Hoja de Datos del Display LED LTP-1457AKY - Altura de Matriz de 1.2 Pulgadas (30.42 mm) - Ámbar Amarillo AlInGaP - Matriz de Puntos 5x7 - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-1457AKY es un módulo de visualización alfanumérico de un solo dígito, diseñado para aplicaciones que requieren una salida de caracteres clara y legible. Su componente principal es una configuración de matriz de puntos de 5x7, proporcionando la resolución necesaria para los conjuntos de caracteres estándar ASCII y EBCDIC. La característica visual definitoria es su emisión de color ámbar amarillo, lograda mediante el uso de chips LED de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). Este material semiconductor es conocido por su alta eficiencia y buena visibilidad. La presentación física cuenta con una placa frontal gris con puntos blancos, ofreciendo un fondo de alto contraste para los elementos iluminados, lo que mejora la legibilidad bajo diversas condiciones de iluminación.

El dispositivo está diseñado para un bajo consumo de energía y una fiabilidad de estado sólido, lo que lo hace adecuado para integrarse en una amplia gama de equipos electrónicos. Su construcción de un solo plano y su amplio ángulo de visión garantizan que la información mostrada sea visible desde múltiples perspectivas. Una característica mecánica clave es su capacidad de apilamiento horizontal, permitiendo colocar múltiples unidades una al lado de la otra para formar pantallas de varios caracteres sin espacios significativos, lo cual es esencial para crear mensajes o lecturas numéricas.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Características Ópticas

El rendimiento óptico es fundamental para la funcionalidad de la pantalla. La fuente principal son los chips LED de AlInGaP cultivados sobre un sustrato de GaAs no transparente. La longitud de onda de emisión pico típica (λp) es de 595 nm, con una longitud de onda dominante (λd) de 592 nm, situando firmemente la salida en el espectro del ámbar amarillo. El ancho medio de la línea espectral (Δλ) es de 15 nm, indicando una emisión de color relativamente pura. La intensidad luminosa promedio (Iv) por punto se especifica con un mínimo de 2100 μcd y un valor típico de 3800 μcd bajo una condición de prueba de corriente pico de 80 mA y un ciclo de trabajo de 1/16. La relación de coincidencia de intensidad luminosa entre puntos es de 2:1 como máximo, asegurando un brillo uniforme en toda la matriz de caracteres.

2.2 Características Eléctricas

Los parámetros eléctricos definen los límites y condiciones de funcionamiento de la pantalla. La tensión directa (Vf) para cualquier punto LED individual típicamente varía de 2.05V a 2.6V a una corriente directa (If) de 20 mA. La corriente inversa (Ir) está limitada a un máximo de 100 μA cuando se aplica una tensión inversa (Vr) de 5V. Estos parámetros son críticos para diseñar el circuito de conducción correcto que garantice la longevidad y el rendimiento.

2.3 Valores Absolutos Máximos

Estos valores especifican los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. La disipación de potencia promedio por punto no debe exceder los 25 mW. La corriente directa pico por punto está clasificada en 60 mA, pero solo bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso de 0.1 ms). La corriente directa promedio por punto tiene un factor de reducción de 0.17 mA/°C a partir de 25°C. La tensión inversa máxima por punto es de 5V. El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de funcionamiento y almacenamiento de -35°C a +85°C. La temperatura de soldadura no debe exceder los 260°C durante más de 3 segundos en un punto situado 1.6 mm por debajo del plano de asiento durante el montaje.

3. Información Mecánica y de Empaquetado

3.1 Dimensiones Físicas

La pantalla tiene una altura de matriz de 1.2 pulgadas (30.42 mm). Las dimensiones generales del paquete se proporcionan en un dibujo detallado dentro de la hoja de datos, con todas las medidas en milímetros. Las tolerancias estándar para estas dimensiones son de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. El paquete está diseñado para facilitar la característica de apilamiento horizontal mencionada en la descripción general.

3.2 Configuración de Pines y Circuito Interno

La interfaz del dispositivo consta de 14 pines. La asignación de pines es la siguiente: Pin 1: Cátodo Fila 5; Pin 2: Cátodo Fila 7; Pin 3: Ánodo Columna 2; Pin 4: Ánodo Columna 3; Pin 5: Cátodo Fila 4; Pin 6: Ánodo Columna 5; Pin 7: Cátodo Fila 6; Pin 8: Cátodo Fila 3; Pin 9: Cátodo Fila 1; Pin 10: Ánodo Columna 4; Pin 11: Ánodo Columna 3 (Nota: Función duplicada con el Pin 4, probablemente un error en la hoja de datos o una conexión interna específica); Pin 12: Cátodo Fila 4 (Duplicado del Pin 5); Pin 13: Ánodo Columna 1; Pin 14: Cátodo Fila 2.

El diagrama del circuito interno muestra una configuración estándar de cátodo común para la matriz 5x7. Las siete líneas de fila (cátodos) y las cinco líneas de columna (ánodos) se intersectan en los 35 puntos LED. Para iluminar un punto específico, su cátodo de fila correspondiente debe ser llevado a bajo (a tierra) mientras que su ánodo de columna es llevado a alto (suministrado con corriente a través de una resistencia limitadora). Esta disposición en matriz minimiza el número de pines de control requeridos (12 para una matriz 5x7 en lugar de 35 para puntos individuales).

4. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

4.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Esta pantalla es ideal para aplicaciones que requieren un único carácter alfanumérico altamente visible. Usos comunes incluyen indicadores de estado en paneles de control industrial, lecturas digitales en equipos de prueba y medición, pantallas de un solo carácter en sistemas embebidos para depuración o indicación de modo, y como bloques de construcción para paneles de múltiples dígitos en instrumentos como relojes, contadores o tableros de mensajes simples.

4.2 Consideraciones de Diseño y Conducción

Conducir una matriz 5x7 requiere un esquema de multiplexación. Dado que solo una fila debe estar activa a la vez para evitar imágenes fantasma y un consumo de corriente excesivo, es necesario un microcontrolador o un CI controlador de pantalla dedicado para recorrer cíclicamente las siete filas rápidamente (típicamente a una tasa >60 Hz para evitar parpadeo). Los datos de columna para la fila activa se envían simultáneamente. La corriente directa promedio por punto debe calcularse en función de la corriente pico y el ciclo de trabajo (1/7 para una multiplexación estándar de una fila a la vez). Por ejemplo, para lograr una corriente promedio de punto deseada de 10 mA, la corriente pico durante su tiempo de fila activa necesitaría ser de 70 mA (10 mA * 7 filas). Esto debe verificarse contra el valor absoluto máximo para la corriente pico (60 mA a 1/10 de ciclo de trabajo). Por lo tanto, es esencial un cálculo cuidadoso del esquema de multiplexación y de las resistencias limitadoras de corriente. El amplio rango de temperatura de funcionamiento permite su uso en entornos no controlados climáticamente.

5. 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, dichas curvas generalmente incluyen:

• Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Esto muestra la relación entre la corriente a través de un LED y la tensión a través del mismo. Es no lineal, con una tensión de encendido (alrededor de 2V para AlInGaP) después de la cual la corriente aumenta rápidamente con pequeños aumentos de tensión. Esta curva es vital para seleccionar el valor de resistencia limitadora de corriente apropiado en un circuito de conducción a tensión constante.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Esta curva demuestra cómo la salida de luz aumenta con el aumento de la corriente. Generalmente es lineal en un rango pero se saturará a corrientes muy altas. Operar dentro de la región lineal es importante para el control de brillo mediante modulación por ancho de pulso (PWM).
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esto muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Para AlInGaP, la eficiencia típicamente disminuye con el aumento de la temperatura, lo que significa que la pantalla puede aparecer más tenue en entornos de alta temperatura si no se compensa mediante la corriente de conducción.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra la concentración de la salida de luz alrededor de la longitud de onda dominante (592 nm) y el ancho del espectro (15 nm de ancho medio).

Los diseñadores deben consultar estas curvas para optimizar las condiciones de conducción para el brillo, la eficiencia y la longevidad en el rango de temperatura de funcionamiento previsto.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El parámetro crítico para el montaje es la tolerancia al calor de la soldadura. Los terminales pueden soportar una temperatura máxima de 260°C durante una duración máxima de 3 segundos, medida en un punto a 1.6 mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento del paquete. Esta es una clasificación estándar para procesos de soldadura por ola o reflujo. Es crucial adherirse a este límite para evitar daños a las conexiones internas por alambre o a los propios chips LED. Se deben observar las precauciones estándar contra descargas electrostáticas (ESD) durante el manejo y montaje, ya que los LED son sensibles a la electricidad estática. El almacenamiento debe realizarse dentro del rango de temperatura especificado de -35°C a +85°C en un ambiente de baja humedad.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores principales del LTP-1457AKY son su uso de la tecnología AlInGaP y su factor de forma mecánico específico. En comparación con las tecnologías LED más antiguas de GaAsP o GaP, AlInGaP ofrece una mayor eficiencia luminosa, lo que resulta en una salida más brillante para la misma entrada eléctrica, y una mejor pureza de color. El color ámbar amarillo a menudo se elige por su alto impacto visual y el brillo percibido por el ojo humano. La altura de carácter de 1.2 pulgadas es un tamaño específico que puede ser más grande que las pantallas comunes de 0.56 o 0.8 pulgadas, lo que la hace adecuada para aplicaciones donde la distancia de visualización es mayor o la visibilidad es primordial. La capacidad de apilamiento horizontal es una característica práctica no siempre presente en pantallas similares, simplificando el diseño de matrices de múltiples caracteres.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cómo conduzco esta pantalla con un microcontrolador?

R: Necesitas al menos 12 pines de GPIO (7 para filas, 5 para columnas). Implementa una rutina de escaneo que active una fila (cátodo a bajo) a la vez mientras aplica el patrón para esa fila a los 5 pines de columna (ánodo) a través de resistencias limitadoras. El escaneo debe ser lo suficientemente rápido para evitar el parpadeo (tasa de refresco >60 Hz).

P: ¿Qué valor de resistencia limitadora de corriente debo usar?

R: Depende de tu tensión de alimentación (Vcc) y la corriente de funcionamiento deseada. Usa la fórmula: R = (Vcc - Vf) / If. Para una alimentación de 5V y un Vf típico de 2.3V a 20 mA, R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 Ω. Usa el valor estándar más cercano (por ejemplo, 130 Ω o 150 Ω). Recuerda que esto es para operación constante encendido; para operación multiplexada, la corriente pico será mayor.

P: ¿Puedo usar esta pantalla en exteriores?

R: El rango de temperatura de funcionamiento (-35°C a +85°C) es bastante amplio, lo que sugiere robustez. Sin embargo, la hoja de datos no especifica una clasificación IP (Protección contra Ingresos) para resistencia al agua o al polvo. Para uso en exteriores, la pantalla probablemente necesitaría estar detrás de una ventana protectora o dentro de una carcasa sellada para evitar la entrada de humedad y suciedad, lo que podría dañar la electrónica u oscurecer la cara frontal.

P: ¿Por qué hay funciones de pines duplicadas (por ejemplo, Pin 4 y 11, Pin 5 y 12)?

R: Esto probablemente sea un error en el extracto de la tabla de conexión de pines proporcionada. En una matriz 5x7 estándar, solo se necesitan 12 señales únicas (5 columnas + 7 filas). Los duplicados pueden estar conectados internamente al mismo nodo para proporcionar opciones alternativas de enrutamiento en la PCB o pueden ser un error en la documentación. El diagrama del circuito interno es la fuente autorizada para la conectividad.

9. Introducción al Principio de Funcionamiento

El principio fundamental se basa en la electroluminiscencia de semiconductores. Cuando se aplica una tensión directa que excede la tensión de encendido del diodo a través de la unión p-n de AlInGaP, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de las capas de Aluminio, Indio, Galio y Fosfuro determina la energía de la banda prohibida, que se correlaciona directamente con la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, ámbar amarillo. La matriz 5x7 es una técnica de direccionamiento que reduce el número de líneas de control requeridas de 35 (una por punto) a 12 (filas + columnas) al organizar los LED en una cuadrícula. La iluminación se controla activando selectivamente los puntos de intersección de las filas y columnas energizadas.

10. Tendencias y Contexto Tecnológico

Pantallas como el LTP-1457AKY representan una tecnología madura y confiable para salidas alfanuméricas de uno o pocos dígitos. Si bien las pantallas gráficas más grandes y los OLED se han vuelto predominantes para información compleja, los módulos discretos de matriz de puntos LED siguen siendo muy relevantes en aplicaciones industriales, de instrumentación y embebidas debido a su simplicidad, robustez, alto brillo, amplios ángulos de visión y excelente longevidad. El cambio de los materiales LED más antiguos a AlInGaP, como se ve en este dispositivo, fue una tendencia significativa que mejoró la eficiencia y la gama de colores. Las tendencias actuales en segmentos de pantalla similares podrían incluir la integración del circuito controlador en el propio módulo (requiriendo solo datos serie y entradas de potencia), el uso de materiales aún más eficientes como InGaN para diferentes colores, y diseños optimizados para procesos de montaje automatizado. Las ventajas principales de la fiabilidad de estado sólido, el bajo consumo y la alta visibilidad aseguran el uso continuado de esta tecnología en nichos específicos.