LTP-1557AKD LED Nokta Matris Ekran Veri Sayfası - 1.2 inç (30.42mm) Yükseklik - Hiper Kırmızı (650nm) - Nokta Başına 40mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTP-1557AKD, AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) Hiper Kırmızı ışık yayan diyotların (LED) 5x7 nokta matrisi kullanılarak oluşturulmuş, tek haneli bir alfanümerik ekran modülüdür. Bu konfigürasyon, ASCII ve EBCDIC karakter setlerini görüntülemek için standarttır ve net, tek karakterli okumalar gerektiren uygulamalar için uygundur. Cihaz, okunabilirliği artırmak için kontrastı geliştiren beyaz noktalı gri bir yüze sahiptir. Temel tasarım prensibi, ortak katot sütun ve ortak anot satır matris mimarisine dayanır, bu da bireysel LED'leri daha az sayıda G/Ç pini ile kontrol etmek için verimli çoklama sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu ekranın birincil avantajları arasında katı hal güvenilirliği, tek düzlem tasarımı nedeniyle geniş görüş açısı ve düşük güç gereksinimi bulunur. 1.2 inç (30.42 mm) karakter yüksekliği iyi görünürlük sağlar. Işık şiddeti için kategorize edilmiştir, bu da parlaklık sınıflandırmasına olanak tanır. Cihaz yatay olarak istiflenebilir, bu da çok karakterli ekranlar oluşturmayı mümkün kılar. Birincil hedef pazarları arasında endüstriyel kontrol panelleri, enstrümantasyon, test ekipmanları, satış noktası terminalleri ve basit, güvenilir, düşük güçlü bir karakter ekranı gerektiren diğer gömülü sistemler bulunur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Sürekli çalışma için değildir.

• Nokta Başına Ortalama Güç Dağılımı:40 mW. Bu, her bir LED çipindeki sürekli termal yükü sınırlar.
• Nokta Başına Tepe İleri Akımı:90 mA. Bu yalnızca 1/10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliği ile darbe koşullarında, çoklamalı şemalarda daha yüksek anlık parlaklık elde etmek için kullanılır.
• Nokta Başına Ortalama İleri Akım:25°C'de temel değer 15 mA'dır. Bu değer, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça 0.2 mA/°C ile doğrusal olarak düşer, bu termal yönetim için kritik bir husustur.
• Nokta Başına Ters Gerilim:5 V. Bunun aşılması LED'in PN eklemini bozabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-35°C ila +85°C.
• Lehim Sıcaklığı:Paket oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye için maksimum 260°C.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülür ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Ortalama Işık Şiddeti (I_V):800 µcd (minimum) ile 2600 µcd (tipik) arasında değişir. I_p=32mA ve 1/16 görev döngüsü ile darbe koşulu altında ölçülür. Geniş aralık, ışık şiddeti kategorizasyonunun (sınıflandırma) etkisini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p):650 nm (tipik). Yayılan ışığın birincil rengini Hiper Kırmızı olarak tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Bu, yayılan kırmızı ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):639 nm (tipik). Bu, insan gözü tarafından algılanan dalga boyudur, tepe dalga boyundan biraz farklıdır.
• İleri Gerilim (V_F) Herhangi bir Nokta:
  • I_F=20mA'da 2.1V ila 2.6V (tipik aralık).
  • I_F=80mA'da (darbe) 2.3V ila 2.8V (tipik aralık). LED'in pozitif sıcaklık katsayısını ve dinamik direncini gösterir.
• Ters Akım (I_R) Herhangi bir Nokta:V_R=5V'da maksimum 100 µA.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):Maksimum 2:1. Bu, aynı sürüş koşulları altında dizideki en parlak ve en sönük LED arasındaki maksimum izin verilebilir oranı belirtir, böylece düzgün bir görünüm sağlanır.

Ölçüm Notu:Işık şiddeti, CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör ve filtre kombinasyonu ile ölçülür, bu da değerlerin insan görsel algısı ile ilişkili olmasını sağlar.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Kategorize Edilmiş" olduğunu açıkça belirtmektedir. Bu kritik bir sınıflandırma parametresidir.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:800-2600 µcd'lik tipik I_Varalığı, birden fazla yoğunluk sınıfı olduğunu göstermektedir. Tasarımcılar, uygulama parlaklık gereksinimlerine göre uygun sınıfı seçmeli ve birden fazla ekran kullanırken tutarlılığı sağlamalıdır.
• Dalga Boyu Tutarlılığı:Dalga boyu için açıkça sınıflandırılmamış olsa da, λ_p(650nm) ve λ_d(639nm) için belirtilen sıkı tipik özellikler, iyi bir üretim kontrolüne işaret eder ve cihazlar arasında tutarlı kırmızı renk sağlar.
• İleri Gerilim:Belirtilen V_Faralığı (örn., 2.1-2.6V) bir dağılım olduğunu ima eder. Çok sayıda ekran içeren veya katı güç gereksinimleri olan tasarımlar için, üreticiye gerilim sınıflandırma seçenekleri için danışmak gerekebilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Metinde belirli grafikler sağlanmamış olsa da, bu tür cihazlar için standart eğriler tipik olarak şunları içerir:

• İleri Akım vs. İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Akım sınırlama devreleri tasarlamak için kritik olan üstel ilişkiyi gösterir. Eğri sıcaklıkla kayar.
• Bağıl Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Çok yüksek akımlarda verim düşüşü meydana gelmeden önce, ışık çıkışının normal çalışma aralığında akımla nispeten doğrusal olduğunu gösterir.
• Bağıl Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışındaki azalmayı gösterir, özellikle daha yüksek ortalama akımlarla sürüldüğünde termal yönetimin önemini vurgular.
• Spektral Dağılım:~20nm yarı genişlikle 650nm civarında merkezlenmiş, bağıl yoğunluğun dalga boyuna karşı çizimi, Hiper Kırmızı rengi doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihazın, bir çizimde sağlanan belirli fiziksel boyutları vardır (metinde belirtilmiş ancak ayrıntılandırılmamıştır). Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve standart tolerans ±0.25 mm'dir. Bu, genel yükseklik, genişlik, derinlik, bacak aralığı ve gri yüzey içindeki nokta matris konumlandırmasını içerir.

5.2 Pin Bağlantısı ve Dahili Devre

Cihaz 14 pin konfigürasyonu kullanır. Dahili devre şeması, şu şekilde olan standart bir 5x7 matris gösterir:
- Sütunlar (1-5) ortak katot gruplarıdır.
- Satırlar (1-7) ortak anot gruplarıdır.
Belirli bir noktayı (örn., Satır 3, Sütun 2) aydınlatmak için, ilgili satır anodu yüksek (akım sınırlamalı) sürülürken ilgili sütun katodu düşük çekilmelidir. Pinout tablosu, doğru PCB düzeni ve sürücü devre tasarımı için gereklidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Ana montaj özelliği lehimleme profilidir.

• Reflö Lehimleme:Paket gövdesinde (oturma düzleminin 1.6mm altında) izin verilen maksimum sıcaklık 260°C'dir ve bu tepe sıcaklık 3 saniyeden fazla sürdürülmemelidir. LED çiplerine, dahili tel bağlantılarına veya plastik pakete zarar vermemek için, standart kurşunsuz (SnAgCu) reflö profilleri bu sınır içinde kalmak için dikkatlice kontrol edilmelidir.
• El Lehimlemesi:Gerekirse, sıcaklık kontrollü bir havya ile hızlı bir şekilde yapılmalı, ısı bileşen bacağına uzun süre doğrudan değil, PCB pedine uygulanmalıdır.
• Temizlik:Yalnızca LED paket malzemesi ile uyumlu temizleyiciler kullanın.
• Depolama Koşulları:Nem emilimini ve elektrostatik deşarj hasarını önlemek için, belirtilen -35°C ila +85°C sıcaklık aralığında kuru, anti-statik bir ortamda saklayın.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Endüstriyel Okumalar:Makinalarda durum göstergeleri, hata kodları veya tek değerli ekranlar.
• Test ve Ölçüm Ekipmanları:Birimleri (V, A, Hz), kanal numaralarını veya basit kodları görüntüleme.
• Tüketici Elektroniği:Saat ekranları, cihaz durum göstergeleri (günümüzde daha az yaygın olsa da).
• Prototipleme ve Eğitim:Mikrodenetleyici arayüzü ve çoklama tekniklerini öğrenmek için mükemmeldir.

7.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:12 hattı (5 sütun + 7 satır) çoklayabilen bir mikrodenetleyici veya özel sürücü IC gerektirir. Gerekli akımı yönetmek için transistörler veya entegre alçak/yüksek sürücüler kullanın.
• Akım Sınırlama:Her satır veya sütun hattı için gereklidir. Direnç değerlerini istenen ortalama akıma (örn., nokta başına 10-15mA), besleme gerilimine ve LED ileri gerilimine göre hesaplayın. Akımın, çoklamalı bir karede birden fazla LED arasında paylaşıldığını unutmayın.
• Yenileme Hızı:Çoklama tarama hızı, görünür titremeyi önlemek için yeterince yüksek olmalıdır (tipik olarak >100Hz). Özelliklerde belirtilen 1/16 görev döngüsü, 16 adımlı bir çoklama şemasının uygun olduğunu ima eder.
• Termal Yönetim:Maksimum ortalama akıma yakın veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken, yeterli havalandırma sağlayın. I_Fiçin 0.2 mA/°C düşürme oranı güvenilirlik için çok önemlidir.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır ancak kullanıcıya göre montaj yönünü dikkate alın.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski GaAsP veya GaP kırmızı LED matrisleriyle karşılaştırıldığında, LTP-1557AKD'deki AlInGaP teknolojisi önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı akımda daha parlak ekranlar veya aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlar. Hiper Kırmızı (650nm) dalga boyu, standart kırmızıdan daha canlı ve belirgindir. Modern grafik OLED'ler veya LCD'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz çok daha basit, daha sağlam, daha düşük maliyetli ve daha geniş bir sıcaklık aralığında çalışır, ancak önceden tanımlanmış 5x7 karakterlerle sınırlıdır. Nişi, karakter ekranı için aşırı güvenilirlik, basitlik ve düşük maliyet talep eden uygulamalardadır.

9. Sık Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

• S: Bu ekranı her noktada sabit bir DC akım ile sürebilir miyim?
  C: Teknik olarak evet, ancak bu 35 bağımsız sürücü gerektirir, bu verimsizdir. Çoklama, X-Y seçim mimarisini kullanan standart ve amaçlanan yöntemdir.
• S: Neden tepe akımı (90mA) ortalama akımdan (15mA) çok daha yüksek?
  C: Çoklamada, her LED zamanın yalnızca bir kısmında (görev döngüsü) güç alır. 15mA DC'ye eşdeğer algılanan bir ortalama parlaklık elde etmek için, aktif zaman diliminde daha yüksek bir darbe akımı kullanılır. 90mA değeri, LED'in bu kısa darbeleri kaldırabileceğini garanti eder.
• S: "2:1 Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı" tasarımım için ne anlama geliyor?
  C: Bu, dizideki en sönük noktanın, aynı sürüş koşullarında en parlak noktanın yarısı kadar parlak olabileceği anlamına gelir. Düzgün görünen karakterler için, daha dar bir sınıftan cihaz seçmeniz veya sürücünüz bireysel nokta kontrolüne izin veriyorsa yazılım parlaklık telafisi uygulamanız gerekebilir.
• S: Bu 14 pinli cihazı daha az G/Ç pinine sahip bir mikrodenetleyiciye nasıl bağlarım?
  C: Harici kaydırma yazmaçları (74HC595 gibi), G/Ç genişleticiler veya çoklama desteği olan özel bir LED sürücü IC kullanmalısınız. 5x7 matrisin tam kontrolü için gerekli kontrol hatlarının sayısını 12'nin altına indiremezsiniz.

10. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:70°C'ye kadar ortam sıcaklığında çalışan endüstriyel bir fırın kontrolcüsü için tek haneli bir sıcaklık okuması tasarlama.

• Parlaklık:Potansiyel olarak parlak bir ortamda görünürlüğü sağlamak için daha yüksek uçtan (örn., 2000+ µcd) bir ışık şiddeti sınıfı seçin.
• Sürüş Akımı:Düşürülmüş ortalama akımı belirleyin. Ta=70°C'de, düşürme (70-25)°C * 0.2 mA/°C = 9 mA'dır. Bu nedenle, nokta başına maksimum güvenli sürekli ortalama akım 15 mA - 9 mA = 6 mA'dır. Tasarım, gerekli parlaklığı elde ederkenortalamaakımı nokta başına 6mA veya altında tutmak için 1/16 görev döngüsü içinde bir darbe akımı kullanmalıdır.
• Devre:Çoklama sinyallerini üretmek için bir mikrodenetleyici kullanın. Sütun akımlarını çekmek için alçak taraf N-kanal MOSFET'ler ve satır akımlarını sağlamak için yüksek taraf P-kanal MOSFET'ler veya bir sürücü IC kullanın. Akım sınırlama dirençlerini besleme gerilimine (örn., 5V), darbe akımındaki LED V_Fdeğerine ve etkili bir ortalama parlaklık sağlamak için gerekli istenen darbe akım değerine göre hesaplayın.
• Düzen:Ekranı PCB üzerindeki diğer ısı üreten bileşenlerden uzakta yerleştirin. Montaj sırasında lehim reflö profilinin 260°C 3s sınırına kesinlikle uyduğundan emin olun.

11. Çalışma Prensibi

Cihaz, bir yarı iletken PN ekleminde elektrolüminesans prensibi ile çalışır. Bireysel bir LED hücresine (anot satırı yüksek, katot sütunu düşük) diyotun açılma gerilimini (~2.1V) aşan bir ileri öngerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif AlInGaP bölgesinde yeniden birleşir ve 650 nm (kırmızı ışık) merkezli dalga boyunda fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır. 5x7 matris düzeni ve ortak anot/katot mimarisi, uygun satır ve sütun hatlarını seçerek 35 noktadan herhangi birinin bireysel olarak adreslenmesine izin verir, bu da çoklama yoluyla karakterlerin oluşturulmasını sağlar.

12. Teknoloji Trendleri

LTP-1557AKD gibi ayrık LED nokta matris ekranlar belirli sağlam ve maliyet duyarlı uygulamalar için geçerliliğini korurken, daha geniş trend entegrasyon ve gelişmiş teknolojilere doğrudur. Dahili kontrolcülü entegre karakter LCD ve OLED modüller, daha karmaşık ekranlar için standart haline gelmiştir. Hala LED gerektiren uygulamalar için, yüzey montaj cihazı (SMD) LED dizileri ve yüksek yoğunluklu, çok renkli, adreslenebilir RGB LED matrisler (örn., WS2812B tipi LED'ler kullanarak) esneklikleri ve kullanım kolaylıkları nedeniyle giderek daha popüler hale gelmektedir. Ancak, geleneksel delikli nokta matris LED'lerin basitliği, yüksek güvenilirliği, geniş sıcaklık aralığı ve belirgin, parlak tek renk çıkışı, daha yeni teknolojilerin tüm gereksinimleri karşılayamayabileceği endüstriyel, otomotiv ve zorlu ortam uygulamalarında kullanımlarının devam etmesini sağlamaktadır.