LTP-2057AKA LED Nokta Matris Ekran Veri Sayfası - 2.0 İnç (50.8mm) Yükseklik - Süper Turuncu (621nm) - Nokta Başına 33mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTP-2057AKA, 5x7 nokta matris konfigürasyonu kullanılarak oluşturulmuş, tek haneli bir alfanümerik ekran modülüdür. Temel işlevi, karakterleri ve sembolleri görsel olarak temsil etmektir; genellikle çeşitli elektronik cihazlarda durum göstergesi, basit okuma ekranı ve bilgi panosu olarak kullanılır. Bu cihazın temel avantajı, ışık yayan elemanlar için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) LED teknolojisini, özellikle "Süper Turuncu" renginde kullanmasıdır. Bu malzeme sistemi, eski teknolojilere kıyasla verimlilik ve renk kararlılığı açısından faydalar sunar. Ekran, yayılan ışık için yüksek kontrastlı bir arka plan sağlayan ve okunabilirliği artıran beyaz renkli noktalara sahip gri bir ön panele sahiptir. Cihaz, orta boyutlu, güvenilir ve düşük güç tüketimli bir karakter ekranı gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Optik Özellikler

Optik performans, ekranın işlevinin merkezinde yer alır. Ana parametre olan Ortalama Işık Şiddeti (Iv), 1/16 görev döngüsünde 32mA'lik darbe ileri akımı (Ip) test koşulu altında minimum 2100 μcd, tipik değer 4600 μcd olarak belirtilmiş olup maksimum bir sınır yoktur. Bu darbe sürme yöntemi, algılanan parlaklığı sağlarken güç ve ısıyı yönetmek için çoklamalı ekranlarda standarttır. Renk, 621 nanometre (nm) olan Tepe Emisyon Dalga Boyu (λp) ile tanımlanır ve bu da onu spektrumun turuncu-kırmızı bölgesine yerleştirir. Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ) 18 nm'dir, bu da yayılan ışık bandının spektral saflığını veya darlığını gösterir. Baskın Dalga Boyu (λd) 615 nm'dir; bu, insan gözü tarafından algılanan dalga boyudur ve tepe dalga boyundan biraz farklı olabilir. 2:1'lik bir Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı belirtilmiştir; bu, dizideki en parlak ve en sönük segmentler arasındaki parlaklık değişiminin bu oranı aşmaması gerektiği anlamına gelir ve bu da düzgün bir görünüm sağlar.

2.2 Elektriksel Özellikler

Elektriksel parametreler, ekranın çalışma sınırlarını ve koşullarını tanımlar. Mutlak Maksimum Değerler, güvenli çalışma sınırlarını belirler: Nokta başına Ortalama Güç Dağılımı 33 miliwatt (mW), nokta başına Tepe İleri Akımı 90mA ve nokta başına Ortalama İleri Akımı, 25°C'de 13mA'dan başlayarak 0.17mA/°C ile doğrusal olarak azalır. Bu azaltma, yüksek ortam sıcaklıklarında termal yönetim için çok önemlidir. Nokta başına maksimum Ters Gerilim 5 Volttur (V). Herhangi bir tek LED noktası için İleri Gerilim (Vf), 20mA'de tipik olarak 2.6V'dur ve daha yüksek bir test akımı olan 80mA'de maksimum 2.8V'dur. Ters Akım (Ir), tam 5V ters öngerilim altında maksimum 100 mikroamperdir (μA).

2.3 Termal ve Çevresel Özellikler

Cihaz, -35°C ila +85°C arasında bir Çalışma Sıcaklığı Aralığı ve aynı Depolama Sıcaklığı Aralığı için derecelendirilmiştir. Bu geniş aralık, onu aşırı sıcaklıklara maruz kalan endüstriyel ve otomotiv ortamları için uygun kılar. Kritik bir montaj parametresi, bileşenin oturma düzleminin 1.6mm (1/16 inç) altındaki bir noktada ölçülen, maksimum 3 saniye süre için 260°C maksimum lehim sıcaklığıdır. Bu kılavuz, yeniden akış lehimleme işlemi sırasında termal hasarı önlemek için esastır.

3. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

Ekranın belirtilen matris yüksekliği 2.0 inçtir (50.8 mm). Sağlanan paket boyut çizimi (veri sayfasında referans verilmiştir), tam fiziksel dış hatları, pin konumlarını ve genel boyutu detaylandırır. Bu boyutlar için toleranslar, aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.25 mm'dir. Cihaz, bir devre kartına entegrasyon için standart bir pin bağlantı arayüzü kullanır.

4. Pin Bağlantısı ve Dahili Devre

LTP-2057AKA'nın 14 pinli bir arayüzü vardır. Pin çıkışı özellikle X-Y (matris) adresleme için düzenlenmiştir: Pinler ya Sütunlar için Anot ya da Satırlar için Katot olarak belirlenmiştir. Örneğin, Pin 1 Satır 5 için Katot, Pin 3 Sütun 2 için Anot vb. Bu düzenleme, bir mikrodenetleyicinin karşılık gelen sütun (anot) ve satır (katot) hatlarını etkinleştirerek 5x7 ızgarasındaki herhangi bir tek noktayı seçici olarak aydınlatmasına olanak tanır. Dahili devre şeması (veri sayfasında referans verilmiştir), anotları sütun gruplarında ve katotları satır gruplarında bağlı olan 35 ayrı LED'i (5 sütun x 7 satır) göstererek bu matris yapısını görsel olarak tasvir eder.

5. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri için bir bölüme atıfta bulunur. Bu grafikler, tasarım mühendisleri için paha biçilmezdir. Genellikle tek bir LED elemanı için İleri Akım - İleri Gerilim (I-V eğrisi) gibi, doğrusal olmayan ilişkiyi ve açılma gerilimini gösteren grafikleri içerir. Işık Şiddeti - İleri Akım eğrileri, ışık çıkışının akımla nasıl arttığını, potansiyel olarak doygunluk etkilerini gösterir. Ayrıca, Işık Şiddeti veya İleri Gerilimin Ortam Sıcaklığı ile değişimini gösteren eğriler de olabilir; bu, belirtilen sıcaklık aralığında kararlı devreler tasarlamak için kritiktir. Bu eğrilerin analizi, istenen parlaklık için sürme akımını optimize etmeye ve performans üzerindeki termal etkileri anlamaya olanak tanır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Mutlak Maksimum Değerler'de belirtildiği gibi, birincil montaj kısıtlaması lehimleme sıcaklık profilidir. Cihaz, yeniden akış lehimleme sırasında maksimum 3 saniye süreyle 260°C'lik bir tepe sıcaklığına dayanabilir. Paket bacaklarında ölçülen sıcaklığın bu sınırı aşmamasını sağlamak, dahili tel bağlantılarına, LED çiplerine veya plastik pakete zarar gelmesini önlemek için kritiktir. Kurşunsuz lehimleme için standart endüstri yeniden akış profilleri (genellikle 240-250°C civarında tepe yapar) genellikle uyumludur, ancak profil doğrulanmalıdır. Bir havya ile manuel lehimleme hızlı bir şekilde ve dikkatli sıcaklık kontrolü ile ısıyı lokalize edecek şekilde yapılmalıdır. LED bileşenleriyle her zaman uygun ESD (Elektrostatik Deşarj) işleme prosedürleri izlenmelidir.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu 5x7 nokta matris ekran, tek, net bir alfanümerik karakter gerektiren uygulamalar için idealdir. Yaygın kullanımları şunlardır: voltaj, akım veya sıcaklık okumaları için panel ölçerler; endüstriyel ekipmanlarda durum ekranları (hata kodları veya mod göstergeleri gösteren); mikrodalga fırınlar veya çamaşır makineleri gibi tüketici cihazları; ve test/ölçüm cihazları. Standart ASCII ve EBCDIC karakter kodlarıyla uyumluluğu, mikrodenetleyicilerle programlamayı basitleştirir.

7.2 Tasarım Hususları

Sürme Devresi:Ekran, çoklamalı sürme elektroniği gerektirir. Satır ve sütunları sırayla taramak için yeterli G/Ç pinine sahip bir mikrodenetleyici veya harici sürücü entegreleriyle (kaydırma yazıcıları veya özel LED sürücü çipleri gibi) birleştirilmiş bir mikrodenetleyici gereklidir. Veri sayfasının 32mA darbe akımında 1/16 görev döngüsü test koşulu, gerekli akım sınırlayıcı dirençlerin hesaplanması için bir başlangıç noktası sağlar. LED başına ortalama akım çok daha düşük olacaktır (örneğin, sadece bir nokta yanıyorsa 32mA / 16 = 2mA ortalama, ancak bu, bir satırda aynı anda yanan nokta sayısıyla ölçeklenir).
Güç Kaynağı:~2.6V'luk ileri gerilim, sürme geriliminin bundan daha yüksek olması gerektiği anlamına gelir, tipik olarak 3.3V veya 5V sistemler kullanılır. Güç kaynağı, çoklama sırasındaki tepe akım taleplerini karşılayabilmelidir.
Görüş Açısı:Veri sayfası, LED çipinin ve dağıtılmış lens tasarımının bir özelliği olan "geniş görüş açısından" bahseder. Optimum yerleşim için, son kullanıcının birincil görüş yönü dikkate alınmalıdır.
Yığınlama:"Yatay olarak yığınlanabilir" özelliği, birden fazla birimin yan yana yerleştirilerek çok karakterli ekranlar oluşturulabileceği anlamına gelir. Modüller arasındaki mekanik hizalama ve elektriksel bağlantının tasarlanması gerekir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTP-2057AKA'nın temel farklılaştırıcısı, turuncu renk için AlInGaP LED teknolojisini kullanmasıdır. Standart GaAsP (Galyum Arsenür Fosfit) kırmızı/turuncu LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı) ve yüksek sıcaklıklarda daha iyi performans koruması sunar. "Süper Turuncu" 621nm dalga boyu, canlı, yüksek görünürlüklü bir renk sağlar. Beyaz noktalı gri yüz, güç verilmediğinde profesyonel, yüksek kontrastlı bir görünüm sunar; bu, tam siyah veya tam kırmızı ekranlara göre bir tasarım avantajı olabilir. 2.0 inç karakter yüksekliği, görüş mesafesi gereksinimlerine bağlı olarak daha küçük (örneğin, 0.8 inç) veya daha büyük ekranlara tercih edilebilecek belirli bir boyuttur.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu ekran için akım sınırlayıcı direnç değerini nasıl hesaplarım?
C: Ortalama değil, darbe (tepe) akımı için tasarım yapmalısınız. Test koşulunu referans alarak (Vf tipik 2.6V'da 32mA) ve 5V'luk bir sürme kaynağı varsayarak: R = (V_kaynak - Vf) / I_tepe = (5V - 2.6V) / 0.032A = 75 Ohm. Daha güvenli, daha sönük bir hesaplama için maksimum Vf (2.8V) kullanın: R = (5V - 2.8V) / 0.032A = ~68 Ohm. Standart 68 veya 75 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. Direncin güç derecesi, tepe değil, ortalama akıma göre hesaplanmalıdır.

S: Bu ekranı sürmek için 1/16 görev döngüsü ne anlama gelir?
C: Çoklamalı bir 5x7 matriste, yaygın bir tarama yöntemi, bir seferde bir satırı (katot) etkinleştirirken o satır için 5 sütuna (anot) veri sağlamaktır. 7 satırla, her satır sırayla ve eşit şekilde etkinleştirilirse, herhangi bir tek LED için görev döngüsü 1/7'dir. Veri sayfasının 1/16 görev döngüsü, farklı veya daha muhafazakar bir çoklama şemasını, muhtemelen boşluk periyotlarını içeren bir şemayı önermektedir. Sürücü devresi, LED'i belirtilen tepe akımda (örneğin, 32mA) kendi ayrılan zaman dilimi için darbeli olarak sürmeli ve böylece derecelendirilmiş ortalama ışık şiddetine ulaşmalıdır.

S: Bu ekranı çoklama yerine sabit bir DC akımla sürebilir miyim?
C: Teknik olarak evet, ancak bu oldukça verimsizdir ve önerilmez. Tüm 35 noktayı aynı anda düşük bir akımda (5mA gibi) sürmek, toplam 175mA akım gerektirir ve önemli ısı üretir; bu muhtemelen paketin güç dağılımı sınırlarını aşar. Çoklama, standart ve amaçlanan çalışma yöntemidir.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

0 ila 99 derece Santigrat arasında bir değer gösteren basit bir sıcaklık okuma ekranı tasarlamayı düşünün. Bu, yatay olarak yığınlanmış iki LTP-2057AKA ekranı gerektirir. Bir mikrodenetleyici (örneğin, bir ATmega328P), her bir ekranın 14 pinine (toplam 28 G/Ç pini) bağlanır. G/Ç'den tasarruf etmek için, her iki ekranın sütun (anot) hatları paralel bağlanabilir (5 paylaşılan hat) ve satır (katot) hatları her ekran için ayrı ayrı kontrol edilebilir (7+7=14 hat). Bu, 19 G/Ç pini kullanır. Alternatif olarak, harici 8-bit kaydırma yazıcıları kullanılarak mikrodenetleyici G/Ç gereksinimi büyük ölçüde azaltılabilir. Yazılım, 0-9 rakamlarını 5x7 ızgara için yanan noktaların karşılık gelen desenine çeviren bir font haritası içerecektir. Daha sonra, her ekran için 7 satırı tarayarak, gösterilecek karakterlerin satırları için uygun sütun verilerini gönderir. Tarama, görünür titreme önlemek için yeterince hızlı olmalıdır (tipik olarak >60Hz).

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

LTP-2057AKA, pasif matris LED dizisi prensibiyle çalışır. 5 sütun ve 7 satırdan oluşan bir ızgarada düzenlenmiş 35 bağımsız AlInGaP yarı iletken LED bağlantısı içerir. Her LED, bir sütun anot hattı ile bir satır katot hattının kesişim noktasında oluşturulur. Belirli bir sütun (pozitif) ve belirli bir satır (negatif) arasında diyotun açılma gerilimini (~2.6V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, akım o tek LED'den geçer ve yaklaşık 621 nm (turuncu) dalga boyunda fotonlar—ışık—yaymasına neden olur. Hangi satırın topraklandığını (katot etkin) ve hangi sütunlara akım sağlandığını (anot etkin) hızlı bir şekilde sıralayarak, farklı nokta desenleri aydınlatılabilir ve karakterler veya semboller oluşturulabilir. İnsan gözünün görüntü sürekliliği, bu hızlı yanıp sönmeleri kararlı bir görüntüde birleştirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

LTP-2057AKA gibi ekranlar, optoelektroniğin olgun ve güvenilir bir segmentini temsil eder. Organik LED (OLED) veya yüksek çözünürlüklü LCD'ler gibi daha yeni teknolojiler karmaşık grafik ekranlara hakim olsa da, basit LED nokta matris modülleri, sağlamlık, uzun ömür, geniş sıcaklık aralığında çalışma, yüksek parlaklık ve karakter başına düşük maliyet gerektiren uygulamalar için oldukça geçerliliğini korumaktadır. Bu segment içindeki trend, daha düşük güç tüketimi veya daha yüksek parlaklık sağlayan daha yüksek verimli LED malzemelerine (burada kullanılan AlInGaP ve mavi/yeşil/beyaz için InGaN gibi) doğrudur. Ayrıca, sürücü elektroniğinin ekran modülünün kendisine entegre edildiği entegre çözümlere doğru bir eğilim vardır; bu, son mühendis için sistem tasarımını basitleştirir. Ancak, basitliği ve düşük maliyeti nedeniyle temel pasif matris mimarisi, endüstriyel, otomotiv ve tüketici bağlamlarında tek ve çok karakterli sayısal ve alfanümerik ekranlar için bir dayanak noktası olmaya devam etmektedir.