LTP-2088AKD 8x8 Nokta Matris LED Ekran Veri Sayfası - 2.3 İnç Yükseklik - AlInGaP Hiper Kırmızı - 2.6V İleri Gerilim - 40mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTP-2088AKD, alfanümerik ve sembolik bilgi sunumu için tasarlanmış, tek düzlemli bir 8x8 nokta matris LED ekran modülüdür. Temel işlevi, elektronik sistemlerde güvenilir, düşük güçlü bir görsel çıkış arayüzü sağlamaktır. Bu cihazın temel avantajı, performans ve verimlilik dengesi sunan AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) Hiper Kırmızı LED çiplerini kullanmasıdır. Ekran, kontrastı ve okunabilirliği artıran beyaz segmentli gri bir yüze sahiptir. Işık şiddeti için sınıflandırılmıştır, bu da üretim partileri arasında parlaklık tutarlılığını sağlar. Cihaz yatay olarak istiflenebilir, bu da karmaşık arayüzleme olmadan daha geniş çok karakterli ekranlar oluşturulmasına olanak tanır. USASCII ve EBCDIC gibi standart karakter kodlarıyla uyumluluğu, basit metin çıktısı gerektiren çeşitli dijital sistemlere entegrasyonu çok yönlü kılar.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Optik Karakteristikler

Optik performans, 25°C ortam sıcaklığında (T_A) tanımlanır. Ana parametre olan Ortalama Işık Şiddeti (I_V), I_p=32mA ve 1/16 görev döngüsü test koşulu altında tipik olarak 3500 µcd (mikrokandela) değerine sahiptir. Belirtilen minimum değer 1650 µcd'dir ve maksimum bir sınır listelenmemiştir, bu da minimum bir parlaklık eşiğini karşılamaya odaklanıldığını gösterir. Cihaz, I_p=20mA'da ölçülen 650 nm Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_d) ve 639 nm Baskın Dalga Boyu (λ_F) ile kırmızı spektrumda yayın yapar. Spektral saflık, 20 nm'lik bir Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ) ile gösterilir. Çok noktalı ekranlar için kritik bir parametre olan Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m), maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir. Bu, dizideki en parlak noktanın aynı çalışma koşulları altında en sönük noktadan iki kattan fazla parlak olmayacağı anlamına gelir, böylece düzgün bir görünüm sağlanır.

2.2 Elektriksel Karakteristikler

Elektriksel parametreler de T_A=25°C'de belirtilmiştir. Herhangi bir tek LED noktası için İleri Gerilim (V_F), I_F=20mA'da tipik olarak 2.6V'dur ve I_F=80mA'lık daha yüksek bir darbe akımında maksimum 2.8V'dur. Minimum V_F20mA'da 2.1V'dur. Ters Akım (I_R), 5V'luk bir Ters Gerilim (V_R) uygulandığında maksimum 100 µA ile sınırlıdır, bu da iyi diyot karakteristiklerini gösterir.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres sınırlarını tanımlar. Nokta başına Ortalama Güç Dağılımı 40 mW'ı aşmamalıdır. Nokta başına Tepe İleri Akımı 90 mA olarak derecelendirilmiştir. Nokta başına Ortalama İleri Akımı 25°C'de 15 mA'dır ve 0.2 mA/°C'lık bir düşürme faktörü vardır, bu da izin verilen sürekli akımın ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça azaldığı anlamına gelir. Nokta başına maksimum Ters Gerilim 5V'dur. Cihaz, -35°C ila +85°C Çalışma Sıcaklığı Aralığı ve aynı Depolama Sıcaklığı Aralığı için derecelendirilmiştir. Lehimlenebilirlik, dalga veya reflow işlemi için belirtilmiştir: cihaz, paket oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.59 mm) altındaki bir noktada 260°C'de 3 saniye dayanabilir.

3. Mekanik ve Paket Bilgisi

Ekranın matris yüksekliği 2.3 inçtir (58.42 mm). Paket boyutları, tüm ölçümleri milimetre cinsinden olan detaylı bir çizimde sağlanmıştır. Bu boyutlar için üretim toleransı, çizimde aksi belirtilmedikçe ±0.25 mm (veya ±0.01 inç) dir. Bu hassasiyet seviyesi, panellere veya muhafazalara mekanik olarak sığdırma için önemlidir.

4. Pin Bağlantısı ve Dahili Devre

Cihaz, arayüz için 16 pin konfigürasyonu kullanır. Pin çıkışı X-Y matris sürücüsü için tasarlanmıştır. Pin 1-4 ve 9-12 sırasıyla Sütun 1-4 ve 8-5 için Anotlardır. Pin 5-8 ve 13-16 sırasıyla Satır 5-8 ve 4-1 için Katotlardır. Bu özel düzen, doğru sürücü devresi tasarımı için çok önemlidir. Dahili devre şeması, 64 LED'in (8 satır x 8 sütun) satırlar için ortak katot konfigürasyonunda düzenlendiğini gösterir. Bu, belirli bir noktayı aydınlatmak için, karşılık gelen sütun anodunun yüksek (pozitif gerilim uygulanmış) sürülmesi, satır katodunun ise düşük (topraklanmış) sürülmesi gerektiği anlamına gelir. Desenleri görüntülemek için satırlar veya sütunlar arasında tarama yapmak üzere çoklama teknikleri kullanılır.

5. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "Işık Şiddeti için Sınıflandırılmış" olduğunu açıkça belirtir. Bu, üretilen birimlerin standart test koşulları altında ölçülen ışık çıkışlarına (µcd cinsinden) göre sınıflandırıldığı bir süreci gösterir. Belirli şiddet aralıklarına düşen birimler birlikte gruplanır. Bu, tasarımcıların belirli bir uygulama için tutarlı parlaklığa sahip ekranları seçmesine olanak tanır ve bir üründeki farklı birimler arasında fark edilebilir varyasyonları önler. Bu belgede ayrıntılı olarak açıklanmasa da, bu tür ekranlar için tipik sınıflandırma birkaç şiddet derecesini (örneğin, yüksek parlaklık, standart parlaklık) içerebilir.

6. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunur. Genellikle daha kapsamlı veri sayfası versiyonlarında bulunan bu grafikler, ana parametreler arasındaki ilişkiyi görsel olarak temsil eder. Beklenen eğriler şunları içerir: İleri Akım vs. İleri Gerilim (I-V Eğrisi), üstel ilişkiyi gösterir ve sürücü gerilimi hesaplamasına olanak tanır; Işık Şiddeti vs. İleri Akım, ışık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, genellikle daha yüksek akımlarda doğrusal altı bir şekilde; Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı, sıcaklık arttıkça çıkışın nasıl azaldığını gösterir; ve muhtemelen 650 nm civarında merkezlenmiş dalga boyları boyunca göreceli gücü tasvir eden Spektral Dağılım eğrisi. Bu eğrileri analiz etmek, sürüş koşullarını optimize etmek ve standart olmayan sıcaklıklar altındaki performansı anlamak için gereklidir.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Sağlanan temel kılavuz, lehim sıcaklığı için Mutlak Maksimum Değerdir: paket oturma düzleminin 1.59mm (1/16") altında ölçüldüğünde 260°C'de 3 saniye. Bu, dalga veya reflow lehimleme işlemleri için standart bir derecelendirmedir. Tasarımcılar, dahili LED çiplerine, tel bağlantılarına veya plastik pakete zarar gelmesini önlemek için lehimleme profillerinin bu sınırı aşmadığından emin olmalıdır. Manuel lehimleme için, minimum temas süresi ile sıcaklık kontrollü bir havya kullanılmalıdır. LED'ler statik elektriğe duyarlı olduğundan, montaj sırasında her zaman uygun ESD (Elektrostatik Deşarj) işleme prosedürleri takip edilmelidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu 8x8 nokta matris, kompakt, düşük çözünürlüklü metin veya basit grafikler gerektiren uygulamalar için idealdir. Yaygın kullanımlar şunları içerir: durum kodlarını veya basit mesajları görüntülemek için endüstriyel kontrol panelleri; sayısal değerleri veya birimleri göstermek için test ve ölçüm ekipmanları; basit skorboardlar veya bilgi ekranları gibi tüketici elektroniği; ve mikrodenetleyici arayüzü ve çoklamayı öğrenmek için eğitim kitleri.

8.2 Tasarım Hususları

Sürücü Devresi:Yeterli G/Ç pinine sahip bir mikrodenetleyici veya özel LED sürücü entegreleri (sabit akım çıkışlı kaydırma yazmaçları gibi) gereklidir. Devre, 8 satır (veya sütun) arasında döngü yapmak için çoklamayı uygulamalıdır.
Akım Sınırlama:İleri akımı ayarlamak ve Mutlak Maksimum Değerleri aşmayı önlemek için her anot sütunu (veya tasarıma bağlı olarak her nokta) için dirençler veya sabit akım sürücüleri zorunludur.
Güç Dağılımı:Nokta başına 40mW ve 15mA ortalama akım sınırları, çoklama şemasında dikkate alınmalıdır. Örneğin, 1/8 görev döngüsü çoklaması ile nokta başına anlık akım 15mA'den yüksek olabilir, ancak tam döngü boyunca *ortalama* akım sınırlar içinde kalmak için hesaplanmalıdır.
Görüş Açısı:"Geniş görüş açısı" özelliği faydalıdır, ancak ışığın tam açısal dağılımı belirtilmemiştir. Geniş görüş açılı uygulamalar için prototip değerlendirmesi önerilir.
İstifleme:Yatay istiflenebilirlik özelliği, çok haneli ekranlar oluşturmayı basitleştirir. Modüller arasındaki mekanik hizalama ve elektriksel bağlantı planlanmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTP-2088AKD'nin temel farklılaştırıcısı, AlInGaP Hiper Kırmızı teknolojisini kullanmasıdır. Standart GaAsP (Galyum Arsenik Fosfit) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar. Bu, aynı miktarda elektrik akımı için daha fazla ışık (daha yüksek ışık şiddeti) üretebileceği anlamına gelir ve doğrudan "düşük güç gereksinimi" özelliğine katkıda bulunur. Ayrıca tipik olarak sıcaklık ve ömür boyunca daha iyi dalga boyu stabilitesi sunar. Gri yüzey/beyaz segment tasarımı, özellikle yüksek ortam ışığı koşullarında, tamamen kırmızı veya tamamen yeşil paketlere kıyasla kontrastı iyileştirir. Açık ışık şiddeti sınıflandırması (binning), düzgünlük gerektiren uygulamalar için bir avantajdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Tepe Emisyon Dalga Boyu (650nm) ile Baskın Dalga Boyu (639nm) arasındaki fark nedir?
C: Tepe dalga boyu, spektral çıkıştaki maksimum güç noktasıdır. Baskın dalga boyu, LED'in çıkışıyla aynı algılanan rengi (tonu) üretecek olan tek renkli ışığın dalga boyudur. Fark, LED'in spektral eğrisinin şeklinden kaynaklanır, bu eğrinin bir genişliği vardır.

S: Bir nokta için gerekli seri direnci nasıl hesaplarım?
C: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (V_kaynak- V_F) / I_F. 5V kaynak, tipik V_F2.6V ve istenen I_F20mA için: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Akımın hedefi asla aşmamasını sağlayan muhafazakar bir tasarım için maksimum V_F(2.8V) kullanın.

S: Akım sınırlaması olmadan sabit gerilimle sürebilir miyim?
C: Hayır. LED ileri geriliminin toleransı vardır ve sıcaklıkla düşer. V_Fyakınında sabit bir gerilim, artan akımın LED'i ısıttığı, V_F'yi düşürdüğü, daha fazla akıma neden olduğu ve arızaya yol açtığı termal kaçak durumuna neden olabilir. Her zaman akım sınırlaması kullanın.

S: 2:1 Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı tasarımım için ne anlama geliyor?
C> Görsel düzgünlüğü garanti eder. En kötü durumda, bir nokta diğerinden iki kat daha parlak olabilir. Çoğu alfanümerik ekran için bu oran kabul edilebilir ve dikkat dağıtıcı değildir. Hassas gri seviyeler gerektiren grafikler için bir husus olabilir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir sıcaklık kontrol cihazı için 4 karakterli alfanümerik bir ekran oluşturmak.
Tasarım:Dört LTP-2088AKD modülü yatay olarak istiflenir. Tek bir mikrodenetleyici (örneğin, bir ATmega328P) kullanılır. Sınırlı G/Ç nedeniyle, 32 sütun anodunu (8 sütun x 4 ekran) sürmek için iki adet 8-bit seri giriş/paralel çıkış kaydırma yazmacı (74HC595 gibi) kullanılır. 8 satır katodu (istifleme nedeniyle tüm ekranlarda ortak) doğrudan açık drenaj/çeken çıkış olarak yapılandırılmış 8 mikrodenetleyici pini tarafından sürülür, her biri daha yüksek akım kapasitesi için bir transistör içerir.
Yazılım:Firmware, bir çoklama rutini uygular. Bir satır için deseni ayarlar (kaydırma yazmaçları aracılığıyla) ve ardından yalnızca o karşılık gelen satır katodunu aktifleştirir (topraklar). Tüm 8 satır arasında hızlı bir şekilde (örneğin, 1-2 kHz tarama hızı) döngü yapar. Görüntünün kalıcılığı, sabit bir görüntü illüzyonu yaratır.
Akım Hesaplaması:Bir satırdaki tüm noktaları maksimum parlaklıkta görüntülemek için, nokta başına anlık akım 25mA olarak ayarlanabilir. 1/8 görev döngüsü ile nokta başına ortalama akım 25mA / 8 = 3.125mA'dir, bu da 15mA'lik ortalama derecelendirmenin çok altındadır. Toplam kaynak akımı, tam bir satır aydınlatıldığında zirve yapar: 8 nokta/ekran * 4 ekran * 25mA = 800mA. Güç kaynağı ve satır sürücü transistörleri buna göre boyutlandırılmalıdır.

12. Çalışma Prensibi

LTP-2088AKD, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibine dayanır. AlInGaP malzeme sistemi, doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkendir. İleri öngerilimli olduğunda (anoda göre katoda göre pozitif gerilim), n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakırlar. Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfitin özel bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da sırayla yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, yaklaşık 650 nm'de kırmızı. Opak GaAs substratı, ışığı yukarı yansıtmaya yardımcı olarak, çipin üstünden dış ışık çıkarma verimliliğini artırır. 8x8 matris, bu küçük LED çiplerinden 64 tanesinin tek bir paket içinde satır-sütun ızgara deseninde ayrı ayrı bağlanmasıyla oluşturulur.

13. Teknoloji Trendleri

LTP-2088AKD gibi ayrık nokta matris ekranlar olgun bir teknolojiyi temsil eder. Ekran teknolojisindeki mevcut trendler daha yüksek entegrasyon ve farklı form faktörlerine doğru ilerlemektedir. Dahili kontrolcülü (I2C veya SPI arayüzü) entegre LED nokta matris modülleri daha yaygın hale gelmekte, son kullanıcı için tasarım çabasını basitleştirmektedir. Küçük alfanümerik ekranlar gerektiren yeni tasarımlar için, segmentli LCD'ler veya OLED'ler genellikle daha düşük güç tüketimi ve daha esnek biçimlendirme sunar. Ancak, geleneksel LED nokta matrisleri belirli nişlerde avantajlarını korur: açık hava veya yüksek ortam ışığında görüntüleme için son derece yüksek parlaklık, geniş çalışma sıcaklığı aralıkları, uzun ömür ve sert endüstriyel ortamlarda sağlamlık. Temeldeki AlInGaP LED çip teknolojisi, verimliliği (vat başına lümen) artırmak ve renk saflığını iyileştirmek için devam eden araştırmalarla gelişmeye devam etmektedir, bu da matris ekranlar da dahil olmak üzere tüm kırmızı LED uygulamalarına fayda sağlar.