LTP-7188KE LED Dot Matrix Ekran Veri Sayfası - 0.764 İnç (19.4 mm) Yükseklik - AlInGaP Kırmızı Işık - 2.6V İleri Voltaj - 40mW Güç Tüketimi - Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTP-7188KE, katı hal, tek düzlemli 8x8 nokta matrisli bir görüntüleme modülüdür. Ana işlevi, alfasayısal karakterlerin, sembollerin veya basit grafiklerin görüntülenmesi için kompakt ve güvenilir bir yol sağlamaktır. Temel teknolojisi, galyum arsenit substrat üzerinde epitaksiyal olarak büyütülmüş alüminyum indiyum galyum fosfit kırmızı LED çiplerini kullanır. Bu malzeme sistemi, kırmızı-turuncu spektrum aralığındaki yüksek verimliliği ve üstün ışık yayma yoğunluğu ile bilinir. Cihaz, çeşitli aydınlatma koşullarında kontrastı ve okunabilirliği artırmak için beyaz ışık yayan segmentlerle gri panel tasarımını benimser. Tasarımı, kompakt bir form faktöründe net görsel iletişim gerektiren uygulamalar için optimize edilmiştir ve istiflenebilirliği daha büyük çok karakterli ekranlar oluşturmayı mümkün kılar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu ekran, uygulama alanını tanımlayan birkaç temel avantaj sunar. Düşük güç tüketimi, pil ile çalışan veya güç hassasiyeti olan cihazlar için uygun olmasını sağlar. Katı hal yapısı, bozulabilecek hareketli parça veya filaman olmadığı için yüksek güvenilirlik ve uzun kullanım ömrü sağlar. Tek düzlem tasarımının sunduğu geniş görüş açısı, farklı konumlardan net görünürlük sağlar; bu, halka açık bilgi ekranları veya enstrümantasyon için çok önemlidir. USASCII ve EBCDIC gibi standart karakter kodlarıyla uyumluluğu, mikrodenetleyiciler ve dijital sistemlerle entegrasyonu basitleştirir. Cihaz, ışık şiddetine göre sınıflandırılmıştır, bu da tasarımcıların parlaklık açısından tutarlı birimler seçmesine olanak tanır. Başlıca hedef pazarlar arasında endüstriyel kontrol panelleri, test ve ölçüm ekipmanları, durum göstergeli tüketici elektroniği ve güvenilirlik ile netliğin çok önemli olduğu bilgi tabelaları bulunur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

LTP-7188KE'nin performansı, optimum performans ve ömrü sağlamak için devre tasarımında dikkatle dikkate alınması gereken kapsamlı bir elektriksel ve optik parametre seti ile tanımlanır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar. Normal çalışma koşulları için geçerli değildir.

• Nokta başına ortalama güç tüketimi:40 mW. Bu, tek bir LED elemanının güvenle dağıtabileceği maksimum sürekli güçtür, esas olarak ısı şeklinde.
• Nokta başına tepe ileri akımı:90 mA. Bu, 1 kHz frekans ve %18 görev döngüsüne sahip darbe koşullarında izin verilen maksimum anlık akımdır. Bu değerin aşılması, kısa süreli bile olsa, felaketle sonuçlanabilecek bir arızaya neden olabilir.
• Nokta başına ortalama ileri akım:15 mA. Bu, tek bir LED için önerilen ve ömrü boyunca güvenilirliğini koruyan maksimum sürekli doğru akımdır.
• İleri Yönlü Akım Düşürme:25°C'den başlayarak, ortam sıcaklığındaki her 1°C artış için maksimum izin verilen akım 0.2 mA azalır. Bu, termal yönetim için çok önemlidir.
• Her bir nokta ters voltaj:5 V. Bu değerin üzerinde bir ters öngerilim uygulamak LED'in PN birleşimini delip bozabilir.
• Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı:-35°C ila +85°C. Bu cihaz, bu tam sıcaklık aralığında çalışmak ve depolanmak üzere derecelendirilmiştir.
• Lehimleme Koşulları:260°C'de 3 saniye, lehim ucu paket montaj düzleminin en az 1/16 inç (yaklaşık 1.6 mm) altında konumlandırılmalıdır. Bu, montaj sırasında LED çipine ısı hasarı oluşmasını önler.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ta = 25°C)

Bunlar, belirtilen test koşulları altında tipik performans parametreleridir ve cihazın normal çalışma davranışını temsil eder.

• Nokta başına ortalama ışık şiddeti (I_V):630 μcd (minimum), 1650 μcd (tipik). 1/16 görev döngüsünde, 32 mA tepe akımı (I_p) kullanılarak ölçülmüştür. Bu parametre algılanan parlaklığı tanımlar.
• Tepe emisyon dalga boyu (λ_p):632 nm (tipik). Işık çıkış gücünün en yüksek olduğu dalga boyu. Bu, onun emisyonunu görünür spektrumun kırmızı bölgesine yerleştirir.
• Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):20 nm (tipik değer). Spektral saflığın ölçüsü; daha küçük değerler ışık kaynağının daha monokromatik olduğunu gösterir.
• Ana dalga boyu (λ_d):624 nm (tipik değer). İnsan gözünün algıladığı tek dalga boyu, tepe dalga boyundan biraz farklı olabilir.
• İleri yönlü voltaj (V_FHerhangi bir nokta:
  • 2.05V (minimum), 2.6V (tipik), 2.8V (maksimum), I_F= 20mA koşulunda.
  • 2.3V (minimum), 2.8V (tipik), I_F= 80mA (darbe) koşulunda.
  Bu, LED'in iletim akımındaki voltaj düşüşüdür. Akım sınırlama devresi tasarımı için kritik öneme sahiptir.
• Ters Akım (I_RHerhangi bir nokta:100 μA (Maks.), V_R= 5V koşulunda. LED ters öngerilimliykenki küçük sızıntı akımı.
• Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (I_V-m):2:1 (maksimum). Bu parametre, dizideki en parlak ve en karanlık LED noktaları arasında izin verilen maksimum oranı belirleyerek görsel düzgünlüğü sağlar.

Not: Işık şiddeti ölçümleri, insan gözünün görsel algısıyla ilişkili olmasını sağlamak için CIE fotopik görme tepki eğrisine yaklaşan sensör ve filtreler kullanılarak yapılır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, cihazın "ışık şiddetine göre sınıflandırıldığını" belirtir. Bu, bu belgede belirli sınıflandırma kodları listelenmese de bir sınıflandırma sisteminin uygulandığı anlamına gelir. Tipik olarak, bu tür bir sınıflandırma şunları içerir:

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:Üretim partisinden gelen LED'ler, standart test akımında ölçülen ışık şiddetlerine göre farklı gruplara (sınıflara) ayrılır. Bu, müşterilerin tutarlı ve öngörülebilir parlaklık seviyelerine sahip ekranlar satın almasını sağlar; bu da çoklu birim montajlarında belirgin farklılıklardan kaçınmak için çok önemlidir.
• Dalga Boyu Sınıflandırması (Örtük):Açıkça derecelendirme olarak belirtilmese de, tepe dalga boyu (632 nm) ve ana dalga boyu (624 nm) için konulan katı şartlar, süreç kontrolünün sıkı olduğunu göstermektedir. Birçok LED ürününde, tüm ekranın renk tutarlılığını sağlamak için çipler de dalga boyuna (veya beyaz LED'ler için renk koordinatlarına) göre derecelendirilir.
• İleri yönlü voltaj derecelendirmesi:Belirtilen V_Faralığı (örneğin, 20mA'de 2.05V ila 2.8V) doğal varyasyonu göstermektedir. Hassas voltaj eşleştirmesi gereken tasarımlar için, ölçülen V_F.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektriksel/Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunmaktadır. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, bu tür cihazların standart eğrileri genellikle şunları içerir:

• Akım vs. Gerilim (I-V) Eğrisi:İleri yön akım ile ileri yön gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. AlInGaP kırmızı LED'ler için "eşik" gerilimi yaklaşık 1.8-2.0V'dur. Bu eğri, uygun akım sınırlama direnci seçmek veya sabit akım sürücü tasarlamak için kritik öneme sahiptir.
• Işık Şiddeti vs. İleri Yön Akım (L-I Eğrisi):Işık çıkışının akım arttıkça nasıl değiştiğini gösterir. Geniş bir aralıkta genellikle doğrusaldır, ancak çok yüksek akımlarda termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle doyuma ulaşır. Ölçüm noktası olarak 1/16 görev döngüsünün (32mA tepe değeri) seçilmesi, eşdeğer ortalama akımı temsil ederken ölçüm sırasındaki kendi kendini ısıtma etkisinden kaçınmak içindir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Kavşak sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düşeceğini açıklar. AlInGaP LED'ler, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla daha az termal sönüm gösterir, ancak çıkış yine de sıcaklıkla azalır. Bu eğri, yüksek sıcaklık ortamlarındaki tasarım için referans sağlar.
• Spektral Dağılım:Dalga boyuna göre bağıl yoğunluk ilişkisini gösteren grafik, 632 nm merkezli, tipik 20 nm yarı genişlikli bir çan eğrisi sergilemektedir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Bu cihazın nokta matris yüksekliği 0.764 inçtir (19.4 mm). Paket boyut diyagramı (metinde bahsedilmiş ancak ayrıntılandırılmamıştır) genellikle modülün toplam uzunluğunu, genişliğini ve kalınlığını, 16 pin arasındaki mesafeleri ve montaj düzlemini gösterir. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve standart tolerans ±0.25 mm'dir. Fiziksel yapısı, daha uzun çok karakterli ekranlar oluşturmak için yatay istiflemeyi destekler.

5.2 Pin Bağlantıları ve Dahili Devre

Bu ekran, 16 pinli çift sıralı düz paket (DIP) kullanır. Dahili devre şeması, LED anotlarının satırlara, katotlarının ise sütunlara bağlandığı bir 8x8 matris gösterir. Pin düzeni, bu ortak anot konfigürasyonunu doğrular:

• Pin 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14 anot satırlarıdır (sırasıyla satır 5, 7, 8, 6, 3, 1, 4, 2'ye karşılık gelir).
• Pin 3, 4, 6, 10, 11, 13, 15, 16 katot sütunlarıdır (sırasıyla sütun 2, 3, 5, 4, 6, 1, 7, 8'e karşılık gelir).

Bu XY seçim mimarisi, çoğullama yoluyla yalnızca 16 pin kullanarak 64 LED'i kontrol edebilir. Belirli bir noktayı aydınlatmak için, ilgili satır anodunu yüksek seviyeye (veya akım sağlayarak) sürmek ve sütun katodunu düşük seviyeye çekmek gerekir.

6. Kaynak ve Montaj Kılavuzu

Hasarı önlemek için doğru işlem çok önemlidir. Kritik spesifikasyon lehimleme koşullarıdır: 260°C'de en fazla 3 saniye, havya ucu paket gövdesinden en az 1.6 mm uzakta olmalıdır. Bu, aşırı ısının bacaklar boyunca iletilip hassas LED çipine veya iç bağ tellerine zarar vermesini önler. Dalga lehimleme veya yeniden akış lehimleme profilleri bu yerel termal yükü aşmayacak şekilde tasarlanmalıdır. Depolama sırasında, nem alımını önlemek için cihazlar orijinal nem koruma torbalarında, kurutucu ile birlikte kontrollü bir ortamda (-35°C ila +85°C aralığında) saklanmalıdır; nem alımı lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Endüstriyel Kontrol Paneli:Makine durumunu, hata kodlarını veya basit sayısal verileri görüntülemek için kullanılır.
• Test ve Ölçüm Cihazları:Multimetre, frekans sayacı veya güç kaynağı için okuma ekranı olarak.
• Tüketici elektroniği:Ses ekipmanlarında (VU metre), ev aletlerinde veya oyuncaklarda durum göstergesi olarak kullanılır.
• Bilgi ekranı:Özellikle birden fazla birim istiflendiğinde, zaman, sıcaklık veya sıra numarası için kullanılan basit halka açık tabelalar.
• Prototipleme ve Eğitim:Mikrodenetleyici arayüzü, çoklama ve ekran sürücülerini öğrenmek için mükemmeldir.

7.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:Çoklama kullanılmalıdır. Satır ve sütunları taramak için yeterli G/Ç pinine veya MAX7219 gibi özel bir LED sürücü entegresine sahip bir mikrodenetleyici gereklidir.
• Akım Sınırlaması:Her sütun (katot) hattı genellikle bir seri akım sınırlama direncine ihtiyaç duyar. Değeri, besleme voltajı, LED ileri voltajı (V_F) ve istenen ortalama akıma (nokta başına 15mA'yi aşmamalı) göre hesaplanır. Çoklama işlemi için tepe akımı daha yüksek olacaktır, ancak ortalama değer sınırlar içinde tutulmalıdır.
• Güç Tüketimi:Tüm aydınlatılan noktaların toplam gücünü hesaplayın ve modülün termal kapasitesini aşmadığından emin olun. Sıcaklığa bağlı güç azaltmayı dikkate alın.
• Görüş Açısı:Geniş görüş açısı faydalıdır, ancak beklenen gözlemciye göre montaj yönü dikkate alınmalıdır.
• Yenileme Hızı:多路复用扫描速率必须足够高（通常>60 Hz）以避免可见闪烁。

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTP-7188KE, ayrık LED'ler veya farklı yarı iletken malzemeler (GaAsP gibi) kullanan eski tip 8x8 nokta matris ekranlara kıyasla belirgin avantajlara sahiptir:

• Malzeme (AlInGaP vs. GaAsP):AlInGaP, önemli ölçüde daha yüksek ışık yayma verimliliği ve yüksek sıcaklıklarda daha iyi performans sağlayarak aynı giriş gücünde daha parlak bir görüntüleme sağlar.
• Entegrasyon Derecesi:Gri panel/beyaz ışık yayan segmentlere sahip tek parça modül olarak, 64 bağımsız LED kullanılarak oluşturulan ekranlarla karşılaştırıldığında daha iyi kontrast, daha tutarlı nokta matrisi düzeni ve daha kolay montaj sağlar.
• Güvenilirlik:Katı hal yapısı, filaman veya vakum floresan ekran tabanlı yapılara kıyasla üstün darbe ve titreşim direncine sahiptir.
• Düşük Güç Tüketimi:Belirli bir verimlilik rakamı verilmemiş olsa da, düşük V_Fve iyi ışık şiddeti, akkor lamba veya VFD alternatiflerine kıyasla daha iyi elektro-optik dönüşüm verimliliğine sahip olduğunu göstermektedir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

• Soru: Bu ekranı 5V mikrodenetleyici ile sürebilir miyim?Cevap: Evet, ancak LED'ler doğrudan GPIO pinlerine bağlanmamalıdır. Akım sınırlayıcı direnç kullanmanız gerekir ve ayrıca satır/sütunlar için transistör sürücülere ihtiyaç duyabilirsiniz, çünkü GPIO pinleri gerekli yüksek tepe akımını (çoklama yapıldığında nokta başına 80mA'ye kadar) sağlayamaz/sönümleyemez.
• Soru: Tepe emisyon dalga boyu ile baskın dalga boyu arasında ne fark vardır?Cevap: Tepe dalga boyu, emisyon spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın dalga boyu, CIE kromatiklik diyagramında algılanan renk noktasıdır. Genellikle biraz farklıdırlar; baskın dalga boyu renk algısıyla daha ilişkilidir.
• Soru: Ortalama ışık şiddeti neden 1/16 görev döngüsünde ölçülür?Cevap: Bu test koşulu, bir LED'in tam çoklamalı 8x8 dizisinde aktif olduğu (her seferinde bir satır yanar) durumu simüle eder. Ölçümlerin, kullanım sırasında mevcut olan çok daha düşük ortalama akım (2mA) temsil edilirken, daha yüksek ve kolayca ölçülebilen bir tepe akımında (32mA) yapılmasına olanak tanıyarak, kendi kendine ısınmadan kaynaklanan ölçüm hatalarını önler.
• Soru: Sabit voltajlı bir güç kaynağının direnç değeri nasıl hesaplanır?Cevap: R = (V formülü kullanılır._{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F. 5V güç kaynağı için, tipik V_F2.6V'dur, beklenen I_F10mA için: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. Muhafazakar bir tasarım için, maksimum V_Fdeğeri kullanılmalıdır, böylece akım sınırı aşılmaz.

10. Gerçek Uygulama Vaka Analizleri

Senaryo: Basit bir 4 haneli voltmetre okuma ekranı tasarlayın.

1. Donanım Kurulumu:Dört adet LTP-7188KE ekran yatay olarak istiflenir. Bir mikrodenetleyici (örneğin Arduino veya PIC) ADC'si üzerinden analog voltajı okur.
2. Arayüz:Her ekranın 8 satır pimi paralel bağlanır. Her ekranın 8 sütun pini, bağımsız I/O hatlarına veya kaydırmalı kaydedicilere bağlanarak her ekranın sütunları ayrı ayrı kontrol edilebilir. Bu, 32 sütun (4 ekran * 8 sütun) çarpı 8 satırdan oluşan bir matris oluşturur.
3. Yazılım:Mikrodenetleyici, ADC okumasını dört ondalık basamağa dönüştürür. Çoklama rutini kullanır: 1. satırı etkinleştirir, ardından dört basamak için ilk segmentin sütun modunu ayarlar, çok kısa bir süre bekler, 1. satırı devre dışı bırakır, 2. satırı etkinleştirir, yeni sütun modunu ayarlar ve bu şekilde tüm 8 satır boyunca devam eder. Bu döngü hızlı bir şekilde tekrarlanır.
4. Mevcut Tasarım:Hedef ortalama akım her aydınlatılan nokta için 5mA ise ve en kötü durumda her satırda 8 noktanın (her basamak için bir nokta) yandığı varsayılırsa, her sürücü kolonu için tepe akımı 8 * 5mA = 40mA olacaktır; bu, cihazın tepe akım değerleri aralığındadır. Bu akımı idare etmek için uygun sürücüler seçilmelidir (örneğin, sütunlar için ULN2003, satırlar için transistörler).
5. Sonuçlar:Kararlı, parlak bir 4 haneli ekran voltaj değerini gösterir; görsel kalıcılık etkisi nedeniyle tüm rakamlar aynı anda görünür.

11. Çalışma Prensibi

LTP-7188KE, yarı iletken PN eklemindeki elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Diyotun açılma voltajını (AlInGaP için yaklaşık 1.8-2.0V) aşan bir ileri öngerilim voltajı uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden oyuklar aktif bölgeye (AlInGaP katmanındaki kuantum kuyuları) enjekte edilir. Burada, enerjiyi foton formunda serbest bırakarak ışımalı yeniden birleşme gerçekleşir. 632 nm'lik spesifik dalga boyu, AlInGaP alaşım bileşiminin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. 8x8 matris düzeni ve ortak anot bağlantısı, alt tabaka üzerindeki metal izlerle dahili olarak gerçekleştirilir ve gerekli bağlantı pimi sayısını en aza indirmek için harici kontrolle çoklama yapılmasına izin verir.

12. Teknoloji Trendleri ve Arka Plan

Bu özel parça olgun bir görüntüleme teknolojisini temsil etse de, sürekli gelişen eğilimlerin içinde yer alır. AlInGaP kullanımı, eski GaAsP LED'lere kıyasla bir ilerlemeyi temsil ederek daha iyi verimlilik ve termal kararlılık sağlar. Gösterge ışıkları ve basit nokta matris ekranlar için mevcut eğilimler şunları içerir:

• Daha Yüksek Yoğunluk ve Daha Küçük Aralık:Modern modüller, daha yüksek çözünürlük elde etmek için daha küçük bir alanda daha fazla LED entegre edebilir.
• Yüzey Montaj Teknolojisi:Daha yeni tasarımlar genellikle otomatik montaj için SMT paketleme kullanırken, bu DIP bileşeni delikli montaj için uygundur.
• Entegre Sürücü:Bazı modern nokta matrisi ekranları, arayüzü basit bir seri veri bağlantısına indirgeyen dahili sürücü IC'leri ile birlikte gelir.
• Alternatif Teknoloji:Daha yüksek parlaklık, farklı renkler veya esneklik gerektiren uygulamalar için OLED veya mikro LED gibi teknolojiler yükselişte. Ancak, yüksek güvenilirlik ve standart kırmızı görüntü gerektiren, sağlam, maliyet duyarlı ve basit birçok uygulama için, LTP-7188KE gibi geleneksel LED nokta matris modülleri hala pratik ve etkili bir çözüm olmaya devam etmektedir.

Bu cihaz, güvenilir ve kolay anlaşılır teknolojiyi somutlaştırır ve performans, basitlik ve maliyet kombinasyonunun en uygun olduğu çok sayıda uygulamada rol oynamaya devam eder.