Hoja de Datos del Display LED LTP-3862JR - Altura de Dígito 0.3 Pulgadas - Rojo Súper AlInGaP - Tensión Directa 2.6V - Disipación de Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-3862JR es un módulo de visualización alfanumérica de alto rendimiento y dos dígitos, diseñado para aplicaciones que requieren una representación clara de caracteres. Su función principal es mostrar caracteres alfanuméricos (letras y números) utilizando una configuración de 17 segmentos por dígito, lo que ofrece una mayor flexibilidad que los displays estándar de 7 segmentos. El dispositivo utiliza chips LED avanzados de tecnología AS-AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) ROJO SÚPER, que se cultivan epitaxialmente sobre un sustrato de GaAs. Esta tecnología es conocida por su alta eficiencia y excelentes propiedades luminosas. El diseño visual presenta una cara negra con segmentos blancos, lo que mejora significativamente el contraste y la legibilidad bajo diversas condiciones de iluminación. El display está categorizado por intensidad luminosa, garantizando una consistencia en el brillo entre lotes de producción.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas clave de este display derivan de su diseño y tecnología de semiconductores. Los segmentos uniformes y continuos crean una apariencia de carácter suave y atractiva, sin huecos o discontinuidades visibles. Opera con requisitos de potencia bajos, lo que lo hace adecuado para dispositivos alimentados por batería o conscientes del consumo energético. La combinación de alto brillo y alto contraste garantiza la legibilidad incluso en entornos muy iluminados. Un amplio ángulo de visión permite leer la información mostrada desde varias posiciones relativas a la superficie del display. La fiabilidad de estado sólido de la tecnología LED ofrece una larga vida operativa y resistencia a golpes y vibraciones en comparación con otros tipos de display como los fluorescentes de vacío o incandescentes.

Este producto está típicamente dirigido a mercados y aplicaciones donde las lecturas alfanuméricas compactas, fiables y claras son esenciales. Las aplicaciones comunes incluyen paneles de instrumentación industrial, equipos de prueba y medición, dispositivos médicos, terminales punto de venta (TPV), displays para tableros de automóviles (para información auxiliar) y varios productos electrónicos de consumo donde es necesario presentar datos de estado o numéricos.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros técnicos clave especificados en la hoja de datos.

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico es fundamental para la funcionalidad del display. LaIntensidad Luminosa Promedio por Segmentose especifica con un mínimo de 200 µcd, un valor típico de 600 µcd, y sin máximo listado, cuando se alimenta con una corriente directa (I_F) de 1mA. Este parámetro define el brillo percibido de cada segmento individual. LaRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosase especifica como 2:1 máximo. Este es un parámetro crítico para la uniformidad del display; significa que el brillo del segmento más tenue no será menor que la mitad del brillo del segmento más brillante bajo las mismas condiciones, asegurando una apariencia consistente en todos los segmentos de un carácter.

Las características de color están definidas por parámetros de longitud de onda, medidos a I_F=20mA. LaLongitud de Onda de Emisión Pico (λ_p)es de 639 nm, que se encuentra en la región roja del espectro visible. LaLongitud de Onda Dominante (λ_d)es de 631 nm. La diferencia entre la longitud de onda pico y la dominante está relacionada con la forma del espectro de emisión. LaAnchura Media Espectral (Δλ)es de 20 nm, lo que indica la pureza espectral o la dispersión de las longitudes de onda de la luz emitida alrededor del pico.

2.2 Parámetros Eléctricos

Las especificaciones eléctricas definen los límites y condiciones de operación del dispositivo. LaTensión Directa por Segmento (V_F)varía de 2.0V a 2.6V a una corriente de prueba de 20mA. Los diseñadores deben asegurarse de que el circuito de excitación pueda proporcionar suficiente tensión para superar esto, típicamente usando una resistencia limitadora de corriente o un driver de corriente constante. LaCorriente Inversa por Segmento (I_R)es un máximo de 100 µA a una tensión inversa (V_R) de 5V, indicando el nivel de fuga cuando el LED está polarizado en inversa.

LosValores Nominales Absolutos Máximosestablecen los límites para una operación segura. LaCorriente Directa Continua por Segmentoes de 25 mA a 25°C, con un factor de reducción de 0.33 mA/°C por encima de esa temperatura. Esto significa que la corriente continua máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente para evitar el sobrecalentamiento. LaCorriente Directa de Picoes de 90 mA pero solo bajo condiciones de pulso específicas: un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms. Esto permite esquemas de multiplexado donde se puede usar una corriente instantánea más alta para lograr un brillo percibido mientras se mantiene baja la disipación de potencia promedio. LaDisipación de Potencia por Segmentoestá limitada a 70 mW.

2.3 Especificaciones Térmicas y Ambientales

El dispositivo está clasificado para unRango de Temperatura de Operaciónde -35°C a +105°C y un idénticoRango de Temperatura de Almacenamiento. Este amplio rango lo hace adecuado para aplicaciones en entornos hostiles, tanto industriales como automotrices. La reducción de la corriente directa con la temperatura, como se mencionó, es una consideración directa de gestión térmica. La hoja de datos también especifica las condiciones de soldadura: el dispositivo puede soportar 260°C durante 3 segundos a una distancia de 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.59 mm) por debajo del plano de asiento, lo cual es una guía típica del perfil de soldadura por reflujo.

3. Información Mecánica y de Empaquetado

El LTP-3862JR viene en un paquete estándar de display LED. La hoja de datos incluye un dibujo detallado con dimensiones (dimensiones del paquete). Las características mecánicas clave incluyen la huella general, la altura del paquete, el espaciado entre los dos dígitos y la ubicación precisa y el diámetro de los orificios o pines de montaje. El dibujo especifica que todas las dimensiones están en milímetros, con tolerancias estándar de ±0.25mm a menos que se indique lo contrario. Esta información es crucial para los diseñadores de diseño de PCB (Placa de Circuito Impreso) para asegurar que la huella física en la placa coincida con el display y que haya un espacio libre adecuado alrededor del componente.

3.1 Configuración de Pines y Circuito Interno

El dispositivo tiene un total de 20 pines. Está configurado como un tipoÁnodo Común Multiplexado. Esto significa que los ánodos de los LEDs para cada dígito están conectados internamente. El ánodo común del Dígito 1 está en el Pin 4, y el ánodo común del Dígito 2 está en el Pin 10. Los cátodos de cada segmento individual (de la A a la U, más DP para el punto decimal) salen a pines separados. Esta arquitectura multiplexada permite controlar dos dígitos con menos líneas de driver que si cada segmento fuera direccionable de forma independiente. Un diagrama de circuito interno mostraría típicamente estas conexiones de ánodo común para cada dígito y cómo están organizados los cátodos de los segmentos. La tabla de conexión de pines es esencial para cablear correctamente el display a un microcontrolador o un CI driver.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas/ópticas. Si bien los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, las curvas estándar para tales dispositivos incluirían:

• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V): Este gráfico muestra la relación no lineal entre la tensión a través del LED y la corriente que fluye a través de él. Ayuda a los diseñadores a seleccionar el valor apropiado de la resistencia limitadora de corriente para una tensión de alimentación dada.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa: Esta curva muestra cómo la salida de luz aumenta al incrementar la corriente de excitación. Típicamente es lineal en un rango pero puede saturarse a corrientes muy altas.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Este gráfico demuestra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Comprender esta reducción es vital para aplicaciones que operan a altas temperaturas ambientales.
• Distribución Espectral: Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra la forma del espectro de luz emitida, centrado alrededor de la longitud de onda pico de 639 nm.

Estas curvas proporcionan a los diseñadores una comprensión más matizada del comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar o variables, más allá de los datos de un solo punto en las tablas.

5. Directrices de Aplicación y Consideraciones de Diseño

5.1 Diseño del Circuito de Excitación

Para operar este display de ánodo común multiplexado, se requiere un circuito driver. Esto típicamente implica usar un microcontrolador con suficientes pines de E/S o un CI driver LED dedicado. Los ánodos comunes (Pines 4 y 10) se conectarían al microcontrolador a través de transistores de fuente de corriente o directamente si los pines del MCU pueden suministrar suficiente corriente. Los cátodos de segmento (Pines 1-3, 5-9, 11-13, 15-20) se conectarían a drivers de sumidero de corriente (como un arreglo de transistores o un CI driver). El multiplexado se logra encendiendo secuencialmente el ánodo común de un dígito a la vez mientras se presenta el patrón de segmentos para ese dígito en las líneas de cátodo. Este ciclo debe ocurrir lo suficientemente rápido (típicamente >60 Hz) para evitar parpadeo visible. La clasificación de corriente de pico permite el uso de corrientes instantáneas más altas durante el breve tiempo de encendido de cada dígito para lograr un brillo promedio percibido más alto.

5.2 Gestión Térmica y de Soldadura

Si bien los LEDs son eficientes, la potencia disipada (hasta 70mW por segmento) puede provocar calentamiento, especialmente cuando varios segmentos están encendidos simultáneamente. Puede considerarse un área de cobre adecuada en el PCB o vías térmicas para los pines de ánodo común para que actúen como disipador de calor. Es necesario adherirse estrictamente al perfil de soldadura (260°C durante 3 segundos) para evitar daños al epoxi interno, las uniones por alambre o al propio dado semiconductor durante el ensamblaje.

5.3 Integración Óptica

El diseño de cara negra/segmentos blancos ofrece alto contraste. Para una mejora adicional en luz ambiente brillante, se puede usar un filtro de contraste o una ventana de cubierta oscurecida. El amplio ángulo de visión elimina la necesidad de una alineación precisa del observador con la normal del display. Los diseñadores deben considerar la distancia de visualización prevista y los niveles de luz ambiente al seleccionar las corrientes de excitación para garantizar una legibilidad óptima sin un consumo de energía innecesario.

6. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores principales del LTP-3862JR son su uso de la tecnologíaRojo Súper AlInGaPy su arquitectura de17 segmentos. En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs estándar de GaAsP o GaP, el AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en displays más brillantes a la misma corriente o un menor consumo de energía para el mismo brillo. El formato de 17 segmentos, en comparación con un display estándar de 7 segmentos, permite la representación legible de todo el alfabeto (alfanumérico) en lugar de solo números y algunas letras, ampliando enormemente su ámbito de aplicación. La categorización por intensidad luminosa es otro punto clave, proporcionando un nivel de consistencia de brillo que es importante para displays de múltiples dígitos donde un brillo desigual sería visualmente molesto.

7. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué significa una Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa de 2:1 para mi diseño?

R: Garantiza uniformidad visual. En el peor de los casos, un segmento no será más tenue que la mitad del brillo de otro segmento excitado de manera idéntica. Esto evita que algunos caracteres o partes de caracteres aparezcan notablemente más tenues que otros.

P: ¿Puedo excitar este display directamente con un microcontrolador de 5V?

R: No directamente para los segmentos. La tensión directa es de 2.0-2.6V. Conectar un pin de MCU de 5V directamente al cátodo de un segmento (a través de una resistencia) aplicaría ~5V de polarización inversa al LED cuando el pin del MCU esté en alto, lo que excede la clasificación de tensión inversa de 8V y podría dañar el LED. Debes usar un circuito de excitación apropiado (transistores o CIs driver) para interconectar los niveles lógicos del MCU con los requisitos de corriente del LED.

P: ¿Cómo calculo el valor de la resistencia limitadora de corriente?

R: Usa la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Para una alimentación de 5V, una V_Ftípica de 2.3V, y una I_Fdeseada de 20mA: R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 ohmios. Usa el siguiente valor estándar (por ejemplo, 150 ohmios) que da una corriente ligeramente menor, bien dentro del área de operación segura.

P: ¿Cuál es el propósito de la clasificación de corriente directa de pico?

R: Permite el multiplexado. En una configuración multiplexada, cada dígito solo está encendido una fracción del tiempo (por ejemplo, ciclo de trabajo de 1/2 para dos dígitos). Para lograr un brillo promedio deseado, puedes usar una corriente instantánea más alta durante su breve tiempo de encendido. La clasificación de pico de 90mA (a pulso de 0.1ms, ciclo de trabajo 1/10) permite esto. La corriente promedio aún debe respetar la clasificación de corriente continua cuando se calcula a lo largo del tiempo.

8. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñar un contador simple de dos dígitos con interfaz de microcontrolador.

Un caso de diseño involucraría un microcontrolador de 8 bits (por ejemplo, un ATmega328P). Dos de sus pines de E/S se configurarían como salidas para excitar los ánodos comunes (Dígito 1 y Dígito 2) a través de pequeños transistores NPN (por ejemplo, 2N3904) para suministrar la corriente requerida para todos los segmentos encendidos en un dígito. Otros ocho pines de E/S se usarían para excitar los cátodos de segmento a través de un CI driver de sumidero de corriente como un arreglo Darlington ULN2003A, que puede manejar las corrientes combinadas de los segmentos. El firmware mantendría una variable contador. Separaría las decenas y las unidades, convertiría cada una a un patrón de 17 segmentos (usando una tabla de búsqueda), y luego alternativamente habilitaría el transistor para el Dígito 1 mientras envía el patrón de las unidades, luego habilitaría el Dígito 2 mientras envía el patrón de las decenas, en un bucle continuo con un breve retardo. Las resistencias limitadoras de corriente se colocarían en el lado del ánodo común (más simple, una resistencia por dígito) o en el lado del cátodo de segmento (control más preciso por segmento, más resistencias).

9. Introducción al Principio de Operación

El principio de operación fundamental se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. El material semiconductor AlInGaP tiene una energía de banda prohibida específica. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral de la unión (la tensión directa V_F), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan a través de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía. En un semiconductor de banda prohibida directa como el AlInGaP, esta energía se libera principalmente como fotones (luz). La longitud de onda (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida del material. El diseño de 17 segmentos es una disposición geométrica de dados LED individuales o regiones de chip dentro del paquete, cada una correspondiente a un segmento del carácter. Las conexiones eléctricas se realizan mediante uniones por alambre a los contactos de ánodo y cátodo, que se enrutan a los pines externos del paquete.

10. Tendencias Tecnológicas

La tecnología de displays evoluciona continuamente. Si bien la tecnología AlInGaP en esta hoja de datos representa una solución de alto rendimiento para colores rojo/naranja/amarillo, las tendencias más amplias incluyen la adopción de materiales y estructuras aún más eficientes. Para displays a todo color o blancos, los LEDs basados en InGaN (Nitruro de Indio y Galio) azules y verdes son dominantes. Existe un impulso constante hacia una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio), permitiendo displays más brillantes o un menor consumo de energía. La miniaturización es otra tendencia, con empaquetado a escala de chip y tamaños de dado más pequeños que permiten displays con mayor resolución o la misma resolución en una huella más pequeña. Además, las soluciones integradas son cada vez más comunes, donde el circuito driver LED, el microcontrolador y, a veces, incluso el display en sí se combinan en un solo módulo o display inteligente, simplificando el proceso de diseño para los fabricantes de productos finales. Las ventajas principales de fiabilidad de estado sólido, bajo consumo y amplio ángulo de visión siguen siendo fundamentales y se ven potenciadas por estos avances en materiales e integración.