LTP-7188KE LED 點陣顯示屏規格書 - 0.764吋 (19.4mm) 高度 - AlInGaP 紅光 - 2.6V 正向電壓 - 40mW 功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTP-7188KE 係一款固態、單平面 8x8 點陣顯示模組。佢嘅主要功能係提供一個緊湊、可靠嘅方法嚟顯示字母數字字符、符號或簡單圖形。核心技術採用喺砷化鎵 (GaAs) 基板上外延生長嘅磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 紅光 LED 晶片。呢種材料系統以喺紅橙色光譜中嘅高效率同出色發光強度而聞名。裝置配備灰色面板同白色發光段，增強咗唔同光照條件下嘅對比度同可讀性。其設計針對需要喺緊湊外形中清晰視覺通訊嘅應用進行咗優化，並且可以堆疊以創建更大嘅多字符顯示屏。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款顯示屏提供多個關鍵優勢，定義咗其應用領域。佢嘅低功耗要求令佢適合電池供電或對功耗敏感嘅設備。固態結構確保咗高可靠性同長使用壽命，因為冇活動部件或燈絲會損壞。單平面設計提供嘅寬視角允許從唔同位置清晰可見，呢點對於公共信息顯示屏或儀器儀表至關重要。兼容 USASCII 同 EBCDIC 等標準字符編碼，簡化咗同微控制器同數字系統嘅集成。裝置按發光強度進行分類，允許設計師選擇亮度一致嘅單元。主要目標市場包括工業控制面板、測試同測量設備、帶狀態顯示嘅消費電子產品，以及可靠性同清晰度至關重要嘅信息標牌。

2. 深入技術參數分析

LTP-7188KE 嘅性能由一系列全面嘅電氣同光學參數定義，喺電路設計時必須仔細考慮呢啲參數，以確保最佳性能同使用壽命。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致裝置永久損壞嘅應力極限。佢哋唔適用於正常操作。

• 每點平均功耗：40 mW。呢個係單個 LED 元件可以安全耗散嘅最大連續功率，主要係以熱嘅形式。
• 每點峰值正向電流：90 mA。呢個係允許嘅最大瞬時電流，喺 1 kHz 頻率同 18% 佔空比嘅脈衝條件下指定。超過呢個值，即使係短暫嘅，都可能導致災難性故障。
• 每點平均正向電流：15 mA。呢個係為咗喺使用壽命期間保持可靠性，建議用於單個 LED 嘅最大連續直流電流。
• 正向電流降額：從 25°C 開始，環境溫度每升高 1°C，最大允許電流就減少 0.2 mA。呢點對於熱管理至關重要。
• 每點反向電壓：5 V。施加超過呢個值嘅反向偏壓可能會擊穿 LED 嘅 PN 結。
• 工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。裝置額定喺呢個完整溫度範圍內工作同儲存。
• 焊接條件：260°C 持續 3 秒，烙鐵頭位置至少喺封裝安裝平面下方 1/16 吋 (約 1.6mm)。呢樣可以防止組裝期間 LED 晶片受到熱損壞。

2.2 電氣同光學特性 (Ta = 25°C)

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型性能參數，代表裝置嘅正常工作行為。

• 每點平均發光強度 (I_V)：630 μcd (最小)，1650 μcd (典型)。喺 1/16 佔空比下，用 32 mA 峰值電流 (I_p) 測量。呢個參數定義咗感知亮度。
• 峰值發射波長 (λ_p)：632 nm (典型)。光輸出功率最大時嘅波長。呢個將發射置於可見光譜嘅紅色區域。
• 譜線半寬 (Δλ)：20 nm (典型)。光譜純度嘅量度；值越小表示光源越單色。
• 主波長 (λ_d)：624 nm (典型)。人眼感知嘅單一波長，可能同峰值波長略有不同。
• 正向電壓 (V_F) 任何點：
  • 2.05V (最小)，2.6V (典型)，2.8V (最大) 喺 I_F= 20mA。
  • 2.3V (最小)，2.8V (典型) 喺 I_F= 80mA (脈衝)。
  呢個係 LED 導通電流時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。
• 反向電流 (I_R) 任何點：100 μA (最大) 喺 V_R= 5V。LED 反向偏置時嘅小漏電流。
• 發光強度匹配比 (I_V-m)：2:1 (最大)。呢個指定咗陣列中最亮同最暗 LED 點之間嘅最大允許比率，確保外觀均勻。

注意：發光強度測量使用接近 CIE 明視覺響應曲線嘅傳感器同濾光片，確保同人眼視覺相關。

3. 分級系統說明

規格書指出裝置按發光強度分類。呢個意味著應用咗分級系統，雖然呢份文件冇列出具體嘅分級代碼。通常，呢種分類涉及：

• 發光強度分級：生產批次嘅 LED 根據佢哋喺標準測試電流下測量到嘅發光強度被分組 (分級)。咁樣允許客戶購買具有一致同可預測亮度水平嘅顯示屏，呢點對於多單元組裝以避免明顯差異至關重要。
• 波長分級 (隱含)：雖然冇明確說明有分級，但對峰值 (632 nm) 同主波長 (624 nm) 嘅嚴格規格表明咗嚴格嘅工藝控制。喺好多 LED 產品中，晶片亦會按波長 (或白光 LED 嘅色度座標) 分級，以確保顯示屏上嘅顏色一致性。
• 正向電壓分級：指定嘅 V_F範圍 (例如，20mA 時 2.05V 至 2.8V) 顯示咗自然變化。對於需要精確電壓匹配嘅設計，可以根據測量到嘅 V_F.

嚟選擇單元。

規格書參考咗典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中冇提供具體圖表，但呢類裝置嘅標準曲線通常包括：

• 電流 vs. 電壓 (I-V) 曲線：顯示正向電流同正向電壓之間嘅指數關係。對於 AlInGaP 紅光 LED，膝點電壓約為 1.8-2.0V。呢條曲線對於選擇合適嘅限流電阻或設計恆流驅動器至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流 (L-I 曲線)：顯示光輸出如何隨電流增加。佢喺好大範圍內通常係線性嘅，但喺極高電流下會由於熱效應同效率下降而飽和。選擇 1/16 佔空比測量點 (32mA 峰值) 係為咗代表等效平均電流，同時避免測量期間嘅自熱效應。
• 發光強度 vs. 環境溫度：說明光輸出隨結溫升高而下降。AlInGaP LED 比 GaAsP 等舊技術表現出更少嘅熱淬滅，但輸出仍然隨溫度下降。呢條曲線為高溫環境下嘅設計提供信息。
• 光譜分佈：相對強度 vs. 波長嘅圖表，顯示一個以 632 nm 為中心、典型半寬為 20 nm 嘅鐘形曲線。

5. 機械同封裝信息

5.1 封裝尺寸

裝置嘅點陣高度為 0.764 吋 (19.4 mm)。封裝尺寸圖 (文本中提及但未詳細說明) 通常會顯示模組嘅總長度、寬度同厚度、16 個引腳之間嘅間距以及安裝平面。所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為 ±0.25 mm，除非另有說明。物理結構允許水平堆疊以形成更長嘅多字符顯示屏。

5.2 引腳連接同內部電路

顯示屏採用 16 腳雙列直插封裝 (DIP)。內部電路圖顯示一個 8x8 矩陣，其中 LED 嘅陽極按行連接，陰極按列連接。呢種共陽極配置由引腳排列確認：

• 引腳 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14 係陽極行 (分別對應行 5, 7, 8, 6, 3, 1, 4, 2)。
• 引腳 3, 4, 6, 10, 11, 13, 15, 16 係陰極列 (分別對應列 2, 3, 5, 4, 6, 1, 7, 8)。

呢種 X-Y 選擇架構通過多路復用，允許僅用 16 個引腳控制 64 個 LED。要點亮特定嘅點，必須將其對應嘅行陽極驅動至高電平 (或提供電流)，並將其列陰極拉低。

6. 焊接同組裝指南

正確處理對於防止損壞至關重要。關鍵規格係焊接條件：260°C 最多 3 秒，烙鐵頭至少喺封裝主體下方 1.6mm。咁樣可以防止過多熱量沿引腳傳遞並損壞敏感嘅 LED 晶片或內部引線鍵合。波峰焊或回流焊曲線應設計為唔超過呢個局部熱負荷。儲存期間，裝置應保留喺其原始防潮袋中，並放入乾燥劑，置於受控環境中 (喺 -35°C 至 +85°C 範圍內)，以防止吸濕，吸濕可能導致焊接期間出現爆米花現象。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 工業控制面板：用於顯示機器狀態、錯誤代碼或簡單數字數據。
• 測試同測量設備：作為萬用表、頻率計數器或電源嘅讀數顯示。
• 消費電子產品：用於音頻設備 (VU 表)、電器或玩具中嘅狀態指示。
• 信息顯示屏：用於時間、溫度或排隊號碼嘅簡單公共標牌，特別係當多個單元堆疊時。
• 原型製作同教育：非常適合學習微控制器接口、多路復用同顯示驅動器。

7.2 設計考慮因素

• 驅動電路：必須使用多路復用。需要具有足夠 I/O 引腳嘅微控制器或專用 LED 驅動器 IC (如 MAX7219) 來掃描行同列。
• 電流限制：每條列 (陰極) 線通常需要一個串聯限流電阻。其值根據電源電壓、LED 正向電壓 (V_F) 同所需平均電流 (每點唔超過 15mA) 計算。對於多路復用操作，峰值電流會更高，但平均值必須保持喺限制範圍內。
• 功耗：計算所有點亮點嘅總功率，以確保唔超過模組嘅熱容量。考慮隨溫度降額。
• 視角：寬視角有好處，但要考慮相對於預期觀看者嘅安裝方向。
• 刷新率：多路復用掃描速率必須足夠高 (通常 >60 Hz) 以避免可見閃爍。

8. 技術比較同差異化

同使用分立 LED 或唔同半導體材料 (如 GaAsP) 嘅舊款 8x8 點陣顯示屏相比，LTP-7188KE 提供明顯優勢：

• 材料 (AlInGaP vs. GaAsP)：AlInGaP 提供顯著更高嘅發光效率同喺高溫下更好嘅性能，從而喺相同輸入功率下實現更亮嘅顯示屏。
• 集成度：作為一個具有灰色面板/白色發光段嘅單片模組，佢提供更好嘅對比度、更一致嘅點對齊，並且比用 64 個獨立 LED 構建顯示屏更容易組裝。
• 可靠性：固態結構相比基於燈絲或真空熒光顯示屏 (VFD) 提供更優異嘅抗衝擊同抗振動能力。
• 低功耗：雖然冇給出具體效率數字，但低 V_F同良好嘅發光強度表明，同白熾燈或 VFD 替代品相比，具有良好嘅功率-光轉換效率。

9. 常見問題 (基於技術參數)

• 問：我可以用 5V 微控制器驅動呢個顯示屏嗎？答：可以，但唔可以直接將 LED 連接到 GPIO 引腳。你必須使用限流電阻，並且可能仲需要行/列嘅晶體管驅動器，因為 GPIO 引腳無法提供/吸收所需嘅峰值電流 (多路復用時每點高達 80mA)。
• 問：峰值發射波長同主波長有咩區別？答：峰值波長係發射光譜嘅物理峰值。主波長係 CIE 色度圖上嘅感知色點。佢哋通常略有不同；主波長同顏色感知更相關。
• 問：點解平均發光強度喺 1/16 佔空比下測量？答：呢個測試條件模擬一個 LED 喺完全多路復用嘅 8x8 陣列中活動 (一次點亮一行)。佢允許喺更高、易於測量嘅峰值電流 (32mA) 下進行測量，同時代表實際使用中會存在嘅低得多嘅平均電流 (2mA)，避免自熱引起嘅測量誤差。
• 問：點樣計算恆壓電源嘅電阻值？答：使用 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 10mA：R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω。為咗保守設計，使用最大 V_F以確保電流唔超過限制。

10. 實際應用案例分析

場景：設計一個簡單嘅 4 位數電壓表讀數顯示。

1. 硬件設置：四個 LTP-7188KE 顯示屏水平堆疊。一個微控制器 (例如 Arduino 或 PIC) 通過其 ADC 讀取模擬電壓。
2. 接口：每個顯示屏嘅 8 個行引腳並聯連接。每個顯示屏嘅 8 個列引腳連接到獨立嘅 I/O 線或移位寄存器，允許獨立控制每個顯示屏嘅列。咁樣創建咗一個 32 列 (4 個顯示屏 * 8 列) 乘 8 行嘅矩陣。
3. 軟件：微控制器將 ADC 讀數轉換為四個十進制數字。佢使用多路復用例程：激活第 1 行，然後設置所有四個數字第一段嘅列圖案，等待短時間，停用第 1 行，激活第 2 行，設置新嘅列圖案，如此類推遍歷所有 8 行。呢個循環快速重複。
4. 電流設計：如果目標係每個點亮點平均電流為 5mA，並假設最壞情況每行點亮 8 個點 (每個數字一個)，則每個列驅動器嘅峰值電流為 8 * 5mA = 40mA，呢個喺裝置嘅峰值額定值範圍內。選擇適當嘅驅動器 (例如，列用 ULN2003，行用晶體管) 來處理呢個電流。
5. 結果：一個穩定、明亮嘅 4 位數顯示屏顯示電壓值，由於視覺暫留效應，所有數字同時出現。

11. 工作原理

LTP-7188KE 基於半導體 PN 結中嘅電致發光原理工作。當施加超過二極管導通電壓 (對於 AlInGaP 約為 1.8-2.0V) 嘅正向偏壓時，來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅空穴被注入到有源區域 (AlInGaP 層中嘅量子阱)。喺度，佢哋輻射復合，以光子形式釋放能量。632 nm 嘅特定波長由 AlInGaP 合金成分嘅帶隙能量決定。8x8 矩陣排列同共陽極佈線通過基板上嘅金屬走線內部實現，允許通過多路復用進行外部控制，以最小化所需連接引腳嘅數量。

12. 技術趨勢同背景

雖然呢個特定部件代表成熟嘅顯示技術，但佢存在於不斷發展嘅趨勢中。使用 AlInGaP 代表咗對舊款 GaAsP LED 嘅進步，提供更好嘅效率同熱穩定性。指示燈同簡單點陣顯示屏嘅當前趨勢包括：

• 更高密度同更小點距：現代模組可能喺更小區域內封裝更多 LED 以實現更高分辨率。
• 表面貼裝技術 (SMT)：較新嘅設計通常使用 SMT 封裝進行自動化組裝，而呢款 DIP 部件適合通孔安裝。
• 集成驅動器：一些當代點陣顯示屏配備內置驅動器 IC，簡化咗接口，只需簡單嘅串行數據連接 (SPI/I2C)。
• 替代技術：對於需要更高亮度、唔同顏色或靈活性嘅應用，OLED (有機 LED) 或 micro-LED 等技術正在興起。然而，對於許多需要高可靠性同標準紅色顯示嘅堅固、成本敏感同簡單應用，傳統 LED 點陣模組如 LTP-7188KE 仍然係一個實用而有效嘅解決方案。

呢款裝置體現咗一種可靠、易於理解嘅技術，佢繼續服務於眾多應用，喺呢啲應用中，其性能、簡單性同成本嘅組合係最佳嘅。