak, LED'lerin daha geniş bir gösterge ve ekran uygulama yelpazesinde kullanılabilmesini mümkün kıldı. Ekran teknolojisindeki eğilim daha sonra daha yüksek yoğunluklu nokta matrislerine, tam renkli RGB matrislerine ve organik LED (OLED) ile mikro LED ekranların yüksek çözünürlüklü ekranlarda yaygın kullanımına doğru kaydı. Bununla birlikte, 5x7 formatı gibi tek karakterli ve çok karakterli alfasayısal nokta matris ekranları, tam grafik yeteneğinin gerekli olmadığı, endüstriyel, cihaz ve enstrümantasyon ortamlarında, uygun maliyetli, güvenilir ve okunması kolay arayüzler için hala oldukça geçerliliğini korumaktadır. Ölçek veya teknoloji ne olursa olsun, temel sürücü prensipleri—çoklama ve akım kontrolü—LED ekran tasarımının temel taşları olmaya devam etmektedir.

LTP-747KA'da kullanılan AlInGaP LED teknolojisi, GaAsP gibi erken dönem LED malzemelerine kıyasla önemli bir ilerlemeydi. Daha yüksek parlaklık, gelişmiş verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sağlayarak, LED'lerin daha geniş bir gösterge ve ekran uygulama yelpazesinde kullanılabilmesini mümkün kıldı. Ekran teknolojisindeki eğilim daha sonra daha yüksek yoğunluklu nokta matrislerine, tam renkli RGB matrislerine ve organik LED (OLED) ile mikro LED ekranların yüksek çözünürlüklü ekranlarda yaygın kullanımına doğru kaydı. Bununla birlikte, 5x7 formatı gibi tek karakterli ve çok karakterli alfasayısal nokta matris ekranları, tam grafik yeteneğinin gerekli olmadığı, endüstriyel, cihaz ve enstrümantasyon ortamlarında, uygun maliyetli, güvenilir ve okunması kolay arayüzler için hala oldukça geçerliliğini korumaktadır. Ölçek veya teknoloji ne olursa olsun, temel sürücü prensipleri—çoklama ve akım kontrolü—LED ekran tasarımının temel taşları olmaya devam etmektedir.