LTP-14088KD-J LED Nokta Matris Ekran Veri Sayfası - 1.50 İnç Yükseklik - Hiper Kırmızı 650nm - 2.6V İleri Gerilim - 70mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

LTP-14088KD-J, katı hal, tek düzlemli bir 8x8 nokta matris LED ekran modülüdür. Temel işlevi, kompakt ve güvenilir bir formatta alfanümerik ve sembolik karakter görüntüleme yetenekleri sağlamaktır. Bu cihazın temel avantajı, GaAs substratı üzerinde epitaksiyel olarak büyütülen gelişmiş AS-AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) Hiper Kırmızı LED çiplerini kullanmasıdır. Bu teknoloji, standart GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla kırmızı ışık yayılımı için üstün ışık verimliliği ve renk saflığı sunar. Ekran, okunabilirlik için mükemmel kontrast sağlayan beyaz nokta rengine sahip siyah bir yüze sahiptir. Düşük güç tüketimi için tasarlanmıştır ve geniş bir görüş açısı sunar, bu da net görünürlüğün çok önemli olduğu çeşitli bilgi görüntüleme uygulamaları için uygun hale getirir. Cihaz, ışık şiddeti için kategorize edilmiştir, böylece birimler arasında parlaklık tutarlılığı sağlanır ve RoHS direktiflerine uygun kurşunsuz bir formatta paketlenmiştir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

Optik performans, ekranın işlevselliğinin merkezindedir. 1/16 görev döngüsü ile 32mA ortalama ileri akımın standart test koşulunda, nokta başına tipik ortalama ışık şiddeti 2475 µcd'dir (mikrokandela), belirtilen minimum değer ise 1020 µcd'dir. Tepe emisyon dalga boyu (λp) tipik olarak 650 nanometredir (nm), derin kırmızı spektrum içinde yer alır. Baskın dalga boyu (λd) 639 nm olarak belirtilmiştir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 20 nm'dir, bu nispeten dar bir bant genişliğini ve saf renk emisyonunu gösterir. Ekran düzgünlüğü için kritik bir parametre olan Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı, benzer ışık alanı içindeki noktalar için maksimum 2:1 olarak belirtilmiştir. Bu, bir gruptaki en parlak noktanın, en sönük noktadan iki kattan fazla parlak olmaması gerektiği anlamına gelir, böylece matris boyunca kabul edilebilir görsel tutarlılık sağlanır.

2.2 Elektriksel Özellikler

Elektriksel parametreler, çalışma sınırlarını ve güç gereksinimlerini tanımlar. Herhangi bir tek LED noktası için ileri gerilim (VF), sürücü akımına bağlı olarak 2.1V ile 2.8V arasındadır. 20mA'lik standart test akımında, VF 2.1V (min) ile 2.6V (max) arasında değişir. 80mA'lik daha yüksek bir tepe akımında, bu aralık 2.3V ile 2.8V'a kayar. 5V'luk bir ters gerilim (VR) uygulandığında, herhangi bir segment için ters akım (IR) maksimum 100 µA'dır. Bu parametreler, uygun sabit akım veya çoklama sürücü devresi tasarlamak için çok önemlidir.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Hususlar

Mutlak maksimum değerlere uyulması, cihazın güvenilirliği ve ömrü için esastır. Nokta başına ortalama güç dağılımı 70 miliwatt'ı (mW) aşmamalıdır. Nokta başına tepe ileri akımı 90 mA olarak derecelendirilmiştir, ancak bu, 1 kHz frekans ve %18 görev döngüsü ile darbe koşullarında belirtilmiştir. Nokta başına ortalama ileri akımının bir düşürme eğrisi vardır; 25°C'de 25 mA'dır ve ortam sıcaklığındaki her santigrat derece artış için doğrusal olarak 0.28 mA azalır. Cihaz, -35°C ile +105°C arasındaki bir sıcaklık aralığında çalıştırılabilir ve depolanabilir. Montaj için, lehimleme koşulları, oturma düzleminin 1/16 inç (yaklaşık 1.6mm) altındaki bir noktada 3 saniye boyunca 260°C olarak belirtilmiştir.

3. Sınıflandırma ve Kategorizasyon Sistemi

LTP-14088KD-J, öncelikle ışık şiddeti için bir kategorizasyon sistemi kullanır. Özellikler ve elektriksel karakteristiklerde belirtildiği gibi, birimler ölçülen ortalama ışık çıkışlarına göre sınıflandırılır. Veri sayfası minimum (1020 µcd) ve tipik (2475 µcd) bir değer sağlar, bu da üretim parçalarının gerçek şiddetlerine göre test edildiğini ve muhtemelen farklı çıkış derecelerine veya kategorilerine ayrıldığını gösterir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklığa sahip parçaları seçmelerine olanak tanır. Belge, dalga boyu veya ileri gerilim için açık sınıflar belirtmese de, bu parametreler için sağlanan min/max aralıkları (ör. VF, λp) sevk edilen tüm birimler için kabul edilebilir limitleri tanımlar, böylece işlevsel olarak uyumlu bir pencere içinde kalmalarını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri için bir bölüme atıfta bulunur. Metin alıntısında spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, tam veri sayfalarında tipik olarak bulunan bu tür eğriler tasarım için hayati öneme sahiptir. Bunlar normalde şunları içerir:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (I-V Eğrisi):Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, istenen parlaklık ve verimlilik için sürücü akımını optimize etmeye yardımcı olur.
• İleri Gerilim - İleri Akım:Güç dağılımını hesaplamak ve sürücü devresi için gerilim kaynakları tasarlamak için gereklidir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Işık çıkışının sıcaklık arttıkça nasıl azaldığını gösterir, bu da değişen termal ortamlardaki uygulamalar için kritiktir.
• Spektral Dağılım:650nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan ışığın şiddetini gösteren bir grafiktir.

Tasarımcılar, akım, gerilim, sıcaklık ve ışık çıkışı arasındaki doğrusal olmayan ilişkileri anlamak ve sağlam sistem tasarımını etkinleştirmek için bu eğrilere başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Fiziksel Boyutlar ve Toleranslar

Cihazın matris yüksekliği 1.50 inç'tir (37.0 mm). Paket çizimi (metinde atıfta bulunulmuş ancak detaylandırılmamıştır), PCB ayak izi tasarımı için genel uzunluk, genişlik, yükseklik ve pin aralığı dahil kritik boyutları sağlayacaktır. Belirtilen ana toleranslar şunlardır: çoğu boyut için ±0.25mm, bir pin ucu kayma toleransı ±0.4mm ve LED segmentleri içindeki yabancı madde, mürekkep kirliliği, bükülme ve kabarcıklar için sınırlar (mil cinsinden belirtilmiştir). Bunlar mekanik güvenilirliği ve tutarlı optik görünümü sağlar.

5.2 Pin Konfigürasyonu ve Dahili Devre

Ekran 16 pinli bir konfigürasyona sahiptir. Pin çıkışı açıkça tanımlanmıştır: Pin 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12 ve 14, belirli satırların katotlarına bağlıdır (ör. Katot Satır 1, 2, 3...8). Pin 3, 4, 6, 10, 11, 13, 15 ve 16, belirli sütunların anotlarına bağlıdır (ör. Anot Sütun 1, 2, 3...8). Dahili devre şeması, 8x8 matris için standart bir ortak katot konfigürasyonu gösterir. 64 LED'in (nokta) her biri, bir anot sütun hattı ile bir katot satır hattının kesişiminde oluşur. Belirli bir noktayı aydınlatmak için, karşılık gelen anot pininin yüksek seviyeye çekilmesi (akım sınırlayıcı bir direnç ile) ve karşılık gelen katot pininin düşük seviyeye çekilmesi gerekir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Sağlanan birincil montaj talimatı lehimleme işlemi içindir. Cihaz, oturma düzleminin 1/16 inç (1.6mm) altındaki bir noktadaki lehim sıcaklığı 3 saniyeden fazla 260°C'yi aşmaması koşuluyla dalga veya reflow lehimlemeye dayanabilir. Bu, kurşunsuz lehimleme için standart bir IPC uyumlu profildir. Tasarımcılar, LED çiplerine veya plastik pakete zarar gelmesini önlemek için PCB montaj süreçlerinin bu termal profile uyduğundan emin olmalıdır. Geniş depolama ve çalışma sıcaklığı aralığı (-35°C ile +105°C), çeşitli ortamlarda işleme ve kullanım için esneklik sağlar, ancak işleme sırasında her zaman standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleri alınmalıdır.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu 8x8 nokta matris ekran, kompakt, düşük-orta çözünürlüklü alfanümerik veya basit grafik ekranlar gerektiren uygulamalar için idealdir. Yaygın kullanımları şunlardır: endüstriyel kontrol paneli durum göstergeleri, basit mesaj panoları, test ve ölçüm ekipmanı okumaları, eğitim elektronik kitleri ve prototip cihazlar. Standart karakter kodları (ASCII) ile uyumluluğu, metin görüntülemek için mikrodenetleyicilerle arayüz oluşturmayı basit hale getirir.

7.2 Ana Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:Ekran, matris yapısı nedeniyle çoklamalı sürücü gerektirir. Satır ve sütunları sırayla taramak için yeterli G/Ç pinine sahip bir mikrodenetleyici veya özel LED sürücü entegreleri (MAX7219 veya HT16K33 gibi) kullanılmalıdır. Sürücü tasarımında tepe akım derecelendirmelerine (90mA darbe) uyulmalıdır.
• Akım Sınırlama:LED'ler için ileri akımı ayarlamak üzere, her anot sütunu için harici akım sınırlayıcı dirençler zorunludur (veya sürücü entegresine entegre edilmiştir), tipik olarak görev döngüsüne bağlı olarak ortalama parlaklık için 20-32mA arasında.
• Güç Dağılımı:Nokta başına 70mW limiti ve sıcaklıkla akım düşürme, en kötü durum çalışma koşulu için hesaplanmalıdır, özellikle birden fazla nokta uzun süreler boyunca aynı anda yanıyorsa.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır, ancak son kullanıcı için ekranın doğru yönlendirildiğinden emin olmak için mekanik muhafaza tasarımı sırasında dikkate alınmalıdır.
• Yığınlama:Yatay olarak yığınlanabilme özelliği, daha geniş çok karakterli ekranlar oluşturmak için mekanik uyumluluğu ima eder, bu da PCB tasarımında dikkatli hizalama ve bağlantı gerektirir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTP-14088KD-J'nin temel farklılaştırıcı faktörü, AlInGaP Hiper Kırmızı LED teknolojisini kullanmasıdır. Standart GaAsP veya GaP gibi eski kırmızı LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar. Bu, daha düşük bir sürücü akımında aynı veya daha büyük ışık çıkışı (µcd cinsinden ölçülen) üretebileceği anlamına gelir, bu da doğrudan "düşük güç gereksinimi" özelliğine katkıda bulunur. Ayrıca genellikle daha doygun ve saf bir kırmızı renk (yaklaşık 650nm civarında) ve daha iyi tutarlılık sağlar. Benzer fiziksel boyuttaki diğer 8x8 ekranlarla karşılaştırıldığında, kategorize edilmiş ışık şiddeti ve RoHS uyumluluğu, kalite odaklı ve çevre düzenlemeli pazarlar için ek rekabet avantajlarıdır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Tepe dalga boyu (650nm) ile baskın dalga boyu (639nm) arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu, yayılan optik gücün en yüksek olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu, yayılan ışığın algılanan rengiyle eşleşen tek renkli ışığın tek dalga boyudur. Hafif fark normaldir ve LED'in emisyon spektrumunun şeklini açıklar.

S: Bu ekranı bir sürücü entegresi olmadan 5V'luk bir mikrodenetleyici ile sürebilir miyim?

C: Doğrudan bağlantı önerilmez. İleri gerilim ~2.6V'dur, ancak akım sınırlayıcı dirençler kullanmalısınız. Daha da önemlisi, 8x8 matrisi doğrudan MCU pinlerinden sürmek verimsizdir ve MCU'nun akım kaynak/çekme kapasitesini aşar. Neredeyse her zaman özel bir çoklama sürücüsü gereklidir.

S: Işık şiddeti test koşulundaki "1/16 Görev" ne anlama geliyor?

C: LED'in zamanın 1/16'sında açık, 15/16'sında kapalı olduğu anlamına gelir. Belirtilen ışık şiddeti, bu koşul altında ölçülen bir ortalama değerdir. Çoklamalı bir 8x8 ekranda, her satır tipik olarak zamanın 1/8'i kadar aktiftir (1/8 görev), bu nedenle istenen ortalama parlaklığı elde etmek için sürücü akımının ayarlanması gerekebilir.

S: 2:1 Işık Şiddeti Eşleştirme Oranını nasıl yorumlamalıyım?

C: Bu bir düzgünlük spesifikasyonudur. Bir grup LED içinde (ör. matristeki tüm noktalar), en parlak noktanın, aynı koşullar altında ölçüldüğünde en sönük noktadan iki kattan fazla parlak olmayacağı anlamına gelir. Bu makul derecede eşit bir görünüm sağlar.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Bir sıcaklık monitörü için tek karakterli bir ekran tasarlamayı düşünün. Bir mikrodenetleyici bir sensörü okur ve 0'dan 99'a kadar bir sayı göstermelidir. İki LTP-14088KD-J ekranı yatay olarak yığınlanabilir. Mikrodenetleyici, bir SPI veya I2C LED sürücü entegresi aracılığıyla ekranları çoklar. Sürücü entegresi, satır taramasını ve sütun veri kaydırmasını işler, mikrodenetleyicinin belleğinde saklanan karakter yazı tipine dayalı olarak her sütun için doğru anot akımı desenini sağlarken katot satırlarını sırayla düşük seviyeye çeker. Sürücü akımı, örneğin nokta başına ortalama 25mA olacak şekilde harici bir direnç aracılığıyla ayarlanır, böylece 70mW güç dağılımı limiti içinde çalışma sağlanır. Siyah yüzey, kapalı bir panelde iyi kontrast sağlar. Muhafaza yüksek ortam sıcaklıklarına ulaşabilecekse, ışık çıkışı azalacağı ve akımın düşürülmesi gerekebileceği için tasarım termal yönetimi içermelidir.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

LTP-14088KD-J, bir ışık yayan diyotun (LED) temel prensibi üzerinde çalışır. Bireysel bir LED bağlantısı (anottan katoda) üzerinden diyotun eşik değerini (yaklaşık 2.1-2.6V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler AlInGaP yarı iletken çipinin aktif bölgesinde yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır ve yarı iletken malzemenin bant aralığının karakteristiği olan bir dalga boyunda ışık üretir—bu durumda, yaklaşık 650nm civarında kırmızı ışık. 8x8 matris yapısı, 64 bireysel LED çipinin bir ızgara deseninde bağlanmasıyla oluşturulur. Harici elektronikler bu ızgarayı kontrol etmek için bir çoklama tekniği kullanır. Hangi satır katodunun aktif (toprağa bağlı) olduğunu ve hangi sütun anotlarının akım sağlandığını hızlı bir şekilde değiştirerek (tarayarak), görsel kalıcılık yoluyla sabit bir görüntü illüzyonu yaratılır. Bu yöntem, gerekli kontrol pin sayısını 64'ten (LED başına bir) sadece 16'ya (8 satır + 8 sütun) önemli ölçüde azaltır.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

LTP-14088KD-J gibi ayrık LED nokta matris ekranlar, olgun ve güvenilir bir teknolojiyi temsil eder. OLED'ler veya yüksek çözünürlüklü LCD'ler gibi daha yeni ekran teknolojileri daha ince detay ve tam renk sunarken, LED nokta matrisler, yüksek parlaklık, geniş görüş açıları, aşırı güvenilirlik, uzun ömür, basitlik ve geniş bir sıcaklık aralığında çalışma gerektiren uygulamalarda—genellikle daha düşük maliyetle—güçlü konumlarını korumaktadır. Bu segment içindeki trend, daha yüksek verimli LED'lere (burada kullanılan AlInGaP gibi), daha düşük güç tüketimine, kurşunsuz ve çevre dostu paketlemeye ve bazen otomatik montaj için yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerine doğrudur, ancak bu gibi delikli tipler prototipleme ve belirli endüstriyel kullanımlar için popüler kalmaktadır. Temel çoklama sürücü prensibi standart olarak kalır, ancak modern entegre sürücü çipleri, dahili karakter yazı tipleri, parlaklık kontrolü ve daha basit dijital arayüzler (SPI/I2C) gibi daha fazla özellik sunar.