Hoja de Datos del Display de Matriz de Puntos LED LTP-747KF - Altura de Dígito 0.7 Pulgadas (17.22mm) - AlInGaP Naranja Amarillo - Voltaje Directo 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-747KF es un módulo de display LED compacto y de alto rendimiento con matriz de puntos de 5 x 7. Su función principal es proporcionar una salida clara y legible de caracteres alfanuméricos en una variedad de dispositivos y equipos electrónicos. La filosofía central de diseño se centra en ofrecer un excelente rendimiento visual con bajo consumo de energía y alta fiabilidad, lo que lo hace adecuado para integrarse en electrónica de consumo, paneles de control industrial, instrumentación y otras aplicaciones que requieren visualización de estado o datos.

El posicionamiento clave del dispositivo radica en su equilibrio entre tamaño, brillo y eficiencia. La altura de carácter de 0.7 pulgadas (17.22mm) ofrece un buen compromiso entre legibilidad y requisitos de espacio en la placa. Al utilizar la avanzada tecnología de semiconductores AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para sus chips LED de color naranja amarillo, el display logra una alta intensidad luminosa y una excelente pureza de color directamente desde el material del chip, contribuyendo a su rendimiento general y longevidad.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Ópticas

El rendimiento óptico está definido por varios parámetros clave medidos bajo condiciones de prueba estándar (T_A=25°C). LaIntensidad Luminosa Promedio (I_V)oscila desde un mínimo de 630 µcd hasta un valor típico de 1650 µcd cuando se acciona con una corriente pico (I_P) de 32mA y un ciclo de trabajo de 1/16. Este alto brillo garantiza una buena visibilidad incluso en entornos moderadamente iluminados.

Las características de color se especifican por longitud de onda. LaLongitud de Onda de Emisión Pico (λ_p)es típicamente de 611 nm, mientras que laLongitud de Onda Dominante (λ_d)es típicamente de 605 nm, definiendo el color naranja amarillo percibido. ElAncho Medio Espectral (Δλ)es típicamente de 17 nm, lo que indica un ancho de banda espectral relativamente estrecho que contribuye a la saturación del color. La intensidad luminosa se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE, asegurando que los valores se correlacionen con la percepción visual humana.

2.2 Características Eléctricas

Los parámetros eléctricos definen los límites y condiciones de operación del dispositivo. ElVoltaje Directo por punto (V_F)oscila típicamente entre 2.05V y 2.6V a una corriente directa (I_F) de 20mA. Este parámetro es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.

LaCorriente Inversa por punto (I_R)tiene un valor máximo de 100 µA cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V, lo que indica la característica de fuga de la unión LED. LaRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosapara los LEDs dentro de un área de luz similar se especifica con un máximo de 2:1, lo cual es importante para garantizar una apariencia uniforme en todos los segmentos del carácter mostrado.

2.3 Límites Absolutos Máximos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. No son para operación continua.

• Disipación de Potencia Promedio por punto:70 mW
• Corriente Directa Pico por punto:60 mA
• Corriente Directa Promedio por punto:25 mA (reducida linealmente desde 25°C a 0.33 mA/°C)
• Voltaje Inverso por punto:5 V
• Rango de Temperatura de Operación:-35°C a +105°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-35°C a +105°C

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que el dispositivo estácategorizado por intensidad luminosa. Esto implica un proceso de "binning" donde las unidades fabricadas se clasifican (se agrupan en "bins") en función de su salida de luz medida. El rango de intensidad especificado (Mín: 630 µcd, Típ: 1650 µcd) probablemente representa la dispersión entre los diferentes "bins". Los diseñadores pueden seleccionar un "bin" específico para garantizar la uniformidad del brillo entre múltiples displays en un producto o para cumplir con requisitos de brillo específicos, aunque la estructura exacta del código de "bin" no se detalla en este documento.

Aunque no se menciona explícitamente para la longitud de onda o el voltaje directo en esta hoja de datos, dicha categorización es común en la fabricación de LEDs para agrupar componentes con características ópticas y eléctricas muy similares, lo cual es crítico para aplicaciones que exigen uniformidad de color o brillo.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia aCurvas Típicas de Características Eléctricas/Ópticas. Aunque los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, dichas curvas, que normalmente se incluyen en las hojas de datos completas, son esenciales para el diseño. Normalmente ilustrarían:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Muestra la relación no lineal, ayudando a determinar el punto de operación y el voltaje de accionamiento requerido para una corriente dada.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, hasta un punto de saturación o generación excesiva de calor.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, lo cual es crítico para el diseño de gestión térmica.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa vs. longitud de onda, confirmando visualmente las longitudes de onda pico y dominante, así como el ancho espectral.

Estas curvas permiten a los ingenieros predecir el rendimiento en condiciones no estándar y optimizar su circuito de accionamiento y diseño térmico.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

El LTP-747KF viene en un paquete estándar para displays LED. Las notas dimensionales clave especifican que todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia general de ±0.25 mm a menos que se indique lo contrario. Una tolerancia específica para el desplazamiento de la punta del pin es de ±0.4 mm, lo cual es importante para el diseño de la huella en la PCB y los procesos de montaje automatizado.

El paquete presenta unacara gris con puntos blancos, lo que mejora el contraste y la legibilidad de los caracteres al reducir la luz ambiental reflejada desde las áreas no activas. El dibujo mecánico (referenciado pero no detallado en el texto) mostraría las dimensiones exactas del contorno, el plano de asiento, el espaciado de las patillas y la altura total.

6. Conexión de Pines y Circuito Interno

El dispositivo tiene una configuración de 12 pines. La asignación de pines es la siguiente: Pin 1: Ánodo Columna 1, Pin 2: Cátodo Fila 3, Pin 3: Ánodo Columna 2, Pin 4: Cátodo Fila 5, Pin 5: Cátodo Fila 6, Pin 6: Cátodo Fila 7, Pin 7: Ánodo Columna 4, Pin 8: Ánodo Columna 5, Pin 9: Cátodo Fila 4, Pin 10: Ánodo Columna 3, Pin 11: Cátodo Fila 2, Pin 12: Cátodo Fila 1.

Esta disposición multiplexada (5 columnas de ánodos, 7 filas de cátodos) es estándar para una matriz 5x7. Permite controlar 35 LEDs individuales (puntos) con solo 12 pines, reduciendo significativamente la complejidad de interconexión en comparación con un enfoque de accionamiento directo. El diagrama del circuito interno mostraría cada punto LED conectado entre una columna de ánodo específica y una fila de cátodo. Para iluminar un punto particular, su línea de ánodo correspondiente debe ser activada en alto (con limitación de corriente) mientras su línea de cátodo se pone a bajo.

7. Directrices de Soldadura y Montaje

La hoja de datos proporciona condiciones específicas de soldadura:1/16 de pulgada (aproximadamente 1.6mm) por debajo del plano de asiento durante 3 segundos a 260°C. Este es un parámetro crítico para procesos de soldadura por ola o soldadura manual para prevenir daños térmicos en los chips LED o en el paquete de plástico. Exceder esta temperatura o tiempo puede provocar delaminación, agrietamiento de la resina epoxi o degradación del rendimiento del LED.

También se enfatiza que la temperatura durante el montaje no debe exceder la calificación de temperatura máxima especificada en la sección de Límites Absolutos Máximos. El manejo adecuado para evitar descargas electrostáticas (ESD) también es una precaución estándar, aunque no se establece explícitamente aquí, ya que los LEDs son dispositivos semiconductores.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El LTP-747KF es muy adecuado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas o alfanuméricas limitadas, compactas y de bajo consumo. Ejemplos incluyen:

• Equipos de Prueba y Medición:Multímetros digitales, contadores de frecuencia, fuentes de alimentación para mostrar valores.
• Electrónica de Consumo:Equipos de audio (indicadores de nivel de amplificador), electrodomésticos de cocina (temporizador, temperatura).
• Controles Industriales:Medidores de panel, controladores de procesos, displays de temporizador.
• Sistemas Embebidos:Indicadores de estado para prototipos o placas de desarrollo.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Accionamiento:Se requiere un microcontrolador con suficientes pines de E/S o un CI controlador de LED dedicado con soporte de multiplexación. El controlador debe suministrar la corriente pico correcta (ej., 20-32mA) al ciclo de trabajo especificado (ej., 1/16) para lograr el brillo nominal sin exceder los límites de corriente promedio.
• Limitación de Corriente:Se necesitan resistencias en serie o controladores de corriente constante para cada columna de ánodo o para cada LED para establecer con precisión la corriente directa y proteger los LEDs.
• Frecuencia de Refresco:El esquema de multiplexación requiere una frecuencia de escaneo suficientemente alta (típicamente >100Hz) para evitar parpadeo visible.
• Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja por punto, debe considerarse el calor colectivo de múltiples puntos iluminados en un entorno de alta temperatura ambiente. Puede ser necesaria una ventilación o disipación de calor adecuada para una operación continua de alto brillo.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs estándar de GaAsP o GaP, el uso del materialAlInGaPofrece ventajas significativas:Mayor eficiencia luminosa(más salida de luz por mA de corriente),mejor estabilidad térmica(menor caída de intensidad con el calor), yfiabilidad a largo plazo superior. El diseño de cara gris/puntos blancos proporciona un mayor contraste que los paquetes totalmente rojos o verdes, mejorando la legibilidad.

Dentro de la categoría de matriz 5x7 de 0.7 pulgadas, los diferenciadores clave para esta pieza serían su clasificación específica de intensidad luminosa (binning), el bajo voltaje directo típico del AlInGaP y el amplio rango de temperatura de operación (-35°C a +105°C), que supera al de muchos displays comunes, haciéndolo robusto para entornos industriales.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito de la especificación de ciclo de trabajo 1/16 para la intensidad luminosa?
R: El display utiliza multiplexación. Cada punto solo se enciende durante una fracción del tiempo (1/16 en esta condición de prueba). La intensidad luminosa se mide durante su breve pulso de "encendido" (corriente pico). El brillo promedio percibido es menor. Esta especificación permite a los diseñadores calcular la salida de luz promedio efectiva.

P: ¿Puedo accionar este display con una corriente continua constante en lugar de multiplexación?
R: Técnicamente sí, pero es altamente ineficiente. Requeriría 35 canales independientes con limitación de corriente en lugar de 12 líneas multiplexadas, aumentando enormemente la complejidad y el costo del circuito. La multiplexación es el método previsto y óptimo.

P: El voltaje directo es de 2.6V máximo a 20mA. ¿Puedo alimentarlo directamente desde un pin de microcontrolador de 3.3V?
R: No. Siempre debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie (o un circuito activo de corriente constante). Conectarlo directamente intentaría extraer corriente excesiva, pudiendo dañar tanto el LED como el pin del microcontrolador. El valor de la resistencia se calcula como R = (V_fuente- V_F) / I_F.

P: ¿Qué significa "Paquete Libre de Plomo (conforme a RoHS)"?
R: Significa que el dispositivo cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas. Los materiales utilizados en su construcción, incluido el estañado de las patillas, no contienen sustancias prohibidas como plomo, mercurio o cadmio por encima de los límites permitidos, lo que lo hace adecuado para la venta en mercados regulados.

11. Ejemplo de Caso de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Display de Temporizador Digital Simple.Un diseñador necesita mostrar minutos y segundos (MM:SS) en un producto. Se podrían usar dos displays LTP-747KF para los minutos y dos para los segundos. Se programaría un microcontrolador de bajo costo para gestionar la función de temporización. Sus puertos de E/S se conectarían a las líneas de ánodo y cátodo de los cuatro displays a través de resistencias limitadoras de corriente apropiadas. El firmware implementaría el algoritmo de temporización y una rutina de multiplexación que recorre cíclicamente los cuatro displays y los segmentos relevantes de cada dígito a alta velocidad (ej., 200Hz). La cara gris del display garantizaría un buen contraste con la carcasa del producto. El diseñador seleccionaría un "bin" de intensidad luminosa apropiado para las condiciones de luz ambiente esperadas del uso del temporizador.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

El LTP-747KF opera bajo el principio fundamental de unDiodo Emisor de Luz (LED)y lamultiplexación por división de tiempo. Cada uno de los 35 puntos en la cuadrícula 5x7 es un LED AlInGaP individual. Cuando se polariza en directa (voltaje positivo aplicado al ánodo en relación con el cátodo), los electrones y huecos se recombinan dentro de la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz) a una longitud de onda determinada por el bandgap del material AlInGaP, resultando en luz naranja amarilla.

El esquema de multiplexación reduce el número de pines de control requeridos. Los ánodos de todos los LEDs en una columna vertical están conectados juntos, y los cátodos de todos los LEDs en una fila horizontal están conectados juntos. Al activar secuencialmente una columna de ánodo a la vez mientras se habilitan selectivamente las filas de cátodo para los puntos que deben encenderse en esa columna, y repitiendo este ciclo rápidamente, se crea la ilusión de un carácter estable y completamente formado. La persistencia de la visión del ojo humano fusiona los puntos individuales que parpadean rápidamente en una imagen continua.

13. Tendencias Tecnológicas

Si bien los displays discretos de matriz de puntos LED como el LTP-747KF siguen siendo relevantes para aplicaciones específicas debido a su simplicidad, robustez y amplio ángulo de visión, se observan varias tendencias. Existe un cambio general haciamódulos de display integradosque incluyen el CI controlador, el controlador y, a veces, una ROM generadora de caracteres, simplificando la interfaz para el sistema anfitrión (ej., SPI, I2C).

Para salida alfanumérica,OLED (LED Orgánico)y avanzadosLCDmódulos LCD ofrecen mayor resolución, capacidad gráfica completa y menor consumo de energía en algunos escenarios de visualización estática. Sin embargo, las matrices LED tradicionales mantienen ventajas en tolerancia a temperaturas extremas, brillo muy alto para uso exterior y fiabilidad a largo plazo donde el "burn-in" de píxeles o la vida útil limitada podrían ser preocupaciones para otras tecnologías. La tecnología subyacente de chip LED AlInGaP continúa mejorando, ofreciendo eficiencias cada vez más altas y una producción de color más consistente.