Hoja de Datos Técnicos del Display LED Azul de Matriz de Puntos 5x7 LTP-1557TBE - Altura 1.2 Pulgadas - Voltaje Directo 3.6V - Chip Azul InGaN - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-1557TBE es un módulo de visualización alfanumérica de estado sólido diseñado para aplicaciones que requieren una salida de caracteres clara y fiable. Su función principal es representar visualmente datos, típicamente caracteres codificados en ASCII o EBCDIC, a través de una cuadrícula de diodos emisores de luz (LED) direccionables individualmente. El mercado principal para este componente incluye paneles de control industrial, instrumentación, terminales punto de venta y varios sistemas embebidos donde se necesita una solución de visualización simple, duradera y de bajo consumo.

La ventaja principal del dispositivo radica en el uso de chips LED azules de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Esta tecnología de semiconductores proporciona una buena eficiencia luminosa y un color azul distintivo. El display presenta una cara gris con puntos blancos, lo que mejora el contraste y la legibilidad. Las características clave que contribuyen a su utilidad son su bajo requerimiento de potencia, amplio ángulo de visión debido al diseño de un solo plano, fiabilidad de estado sólido sin partes móviles y la capacidad de apilarse horizontalmente para displays de múltiples caracteres.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico se define bajo condiciones de prueba específicas a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. LaIntensidad Luminosa Promedio (Iv)por chip LED se especifica con un mínimo de 5400 µcd, un valor típico de 13500 µcd, y sin máximo declarado, cuando se alimenta con una corriente directa (IF) de 10mA. Este parámetro indica la potencia de salida de luz percibida por el ojo humano, medida utilizando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica CIE.

LaLongitud de Onda de Emisión Pico (λp)es típicamente de 468 nm, lo que sitúa la salida en la región azul del espectro visible. LaMitad del Ancho de Línea Espectral (Δλ)es de 25 nm, indicando la pureza espectral o el rango de longitudes de onda emitidas. LaLongitud de Onda Dominante (λd)está entre 470 nm y 475 nm, representando el color percibido de la luz. LaRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosapara los LED dentro de la misma área de visualización es de 2:1 como máximo, garantizando una uniformidad aceptable en el brillo a través de la matriz.

2.2 Características Eléctricas

El parámetro eléctrico clave es elVoltaje Directo (VF)por chip, que varía de 3.3V (mín) a 3.6V (máx) a una corriente de prueba de 20mA. Este es un parámetro de diseño crítico para seleccionar resistencias limitadoras de corriente o circuitos de control apropiados. LaCorriente Inversa (IR)se especifica como un máximo de 100 µA cuando se aplica un voltaje inverso (VR) de 5V. Es crucial señalar que esta condición de voltaje inverso es solo para fines de prueba; el dispositivo no está diseñado para operación continua bajo polarización inversa.

2.3 Valores Absolutos Máximos y Consideraciones Térmicas

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. LaCorriente Directa Continuapor chip es de 20mA a 25°C, reduciéndose linealmente en 0.21 mA/°C a medida que aumenta la temperatura. LaCorriente Directa Picoes de 100mA pero solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). La máximaDisipación de Potenciapor chip es de 70 mW. El dispositivo está clasificado para unRango de Temperatura de Operación y Almacenamientode -35°C a +85°C. ElUmbral de Descarga Electroestática (ESD)es de 2000V (Modelo de Cuerpo Humano), indicando un nivel moderado de sensibilidad que requiere procedimientos de manejo adecuados.

3. Información Mecánica y de Empaquetado

3.1 Dimensiones y Tolerancias

El dispositivo tiene una altura de matriz de 1.2 pulgadas (30.42 mm). Todas las dimensiones del paquete se proporcionan en milímetros. Las tolerancias generales son de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. Una nota específica menciona una tolerancia de desplazamiento de la punta del pin de ±0.5 mm, lo cual es importante para el diseño de la huella en la PCB y el montaje automatizado.

3.2 Conexión de Pines y Circuito Interno

El display tiene una configuración de 14 pines. El diagrama del circuito interno revela una estructura de matriz multiplexada. Los pines están asignados a los ánodos de las filas 1 a 7 y a los cátodos de las columnas 1 a 5. Esta arquitectura de selección X-Y permite controlar cualquier punto individual (LED) activando las líneas de fila (ánodo) y columna (cátodo) correspondientes, reduciendo significativamente el número de pines de control requeridos en comparación con un enfoque de control directo.

4. Guías de Soldadura y Montaje

La hoja de datos especifica una temperatura máxima de soldadura de 260°C durante un máximo de 5 segundos, medida a 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento. Esta es una restricción típica del perfil de soldadura por reflujo para componentes de orificio pasante. El cumplimiento de este límite es necesario para prevenir daños a los chips LED o al paquete plástico por estrés térmico excesivo.

5. Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Dada la clasificación de sensibilidad ESD, se recomiendan protocolos de manejo estrictos para prevenir daños por electricidad estática o sobretensiones. Estos incluyen: usar una pulsera conductora o guanti antiestáticos; asegurar que todo el equipo, estaciones de trabajo y estantes de almacenamiento estén correctamente conectados a tierra; y emplear un soplador de iones para neutralizar las cargas estáticas que puedan acumularse en la superficie de la lente plástica durante el manejo y almacenamiento.

6. Sugerencias de Aplicación

6.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para aplicaciones que requieren una sola línea o unos pocos caracteres de información. Los usos comunes incluyen indicadores de estado en maquinaria, lecturas simples en equipos de prueba, paneles de visualización para electrónica de consumo básica y como bloques de construcción para tableros de mensajes de múltiples caracteres más grandes debido a su diseño apilable.

6.2 Consideraciones de Diseño

Circuito de Control:Se requiere un microcontrolador o un CI controlador de display dedicado para multiplexar las filas y columnas. El controlador debe suministrar la corriente necesaria (típicamente 10-20mA por segmento) y manejar la caída de voltaje directo (~3.6V). Las resistencias limitadoras de corriente son esenciales para cada línea de fila o columna para establecer la corriente de operación.
Fuente de Alimentación:El voltaje de alimentación debe ser mayor que el voltaje directo del LED. Una fuente de 5V es común, utilizando resistencias para disipar el voltaje restante.
Ángulo de Visión:El diseño de un solo plano y amplio ángulo de visión es beneficioso para aplicaciones donde el display puede ser visto desde posiciones descentradas.
Ambiental:El rango de temperatura de operación especificado lo hace adecuado tanto para entornos interiores como para muchos entornos industriales.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como displays incandescentes o de fluorescencia al vacío (VFD), esta matriz LED ofrece un consumo de energía significativamente menor, una vida útil más larga y una resistencia superior a golpes y vibraciones debido a su construcción de estado sólido. Dentro de la categoría de displays LED, el uso de chips azules de InGaN proporciona una opción de color diferente en comparación con los LED rojos de GaAsP o GaP más comunes. El formato 5x7 es un estándar para la generación de caracteres alfanuméricos, ofreciendo un buen equilibrio entre resolución y número de pines. Su paquete de orificio pasante lo diferencia de las alternativas de montaje superficial, haciéndolo más adecuado para prototipos, proyectos de aficionados o aplicaciones donde pueda estar involucrada la soldadura manual.

8. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Cuál es el propósito de la Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa 2:1?
R: Esta relación garantiza que el punto más brillante en el display no sea más del doble de brillante que el punto más tenue bajo las mismas condiciones de alimentación. Esto es importante para lograr una apariencia uniforme en todos los caracteres y segmentos, evitando que algunos puntos parezcan notablemente más tenues o brillantes que otros.

P: ¿Puedo alimentar este display directamente con un pin de microcontrolador de 3.3V?
R: No. El voltaje directo típico (3.6V) es mayor que 3.3V. Necesitarías un circuito controlador (como un arreglo de transistores) alimentado desde una fuente de voltaje más alta (ej. 5V) para conmutar las filas/columnas. Los pines del microcontrolador controlarían entonces estos transistores controladores.

P: ¿Por qué hay una nota que especifica que el voltaje inverso es solo para prueba?
R: Los LED son diodos y no están diseñados para bloquear altos voltajes inversos. Aplicar una polarización inversa continua por encima de un umbral muy bajo (a menudo solo unos pocos voltios) puede causar ruptura y dañar el dispositivo. La condición de prueba de 5V se utiliza para medir la corriente de fuga (IR) bajo un estrés controlado y no operativo.

P: ¿Cómo creo un display de múltiples caracteres?
R: Los displays son "apilables horizontalmente". Esto significa que puedes colocar múltiples unidades una al lado de la otra en una PCB. Sus asignaciones de pines están diseñadas de modo que las líneas de fila y columna correspondientes de unidades adyacentes puedan conectarse en paralelo, permitiendo que un solo circuito controlador controle una cadena de caracteres escaneando todas sus filas simultáneamente mientras envía datos de columna para cada posición en secuencia.

9. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de una Lectura de Temperatura Simple.Un diseñador necesita mostrar una temperatura de dos dígitos (ej. "25") en un controlador embebido. Utilizaría dos displays LTP-1557TBE. Se programaría un microcontrolador para convertir el valor del sensor de temperatura en códigos ASCII para los números '2' y '5'. Estos códigos se traducirían en el patrón específico de puntos encendidos para cada carácter utilizando una tabla de búsqueda almacenada en la memoria del microcontrolador. Los pines de E/S del microcontrolador, probablemente a través de controladores de sumidero de corriente externos (como arreglos ULN2003 para columnas) y controladores de fuente de corriente (como transistores para filas), multiplexarían los displays. Ciclaría rápidamente activando la Fila 1 de ambos displays mientras establece los patrones de columna para esa fila para cada carácter, luego la Fila 2, y así hasta la Fila 7. Esto ocurre más rápido de lo que el ojo humano puede percibir, creando la ilusión de caracteres estables. La cara gris y los puntos blancos aseguran una buena legibilidad en la luz ambiental del entorno previsto.

10. Introducción al Principio de Funcionamiento

El principio de funcionamiento fundamental se basa en la electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica un voltaje de polarización directa que excede el umbral de encendido del diodo (el voltaje directo, VF), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa (la unión). Aquí, se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). El material específico utilizado—InGaN en este caso—determina la energía de la banda prohibida y, por lo tanto, la longitud de onda (color) de la luz emitida, que está en el espectro azul. La disposición de matriz 5x7 es una implementación práctica donde 35 chips LED individuales (dados) se empaquetan juntos y se interconectan en una matriz de filas y columnas para minimizar las conexiones externas.

11. Tendencias y Evolución Tecnológica

Si bien esta matriz LED discreta de orificio pasante específica representa una tecnología madura y estable, el campo más amplio de la tecnología de visualización continúa evolucionando. Las tendencias incluyen la migración a paquetes de dispositivo de montaje superficial (SMD) para el montaje automatizado y factores de forma más pequeños. También hay un movimiento hacia matrices de mayor densidad y displays RGB a todo color que utilizan técnicas de empaquetado avanzadas que integran chips rojos, verdes y azules en un solo píxel. Además, la tecnología subyacente del chip LED experimenta una mejora continua en eficiencia (más salida de luz por vatio de entrada eléctrica) y fiabilidad. Sin embargo, el formato alfanumérico básico 5x7 sigue siendo relevante para innumerables aplicaciones de visualización simples, rentables y fiables donde no se requiere alta resolución o color.