LTP-2088AKD 8x8 點陣 LED 顯示屏規格書 - 2.3 吋高度 - AlInGaP 超紅光 - 2.6V 正向電壓 - 40mW 功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTP-2088AKD 係一個單平面 8x8 點陣 LED 顯示模組，專為顯示字母數字同符號資訊而設計。佢嘅主要功能係喺電子系統中提供一個可靠、低功耗嘅視覺輸出介面。呢款裝置嘅核心優勢在於佢採用咗 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）超紅光 LED 晶片，能夠喺性能同效率之間取得平衡。顯示屏採用灰色面殼配白色發光段，增強咗對比度同可讀性。佢按發光強度分類，確保咗唔同生產批次嘅亮度一致性。裝置可以水平堆疊，無需複雜介面即可組成更闊嘅多字符顯示屏。佢兼容 USASCII 同 EBCDIC 等標準字符編碼，令佢能夠靈活整合到各種需要簡單文字輸出嘅數碼系統中。

2. 技術規格詳解

2.1 光學特性

光學性能係喺環境溫度（T_A）為 25°C 時定義嘅。關鍵參數平均發光強度（I_V），喺測試條件 I_p=32mA 同 1/16 佔空比下，典型值為 3500 µcd（微坎德拉）。規定嘅最小值為 1650 µcd，並無列出最大值上限，表示重點在於達到最低亮度閾值。裝置發射紅色光譜，峰值發射波長（λ_p）為 650 nm，主波長（λ_d）為 639 nm，測量條件為 I_F=20mA。光譜純度由譜線半寬度（Δλ）20 nm 表示。對於多點顯示屏，一個關鍵參數係發光強度匹配比（I_V-m），規定最大值為 2:1。呢個意思係喺相同操作條件下，陣列中最光嘅點唔會比最暗嘅點光超過兩倍，確保外觀均勻。

2.2 電氣特性

電氣參數亦係喺 T_A=25°C 時規定嘅。任何單個 LED 點嘅正向電壓（V_F），喺 I_F=20mA 時典型值為 2.6V，喺更高脈衝電流 I_F=80mA 時最大值為 2.8V。喺 20mA 時，最小 V_F為 2.1V。當施加 5V反向電壓（V_R）時，反向電流（I_R）限制喺最大 100 µA，表示良好嘅二極體特性。

2.3 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會造成永久損壞。每個點嘅平均功耗唔可以超過 40 mW。每個點嘅峰值正向電流額定值為 90 mA。每個點嘅平均正向電流喺 25°C 時為 15 mA，降額因子為 0.2 mA/°C，意思係容許嘅連續電流會隨環境溫度升高超過 25°C 而減少。每個點嘅最大反向電壓為 5V。裝置嘅工作溫度範圍額定為 -35°C 至 +85°C，儲存溫度範圍相同。焊接性係針對波峰焊或回流焊工藝規定嘅：裝置可以喺封裝座平面下方 1/16 吋（約 1.59 mm）嘅位置承受 260°C 3 秒。

3. 機械及封裝資料

顯示屏嘅點陣高度為 2.3 吋（58.42 mm）。封裝尺寸喺詳細圖紙中提供，所有尺寸均以毫米為單位。除非圖紙上另有特別註明，否則呢啲尺寸嘅製造公差為 ±0.25 mm（或 ±0.01 吋）。呢個精度水平對於裝入面板或外殼嘅機械配合非常重要。

4. 腳位連接及內部電路

裝置使用 16 腳配置進行介面連接。腳位定義專為 X-Y 矩陣驅動而設計。腳位 1-4 同 9-12 分別係第 1-4 列同第 8-5 列嘅陽極。腳位 5-8 同 13-16 分別係第 5-8 行同第 4-1 行嘅陰極。呢個特定排列對於設計正確嘅驅動電路至關重要。內部電路圖顯示，64 個 LED（8 行 x 8 列）以行共陰極配置排列。呢個意思係要點亮特定嘅點，必須驅動其對應嘅列陽極為高電平（施加正電壓），同時驅動其行陰極為低電平（接地）。會使用多工掃描技術掃描各行或各列以顯示圖案。

5. 分級系統解釋

份規格書明確指出呢款裝置係按發光強度分類。呢個表示一個分級過程，生產出嚟嘅單元會根據喺標準測試條件下量度到嘅光輸出（以 µcd 為單位）進行分類。落入特定強度範圍嘅單元會歸為一組。咁樣可以讓設計師為特定應用揀選亮度一致嘅顯示屏，防止產品中唔同單元之間出現明顯差異。雖然呢份文件冇詳細說明，但呢類顯示屏嘅典型分級可能涉及幾個強度等級（例如，高亮度、標準亮度）。

6. 性能曲線分析

規格書提及典型電氣/光學特性曲線。呢啲圖表通常包含喺更完整嘅規格書版本中，會以視覺方式呈現關鍵參數之間嘅關係。預期嘅曲線包括：正向電流 vs. 正向電壓（I-V 曲線），顯示指數關係並允許計算驅動器電壓；發光強度 vs. 正向電流，顯示光輸出如何隨電流增加，通常喺較高電流時呈次線性關係；發光強度 vs. 環境溫度，顯示輸出隨溫度升高而下降；同可能嘅光譜分佈曲線，描繪圍繞 650 nm 中心波長嘅相對功率分佈。分析呢啲曲線對於優化驅動條件同理解非標準溫度下嘅性能至關重要。

7. 焊接及組裝指引

提供嘅主要指引係焊接溫度嘅絕對最大額定值：260°C 3 秒，測量點喺封裝座平面下方 1.59 mm（1/16"）處。呢個係波峰焊或回流焊工藝嘅標準額定值。設計師必須確保佢哋嘅焊接溫度曲線唔超過呢個限制，以防止損壞內部 LED 晶片、焊線或塑膠封裝。對於手動焊接，應使用溫控烙鐵並盡量縮短接觸時間。組裝期間應始終遵循適當嘅 ESD（靜電放電）處理程序，因為 LED 對靜電敏感。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

呢款 8x8 點陣顯示屏非常適合需要緊湊、低解像度文字或簡單圖形嘅應用。常見用途包括：工業控制面板，用於顯示狀態碼或簡單訊息；測試同測量設備，用於顯示數值或單位；消費電子產品，例如簡單記分牌或資訊顯示屏；以及教育套件，用於學習微控制器介面同多工掃描。

8.2 設計考慮因素

驅動電路：需要具有足夠 I/O 腳嘅微控制器或專用 LED 驅動器 IC（例如具有恆流輸出嘅移位寄存器）。電路必須實現多工掃描以循環掃描 8 行（或 8 列）。
限流：必須為每個陽極列（或每個點，視乎設計而定）使用電阻器或恆流驅動器，以設定正向電流並防止超過絕對最大額定值。
功耗：必須喺多工掃描方案中遵守每個點 40mW 同 15mA 平均電流嘅限制。例如，使用 1/8 佔空比多工掃描時，每個點嘅瞬時電流可以高於 15mA，但必須計算整個週期嘅*平均*電流以保持喺限制範圍內。
視角：寬視角特性有好處，但並無指定光線嘅確切角度分佈。對於需要寬視角嘅應用，建議進行原型評估。
堆疊：水平堆疊功能簡化咗創建多位數顯示屏嘅過程。需要規劃模組之間嘅機械對齊同電氣連接。

9. 技術比較及差異化

LTP-2088AKD 嘅關鍵區別在於佢使用 AlInGaP 超紅光技術。同舊有技術（例如標準 GaAsP 紅光 LED）相比，AlInGaP 提供顯著更高嘅發光效率。呢個意味住佢可以用相同嘅電流產生更多光（更高發光強度），直接貢獻於其低功耗要求特性。佢通常仲提供更好嘅波長穩定性，無論喺溫度變化定使用壽命期間。灰色面殼/白色發光段設計，相比全紅或全綠封裝，提高咗對比度，特別係喺高環境光條件下。明確嘅發光強度分類（分級）對於需要均勻性嘅應用係一個優勢。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值發射波長（650nm）同主波長（639nm）有咩分別？
答：峰值波長係光譜輸出中功率最大嘅點。主波長係指會產生與 LED 輸出相同感知顏色（色調）嘅單色光波長。兩者嘅差異係由於 LED 光譜曲線嘅形狀有一定寬度。

問：點樣計算一個點所需嘅串聯電阻？
答：使用歐姆定律：R = (V_電源- V_F) / I_F。對於 5V 電源，典型 V_F為 2.6V，同所需 I_F為 20mA：R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。為確保保守設計，電流永遠唔超過目標值，可以使用最大 V_F（2.8V）進行計算。

問：我可唔可以用恆定電壓驅動而唔限流？
答：唔可以。LED 正向電壓有公差，並且會隨溫度下降。一個接近 V_F嘅恆定電壓會導致熱失控，即電流增加會加熱 LED，降低 V_F，導致更多電流，最終導致故障。必須始終使用限流措施。

問：2:1 嘅發光強度匹配比對我嘅設計意味住咩？
答：佢保證咗視覺均勻性。喺最壞情況下，一個點可能比另一個點光兩倍。對於大多數字母數字顯示屏，呢個比例係可以接受嘅，唔會造成干擾。對於需要精確灰階嘅圖形，呢個可能係一個考慮因素。

11. 設計及使用案例研究

場景：為溫度控制器構建一個 4 字符字母數字顯示屏。
設計：水平堆疊四個 LTP-2088AKD 模組。使用單個微控制器（例如 ATmega328P）。由於 I/O 有限，使用兩個 8 位串入/並出移位寄存器（例如 74HC595）來驅動 32 個列陽極（8 列 x 4 個顯示屏）。8 個行陰極（由於堆疊，所有顯示屏共用）直接由 8 個配置為開漏/灌電流輸出嘅微控制器腳位驅動，每個腳位配一個電晶體以提供更高電流能力。
軟件：韌體實現多工掃描例程。佢為一行設定圖案（通過移位寄存器），然後只啟動（接地）相應嘅行陰極。佢快速循環掃描所有 8 行（例如，1-2 kHz 掃描頻率）。視覺暫留會產生穩定圖像嘅錯覺。
電流計算：要以最大亮度顯示一行中所有點，每個點嘅瞬時電流可能設定為 25mA。使用 1/8 佔空比，每個點嘅平均電流為 25mA / 8 = 3.125mA，遠低於 15mA 嘅平均額定值。當一整行點亮時，總電源電流達到峰值：8 點/顯示屏 * 4 顯示屏 * 25mA = 800mA。電源同行驅動電晶體必須相應地選型。

12. 工作原理

LTP-2088AKD 基於半導體 p-n 結中嘅電致發光原理。AlInGaP 材料系統係直接帶隙半導體。當正向偏置（陽極相對於陰極為正電壓）時，來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅電洞被注入活性區域。當呢啲電荷載子復合時，佢哋會以光子（光）嘅形式釋放能量。鋁、銦、鎵同磷嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係大約 650 nm 嘅紅光。不透明嘅 GaAs 基板有助於將光線向上反射，提高晶片頂部嘅外部光提取效率。8x8 點陣係通過喺單一封裝內，將 64 個呢啲微小 LED 晶片以行列網格圖案獨立接線而成。

13. 技術趨勢

像 LTP-2088AKD 呢類分立點陣顯示屏代表咗一種成熟技術。目前顯示技術嘅趨勢係向更高集成度同唔同外形尺寸發展。具有內置控制器（I2C 或 SPI 介面）嘅集成 LED 點陣模組變得越來越普遍，簡化咗終端用戶嘅設計工作。對於需要小型字母數字顯示屏嘅新設計，段式 LCD 或 OLED 通常提供更低功耗同更靈活嘅格式。然而，傳統 LED 點陣喺特定領域仍保持優勢：戶外或高環境光觀看時嘅極高亮度、寬廣嘅工作溫度範圍、長壽命，以及喺惡劣工業環境中嘅穩健性。基礎嘅 AlInGaP LED 晶片技術持續改進，目前研究重點在於提高效率（流明每瓦）同改善色純度，呢啲改進惠及所有紅光 LED 應用，包括點陣顯示屏。